※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2010年10月
38001280
Density of dry peridotite magma at high pressure using an X-ray absorption method
坂巻 竜也*; 大谷 栄治*; 浦川 啓*; 鈴木 昭夫*; 片山 芳則
American Mineralogist 95(1), p.144-147(2010) ; (JAEA-J 07906)
- X線吸収法を用いて、ペリドタイトマグマの密度を2.5GPa, 2300Kまで測定した。この方法によって、ペリドタイト融体の密度を7つの異なった条件で測定することができ、密度の温度圧力依存性が明らかになった。圧力-密度-温度のデータを高温Birch-Murnagan状態方程式にフィットすることによって、2100Kでの等温体積弾性率KT0=24.0±1.3GPa,その圧力微分,K'0=7.3±0.8,体積弾性率の温度微分(δKT/δT)P=-0.0027±0.0017GPa/Kが得られた。玄武岩融体に比べ、ペリドタイト融体が大きな体積弾性率とその圧力微分を持つことは、これまでの浮沈法による実験結果と調和的である。
38001281
Mutual separation of actinides from middle lanthanides by the combination of two neutral donors, N,N,N,N-tetraoctyl-3,6-dioxaoctanediamide and N,N,N,N-tetraetyldiglycolamide
佐々木 祐二; 森田 泰治; 北辻 章浩; 木村 貴海
Chemistry Letters 39(8), p.898-899(2010) ; (JAEA-J 07907)
- Sm, Eu, Gdからアクチノイド(An)元素であるAm, Cmの分離が、テトラオクチルジオクサオクタンジアミド(DOODA)とテトラエチルジグリコールアミド(TEDGA)を組合せた抽出系により試みられた。抽出剤のDOODAは軽ランタノイド(Ln)に高い選択性を持ち、マスキング材のTEDGAは重Lnに高い選択性を持つ。これを組合せることにより、Am, Cmと中Lnに高い分離性を生み出すことを検討した。その結果、Am/Sm, Am/Eu, Am/Gdの分離係数それぞれ14.4, 40, 111を見いだした。本方法により、硝酸-ドデカン溶媒抽出系で高いAn/Ln分離性を生み出す可能性を示すことができた。
38001282
Analysis of current and voltage distribution in the first Japanese qualification sample of an ITER TF conductor
小泉 徳潔; 松井 邦浩; 奥野 清
Cryogenics 50(3), p.129-138(2010) ; (JAEA-J 07908)
- 原子力機構はITER-TF導体の25%の調達を担当しており、原子力機構が開発したTF導体の性能検証試験をスイスのSULTAN試験装置で実施した。本サンプルでは導体長が2.5mと短く、導体内の電流分布はジョイントの影響を受けやすい。一方、ジョイント部は2Tから7Tの不均一な外部磁場を受けるため、銅の磁気抵抗効果によってジョイント抵抗にばらつきが生じる。このため、導体内に電流偏流が発生し、実験結果から正確に導体性能を評価することが困難となっている。そこで、集中定数回路モデル及び二次元の静電界モデルを用いて導体内の電流分布及びコンジット表面の電圧分布を計算するモデルを開発した。加えて、ジョイント内の素線と銅の接触部近傍の電流経路の形状を考慮したモデルを用いて、ジョイントの磁気抵抗効果を正確に評価し、この結果を、前記のモデルに反映した。これらの解析の結果、磁気抵抗の影響によって、分流開始温度が数百mK低く評価されていることがわかった。この影響は、ジョイント部に薄い高抵抗層を入れることで緩和できることもわかった。
38001283
Measurement of hydrous peridotite magma density at high pressure using the X-ray absorption method
坂巻 竜也*; 大谷 栄治*; 浦川 啓*; 鈴木 昭夫*; 片山 芳則
Earth and Planetary Science Letters 287(3-4), p.293-297(2009) ; (JAEA-J 07909)
- 5重量%の水を含んだ含水ペリドタイトマグマの密度を圧力,温度、それぞれ4.3GPa及び2073Kまで、X線吸収法によって測定した。圧力-密度-温度のデータを高温Birch-Murnagan状態方程式にフィットしたところ、1773Kでの等温体積弾性率KT=8.8±1.9GPa、その圧力微分K'=9.9±3.6体積弾性率の温度微分(δKT/δT)P=-0.0022±0.0015GPa/Kが得られた。水を含まないペリドタイトマグマに比べて含水ペリドタイトマグマの体積弾性率が小さいことは、ケイ酸塩融体よりも圧縮されやすい水の効果を反映している。
38001284
Evaluation of weld residual stress near the cladding and J-weld in reactor pressure vessel head for the assessment of PWSCC behavior
勝山 仁哉; 宇田川 誠; 西川 弘之*; 中村 光行*; 鬼沢 邦雄
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet) 2(2), p.50-64(2010) ; (JAEA-J 07910)
- 溶接残留応力は、き裂の発生・成長に影響を及ぼすため、原子炉圧力容器の構造健全性を評価するにあたり最も重要な因子の1つである。圧力容器の内面は腐食を防ぐためステンレス鋼が肉盛溶接されている。上蓋貫通のJ溶接部には、溶接金属としてNi合金が用いられる。このような異材溶接部には、溶接後熱処理を施した後も残留応力が残る可能性がある。そこで本研究では、DHD法により残留応力を測定するとともに、相変態を考慮した熱弾塑性クリープ解析を実施した。解析結果と実測値の比較から、両者はおおむね一致するとともに、解析精度向上のためには相変態の考慮が重要であることを見いだした。求められた残留応力分布を用いて、確率論的破壊力学解析コードを用いて、PWSCCに対する残留応力分布及びき裂進展速度のばらつきがき裂進展に及ぼす影響を評価した。
38001285
A Specific Ce oxidation process during sorption of rare earth elements on biogenic Mn oxide produced by Acremonium sp. strain KR21-2
田中 万也; 谷 幸則*; 高橋 嘉夫*; 谷水 雅治*; 鈴木 義規*; 香西 直文; 大貫 敏彦
Geochimica et Cosmochimica Acta 74(19), p.5463-5477(2010) ; (JAEA-J 07920)
- Mn酸化真菌KR21-2株により形成させた生物性Mn酸化物を用いてCe(III)酸化実験を行った。その結果、pH3.8〜7の水溶液中において生物性Mn酸化物によりCe(III)がCe(IV)へと酸化されることが明らかとなった。さらにpHが中性付近では微生物が分泌した有機配位子と酸化されたCe(IV)が結合し、水溶液中で安定化することが明らかとなった。
38001286
Development of the ITER toroidal field coil winding pack in Japan
小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 松井 邦浩; 辺見 努; 高野 克敏; 奥野 清; 長谷川 満*; 角井 日出雄*; 仙田 郁夫*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity 20(3), p.385-388(2010) ; (JAEA-J 07922)
- ITER-TFコイルの巻線部では、ラジアル・プレート(RP)に導体を挿入した後にカバー・プレート(CP)を被せて、RPとCPをレーザー溶接する。RPが高さ14m,幅9mの大型構造物であるのに対して、CPの製作公差として0.3mmの高精度が要求されている。機械加工でCPを製作する場合、このような高精度の加工が可能だが、製作コストが高くなるという問題があった。そこで、直状のCPを引抜加工で製作し、これを曲げ加工する方法を開発した。これにより、目標製作精度の0.3mmを達成するとともに、製作コストの合理化を図ることができた。また、サイド・ダブル・パンケーキ(DP)のCP溶接による変形を解析により評価した結果、サイドDPでは、上下面で溶接部が非対称となっているため、大きな面外変形が発生することが判明した。そこで、溶接部が少ない面に捨て溶接を行うことで、面外変形を抑えられることがわかった。これまでに実施した試作試験及び以上の成果から、原子力機構は2008年11月にITER-TFコイルの調達取決めに調印し、調達に着手した。
38001287
An Electron-beam irradiation/catalytic oxidation system for purification of aromatic hydrocarbons/air mixture under practical gas-flow condition
箱田 照幸; 島田 明彦; 木村 敦; 田口 光正; 須郷 由美; 荒木 浩史*; Dally, E. B.*; 広田 耕一
Industrial & Engineering Chemistry Research 49(12), p.5517-5522(2010) ; (JAEA-J 07923)
- 当グループでは、電子ビーム照射による分解と固体触媒による酸化を組合せたVOC含有ガスの浄化技術の開発を進めている。本研究では、この技術の実用化を目指して、従来の照射技術では利用されてこなかった低反応性のオゾン(O3)に着目し、このO3を分解して活性酸素を生成できるMnO2を併用した実規模ガス流量のVOC分解装置を用いて、トルエンやキシレンを同時に含む500m3/hの空気について分解処理を行った。その結果、初期濃度が5ppmvの場合では9.3kGyの電子ビーム照射で42%の無機化率をMnO2併用により100%に、初期濃度が10ppmvの場合では11kGyの照射で40%の無機化率を81%に向上できることを明らかにし、電子ビームと触媒の併用システムは実規模ガス流量条件においてもVOCの無機化に有効であることを実証した。
38001288
Cracking resistance of silicon carbide composites by single- and double-notched specimen techniques
野澤 貴史; 谷川 博康
International Journal of Applied Ceramic Technology 7(3), p.304-315(2010) ; (JAEA-J 07924)
- 擬延性複合材料の亀裂進展挙動の評価のため、本研究は片ノッチ曲げ試験,両端ノッチ引張試験による破壊抵抗の評価を目的とした。初期検討により、非線形破壊力学を主体とした破壊抵抗評価のための新規解析法を提案し、非可逆エネルギーの寄与を分離評価することに成功した。本手法をさまざまなSiC/SiC複合材料に適用することで、(1)ノッチ鈍感性,(2)有意なサイズ依存性がほとんどないこと,(3)優れたダメージトレランスを確認した。特にこれらは繊維/マトリックス界面強度に依存することを特定した。
38001289
Magnetism and superconductivity in the new family of actinide compounds; AnPd5Al2
芳賀 芳範; 本間 佳哉*; 青木 大*; 池田 修悟*; 松田 達磨; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 中島 健次; 荒井 康夫; 本多 史憲*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦
IOP Conference Series; Materials Science and Engineering 9, p.012046_1-012046_7(2010) ; (JAEA-J 07926)
- It is now well recognized that 5f electrons in actinide show a variety of intriguing physical properties such as heavy fermions, various magnetic and multipolar orderings and exotic superconductivity. Particularly, superconductivity in transuranium compounds are characterized by rather higher transition temperature compared to uranium- or rare-earth-based superconductor, as well as the existence of localized-like 5f paramagnetic moments following Curie-Weiss law. Among them, NpPd5Al2 is the first neptunium-based heavy fermion superconductor. Detailed investigations of the magnetic and thermal properties around the upper critical field have been performed. It is shown that the large anisotropic paramagnetic moment as well as electronic specific heat existing in the normal state vanish in the superconducting state, indicating a spin-singlet pairing.
