2016年度 原子力材料と構造工学   Nuclear Materials and Structures

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開講元
原子核工学コース
担当教員名
矢野 豊彦  高橋 実 
授業形態
講義
メディア利用
 
曜日・時限(講義室)
月3-4(原講571, North No.2, 5F-571)  木3-4(原講571, North No.2, 5F-571)  
クラス
-
科目コード
NCL.N403
単位数
2
開講年度
2016年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2016年5月27日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

原子炉の形式と主要な構成材料およびその選択、核燃料の材料科学的知見、燃料被覆材料等構造材料、制御材、冷却材の物性と選択、遮蔽材の主要な素材とその物性、中性子照射による材料中への構造欠陥の導入、照射による材料特性変化(照射損傷)、欠陥の熱的安定性、燃料集合体と原子炉の構造強度理論について講述する。
本講義を受講することにより、原子炉に必須な炉材料に求められる性質や、使用中の照射欠陥の蓄積やその材料特性への影響、および原子炉に特有の構造やそれらに求められる強度について知識を習得することができる。これらの知識は、実際の原子炉の安全性を考える上で基本的に重要な知見である。

到達目標

授業の前半では、核分裂炉の構成要素である、核燃料、構造材料、制御材料、冷却材、遮蔽材について、材料科学的考え方を理解し、特に放射線照射により材料中に誘起される結晶構造欠陥と、材料特性に及ぼす影響について説明できる学力を身につける。後半では、炉心燃料集合体や原子炉構造物の構造強度理論について議論できる学力を身につける。

実務経験のある教員等による授業科目等

-

キーワード

原子炉タイプ、原子炉材料、核燃料と構造材料、中性子照射損傷、結晶の欠陥、構造設計、強度設計

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

1) 板書しながら説明するので、ノートをとること。
2) 毎回の授業で出席を取ります。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 核分裂連鎖反応と主要な核分裂炉の分類、主な構成材料
第2回 金属材料の製造プロセスと機械特性
第3回 原子炉材料に求められる材料特性
第4回 材料と中性子の相互作用
第5回 結晶質固体の構造欠陥
第6回 照射による構造欠陥の導入と回復
第7回 金属燃料の材料特性と照射挙動
第8回 酸化物燃料の材料特性と照射挙動
第9回 構造材料とその照射挙動
第10回 制御材、冷却材、遮蔽材 中間テスト
第11回 原子力プラント機器の構造健全性の基礎
第12回 原子炉の構造設計の基礎:(1)材料力学
第13回 原子炉の構造設計の基礎:(2)原子力機器の強度設計
第14回 軽水炉の構造設計
第15回 高速炉の構造設計

教科書

指定なし

参考書、講義資料等

矢野豊彦監訳、マレー「原子力学入門」講談社 ISBN978-06-156543-2
石森富太郎編:原子炉工学講座4,燃・材料、培風館
日本材料科学会編:照射効果と材料、裳華房
日本金属学会編:原子力材料、日本金属学会
矢川元基・一宮正和著「原子炉構造設計 数値解析から耐震設計まで」倍風館
宮健三・矢川元基「原子力工学シリーズ 原子炉構造工学」東京大学出版
安藤良夫・岡林邦夫著「原子力工学シリーズ 原子力プラントの構造設計」東京大学出版

成績評価の基準及び方法

試験で理解の程度を判定して、成績を与える。

関連する科目

  • NCL.C401 : 核燃料サイクル工学
  • NCL.D401 : 廃止措置・材料工学実験A
  • TSE.A202 : 固体・構造力学基礎

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件を設けない

連絡先(メール、電話番号)    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

矢野豊彦(tyano[at]nr.titech.ac.jp、3380)
高橋実(mtakahas[at]nr.titech.ac.jp、2957)

オフィスアワー

メールで事前予約すること。

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