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宮原 信哉*; 有田 裕二*; 中野 敬太; 前川 藤夫; 佐々 敏信; 大林 寛生; 武井 早憲
Nuclear Engineering and Design, 403, p.112147_1 - 112147_17, 2023/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)通常運転時と事故時の両方の場合における放射線障害の安全性研究のために、加速器駆動システム(ADS)の鉛ビスマス共晶(LBE)冷却システムにおけるポロニウム210を含む核破砕生成物(SP)のインベントリと放出および輸送挙動を評価することが重要である。福井大学と日本原子力研究開発機構(JAEA)は、多様な運転状況におけるADSのLBE冷却システム内のSPの時間依存挙動を予測するコンピューター解析コードTRAIL(Transport of Radionuclides In Liquid metal systems)を開発している。LBE冷却材中の放射性SPと安定SPの両方のソースタームが入力として与えられ、放射性SPの放射性崩壊連鎖モデルがコードに実装され、SPの移動性が評価される。本論文では、最近のコード開発の進捗状況と検証結果を、MEGAPIE破砕ターゲットにおける揮発性SPの分布データと比較して示す。
斎藤 滋; 鈴木 和博; 畠山 祐一; 鈴木 美穂; Dai, Y.*
Journal of Nuclear Materials, 534, p.152146_1 - 152146_16, 2020/06
被引用回数：1 パーセンタイル：10.11(Materials Science, Multidisciplinary)流動鉛ビスマス共晶合金(LBE)中で照射されたMEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)ターゲットからT91引張試験片を採取し、照射後試験(PIE)を行った。これらの試験片は照射試験における標準的な試験片と比べて2倍以上の厚さがあり、そのゲージ部の厚さと幅の比(t/w)は標準的な照射用試験片とは大きく異なる。PIEの結果、これらは標準的な試験片と比較して1.5-2.0倍大きな全伸び(TE)を示し、これよりt/wとTEは強く相関していることが示唆された。そこで、未照射の試料を用いて、引張り特性に対するt/wの影響を調べた。その結果、強度と均一伸びにはt/w依存性が見られないが、TEはt/wの増加とともに大きくなることが分かった。さらに実験データに基づいて、TEを様々なt/wの試験片と相関させることで、標準試験片を含む適切なTE値を評価できることを示した。
倉田 有司; 菊地 賢司; 斎藤 滋; 二川 正敏; 佐々 敏信
FZKA-6876, p.190 - 198, 2003/12
MEGAPIE(Megawatt Pilot Experiment)の技術開発会議での報告がFZKのレポートとしてまとめられたものである。静的腐食試験では、ガス拡散法によって作られたAl表面処理層が液体鉛ビスマスに対する耐食性を示すのに対し、液体浸漬法よって作られたAl表面処理層は激しい腐食を受けることがわかった。また、550
Cでの腐食でオーステナイト系ステンレス鋼はNi及びCrが溶解し、フェライト化,鉛ビスマスの浸透が起こることが示された。ループ腐食試験では450Cの高温部での主要元素の溶解と400Cの低温部でのFe-Crの析出,酸化鉛の沈着が起こり、電磁ポンプの鉛ビスマス流路の狭隘化が生じた。鉛ビスマスループにおいて、フィルターの設置,電磁ポンプ流路の拡大,腐食試験体の内面研磨は、ループの運転に好影響をもたらした。
二川 正敏; 倉田 有司; Henry, J.*; 井岡 郁夫; 斎藤 滋; 内藤 明
FZKA-6876, p.166 - 171, 2003/12
MEGAPIE(Megawatt Pilot Experiment)の技術開発会議での報告がFZKのレポートとしてまとめられたものである。MEGAPIE液体鉛ビスマスターゲットの窓材として用いるT91鋼(改良9Cr-1Mo鋼)の照射損傷を、原研のTIARAを用いたトリプルイオンビーム照射により評価した。MEGAPIE条件である320Cでの15dpa, 1400appm He, 10000appm Hのトリプルイオンビーム照射とFe, Heのシングル及びデュアルビーム照射の結果を微小押込み試験により、比較した。T91の硬さの増加は、おもに、Feイオンによるはじき出し損傷により、He及びHイオンはわずかな硬さの増加をもたらした。さらに、イオン照射材の微小押込み試験結果から引張特性を評価する手法の開発状況を述べた。
前川 藤夫; 中野 敬太; 佐々 敏信; 大林 寛生; 武井 早憲; 宮原 信哉*; 有田 裕二*
no journal, ,
スイス・ポールシェラー研究所で実施された鉛ビスマス共晶(LBE)合金の核破砕ターゲットに575-MeV陽子ビームを入射したMEGAPIE実験で、LBE中に生成した核破砕生成物の量をPHITSコードで評価した。
