(57)【要約】【課題】本発明のき裂伝播停止靱性取得方法は、中性子が照射された等の低靱性材料のき裂伝播停止靱性を容易に取得できる。【解決手段】本発明のき裂伝播停止靱性取得方法は、低靱性材料から試験片を作成する試験片作成工程Ｓ１０と、試験片作成工程Ｓ１０で作成した前記試験片に対してポップインが発生するまで破壊靱性試験を施して、荷重と変位の関係を表すデータを取得するデータ取得工程Ｓ２０と、データ取得工程Ｓ２０で取得した荷重と変位の関係を表すデータに基づいてポップイン荷重を取得するポップイン荷重取得工程Ｓ３０と、データ取得工程Ｓ２０を実施後の前記試験片からポップイン発生後のポップインき裂長さを取得するポップインき裂長さ取得工程Ｓ４０と、前記ポップイン荷重と前記ポップインき裂長さとに基づいて、き裂伝播停止靱性を取得するき裂伝播停止靱性取得工程Ｓ５０と、含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低靱性材料から試験片を作成する試験片作成工程と、
前記試験片作成工程で作成した前記試験片に対してポップインが発生するまで破壊靱性試験を施して、荷重と変位の関係を表すデータを取得するデータ取得工程と、
前記データ取得工程で取得した荷重と変位の関係を表すデータに基づいてポップイン荷重を取得するポップイン荷重取得工程と、
前記データ取得工程を実施後の前記試験片からポップイン発生後のポップインき裂長さを取得するポップインき裂長さ取得工程と、
前記ポップイン荷重と前記ポップインき裂長さとに基づいて、き裂伝播停止靱性を取得するき裂伝播停止靱性取得工程と、含むき裂伝播停止靱性取得方法。
【請求項２】
前記試験片作成工程では、前記低靱性材料としてシャルピー試験を行った試験片の残材を用いて、前記試験片としてＣＴ試験片を作成する請求項１に記載のき裂伝播停止靱性取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、き裂伝播停止靱性取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電プラントの原子炉圧力容器では、内部に収容した炉心から中性子が放射されている。そのため、原子炉圧力容器では中性子照射脆化が生じ、中性子が照射された内壁面を構成する鋼材の靱性は、外部から内部に向かって進むにしたがって低下している。そして、中性子照射脆化が生じた状態で、プラントに異常が生じることにより原子炉圧力容器内に冷却水等が大量に流入されて急冷されると、原子炉圧力容器の内外間の温度差によって熱衝撃を受ける加圧熱衝撃（ＰＴＳ）が生じるおそれがある。そのため、原子炉圧力容器に用いられる材料には、中性子が照射されて脆化した状態での加圧熱衝撃に対する健全性が求められている。
【０００３】
このような原子炉圧力容器の健全性を評価する手法として、き裂伝播停止性能を考慮した方法がある。このき裂伝播停止性能が優れた材料では、大きな力が作用して脆性き裂が発生しても、き裂伝播の途中で停止し易くなる。そのため、き裂伝播停止性能が優れた材料を使用することで、構造物等の破損を抑えることができる。
【０００４】
このき裂伝播停止性能を評価するための方法として、ＡＳＴＭ  Ｅ１２２１−１２に準拠したＣＣＡ試験片を用いたき裂伝播停止試験を行い、き裂伝播停止靱性を測定する方法が知られている。
【０００５】
また、特許文献１では、板厚５０ｍｍ以上の高強度厚鋼板のき裂伝播停止性能を推定する方法が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の方法は、予め大型試験片である標準標本鋼に対して一度試験を行い、同じ標準標本鋼から採取した板厚１０ｍｍ〜２０ｍｍの小型試験片に対して試験を行うことで、大型試験片と小型試験片との試験結果の相関関係を求める。その後、複数の小型試験片でさらにシャルピー衝撃試験等の衝撃試験や落重試験を行った結果と、予め求めた相関関係とから大型試験片のき裂伝播性能を算出する。これにより、特許文献１に記載の方法では、通常なら大型試験片を試験することで求められるき裂伝播停止性能を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２３０６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、原子炉圧力容器では、原子炉圧力容器を形成する鋼材と同じ材料を監視試験カプセル内に収容し、この監視試験カプセルを原子炉圧力容器の内部に配置している。そして、プラント運転中の原子炉圧力容器に対する中性子照射脆化の影響を把握するために、この監視試験カプセルを原子炉圧力容器から取り出して、中性子が照射された内部の材料を用いて試験を行い、評価を行っている。
