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論文

Fracture toughness evaluation of reactor pressure vessel steels by master curve method using miniature compact tension specimens

飛田 徹; 西山 裕孝; 大津 拓与; 宇田川 誠; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄

Journal of Pressure Vessel Technology, 137(5), p.051405_1 - 051405_8, 2015/10

 被引用回数:6 パーセンタイル:45.64(Engineering, Mechanical)

ミニチュアコンパクトテンション(0.16T-CT)試験片のマスターカーブ法による破壊靭性評価への適用性を明らかにするため、0.16インチから1インチまでの板厚・形状の異なる数種類の試験片(0.16T-CT, PCCv, 0.4T-CT, 1T-CT)を用いて破壊靱性試験を行った。不純物含有量、靱性レベルが異なる5種類の原子炉圧力容器鋼に対して、0.16T-CTを用いて評価した破壊靱性参照温度($$T_{o}$$)は、1T-CTその他板厚の試験片と良い一致を示した。また、1インチ相当に補正した0.16T-CT試験片の破壊靭性値のばらつきの大きさ及び負荷速度依存性も同等であった。さらに、0.16T-CT試験片を用いて$$T_{o}$$を評価する場合の最適な試験温度に関し、シャルピー遷移温度を元にした設定法について提案を行った。

論文

VEGA; An Experimental study of radionuclides release from fuel under severe accident conditions

工藤 保; 日高 昭秀*; 更田 豊志

Proceedings of 2005 Water Reactor Fuel Performance Meeting (CD-ROM), p.883 - 889, 2005/10

VEGA計画を、日本原子力研究所において実施している。本計画では、シビアアクシデント条件下における燃料からの放射性物質放出に関する実験及び数値計算による実験後解析を行っている。雰囲気圧力,燃料温度,不活性または水蒸気雰囲気及びMOXに関して放出に対する影響を研究した。これらの影響は、高温及び高圧を含む実験実施の困難さからこれまでほとんど研究されてこなかった。加圧下におけるCsの放出は、大気圧下に比べて低下した。UO$$_{2}$$の融点より低く、燃料が泡状化するような温度領域においてCsの放出が促進された。水蒸気雰囲気においては、He不活性雰囲気に比べてCs及びRuの放出が増加した。2800K以上においてPuの放出量が、それまでの温度に比べて約3桁増加した。

報告書

耐熱セラミックス複合材料の照射試験,2; 第2次(98M-41A),第3次(99M-30A)予備照射試験中間報告

馬場 信一; 根本 誠*; 相沢 静男; 山地 雅俊*; 石原 正博; 沢 和弘

JAERI-Tech 2005-055, 157 Pages, 2005/09

JAERI-Tech-2005-055.pdf:19.06MB

高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた高温工学に関する先端的基礎研究の課題の1つとして「耐熱セラミックス複合材料の照射損傷効果に関する研究」のため、材料試験炉を用いて一連の予備照射試験を進めている。本報告は、このうちの第2次及び第3次の照射試験について記載したものである。両試験の照射温度は973K-1173K及び1273K-1473K,高速中性子照射量1$$times$$10$$^{25}$$m$$^{-2}$$( E$$>$$1MeV)の照射条件のもとで行った試料について、直径寸法の基本統計値,寸法変化及び熱膨張率の結果について報告する。

論文

Temperature evaluation of core components of HTGR at depressurization accident considering annealing recovery on thermal conductivity of graphite

角田 淳弥; 柴田 大受; 中川 繁昭; 塙 悟史; 伊与久 達夫; 石原 正博

Transactions of 18th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-18), p.4822 - 4828, 2005/08

