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論文

Purification of uranium products in crystallization system for nuclear fuel reprocessing

竹内 正行; 矢野 公彦; 柴田 淳広; 三本松 勇次*; 中村 和仁*; 近沢 孝弘*; 平沢 泉*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.521 - 528, 2016/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.63(Nuclear Science & Technology)

Uranium crystallization system has been developed to establish an advanced aqueous reprocessing for fast breeder reactor (FBR) fuel cycle in JAEA. In the advanced process, most of uranium in dissolved solution of spent FBR-MOX fuels with high heavy metal concentration is separated as uranyl nitrate hexahydrate (UNH) crystals by a cooling operation. The technical targets on the crystallization system are decided from FBR cycle performance, and the U yield from dissolved solution of the spent fuel is 70% and the decontamination factor (DF) of impurities in the crystal products is more than 100. The DF is lowered by involving liquid and solid impurities on and in the UNH crystals during the crystallization. In order to achieve the DF target, we discussed the purification technology of UNH crystals using a Kureha crystal purifier. As results, the uranium more than 90% in the feed crystals could be recovered as the purified crystals in all test conditions, and the DFs of solid and liquid impurities on the purified crystals showed more than 100 under longer residence time of crystals. In conclusion, the both targets for the yield and DF could be achieved simultaneously by introducing the crystal purification technology.

論文

Microstructural evolution during creep of Ni-base solid solution alloys and in-situ observation at high temperature

倉田 有司; 内海 宏和*; 菊地 賢司; 鈴木 富男; 三浦 孝之*

Proc. of 4th Int. Conf. on Recrystallization and Related Phenomena (REX'99), p.283 - 288, 1999/00

高純度のNi-18.5Cr及びNi-18.5Cr-16W合金を用いて、クリープ曲線の変化とクリープ中の組織変化を調べた。Ni-18.5Crでは700,800$$^{circ}$$Cで典型的な正常型クリープ曲線が得られた。この合金では900$$^{circ}$$Cでクリープ速度の振動が観察された。これに対し、Ni-18.5Cr-16W合金では700~900$$^{circ}$$Cで逆遷移型の3次クリープ支配のクリープ曲線が得られた。700$$^{circ}$$CでNi-18.5Cr合金はサブグレインの形成が著しいが、Ni-18.5Cr-16W合金では転位はサブグレインを形成せず、均一に分布した。これらの結果はW添加がクリープ挙動をクラスIIからクラスIに変化させることを示す。クリープ中のその場観察によれば、Ni-18.5Cr合金では、ボイドは旧粒界付近にできる新しい粒界でしばしば発達することがわかった。

論文

Creep damage in welded joints of a Ni-base heat-resistant alloy hastelloy XR

田辺 龍彦*; 倉田 有司; 武藤 功*; 辻 宏和; 平賀 啓二郎*; 新藤 雅美

Mater. Sci. Eng., A, 234-236, p.1087 - 1090, 1997/00

HTTR用ハステロイXRの溶接継手を対象に、1123-1273Kにおけるクリープ破断寿命とキャビテーション損傷の関係を検討した。溶接継手の破断寿命は1123-1173Kの低温側では母材とほぼ同じである。一方、前者の寿命は1123-1273Kの高温側では後者よりも短くなる。組織観察によれば、溶接金属のキャビテーションは低温側では母材より低く、それが母材部での破壊をもたらす。一方、前者のキャビテーションは高温側では後者より高くなり、溶接金属部での破壊をもたらす。高められたキャビテーションとその結果としての溶接継手の破断寿命の減少は、高温で溶接金属の再結晶が著しくなることに起因している。

論文

Creep properties of 20% cold-worked Hastelloy XR

倉田 有司; 中島 甫

Journal of Nuclear Materials, 228, p.176 - 183, 1996/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:71.65(Materials Science, Multidisciplinary)

固溶化処理状態及び20%冷間加工状態のハステロイXRのクリープ特性を、800、900、1000$$^{circ}$$Cで調べた。800$$^{circ}$$Cでは定常クリープ速度及び破断延性は20%の冷間加工により減少し、破断寿命は増加する。900$$^{circ}$$Cでもそれらは減少するが、破断寿命への有益な効果は消失する。20%の冷間加工は導入された高密度の転位により800及び900$$^{circ}$$Cでクリープ変形抵抗を高める。1000$$^{circ}$$Cでは、20%冷間加工材の破断寿命は、クリープ中に起こる著しい動的再結晶により、短くなり、また定常クリープ速度は大きくなる。このような冷間加工効果は、高温工学試験研究炉の高温構造物の設計及び運転において考慮すべきである。