38001290
Comparative analysis of floral pigmentation between wild-type and white-flowered varieties of Cyclamen graecum
秋田 祐介; 石坂 宏*; 中山 真義*; 島田 明彦; 北村 智; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 田中 淳
Journal of Horticultural Science & Biotechnology 85(5), p.437-443(2010) ; (JAEA-J 07927)
- シクラメンの花色合成遺伝子に関する解析のために、紫色の花を有するシクラメン野生種(Cyclamen graecum,gra6)とその白花変異体(gra50)を用いて、花色成分とその合成にかかわる遺伝子群の比較解析を行った。gra6の花の色素は、アントシアニンのマルビジン3,5ジグルコシドであった。一方、gra50の花ではアントシアニンが確認されず、その前駆物質であるフラボノールの蓄積が確認された。花色合成にかかわる酵素遺伝子群をgra6より単離し、その発現をgra6とgra50で解析したところ、二つのdihydroflavonol-4-reductase(DFR)遺伝子(CgraDFR1, CgraDFR2)のうち、CgraDFR2の発現がgra50で減少していた。CgraDFR1を含む他の遺伝子群には大差がみられなかったことから、CgraDFR2がCyclamen graecumにおける花色に重要であり、その発現抑制によってアントシアニンの合成が進まず、白花に変異したと考えられた。CgraDFR2の発現が減少した理由として、遺伝子発現にかかわるプロモーター領域の変異が大きな候補として挙げられた。本研究は、シクラメン花色合成に関する選抜マーカーとしてDFR2遺伝子が一つの候補であることを示した。
38001291
Changes of the surface-to-volume ratio and diffusion coefficient of fission gas in fuel pellets during irradiation
天谷 政樹; Grismanovs, V.*; Tverberg, T.*
Journal of Nuclear Materials 402(2-3), p.108-115(2010) ; (JAEA-J 07928)
- 照射中の短半減期核分裂生成ガス(FPガス)放出について、ハルデン炉で照射されたガスフローリグ試験結果に基づき調べた。短半減期FPガスの放出量と発生量の比を求め、この値から燃料ペレットの単位体積あたりの表面積((S/V)比)と短半減期FPガスの拡散係数を評価した。(S/V)比の増加が見られた点は、燃料温度が1%FPガス放出しきい値を超える点とよく一致していた。このことは、FPガス気泡の連結がこの点で発生したことを示している。評価された拡散係数は、10-23から10-17m2/sの範囲でばらついており、燃料種別が及ぼす影響は顕著に認められなかった。また、リム組織が燃料ペレットに形成される燃焼度領域において、結晶組織変化が短半減期FPガスの拡散係数に及ぼす影響は、少なくともペレットマトリクスにおいては無視できると考えられる。
38001292
Evaluation of creep damage and diametral strain of fast reactor MOX fuel pins irradiated to high burnups
上羽 智之; 十亀 求; 伊藤 昌弘*; 水野 朋保; 堂野前 貴子; 勝山 幸三
Journal of Nuclear Science and Technology 47(8), p.712-720(2010) ; (JAEA-J 07932)
- 燃料ピンの寿命決定因子の一つであるクリープ損傷を、ピン平均燃焼度で120GWd/t以上の高燃焼度を達成したオーステナイト鋼被覆管によるMOX燃料ピンを対象に評価した。ピン内圧によるクリープ損傷の程度を累積寿命損傷和(CDF)によって評価した結果、燃焼末期におけるCDFは10-2から10-4と非常に小さな値になり、燃料ピンにはクリープ損傷による破損に対し十分な余裕があることが示された。燃料ピンの支配的な寿命制限因子を検討するため、ピン平均燃焼度を140GWd/tまで延長した場合のCDFと外径増加を予測し、それぞれに対して暫定的に定めた制限値と比較した。その結果、燃焼度延長に伴い被覆管のスエリングが大きくなることにより、外径増加が制限値に達する時期がCDFよりも早期になることが示された。これより、オーステナイト鋼被覆管の燃料ピンの場合は、被覆管スエリングが大きくなるため、寿命はクリープ損傷よりも外径増加に事実上は支配されると考えられる。
38001293
Improvement of gas entrainment prediction method; Introduction of surface tension effect
伊藤 啓; 堺 公明; 江口 譲*; 文字 秀明*; 大島 宏之; 内堀 昭寛; Xu, Y.*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(9), p.771-778(2010) ; (JAEA-J 07933)
- ナトリウム冷却大型炉(JSFR)の設計成立性を判断するため、ガス巻込み発生予測手法の開発を行っている。本論文では、ガスコア長さの評価精度向上のため、重力,遠心力及び表面張力の力学的釣合い式に基づいて表面張力効果の導入を行った結果について述べる。高精度化した手法の検証として単純体系における実験を対象とした評価を行った結果、表面張力効果によってガスコア長さが減少し、実験結果とよく一致した。また、温度や界面活性剤濃度を変化させた実験結果についても、高精度手法を用いることで再現できることを明らかにした。
38001294
Thermal mixing in T-junction piping system related to high-cycle thermal fatigue in structure
田中 正暁; 大島 宏之; 文字 秀明*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(9), p.790-801(2010) ; (JAEA-J 07934)
- 数値解析コード"MUGTHES"を用いてT字合流配管部(WATLON水流動試験)におけるサーマルストライピング現象の数値解析を実施した。MUGTHESはラージエディシミュレーション法を採用しており、モデル定数を0.14(=Cs)とした標準スマゴリンスキーモデルを用いた。数値解析結果と実験結果との比較により、MUGTHESのT管におけるサーマルストライピング現象への適用性を確認するとともに、数値解析により高サイクル熱疲労現象を引き起こすと考えられる特徴的なU字状の大スケール渦の存在について明らかにした。
38001295
First-principles calculations for multiphoton absorption in α-quartz under intense short laser irradiation
乙部 智仁
Journal of Physics; Condensed Matter 22(38), p.384204_1-384204_4(2010) ; (JAEA-J 07935)
- 強いレーザー場中にあるα水晶の電子励起を時間依存Khon-Sham方程式を実時間実空間法を用いてシミュレートした。その結果価電帯から伝導帯に励起した電子がバンドギャップを超えるために必要な光子数以上の光子を吸収していることがわかった。励起電子は原子分子といった孤立系で見られるAbove -threshold ionization (ATI)に非常に似たスペクトル構造を示しており、励起時に非常に多くの光子を吸収するか伝導帯に励起後にさらに光子を吸収している。これまで理論モデルでの仮定としてこのようなエネルギー分布が考えられていたが、本研究により第一原理計算から初めて明らかにした。
38001296
105Pd NQR study on NpPd5Al2 and CePd5Al2
中堂 博之; 酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 青木 大*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 本間 佳哉*; 中野 泰典*; 本多 史憲*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦; 安岡 弘志
Journal of Physics; Conference Series 200, p.012020_1-012020_4(2010) ; (JAEA-J 07937)
- NpPd5Al2とCePd5Al2に対して行った105Pd NQR実験の結果を報告する。両物質の非秩序状態である6Kにおいて、4本の共鳴線から構成される105Pdの信号を観測した。それらの信号は、結晶学的に非等価な二つのPdサイトからの±1/2↔±3/2と±3/2↔±5/2の遷移に対応している。105Pd NQRスペクトルを解析し、核四重極周波数νQ,非対称変数η,電場勾配Vzzを見積もった。
38001297
Structure of liquid iron hydrogen alloy under high pressure
片山 芳則; 齋藤 寛之; 蓬田 美樹*; 青木 勝敏
Journal of Physics; Conference Series 215, p.012080_1-012080_4(2010) ; (JAEA-J 07938)
- 水素は多くの金属と反応し、金属水素化物を形成する。鉄は常圧では水素化されないが、数GPaといった高水素圧下では水素化が起きる。われわれは、水素が液体金属の構造に及ぼす影響を調べるため、高水素圧下で、鉄水素化物を作成し、それを融解させてX線回折測定を行った。また、比較のために高圧での純粋な鉄の測定も行った。実験はSPring-8の原子力機構ビームラインBL14B1で行った。鉄と水素化鉄のS(Q)はよく似ているが、第2ピークは水素化鉄の方が非対称である。これは、水素化鉄で何らかの局所的な秩序が形成されている可能性を示唆する。一方、ピーク位置はほとんど同じで、フーリエ変換の結果からも、原子間距離は水素化にかかわらずあまり長くなっていないことが示された。この原因としては、水素の濃度が低いことが第一に考えられるが、結晶で見られるような、超多量欠陥生成と同じような現象が液体でも起きている可能性もある。
38001298
Large-volume static compression using nano-polycrystalline diamond for opposed anvils in compact cells
奥地 拓生*; 佐々木 重雄*; 長壁 豊隆; 大野 祥希*; 小竹 翔子*; 鍵 裕之*
Journal of Physics; Conference Series 215, p.012188_1-012188_9(2010) ; (JAEA-J 07939)
- 中性子散乱やNMRなどの微弱な信号を検出する実験手法において利用可能な圧力領域を拡大するために、小型高圧力セルの試料容積を拡大する必要がある。われわれは、対向アンビル式小型高圧力セルのアンビル材として、大型多結晶ナノダイヤ(NPD)を準備した。NPDは、単結晶ダイヤに比べて硬度が高く、大型で、強いため、高い荷重をかけることができる。われわれは、サポート式NPDアンビルと非サポート式NPDアンビルの2種類のアンビルを製作し、2種類のコンパクトな高圧力セルを用いて加圧テストを行った。その結果、0.1mm3以上の試料体積に対して14GPaの圧力発生を確認した。この結果は、NPDが大型アンビルとして非常に有望であることを示したものである。
38001299
Development of a thermal-hydraulics experimental system for high Tc superconductors cooled by liquid hydrogen
達本 衡輝; 白井 康之*; 塩津 正博*; 畑 幸一*; 小林 弘明*; 成尾 芳博*; 稲谷 芳文*; 加藤 崇; 二川 正敏; 木下 勝弘*
Journal of Physics; Conference Series 234, p.032056_1-032056_9(2010) ; (JAEA-J 07940)
- 液体水素の熱流動特性に関する知見は中性子源用モデレータの設計に不可欠であるが、実験環境の制約や安全性の配慮のため十分にデータが取れない状況であった。本研究では、水素に対する安全性を考慮に入れた液体水素冷却特性試験装置を開発した。本装置では、メインタンクとサブタンクを連結する輸送配管の一端に円管ヒータを設置した特徴を有し、流調弁の開度を調整することにより、安定な強制対流が発生できる。水素防爆の観点から、実験装置から安全距離を十分確保した制御室で、遠隔により計測・制御するという条件も満足させ、初めての低温試験を実施し、設計どおりの性能を確認することができた。さらに、0.7MPa, 21Kの条件下で、流速を変化させ、世界に先駆け、液体水素の強制対流熱伝達を測定することに成功した。
38001300
Continuous operation test at engineering scale uranium crystallizer