黒鉛材料は、熱・機械的特性が優れているため、HTGR炉心の構成要素として用いられる。原子炉の運転中に、黒鉛構造物の熱伝導率は中性子照射によって低下するが、照射温度以上に加熱されるとアニーリング効果が期待されるため、熱伝導率がある程度回復すると考えられる。本研究では、HTGRの減圧事故時についてアニーリング効果を考慮した温度解析を実施し、アニーリング効果が燃料最高温度に及ぼす影響について検討した。検討の結果、アニーリング効果を考慮した燃料最高温度の解析値は約100$$^{circ}$$C低くなり、燃料最高温度をより精度よく評価できることが明らかになった。また、HTTRで実施した安全性実証試験について、アニーリング効果を考慮した評価手法を適用し解析を行った。

論文

Measurement of temperature effect on low enrichment STACY heterogeneous core

渡辺 庄一; 山本 俊弘; 三好 慶典

Transactions of the American Nuclear Society, 91, p.431 - 432, 2004/11

温度反応度効果は、臨界事故時の過渡特性を特徴づける主要な因子である。STACYの非均質炉心において二種類の格子配列について一連の温度効果の測定を行った。炉心は、軽水炉用使用済燃料再処理施設の溶解槽を模擬し、軽水炉型の燃料棒と低濃縮度の硝酸ウラニル水溶液から構成される。さまざまな溶液温度における臨界液位を測定した。臨界液位差法を用いて温度による臨界液位の変化から反応度効果を求めた。また、SRACコード及び輸送計算コードTWODANTを用いて温度効果を計算した。温度効果の実験値は、「2.1cmピッチ」については-2セント/$$^{circ}$$C、「1.5cmピッチ」では-2.5セント/$$^{circ}$$Cとなった。また、計算値は実験値に対して約10%以内で一致した。

報告書

黒鉛熱伝導率に関するアニーリング効果の予備検討及びアニーリングデータ測定試験方法の検討(受託研究)

角田 淳弥; 中野 正明*; 辻 延昌*; 柴田 大受; 石原 正博

JAERI-Tech 2004-055, 25 Pages, 2004/08

JAERI-Tech-2004-055.pdf:4.25MB

高温ガス炉の炉心構成要素や炉内構造物に用いられる黒鉛材は、運転中の中性子照射により熱伝導率が大きく低下するが、減圧事故等の事故時に高温に加熱されるとアニーリング効果によって熱伝導率の回復現象を生じることが知られている。このため、保守性の観点から現状の燃料最高温度評価では考慮していないこのアニーリング効果を定量的に考慮することにより、事故時の炉心温度挙動評価の高精度化が図られ、高温ガス炉機器の健全性評価手法の高度化を達成することが可能となる。そこで本研究では、高温ガス炉の炉心温度に及ぼす黒鉛熱伝導率に関するアニーリング効果の影響について解析的な検討を行い、アニーリング効果によって、減圧事故時の燃料最高温度の解析値が約70$$^{circ}$$C低くなることを示した。これにより炉心の温度挙動解析において、アニーリング効果を適切に考慮することが重要であることが明らかになった。また、HTTRの黒鉛構造物のアニーリング効果を定量的に評価するために必要な試験方法について検討し、アニーリングデータの取得試験計画を検討した。

論文

Correlation between cleavage fracture toughness and charpy impact properties in the transition temperature range of reactor pressure vessel steels

鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀

JSME International Journal, Series A, 47(3), p.479 - 485, 2004/07

原子炉圧力容器の構造健全性評価では、シャルピー衝撃試験から得られる延性脆性遷移温度の中性子照射によるシフトが、破壊靭性のシフトと等しいと仮定している。このため、破壊靭性とシャルピー遷移温度との相関を確立する必要がある。本研究では、6種類の原子炉圧力容器用のASTM A533B-1鋼及び溶接金属について、ASTM規格に導入されたマスターカーブ法を適用して破壊靭性を評価した。中性子照射試験は、JMTRにおいて、予き裂シャルピー破壊靱性試験片及び標準シャルピー衝撃試験片に対して実施した。マスターカーブ法に基づく破壊靭性参照温度とシャルピー遷移温度に対する中性子照射効果を評価した。試験片寸法効果に関して、シャルピー型試験片と大型試験片との比較も行った。破壊靭性参照温度の中性子照射によるシフトとシャルピー衝撃試験の遷移温度シフトとの相関を確立するとともに、照射後の最適な破壊靭性試験温度及び下限破壊靭性の評価に関する検討を行った。

