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級大型タンクの残留ナトリウム低減技術早川 雅人; 下山 一仁; 宮越 博幸; 鈴木 重哲*
JAEA-Technology 2021-027, 33 Pages, 2022/01
JAEA-Technology-2021-027.pdf:3.64MB
日本原子力研究開発機構大洗研究所では、これまでに高速実験炉「常陽」や高速増殖原型炉もんじゅなどのナトリウム冷却型高速炉の研究開発に関わる多種多様なナトリウム環境下での試験研究が実施されてきた。これまでに所期の目的を達成したナトリウム試験施設及び機器類の解体撤去が順次進められ、豊富な経験や技術が蓄積されてきた。一方、試験研究に用いられてきた大量の金属ナトリウムは新しい試験施設での再利用が図られ、その後、再利用された金属ナトリウムを内包してきた大型ナトリウムタンク類の解体が進められている。これらの解体を安全かつ効率的に進めるためには、解体前にタンク内部(特に底部)に残留するナトリウムを極力低減することが重要である。このため、複数の100m級大型ナトリウムタンクについて、底部に残留するナトリウム量の低減を図ってきた。本報告ではこれまでに実施してきた残留ナトリウム低減に関わる技術や経験について述べる。
眞田 幸尚; 高村 善英; 卜部 嘉; 土田 清文; 西澤 幸康; 山田 勉; 佐藤 義治; 平山 弘克; 西原 克哉; 伊村 光生; et al.
JAEA-Research 2014-005, 67 Pages, 2014/05
JAEA-Research-2014-005.pdf:52.68MB
ここでは、水底の放射性セシウムの濃度を直接測定し、換算する手法(in-situ測定手法)の開発を行った。本方法は、p-Scannerと呼ばれる水中での使用可能な、プラスチックシンチレーションファイバ検出器を開発し、水底の広い面積を短時間に直接測定することを実現した。また、p-Scannerで得られた計数率は、検出器で値付けされた水中用の
線スペクトロメータと比較測定を行うことにより、湿潤重量当たりの放射性セシウムの濃度(Bq/kg-wet)に換算できるようにした。開発した手法を、福島県内の農業用ため池に適用し、放射性セシウムの濃度分布マップを作成し、本方法の有用性を示した。
竹本 紀之; 堀 直彦; 中川 繁昭; 石塚 悦男; 神永 雅紀; Nurzhan, S.*; Takibayev. N.*; Aliyev, B.*; 鈴木 雅秀
Proceedings of International Conference of Young Scientists and Specialists; Current Issues on the Peaceful Use of Atomic Energy (Internet), p.17 - 27, 2012/06
照射試験炉センターでは、世界有数の高い中性子束と広い照射領域を有し、世界最高水準の照射技術を備えた照射試験炉JMTR及びその関連施設を用いた実践的な研究,OJT,研修等を通した原子力人材育成に取り組んでいる。アジア諸国への原子力導入のための基盤の形成・技術力の向上等に貢献するため、2011年からアジアの若手技術者及び学生を対象とした研修を開始した。2011年度の研修では、カザフスタン及びタイから10名が参加した。2012年度からはアジア以外にも枠を拡げ、海外から研修生を招へいして研修を実施する。また、原子力産業の世界展開を視野に将来における原子力人材を育成するため、文部科学省の原子力人材育成等推進事業において、「最先端研究基盤JMTR及び関連施設を用いた研修講座」を2010年に新設した。本講座は、これまでに3回の講座を開催しており、計45名の国内技術者及び学生が参加し、照射試験炉及び照射試験に関する基礎知識を習得した。2012年度以降も年2回開催し、それぞれ約20名の研修生を受け入れる予定である。
北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*
Proceedings of International Conference on Physics of Reactors; Advances in Reactor Physics; Linking Research, Industry, and Education (PHYSOR 2012) (CD-ROM), 14 Pages, 2012/04
従来、初号機の原子炉プラントにおいては、モックアップ試験結果に基づいた設計認可が必要とされている。炉心フィードバック特性が運転前に、実機にて確認ができれば、建設前に実施されるモックアップ試験を行う必要がなく、コスト・時間の大幅な削減が可能となる。本研究では、運転前に安全余裕を確認するため、シンセシス法という未臨界度測定法を提案する。シンセシス法とは、修正中性子源増倍法(MSM法)とMSM法の基準未臨界度を炉雑音法にて測定する組合せによる未臨界度測定である。制御棒価値と温度フィードバック反応度について、100MWe, 300MWe, 750MWe, 1500MWe規模の高速炉を対象に、シンセシス法の適用性を確認するための数値実験を行った。また、MSM法及び炉雑音法について、中性子検出器の数,位置についてもサーベイ計算を実施した。結果から中性子検出器は炉心中央の上部と、径方向ブランケット領域上部に3つ以上の検出器を利用することで、-0.5から-2までの未臨界度の場合は、10%、さらに深い未臨界度の場合は15%で測定が可能である見通しを得た。
