「JEAC4201 改訂に関しての質問」に対する回答
No.

質問

回答

4 月 18 日の第 80 回破壊靭性検討会を傍聴し、質問をさせていた

JEAC4201 の予測法は、原子炉圧力容器鋼材の照射に伴うミだ き ま し た 。 日 本 溶 接 協 会 小 委 員 会 へ の 検 討 依 頼 の 経 緯 と クロ組織変化の厳密な物理現象を記述することを目的とする
JEAC4201-2007 で採用されている反応速度式の誤りについての対 ものではなく、実用性も含めた工学的な観点から、得られてい処法についてのお尋ねです。

る知見を踏まえて策定した簡易な数式により、鋼材の照射脆後者についてのご返答のなかで、改定案では、拡散係数が出て 化に伴う巨視的な材料挙動(遷移温度の上昇)を適切に予測すくるような反応速度式は用いず、アトムプローブによるミクロ組 ることを目的として定めているものです。
織観察をベースとして脆性遷移温度上昇予測式を導く方式になっているとの説明がありました。

今回の改定検討は、2007 年版の基本モデル式を照射脆化に関する最新知見と整合した式に見直すという趣旨で進めてお改定案そのものを拝見していないので、その具体的な方法は分 ります。
かりませんが、「JEAC4201 改訂に係る中間報告について」（構造分科会、原子力規格委員会平成 31 年 3 月 28 日

資料 No. 70-7-1 ）の 9 ページ目に「照射脆化予測法の改定に向けた基本的考え方」が記され、「ミクロ組織変化予測」に関しては、「APT データの予測性を重視した相関式の策定」、「マトリックス損傷については、現行の式をベースにしつつも化学組成の影響等について見直し」、「規格ユーザーの使い勝手向上のため、微分方程式形式とならない定式化を検討」とあります。
質問へのご返答と併せて考えると、溶質原子クラスタの数量については APT（アトムプローブ）のデータをもとに算出し、マトリックス損傷（点欠陥クラスタ）については従来通りの式をベースに算定する、微分方程式（反応速度式）形式でない定式化をする、という考え方のように思われます。

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ミクロ組織の硬化原因としては、銅などの溶質原子の集合体（銅APT データの予測性とは、APT 測定により得られた「全クラクラスタなど）による硬化と照射により生成された点欠陥の集合 スター体積率」、「クラスター体積」、「クラスター数密度」及び体（空孔クラスターや転移ループなど）による硬化とがあること 「固溶している Cu 濃度」の 4 つの指標に対する予測性のことが知られています。ご存知のように、アトムプローブで観察でき を意味します。
るのは前者の溶質原子集合体のみで、後者の点欠陥集合体はまっ

本規程は、現状知見に照らして遷移温度の上昇量を工学的たく観測にかかりません。そのほかの観察手段（電子顕微鏡や陽 に予測可能な式を規定することを目的としています。今回の電子消滅法など）と合わせて解析するのでなければ、ミクロ組織 改定に際しては、遷移温度上昇量と溶質原子クラスターの体の変化を実験的に解明することはできないのではないかと思わ 積率の 1/2 乗との間に良好な線形の相関が確認されたことかれます。
「APT データの予測性」とは何を意味するのでしょうか。 ら、この溶質原子クラスターの体積率の予測性を向上させるという方針の下で予測式の策定を進めております。尚、照射によるミクロ組織変化を機構論的に解明することは目的とはしていません。
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点欠陥クラスタ（マトリックス損傷）については現行の式をベー

現行の予測式では照射誘起クラスターの形成については連スにするとあります。現行の式では、点欠陥クラスタの形成は反 立微分方程式で定式化しています。今回の改定ではこの照射応速度式で示されていて、その式には溶質原子クラスタである照 誘起クラスターの式を連立微分方程式でない式に見直す方針
射誘起クラスタの形成の項が入っています。つまり、溶質原子ク であり、連立微分方程式を適用しなければ点欠陥クラスターラスタについても反応速度式を適用しなければ点欠陥クラスタ (マトリックス損傷)を求められないということはありませの数量は求められないという関係になっていると考えられます。 ん。
反応速度式を使うということになりませんか。

点欠陥クラスター(マトリックス損傷)の形成については、照射速度、Ni 濃度、照射温度の影響を考慮した式としております。

3「規格ユーザーの使い勝手向上のため、微分方程式形式とならな今回の改定では、溶質原子クラスターを予測する式にはアい定式化を検討」とありますが、それはどのような定式でしょう トムプローブデータの予測性向上に重要な化学成分、照射量、か。JEAC4201-2007 のもとになった反応速度式において、拡散係 中性子束及び照射温度を用いて求めた近似式を JEAC4201 の次数が１乗で入るべきところ２乗になっているという間違いは、ど 回改定に採用する予測式とする方針としています。

のように訂正されるのでしょうか。

その開発状況については、(一財)電力中央研究所により国際会議等にて報告されていますが、現時点では破壊靭性検討会としては式を確定させた段階にはありません。
なお、現行の予測式の拡散係数の次数に関するご指摘については既に回答した通りです。
https://nusc.jp/jeac/4201/jeac4201-2013addpc.pdf

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前回議事録を拝見すると、アトムプローブの測定の正確さと溶質第 79 回破壊靭性検討会議事録についてご指摘いただいた箇

原子クラスタの体積率の精度について、委員からの質問がありま 所は、測定データの処理方法が機関により異なるとの趣旨のす。その回答を読むと、データはすべて電中研で測定したもので 議論です。アトムプローブ測定の精度に関するものではありあること、同じ条件で実施しているのでデータは一貫している ません。
が、いろいろな機関で比べると結果が変わるかもしれない、体積同議事録にもあるように、アトムプローブ測定を同一機関率の精度は難しいがデータとしては一貫している、などの驚きの が統一化された方法で試験解析し、所定の溶質原子クラスタ説明があります。果たして客観的なデータとして規程に使えるの ー個数以上のデータを、予測式策定に用いるデータベースにでしょうか。
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アトムプローブ法に関しては、東北大学金属材料研究所や物採用しています。
日本電気協会が、予測式の検討に関して日本溶接協会に対質・材料研究機構（NIMS）において優れた研究がなされてきてい して協議を依頼した事実はありません。
ます。これらの研究をリードしてきた第一人者の研究者たちの協

日本溶接協会では、原子力を含めた様々な研究分野の専門力を得ることやその peer review を受けることは、測定結果の 家が集い、専門部会や研究委員会を実施してきた実績があり信頼性と解釈の妥当性を担保するうえで不可欠であると思われ ます。
ます。原子力規制委員会は、このような事情を背景に、これら研日本溶接協会原子力研究委員会 IET 小委員会では、日本原究者が属する日本金属学会などの学協会と協議することを求め 子力学会や日本金属学会等に所属する研究者やアトムプローたと思われます。なぜこれらの学協会でなく、日本溶接協会に検 ブ法に関する研究者を含む幅広い専門家と、脆化予測式の策討を依頼されたのでしょうか。その小委員会ではどのような議論 定に携わる関係者が集まり、照射脆化メカニズムに照らしたがなされ、どのように規格作成に反映されるのでしょうか。

脆化予測式に関する意見交換が行われております。
日本電気協会としては、IET 小委員会の成果が公開され次第、審議の上 JEAC4201 の改定に反映してまいりたいと考えています。
ご回答のなかで、破壊靭性検討会の守備範囲を超える問題とのご発言もあったように思います。ぜひ、構造分科会や原子力規格委員会に上記の質問をお伝えいただき、ご検討いただくことをお－願いいたします。
2019/7/25