論文

Multichordal charge exchange recombination spectroscopy on the JT-60U tokamak

小出 芳彦; 逆井 章; 坂本 宜照; 久保 博孝; 杉江 達夫

Review of Scientific Instruments, 72(1), p.119 - 127, 2001/01

 被引用回数:34 パーセンタイル:14.79(Instruments & Instrumentation)

JT-60U用荷電交換分光装置を開発した。本装置は、加熱用中性粒子ビームと完全電離炭素イオンとが荷電交換反応を行う際の発光スペクトルを分光測定し、そのドップラー拡がり、ドップラーシフト、発光強度からそれぞれ、イオン温度、プラズマ回転速度、炭素密度の情報を得るものである。本装置は以下の特徴を有する。(1)対物光学系等、JT-60U装置と直接接触する部品は、真空容器のベーキング温度である300度の耐熱性を持つと同時にディスラプションに伴う振動に耐える機械的強度を持つ(60gの加速度に耐えることを衝撃試験により確認)。(2)空間、時間に関して、十分な分解能(5cm,16.7ms)と測定点数(59空間点,900時刻点)を持つ。(3)ビームを見ない光学系の併用によりデータ処理を簡略化し、導出した物理情報が実験の方針決定に反映できる程度の高速処理を実現した。本論文では、装置の構成、較正方法、得られた空間分布データを示す。

論文

Study on reactivity feedback effects in the TRACY transient experiments

中島 健; 小川 和彦; 會澤 栄寿

Proceedings of 6th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC '99), 3, p.1286 - 1292, 1999/00

核分裂性溶液の臨界事故時の収束機構を調べるために、TRACY超臨界実験時の反応度フィードバック変化を評価した。添加反応度0.3~2.9$の実験における出力変化の測定値から、逆解析法を用いて、全フィードバック反応度を計算した。温度フィードバック効果は、エネルギーの測定値と経験的に定めた反応度温度係数を用いて評価した。これにより、放射線分解ガスボイドの反応度効果は、全反応度と温度フィードバック反応度の差として求まる。第1出力パルスにおける反応度フィードバックの内訳を調べた結果、添加反応度1.5$以下の実験では、出力ピークにおけるボイド反応度効果は無視できる程小さいことがわかった。一方、パルス終了時では、添加反応度0.5$以上の実験において、ボイド効果が主となっている。

論文

Temperature effects on radiation induced phenomena in polystyrene having atactic and syndiotactic structures

高鹿 和信*; 大島 明博*; 蔵本 正彦*; 瀬口 忠男; 田畑 米穂*

Radiation Physics and Chemistry, 55(4), p.399 - 408, 1999/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:30.38

アタクティク及びシンディオタク構造を有するポリスチレンについて、77Kから473Kの温度範囲で照射を行い、その後、ガス発生、架橋と切断及び力学特性を調べ、照射温度依存性を検討した。H$$_{2}$$ガスの発生は、ガラス転移点以上の温度での照射では特に増大した。またその収率は、立体構造の違いを反映していた。架橋は室温で進行したが、照射温度の増大とともに切断のG値が増大した。G(H$$_{2}$$),G(x),G(s)値は、ポリスチレンのモルフォロジーと立体規則性に関連していることが明らかになった。