松本 寿之; 吉田 英一; 鈴木 重哲*; 安 智久*
JAEA-Technology 2007-035, 35 Pages, 2007/03
JAEA-Technology-2007-035.pdf:23.9MB
将来国内において、ナトリウムを冷却材とした高速プラントや放射性ナトリウムの試験施設の解体,廃止措置時に伴い発生する放射性ナトリウムを処分する必要が生じている。しかしながら、直接放射性廃棄物としての処分方法は、既存の技術では確立していない。このため、経済性や安全性等を考慮して、ナトリウムを化学的に安定な物質に転換した後に処分する方法が考えられる。そこで、ナトリウム転換基礎試験装置の改良を図りながら、水酸化ナトリウム濃度45
50wt%,水酸化ナトリウム温度100
Cの水溶液中に、ナトリウムを注入速度10kg/hで注入して水酸化ナトリウム転換する基礎的な試験運転を実施した。その結果、注入されたナトリウムは水酸化ナトリウム水溶液中ですべて反応し、排ガス,水酸化ナトリウム温度,濃度等すべて制御することができ、本装置のシステムが妥当であることを検証した。また、水酸化ナトリウム水溶液中にナトリウムを注入する際にノズルが頻繁に閉塞するため、その原因を抽出し排除するためのノズルの検討,ノズル特性評価の方法及び手順を設定した。
松本 寿之; 吉田 英一; 鈴木 重哲*; 安 智久*
JAEA-Research 2007-038, 32 Pages, 2007/03
JAEA-Research-2007-038.pdf:5.06MB
ナトリウムを冷却材とする高速炉プラントの廃止措置やウランなどの放射性核種を微量に含むナトリウムを使用した試験施設を解体する際に、放射性物質として取り扱うべき大量のナトリウムが発生すると考えられる。このようなナトリウムを放射性廃棄物として直接処分する技術・方法は、国内においてまだ確立していない。そのため、経済性や安全性等を考慮した処分技術の検討・評価を行うことを目的に基礎的な試験研究を実施した。これまでに海外で先行例のある、ナトリウム-水反応によりナトリウムを水酸化ナトリウムに転換する手法を対象に、ナトリウム転換基礎試験装置を用いて試験を実施した。本試験では、液体ナトリウムを水酸化ナトリウム溶液中に注入し水酸化ナトリウムに転換する際の、水酸化ナトリウム溶液の濃度・温度,アトマイジングガス流量の影響を把握した。注入ナトリウム温度200C,注入流速10kg/hを一定とし、アトマイジングガス流量60100NL/min,水酸化ナトリウム温度70100C,水酸化ナトリウム濃度4060wt%の範囲で、ナトリウム転換処理に与える影響を評価した。
岩村 公道; 大久保 努; 秋江 拓志; 久語 輝彦; 与能本 泰介; 呉田 昌俊; 石川 信行; 長家 康展; 新谷 文将; 岡嶋 成晃; et al.
JAERI-Research 2004-008, 383 Pages, 2004/06
JAERI-Research-2004-008.pdf:21.49MB
本報告書は、日本原子力研究所,日本原子力発電,日立製作所,東京工業大学が財団法人エネルギー総合工学研究所からの委託を受けて平成1214年度に実施した革新的実用原子力技術開発提案公募事業「受動的安全性を具備した低減速軽水炉に関する技術開発」の成果をまとめたものである。本提案公募事業では、エネルギーの長期安定供給を確保するとともに、コスト競争力の強化,プルトニウムの有効利用,使用済燃料蓄積量の低減など、原子力発電及び核燃料サイクルが直面する課題の解決、及び安全性・経済性にかかわる技術の一層の向上を図るため、既に実用化している軽水炉技術を最大限に活用し、中性子の減速を抑制して転換比を上げることにより燃料の増殖,高燃焼度・長期サイクル運転,プルトニウムリサイクルが可能となる低減速軽水炉の開発を実施した。 炉心設計,プラントシステム設計とともに、熱流動成立性,炉物理的成立性,燃料の安全性,燃料サイクルの検討を実施し、実用化へ向けた成立性の見通しを得た。
富山 眞吾*; 松尾 重明*; 松永 絹子*; 鈴木 美穂子*
JNC TJ7420 2005-054, 295 Pages, 2004/02
JNC-TJ7420-2005-054.pdf:17.76MB
地質環境の熱履歴を把握する手法構築するための基礎資料として、現在用いられている地質温度計に関する研究事例の収集・整理を行なった。
鍋島 邦彦; Tuerkcan, E.*; 鈴土 知明; 中川 繁昭; 井上 浩司*; 大野 富生*; 工藤 和彦*; 鈴木 勝男
