報告書番号

L07013

タイトル（和文）

チタン被覆による長寿命・高耐食キャニスタの成立性評価

タイトル（英文）

Feasibility of Long-Life and Corrosion-Resistant Canister with Titanium Cladding

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では、原子燃料の長期保管を目的として、ステンレス鋼製キャニスタをチタン被覆する概念を提案した。ステンレス鋼製キャニスタにチタン板を溶接し、溶接部をチタンで更に被覆して完全にチタンで被覆するキャニスタ構造とする。チタンとステンレス鋼のMIG溶接には溶接金属Cu-1Mn-3Si合金(MG960)を介して接合できることを実証した。見出した最適溶接条件を基にJIS G 0601剪断強度、引張剪断強度および剥離強度試験を実施した結果、充分な強度が得られる見通しを得た。JIS Z 2371に準拠した塩水噴霧試験を実施し、チタン同士のTIG溶接部では腐食が観測されず、耐食性が高いことが分かった。製造コストの試算を行い、チタン板厚を1mmとすることで原材料費を抑制しつつ現実的な設計が可能であることが判明した。また、チタンとステンレス鋼のクラッド材を用い、溶接箇所を低減した概念も提案した。

概要 （英文）

In order to store nuclear spent fuels for a long term, we propose the concept of stainless steel canister with titanium cladding. The stainless canister is first brazed to titanium plates, and then the brazed joints are covered with other titanium plates.
A MIG brazing for titanium and stainless steel was demonstrated with a brazing metal of Cu-1Mn-3Si alloy (MG960). JIS G 0601 shear strength, tensile shear stress and peel strength tests are conducted for the optimized MIG brazing conditions. These results showed the MIG brazing specimens possess adequate structural strength. After the salt spray test on the basis of JIS Z 2371, there were no pitting and general corrosions on a TIG welding specimen between titanium plates. The corrosion resistance is therefore, sufficiently high.
Manufacturing cost estimation suggests that the titanium cladding concept is feasible thereby using 1 mm-thick titanium plates to reduce material cost. In addition to this concept, we propose another concept of the canister by using titanium-stainless steel cladding plates to reduce a number of brazing joints

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