2024 Fiscal Year Annual Research Report
Development of composite material for retrievable radioactive waste package
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22K12438
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
酒瀬川 英雄 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 人形峠環境技術センター, 研究主幹 (00566250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 基樹 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所研究所 核融合炉材料研究開発部, 主任研究員 (00899437)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 放射性廃棄物 / 回収可能性 / 廃棄体パッケージ材 / 複合材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、放射性廃棄物の廃棄体のパッケージ材料の第一候補である炭素鋼と比較して、より優れた耐食性をもつ銅合金、そして、より高い耐圧性をもつ超硬合金から成る新しい複合材料の開発を目的とする。そして、埋設後の廃棄体の回収可能性を確保することを目指す。
今年度は耐食性を受けもつ銅合金（酸化物分散強化型銅）の接合性の評価、そして、耐圧性を受けもつ超硬合金のクリープ特性の評価を実施した。
先ず、耐食性を受けもつ酸化物分散強化型銅について、摩擦攪拌接合による接合性を評価した。摩擦撹拌接合は従来の溶接のように母相溶解をともなう接合法ではなく、固相状態のままで接合できる方法であり、酸化物分散強化型銅合金の強度強化組織因子である酸化物の分散状態に対する影響を抑制しながら接合できる。ここでは、酸化物分散強化型合金の接合を達成するとともに、その最適な接合条件の見通しを得ることができた。
次に、耐圧性を受けもつ超硬合金について、クリープ特性を評価した。ここでは一定荷重下での材料の変形・破断特性をスモールパンチクリープ試験を実施した。この試験は直径8 mmの円盤状試験片に対して、直径2.4 mmの球を一定荷重で押し付けて、その球が試験片を貫通するまでの変位と時間を評価する試験であるが、超硬合金に対するスモールパンチクリープ試験の実施例は本研究が初めてである。ここでは、廃棄体のパッケージ材料の第一候補である炭素鋼よりも、超硬合金が極めて優れたクリープ特性を有することを確かめた。
以上より、廃棄体パッケージを製作するための複合材料を開発して、製作のために不可欠となる接合技術の見通しを得た。
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