Proc. of Human-Computer Interaction International'99, 2, p.1187 - 1191, 1999/00
ニューラルネットワークとエキスパートシステムを組み合わせたハイブリッド監視システムを開発し、高温ガス冷却炉HTTRに適用する。本監視システムは、フィードバック結合を持つカレントニューラルネットワークを用いて原子炉の動特性モデルを構築することにより、微小な異常兆候を早期に検知し、このネットワーク出力と運転員からのプラント情報を基にエキスパートシステムで異常を診断する。また、マンマシンインターフェイスを考慮し、運転員支援のための適切な表示も行う。これまでに、動特性解析コードACORDを利用して、正常運転及びいくつかの異常事象のシミュレーションデータを作成し、監視システムの性能評価を行った。その結果、このシステムがHTTRの異常検知・診断にも有効であることが明らかになった。
島崎 潤也; 鈴木 勝男; 鍋島 邦彦; 渡辺 光一; 中川 繁昭; 篠原 慶邦
JAERI-M 89-223, 55 Pages, 1990/01
新型ハイブリッド計算機を用いてHTTRのプラント動特性シミュレーションを実施した。本報告書では、動特性モデル、ハイブリッドシミュレーションの方法およびその特徴について述べる。シミュレーションの結果から、ハイブリッド方式のシミュレーションがオンラインのプラント動特性シミュレーションに有効であり、全ディジタル計算によるものと比較して、より高速なシミュレーションが簡単なアナログ演算の時間スケールを変更することにより実現できることがわかった。HTTRのプラント動特性シミュレーションでは、実時間の約40倍の速さが精度上問題なく実現できた。
國富 一彦; 中川 繁昭; 鈴木 勝男; 和田 穂積*; 平野 光将
JAERI-M 89-001, 34 Pages, 1989/02
2次元熱計算コードTAC-NCは、高温工学試験研究炉(HTTR)の1次冷却設備二重管破断事故(減圧事故)などの温度分布解析のために、非定常温度挙動を解析する計算コードTAC-2Dの解析モデルを拡張し、自然循環量の計算ができるようにしたものである。本報は、上記の解析モデルとTAC-NCの検証解析の結果をまとめたものである。検証解析としては、HTTRの配管破断を模擬した配管破断時空気浸入実験との比較検討を行った。その結果、温度分布及び自然循環とも、検証解析結果は実験結果とよく一致し、モデル及び使用したデータの妥当性が確認された。
松本 寿之; 吉田 英一; 鈴木 重哲*; 安 智久*
no journal, ,
高速炉の廃止措置に伴い発生する大量の液体金属ナトリウムを安定な化合物に処理するため、ナトリウム転換基礎試験を実施した。連続反応試験を実施した結果、安定した運転の行うための手順及び運転手法が確認できた。
西 裕士; 北野 彰洋; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃
no journal, ,
未臨界状態における炉の反応度変化を、修正中性子源増倍法により測定する場合を想定し、各種未臨界状態における制御棒状態の変化と中性子検出器応答変化の関係について数値シミュレーション計算を行った。その結果から、中性子検出器の設置位置と応答変化の相関関係を分析し、その特徴を把握した。また、その際に、炉の燃焼に伴う燃料組成の変化を想定し、これによる検出器応答への影響を感度解析により検討した。これより検出器応答変化及び反応度変化に大きな影響を与えるマクロ断面積を特定した。その結果、燃焼に伴う燃料組成変化に起因する不確かさによる補正係数への影響を小さくするために、実機炉心の運転に伴う燃焼反応度変化の実績を反映することが重要であり、その方策として、同反応度変化を上記マクロ断面積の補正により調整する手法を導入することが実用性にも優れ有効と判断できた。
北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*
no journal, ,
未臨界反応度計測システム概念を構築するために、炉雑音法と修正中性子源増倍法を組合せたシンセシス法について、数値実験による計測システムの基本アルゴリズムの検討と実機炉心での試験を想定した数値実験を実施した。修正中性子源増倍法の基準となる未臨界度を、炉雑音法により測定することを前提に、炉雑音法による未臨界度計測アルゴリズムに必要な性能を数値シミュレーションに基づき検討した。その結果、この場合の計測精度は検出器効率に大きく影響されることや、折点周波数法では計測に利用する周波数帯域を従来より低周波の振幅情報まで含めることで精度を向上できることなどを明確化した。また、この結果を踏まえ、実機炉心への炉雑音法適用を模擬した数値シミュレーションを実施した。その結果、未臨界度測定に利用可能性のある検出器設置位置を把握するとともに、高次モードの影響を避けた2検出器法が有効であることを明らかにした。
岡嶋 成晃; 西 裕士; 山根 義宏*; 兼本 茂*; 山根 剛; 森 貴正; 北村 康則; 福島 昌宏; 北野 彰洋; 安藤 真樹; et al.