鷲谷 忠博; 田山 敏光; 中村 和仁*; 矢野 公彦; 柴田 淳広; 野村 和則; 近沢 孝弘*; 長田 正信*; 菊池 俊明*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 4(1), p.191-201(2010) ; (JAEA-J 07941)
- 本件は、先進湿式再処理技術の革新技術である晶析技術における晶析装置開発に関するものである。本報では工学規模晶析試験装置を用いたウラン系での連続運転試験結果として、本晶析装置の定常及び非定常時における装置安定性,過渡的な応答性等に関する工学的な知見を中心に報告するものである。なお、本件は2009年7月ベルギーで開催されたICONE-17特集号への論文投稿である。
38001301
Crystal and magnetic structures and properties of BiMnO3+δ
Belik, A. A.*; 樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 小須田 幸助*; 室町 英治*
Journal of the American Chemical Society 132(23), p.8137-8144(2010) ; (JAEA-J 07942)
- Crystal and magnetic structures of BiMnO3+δ (δ=0.03, 0.08, and 0.14) have been determined by the Rietveld method from neutron diffraction data at 8-10 and 290 K. BiMnO3.03 crystallizes in a monoclinic system with space group C2/c. BiMnO3.08 crystallizes in space group P21/c. It was found that Mn vacancies are localized mainly in one Mn site (among three sites) in BiMnO3.08 (=Bi0.974Mn0.974O3). Vacancy-ordering and charge-ordering scenarios are suggested as possible reasons for the crystal symmetry change compared with BiMnO3.03 (=Bi0.99Mn0.99O3). BiMnO3.03 and BiMnO3.08 are ferromagnetic below Tc = 82 and 68 K, respectively, with magnetic moments along the monoclinic b axes. Refined magnetic moments at 10 K are 2.88(2) μB in BiMnO3.03 and 2.33(2) μB in BiMnO3.08. BiMnO3.14 crystallizes in an orthorhombic system with space group Pnma, and its structure is similar to that of LaMnO3.11-LaMnO3.15. No magnetic reflections were found in BiMnO3.14 down to 8 K, in agreement with its spin-glass magnetic state. Magnetic and chemical properties of BiMnO3+δ (0.02 ≤ δ ≤ 0.14) have also been investigated and compared with those of LaMnO3+δ. Systematic changes of magnetic parameters in BiMnO3+δ were found to depend on δ.
38001302
Crystal structure and physical properties of uranium-copper oxyphosphide UCuPO
酒井 宏典; 立岩 尚之; 松田 達磨; 菅井 孝志; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範
Journal of the Physical Society of Japan 79(7), p.074721_1-074721_5(2010) ; (JAEA-J 07943)
- 正方晶ZrCuSiAs型UCuPOとThCuPOについて単結晶をヨウ素を用いた化学輸送法によって育成した。室温における結晶構造パラメーターを単結晶エックス線構造解析により決定した。UCuPOは反強磁性転移温度220Kの半金属的挙動を示した一方、ThCuPOは非磁性金属であることを確認した。低温における比熱測定の結果、両化合物とも比熱係数は非常に小さく、UCuPOの帯磁率は一軸性の異方性を示して、反強磁性転移温度は2.45GPaまでの静水圧印加により、わずかに上昇することがわかった。ThCuPOとの物性比較から、UCuPOの半金属的挙動は、Cu 4sとP 3pの軽い混成バンドからきており、磁性は局在した5f電子によるものであることが示唆される。
38001303
Anomalous temperature dependence of lower critical field in ultraclean URu2Si2
岡崎 竜二*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; Konczykowski, M.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 柳瀬 陽一*; 芝内 孝禎*; 松田 祐司*
Journal of the Physical Society of Japan 79(8), p.084705_1-084705_7(2010) ; (JAEA-J 07944)
- Lower critical field Hc1 of the heavy fermion superconductor URu2Si2 has been investigated on a ultra clean sample. The whole Hc1 (T) along the a axis is well explained by the two superconducting gap structures with line and point nodes. On the other hand, Hc1 along the c axis shows a distinct kink around 1 K, well below the superconducting transition temperature. The observed anomalous response is possibly related to a peculiar vortex dynamics associated with chiral domains.
38001304
A Direct measurement for LDL-cholesterol increases hypercholesterolemia prevalence; Comparison with Friedewald calculation
亀崎 文彦; 園田 信成*; 中田 靖*; 尾辻 豊*
Journal of UOEH 32(3), p.211-220(2010) ; (JAEA-J 07945)
- Direct measurement by homogenous assays has recently been applied to measuring low-density lipoprotein-cholesterol (LDL-C) and has replaced the Friedewald calculation in Japan, but it remains unclear how direct measurement compares with the Friedewald calculation in evaluating hypercholesterolemia. The aim of this study was to determine the effect of the two methods on the diagnosis of hypercholesterolemia. In a total of 1,655 workers from our institution, we investigated the LDL-C levels by the direct and Friedewald methods. Direct LDL-C showed a significantly positive correlation with Friedewald LDL-C (R2=0.975, P<0.0001). On the other hand, the mean direct LDL-C was 5.9 mg/dl higher than mean Friedewald LDL-C (126.7±30.6 mg/dl vs. 120.8±30.5 mg/dl, P<0.0001), and direct LDL-C was higher in 89.1% of the study population. The frequency of study subjects diagnosed with hypercholesterolemia, defined as LDL-C ≥140 mg/dl, was significantly higher in the direct measurement than in the Friedewald calculation (31.7% vs. 25.1%, P<0.0001). In conclusion, we demonstrated that the direct measurement showed a higher rate of hypercholesterolemia prevalence than the Friedewald calculation indicated. This result suggests that we have to give careful consideration to the method for measuring LDL-C in the clinical diagnosis and management decisions of hypercholesterolemia.
38001305
Modelling of anomalous particle transport for dynamic transport simulations
本多 充; 福山 淳*; 滝塚 知典; 清水 勝宏
Nuclear Fusion 50(9), p.095012_1-095012_14(2010) ; (JAEA-J 07948)
- 多流体輸送コードTASK/TXのための、トカマクプラズマにおける粒子輸送のモデルを開発する。このモデルは電子とイオンに対する運動方程式中の乱流力の表現を与え、異常両極性粒子束を誘導する。準線形理論に基づき輸送行列中の非対角項の効果を含めることで異常内向きピンチを起こすようにモデルを拡張した。典型的には、この非対角電子温度勾配項はそれ自身で異常内向きピンチを起こすほどには大きくないことがわかった。低密度・低温度プラズマの時間発展シミュレーションによって、セパラトリクス近傍よりも3桁小さい中性粒子密度しかないコア領域でさえも、熱中性粒子は密度分布形成に重要な役割を果たしていることがわかった。
38001306
Toward integrated laser-driven ion accelerator systems at the Photo-Medical Research Center in Japan
Bolton, P.; 堀 利彦; 桐山 博光; 森 道昭; 榊 泰直; Sutherland, K.*; 鈴木 将之; Wu, J.*; 余語 覚文
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 620(1), p.71-75(2010) ; (JAEA-J 07949)
- Bolton-san will describe advancing the state-of-the-art in laser-driven ion acceleration at PMRC with the aim of developing a cancer treatment facility. He will present latest results of ion acceleration experiments at PMRC. Technical challenges will be identified. Beamline design will be included and a strategy for PMRC to realize these goals. Exemplary does distributions relevant to the laser-driven case will be shown. All of this is to be presented as an introduction to PMRC.