論文

Alanine-polystyrene dosimeters prepared by injection moulding

小嶋 拓治; 柏崎 茂*; Zhang, Y.*

Applied Radiation and Isotopes, 48(7), p.965 - 968, 1997/07

放射線プロセスで大量に使用するルーチン線量計の開発を目的として、低価格で均一な素子の大量製造が可能な射出成形法を用いて、ポリスチレンで成形したアラニン/ESR線量計の素子を製造した。加工レベルの高線量域におけるガンマ線に対する線量応答特性、精密度、1kGy照射時における照射中の温度依存性等主要な線量計特性を調べた。0.1-100kGyの線量範囲における線量応答の精密度は素子の重量による補正の有無によらず、68%信頼度で$$pm$$2%以内であった。線量1kGyでは、5$$sim$$45$$^{circ}$$Cの照射温度で応答は+0.25%/$$^{circ}$$Cの係数をもつ依存性を示した。また0.1$$sim$$100kGyでは、照射後のESR応答は、25$$^{circ}$$C及び湿度40%で少なくとも2ヶ月間は1%以下の減衰しかなく安定であった。

論文

Irradiation and ESR analysis temperature dependence of the gamma-ray response of alanine-polystyrene dosimeters

小嶋 拓治; 森下 憲雄; 伊藤 久義; S.Biramontri*

Applied Radiation and Isotopes, 47(4), p.457 - 459, 1996/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:58.15

冷凍食品照射における工程管理や超電導磁石使用の大型加速器施設で用いられている材料・機器部品等の劣化診断を目的とした線量測定、またレファレンス線量計としての信頼性確保のため、アラニン線量計の多様な条件下における特性を明らかにすることが望まれている。そこで、アラニン-ポリスチレン線量計のガンマ線応答について、線量5kGy照射温度-196~+30$$^{circ}$$C、及び線量範囲0.1~10kGy、ESR測定温度0~+50$$^{circ}$$Cの条件下の特性を調べた。照射温度依存性については、すでに報告した温度係数+0.24%/$$^{circ}$$C(0~+70$$^{circ}$$C)が-15$$^{circ}$$Cまで適用できることが確認されたが、-78$$^{circ}$$C及び-196$$^{circ}$$Cではこの係数を用いた補正値より実際の応答は約8%低い値となった。また、ESR信号強度は測定温度にボルツマン定数に基づく絶対温度の逆数の関数で依存し、線量に依らず0~+50$$^{circ}$$Cの測定温度範囲で平均-0.25%/$$^{circ}$$Cの係数をもつことがわかった。

論文

Temperature effect on critical mass and kinetic parameter $$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$ of VHTRC-4 core

山根 剛; 秋濃 藤義; 安田 秀志

PHYSOR 96: Int. Conf. on the Physics of Reactors, 2, p.E290 - E299, 1996/00

高温ガス炉の炉心設計では、炉心温度の変化範囲が大きいため、炉物理パラメータに及ぼす温度の影響に関する核計算精度が重要となる。この核計算の精度評価を目的として、軸方向非均質装荷炉心VHTRC-4を用いて集合体昇温実験を実施し、臨界質量及び遅発臨界時動特性パラメータ($$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$)$$_{c}$$を室温(21$$^{circ}$$C)と200$$^{circ}$$Cにおいて測定した。実験では、集合体温度の上昇により臨界質量及び($$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$)$$_{c}$$がそれぞれ15%及び14%増加した。核データとしてENDF/B-IVを用いた場合とJENDL-3.2を用いた場合について核計算を行い、実験結果と比較した。その結果、臨界質量については、21$$^{circ}$$CにおいてENDF/B-IVによる計算で4%、またJENDL-3.2による計算で6%ほど過小評価したが、炉心サイズが大きくなる200$$^{circ}$$Cにおいては両計算ともに実験との一致が良くなる傾向にあった。($$beta$$$$_{eff}$$/$$wedge$$)$$_{c}$$については、計算値と実験値との差は5%以内であり、かなり良い一致が得られた。

論文

Effect of low irradiation temperature on the gamma-ray response of dyed and undyed PMMA dosimeters

S.Biramontri*; 羽田 徳之; 橘 宏行; 小嶋 拓治

Radiation Physics and Chemistry, 48(1), p.105 - 109, 1996/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:22.83

