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佐藤 智徳; 山本 正弘; 塚田 隆; 加藤 千明
材料と環境, 64(3), p.91 - 97, 2015/03
沸騰水型軽水炉(BWR)一次冷却系の冷却水は、水質管理により高純度な水質が維持される。さらに、水の放射線分解により生成される過酸化水素が酸化剤種として存在している。そこで、このような高温水中でのステンレス鋼のさらされている腐食環境を評価するため、支持電解質を添加せず、過酸化水素のみを添加した高温純水中に浸漬させたステンレス鋼の電気化学インピーダンス測定を実施した。過酸化水素の濃度条件を変えて測定した結果、測定された電気化学インピーダンスに顕著な変化が確認された。取得した結果の等価回路解析により、溶液抵抗、分極抵抗を同定した。同定された溶液抵抗をもとに、作用極と対極間の電流線分布に関して3次元有限要素法による解析を実施し、セル定数の補正を実施した結果、導電率として4.4
10
S/cmが取得された。過酸化水素濃度を変化させた時の分極抵抗の変化から、分極抵抗の逆数が過酸化水素濃度の一次関数となることが示された。これは、ステンレス鋼表面の腐食電流が過酸化水素の拡散限界電流により決定されていることを示している。過酸化水素の高温水中での拡散係数の同定を実施した結果、1.510
cm
/sが取得された。これは沸騰水型軽水炉条件における過酸化水素の拡散係数として従来用いられた酸素の高温水中での拡散係数の約2倍となった。
山中 晴彦; 前島 哲也; 照沼 勇斗; 渡邊 和弘; 柏木 美恵子; 花田 磨砂也
JAEA-Technology 2014-037, 12 Pages, 2014/12
JAEA-Technology-2014-037.pdf:4.27MB
国際熱核融合実験炉の中核加熱装置である中性粒子入射装置で使用する25
Cから高温領域の180Cまでの温度範囲における純水の抵抗率を測定した。抵抗率は温度とともに減少するが、100C以上では、純度が異なる9M
・cmの純水と5M・cmの純水でもほぼ同じ値で低下することが分かった。180Cにおける抵抗率は0.36M・cmであり、この値は理論純水の計算値と良い一致を示すことを確認した。
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 堀江 活三*; 大内 勲*; 花島 進; 阿部 信市; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; et al.
第18回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.11 - 14, 2005/11
2004年度の原研タンデム加速器の運転日数は、7月に高電圧端子との通信トラブルが発生したが、例年並の214日(約5000時間)を維持できた。そのうちブースターの利用運転は42日であった。最高端子電圧は高圧超純水洗浄を施したコンプレスドジオメトリ型加速管の更新により、約1年余りでビーム無しで18.7MV、ビーム有りで18.0MVを記録し建設以来の最高となった。KEKと共同で進めてきた短寿命核加速実験施設(TRIAC)の設置に伴い、新たなインターロックシステムを構築した。一方TRIACは3月に施設検査を終了し、ウランの陽子誘起核分裂反応で生成された
Xe(T
=14min)ビームの加速に初めて成功した。本研究会では、2004年度における運転,整備及び利用状況について報告する。
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 堀江 活三; 大内 勲; 花島 進; 阿部 信市; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; et al.