38001307
Intermediate-valence quasicrystal of a Cd-Yb alloy under pressure
川名 大地*; 綿貫 徹; 町田 晃彦; 菖蒲 敬久; 青木 勝敏; Tsai, A. P.*
Physical Review B 81(22), p.220202_1-220202_4(2010) ; (JAEA-J 07951)
- Cd-Yb系準結晶を加圧することにより、準結晶の中間価数物質を実現した。この系は、各Ybサイトの価数が変動し得るという意味で、電荷自由度を持つ準周期系と言える。高圧下の価数測定は、DACを用いてYb-LIII端近傍のX線吸収実験(XANES)により行った。Yb価数は常圧の2価から、圧力に対してほぼ線型に増加し、最高圧の32GPaでは2.33価となった。Yb系の価数状態は、おおよそその価数値で決定される。現在の場合、価数値は最高圧においても3価からは離れており、実験の圧力範囲では価数揺動状態をとっていると考えられる。
38001308
Nuclear orientation in the reaction 34S+238U and synthesis of the new isotope 268Hs
西尾 勝久; Hofmann, S.*; Heßberger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; 有友 嘉浩; Comas, V. F.*; Düllmann, Ch. E.*; Gorshkov, A.*; Graeger, R.*; 萩野 浩一*; Heinz, S.*; Heredia, J. A.*; 廣瀬 健太郎*; 池添 博; Khuyagbaatar, J.*; Kindler, B.*; Kojouharov, I.*; Lommel, B.*; Mann, R.*; 光岡 真一; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 大槻 勤*; Popeko, A. G.*; Saro, S.*; Schädel, M.*; Türler, A.*; 渡辺 裕*; Yakushev, A.*; Yeremin, A. V.*
Physical Review C 82(2), p.024611_1-024611_9(2010) ; (JAEA-J 07952)
- Synthesis of isotopes of the element hassium was studied using the reaction 34S+238U→272Hs*. At a kinetic energy of 163.0MeV in the center of mass system we observed one α-decay chain starting at the isotope 267Hs. The cross-section was 1.8+4.2-1.5pb. At 152.0MeV one decay of the new isotope 268Hs was observed. It decays with a half-life of 0.38+1.8-0.17s by 9479±16keV α-particle emission. Spontaneous fission of the daughter nucleus 264Sg was confirmed. The measured cross-section was 0.54+1.3-0.45pb. In-beam measurements of fission fragment mass distributions were performed to obtain information on the fusion probability at various orientation of the deformed target nucleus. The distributions changed from symmetry to asymmetry when the beam energy was changed from above-barrier to sub-barrier values, indicating orientation effects on fusion and/or quasifission. It was found that the distribution of symmetric mass fragments originates not only from fusion-fission, but has a strong component from quasifission. This result significantly influences the interpretation of data obtained from measurements of symmetric mass distributions with respect to extracting evaporation residue cross-sections.
38001309
Anomalous metallic state in the vicinity of metal to valence-bond solid insulator transition in LiVS2
片山 尚幸*; 内田 正哉*; 橋爪 大輔*; 新高 誠司*; 松野 丈夫*; 松村 大樹; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 竹下 直*; Gauzzi, A.*; 野原 実*; 高木 英典*
Physical Review Letters 103(14), p.146405_1-146405_4(2009) ; (JAEA-J 07953)
- 三角格子を持ち、価電子結合固体状態を持つことで知られるLiVS2とLiVSe2について研究を行った。金属と強相関系絶縁体の境目にあるLiVS2は、金属から価電子結合固体絶縁体への転移を305Kにて示した。金属-絶縁体転移の近傍で価電子結合固体状態が観測されたことは、価電子結合固体状態を考える際の電子の遍歴性の重要さを示している。高温金属層に見られる擬ギャップ状態についても議論を行った。また、LiVSe2は2Kまで金属状態であった。
38001310
Universal magnetic structure of the half-magnetization phase in Cr-based spinels
松田 雅昌; 大山 研司*; 吉居 俊輔*; 野尻 浩之*; Frings, P.*; Duc, F.*; Vignolle, B.*; Rikken, G. L. J. A.*; Regnault, L.-P.*; Lee, S.-H.*; 植田 浩明*; 上田 寛*
Physical Review Letters 104(4), p.047201_1-047201_4(2010) ; (JAEA-J 07954)
- Using an elastic neutron scattering technique under a pulsed magnetic field up to 30 T, we determined the magnetic structure in the half-magnetization plateau phase in the spinel CdCr2O4. The magnetic structure has a cubic P4332 symmetry, which is the same as that observed in HgCr2O4. This suggests that despite their different zero-field ground states a universal field induced spin-lattice coupling mechanism is at work in the Cr-based spinels.
38001311
High energy negative ion generation by Coulomb implosion mechanism
中村 龍史; 福田 祐仁; 余語 覚文; 反保 元伸; 神門 正城; 林 由紀雄; 亀島 敬*; Pirozhkov, A. S.; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Y.; 大道 博行; Bulanov, S. V.
Physics of Plasmas 16(11), p.113106_1-113106_8(2009) ; (JAEA-J 07958)
- クーロン爆縮による高エネルギー負イオン発生について研究を行った。クラスターターゲットやガスプラズマターゲットに高強度レーザーを照射した場合、クーロン爆発により正イオンが高エネルギーまで加速される。同じ電界により負イオンは反対方向に加速され、その結果正イオンの最大エネルギーの数分の一程度まで加速される。本論文では、負イオンの加速を説明するクーロン理論モデルの詳細とそれに関する粒子シミュレーションの結果を示す。またわれわれの研究所で行われた高エネルギー負イオン加速の実験結果についても示す。
38001312
Tomography of an ultrafast laser driven proton source
Ter-Avetisyan, S.*; Schnürer, M.*; Nickles, P. V.*; Sandner, W.*; Borghesi, M.*; 中村 龍史; 三間 圀興*
Physics of Plasmas 17(6), p.063101_1-063101_6(2010) ; (JAEA-J 07959)
- 多重チャネルトムソンスペクトロメーターを用いてレーザーにより加速されたプロトンの放射特性の解析を行った。この結果、レーザーにより加速されたプロトンビームは高エネルギー成分はよく知られているように、仮想アノードから放出されたラミナー流のように振る舞うが、低エネルギー成分は次第に集束する傾向があることがわかった。プロトンの放出角はエネルギー及びターゲット面での位置に依存することを示し、その関係を明らかにした。この結果、プロトンの運動量分布をその発生点を決められることで変えることが可能であることがわかった。
38001313
Metabolic profiling and cytological analysis of proanthocyanidins in immature seeds of Arabidopsis thaliana flavonoid accumulation mutants
北村 智; 松田 史生*; 峠 隆之*; 榊原 圭子*; 山崎 真巳*; 斉藤 和季*; 鳴海 一成
Plant Journal 62(4), p.549-559(2010) ; (JAEA-J 07960)
- 昨今、フラボノイドの強力な抗酸化活性から、フラボノイドがわれわれ人類にとって有用な高機能物質として利用できると注目されているが、これらフラボノイドの植物体内での機能は、紫外線防護や花色発揮,ホルモン調節など広範にわたることが知られている。これらフラボノイドは、植物細胞内の小胞体近傍で生合成が進行するのに対して、最終的な蓄積場所は、異なる細胞内小器官である液胞であることがわかっている。このことは、フラボノイドの生合成場所と最終蓄積場所を繋ぐ「フラボノイド細胞内輸送機構」が植物細胞に存在することを強く示唆している。われわれはこれまでに、イオンビームを用いてフラボノイド輸送にかかわる新規遺伝子TT19をシロイヌナズナから単離したが、その機能は不明であった。本研究では、TT19遺伝子や液胞膜局在フラボノイドトランスポーターTT12遺伝子に着目し、これらの変異体における代謝的・細胞学的解析を行った。その結果、TT19タンパク質は細胞質領域でフラボノイド前駆体を保護している可能性が示唆された。
38001314
Monte-Carlo study based on real coordinates for perpendicularly injected high-energy ions in the LHD high-beta plasma
