脆性破壊と延性破壊

　昨日も記した、原子炉圧力容器の元設計技術者である田中三彦氏の著した「原発はなぜ危険か」について、もう一つの記憶に残る記述のことを追記として書き留めてみます。
　金属の破壊区分として、延性破壊と脆性破壊があります。延性破壊とは破壊断面に伸びが生じた結果として引きちぎれる様に破壊することです。一方、脆性破壊とは破壊断面に伸びが生じないで、ガラスや陶器の様に、割れるように破壊することを指します。
　さて、今回のテーマとなるのは脆性破壊、つまり材料の脆さを表す特性のことです。この特性は、素材中の成分だとか熱処理よって変わってきますが、もう一つの要素として素材の温度があるそうです。この素材の温度と脆性破壊の関係を評価する試験があるそうが、素材の温度を低下させていったとき伸びを伴わない破壊、すなわち脆性破壊が何度で生じるかを見定めるものです。この温度のことをＮＤＴ温度と云うそうです。
　例えば、ある船舶における鋼材のＮＤＴ温度が０度Ｃだとすれば、北極海における氷山との衝突が、素材の粘り強さがないがために、船腹が割れ裂けて沈没に至ることもある訳です。これが、処女航海において悲劇の沈没を起こしたタイタニックの原因との説もあるようです。
　さて、本論の原子炉圧力容器の厚板鋼板のことに戻ります。原子炉圧力容器の場合、ＮＤＴ温度に大きな影響を及ぼす要因として、核分裂の際に生じる中性子線の照射があるそうです。この中性子線による素材の脆性劣化のことを中性子脆化と呼ぶそうですが、原子炉の運転時間に応じ、先のＮＤＴ温度は上昇していくのだそうです。
　原子炉圧力容器内には、予め素材と同一の試験片（テストピース）が用意されており、核燃棒の交換などの際に、ＮＤＴ温度の評価を行うそうです。すると、新作時のＮＤＴ温度がマイナスだったものが、１００度Ｃを超えるという場合すらが出てきているのだそうです。
　ＮＤＴ温度を下回る温度下においては、地震動による加振など物理的なショックだけでなく、急激な温度変化などの熱ショックにおいても、致命的な破壊を起こす恐れがあるそうです。怖い話です。