(57)【要約】【課題】中性子照射を受けた原子炉炉内構造物のＩＡＳＣＣ感受性を評価するために照射誘起粒界偏析を迅速にかつ容易に行い評価することのできる原子炉炉内構造物の診断システムを提供する。【解決手段】原子炉炉内機器の診断システムは、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力手段と、被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力手段と、被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力手段である入力装置１と、化学成分入力手段、中性子照射条件入力手段及び材料物性データ入力手段である入力装置１からのデータに基づいて原子炉炉内機器の被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析手段である演算装置２と、照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示手段である表示装置３と、照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存手段である記録装置５と、を有する。【選択図】図１
2010122010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力手段と、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力手段と、
前記被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力手段と、
前記化学成分入力手段、前記中性子照射条件入力手段及び前記材料物性データ入力手段からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析手段と、
この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示手段と、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存手段と、
を有することを特徴とする原子炉炉内機器の診断システム。
【請求項２】
前記化学成分入力手段は、前記被診断材料に含まれる化学成分と共に照射前粒界偏析量が入力されること、を特徴とする請求項１記載の原子炉炉内機器の診断システム。
【請求項３】
前記解析結果表示手段は、前記照射誘起粒界偏析の解析結果、前記化学成分入力データ、前記中性子照射条件入力データ及び前記材料物性データ入力が合わせて表示されること、を特徴とする請求項１記載の原子炉炉内機器の診断システム。
【請求項４】
前記解析結果保存手段は、前記照射誘起粒界偏析の解析結果、前記化学成分入力データ、前記中性子照射条件入力データ及び前記材料物性データ入力を合わせて保存すること、を特徴とする請求項１記載の原子炉炉内機器の診断システム。
【請求項５】
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が記憶される化学成分記憶手段と、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が記憶される中性子照射条件記憶手段と、
前記被診断材料の材料物性データが記憶される材料物性データ記憶手段と、
前記化学成分記憶手段、前記中性子照射条件記憶手段及び前記材料物性データ記憶手段からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析手段と、
この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示手段と、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存手段と、
を有することを特徴とする原子炉炉内機器の診断システム。
【請求項６】
電子計算機に、
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分を入力させる化学成分入力機能と、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度を入力させる中性子照射条件入力機能と、
前記被診断材料の材料物性データを入力させる材料物性データ入力機能と、
前記化学成分入力機能、前記中性子照射条件入力機能及び前記材料物性データ入力機能からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析を解析させる解析機能と、
この照射誘起粒界偏析の解析結果を表示させる解析結果表示機能と、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果を保存させる解析結果保存機能と、
を実現させることを特徴とする原子炉炉内機器の診断プログラム。
【請求項７】
前記化学成分入力機能は、前記被診断材料に含まれる化学成分と共に照射前粒界偏析量を入力させる機能を有すること、を特徴とする請求項６記載の原子炉炉内機器の診断プログラム。
【請求項８】
前記解析結果表示機能は、前記照射誘起粒界偏析の解析結果、前記化学成分入力データ、前記中性子照射条件入力データ及び前記材料物性データ入力を合わせて表示させる機能を有すること、を特徴とする請求項６記載の原子炉炉内機器の診断プログラム。
【請求項９】
前記解析結果保存機能は、前記照射誘起粒界偏析の解析結果、前記化学成分入力データ、前記中性子照射条件入力データ及び前記材料物性データ入力を合わせて保存させる機能を有すること、を特徴とする請求項６記載の原子炉炉内機器の診断プログラム。
【請求項１０】
電子計算機に、
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分を記憶させる化学成分記憶機能と、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度を記憶させる中性子照射条件記憶機能と、
前記被診断材料の材料物性データを記憶させる材料物性データ記憶機能と、
前記化学成分記憶機能、前記中性子照射条件記憶機能及び前記材料物性データ記憶機能からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析を解析させる解析機能と、
この照射誘起粒界偏析の解析結果を表示させる解析結果表示機能と、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果を保存させる解析結果保存機能と、