関 良輔*; 松本 裕*; 鈴木 康浩*; 渡邊 清政*; 濱松 清隆; 板垣 正文*
Plasma and Fusion Research (Internet) 5, p.014_1-014_3(2010) ; (JAEA-J 07962)
- 大型ヘリカル装置における高ベータプラズマを対象に、垂直方向への中性粒子入射によって生成される高速イオンの挙動を、モンテカルロ法によるクーロン衝突を模擬するドリフト軌道追跡法を用いて研究を行った。従来の数値解析では最外郭磁気面の外側での軌道追跡が行えないため、イオンが最外郭磁気面を横切るときにイオンは損失すると仮定していた。本研究では、最外郭磁気面の外側での軌道追跡を可能にし真空容器壁に到達したときにイオンが損失するとした。その結果、プラズマ領域から最外郭磁気面を横切って真空領域に出たイオンの中で、再び最外郭磁気面を横切ってプラズマ領域に戻るイオンの割合が大きく、イオンの閉込めが大きく改善されることを示した。
38001315
Solvated electrons at elevated temperatures in different alcohols; Temperature and molecular structure effects
Yan, Y.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Fu, H.*; 室屋 裕佐*
Radiation Physics and Chemistry 79(12), p.1234-1239(2010) ; (JAEA-J 07963)
- パルスラジオリシス法を用いてさまざまな種類のアルコール中に生成する溶媒和電子スペクトルの温度依存性を測定した。一価,二価,三価のアルコール中の溶媒和電子について吸収ピークを調べた結果、OH基を多く含むものほど高エネルギー側に吸収ピークを持つことがわかった。次に、スペクトルの温度変化が分子構造によってどのように変化するか調べた結果、OHの数が同じ場合、長い側鎖のものほど吸収ピーク波長の温度変化(-dEmax/dT)は増加することがわかった。一方、側鎖の長さが同じ場合は、対称的な構造を持つものほど温度係数は増加することもわかった。
38001316
Bainitic transformation behavior studied by simultaneous neutron diffraction and dilatometric measurement
Koo, M.*; 徐 平光; 友田 陽*; 鈴木 裕士
Scripta Materialia 61(8), p.797-800(2009) ; (JAEA-J 07964)
- 角度分散法その場中性子回折を用い、高合金ベイナイト鋼のベイナイト相変態挙動を観察した。熱膨張測定中の中性子実験を行い、加熱,冷却と等温保持中のオーステンナイト111とフェライト110回折のプロファイルを記録した。中性子回折の結果は熱膨張の結果とよく一致した。オーステンナイトの回折ピック幅の広がりはベイナイト変態する前ではなく、変態開始後に起こることを示した。
38001317
不均質な開口幅分布を有する単一亀裂の光学的手法による計測とその透水特性評価
佐藤 久; 澤田 淳
土木学会論文集,C 66(3), p.487-497(2010) ; (JAEA-J 07966)
- 岩石試料の亀裂を複製した100mm×100mmの透明のレプリカ試験体を用いて、透水試験とトレーサー試験を実施するとともに、同条件下で光学的手法を用いた測定により0.15mm間隔という高解像度の亀裂開口幅分布のデータとトレーサー移行時の濃度分布データを取得した。これらの実験データは、これまでに数値的や実験的に検討されてきた、不均質に分布する亀裂開口幅の特徴の分析や亀裂の透水現象に与える影響の検証に役立つものである。例えば、局所的には三乗則が成り立つと仮定して計測された開口幅データに基づいて推定した透水量係数分布を用いて二次元浸透流解析で求めた亀裂の透水量は過大に評価される傾向があると報告されているが、本実験データからも同様の結果が得られた。
38001318
原子力エネルギー利用を支えるため、大深度地下を研究する
杉原 弘造
土木学会誌 95(8), p.12-13(2010) ; (JAEA-J 07967)
- 土木学会の機関誌「土木学会誌」では、巻頭のグラビアページ「Photo Report」において「土木にかかわるプロジェクト」などをおもに写真によって紹介するコーナーを設けており、今回、瑞浪超深地層研究所を紹介する。
38001319
信頼される技術者を目指して
山中 淳至
原子力eye 56(9), p.66-67(2010) ; (JAEA-J 07968)
- 東海再処理施設での日々の業務から考える仕事を進める中で心がけていること、今後、自分が目指すものについて述べる。
38001320
次世代放射光源用光陰極DC電子銃の開発
永井 良治; 羽島 良一; 西森 信行; 武藤 俊哉*; 山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 栗木 雅夫*; 飯島 北斗*; 桑原 真人*; 奥見 正治*; 中西 彊*
加速器 7(2), p.88-94(2010) ; (JAEA-J 07969)
- ERLを基盤とした次世代光源のために設計された500kV, 10mA光陰極DC電子銃を原子力機構,高エネルギー加速器研究機構,広島大学,名古屋大学の共同研究により開発した。われわれはサポートロッドから放出される電子によるセラミック管の損傷を防ぐために、分割型セラミック管とガードリングを採用した。その500kV電子銃において550kVまでの高電圧コンディショニングと加速電圧500kVでの8時間無放電保持に成功した。その電子銃はコンククロフト・ウォルトン電源,分割型セラミック管,ガードリング,サポートロッド,真空容器,絶縁ガスタンクで構成されている。加速電極,ビームラインの組み立てが現在行われており、まもなくビーム試験が開始される。
38001321
10GPa級単結晶中性子磁気回折のための高圧力発生技術の開発
長壁 豊隆; 山内 宏樹; 奥地 拓生*
高圧力の科学と技術 20(1), p.72-75(2010) ; (JAEA-J 07970)
- 10GPa級の単結晶中性子磁気回折実験のためのハイブリッドアンビル技術の開発について報告する。ハイブリッドアンビルは2種類の対向アンビルの組合せから成っている。片方はサファイアアンビル、あるいはサポート式SiCアンビルで、もう片方は、キュレットの中心に窪みを設けた炭化タングステンアンビルである。これまでのハイブリッドアンビルの加圧試験において、3.8トンの荷重で10GPaの圧力発生に成功している。
38001322
放射線グラフト捕集材を用いた湧水中フッ素・ホウ素除去効率化の検討
弥富 洋介; 保科 宏行; 瀬古 典明; 島田 顕臣; 尾方 伸久; 杉原 弘造; 笠井 昇; 植木 悠二; 玉田 正男
日本原子力学会和文論文誌 9(3), p.330-338(2010) ; (JAEA-J 07971)
- 独立行政法人日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、結晶質岩(花崗岩)を対象とした地層科学研究のため、瑞浪超深地層研究所において研究坑道の掘削工事を行っている。掘削工事に伴って発生する湧水(地下水)は、天然由来のフッ素とホウ素が含まれるため、排水処理設備において環境基準値以下まで除去した後、河川に放流している。今後増加していくと予測される湧水の効率的な処理が求められることから、低コストかつ小規模の設備で効率的な処理方法として放射線グラフト捕集材を用いた湧水中のフッ素及びホウ素除去の検討を行った。その結果、ホウ素については、一般的なイオン交換樹脂よりも約12倍の高速吸着処理が可能であり、繰り返し利用も可能であることを確認したが、湧水のpHによって捕集材の吸着性能が影響を受けることが明らかになった。また、フッ素についても、湧水中濃度の90%を吸着可能であったが、吸着性能はホウ素と比べると低くなった。その理由として、湧水中濃度の差が考えられ、吸着性能が十分発揮できる溶存濃度を把握してから、研究所の湧水に適用可能か判断する必要がある。
38001323
J-PARC中性子源用低温水素システムの動的特性
達本 衡輝; 麻生 智一; 加藤 崇; 大都 起一
低温工学 45(4), p.181-190(2010) ; (JAEA-J 07974)
- J-PARC核破砕中性子源では、MW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。低温水素システムでは、ビーム入射,停止時におけるkWオーダーの過渡的な熱負荷変動による圧力変動が与えられるため、アキュムレータによる容積制御とヒータによる熱補償制御を組合せた圧力制御機構を開発した。120kW、及び、300kW陽子ビームを25Hzで入射したときの動的な圧力変動試験を実施し、開発した圧力制御機構の有用性が明らかになった。また、この圧力変動を模擬する数値解析コードを開発し、実験結果を10%以内で表すことができ、1MW時における圧力変動は34kPaと見積れた。この値は設計許容値を十分下回ることが明らかになった。
38001324
α-Fe中でのCu析出物の相変化と障害物強度への影響に関する原子論的検討
都留 智仁; 阿部 陽介; 加治 芳行; 塚田 隆; 實川 資朗
材料 59(8), p.583-588(2010) ; (JAEA-J 07975)
- α-Fe中のCu不純物の相変化と障害物強度に対する影響に関して、原子論的手法に基づく解析を行った。その結果、Cu析出物は空孔のない場合でも直径が4nmを越えるとbcc構造から9R構造に相変化することがわかった。また、相変化した析出物では内部で9Rのすべりを要するため、張り出したらせん転位は界面で原子間の再配列を生じ、その結果障害物強度は上昇する。このことは、従来の剛性率効果からは見積もることができないため、析出物の成長とともに相変化を考慮した予測が必要であることを示唆した。
38001325
Pressure fluctuation behavior in the cryogenic hydrogen system caused by a 100 kW proton beam injection
達本 衡輝; 麻生 智一; 大都 起一; 上原 聡明; 櫻山 久志; 川上 善彦; 加藤 崇; 長谷川 勝一; 二川 正敏
AIP Conference Proceedings 1218 , p.289-296(2010) ; (JAEA-J 07976)
- J-PARCの核破砕中性子源ではMW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。陽子ビーム1MW時において、水素モデレータ容器内で発生する核発熱は約3.8kWであり、この大きな熱負荷を除去するために、大流量の超臨界圧水素を安定に強制循環させる低温システムを製作した。陽子ビームの入射・停止時において大きな圧力変動が与えられるため、ヒータによる熱補償と容積制御のアキュムレータを併用した圧力制御システムを開発した。昨年の12月に109kWの陽子ビーム25Hzで入射したときの低温水素システムの圧力変動試験を実施し、ビーム入射・停止時における圧力変動を5kPaに抑制することに成功した。本試験において、開発した圧力制御システムの有用性を確認することができた。
38001326
Development of the cryogenic hydrogen system for a spallation neutron source in J-PARC
達本 衡輝; 麻生 智一; 大都 起一; 上原 聡明; 櫻山 久志; 川上 善彦; 加藤 崇; 二川 正敏
AIP Conference Proceedings 1218 , p.297-304(2010) ; (JAEA-J 07977)
- J-PARCの核破砕中性子源ではMW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。陽子ビーム1MW時において、水素モデレータ容器内で発生する核発熱は約3.8kWであり、この大きな熱負荷を除去するために、大流量の超臨界圧水素を安定に強制循環させる低温システムを製作した。6か月に渡るオフビームコミッショニング期間で、低温水素システムの特性試験を実施し、設計どおりの性能を満たすことを確認することができた。
