[3A12-15] Concrete

[3A15] Radiation Effects on Concrete Materials for Aging management

(4) Numerical evaluation of the effect of mineral composition on neutron irradiation expansion of concrete aggregate

*Yuu Nakajima¹, Keigo Fujikawa¹, Takafumi Igari¹, Yuhei Oida¹, Shunsuke Sakuragi¹, Noritsugu Nakatsuka¹, Takahiro Ohkubo², Kenta Murakami³, Shohei Sawada⁴, Ippei Maruyama³ (1. MRA, 2. Chiba Univ., 3. UTokyo, 4. KAJIMA)

Keywords:Finite Element Method, Neutron radiation-induced volumetric expansion, mineral composition

原子力発電所のコンクリートは中性子の照射によって骨材が膨張することで強度低下が起こり得ることが知られている。本研究では、砂岩・玄武岩・安山岩・メタチャートついて、含まれる鉱物の割合による骨材膨張量の変化を数値解析的に明らかにした。
鉱物の膨張は、結晶相がアモルファス相に変化することで膨張するとともに、2相の界面でアモルファス相が再結晶化すると仮定したモデルと照射試験結果を用いて評価した。この結果と産地などによる岩石の鉱物含有率の違いや保守性を反映したFEMモデルを構築し、骨材としての膨張量を評価した。
その結果、例えば安山岩の場合、骨材膨張量が最も小さくなると考えられる鉱物含有率では、照射試験サンプルと同じ鉱物含有率の解析結果と比較して、1×10¹⁹n/cm²ほどで-200%程度変動し得ることが示された。