報告書

ハステロイXRのクリープ特性に及ぼす冷間加工の影響

倉田 有司; 中島 甫

JAERI-Research 94-004, 30 Pages, 1994/08

JAERI-Research-94-004.pdf:2.99MB

ハステロイXRの固溶化熱処理材、10%及び20%冷間加工材を用いて、800~1000$$^{circ}$$Cで約2000ksまでのクリープ試験を行い、クリープ特性に及ぼす冷間加工の影響を検討して以下の結果を得た。(1)本実験の範囲では、10%冷間加工材のクリープ破断時間は、950$$^{circ}$$C以下で固溶化熱処理材の強度水準を上回っている。950$$^{circ}$$C及び10%の冷間加工は、高温工学試験研究炉の中間熱交換器の最高使用温度及び部材の最大加工度である。(2)20%冷間加工材のクリープ破断時間は、900$$^{circ}$$Cを超えると、固溶化熱処理材より短くなる。(3)破断延性は冷間加工材の方が小さくなる。(4)800~900$$^{circ}$$Cでは、10%及び20%冷間加工材の最少クリープ速度は固溶化熱処理材より著しく小さくなる。(5)1000$$^{circ}$$Cにおける冷間加工材のクリープ破断強度の低下は、クリープ変形中に起こる広範な動的再結晶によって説明される。

報告書

20%冷間加工したハステロイXRのクリープ特性

倉田 有司; 中島 甫

JAERI-M 94-022, 28 Pages, 1994/02

JAERI-M-94-022.pdf:0.9MB

20%冷間加工及び固溶化熱処理を行なったハステロイXRそれぞれについて、800、900及び1000$$^{circ}$$Cでクリープ試験を行った。得られた結果は以下のとおりである。(1)20%冷間加工材のクリープ破断時間は、固溶化熱処理材に比べ、800$$^{circ}$$Cでは長くなり、900$$^{circ}$$Cではほぼ同程度、1000$$^{circ}$$Cでは逆に短くなる。(2)破断延性は20%冷間加工材の方が低くなる。20%冷間加工材についてこの値は900$$^{circ}$$Cで最も低くなる。(3)固溶化熱処理材及び20%冷間加工材ともに高温では非古典的なクリープ曲線が観察された。(4)800及び900$$^{circ}$$Cでは20%冷間加工材の最小クリープ速度(Em)は固溶化熱処理材の1/20~1/50となるが、1000$$^{circ}$$Cでは逆に20%冷間加工材のEmは固溶化熱処理材の2倍程度に上昇する。(5)20%の冷間加工は、800及び900$$^{circ}$$Cではクリープ変形に対する大きな抵抗となるが、1000$$^{circ}$$Cではクリープ強度の著しい劣化をもたらす。

論文

Effect of cold work on creep properties of Ni-22Cr-18Fe-9Mo alloy

倉田 有司; 浜田 省三; 中島 甫

Proc. of 10th Int. Conf. on Strength of Materials; ICSMA 10, 0, p.677 - 680, 1994/00

固溶化熱処理状態及び20%冷間加工状態のNi-22Cr-18Fe-9Mo合金(ハステロイXR)のクリープ特性を800,900及び1000$$^{circ}$$Cで調べた。得られた結果は以下のとおりである。(1)800$$^{circ}$$Cでは20%冷間加工により定常クリープ速度及び破断伸びは減少し、破断寿命は増加する。(2)900$$^{circ}$$Cでは20%冷間加工によりそれらの値は減少するが、破断寿命の延長効果は消失する。これは定常クリープ速度の減少効果に比べ、破断伸びの減少が大きくなったためである。(3)1000$$^{circ}$$Cでは逆に固溶化熱処理材に比べ20%冷間加工材の定常クリープ速度は増加し破断寿命は短くなる。これは1000$$^{circ}$$Cでは20%冷間加工材のクリープ中に著しい動的再結晶が起こるためである。

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