38001327
Development of a simulation code for a cool-down process of the cryogenic hydrogen system
達本 衡輝; 麻生 智一; 大都 起一; 加藤 崇; 二川 正敏
AIP Conference Proceedings 1218 , p.1154-1161(2010) ; (JAEA-J 07978)
- J-PARCの核破砕中性子源ではMW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。陽子ビーム1MW時において、水素モデレータ容器内で発生する核発熱は約3.8kWであり、この大きな熱負荷を除去するために、大流量の超臨界圧水素を安定に強制循環させる低温システムを製作した。本システムの冷却運転方法の確立を目指して、冷却プロセスを模擬する流体解析コードを開発し、種々の条件下における冷却プロセス解析を行い、最適な条件を見いだすことができ、19時間以内で定格状態まで冷却可能であることがわかった。
38001328
Pressure drop evaluation of the hydrogen circulation system for JSNS
達本 衡輝; 麻生 智一; 大都 起一; 加藤 崇; 二川 正敏
AIP Conference Proceedings 1218 , p.1162-1169(2010) ; (JAEA-J 07979)
- J-PARCの核破砕中性子源ではMW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。陽子ビーム1MW時において、水素モデレータ容器内で発生する核発熱は約3.8kWであり、この大きな熱負荷を除去するために、大流量の超臨界圧水素を安定に強制循環させる低温システムを製作した。低温水素システムの運転方法を検討するための解析コードを開発するためには、低温水素システム内の圧力損失を正確に評価する必要があった。本研究では、汎用の解析コードを用いて複雑な形状の構成機器の圧力損失を各々評価し、その解析結果を14%以内で記述できる圧力損失の相関式を導出することができた。
38001329
Neutron transport analysis for in-vessel diagnostics in ITER
石川 正男; 近藤 貴; 西谷 健夫; 河野 康則; 草間 義紀
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.43-47(2010) ; (JAEA-J 07988)
- ITERにおいて日本が調達するマイクロフィッションチェンバー(MFC)及びポロイダル偏光計の設計に向けて、中性子モンテカルロコード(MCNP)を用いた中性子輸送解析を行い、運転時におけるそれぞれの機器での核発熱量や温度上昇を評価した。その結果、MFCの排気管の核発熱量は最大で約0.3W/ccと評価された。この結果をもとに温度上昇を評価したところ、排気管に取り付けられる冷却用クランプの間隔を20cmとした場合の最大温度は約230℃となり、10cmとした場合は約150℃まで低減できることがわかった。また、上部ポート内に設置されるポロイダル偏光計の光学ミラー(ビーム径を140mmとして設計)のうち最もプラズマに近いミラーの核発熱量は、中性子遮蔽材を設置しない場合で約2W/ccと評価され、遮蔽材を使用した場合でも約0.8W/ccとなることがわかった。これに対し、ビーム径を140mmから100mmにして評価を行ったところ、ビーム径が140mmの時と比べて約30%以上核発熱量を低減することがわかった。今後、これらの結果をもとに、冷却機器や遮蔽材の設計を行っていく必要がある。
38001330
Development of the high voltage bushing for the ITER NBI
戸張 博之; 井上 多加志; 大楽 正幸; 梅田 尚孝; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 水野 貴敏; 渡邊 和弘; 坂本 慶司
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.152-156(2010) ; (JAEA-J 07989)
- ITER NBI用高電圧(HV)ブッシングは、ガス絶縁方式である-1MV高圧電源伝送系と真空中に設置する負イオン源及び静電加速器の間の圧力隔壁であり、かつ電力を絶縁導入する重要な機器である。HVブッシングの構造は負イオン加速器に対応し5段構造であり、各段の絶縁材には外径1.56mの大口径セラミックを用いる。これを金属接合(ロウ付け)することで真空境界を形成するが、過去にこれほど大型のセラミックのロウ付けは行われていない。種々のサンプル試験や強度解析を経て、今回、原子力機構は世界最大となる大口径セラミックと厚肉コバール材のロウ付けに初めて成功した。この結果を受けて、5段構造の高電圧ブッシングのうち1段分を模擬したモックアップを試作し、真空耐電圧性能の実証を目指した試験を遂行している。また、実機高電圧ブッシングの-1MV絶縁のための内部電界設計を行っている。本会議ではこれらの進捗状況について報告する。
38001331
A Design study of stable coil current control method for back-to-back thyristor converter in JT-60SA
島田 勝弘; 寺門 恒久; 松川 誠; Cara, P.*; Baulaigue, O.*; Gaio, E.*; Coletti, R.*; Candela, G.*; Coletti, A.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.163-168(2010) ; (JAEA-J 07990)
- This paper describes the stable coil current control method of back-to-back thyristor converters as a design study. The back-to-back thyristor converter is applied to "Base PS" which is low-voltage power supply for PF coil in JT-60SA. This converter has six arms of anti-parallel connected thyristor devices to enable to operate with 4 quadrant operation. The dead beat control method is applied on the current feedback control algorithm. In addition, the non-interacting control method is adopted between coil current and circulating current among converters, which is necessary for smooth reversing of the coil current polarity. The rate limiter for control angles of thyristor converter is introduced to suppress the excessive current unbalance between converters. To estimate the proposed coil current control method, the real "Base PS" models are simulated by "PSCAD/EMTDC" code. From the simulation results, the stable control capability was obtained.
38001332
Design status of JT-60SA vacuum vessel
芝間 祐介; 正木 圭; 櫻井 真治; 柴沼 清; 逆井 章
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.180-185(2010) ; (JAEA-J 07991)
- 原子力機構は、日欧協力によるサテライトトカマク(JT-60SA)を建設中である。ダイバータ機器,第一壁,容器内コイルが設置される真空容器は、大きな電磁力に耐えるために剛構造で、かつプラズマ着火のために高い一周抵抗の構造が要求される。このため、二重壁構造を採用し、壁間に放射線遮蔽ボロン水を満たす。非運転時には高温窒素ガスを流して200℃ベーキングを行う。真空容器の構造解析を実施し、設計に健全性を確保している。構造解析は、運転中のプラズマ消滅に起因する電磁力,ベーキング時の熱応力,地震力を想定する。真空容器の設計の現状を報告し、試作状況を紹介する。
38001333
Electric circuit analysis for plasma breakdown in JT-60SA
山内 邦仁; 島田 勝弘; 寺門 恒久; 松川 誠; Cara, P.*; Gaio, E.*; Santinelli, M.*; Coletti, R.*; Coletti, A.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.220-225(2010) ; (JAEA-J 07992)
- High current of about 500 kA will be induced in the passive structures such as vacuum vessel and stabilizing plate at plasma initiation in JT-60SA, because the total resistance of the passive structure is approximately 16 μΩ and the breakdown electric field of 0.5 V/m is expected for stable plasma initiation from the experiments of JT-60U. Therefore, a precise evaluation of the magnetic field performance using the accurate circuit analysis model has to be conducted to obtain stable plasma breakdown and for designing the detail of power supply system. In this paper, the preparation procedure of the analysis model will be presented. Then, some circuit analysis results of plasma breakdown will be given using ideal power supply and actual thyristor converter model for comparison. The delay effect of converter voltage control and the discrepancy of current control would be summarized as the first achievement. The voltage fluctuation of generator (H-MG, 400 MVA) at plasma initiation will be also described, because large reactive power fluctuation may cause large voltage fluctuation and sudden phase shift of the AC source voltage of thyristor converter.