【０００８】
しかしながら、この監視試験カプセルは原子炉圧力容器の内部に配置するために、大きさに制限がある。そのため、寸法の小さい引張試験片やシャルピー試験片等は収容することは可能だが、これらの試験片に比べて寸法の大きいき裂伝播停止試験に用いるＣＣＡ試験片を監視試験カプセル内に収容することが難しい。したがって、原子炉圧力容器等で実際に中性子が照射されたような低靱性材料でき裂伝播停止試験を行うことが難しく、低靱性材料のき裂伝播停止靱性を取得することが困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、低靱性材料のき裂伝播停止靱性を容易に取得可能なき裂伝播停止靱性取得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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様におけるき裂伝播停止靱性取得方法は、低靱性材料から試験片を作成する試験片作成工程と、前記試験片作成工程で作成した前記試験片に対してポップインが発生するまで破壊靱性試験を施して、荷重と変位の関係を表すデータを取得するデータ取得工程と、前記データ取得工程で取得した荷重と変位の関係を表すデータに基づいてポップイン荷重を取得するポップイン荷重取得工程と、前記データ取得工程を実施後の前記試験片からポップイン発生後のポップインき裂長さを取得するポップインき裂長さ取得工程と、前記ポップイン荷重と前記ポップインき裂長さとに基づいて、き裂伝播停止靱性を取得するき裂伝播停止靱性取得工程と、含む。
【００１１】
このようなき裂伝播停止靱性取得方法によれば、低靱性材料に対して、データ取得工程を実施することで、ポップインが発生する頻度が高くなる。そのため、ポップインを容易に利用することができ、低靱性材料のき裂伝播停止靱性を容易に取得することができる。
【００１２】
また、本発明の他の態様におけるき裂伝播停止靱性取得方法は、前記試験片作成工程では、前記低靱性材料としてシャルピー試験を行った試験片の残材を用いて、前記試験片としてＣＴ試験片を作成してもよい。
【００１３】
このようなき裂伝播停止靱性取得方法によれば、低靱性材料としてシャルピー試験を行った試験片の残材を用いてＣＴ試験片を作成することで、中性子が照射された小さな試験片を容易に作成することができる。したがって、小さな材料からき裂伝播停止靱性を取得するための試験片を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のき裂伝播停止靱性取得方法によれば、ポップインを利用することで、低靱性材料のき裂伝播停止靱性を容易に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態におけるき裂伝播停止靱性取得方法のフロー図である。
【図２】本発明の実施形態における試験片作成工程の様子を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態における試験片作成工程で作成するＣＴ試験片を示す模式図で、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）はＸ−Ｘ断面における断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるデータ取得工程で取得した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態における破面開放工程で破断させたＣＴ試験片を示す模式図で、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は破面を表す正面図である。
【図６】き裂発生に対する破壊靱性とき裂伝播停止靱性との関係を示すグラフで、同図（ａ）は材料に中性子が照射される前を表し、同図（ｂ）は材料に中性子が照射された後を表している。
【図７】き裂発生に対する破壊靱性とき裂伝播停止靱性とのマスターカーブ法を用いた曲線の関係を表すグラフである。
【図８】材料のき裂発生に対する破壊靱性とき裂伝播停止靱性との差が中性子照射等による材料の脆化とともに小さくなる様子を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態のき裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１について図１から図８を参照して説明する。
き裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１は、中性子が照射された材料等の低靱性材料のき裂伝播停止靱性ＫＩａを取得する方法である。本実施形態におけるき裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１は、低靱性材料として、原子力プラント等で使用されている原子炉圧力容器の壁面等に用いられる材料と同じで、原子炉圧力容器内に配置される監視試験カプセルに収容されて中性子が照射された材料を用いる。図１に示すように、き裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１は、中性子線が照射された材料から試験片を作成する試験片作成工程Ｓ１０と、試験片に対して破壊靱性試験を施して、荷重と変位の関係を表すデータを取得するデータ取得工程Ｓ２０と、荷重と変位の関係を表すデータに基づいてポップイン荷重Ｐａを取得するポップイン荷重取得工程Ｓ３０と、試験片からポップイン発生後のポップインき裂長さａ０を取得するポップインき裂長さ取得工程Ｓ４０と、ポップイン荷重Ｐａとポップインき裂長さａ０とに基づいて、き裂伝播停止靱性ＫＩａを取得するき裂伝播停止靱性取得工程Ｓ５０とを含んでいる。
【００１７】
試験片作成工程Ｓ１０は、原子炉圧力容器内に配置された監視試験カプセル内に収容されている材料である金属材料から試験片としてＣＴ試験片２０を作成する。
ここでいう監視試験カプセルは、例えば、幅３０ｍｍ、奥行４０ｍｍ、高さ１５００ｍｍ程度の大きさを有し、内部に収容した材料が原子炉圧力容器内で中性子に曝されるよう構成されている。監視試験カプセル内に収納されている材料は、様々な試験が行えるよう種々の試験に対応した形状を有しており、例えば、シャルピー衝撃試験を実施するためのシャルピー試験片１０の形状や引張試験を実施するための引張試験片の形状を有している。
【００１８】
本実施形態の試験片作成工程Ｓ１０は、原子炉圧力容器から取り出した監視試験カプセルから回収し、金属材料からなるシャルピー試験片１０からＣＴ試験片２０を作成する。具体的には、試験片作成工程Ｓ１０では、監視試験カプセルから回収されたシャルピー試験片１０を用いて実施されるシャルピー試験後の破断した残材１１を利用する。シャルピー試験が行われるとシャルピー試験片１０は、図２に示すように、中心部分で破断する。本実施形態の試験片作成工程Ｓ１０では、この破断後のシャルピー試験片１０の残材１１から例えば、０．１６ＴサイズのＣＴ試験片２０を作成する。より具体的には、試験片作成工程Ｓ１０では、およそ幅１０ｍｍ、奥行４ｍｍ、高さ１０ｍｍの大きさのＣＴ試験片２０を作成する。
【００１９】
このＣＴ試験片２０は、図３に示すように、標準的な寸法比率で形成されている。具体的には、ＣＴ試験片２０は、中心部分に切り欠き２１が形成され、試験機に固定されて変位が与えられるための円形の固定孔２２が切り欠き２１を挟んで両側に形成されている。図３におけるＷは固定孔２２の中心からＣＴ試験片２０の切り欠き２１と反対側の端面までの距離、Ｂは試験片の板厚、ＢＮは試験片の側面に板厚方向に切り込みが形成されている場合の試験片正味板厚、ａは固定孔２２の中心からのき裂長さを表している。ＣＴ試験片２０は、データ取得工程Ｓ２０で破壊靱性試験が行われる前に疲労試験が予め行われることで、切り欠き２１の先端に疲労予き裂２３が形成されている。
【００２０】
データ取得工程Ｓ２０は、試験片作成工程Ｓ１０で作成した試験片を用いてポップインが発生するまで破壊靱性試験を実施する。データ取得工程Ｓ２０は、図４に示すように、この破壊靱性試験によって荷重と変位の関係を表すデータを荷重‐変位曲線として取得する。本実施形態のデータ取得工程Ｓ２０では、破壊靱性試験として、例えば、ＡＳＴＭ  Ｅ１９２１に基づいて、変位制御によりＣＴ試験片２０に対して疲労予き裂２３が開口する方向（図４の上下方向）に荷重を負荷する。データ取得工程Ｓ２０では、この負荷に対する疲労予き裂２３が開口する方向への変位量を測定して取得する。データ取得工程Ｓ２０では、ポップインが発生するまで負荷をかけ続け、ポップインが発生した後にＣＴ試験片２０への負荷を中止して破壊靱性試験を終了する。
【００２１】
ここでいうポップインとは、試験片の最終破壊に先立ち、き裂の微小な進展が突然起こった直後に進展が停止し、破壊靱性試験における荷重‐変位曲線上に、図４に示すような不連続な変位増加と荷重減少が検出される微小破壊のこという。ポップインは、単純に微小な変位増加と荷重減少が検出されるだけでなく、所定の基準を満たしている場合に、ポップインであるとみなされる。この所定の基準としては、例えば、ＡＳＴＭ  Ｅ  １９２１の基準が挙げられる。
本実施形態のデータ取得工程Ｓ２０では、荷重‐変位曲線において変位が増加しながら荷重が減少した後に、α点を超えて一度下がった荷重が変位とともに増加した場合に、α点でポップインが発生したとみなす。即ち、データ取得工程Ｓ２０では、α点を超えた時点で直ちに破壊靱性試験を終了する。
