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論文

Thermal fatigue test on dissimilar welded joint between Gr.91 and 304SS

若井 隆純; 小林 澄男; 加藤 章一; 安藤 勝訓; 高正 英樹*

Proceedings of 25th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-25) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/07

異材溶接継手構造モデルに対する熱疲労試験について述べる。JSFR設計においては、IHXとSGにフェライト-オーステナイト異材溶接継手が発生する。JSFRの機器では、クリープ疲労が最も重要な破損様式であるが、異材溶接技手に対するクリープ疲労強度評価法は確立されていない。評価法を開発し検証するためには、構造物試験が必要である。そこで、周方向に改良9Cr-1Mo鋼-SUS304の異材溶接継手を有する厚肉円筒に対する熱疲労試験を行った。これらの鋼種の熱膨張係数は大きく異なることから、中間にNi基合金がバタリング溶接された。試験後の解体検査で、SUS304側熱影響部と改良9Cr-1Mo鋼側熱影響部に深いき裂が観察された。SUS304母材表面には亀甲状のき裂が多数見られた。有限要素解析に基づく疲労損傷評価の結果、最大の疲労損傷はSUS304側熱影響部に発生すると評価された。また、SUS304母材部の疲労損傷も大きく評価された。これらの評価結果は、実験結果とよく一致する。しかし、改良9Cr-1Mo鋼側熱影響は、比較的小さい疲労損傷と評価されたにもかかわらず、深いき裂が観察された。この原因を究明するため、数値解析と金属組織観察を実施した。

論文

Multiaxial creep behavior of nickel-base heat-resistant alloys Hastelloy XR and Ni-Cr-W superalloy at elevated temperatures

加治 芳行; 辻 宏和; 西 宏; 武藤 康; Penkalla, H. J.*; Schubert, F.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(8), p.923 - 928, 2002/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.15(Nuclear Science & Technology)

原研において、原子力用構造材料として開発したハステロイXRとNi-Cr-W合金の多軸クリープ挙動を調べ、多軸条件下での変形挙動を記述する構成式を検証するために、一連の単軸及び多軸クリープ試験を実施した。Norton型クリープ構成式とMisesの流れ則を種々の負荷条件下での多軸クリープ挙動の予測に適用した。ほとんどの場合には、これらの材料の多軸クリープ挙動は、単軸クリープ試験結果から求めたパラメータに基づく構成式によってよく記述できたが、一部例外な場合も見られた。本研究から、簡易設計法としてNorton型クリープ構成式とMisesの流れ則に基づく方法をハステロイXR及びNi-Cr-W合金の多軸クリープ挙動を記述するのに適用できることがわかった。

論文

Multiaxial creep behavior of nickel-base heat-resistant alloys Hastelloy XR and Ni-Cr-W superalloy at elevated temperatures

辻 宏和; 西 宏; 加治 芳行; 武藤 康; Penkalla, H. J.*; Schubert, F.*

Proceedings of the 7th International Conference on Creep and Fatigue at Elevated Temperatures (CREEP7), p.101 - 106, 2001/06

原研において原子力用構造材料として開発したハステロイXRとNi-Cr-W合金の多軸クリープ挙動を調べるために、一連の単軸及び多軸クリープ試験を実施した。Norton型クリープ構成式とMisesの流れ則を種々の負荷条件下での多軸クリープ挙動の予測に適用した。ほとんどの場合には、これらの材料の多軸クリープ挙動は、単軸クリープ試験結果から求めたパラメータに基づく構成式によってよく記述できたが、一部例外な場合も見られた。本研究から、簡易設計法としてNorton型クリープ式構成式とMisesの流れ則に基づく方法をハステロイXR及びNi-Cr-W合金の多軸クリープ挙動を記述するのに適用できることがわかった。

論文

Inelastic constitutive equation in Alloy800H

加治 芳行; 菊地 賢司; Penkalla, H. J.*

Proceedings of the 7th International Conference on Creep and Fatigue at Elevated Temperatures (CREEP7), p.179 - 183, 2001/06

700、800及び850$$^{circ}C$$でのアロイ800Hのクリープ構成式を開発した。この構成式では、非弾性ひずみ速度をNorton-Bailey型の流れ則の形で表し、種々の負荷条件での変形中の硬化は、背応力と抗応力に分けられる内部応力によって引き起こされるとしている。背応力はクリープ抵抗の保存力を表し、一方抗応力は粒界滑り、拡散及び転位と析出物の相互作用のような内部構造での全ての消失部を含んでいる。パラメータは、各温度での定荷重条件下でのクリープ変形特性から決定した。各温度でのクリープ試験において、この構成式による変形解析結果と実験結果はよく一致した。

論文

Study on the reliability of silicide fuels at elevated temperatures

柳澤 和章; 藤城 俊夫

Proc. of 4th Asian Symp. on Research Reactors; ASRR-IV, p.58 - 69, 1993/00

試験・研究炉では、燃料濃縮度を低減化(例えば40wt%$$^{235}$$Uから20wt%$$^{235}$$U)するため、燃料のシリサイド化(7wt%Si+93wt%U)が進められている。原研の安全性試験研究炉(NSRR)では、シリサイド燃料の過渡時ふるまいを研究するため、パルス照射を未照射シリサイド燃料板($$rho$$=4.8gU/cc)に課す試験研究を実施した。本報は、燃料被覆材(AG3NE)の溶融である640$$^{circ}$$Cをはるかに超えた970$$^{circ}$$Cに至るまでの、高温下に於ける燃料板の健全性について、パルス後の照射後試験データから得た知見をとりまとめたものである。その結果、400$$^{circ}$$C以上になると燃料の寸法安定性が喪失して行くこと、また95cal/g・fuel以上になると「焼き割れ」による機械的破損が生ずること等が明らかになった。

