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野澤 貴史; 谷川 博康; Park, J.-S.*; 香山 晃*
Proceedings of 33rd International Conference on Advanced Ceramics and Composites (CD-ROM), p.65 - 76, 2009/09
SiC/SiC複合材料はさまざまなエネルギー産業における有力な材料である。実用化に向けた主要な項目に、擬延性複合材料の設計基準の開発がある。そのため、亀裂進展挙動の解明は必須である。このような背景のもと、複合材料の破壊抵抗の定義は重要で、本論文ではさまざまなノッチ試験片を用いて評価する。初期検討により、非線形破壊力学を主体とした破壊抵抗の解析法の高度化を実施した。本解析法により、非可逆エネルギーの寄与を分離評価することが可能となった。本手法をナノインフィルトレーション遷移共晶相で作製されたSiC/SiC複合材料に適用したところ、(1)ノッチ鈍感性,(2)有意な試験片サイズ効果がないこと,(3)優れた亀裂抵抗が明らかとなった。
Kim, S.-W.; 谷川 博康; 廣瀬 貴規; 香山 晃*
Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.529 - 532, 2009/04
被引用回数：13 パーセンタイル：64.74(Materials Science, Multidisciplinary)低放射化鉄鋼材及び中性子照射材における径ひずみ制御低サイクル疲労試験に関する結果が報告される。その結果、繰返し軟化挙動が主として作用していることがわかった。friction stress及びback stressを決定するためにヒステリシスループにおける詳細な解析を行った。Friction stressは、転位の移動に対する摩擦力を意味し、結晶粒内の固溶元素及び欠陥などが障害物として作用する。一方、back stressは、転位のpile-up等によって生ずる抵抗力を意味し、転位セルや結晶粒などの大きさと負荷される応力によって大きく変化する。F82H IEA heatの繰返し軟化挙動はこのfriction stressの低下に大きく起因する。さらに、中性子照射材のfriction stress及びback stress挙動は非照射材と比べ、著しく変化していることがわかった。
谷川 博康; 廣瀬 貴規; 芝 清之; 笠田 竜太*; 若井 栄一; 芹澤 久*; 川人 洋介*; 實川 資朗; 木村 晃彦*; 幸野 豊*; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(10-12), p.1471 - 1476, 2008/12
被引用回数：78 パーセンタイル：97.72(Nuclear Science & Technology)低放射化フェライト鋼は、核融合ブランケットシステムに用いられる構造材料の第一候補材として知られている。日本で開発が進められている低放射化フェライト鋼F82Hは、高温強度と溶接性を重視して成分調整が計られた鋼である。そのデータベースは、存在する低放射化フェライト鋼のうちで最も充実している。本論文は、F82Hの開発状況をレビューし、近年の日本における研究開発から示されたITER-TBM製作に向けた技術的課題を整理し示すことを目的とする。
野澤 貴史; 檜木 達也*; 香山 晃*; 谷川 博康
Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10
SiC/SiC複合材料は将来の高熱効率を志向した核融合炉先進オプションの有力候補材料として期待されている。本論文は、SiC/SiC複合材料の構造部材への実用化を目的とし、擬延性を特徴とするSiC/SiC複合材料の設計基準の開発にかかわる検討の進捗状況に関して報告するものである。具体的には、次世代耐照射性SiC/SiC複合材料の1つであるナノインフィルトレーション遷移共晶相焼結(NITE)法で作製されたSiC/SiC複合材料の破損挙動(例えばマトリックスクラック挙動)を評価した。試験片サイズによらないNITE-SiC/SiC複合材料のノッチ鈍感性を特定した結果、破損評価におけるクライテリオンとして応力クライテリオンが有力との結論を得た。
谷川 博康; 芝 清之; 廣瀬 貴規; 笠田 竜太*; 若井 栄一; 實川 資朗; 木村 晃彦*; 香山 晃*
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/03
ITER-TBMの具体的設計を基準として、製作及び許認可取得に向けた準備状況についてF82H鋼を対象にレビューを行い、F82H鋼の優位性を示すとともに、他の低放射化フェライト鋼との共通課題の分析を行い、近々に行われるべき共同研究の提案を行った。本論文ではITER建設活動の本格化を見込んで、より具体的なTBM設計に対応した材料問題についてITER運転条件から材料課題の分析を行った。原型炉に向けた課題として、最近の成果から明らかになった析出物安定性,熱処理効果,Ta効果について報告する。
吉川 潔*; 多幾山 憲*; 大西 正視*; 山本 靖*; 長崎 百伸*; 増田 開*; 督 壽之*; 堀池 寛*
JAERI-Tech 2005-006, 116 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-006.pdf:24.79MB
ヘリウムのシュタルク効果を用いたレーザ誘起蛍光電界分布計測を球状静電閉じ込め型核融合中性子/陽子源装置中の重水素プラズマに適用可能とするため、入射用ヘリウム励起パルス原子線の高効率発生法を開発,確立するための研究を行った。さまざまなプラズマ生成方式を検討し、最終的にマグネトロン方式により、ヘリウム原子線との相互作用長の長いレーストラック形状のプラズマの低圧力化での生成が、簡潔・コンパクトな構成で可能となった。また、高密度の超音速パルス原子線の高繰り返し入射を実現するための装置を設計・製作して、性能を評価した。そして、高密度化を達成するための装置の改善点が明らかとなり、当初目標の達成が十分視野に入るまでになった。
