自由膨張・収縮

原子力施設では、原子炉内で発生する熱でさまざまな材料が膨張や収縮を引き起こし、熱応力が発生します。これは、材料の機械的特性に影響を与える可能性があります。熱応力のメカニズムを理解するには、熱膨張の概念を把握することが重要です。材料が加熱されると、原子間の距離が大きくなり、材料は膨張します。反対に、冷却されると収縮します。原子炉内では、燃料棒が核分裂反応によって高温に達します。このとき、燃料棒とそれを取り囲む被覆管との間に温度差が発生し、膨張と収縮の不均衡が生じます。これが熱応力の主因となります。