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論文

The Roles of adsorbate-substrate interaction and adsorbate-adsorbate interaction in core-hole induced fragmentation

関口 哲弘; 馬場 祐治

Atomic Collision Research in Japan, No.24, p.118 - 119, 1998/11

単分子~多分子吸着層表面について、脱離イオンのフラグメントパターンと脱離収量の励起光エネルギー依存性を測定し、電子励起に起因する表面解離反応における凝集効果を調べた。試料系としてはSi-F結合とSi-C結合を選択して励起でき、結合切断パターンがどう変わるかが興味深いSi(CH$$_{3}$$)$$_{3}$$Fを低温銅(111)基板上に凝縮させたものを用いた。単分子層で得られた結果の特徴はCH$$_{3+}$$,F$$^{+}$$など軽いイオンが脱離すること、特にF$$^{+}$$$$sigma$$$$^{+}$$(Si-F)共鳴励起でのみ生じることである。多分子層ではSiX$$_{3}$$,(X=CH$$_{3}$$,F)や親イオンなど大きなフラグメントが生成し、共鳴励起よりもイオン化連続状態で増加した。低分子層では直接解離によるフラグメント生成のみが起こるためそれが主過程となる。一方、約3~5分子層以上では直接解離との競争過程として多価イオンを経由し複数の分子が関与するような間接的過程が主過程となると結論した。

報告書

炉心構成材料間の高温反応で生成した反応相の元素分析

永瀬 文久; 上塚 寛; 大友 隆

JAERI-Research 95-085, 48 Pages, 1995/11

JAERI-Research-95-085.pdf:2.67MB

軽水炉のシビアアクシデント時における炉心溶融の初期段階を解析するために必要な基礎データを得る目的で、炉心構成材料間の高温反応試験で生成した反応相のSEM-EDX/WDXによる元素定量分析を行った。分析の対象としたのは、i)ジルカロイ-4/インコネル-718、ii)ジルカロイ-4/ステンレス304鋼、iii)Ag-In-Cd合金/ジルカロイ-4、iv)B$$_{4}$$C/ジルカロイ-4、及びv)B$$_{4}$$C/ステンレス304鋼の各反応で生じた反応相である。分析結果は、反応開始温度や反応速度の温度依存性の不連続点が共晶生成現象と強く関連していることを示した。

論文

Reactions between U-Zr alloys and nitrogen

赤堀 光雄; 伊藤 昭憲; 小川 徹; 宇賀神 光弘

Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.366 - 368, 1994/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:48.98(Chemistry, Physical)

高速炉用U-Pu-Zr合金燃料ではその表面にZr富化層の生成が報告されており、これは不純物窒素に起因すると考えられる。本報では、U-Zr合金と窒素との反応をEPMA及びマイクロX線回折により詳細に調べ、反応層生成と温度、合金組成との関連について明らかにした。窒素圧90~150Ton反応温度873~1273Kでは、主たる反応層として、表面から順にU$$_{2}$$N$$_{3}$$、ZrN、窒素固溶$$alpha$$-Zr層が生成し、さらにZr濃度が高い合金ほど、ZrN/$$alpha$$-Zr(N)の生成が優勢となること等を見出した。また、窒素圧~1Torrの低圧下における生成反応層との比較を行った。

論文

Effect of fuel pellet eccentricity with the cladding on fuel rod thermal behavior under a reactivity initiated accident condition

柳原 敏; 塩沢 周策; 斎藤 伸三

Journal of Nuclear Science and Technology, 19(6), p.469 - 481, 1982/00

反応度事故条件下における燃料挙動の解明がNSRRにおいて進められている。実験の結果、UO$$_{2}$$ペレットの偏心のために、被覆管温度が円周方向において異なっていることが判明した。この温度差は180°方向に取り付けた2本の熱電対による測定結果では、必ずしも最大の温度差を表してはいないが、測定可能な範囲内で最大150$$^{circ}$$Cであった。他方、照射実験後、酸化膜厚さから温度差を推定した結果では、290cal/g・UO$$_{2}$$までの発熱量条件において最大350$$^{circ}$$Cであった。又、簡単な計算により、最大限UO$$_{2}$$ペレットが偏心した燃料棒において被覆管の円周方向の温度差を評価すると、260cal/g・UO$$_{2}$$の発熱量において最大350$$^{circ}$$Cの温度差が出来ることが分った。このUO$$_{2}$$ペレット偏心の影響は、反形、溶融等にも現れており、UO$$_{2}$$ペレットの偏心が燃料棒の破損にも影響を及ぼしている。

報告書

破裂被覆管の内面酸化膜の拡がり

古田 照夫; 上塚 寛; 川崎 了; 橋本 政男; 大友 隆

JAERI-M 9475, 22 Pages, 1981/05

JAERI-M-9475.pdf:0.99MB

破裂した被覆管の内側表面における酸化膜の拡がりは、軽水炉の冷却材喪失事故中のヒートアップ計算にとって非常に重要な項目の一つである。酸化膜の拡がりを調べるため、900-1150$$^{circ}$$Cにわたる酸化温度、35-240秒の酸化時間、2-1530g/m$$^{2}$$・sの水蒸気流速そして、約5-26mmの破裂長さなどの条件で模擬燃料棒の破裂・酸化試験を行った。内側表面での酸化膜の拡がりは、酸化温度、時間そして供給される水蒸気量によって影響を受ける。特に、破裂の長さが大きくなると、酸化膜の拡がりは大きくなっていく。破裂部付近での酸化膜厚は他の部分よりも厚く、膜厚の反応速度式によって与えられる値よりも大きい。

報告書

NSRR実験におけるUO$$_{2}$$-ジルカロイ反応

塩沢 周策; 斎藤 伸三; 柳原 敏

JAERI-M 8267, 22 Pages, 1979/06

JAERI-M-8267.pdf:1.48MB

本報告は、反応度事故条件下でのUO$$_{2}$$ペレットとジルカロイ-4の化学反応について記述したもので、NSRR実験における照射後燃料の光学顕微鏡観察および電子線マイクロプローブ分析器による元素分析を行った結果についてまとめたものである。燃料が破損するしきい値以上では、UO$$_{2}$$-とジルカロイの熱力的不安定性のため、UO$$_{2}$$の一部がジルカロイによって還元され、その結果、ペレットと被覆管の境界部にいくつかのUO$$_{2}$$-ジルカロイ反応相が形成される。この形成される相に関して元素分析を行った結果、炉外実験や炉内PCM実験の結果と非常に良い一致を示した。また、脆性クラックにより破損したいかなる燃料にも存在するペレットと被覆管との強い結合は、このUO$$_{2}$$-ジルカロイ反応によるものと結論できる。この結合は冷却時の被覆管の熱収縮を阻止すると考えられ、脆性クラックによる燃料破損にとって重要な因子の一つとなっている。

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