JP6873933B2 - 照射脆化評価方法及び照射脆化評価装置 - Google Patents
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Description
図1は、一実施形態に係る照射脆化評価装置の構成を示すブロック図である。この図1に示す照射脆化評価装置10は、軽水炉(図2に示す沸騰水型原子炉20、図3に示す加圧水型原子炉40等)における原子炉圧力容器21、41の、特に炉心領域となる容器本体38、47を構成する鋼材の照射脆化を評価するものであり、第1データベース11、第2データベース12、第3データベース13、第4データベース14、演算部15及び出力部16を有して構成される。
(1)図5及び図6に示すように、脆性延性遷移温度シフト量TTSを導出する導出モデル58、65に入力されるインプットパラメータとしての上部棚吸収エネルギー低下量ΔUSEは、最低3個の試験片を用いた衝撃試験(例えばシャルピー衝撃試験)により照射後上部棚吸収エネルギー55を求め、この照射後上部棚吸収エネルギー55と照射前上部棚吸収エネルギー52との差から算出される。このため、導出モデル58、65を用いて導出された脆性延性遷移温度シフト量TTSにより、原子炉圧力容器21、41の容器本体38、47を構成する鋼材の照射脆化を、より少ない試験片で適切に評価できる。
Claims (10)
- 中性子の照射により脆化する金属材料の照射脆化を評価する照射脆化評価方法において、
中性子が照射される前の前記金属材料の衝撃試験により、少なくとも照射前上部棚吸収エネルギーを求める第1ステップと、
中性子が照射された後の前記金属材料の衝撃試験により、照射後上部棚吸収エネルギーを求める第2ステップと、
前記照射前上部棚吸収エネルギーと前記照射後上部棚吸収エネルギーとの差から上部棚吸収エネルギー低下量を算出する第3ステップと、
前記上部棚吸収エネルギー低下量を少なくとも1つのインプットパラメータとして脆性延性遷移温度シフト量を導出する導出モデルを用い、第3ステップにより算出された前記上部棚吸収エネルギー低下量から前記脆性延性遷移温度シフト量を導出する第4ステップと、を有することを特徴とする照射脆化評価方法。 - 前記導出モデルは、金属材料の衝撃試験により取得した上部棚吸収エネルギー低下量の実験値と脆性延性遷移温度シフト量の実験値との相関関係により定式化されたモデル、または照射脆化による前記金属材料の微視構造の変化に基づいて定式化されたモデルであることを特徴とする請求項1に記載の照射脆化評価方法。
- 前記導出モデルは、上部棚吸収エネルギー低下量に加えて、金属材料の種類と前記金属材料の化学成分と中性子照射量と中性子束と照射温度との少なくとも1つをインプットパラメータとして脆性延性遷移温度シフト量を導出するモデルであり、
第4ステップでは、第3ステップにより算出された前記上部棚吸収エネルギー低下量のほかに、前記金属材料の種類と前記金属材料の化学成分と前記中性子照射量と前記中性子束と前記照射温度との少なくとも1つをインプットパラメータとし、前記導出モデルを用いて前記脆性延性遷移温度シフト量を導出することを特徴とする請求項1または2に記載の照射脆化評価方法。 - 前記第2ステップでは、照射後上部棚吸収エネルギーを、金属材料について衝撃試験を行った際に延性破面率100%の3個以上の衝撃試験データから得られた吸収エネルギーの平均値、または前記金属材料について前記衝撃試験を行った際に延性破面率95%〜100%の3個以上の衝撃試験データから得られた吸収エネルギーの平均値から求めることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照射脆化評価方法。
- 前記金属材料は、軽水炉型原子炉の炉心を収容する原子炉圧力容器における容器本体を構成する金属材料であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の照射脆化評価方法。
- 中性子の照射により脆化する金属材料の照射脆化を評価する照射脆化評価装置において、
中性子が照射される前の前記金属材料の衝撃試験により得られた少なくとも照射前上部棚吸収エネルギーを格納する第1データベースと、
中性子が照射された後の前記金属材料の衝撃試験により得られた照射後上部棚吸収エネルギーを格納する第2データベースと、
上部棚吸収エネルギー低下量を少なくとも1つのインプットパラメータとして脆性延性遷移温度シフト量を導出する導出モデルを備え、前記第1データベースからの前記照射前上部棚吸収エネルギーと前記第2データベースからの前記照射後上部棚吸収エネルギーとの差から上部棚吸収エネルギー低下量を算出し、この算出した上部棚吸収エネルギー低下量から前記導出モデルを用いて前記脆性延性遷移温度シフト量を導出する演算部と、
前記演算部にて導出された前記脆性延性遷移温度シフト量の演算結果を出力する出力部と、を有することを特徴とする照射脆化評価装置。 - 前記導出モデルは、金属材料の衝撃試験により取得した上部棚吸収エネルギー低下量の実験値と脆性延性遷移温度シフト量の実験値との相関関係により定式化されたモデル、または照射脆化による前記金属材料の微視構造の変化に基づいて定式化されたモデルであることを特徴とする請求項6に記載の照射脆化評価装置。
- 前記金属材料の種類及び化学成分に関するデータを格納する第3データベースと、前記金属材料に照射される中性子照射量、中性子束、照射温度を含む照射条件に関するデータを格納する第4データベースとを更に有し、
前記導出モデルは、上部棚吸収エネルギー低下量に加えて、前記金属材料の種類と前記金属材料の化学成分と前記中性子照射量と前記中性子束と前記照射温度との少なくとも1つをインプットパラメータとして脆性延性遷移温度シフト量を導出するモデルであり、
前記演算部は、算出した前記上部棚吸収エネルギー低下量のほかに、前記第3及び第4データベースからの前記金属材料の種類と前記金属材料の化学成分と前記中性子照射量と前記中性子束と前記照射温度との少なくとも1つをインプットパラメータとし、前記導出モデルを用いて前記脆性延性遷移温度シフト量を導出することを特徴とする請求項6または7に記載の照射脆化評価装置。 - 前記第2データベースに格納される照射後上部棚吸収エネルギーは、金属材料について衝撃試験を行った際に延性破面率100%の3個以上の衝撃試験データから得られた吸収エネルギーの平均値、または前記金属材料について前記衝撃試験を行った際に延性破面率95%〜100%の3個以上の衝撃試験データから得られた吸収エネルギーの平均値から求められることを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の照射脆化評価装置。
- 前記金属材料は、軽水炉型原子炉の炉心を収容する原子炉圧力容器における容器本体を構成する金属材料であることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の照射脆化評価装置。
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