を実現させることを特徴とする原子炉炉内機器の診断プログラム。
【請求項１１】
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力装置と、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力装置と、
前記被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力装置と、
前記化学成分入力装置、前記中性子照射条件入力装置及び前記材料物性データ入力装置からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析装置と、
この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示装置と、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存装置と、
を有することを特徴とする原子炉炉内機器の診断装置。
【請求項１２】
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が記憶される化学成分データファイル装置と、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が記憶される中性子照射条件データファイル装置と、
前記被診断材料の材料物性データが記憶される材料物性データファイル装置と、
前記化学成分データファイル装置、前記中性子照射条件データファイル装置及び前記材料物性データファイル装置からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析装置と、
この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示装置と、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存装置と、
を有することを特徴とする原子炉炉内機器の診断装置。
【請求項１３】
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力ステップと、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力ステップと、
前記被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力ステップと、
前記化学成分入力ステップ、前記中性子照射条件入力ステップ及び前記材料物性データ入力ステップからのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析ステップと、
この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示ステップと、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存ステップと、
を有することを特徴とする原子炉炉内機器の診断方法。
【請求項１４】
中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分を記憶する化学成分記憶ステップと、
この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度を記憶する中性子照射条件記憶ステップと、
被診断材料の材料物性データを記憶する材料物性データ記憶ステップと、
前記化学成分記憶ステップ、前記中性子照射条件記憶ステップ及び前記材料物性データ記憶ステップからのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析ステップと、
この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示ステップと、
前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存ステップと、
を有することを特徴とする原子炉炉内機器の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉炉内構造物を診断する原子炉炉内構造物の診断システム、その診断プログラム、その診断装置及びその診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力プラントにおいては、運転中に原子炉炉内構造物は中性子の照射を受ける。中性子照射を受けた原子炉炉内構造物を形成するステンレス鋼、ニッケル基合金等の材料には照射誘起応力腐食割れ（ＩＡＳＣＣ：Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ）感受性の増大、照射脆化等の材料特性変化（材質変化）が生じる。しがたって、原子力プラントにおいて、こうした原子炉炉内構造物特有の材料特性変化の発生を精度よく診断し、適切な保全、補修を行うことが原子力プラントの安全性や経済性の向上のために重要な課題である。
【０００３】
ＩＡＳＣＣ感受性の増大は、中性子照射による材料中の結晶粒界での化学成分の変化に起因することが知られている。即ち、ステンレス鋼やニッケル基合金が中性子照射を受けることにより、粒界近傍での原子が拡散し、ＣｒやＭｏは粒界での濃度が低下し、ＮｉやＳｉは濃度が増加する。このような粒界での化学成分の変化を粒界偏析という。中性子照射量の増加に伴い、高温水中での耐食性を支配するＣｒやＭｏの量が低下するため、ＩＡＳＣＣが生じやすくなると考えられている。粒界偏析の度合いは、中性子照射量、中性子照射速度や照射温度といった照射条件や、材料中の化学成分、あるいは照射前の粒界偏析量等の因子に影響を受ける。
【０００４】
この粒界偏析現象は、中性子照射を受けた原子炉炉内構造物のＩＡＳＣＣ感受性を評価する上で重要であるため、原子力プラントの健全性を評価する上で、予め、この粒界偏析量を予測する必要がある。
【０００５】
この中性子照射による粒界偏析の予測方法として、照射誘起粒界偏析が知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。この解析方法は、中性子照射による粒界近傍の原子の移動現象を原子論的なメカニズムに基づいて反応速度方程式を用いてモデル化し、反応速度方程式を数学的に解析することにより、照射誘起粒界偏析を計算する方法である。
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．３（２００５），４４０−４４４
