This paper summarizes the current status of the material properties handbook for a structural design using Japanese reduced-activation ferritic/martensitic steel F82H. Specifically, the key structural parameters, e.g. time-independent/dependent design stresses and fatigue design curves, were determined by following the French structural design code RCC-MRx. Moreover, under the Japan–U.S. collaboration, tensile data were newly added to the benchmark heavy irradiation data up to 80 dpa, as critical input information in the intermediate check and review in Japan. Furthermore, the status of structural material data and the near-term and long-term issues were clarified by the evaluation using the attribute guides. In parallel, the structural design approaches, which were newly introduced and extended to cope with the structural design issues under the complex environmental conditions peculiar to the DEMO reactor, were noted with the initial R&D results. Of the many design issues, the multi-axial loading conditions due to the complexity of the DEMO reactor as well as the coolant compatibility and the irradiation effect are mentioned. For example, in the paper, multi-axial fatigue–creep testing and evaluation using the modified universal slope method and brittle/ductile fracture testing and evaluation using the local approach are explained toward DEMO.
本論文は、日本の低放射化フェライト/マルテンサイト鋼F82Hを用いた構造設計のための材料特性ハンドブックの現状をまとめたものである。具体的には、時間非依存/時間依存設計応力や疲労設計曲線などの主要な構造パラメータを、フランスの構造設計コードRCC-MRxに従って決定した。さらに、日米協力のもとで、ベンチマーク重照射データに最大80 dpaまでの引張データを新たに追加し、日本における中間チェックおよびレビューにおける重要な入力情報とした。さらに、属性ガイドを用いた評価により、構造材料データの現状と短期・長期の課題を明確化した。並行して、DEMO炉特有の複雑な環境条件下での構造設計課題に対処するために新たに導入・拡張された構造設計アプローチについて、初期のR&D結果とともに言及した。数多くの設計課題のうち、DEMO炉の複雑さに起因する多軸負荷条件、ならびに冷却材適合性および照射効果について述べる。例えば、本論文では、修正ユニバーサルスロープ法を用いた多軸疲労-クリープ試験および評価、ならびに局所アプローチを用いた脆性/延性破壊試験および評価について、DEMOに向けて説明する。