第17回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.1 - 4, 2004/00
原研タンデム加速器では昨年度、加速管をコンプレスドジオメトリ型の加速管へ更新した。加速管内の超音波及び高圧純水洗浄の効果により、わずか1週間程のコンディショニングで更新前の約16MVの端子電圧を達成することができた。充分なコンディショニング時間を確保できなかったが、1MV及び2MVユニットでは平均で110%の電圧を達成し、フルカラムによる電圧上昇試験で18.2MVを達成した。そのほか強力なターミナルイオン源への更新のために入射系の改造を行うべく準備を進めており、昨年度ガスストリッパー装置の撤去を行った。短寿命核加速施設は昨年度までの3年間で施設の建設及び装置の設置はほぼ終了し、今年度中の短寿命核の加速実験を目指して装置全体の立ち上げ及びインターロックなどの安全装置の製作を現在行っている。また短寿命核加速施設からの1MeV/uのビームを既存の超電導ブースターで加速できるように現在のブースターの前段部に
=6%のlow空洞を設置し最大5
7MeV/uまで加速する計画を進めている。研究会ではこのほかに昨年度のタンデム加速器施設の運転、整備の状況について報告する。
竹内 末広; 仲野谷 孝充; 吉田 忠
第15回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.88 - 91, 2003/03
タンデム加速器の加速管は原研東海のタンデム加速器のように長い加速管では長さに比例した電圧の発生が困難であることが知られている(ロングチューブ効果)。ところが、絶縁セラミックスが原因で比較的短い加速管でも同様な現象が他のタンデム加速器で発生していることがわかった。そこで良好なセラミックスとあまり良好でないセラミックスのサンプルについてどのような差異があるかを調べた。表面形状観察から粒の大きさに大きな差があること、脱ガス測定から拡散速度,ガスの含有率に大きな差があること,電子の沿面加速実験から表面を流れる電子が電圧によって流れにくい範囲がありセラミックスによってあきらかな差があることがわかった。ロングチューブ効果の一因は表面の汚れと放電による脱ガスが関係していると考えられ、高圧純水洗浄による表面の清浄化の試験結果についても発表する。
線照射作用竹内 正行; 石橋 祐三; 大橋 和夫; 永井 崇之; 武田 誠一郎
PNC TN8410 98-078, 36 Pages, 1998/07
(目的)材料腐食に与える線の影響について検討するため、ステンレス鋼の腐食に影響を及ぼす酸化性イオンへの線照射作用について調査する。(方法)再処理環境中の代表的な金属種の中で、高次原子価で存在し得るCr6+,Ce4+,Ru3+を対象に、線を一定の線量率および時間で照射し、溶媒中に存在する金属種の原子価変化を調査した。その際、照射反応に対する溶媒の関与について検討するため、溶媒を純水、硝酸水溶液とした照射試験を行った。(結果)本試験の結果から、得られた知見を以下に示す。(1)硝酸溶液にCr6+,Ce4+の高酸化性イオンが溶存した環境に線を照射した場合、それぞれ還元を受けて、Cr3+,Ce3+に変化する。(2)同様に、吸収スペクトルによる同定結果から、Ru3+への線照射により、初期のRu3+の一部は少なくともRuO42-,Ru8+以外の別の形態へ変化しているものと考えられ、線の還元作用、Ruとニトロ基の親和性等から、Ru2+を主としたニトロシルルテニウム形態に変化している可能性が高い。(3)硝酸溶液系に線照射した場合に生じる高酸化性イオンの還元は主として、放射線分解物の影響によるものと考えられ、高酸化性イオンに線が直接的に作用するのではなく、溶媒を介在した間接的な作用によるものと考えられる。(4)線源60Co、硝酸濃度4N、室温の条件で得られたCr還元に係るG値は1.28であり、同環境で評価されたNOx(0.021)の値よりも極めて大きい。(結論)ステンレス鋼の腐食を促進させる高酸化性イオン共存硝酸溶液に線照射した場合、溶液中の高酸化性イオンが還元を受けることで、線はステンレス鋼の腐食を抑制する方向へ作用する。この線の還元作用は主として、亜硝酸に代表される硝酸の放射線分解生成物の影響によるものと考えられる。
赤図 伸雄*; 長谷川 和男; 本田 陽一郎*; 草野 譲一; 水本 元治; 椋木 健*; 大内 伸夫; 井上 均*; 野口 修一*; 斎藤 健治*
Proceedings of 6th European Particle Accelerator Conference (EPAC98) (CD-ROM), p.734 - 736, 1998/01