【００２２】
ポップイン荷重取得工程Ｓ３０は、データ取得工程Ｓ２０で取得した荷重と変位の関係を表すデータである荷重‐変位曲線に基づいて、ポップイン発生時の荷重であるポップイン荷重Ｐａを取得する。本実施形態のポップイン荷重取得工程Ｓ３０は、荷重‐変位曲線のα点における荷重をポップイン荷重Ｐａとして取得する。
【００２３】
ポップインき裂長さ取得工程Ｓ４０は、データ取得工程Ｓ２０を実施後のＣＴ試験片２０からポップイン発生後のポップインき裂２４の長さを取得する。ここでいうポップインき裂２４とは、ポップインによって発生したき裂であり、ポップインが発生したことによって破壊靱性試験を終了した時点での疲労予き裂２３から進展したき裂である。
【００２４】
本実施形態のポップインき裂長さ取得工程Ｓ４０では、データ取得工程Ｓ２０での破壊靱性試験が終了したＣＴ試験片２０を加熱する加熱着色工程Ｓ４１と、加熱着色工程Ｓ４１後に破壊靱性試験によって生じたポップインき裂２４の破面を露出させて開放する破面開放工程Ｓ４２と、ポップインき裂２４の長さを測定する平均き裂長さ測定工程Ｓ４３とを有する。
【００２５】
加熱着色工程Ｓ４１は、データ取得工程Ｓ２０後のＣＴ試験片２０を加熱することで、ポップインき裂２４を着色する。具体的には、本実施形態の加熱着色工程Ｓ４１では、ＡＳＴＭ  Ｅ１２２１−１２の８．５に準拠する条件である２６０〜３７０℃の温度で１０〜９０分間にわたってＣＴ試験片２０を加熱し、金属で構成されたＣＴ試験片２０を酸化させることで着色する。
【００２６】
破面開放工程Ｓ４２は、加熱着色工程Ｓ４１で着色されたＣＴ試験片２０に形成されたポップインき裂２４を観察するために、ＣＴ試験片２０を破断させてポップインき裂２４の破面を開放させる。具体的には、本実施形態の破面開放工程Ｓ４２では、加熱着色工程Ｓ４１後のＣＴ試験片２０を冷却し、データ取得工程Ｓ２０でポップインき裂２４の破面が露出するように、引張試験機等を用いてポップインき裂２４が開口する方向に引っ張ることによって、ポップインき裂２４の破面に対して平行に脆性破壊させる。破面開放工程Ｓ４２では、図５（ａ）に示すように、ＣＴ試験片２０が脆性破壊されることで、ポップインき裂２４の破面で半分に割られ、ポップインき裂２４の破面が開放される。
【００２７】
平均き裂長さ測定工程Ｓ４３は、破面開放工程Ｓ４２で開放されて露出したポップインき裂２４の破面から複数の位置でポップインき裂２４の長さを測定し、それらの平均値をポップインき裂長さａ０として算出する。具体的には、本実施形態の平均き裂長さ測定工程Ｓ４３では、ＡＳＴＭ  Ｅ１２２１−１２の８．６に準拠する方法で、ポップインき裂２４の長さを測定する。平均き裂長さ測定工程Ｓ４３では、図５（ｂ）に示すように、ＣＴ試験片２０の板厚であるＢを四等分した三ケ所の位置において、固定孔２２の中心からのき裂長さを第一ポップインき裂長さａ１、第二ポップインき裂長さａ２、及び第三ポップインき裂長さａ３として測定する。その後、平均き裂長さ測定工程Ｓ４３では、第一ポップインき裂長さａ１、第二ポップインき裂長さａ２、及び第三ポップインき裂長さａ３の平均値をポップインき裂長さａ０として算出する。
【００２８】
き裂伝播停止靱性取得工程Ｓ５０は、ポップイン荷重取得工程Ｓ３０で取得したポップイン荷重Ｐａと、ポップインき裂長さ取得工程Ｓ４０で取得したポップインき裂長さａ０とに基づいて、き裂伝播停止靱性ＫＩａを算出して取得する。本実施形態のき裂伝播停止靱性取得工程Ｓ５０では、中性子が照射された材料において、破壊靱性試験によって取得できるき裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃは、き裂伝播停止靱性ＫＩａに近づくことを利用し、ポップインき裂２４の発生に対する破壊靱性をき裂伝播停止靱性ＫＩａとみなして算出する。
【００２９】
具体的には、材料が中性子照射を受けていない状態では、き裂伝播停止靱性ＫＩａは、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃよりも同一の材料において小さくなる。例えば、図６（ａ）に示すように、応力拡大係数と温度との関係を表す温度依存性のグラフからもわかるように、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃと温度との関係を表す曲線の方がき裂伝播停止靱性ＫＩａと温度との関係を表す曲線に対して低温側となる。そして、これら二つの曲線同士の差は大きくなっている。つまり、中性子が照射されていない材料では、き裂が一旦発生すると停止し難い傾向となる。