報告書

Studies on rapid ion-exchange separation of the transplutonium elements with mineral acid-methanol mixed media

臼田 重和

JAERI 1315, 92 Pages, 1989/03

JAERI-1315.pdf:3.37MB

重イオン核反応により生成する超プルトニウム元素(超Pu)を迅速分離する目的で、鉱酸ーメチルアルコール混合溶媒を高温(90$$^{circ}$$C)加圧下でよ溶離液として用いるイオン交換法を研究した。本分離法は、硝酸ーメチルアルコール溶媒を用いる陰イオン交換法(超Puの相互分離)、塩酸ーメチルアルコール溶媒を用いる陰イオン交換法(REからAm+Cm,Bk,Cf+Fmの分離)、塩酸ーメチルアルコール溶媒を用いる陽イオン交換法(超PuとREの群分離と前処理)から成る。高温下での各分離系における超Pu元素の吸着挙動を調べ、迅速かつ効果的な定量分離法を中心に述べるとともに、$$alpha$$線スペクトロメトリーに適した試料調製法についても論じた。本分離法を応用して重イオン核反応で合成される短寿命アクチノイド核種の核化学的研究を行い、使用済燃料の燃焼率測定のための分離法も開発した。

論文

Rapid ion-exchange separations of actinides

臼田 重和

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 123(2), p.619 - 631, 1988/02

 被引用回数:22 パーセンタイル:12.76(Chemistry, Analytical)

重イオン反応で合成される短寿命アクチニド核種を研究する目的で、鉱酸-メタノール混合溶媒によるアクチニド元素の迅速イオン交換分離法を開発した。この溶媒は低粘度・低沸点のため高速溶離・蒸発乾固が容易で,しかもその残渣はほとんどない。しかし室温での迅速分離は分解能が悪く、テイリングを生じる。イオン交換の平衡速度を高めるため、低粒度のイオン交換樹脂を用い、これが分解しない限りの高温(90$$^{circ}$$C)でのアクチニド元素のイオン交換挙動を分離の観点から調べた。硝酸-メタノール系陰イオン交換、塩酸-メタノール系陰イオン交換、塩酸-メタノール系陽イオン交換の3つの系で行い、いずれも迅速且つ効果的な分離法を得た。また、アクチニド元素を含む溶出液は直接測定試料皿上に滴下し蒸発乾固し、直ちに良質の$$alpha$$ソースを調製することができた。

論文

Anion exchange behaviour of the transplutonium and rare earth elements in nitric acid-methyl alcohol media at elevated temperature

臼田 重和

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 111(2), p.399 - 410, 1987/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:19.39(Chemistry, Analytical)

高温における硝酸-メタノール混合培養中の超プルトニウム(Am,Cm,及びCf)、希土類(Y,Ce,Pm及びEu)及び他のいくつかの元素(U,Al,Sr及びCs)の陰イオン変換挙動を調べた。分離係数は温度が高くなる程減少したが、理論段数が増加する為分解能は改善された。そこで90$$^{circ}$$Cにおけるこれら元素の分配係数及び分離係数を硝酸濃度及びメタノール含量の関数として求め、極小容量力ラムを用いた効果的な迅速分離法を確立した。また、溶出液をタンタル板上に滴下し、直ちに蒸発乾固することにより、良質の$$alpha$$線スペクトル測定用のサンプルが調製できた。

論文

Anion exchange behaviour of the transplutonium elements in hydrochloric acid-alcohol media at elevated temperature

臼田 重和

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 111(2), p.477 - 485, 1987/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:35.53(Chemistry, Analytical)

高温下での塩酸(0.3~1.3M)及びメタノール(80%以上)混合溶媒中の超プルトニウム元素(Am,Cm及びCf)の陰イオン交換挙動を研究した。90$$^{circ}$$Cにおけるこれら元素の分配係数は、陰イオン性のクロライドコンプレックスをつくることにより塩酸及びメタノールの濃度とともに急激に増大した。Cfは、Am,Cm,希土類元素を含むFP,マクロ量のAl及びUから迅速に分離され、数滴の溶離液で溶出された。その結果、Cfの$$alpha$$線スペクトル測定のためのソースを直ちに調製することができた。

論文

Fatigue of Low-Alloy Steels in Aqueous Environment at Elevated Temperatures

近藤 達男; 菊山 紀彦; 中島 甫; 新藤 雅美

Mechanical Behavior of Materials, 3, p.319 - 327, 1972/00

抄録なし

口頭

Development of a sensor for in-situ measurement of hydrogen peroxide in irradiation field by using frequency dependent complex impedance analysis

塙 悟史; 端 邦樹; 内田 俊介; 西山 裕孝

no journal, , 

原子力プラントの冷却水は原子炉内部で放射線を受け分解し、水中には過酸化水素などの酸化剤が生成される。過酸化水素は、応力腐食割れ(SCC)の発生やき裂進展などプラントの経年劣化現象の主要因子であり、その場の濃度の定量評価は高経年化プラントの健全性を評価する上で重要である。しかし、過酸化水素濃度の定量評価は、従来の技術ではサンプリング水の分析による必要があり、熱的に不安定な過酸化水素のその場評価は難しい。周波数依存複素インピーダンス(FDCI)測定によれば、材料表面の酸化皮膜の性状変化を把握することが可能であり、Cole-Coleプロットの低周波数側半円が過酸化水素濃度に対してリニアな相関を示すことが最近の研究で明らかになっている。原子力機構では、FDCI測定を応用した照 射環境下でも使用できる過酸化水素濃度のその場測定センサーの開発を進めている。本発表では、上記センサーの開発計画を紹介する。

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