生鮮及び冷凍食品の放射線加工処理における線量測定を目的として、透明及び着色ポリメチルメタクリレート(PMMA)線量計の$$gamma$$線応答に及ぼす照射温度の影響を、線量2及び25kGy、温度範囲-196$$^{circ}$$C~+45$$^{circ}$$Cについて調べた。線量25kGyでは、Radix RN15は-15$$^{circ}$$C以下及び以上の温度で、それぞれ+0.15%/$$^{circ}$$C及び+0.25%/$$^{circ}$$Cの係数をもつ直線的依存性を示した。またこの線量で、Red4043は-196$$^{circ}$$C及び-78$$^{circ}$$Cでやや高い応答を示したが、Amber3042とともにこの温度範囲でRadixより小さい依存性を示した。線量2kGyでは、Amber3042の応答は-78$$^{circ}$$C以上で温度に正比例して増加しその係数は約+0.5%/$$^{circ}$$Cであった。gammachrome YRの応答は、-78$$^{circ}$$Cにおいて20$$^{circ}$$Cと比べ約30%高く、またこれ以上の温度では温度が高くなるにしたがい、-0.3%/$$^{circ}$$Cの係数をもって直線的に減少した。

論文

Temperature effects on radiation induced phenomena in polymers

田畑 米穂*; 大島 明博*; 高鹿 和信*; 瀬口 忠男

Radiation Physics and Chemistry, 48(5), p.563 - 568, 1996/00

ポリテトラフルオロエチレンとポリスチレンの放射線照射効果に及ぼす温度依存性について調べた。ポリテトラフルオロエチレンは、融点直上で架橋するが、融点以下の温度では主鎖切断を起こす。しかし、77Kの極低温では、その切断は抑制される。一方、ポリスチレンは、室温照射では効果的に架橋するが、ガラス転移点異常の温度での照射では、切断が支配的になる。また、アタクテックとシンジオタクテックの構造の違いによりその照射効果は異なるとともに、結晶や非晶の違いにおいても照射効果の違いを観察した。

論文

有機絶縁材料の極低温原子炉照射効果

加藤 輝雄

低温工学, 30(11), p.510 - 518, 1995/00

核融合炉用超電導磁石の絶縁材料は熱絶縁と電気絶縁に分けられ、加工性の良い有機材料が有望視される。磁石はプラズマで発生する高速中性子と$$gamma$$線の照射を受けるが、絶縁材料の照射劣化は核融合炉システムの致命的な損傷になるため、耐照射性の良好な材料を選択しなければならない。本実験は5Kで原子炉照射後、温度を上げることなく電気的及び機械的試験を行った。照射効果は電気的特性よりも機械的特性に大きく影響することが分かった。実験に用いた材料は28種類であり、プラスチックフィルム、樹脂のみ、繊維強化樹脂(FRP)で分類し、5Kでの原子炉照射効果について総括した。本実験で機械強度が明らかに増加した材料がいくつか見られたが、この現象は極低温照射では考えにくいことである。この発現理由に関して、編集委員会のすすめから、「サロン」欄に仮説を挙げて問題提起として同時投稿した。

論文

Fading characteristics of an alanine-polystyrene dosimeter

小嶋 拓治; L.Chen*; 春山 保幸; 橘 宏行; 田中 隆一

Applied Radiation and Isotopes, 43(7), p.863 - 867, 1992/00

ポリスチレン成形アラニン線量計の線量応答に及ぼす照射中及び照射後(郵送中)の温度の影響を、東南アジア諸国におけるkGyレベルのトランスファー線量測定(素子を郵送によってやりとりして線量測定・校正等を行う)を目的として調べた。線量応答は、0~70$$^{circ}$$Cの範囲において、照射中の温度に比例して増加し、この傾き(温度係数)は1、10、100kGyいずれの線量レベルにおいても0.24%/$$^{circ}$$Cとなった。照射後の線量応答は、線量及び温度が高くなるほど減衰が早い傾向があった。放射線滅菌線量10kGyレベルの厳密なトランスファー線量測定においては、日本国内の環境では問題ないが、環境温度40$$^{circ}$$C付近の国で行われる場合、照射後のフェーディングを考慮する必要があることがわかった。また、フェーディング曲線が、速度の異なる2成分からなること、及びそのメカニズムについて考察を行なった。