原研の中性子科学研究計画用の大強度陽子加速器実現のために、その基幹部分となる超伝導方式の陽子リニアックの開発を進めて来た。本報告はKEK(高エネルギー加速器研究機構)の超伝導加速器グループと共同研究で開発して来た=0.5のエネルギー領域の超伝導単セル空胴についての設計・製作・測定・評価について報告する。超伝導単セル空胴は共振周波600MHzの高純度ニオブ機から製作された楕円空胴であり、空胴内壁の表面処理として(1)プラスチックチップを用いた機械研磨、(2)電解研磨、(3)真空加熱炉による水素脱ガス、(4)超純水高圧洗浄のプロセスを経て、液体ヘリウム環境のクライオスタット内で、加速高周波特性を測定した。環境温度2K(超流動ヘリウム温度)で、表面最大電解強度44MV/mの世界最高値が得られた。
赤岡 伸雄*; 草野 譲一; 大内 伸夫; 水本 元治; 竹田 修*; 野口 修一*; 斎藤 健治*; 小野 正明*; 加古 永治*; 宍戸 寿郎*
Proceedings of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.289 - 291, 1998/00
中性子科学研究計画における大強度陽子加速器の高エネルギー加速部に用いる超伝導加速空胴の開発を行っている。これまでに空胴の形状、構造強度及びビームダイナミックスの検討が進められてきた。それと平行して単セル空胴の製作、性能評価を行ってきた。そして空胴の性能評価を行う上で必要となるテストスタンドの整備を行っている。このテストスタンドの一部である高圧水洗浄システムは、超伝導空胴の最終洗浄法として必要不可欠のもので、空胴の性能を決定付ける要素の一つになっている。このたび、本装置をKEKのLバンド空胴に適用し性能評価を行った。その結果について報告する。
勝村 庸介*; 石榑 顕吉*
PNC TJ1602 95-003, 172 Pages, 1995/02
高レベル廃棄物の地層処分における健全性の確保のためには地下水の化学環境の把握が重要で、化学環境に及ぼす重要な因子として地下水の放射線誘起反応の検討が必要となる。本研究は地下水の化学環境への放射線影響の研究の第一歩として、水および、地下水に含まれる主要成分の放射線効果を、これまでの放射線化学分野で蓄積された知識を整理し、生ずる化学反応と、それらの反応速度定数などのデータベースを整備することを目的としている。さらに、これに基づき典型的な条件下でシミュレーションを行うとともに、今後、研究すべき反応や実験について検討した。特に、実験データの蓄積とシミュレーションとの比較が必要と結論された。
北野 光昭
PNC TN8600 92-011, 77 Pages, 1992/12
ベルギーモルにあるSCK/CEN(Studiecentrum voor Kernenergie/Centre d'Etude de l'Energie Nucleaire)に、1990年5月26日から1991年4月30日までの約11ヶ月間、廃棄物管理技術の調査習得を目的として長期出張した。モル研究所では、低レベル廃棄物(イオン交換樹脂、セメント固化体)溶解試験及び実ガラス固化体の浸出試験の研修を受けた。 純水と鉄(Fe/SUB2(SO/SUB4)SUB3)を使用してイオン交換樹脂の溶解試験を行った結果、99.7%以上の溶解率が得られた。また、実ガラス固化体の浸出試験では、COGEMAガラスについてMCC-1法及びMCC-5法による浸出試験を実施した。
中島 伸也; 菊池 正明*; 嶋 誠之*
JAERI-M 82-149, 30 Pages, 1982/10
高温高圧純水中における配管材料のき裂伝播を測定する方法として電位差法に着目し、試験片形状、サイドグーブの有無、通電方法、電位差計測に及ぼす負荷レベルの影響等の検討を行った。この大気中での予備的試験の結果、直流電源を用い、一定時間間隔でそれの極性を交番して試験片に通電する方法を用いれば、CT試験への通電時間を短縮でき、長時間安定した計測を行なえることが明らかとなった。また、電位差計測において、負荷に伴うき裂先端の変形の影響がほとんど無視できること、疲労または静荷重によるき裂伝播においてき裂長さの比(a/w)と電位差の比(Va/Vo)により対応が見い出され、高湿高圧下での計測に可能性を見い出した。
川崎 正之; 近藤 達男; 野村 末雄
日本金属学会誌, 25(1), P. 80, 1961/00
高温純水中のAlの耐食性への添加元素単独の寄与については正確なデータに乏しい。本報は、Fe, Ni, Cu, Si, Mg, Mn、およびZnを99.99%Al地金に単独に添加し、特に前報で認められた1%近傍の腐食様式の転移を詳細に観察することを目的とした。合金組織と腐食の関係を知るべく鋳造材と圧延材につき局部腐食発生部位と腐食速度を中心に考察を進める。一般にNiが耐食性改良に著効ありといい、Fe, Siにも報告がある。これらの効果は在来の常識を若干外れるものであるが、これに対し高温純水特有の機構も提案されており、本実験結果からもさらに検討すべき点が多い。