【非特許文献２】ＩＮＳＳ  Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１４（２００７），１３６−１５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した原子力プラントにおいては、運転中に原子炉炉内構造物は中性子の照射を受ける。中性子照射を受けた原子炉炉内構造物を形成するステンレス鋼、ニッケル基合金などの材料にはＩＡＳＣＣ感受性の増大、照射脆化等の材料特性変化（材質変化）が生じる。ＩＡＳＣＣ感受性の増大は、中性子照射による材料中の結晶粒界での化学成分の変化に起因することが知られている。この粒界偏析の度合いは、中性子照射量や中性子照射速度、照射温度といった照射条件や、材料中の化学成分、あるいは照射前の粒界偏析量等の因子に影響を受ける。
【０００７】
この粒界偏析現象は、中性子照射を受けた原子炉炉内構造物のＩＡＳＣＣ感受性を評価する上で重要であるため、原子力プラントの健全性を評価する上で、予め、この粒界偏析量を予測する必要がある。
【０００８】
この中性子照射による粒界偏析の予測方法として、非特許文献１及び非特許文献２に示すように、中性子照射による粒界近傍の原子の移動現象を原子論的なメカニズムに基づいて反応速度方程式でモデル化し、反応速度方程式を数学的に解析することにより、照射誘起粒界偏析を計算する方法がある。
【０００９】
この照射誘起粒界偏析を計算する方法は、通常は、主に科学技術計算に用いられるプログラミング言語であるＦＯＲＴＲＡＮ（Ｆｏｒｍｕｌａ  Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）等の計算言語を用いて複雑なプログラムを作成し、電子計算機上で解析を行う必要がある。
【００１０】
したがって、照射誘起粒界偏析を計算するプログラムを作成するには、固体物性物理学、照射損傷論及び情報処理に関する高度な知識が必要であり、一般技術者が容易に解析することは困難であるという課題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、中性子照射を受けた原子炉炉内構造物のＩＡＳＣＣ感受性を評価するために照射誘起粒界偏析を迅速にかつ容易に行い評価することのできる原子炉炉内構造物の診断システム、その診断プログラム、その診断装置及びその診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の原子炉炉内構造物の診断システムにおいては、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力手段と、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力手段と、前記被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力手段と、前記化学成分入力手段、前記中性子照射条件入力手段及び材料物性データ入力手段からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析手段と、この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示手段と、前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存手段と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明の原子炉炉内構造物の診断システムにおいては、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が記憶される化学成分記憶手段と、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が記憶される中性子照射条件記憶手段と、前記被診断材料の材料物性データが記憶される材料物性データ記憶手段と、前記化学成分記憶手段、前記中性子照射条件記憶手段及び前記材料物性データ記憶手段からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析手段と、この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示手段と、前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するため、本発明の原子炉炉内構造物の診断プログラムにおいては、電子計算機に、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分を入力させる化学成分入力機能と、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度を入力させる中性子照射条件入力機能と、前記被診断材料の材料物性データを入力させる材料物性データ入力機能と、前記化学成分入力機能、前記中性子照射条件入力機能及び前記材料物性データ入力機能からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析を解析させる解析機能と、この照射誘起粒界偏析の解析結果を表示させる解析結果表示機能と、前記照射誘起粒界偏析の解析結果を保存させる解析結果保存機能と、を実現させることを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記目的を達成するため、本発明の原子炉炉内構造物の診断装置においては、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力装置と、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力装置と、前記被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力装置と、前記化学成分入力装置、前記中性子照射条件入力装置及び前記材料物性データ入力装置からのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析装置と、この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示装置と、前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存装置と、を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