| 研究課題/領域番号 |
26289358
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 一部基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 |
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研究代表者 |
長坂 琢也 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (40311203)
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| 研究分担者 |
野上 修平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00431528)
四竈 樹男 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (30196365)
申 晶潔 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 特任研究員 (80824747)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2014年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 低放射化材料 / 機械特性 / 異材接合 / 衝撃試験 / 中性子照射脆化 / 核融合炉ブランケット / 有限要素法解析 / 電子ビーム溶接 / 中性子照射効果 / 不均質変形 / 核融合炉材料 / 強度試験 / 不均一変形解析 / 熱影響部 / 溶接後熱処理 / 焼き戻し / 有限要素法 / 摩擦係数 / 中性子照射 |
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| 研究成果の概要 |
低放射化フェライト鋼F82Hと316Lステンレス鋼の異材溶接継手を作製し、295℃、0.1 dpaの中性子照射を行った。照射後の異材溶接継手は衝撃試験で十分な延性を示し、実験炉や原型炉の条件で使用可能であることが示された。試験では、316L鋼母材が大きく変形し、溶接部とF82Hの変形は抑制された。この不均一変形を有限要素法で解析し、接合強度は1540 MPa以上あると推定できた。計算ではSS316Lの変形は比較的よく再現できたが、F82Hの変形の誤差は大きかった。今後の課題としては、計算精度向上のため試験片のすべりを計算に取り入れることがあげられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
低放射化フェライト鋼とステンレス鋼の異材接合は核融合炉を製作するうえで必須の技術であり、本研究では初めて異材溶接継手の中性子照射後機械特性を明らかにし、実験炉及び原型炉条件で継手が使用可能であることを示した。さらに、不均質な変形をする異材溶接材において、実際の照射データに基づいた精度の高い変形シミュレーションを行い、それを実験と比較して検証した。これにより、実験では求められない試験片内部の応力分布が明らかとなり、溶接金属が試験中に経験した最大応力から中性子照射後の接合強度を推定できた。
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