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論文

Tensile properties of austenitic stainless steels irradiated at SINQ target 3

斎藤 滋; 菊地 賢司; 宇佐美 浩二; 石川 明義; 西野 泰治; 川合 將義*; Dai, Y.*

Journal of Nuclear Materials, 343(1-3), p.253 - 261, 2005/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:40.6(Materials Science, Multidisciplinary)

核破砕中性子源やADSのターゲット及びビーム入射窓は、高エネルギー陽子と核破砕中性子の双方の照射を受ける。しかし、照射データは極めて乏しく、特に、核変換反応によって生じる大量のガス原子の影響は十分にわかっていない。そこで、スイスのポール・シェラー研究所(PSI)で、各種材料について590MeVプロトンの照射試験を行い、原研に輸送して照射後試験を行った。本発表では、3種類のオーステナイト鋼(SA-JPCA, SA-316F及びCW-316F)の引張り試験の結果について報告する。その結果、照射後の0.2%耐力は未照射材の3倍以上に増加し、破断歪みも未照射材の50%以上から20%前後へと低下したが、試験後の破面はいずれも延性破面であり、照射後も延性を維持していることがわかった。

論文

Bend-fatigue properties of 590 MeV proton irradiated JPCA and 316F SS

斎藤 滋; 菊地 賢司; 宇佐美 浩二; 石川 明義; 西野 泰治; 川合 將義*; Dai, Y.*

Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part1), p.1093 - 1097, 2004/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.15(Materials Science, Multidisciplinary)

核破砕中性子源やADSのターゲット及びビーム入射窓は、高エネルギー陽子及び核破砕中性子の照射により損傷を受ける。また、高エネルギー陽子の入射に伴って発生する圧力波及びビームトリップによる熱応力が核破砕ターゲットの容器材料に発生し、その応力成分は曲げが中心となる。材料の設計寿命や健全性評価には照射材の曲げ疲労データが必要である。スイスのポール・シェラー研究所(PSI)で陽子照射した鋼材の一部を原研に輸送し、照射後試験を行った。疲労試験には新たに開発したセラミックアクチュエーター式の曲げ疲労試験機を用いた。曲げ疲労試験の結果、同一変位に対する疲労寿命は、照射によって低下することがわかったが、照射条件と疲労寿命の関係は明確には見られなかった。破面のSEM観察の結果、多くの試料は延性破面であるが、360$$^{circ}$$Cで12.5dpa照射した316F-SAでは粒界破面も観察された。

論文

Post-irradiation tensile and fatigue experiment in JPCA

菊地 賢司; 斎藤 滋; 西野 泰治; 宇佐美 浩二

Proceedings of 6th International Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp '03), p.874 - 880, 2004/00

SINQ加速器照射材の照射後引張り及び疲労試験を行った。580MeVの核破砕反応を伴う照射を2年間実施した後、試験片を原研に輸送し、試験を行った。材料はオーステナイトステンレス鋼のJPCAである。一様歪みは250$$^{circ}$$C試験でも8%以上あり、従来のAPTハンドブックデータとは異なる結果を得た。疲労は高サイクル領域の試験であり、従来報告されていない低応力域の試験である。照射により、ファクターで5から10寿命が低下した。このデータは大強度陽子加速器ターゲット設計に役立つ。

論文

In-situ observation of an austenitic stainless steel weld joint during helium irradiation

浜田 省三; 北條 喜一; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 205, p.219 - 224, 1993/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:59.94

ヘリウムイオン照射下でのJPCA溶接継手の微細組織変化を調べた。実験に用いた試料は10%$$delta$$フェライト相を含むJPCAのTIG溶接継手の溶接金属部である。これを500$$^{circ}$$Cで電子顕微鏡内でヘリウムイオン照射し、その場観察を行った。照射を開始してまもなく$$delta$$相と母相の両者に微小なバブルが高密度で生じた。$$delta$$相中のバブルは照射が進むにつれ、成長しついには合体を始めた。一方、母相内のバブルの挙動は$$delta$$相のそれに比べて逆の傾向を示した。また、$$delta$$相の界面では照射が進むにつれ、照射促進変態により$$delta$$$$rightarrow$$$$sigma$$変態を生じた。この$$sigma$$相の組成は熱時効で形成された$$delta$$相に比べてCrとMoが富化し、FeとNiが欠乏していた。これらの結果から、多量のヘリウムイオンの注入は$$delta$$フェライト相でのバブルの成長ならびに$$delta$$$$rightarrow$$$$sigma$$変態を促進することが明らかになった。

論文

Compositional behavior and stability of MC-type precipitates in JPCA austenitic stainless steel during HFIR irradiation

鈴木 雅秀; 浜田 省三; P.J.Maziasz*; 實川 資朗; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.1351 - 1355, 1992/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:25.23

日本の核融合炉材料候補材(JPCA)中のTi富化MC型析出物のHFIR照射下での析出挙動についてまとめられた。300$$^{circ}$$Cで34dpaまで照射を行うと、微細なMCが析出する。しかしながら、さらに58dpaまで照射を続けると、MCの密度は減少する。MCの化学組成は、析出物の大きさに強く依存する。熱的に生成したMCも、照射を行うと、照射によって誘起した析出と同様な化学組成、サイズ依存性を有するようになる。本報告では、化学組成のサイズ依存性と析出の照射下での安定性について議論した。

論文

Application of electron energy loss spectroscopy to microchemical analysis of Ti-modified austenitic stainless steel irradiated in HFIR

北條 喜一; 實川 資朗; 鈴木 雅秀; 浜田 省三; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.496 - 499, 1991/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:78.84

この研究は日米協力による核融合炉材料の照射特性を取得する目的で行ったものである。特に、高レベル放射化材料(JPCA、773K、55dpa、4000at ppm He)(10R/hr以上)中に析出した微小粒子の分析をJEM-2000FX付設透過電子エネルギー損失分光器(EELS)を用いて行った。その結果、数十nmの析出相中にはNiの減少、Tiの増加が観察・測定できた。

論文

Microstructural evolution in austenitic stainless steels irradiated to 57 dpa in HFIR

浜田 省三; 鈴木 雅秀; P.J.Maziasz*; 菱沼 章道

Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.515 - 518, 1991/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:35.16

中性子照射によるスエリングに及ぼす析出物の影響を調べるために、オーステナイトステンレス鋼をHFIRで300~500$$^{circ}$$Cで最大57dpa(~4500appm He)まで照射し微細組織を観察した。実験に用いた試料は改良ステンレス鋼(JPCA)、Type316、2つの低炭素鋼の溶体化処理材(SA)および20%冷間加工材(CW)である。400$$^{circ}$$C以下の照射温度では観察される析出物は少なく、スエリングは材料や照射前処理に依存せず小さい。500$$^{circ}$$CでSAではスエリングは、特に低炭素鋼において、大きい。すべての材料で粗大化したM$$_{23}$$C$$_{6}$$やM$$_{6}$$Cが観察され、低炭素鋼では間化合物も観察された。CWではJPCAがスエリングが最も小さく、小さなMCが母相内に均一に観察された。これにより57dpaまでの高照射によってもCWではMCが安定に母相内に存在し、スエリング抑制効果を十分に残していることが明らかになった。

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