no journal, ,
高速炉システムを対象に、実機での原子炉起動前炉物理試験を未臨界状態で実施できる測定技術を開発し、高速炉臨界実験装置(FCA)を用いて実証するとともに、その技術に基づく実機の計測システムの提案を文部科学省のエネルギー対策特別会計委託事業として実施している。本発表では、その研究の背景と目的,研究の概要を報告する。
鈴木 求*; 山本 徹*; 安藤 良平*; 中島 鐵雄*; 安藤 真樹; 久語 輝彦; 岡嶋 成晃
no journal, ,
軽水炉MOX炉心のドップラー反応度の解析精度の評価に資するデータを取得することを目的に、FCAにおいてウラン及びプルトニウムサンプルを用いたドップラー反応度測定を実施中である。これまでウラン炉心におけるウランサンプルの測定結果が得られており、この測定データの解析について、解析モデル及び条件等に対するパラメータサーベイを実施した。その結果、ウランサンプルのドップラー反応度側定データについて、解析条件・モデル等が計算結果に及ぼす影響について定量的な知見を得た。
岡嶋 成晃; 西 裕士; 兼本 茂*; 山根 義宏*; 福島 昌宏; 北村 康則; 北野 彰洋; 鈴木 隆之; 安藤 真樹; 山根 剛
no journal, ,
高速炉システムを対象に実機での原子炉起動前炉物理試験を未臨界状態で実施できる測定技術として、修正中性子源増倍法を基本に炉雑音計測法を組合せ、かつ解析による補正を適用した測定法(シンセシス法)を開発検討した。また、その適用性について高速炉臨界実験装置(FCA)を用いて検証した。さらに、その技術に基づく実機の計測システムを提案した。この一連の実施内容に関する5件のシリーズ発表の第1番目として、その背景と目的及び概要について報告する。
北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*
no journal, ,
未臨界反応度計測システムの実機への適用性確認のため、1500MWe級大型実用化想定炉心を対象に、炉雑音法と修正中性子源増倍法(MSM)を組合せたシンセシス法につき、実機炉心での試験を想定した数値実験を実施した。その結果、炉心中心と径ブランケット領域の炉心上部に検出器を設置して炉雑音法(2検出器法)を適用すれば、2ドル程度までの浅い未臨界度を10%程度の精度で測定可能との見通しを得た。また、検出器不感時間の影響も無視できることがわかった。さらに、より深い未臨界度は、径ブランケット領域上部の120度回転対称位置に3か所設置した検出器を利用してMSMにて測定し、MSM補正係数は、中性子生成断面積,吸収断面積を調整して基準未臨界度が直接計算で再現できる計算モデルにて求めることとすれば、15%程度の測定精度が期待できるとの見通しを得た。なお、検出器は特殊な駆動装置で挿入するなどハード上の工夫を要する。
西 裕士; 北野 彰洋; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃
no journal, ,
未臨界状態における炉の反応度変化を、炉雑音法と修正中性子源増倍法(MSM)を組合せて測定するものとし、測定項目と方法につき検討した。その結果、MSMの基準となる未臨界度は、2ドル程度までの浅い未臨界状態にて2検出器法による炉雑音法で測定し、それより深い未臨界状態での反応度は、MSMにて測定するものとした。2検出器法用の検出器は、高次モード中性子の影響に配慮して炉心中心と径ブランケット領域の炉心上部に設置し、MSM用検出器は、非対称な制御棒挿入などを考えて径ブランケット領域上部の120度回転対称位置に3箇所設置する。MSM補正係数は、中性子生成断面積,吸収断面積を調整して基準未臨界度が直接計算で再現できる計算モデルにて求める。これにより、余剰反応度や制御棒価値,等温温度係数など、炉の基本的な反応度特性を適切な測定精度にて測定できるとの見通しを得た。
下山 一仁; 早川 雅人; 鈴木 重哲*; 宮越 博幸; 荒 邦章
no journal, ,
長期間ナトリウム環境で使用してきた大型ナトリウム機器の解体検査を実施している。使用開始から数十年にわたってナトリウム環境にさらされてきた各機器内面へのナトリウム化合物付着挙動は、ナトリウム純度に影響することが運転履歴等から分かった。大型ナトリウム機器の解体においては、機器内部の残留ナトリウムを極力低減させることが重要であり、プラント運転終了時の際にはこれら付着不純物の除去に有効な高温純化運転を実施することを提案する。