、上記目的を達成するため、本発明の原子炉炉内構造物の診断方法においては、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力ステップと、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力ステップと、前記被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力ステップと、前記化学成分入力ステップ、前記中性子照射条件入力ステップ及び材料物性データ入力ステップからのデータに基づいて前記原子炉炉内機器の前記被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析ステップと、この照射誘起粒界偏析の解析結果が表示される解析結果表示ステップと、前記照射誘起粒界偏析の解析結果が保存される解析結果保存ステップと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の原子炉炉内構造物の診断システム、その診断プログラム、その診断装置及びその診断方法によれば、原子炉炉内構造物の化学成分、中性子照射条件及び材料物性データを入力して、中性子照射を受けた原子炉炉内構造物の照射誘起粒界偏析を迅速にかつ容易に行い、この原子炉炉内構造物のＩＡＳＣＣ感受性を迅速に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る原子炉炉内構造物の診断システム、その診断プログラム、その診断装置及びその診断方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断装置６の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断方法の手順を示すブロック図である。
【００２０】
まず、原子炉炉内構造物の診断装置６の基本構成について、図１を用いて説明する。
【００２１】
本図に示すように、原子炉炉内構造物の診断装置６は、入力装置１を備えている。この入力装置１は、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される化学成分入力手段と、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される中性子照射条件入力手段と、被診断材料の材料物性データが入力される材料物性データ入力手段と、から構成される。
【００２２】
また、この入力装置１における化学成分入力手段、中性子照射条件入力手段及び材料物性データ入力手段からのデータに基づいて原子炉炉内機器の被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される解析手段である演算装置２を備えている。
【００２３】
このとき、中性子照射条件入力手段及び材料物性データ入力手段からのデータは、ファイル装置４に保存しておき、保存ファイルを選択することにより必要なデータを読み込こんで解析を行ってもよい。
【００２４】
この演算装置２において解析された照射誘起粒界偏析の解析結果が解析結果表示手段である表示装置３で表示される。また、この演算装置２において解析された照射誘起粒界偏析の解析結果は、解析結果保存手段である記録装置５において記録される。
【００２５】
なお、この原子炉炉内構造物の診断装置６は１ヶ所にまとめて、あるいは、原子炉炉内構造物の診断装置６を構成する入力装置１、演算装置２、表示装置３、ファイル装置４及び記録装置５は、各装置の使用状態に応じて複数ヶ所に分散して設置され、有線又は無線によって信号を送受する。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断方法の手順を図２を用いて説明する。
【００２７】
本図に示すように、原子炉炉内構造物の診断方法は、化学成分入力ステップＳ１を有している。この化学成分入力ステップＳ１において、中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分が入力される。
【００２８】
次に、中性子照射条件入力ステップＳ２において、この被診断材料が受けた中性子照射の照射量、照射速度及び照射温度が入力される。そして、材料物性データ入力ステップＳ３において、被診断材料の材料物性データが入力される。
【００２９】
上記化学成分入力ステップＳ１、中性子照射条件入力ステップＳ２及び材料物性データ入力ステップＳ３からのデータが解析ステップＳ４に入力され、この解析ステップＳ４において図１に示す演算装置２により原子炉炉内機器の被診断材料の照射誘起粒界偏析が解析される。
【００３０】
そして、この解析ステップＳ４において解析された照射誘起粒界偏析の解析結果が表示装置３に表示される解析結果表示ステップＳ５が後続し、また、この照射誘起粒界偏析の解析結果が記録装置５に保存される解析結果保存ステップＳ６が後続する。
【００３１】
ここで、解析ステップＳ４において使用される原子炉炉内機器の被診断材料の照射誘起粒界偏析解析方法について説明する。
【００３２】
ステンレス鋼の照射誘起粒界偏析については、結晶粒界近傍での原子の拡散現象をモデル化した反応速度論的解析手法が、非特許文献２（ＩＮＳＳ  Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．１４（２００７）１３６−１５６）に記載されている。
【００３３】
ここでは、粒界偏析メカニズムとして、格子間原子機構と空孔機構の両方を考慮した溶質元素の拡散による偏析モデルを作成した。対象とする合金元素は、ＳＵＳ３１６及びＳＵＳ３０４の解析を考慮して、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｏ−Ｓｉの５元系体系とした。
【００３４】
この照射誘起粒界偏析モデルに関連して、空孔、格子間原子及び各溶質原子（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｓｉ）の濃度の時間変化は、それぞれ以下の（１）式〜（３）式で与えられる。
【数１】
2010122010.tif 000003
【数２】
2010122010.tif 000004
【数３】
2010122010.tif 000005
【００３５】
また、Ｊｖ、Ｊｉは空孔と格子間原子のフラックス、Ｊｋは溶質原子ｋのフラックスであり、それぞれ以下の（４）式〜（６）式で表わされる。
【数４】
2010122010.tif 000006
【数５】
2010122010.tif 000007
【数６】