宮原 信哉*; 有田 裕二*; 前川 藤夫; 中野 敬太; 佐々 敏信; 大林 寛生; 武井 早憲
no journal, ,
MEGAPIE実験のカバーガスで測定された希ガス(Ar, Kr, Xe)と水銀(Hg)及び金(Au)の放射性核種の量を、新たに開発したTRAILコードで解析評価した。
斎藤 滋; 大久保 成彰; 遠藤 慎也; 鈴木 和博; 畠山 祐一; 菊地 賢司*
no journal, ,
核破砕中性子源やADSのビーム入射窓及び構造材料は、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。核破砕条件における材料の照射損傷特性を明らかにするために、スイスのPSIを中心としてSTIP(SINQ Target Irradiation Program)やMEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)などの核破砕ターゲット材料照射プログラムが実施された。これらのプログラムではPSIの加速器で各種材料を580MeVの陽子で照射し、参加国がPIEを分担して行っている。原子力機構も照射試料の一部を輸送し、照射後試験を行った。本発表ではこれらの照射後試験の代表的な結果や、照射から照射後試験に至るまでの各工程の知見や経験などを紹介する。これらはRaDIATEの枠組みにおいて計画されている高エネルギー加速器照射試験及び照射後試験の参考となり得る情報である。
斎藤 滋; 涌井 隆; 塚田 学*; 山下 直輝; 佐野 成人; Dai, Y.*; 二川 正敏
no journal, ,
MEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)プロジェクトの照射後試験(PIE)が、原子力機構に割り当てられた試料について実施されている。本実験では、T91製ビーム窓(BW)などのMEGAPIEターゲットの構成機器から引張り試験片を採取した。照射温度は約250C、はじき出し損傷レベルは0.75-1.74dpaであった。引張り試験後,試験済み試験片のグリップ部分からSP試験片を作製した。SP試験の試験温度は-150Cから250Cの範囲であった。SP試験の荷重-変位曲線(LDC)の面積から、延性-脆性遷移温度(DBTT)を評価した。これらのデータを過去のSTIP(SINQ Target Irradiation Programe)試料のPIEで得られたデータと比較したところ、同様の値を示した。また、SP試験結果から換算式を適用して降伏応力と最大引張強さを算出した。これらを引張り試験の結果と比較したところ、良く一致することがわかった。
斎藤 滋; 菊地 賢司*; 鈴木 和博; 畠山 祐一; 遠藤 慎也; 鈴木 美穂; 大久保 成彰; 近藤 啓悦
no journal, ,
世界初のメガワット級鉛ビスマス核破砕ターゲットであるMEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)ターゲットは運転終了後、解体され照射後試験用の試料が作製された。原子力機構の試料はビーム窓(T91)及びフローガイドチューブ(SS316L)から切り出された。照射条件は、陽子エネルギーが580MeV、照射温度は251-341C、はじき出し損傷は0.16-1.57dpaであった。SP(small punch)及び3点曲げ試験は室温、大気中で実施された。直径2.4mmの鋼球を用いたSP試験では8mm角で厚さ0.5mmの試験片を用いた。T91試料はビーム窓部から、SS316L試料はフローガイド管からそれぞれ採取した。3点曲げ試験の試料はSS316Lのみで、ノッチ無し試験片を用いた。SP試験の結果より、照射によるSP破壊エネルギーや推定破壊靱性値の変化が明らかになった。また、3点曲げ試験の結果より照射の影響は、引っ張り試験よりも顕著には表れないことが分かった。表面観察で見られたピットの断面観察の結果、亀裂などは見られなかった。TEMによる微細組織観察の結果も併せて報告する。
斎藤 滋; 山下 直輝; 佐野 成人
no journal, ,
核破砕中性子源や加速器駆動システム(ADS)のビーム入射窓や構造材料は、高エネルギー陽子や核破砕中性子の照射により損傷する。核破砕中性子照射条件下における材料の照射損傷特性を明らかにするため、STIP(SINQ Target Irradiation Program)やMEGAPIE(MEGAwatt Pilot Experiment)などの材料照射プログラムが実施された。これらのプログラムでは、さまざまな材料にPSIで580MeV陽子線を照射した。原子力機構は、これらの材料の照射後試験(PIE)を実施し、多くの照射データと知見を得た。これらは、SNS及びJ-PARC-MLFの水銀ターゲット容器の寿命評価に役立てられている。本発表では、これらのPIEの代表的な結果と、照射からPIEまでの各プロセスの経験を紹介する。これらの情報は、高エネルギー加速器照射及びPIEプログラムの参考となる。