38001334
Design of the fast plasma position control coils for JT-60SA
淺川 修二; 吉田 清
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.226-231(2010) ; (JAEA-J 07993)
- JT-60SAはソレノイドコイル(CS),平衡磁場コイル(EF),トロイダルコイル(TF),内部コイルなどから構成されている。2つの内部コイル(FPPCコイル)はプラズマの高速位置制御に使用される。FPPCコイルの設計仕様は、電流値120KAT,サイズ半径約4m,真空容器への支持数18か所である。本報告では、設計仕様に基づき設計されたFPPCコイルの構造(導体(銅),絶縁材料,ケース)や支持構造物の詳細について示している。コイルの製作過程についても述べている。また、設計されたコイルに働く電磁力解析と熱,構造解析についても述べ、絶縁材の温度が許容値以下であり、また、応力評価結果も設計基準を満たしていることを示している。
38001335
Heat loading of MeV accelerator grids during long pulse beam operation
梅田 尚孝; 水野 貴敏; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 江里 幸一郎; 戸張 博之; 大楽 正幸; 渡邊 和弘; 坂本 慶司; 井上 多加志
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.259-263(2010) ; (JAEA-J 07994)
- 原子力機構では、MeV級加速器においてITER級水素負イオンビームの長パルス加速試験を行っている。試験後の電極孔周囲には偏向した負イオンビーム及び負イオンから剥離した電子や電極から発生した2次電子等の衝突による溶融が見られ、高パワー・長パルスビーム加速のためには、ビーム偏向を補正するとともに電極の冷却性能向上が必要である。本研究では、3次元非定常熱解析により新電極の設計を行った。熱解析の結果、高パワービーム加速時には電極表面温度は数秒で融点(1084℃)を越え得ることが判明した。この対策として、従来、電極裏面にロー付けされていた冷却配管に代え、ガンドリルで直接電極孔間に冷却流路を設けることとした。その結果、電極表面温度上昇を低減するとともに、スペースの制約により14mmに制限されていた電極孔径を16mmに増加することができ、負イオン衝突による熱負荷の低減も可能となった。熱解析の結果、新電極では前回の電極に比べて大幅に温度上昇が抑制され、次回の試験ではさらなる高パワー・長パルス加速実現の見通しが得られた。
38001336
Optimization of plasma initiation scenarios in JT-60SA
松川 誠; 寺門 恒久; 山内 邦仁; 島田 勝弘; Cara, P.*; Gaio, E.*; Novello, L.*; Ferro, A.*; Coletti, R.*; Santinelli, M.*; Coletti, A.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.264-269(2010) ; (JAEA-J 07995)
- Reliable plasma initiation is very important in the nuclear fusion devices especially in superconducting tokamaks. Applicable breakdown electric field would be limited up to level of 0.5 V/m to suppress large AC losses in the superconducting magnet. Furthermore, induced current in the passive structure such as vacuum vessel and stabilizing plate would increased easily to the comparable level of plasma current with several hundred kA even in the case of ECH assist breakdown. Therefore, optimization of the applied voltage to the poloidal field coil is necessary for stable plasma initiation. In this paper, the rationalized plasma initiation scenario using cost effectively designed power supply system will be provided.
38001337
Deuterium retention in tungsten coating on the CFC tiles exposed to JT-60U divertor plasmas
福本 正勝; 仲野 友英; 正木 圭; 伊丹 潔; 上田 良夫*; 田辺 哲朗*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.369-374(2010) ; (JAEA-J 07996)
- 安全の観点から、核融合炉内のトリチウム蓄積量を基準値以下にする必要がある。そのため、水素同位体の蓄積量が比較的小さいタングステンが、ITERなどのプラズマ対向壁として有力である。これまで、タングステンへの重水素の蓄積量や表面形状の変化が基礎実験で調べられてきたが、トカマク装置を用いて調べた結果は少ない。大型トカマク装置でタングステンへの重水素の蓄積量や表面形状の変化を調べ、この結果を基礎実験の結果と比較・検討し、ITERのタングステン壁へのトリチウム蓄積量や表面形状の変化を予測する必要がある。JT-60Uでは、2003年に外側ダイバータの一部にタングステンを被覆した炭素繊維複合材料のタイルを設置し、2004年の実験終了後に一部のタイルを取り出した。本研究では、このタイルの表面状態と重水素の深さ分布を調べた。表面観察から、タングステン表面はスパッタリングにより損耗していたが、断面観察から損耗量は小さいことがわかった。タングステン層中の重水素の深さ分布は、タングステン層中の炭素不純物の分布と相似であった。したがって、重水素の蓄積量はタングステン層中の炭素量に依存している。
38001338
Present status of integrated performance achieved in tokamak experiments and critical issues towards DEMO reactor
坂本 宜照; 飛田 健次; 荒木 政則
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.375-380(2010) ; (JAEA-J 07997)
- 最近のトカマク実験は、1を超える等価エネルギー増倍率を達成するなど、高い核融合性能を得ている。さらに、ITERではエネルギー増倍率10の核燃焼実験を予定し、自己加熱による燃焼プラズマの物理基盤確立を目指している。一方で、原型炉では定常運転の必要性から、高い核融合性能だけでなく熱粒子制御を含めて総合性能を高める必要がある。ここで、総合性能の指標として規格化した7要素(閉じ込め性能,プラズマ圧力,自発電流割合,非誘導電流駆動割合,燃料純度,放射損失割合,プラズマ密度)を導入する。本発表では、これまでのトカマク実験で達成された総合性能を7要素を評価基準として整理し、原型炉に向けた重要課題について議論を行う。
38001339
Modeling of neutral transport for self-consistent transport simulations in tokamaks
本多 充; 滝塚 知典; 福山 淳*; 清水 勝宏
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.529-534(2010) ; (JAEA-J 07998)
- トカマクにおける中性粒子輸送モデルを1次元輸送コードTASK/TXに適した形で開発した。モデルは冷,熱,ハローの三種類の中性粒子に対する1次元拡散方程式からなっており、それらは二流体方程式とマクスウェル方程式と同時に解かれる。冷中性粒子の振る舞いは短い平均自由行程により1次元拡散方程式で容易にモデル化できるが、長い平均自由行程を持つ熱中性粒子は簡単にモデル化できない。磁気面形状の情報を考慮した実効平均自由行程を評価する手法の開発により、1次元拡散モデリングに適した熱中性粒子の拡散係数をうまく見積もることが可能になった。モデルの妥当性はモンテカルロコードを用いて検証された。
38001340
Fluid moments in modified guiding-centre coordinates
宮戸 直亮; Scott, B. D.*; 徳田 伸二*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.546-551(2010) ; (JAEA-J 07999)
- 一般に有限ラーマー半径効果により案内中心流体モーメントは対応する粒子流体モーメントとは異なる。最近、われわれは強いE×B流を含む案内中心基本1-形式を導き、それから場の理論を通して案内中心Vlasov-Poisson系を構築した。従来の強いE×B流を含む案内中心1-形式とは対照的に、導出した案内中心1-形式のシンプレクティック部分は標準的なジャイロ運動論的1-形式のそれと形式的に同じであり、案内中心ハミルトニアンも標準的ジャイロ運動論的ハミルトニアンの長波長極限に形式的に一致する。それゆえ、修正案内中心流体モーメントと粒子流体モーメントの間の関係は、長波長極限の標準ジャイロ運動論から得られるものと似ていることが予想される。そこで粒子流体モーメントを案内中心流体モーメントで表し、長波長極限の標準ジャイロ運動論から得られるものと比較する。
38001341
Progress of JT-60SA project towards an integrated research for ITER and DEMO
鎌田 裕; 石田 真一; Barabaschi, P.*; JT-60SAチーム
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.641-649(2010) ; (JAEA-J 08000)
- The JT-60SA project contributes to early realization of fusion energy by supporting exploitation of ITER and research towards DEMO. An integrated design and construction in Japan and Europe has been progressed intensively, and the project foresees its first plasma in 2016. The JT-60SA device is capable of confining break-even-equivalent class high-temperature plasmas lasting for a duration longer than the timescales characterizing the key plasma processes, such as current diffusion and particle recycling, with superconducting toroidal and poloidal field coils. JT-60SA demonstrates the highly integrated plasma performances required for DEMO such as full non-inductive steady-state operation with high plasma beta exceeding the no-wall ideal stability limits, and establishes ITER-relevant high density plasma regimes. An integration of achievements in JT-60SA high-beta steady-state plasmas and ITER burning plasmas will make DEMO designs more realistic and attractive.