2010122010.tif 000008
【００３６】
また、（１）式〜（６）式に用いられる空孔、格子間原子、溶質原子の拡散定数Ｄ及び部分拡散定数ｄは、以下の（７）式〜（１１）式により与えられる。
【数７】
2010122010.tif 000009
【数８】
2010122010.tif 000010
【数９】
2010122010.tif 000011
【数１０】
2010122010.tif 000012
【数１１】
2010122010.tif 000013
【００３７】
また、溶質原子（ｋ＝Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｍｏ）と格子間原子の結合因子は、以下の（１２）式で与えられる。
【数１２】
2010122010.tif 000014
【００３８】
上記の（１）式〜（１２）式の反応速度方程式を計算することにより、粒界近傍における溶質原子の濃度分布を解析し、粒界偏析を行った。なお、本モデルは、周期的な結晶粒構造を用いているので、粒界上と結晶粒の中心位置における境界条件を与えることにより粒界偏析を行った。
【００３９】
次に、原子炉炉内構造物の診断システムの入力例について図３を用いて説明する。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断システムの入力例を示す画面図である。
【００４１】
まず、本図を用いて、被診断材料の化学成分７について説明する。中性子照射を受けた原子炉炉内機器に係る評価対象部位の被診断材料に含まれる化学成分として、例えば、質量％としてＣｒ：１７．００、Ｎｉ：１３．００、Ｍｏ：２．２５、Ｓｉ：０．５０が入力される。
【００４２】
次に、中性子照射条件８が入力される。中性子照射条件として、ここでは、温度：２８８（℃）、照射速度：５．０Ｅ１７（ｎ／ｍ２／ｓ）、照射量：１．０Ｅ２６（ｎ／ｍ２）が入力される。
【００４３】
次に、材料物性データ９として、シミュレーション解析に使用する次に示す主要なパラメータが入力される。パラメータとして、空孔移動エネルギー：１．５ｅＶ、Ｆｅ−ｖ相対ジャンプ率：１、Ｃｒ−ｖ相対ジャンプ率：１．２、Ｎｉ−ｖ 相対ジャンプ率：０．６、Ｓｉ−ｖ相対ジャンプ率：３．０、Ｍｏ−ｖ相対ジャンプ率：２．０、格子間原子の移動エネルギー：１．１、Ｎｉ−ｉ相対ジャンプ率：１．４、Ｓｉ−ｉ相対ジャンプ率：０．５、Ｎｉと格子間原子との結合エネルギー：０ｅＶ、Ｓｉと格子間原子との結合エネルギー：０．１５ｅＶ、欠陥生成効率：０．０３を入力する。
【００４４】
そして画面上の計算実行ボタン１０を押すと、照射誘起粒界偏析の解析が行われる。
【００４５】
このとき、化学成分７、照射条件８、材料物性データ９の少なくともいずれかに関しては、予め図１に示すファイル装置４に保存しておき、図２の入力画面上におけるファイル読込ボタン１１を押し保存ファイルを選択することにより必要なデータを読み込み、解析を実行してもよい。こうすることにより、繰り返し解析を実施する際の入力作業を低減することができる。
【００４６】
また、解析結果に影響する照射前粒界偏析量が予め分かっているときには、被診断材料に含まれる化学成分７の欄に、照射前粒界偏析量の値を入力することにより、解析結果に反映され、精度のよい結果が得られる。ここでは、△Ｃｒ：０．００、△Ｍｏ：０．００と入力する。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断システムの解析結果出力例を示す画面図である。
【００４８】
本図に示すように、まず、粒界偏析分布１２について説明する。例えば、（ａ）は、Ｃｒの粒界偏析量が１２％に低下していることを示す。（ｂ）は、Ｎｉの粒界偏析量が２５％に増加していることが分かる。（ｃ）は、Ｍｏの粒界偏析量が１％に低下していることを示す。（ｄ）は、Ｓｉの粒界偏析量が２％に増加していることが分かる。
【００４９】
次に、粒界偏析の照射量依存性１３について説明する。例えば、（ａ）は、Ｃｒの粒界偏析と中性子照射の関係を示し、中性子照射量の増加に伴って粒界偏析量が漸次低下していることを示す。（ｂ）は、Ｎｉの粒界偏析と中性子照射の関係を示し、中性子照射量の増加に伴って粒界偏析量が漸次上昇していることが分かる。（ｃ）は、Ｍｏの粒界偏析と中性子照射の関係を示し、中性子照射量の増加に伴って粒界偏析量が漸次低下していることを示す。（ｄ）は、Ｓｉの粒界偏析と中性子照射の関係を示し、中性子照射量の増加に伴って粒界偏析量が漸次上昇していることが分かる。
【００５０】
上述のように、中性子照射に伴う粒界偏析の解析結果がグラフにより容易に認識できる。
【００５１】
次に、画面上の保存ボタン１４を押すと、照射誘起粒界偏析の解析結果は、図1の記録装置５に記録される。
【００５２】
なお、図４の画面上において、符号１５は、図３に示す解析前に入力したデータをが表示しており、解析に使用した入力データを解析結果出力例を示すグラフと同じ画面上で確認することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、原子炉炉内構造物の化学成分、中性子照射条件及び材料物性データを入力し、結晶粒界近傍での原子の拡散現象をモデル化した反応速度論的解析手法を用いて、中性子照射を受けた原子炉炉内構造物の照射誘起粒界偏析を迅速にかつ容易に行い、この原子炉炉内構造物のＩＡＳＣＣ感受性を迅速に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断方法の手順を示すブロック図。
【図３】本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断システムの入力例を示す画面図。
【図４】本発明の実施の形態による原子炉炉内構造物の診断システムの解析結果出力例を示す画面図。
【符号の説明】
【００５５】
１…入力装置、２…演算装置、３…表示装置、４…ファイル装置、５…記録装置、６…原子炉炉内構造物の診断装置、７…被診断材料の化学成分、８…中性子照射条件、９…材料物性データ、１０…計算実行ボタン、１１…ファイル読込ボタン、１２…粒界偏析分布、１３…粒界偏析の照射量依存性、１４…保存ボタン、１５…入力データ、Ｓ１…化学成分入力ステップ、Ｓ２…中性子照射条件入力ステップ、Ｓ３…材料物性データ入力ステップ、Ｓ４…解析ステップ、Ｓ５…解析結果表示ステップ、Ｓ６…解析結果保存ステップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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