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2022 年度 研究成果報告書

ミクロからマクロまでを総動員して老朽化設備の破損リスクを管理する方法

研究課題

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研究課題/領域番号 20K04177
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関京都大学

研究代表者

森下 和功  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (80282581)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード原子力材料 / 分子動力学 / はじき出しカスケード / 統計学的評価 / 核生成 / 非平衡欠陥 / 中性子照射 / 照射脆化
研究成果の概要

軽水炉圧力容器は中性子照射の影響により脆化する。照射により材料内部には非平衡欠陥が生成しそれらがナノレベルの欠陥クラスターを形成するが、これが照射脆化の原因となる。こうしたナノ欠陥生成を機構論に基づき予測することができれば、高経年炉圧力容器の劣化の程度の予測・評価、それに基づく予防保全策の策定が可能になる。本研究では、(1)非平衡欠陥材料学に基づき非平衡欠陥生成率評価を行い、統計学的に整理すること、(2)マルチスケールモデリングにより、欠陥クラスター核生成現象を高精度に評価することに成功した。これらの知見は、近年注目されている確率論的リスク評価の枠組みで、脆化予測法を議論するのに有用である。

自由記述の分野

原子力材料

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、照射下で使われる材料内の非平衡欠陥生成および集合体核生成に関するそれぞれモデルについて、定量かつ統計学的な評価が可能になった。このような視点は、先行研究では十分に取り入れられてこなかったものであり、今後、これらの現象のモデルに取り込むことで、最終的な目標である照射脆化予測においても、確率論的もしくは統計学的に基づく評価が可能になる。こうした視点は、極値統計の議論が当然必要とされる材料脆性破壊の予測では必須であり、照射脆化予測の高度化、ひいては、軽水炉プラントの確率論的安全評価の高度化に欠かせない知見となる。

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公開日: 2024-01-30  

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