川崎 正之; 野村 末雄; 近藤 達男
日本金属学会誌, 25(1), p.76 - 79, 1961/00
水冷却原子炉用材料として高温で純分名耐食性を持つAlの必要性からいままでに多くの研究がなされ、従来の耐食Alが純水には必ずしも適さず、とくに耐食的とされていた純Alが粒界腐食をうけ極めて劣性であることが判った。この腐食機構の特殊性については今日いまだ定説がない。しかるに大部分の研究が原子炉材料として要求に迫れら、実用上の試験を追う傾向にあるので本研究はなるべく単純化された条件で基本的な腐食支配因子の働きに重点をおいて観察した。実験で着目した因子は次のようなものである。(1)Alの純度、(2)Alの金属組織、(3)水の水素イオン濃度、(4)純水の溶存気体および雰囲気、(5)Al内の機械的歪。なお個々の元素の効果は後報に委ね、ここでは前記諸因子と粒界腐食の関係について述べる。とくに粒界腐食に着目するのは局部腐食が原子炉材として致命傷となる上に腐食機構解明に興味ある現象であるためである。
山中 晴彦; 渡邊 和弘; 柏木 美恵子; 前島 哲也; 照沼 勇斗; 梅田 尚孝; 大楽 正幸; 戸張 博之; 花田 磨砂也
no journal, ,
ITER NBI用-1MV直流超高圧電源では、1MV電位の負イオン源へ180Cの高温純水を絶縁して供給する必要がある。純水の抵抗値は、100C以上では理論純水の理論値しかなく、ITER仕様の純水の抵抗値は不明であった。水温制御の向上や絶縁設計確認のためには高温での抵抗値を把握することが必要となり、ITER仕様の純水について100C180Cまでの抵抗率を測定した。その結果、100C以上で測定した5Mcm9Mcm(25C定義)の純水ではほぼ同じ抵抗の低下特性を示し、180Cで0.36Mcmを得た。これにより、ITER NBIの高電圧電源の設計に資する有意義なデーターを取得した。
永石 隆二; 井上 将男; 遠藤 慶太*; 松村 太伊知; 小川 徹
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物(HLW)の地層処分で人工バリアの緩衝材(粘土充填層)として考えられているベントナイトでは、天然バリア(地層岩盤)からの地下水の侵入及びHLW廃棄体からの放射線の照射によって、ベントナイト自体の照射損傷だけでなく、水の放射線分解が起こり、分解で生成したラジカル、分子等の活性種がベントナイトを構成する成分や水中の溶存種と反応する。本研究では、Co-60線分解によってベントナイト懸濁水溶液から発生する水素等を測定し、水素発生のベントナイト及び塩分の含有量依存性を調べることで、ベントナイト中での水の放射線分解挙動について議論した。
松本 義伸*; 井上 将男; 永石 隆二; 小川 徹
no journal, ,
原子炉のシビアアクシデント(SA)により生ずる放射性廃棄物の長期保管を想定し、ジルコニウム合金の高温酸化生成物が水の放射線分解に及ぼす影響を調べている。酸化ジルコニウムの結晶型の影響を調べるため、本報告では、立方晶ジルコニア(YSZSC)を添加した水の放射線分解実験を行い、気相に放出された水素の観測収量を測定した。YSZSC添加量が少ない領域では、これまでの単斜晶や正方晶のジルコニアと異なり水素発生が複雑な挙動を示したが、30wt%以上の領域では、これまでのジルコニアと同様にYSZSC添加による水素発生の促進効果がみられ、この効果は粒子径が小さい粉末ほど顕著であった。
松本 義伸*; 井上 将男*; 永石 隆二; 鈴木 達也*; 小川 徹
no journal, ,
過酷事故後の炉心内での水素安全評価のため、ジルカロイ-4(Zry-4)の高温酸化生成物等を含む水の放射線分解による水素発生等を調べている。本報告では、粒径の異なるZry-4酸化生成物を粉砕と分級により調製し、粒径や比表面積がどのように水素発生等に影響するかについて調査した。その結果、純水中に添加されたZry-4酸化生成物粉末の表面積増加が、放射線分解による水素発生の促進効果の要因の一つとなっている可能性が考えられた。
奥村 大河*; 山口 紀子*; 土肥 輝美; 飯島 和毅; 小暮 敏博*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故により放出された放射性Csを含有するガラス状微粒子について、様々な温度条件で純水と海水に浸潤し、その溶解速度を推定した。その結果、福島の平均水温では、純水中では完全に溶解するのに数十年を要するのに対し、海水中では数年しかかからないことが示唆された。