【００３０】
これに対して、材料に中性子が照射されることで、照射される前に比べて材料の靱性が低下する。そのため、図６（ｂ）に示すように、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃと温度との関係を表す曲線及びき裂伝播停止靱性ＫＩａと温度との関係を表す曲線はともに高温側にずれることとなる。さらに、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃと温度との関係を表す曲線の方が、き裂伝播停止靱性ＫＩａと温度との関係を表す曲線に対して相対的に高温側にずれる量が大きいため、これらの二つの曲線は近づき、曲線同士の差が小さくなる。つまり、中性子照射により脆化した材料では、中性子照射を受けていない材料と比べて、き裂が発生しても停止し易い傾向となる。
【００３１】
図７及び図８は、この傾向をより顕著に表している。図７は、マスターカーブ法で用いる（１）式に基づいて算出したき裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃと温度との関係を表す曲線と、（２）式に基づいて算出したき裂伝播停止靱性ＫＩａと温度との関係を表す曲線とを表すグラフである。
【００３２】
【数１】
2015137872.tif 000003
【００３３】
【数２】
2015137872.tif 000004
【００３４】
ここで、Ｔ０及びＴＫＩａは、それぞれき裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃ及びき裂伝播停止靱性ＫＩａが１００ＭＰａ√ｍであるときの温度を示している。そして、図８は、これらの温度差ＴＫＩａ−Ｔ０が、Ｔ０の上昇ともに低下し、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃと温度との関係を表す曲線と、き裂伝播停止靱性ＫＩａと温度との関係を表す曲線とが近づくことを示している。即ち、中性子が照射された材料においては、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃとき裂伝播停止靱性ＫＩａとの差が材料の脆化とともに小さくなっていることを示している。
【００３５】
即ち、中性子照射により脆化した材料では、き裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃはき裂伝播停止靱性ＫＩａとみなせる。そのため、き裂伝播停止靱性取得工程Ｓ５０では、線形弾性条件下で成立するき裂発生に対する破壊靱性ＫＪｃを算出するための（３）式に、荷重Ｐとしてポップイン荷重Ｐａ、き裂長さａとしてポップインき裂長さａ０を代入して、き裂伝播停止靱性ＫＩａが算出される。
【００３６】
【数３】
2015137872.tif 000005
【００３７】
ここで、上記（３）式におけるｆ（ａ０／Ｗ）は（４）式に基づいて算出される。
【００３８】
【数４】
2015137872.tif 000006
【００３９】
次に、上記構成のき裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１の作用について説明する。
本実施形態のき裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１では、原子炉圧力容器内に配置された監視試験カプセル内で中性子が照射されたシャルピー試験片１０が、監視カプセル内から取り出されて、シャルピー衝撃試験が実施される。その後、試験片作成工程Ｓ１０では、シャルピー衝撃試験が実施されて二つに折れたシャルピー試験片１０の残材１１から複数のＣＴ試験片２０が作成される。
【００４０】
作成されたＣＴ試験片２０を用いてデータ取得工程Ｓ２０で破壊靱性試験が実施される。破壊靱性試験は、荷重‐変位曲線がα点を超えて、ポップインが発生したとみなされるまで実施される。そして、ポップイン荷重取得工程Ｓ３０を実施し、データ取得工程Ｓ２０実施後の荷重−変位曲線からポップインが発生した時の荷重とみなしたα点における荷重をポップイン荷重Ｐａとして取得する。
【００４１】