Kim, S.-W.*; Kim, D.-H.*; 谷川 博康; 廣瀬 貴規; 香山 晃*; 鳴井 實*
no journal, ,
F82H鋼の低サイクル疲労挙動に及ぼす中性子照射の影響について調べた。また、微細組織観察により疲労亀裂の進展挙動を明らかにすることを目的とした。供試材はF82H鋼IEAヒート材(8Cr-2W, V, Ta)を用い、試験片は微小砂時計型疲労試験片(SF-1)である。照射温度は、363K及び573Kであり、照射量は0.02dpaである。中性子照射による低サイクル疲労特性を調べた結果、照射温度にかかわらず、応力振幅は増加し、塑性ひずみ振幅は減少したが、繰返し軟化挙動及び塑性ひずみ振幅の変化は、非照射材において認められた傾向と同様であった。363K照射材の疲労寿命は、非照射材と比較して約70%に低下した。一方、573K照射材では、10%程度の寿命の低下が認められたが、データのばらつきが大きいため、正確な評価には詳細な解析が必要である。破面観察の結果、非照射材の破断面では、疲労亀裂進展による破断面が90%以上を占めているが、照射材の破断面では、約70%疲労亀裂が進展したのち、静的な引張破壊に近い形で破断に至ったことが認められた。
三輪 周平; 堂野前 貴子; 檜木 達也*
no journal, ,
高燃焼度を目指したガス冷却高速炉用燃料の作製技術開発の一環として、燃料作製の方針を検討するために燃料要素設計を行い、設計が成立する基本的な仕様として燃料核径,バッファ層厚さ及び燃料間寸法の関係を把握した。
三輪 周平; 堂野前 貴子; 檜木 達也*
no journal, ,
高燃焼度を目指したガス冷却高速炉用燃料の作製技術開発の一環として、燃料作製仕様を検討するために要素設計を行い、熱計算及び応力計算結果をもとに燃料形態をはじめとしたコンポジット燃料の基本仕様を定めた。
堂野前 貴子; 三輪 周平; Park, J. S.*; 檜木 達也*
no journal, ,
ガス冷却高速炉用高燃焼度燃料に用いるコンポジット燃料体の特性を評価した。コンポジット燃料体での固相マトリックスと緩衝材との界面に着目して微細組織を観察することにより、助剤偏析状況と強度特性との相関があることが明らかとなった。さらに、強度試験後の固相マトリックスについても、応力負荷状況と微細組織の関係について調べた。その結果、応力負荷の有無と結晶粒の成長度合いに相関が認められた。
野澤 貴史; Park, J.-S.*; 谷川 博康; 香山 晃*
no journal, ,
非可逆的な損傷蓄積を特徴とする擬延性SiC/SiC複合材料の破損過程の評価において、破損開始にかかわる強度指標の定義と評価が重要である。本研究ではSiC/SiC複合材料の破損強度の評価を主目的とし、特にノッチ試験片を用いた評価手法の確立を目指す。両端ノッチ引張試験を実施したところ、試験片サイズによらないノッチ鈍感性を明らかにした。本結果より、破損強度がノッチの有無によらず一意的に決定されることが示され、破損における強度とエネルギーの相関関係に見通しを得た。
谷川 博康; 中田 隼矢*; Kim, D.-H.*; 安堂 正己; 芝 清之; 廣瀬 貴規; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*; 香山 晃*
no journal, ,
放射化フェライト鋼は25年近く欧州,米国、及び日本で開発が進められてきた材料であり、フェライト/マルテンサイト系耐熱鋼(例えばMod 9Cr-1Mo鋼:T91)の組成を元に、添加元素のMoやNbをW, Ta等で置き換えることで誘導放射能の低減を狙い、さらなる特性の改善が行われてきた材料である。日本において開発された低放射化フェライト鋼としては、F82H鋼(Fe-8Cr-2W-V,Ta)が代表的なものであり、世界をリードする立場にある。特にF82Hは、非照射環境下における総合的性能(基本強度特性,部材製作性,溶接性)についての基礎的開発がほぼ完了しており、これまで5トンレベルの大型溶解材が4度溶製され、その溶接材とともに、IEAラウンドロビン試験に供され、現段階において世界で最もデータベースが充実した低放射化フェライト鋼となっている。本報告では、F82Hの母材及び溶接部のクリープ及び疲労特性をまとめ、かつブラケット設計課題について示す。
野澤 貴史; Choi, Y.-B.*; 檜木 達也*; 谷川 博康
no journal, ,
BA活動におけるSiC/SiC複合材料の研究開発では、原型炉設計に資する機械的特性データベースの整備と関連する試験技術の開発を実施し、特に、核融合模擬環境下での破損シナリオの提示まで目指す。第1フェーズ(2007
2009年)では、2010年からの本格的な研究開発に先立ち、SiC/SiC複合材料の破損挙動の予備的評価を実施し、主活動期間における課題の抽出と絞り込みを行った。本研究では、さまざまな破損モード試験により、室温での強度異方性マップを特定した。その結果、SiC/SiC複合材料の破損は個々の破損モードの重ね合わせによる二次破損則に従うことが明らかになった。特に、SiC/SiC複合材料の破損における、面内剪断,層間剥離モードの重要性が明示された。
菊池 満; 滝塚 知典*
no journal, ,
主プラズマ輸送とダイバータの熱粒子輸送研究の現状を踏まえ、その核融合炉への示唆するところを議論する。特に、近年、HモードにおけるSOL熱幅が極めて狭くなったことの物理的意味と課題、及び示唆について議論する。
菊池 満; 長崎 百伸*; Shaing, K.*
no journal, ,
新古典トロイダル粘性による残留トロイダル回転に対する不純物粘性の影響の評価について解析的行った結果を示す。不純物イオンによる非両極性拡散粒子束をいれ、摂動展開法によって解を逐次近似で求める方法である。
