| 研究課題/領域番号 |
16K06767
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
構造・機能材料
|
|---|
| 研究機関 | 熊本大学 (2018)
東北大学 (2016) |
|---|
研究代表者 |
松川 義孝 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70566356)
|
|---|
| 研究分担者 |
牟田 浩明 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60362670)
|
|---|
| 研究協力者 |
鈴土 知明
山口 正剛
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | 軽水炉 / 寿命 / 圧力容器 / 脆化 / 析出 / 原子力材料 / 析出物 / 状態図 / 金属間化合物 / 核形成 / 組成 / 固溶限 / 強度・破壊靭性 |
|---|
| 研究成果の概要 |
軽水炉の圧力容器を構成する鋼を脆化させる析出物G相（結晶構造はcF116、化学量論組成はNi16Si7Mn6）の、単相インゴットをアーク溶解で作成し、物性を測定した。G相が脆性化合物であり、剛性率が鉄とほぼ同じ（若干軟らかい）ことを明らかにした。一般に、化合物は金属よりも硬く、そのためそれが析出すると材料が硬くなり、その結果脆くなると理解されているが、G相はそのシナリオに該当しない特殊なケースであることが判明した。また、G相の融点が計算状態図に示される融点と大きく異なることを明らかにした。差は700℃もあり、これは状態図計算に現在使用されているG相の熱力学データが正確でないことを示唆している。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた知見は、軽水炉圧力容器の脆化寿命予測に現在使用されているモデル（JEAC4201-2013）を、金属物理学の学術的観点から補強する。このモデルでは、脆化の要因となる照射誘起析出物と照射欠陥クラスタの形成量を照射時間の関数として計算し、オロワン機構やラッセルブラウン機構に基づいて材料の硬化量を導出し、それが臨界値に達したとき脆化に至ると仮定されている（Ludwig-Davidenkov-Orowan仮説）。硬化量は析出物（G相）がマトリックス（Fe）の剛性率の比に比例する。また、析出物の熱力学的データが正確でなければ、析出速度（駆動力）の見積もりに影響が生じるということになる。
|