その後、ポップインき裂長さ取得工程Ｓ４０として、データ取得工程Ｓ２０実施後のＣＴ試験片２０を加熱する加熱着色工程Ｓ４１を実施する。加熱着色工程Ｓ４１によって、加熱されたＣＴ試験片２０は酸化して色が変色する。破面開放工程Ｓ４２では、加熱着色工程Ｓ４１実施後にＣＴ試験片２０を冷却し、引張試験機等によってポップインき裂２４が開口する方向に引っ張ることで、ポップインき裂２４を境界として二つに破断させる。破断したＣＴ試験片２０は、ポップインき裂２４の破面に対して平行に脆性破壊されるため、破壊靱性試験によって生じたポップインき裂２４の破面が露出する。加熱着色工程Ｓ４１によってポップインき裂２４が生じた部分の色は変わっているが、破面開放工程Ｓ４２で破断させた部分の色は変わっていないため、露出したポップインき裂２４の破面では、ポップインき裂２４が生じた部分がわかりやすくなっている。そこで、平均き裂長さ測定工程Ｓ４３では、ＣＴ試験片２０の板厚であるＢを四等分した三ケ所の位置における固定孔２２の中心からのき裂長さを第一ポップインき裂長さａ１、第二ポップインき裂長さａ２、及び第三ポップインき裂長さａ３として測定する。測定した第一ポップインき裂長さａ１、第二ポップインき裂長さａ２、及び第三ポップインき裂長さａ３の平均値を算出してポップインき裂長さａ０を取得する。
【００４２】
取得したポップイン荷重Ｐａとポップインき裂長さａ０とに基づいて、き裂伝播停止靱性取得工程Ｓ５０を実施し、上述した（３）式及び（４）式からき裂伝播停止靱性ＫＩａを算出する。
【００４３】
上記のようなき裂伝播停止靱性取得方法Ｓ１によれば、ポップインを利用して、中性子照射等により脆化した材料である低靱性材料のき裂伝播停止靱性ＫＩａを容易に取得することができる。具体的には、図７及び８に示したように、中性子が照射されていない材料に比べて中性子が照射された材料の方が、き裂が停止し易い。そのため、中性子が照射された材料ではポップインも発生し易くなっている。即ち、データ取得工程Ｓ２０を実施した場合に、ポップインが発生する頻度が高くなるため、ポップインを容易に利用することができる。
【００４４】
さらに、試験片のサイズが小さくなるにつれて、ポップインが発生したときの荷重‐変位曲線の変化が大きくなる。即ち、ポップインが発生した場合の変位の増加量と荷重の減少量が大きくなり、ポップインに対する感度を増加させることができる。したがって、ポップインが発生したことを容易に判別することができる。
【００４５】
これらにより、容易に判別可能なポップインが高い頻度で発生することを利用して、中性子照射等により脆化した材料のき裂伝播停止靱性ＫＩａを容易に取得することができる。
【００４６】
また、中性子が照射された材料としてシャルピー試験を行ったシャルピー試験片１０の残材１１を用いてＣＴ試験片２０を作成することで、中性子が照射された小さな試験片を容易に作成することができる。例えば、原子炉圧力容器内に配置される監視試験カプセルのように内部に収容できる材料のサイズが限られており、使用できる材料が小さい場合であっても、試験片を容易に得ることができる。したがって、小さな材料からき裂伝播停止靱性ＫＩａを取得するための試験片を容易に得ることができる。
【００４７】
さらに、シャルピー試験片１０の残材１１を利用しているため、作成する試験片が非常に小さくなり、破壊靱性試験でポップインが発生したときの荷重‐変位曲線の変化が大きい、試験片を容易に作成することができる。したがって、ポップインが発生したことをより容易に判別することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【００４９】
なお、本実施形態では、試験片としてシャルピー試験を行ったシャルピー試験片１０の残材１１を用いて作成されるＣＴ試験片２０を作成したがこれに限定されるものではない。例えば、引張試験を行った引張試験片の残材１１を用いて、三点曲げ試験片を作成してもよく、破壊靱性試験が実施可能な試験片が作成できればよい。
【００５０】
また、低靱性材料は、本実施形態の中性子照射により脆化した材料に限定されるものではなく、一般的な材料よりも靱性の低い材料であればよい。例えば、低靱性材料は、高強度材や熱時効を受けた材料であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
Ｓ１…き裂伝播停止靱性取得方法  Ｓ１０…試験片作成工程  １０…シャルピー試験片  １１…残材  ２０…ＣＴ試験片  ２１…切り欠き  ２２…固定孔  ２３…疲労予き裂  Ｓ２０…データ取得工程  Ｓ３０…ポップイン荷重取得工程  Ｐａ…ポップイン荷重  Ｓ４０…ポップインき裂長さ取得工程  ２４…ポップインき裂  Ｓ４１…加熱着色工程  Ｓ４２…破面開放工程  Ｓ４３…平均き裂長さ測定工程  ａ１…第一ポップインき裂長さ  ａ２…第二ポップインき裂長さ  ａ３…第三ポップインき裂長さ  ａ０…ポップインき裂長さ  Ｓ５０…き裂伝播停止靱性取得工程  ＫＪｃ…き裂発生に対する破壊靱性  ＫＩａ…き裂伝播停止靱性
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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