[原子力産業新聞] 2014年11月27日 第2745号 ＜4面＞

原子炉品質向上にも期待　原子力機構　大阪大　溶接「その場観察」に成功

日本原子力研究開発機構と大阪大学の研究グループは２１日、大型放射光施設「ＳＰｒｉｎｇ―８」の極めて強いＸ線を用いて、レーザー加工時の金属が溶融・凝固する様子を「その場観察」することに成功したと発表した。

溶接に伴う強度低下の防止には、レーザー照射により固体金属が過熱し、溶けた後、固まっていくという一連の時間的な変化を定量的に把握する必要があり、「その場観察」による欠陥が生成する様子や、温度分布を解析する必要があった。

「ＳＰｒｉｎｇ―８」の単色放射光Ｘ線は、材料に対する透過性が非常に優れているほか、材料のわずかな重さの差が、画像に鮮明に現れる特徴を有している。実験では、この技術を利用し、レーザーの照射により溶けて液体化したアルミニウム合金の領域と、固体アルミニウムの領域のわずかな密度差から、２つの領域の界面での時間変化を０．０２秒、空間変化を０．０４ｍｍの精度で観測することに成功した。

また、本研究では、観測手法とともに、数値シミュレーションコードも開発し、レーザー溶接のプロセスを精度よく評価することが可能となり、原子炉容器溶接構造部などの品質向上にもつながる成果となった。

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