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J-GLOBAL ID：201702239804807272   整理番号：17A0577303

球状圧子を用いた微小硬さ試験による原子炉燃料被覆管ジルカロイ4とM5のPWR環境下酸化皮膜の機械的特性評価

Evaluation of mechanical properties of oxide layers of fuel cladding material Zircaloy-4 and M5 oxidized under PWR condition using Nano indentation with spherical indenter

著者 (6件)： 柴田晃 (日本原子力研究開発機構 大洗研究開発セ) ,  涌井隆 (日本原子力研究開発機構 原子力科研) ,  中村夏紀 (日本原子力研究開発機構 大洗研究開発セ) ,  二川正敏 (日本原子力研究開発機構 原子力科研) ,  前川克廣 (茨城大) ,  那珂通裕 (日本原子力研究開発機構 大洗研究開発セ)
資料名： 材料試験技術  (Journal of Material Testing Research Association of Japan)
巻： 62  号： 1  ページ： 41-47  発行年： 2017年01月15日 
JST資料番号： S0909A  ISSN： 0285-2470  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 加圧水型原子力炉(PWR)においては,スズ,鉄,クロムを含むジルコニウム合金であるジルカロイ4が燃料被覆材として使用されてきたが,近年,長寿命化が期待できるZr-Nb系ジルコニウム合金であるM5などへの段階的な置き換えが進められている。本研究では,ジルカロイ4とM5の耐食性研究の一助とすべく,ジルカロイ4とM5の酸化皮膜の機械的特性について物性値を明らかにすることを目的として実験と解析を行った。本研究ではPWRの水環境を模擬した高温高圧水ループにて行った腐食試験により製作したジルカロイ4とM5の酸化皮膜付き試験片に対して,球状圧子を用いた微小硬さ試験を実施し,その酸化皮膜の性質の差異を評価した。微小硬さ試験の結果に対してカルマンフィルタを用いた逆解析を行い,M5及びジルカロイ4の酸化皮膜の機械的性質を求めたところ,ジルカロイ4の酸化皮膜の加工硬化指数はM5の酸化皮膜より小さく,M5の酸化皮膜はジルカロ.イ4の酸化皮膜と比較すれば延性的であると考えられると結んだ。

シソーラス用語： *球状 ,  *圧子 ,  *硬さ試験 ,  *原子炉 ,  *燃料管 ,  *ジルカロイ ,  PWR型原子炉 ,  酸化膜 ,  スズ ,  鉄 ,  クロム ,  *ジルコニウム合金 ,  寿命延長 ,  耐食性 ,  腐食試験 ,  Kalmanフィルタ ,  加工硬化 ,  延性
準シソーラス用語： ジルカロイ4 ,  *機械的特性評価 ,  逆解析 ,  微小形態 ,  物性値

分類 (2件)： 金属の機械的性質  (BL01022T) ,  燃料要素  (MD04030E)

引用文献 (17件)：

• Krishnan R, Asundi MK : Proc Indian Acad Sci Sect C Eng Sci : Vol. 4, No. 1, 41-56 (1981)
• Steinbrück M, Böttcher M : J Nucl Mater : Vol. 414, No. 2, 276-285 (2011)
• 中頭利則,永瀬文久,更田豊志: M5被覆管の高温酸化におよぼす水素の影響, 原子力学会2008年春の年会予稿集: (2008)
• Allen T. R, Konings R. J. M, Motta A. T : Comprehensive Nuclear Materials : Vol.5, 49-68 (2012)
• Park J. Y, Yoo S. J, Choi B. K, Jeong Y. H : J Alloys Compd : Vol. 437, No. 1-2, 274-279 (2007)

タイトルに関連する用語 (11件)： 球状 ,  圧子 ,  微小 ,  硬さ試験 ,  原子炉 ,  燃料被覆管 ,  ジルカロイ4 ,  PWR ,  環境 ,  酸化皮膜 ,  機械的特性評価