論文

Future potential of nuclear heat utilization in energy, economy and environment

田所 啓弘; 佐藤 治; 安川 茂; 林 敏和*

Nucl. Eng. Des., 136, p.211 - 217, 1992/00

 パーセンタイル:100

小型モジュール型高温ガス炉が経済的競合力を有するための条件及び高温核熱利用のエネルギー・環境面からみた役割について検討し、以下の結論を得た。小型モジュール型高温ガス炉はモジュラー化、安全系の設計簡素化などによりスケール指数0.7程度が可能であれば、習熟のスロープが0.9程度でも大型炉と充分に競合しうることが示された。また、電力市場においては、需要地近接立地を想定すれば、建設費及び運転維持費が大型炉の1.4倍高くなっても、石炭火力やLWR発電と比較して完全な競争力を有することが判った。更に、高温核熱を化石燃料の改質、水素製造、メタノール合成等に利用することにより、石油輸入量を低く抑え、SO$$_{2}$$,NO$$_{x}$$,CO$$_{2}$$排出消滅にも多大に寄与する可能性があることが示された。

論文

Development of functional ceramics for nuclear fusion devices and their property measurements in radiation environment

大野 英雄; 近藤 達男

Proc. 1st Japan Int. SAMPE Symp., p.1622 - 1627, 1989/00

核融合炉開発において多くのセラミックス材料のR&Dが必要とされているが、本稿では現在著者らが研究開発を進めている高強度・低誘電損失セラミックス(Si$$_{3}$$N$$_{4}$$系)ならびにトリチウムリサイクルシステムでのトリチウム水蒸気電解用セラミックス(ZrO$$_{2}$$系)に関する研究成果をまとめた。Si$$_{3}$$N$$_{4}$$系セラミックスをrf窓材として用いる場合、とくに焼結助材の選択は重要であり、MgO添加したSi$$_{3}$$N$$_{4}$$の9.1GHzにおける誘電特性は500$$^{circ}$$C付近まで低い値(10$$^{-3}$$以下)を示し、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ならびにSiO$$_{2}$$などと同様利用可能と考えられる。酸素イオン導伝性セラミックスである立方晶ジルコニアを用いたトリチウム水蒸気電解法はすでに実用化しているが、本稿では材料開発を中心にのべた。

論文

Future potential of nuclear heat utilization in energy, economy and environment

田所 啓弘; 佐藤 治; 安川 茂; 林 敏和*

Proc. for the Seminar on 10th Int. Conf. SMiRT, p.VI.6.1 - VI.6.8, 1989/00

小型モジュール型高温ガス炉が経済的競合力を有するための条件及び高温核熱利用のエネルギー・環境面からみた役割について検討し、以下の結論を得た。小型モジュール型高温ガス炉はモジュラー化、安全系の設計簡素化などによりスケール指数0.7程度が可能であれば、習熟のスロープが0.9程度でも大型炉と充分に競合しうることが示された。また、電力市場においては、需要地近接立地を想定すれば、建設費及び運転維持費が大型炉の1.4倍高くなっても、石炭火力やLWR発電と比較して完全な競争力を有することが判った。更に、高温核熱を化石燃料の改質、水素製造、メタノール合成等に利用することにより、石油輸入量を低く抑え、SO$$_{2}$$、NO$$_{x}$$、CO$$_{2}$$排出削減にも多大に寄与する可能性があることが示された。

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