38001342
Decohesion of Al grain boundary by hydrogen and liquid metals; A First-principles study
山口 正剛; 海老原 健一; 板倉 充洋; 鈴土 知明; 蕪木 英雄
Proceedings of 12th International Conference on Aluminium Alloys (ICAA-12) , p.1413-1420(2010) ; (JAEA-J 08001)
- アルミニウムの水素による粒界脆化のメカニズムは長い間わかっていない。われわれは第一原理計算により、アルミの粒界に水素が偏析すること、偏析すると粒界凝集エネルギーが下り粒界割れが起こりやすくなることを示した。また、アルミの表面に水素が吸着した状態は、水素ガスの状態と比べてエネルギーがほぼ同程度のため、アルミの中に水素が侵入しなければ水素ガス環境下で脆化することはないことがわかった。また予備的な計算として、Al-(Hg, Ga)などの組合せの液体金属脆化を示す系について計算を行ったところ、HgもGaも水素と同様にしてアルミの粒界凝集エネルギーを低下させることがわかった。これは、水素脆化も液体金属脆化も同じメカニズムで生じることを示している。
38001343
Fracture stress estimation method of SiC components in IS process
竹上 弘彰; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎; 塩沢 周策
Proceedings of 2nd International Topical Meeting on the Safety and Technology of Nuclear Hydrogen Production, Control and Management (2IST-NH2) (CD-ROM) , p.95-100(2010) ; (JAEA-J 08014)
- 将来の水素社会到来による大規模水素需要に対応するため、原子力機構では高温ガス炉を用いたISプロセス熱化学水素製造法の研究開発を行っている。本研究では、重要機器の一つである硫酸分解器に用いる大型のSiC製機器の強度評価法を検討した。異形状の強度比較に有効体積を用い、ばらつきを示すパラメータであるワイブル係数を常圧焼結SiC製機器に最適化することにより、実機評価を不要とするSiC構造体の強度評価法とした。さらに、評価法の検証としてSiC配管モデル試験体を用いた破壊試験を行い、提案した強度評価法を検証した。破壊試験の結果、SiC配管モデルの破壊強度は推定値を満足しており、強度評価法が有効であることを確認した。
38001344
Failure and its mechanism of LWR and research reactor fuels
柳澤 和章
Proceedings of 3rd International Symposium on Symbiotic Nuclear Power Systems for 21st Century (ISSNP 2010) (CD-ROM) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 08015)
- 軽水炉燃料はUO2ペレットを円筒状のジルカロイの鞘で被覆したものであるし、研究炉燃料はUAlx又はU3Si2を芯材とし、Al-Mg合金で板状に被覆したものである。(1)軽水炉燃料はノルウエーにあるハルデン炉(HBWR)で最大約20MWd/kgUまでベース照射しその後出力急昇試験に掛けてPCI破損の有無を確かめた。結果は、HBWR条件で得た破損しきい値よりもLWR条件で得た破損しきい値のほうが低かった。炉内実験データは燃料ふるまい計算コードFEMAXIに供給し、PCI破損応力とFPガス放出率(FGR)を求めた。(2)未照射又は照射済み軽水炉燃料をNSRRRにてパルス照射し、破損とそのメカニズムを調べた。未照射燃料は260cal/g·fuelで破損し、溶融脆化が破損メカニズムである。照射済み燃料はPWRについて調べたが、118cal/g·fuelで燃料は縦方向に一稜線沿いに大きく裂けた。大きなPCMI(ペレットー被覆管機械的相互作用)と過渡的FGR(核分裂ガス放出)の重畳がメカニズムとして考えられる。研究炉用シリサイド燃料は、溶融点以下において被覆を貫通する割れで破損した。これは燃料板上に生じた局所的な不均一温度分布により発生するクェンチ時の引張応力がメカニズムである。
38001345
Numerical simulation of MONJU plant dynamics by Super-COPD using previous startup tests data
山田 文昭; 大平 博昭
Proceedings of 3rd Joint US-European FLuids Engineering Summer Meeting and 8th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels (ASME 2010) (CD-ROM) , 8p.(2010) ; (JAEA-J 08016)
- 本研究は、汎用プラント動特性解析コードSuper-COPDの原子炉容器上部プレナムと中間熱交換器1次側入口プレナムについて、「もんじゅ」の起動試験条件における、新しいフローネットワークモデルを提案した。新モデルを組込むプラント全体のフローネットワークモデルについて、プラントトリップシミュレーションから、妥当性を示した。また1次主冷却系と2次主冷却系のフローネットワークモデルについては、自然循環シミュレーションから、妥当性を示した。これらのシミュレーションを通して、Super-COPDコードの「もんじゅ」フローネットワークモデルは良い精度でプラント全体の動特性をシミュレートでき、「もんじゅ」の次期起動試験のプラント動特性解析に適用できると結論付けた。
38001346
High-precision reconstruction of gas-liquid interface in PLIC-VOF framework on unstructured mesh
伊藤 啓; 功刀 資彰*; 大島 宏之
Proceedings of 6th International Conference on Computational Fluid Dynamics (ICCFD-6) , p.116-117(2010) ; (JAEA-J 08017)
- 本研究では、2次元非構造格子系において、高精度Volume-of-fluid法の界面勾配ベクトル計算手法を高精度化する。その際、近傍の界面セルにおいて定義される高さ関数の最小二乗近似によって計算を行う手法を構築し、加えて、界面とセルの幾何学関係式を用いて気液各相の体積を保存しながら界面の再構築を行う。非構造格子系における基礎検証の結果、高精度計算手法によって任意の直線界面が再現できることを明らかにし、また、Slotted-disk回転問題において計算誤差が減少することを示す。
38001347
Irradiation condition on accelerated ageing test of cable designed for nuclear power plants
島田 明彦; 工藤 久明*; 出崎 亮; 大島 武; 田村 清俊; 瀬口 忠男*
Proceedings of International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis 2010 (CMD 2010), Vol.2 , p.705-708(2010) ; (JAEA-J 08019)
- 原子力発電所で使われるケーブル絶縁材料の寿命評価は、安全な稼働のために、非常に重要である。現在、ケーブルの寿命評価は、実環境に比べて高温,高線量率下で行われている。この場合、われわれは、適切な線量率を選ぶ必要がある。その際に重要なことは、実環境と同じように、照射中は常に高分子樹脂のケーブル絶縁材が均一に酸化されることである。高分子樹脂の酸化深さは、線量率と、酸素の樹脂中の拡散係数によって決まる。もし、照射温度を上げることにより酸素の拡散係数が上昇するならば、高線量率での照射が可能となる。そこで、ケーブル絶縁材料として用いられる、XLPE, EPR, PVC, SiRについて、線量率と照射温度の関係を調べた。照射はコバルト60のγ線を用い、線量率は、最大1kGy/hとした。照射による劣化度合いを引っ張り試験,ゲル分率・膨潤比測定,SEM-EDS,FT-IRによって調べた。ゲル分率・膨潤比測定では、常温放射線照射で、SiRはほぼ均一に劣化していたが、EPRは表面がより激しく劣化しており、材質による劣化挙動の違いを示すことができた。
38001348
Neutronic calculations for steel-reflected fast critical systems with the sub-group SN method
千葉 豪; 久語 輝彦
Proceedings of International Conference on Physics of Reactors; Advances in Reactor Physics to Power the Nuclear Renaissance (PHYSOR 2010) (CD-COM) , 11p.(2010) ; (JAEA-J 08020)
- サブグループ間の遷移確率を考慮したサブグループSN法を用いて鉄反射体付き高速臨界体系の中性子輸送計算を行った。サブグループ間の遷移確率は、自群散乱のみならず、従来無視されてきた他群散乱についても考慮した。ICSBEPハンドブックに収納されている幾つかの鉄反射体付き高速臨界体系に対してサブグループSN法による中性子輸送計算を実施し、実効増倍率及び0.1MeV以上の中性子束空間分布について参照解と非常に一致の良い解を得た。一方、大きな幅広い共鳴が存在するエネルギー群では、計算精度が向上しないことがわかった。
38001349
OECD/NEA expert group on uncertainty analysis for criticality safety assessment; Current activities
Ivanova, T.*; Fernex, F.*; Kolbe, E.*; Vasiliev, A.*; Lee, G. S.*; Woo, S. W.*; Mennerdahl, D.*; 長家 康展; Neuber, J. C.*; Hoefer, A.*; Rearden, B.*; Mueller, D.*; Rugama, Y.*; Santamarina, A.*; Venard, C.*; Tsiboulia, A.*; Golovko, Y.*
Proceedings of International Conference on Physics of Reactors; Advances in Reactor Physics to Power the Nuclear Renaissance (PHYSOR 2010) (CD-COM) , 15p.(2010) ; (JAEA-J 08021)
- 臨界安全関連トピックスの情報交換の促進,不確定性解析のための手法とツールの比較,性能評価,臨界計算妥当性評価のための安全で効率的な手法の選択/開発の支援を目的として、2007年12月、臨界安全に関するOECD/NEAのワーキングパーティにおいて、臨界安全評価のための不確定性解析に関する専門家グループを発足した。現段階では、本グループは臨界計算の妥当性評価手法に着目している。その手法の多様化に伴い、各手法について詳細に調査し、性能評価することは、臨界安全コミュニティにとって有益である。また、これらの手法を評価する人,使用を考えている人,開発者にとっても有益である。フェーズIとして、類似性評価,keffバイアスの定義,バイアスの不確定性,類似体系の選択を含む妥当性評価手法についてベンチマーク計算により比較した。手法の説明とベンチマーク結果は、妥当性評価手法の現状レポートとしてまとめる予定である。本論文では、専門家グループの現在と将来の活動、現在用いられている妥当性評価手法,フェーズIベンチマーク結果について報告する。
38001350
「もんじゅ」におけるナトリウム漏えい検出設備の保全活動
武藤 啓太郎
日本保全学会第7回学術講演会要旨集 , p.235-237(2010) ; (JAEA-J 08022)
- 「もんじゅ」は冷却材にナトリウムを用いた高速増殖炉であり、ナトリウム漏えい事故以降約14年間の中断を経て2010年5月5日に「もんじゅ」は運転を再開した。停止期間中においてもナトリウム系統は稼動しており、その中で幾つかのナトリウム漏えい検出器のトラブルを経験している。漏えい検出器の性能と信頼性向上のために検出器の変更や保全活動の改善を実施しており、例として2次系接触型ナトリウム漏えい検出器(CLD)において耐イオンマイグレーション品への変更をしたこと、保全活動における絶縁抵抗値の測定周期を増やしたことが挙げられる。今後も保全及び運転の経験や技術開発によりナトリウム漏えい検出器の性能,信頼性の向上を図っていく。
38001351
高速実験炉「常陽」の保守経験,1; 「常陽」における保守活動の概要
住野 公造; 小林 哲彦; 礒崎 和則; 吉田 昌宏
日本保全学会第7回学術講演会要旨集 , p.255-257(2010) ; (JAEA-J 08023)
- 高速実験炉「常陽」では、安全上の重要度分類に基づき、これまでの経験・知見を反映して、効率的・効果的な保全計画を策定して30年以上に渡り保守業務を展開してきた。その結果、系統が複雑で遠隔操作に確実性が求められ、放射性Na付着等が伴う燃料取扱系の保守業務の比重が大きいものの、Na冷却系に関しては、保守範囲が駆動部等の冷却材に接しない部分に限られていることに加え、Naの純度管理を適切に行うことにより、腐食に起因する保全活動も負担とならないことが実証された。また、高経年化に関する評価を行い、中長期保全計画を策定し、これに基づく保全業務を展開した結果、主な経年劣化事象は、冷却水及び大気環境による材料の腐食・侵食,絶縁劣化によるものであり、高速炉プラント特有のものはないことが確認された。
38001352
高速実験炉「常陽」の保守経験,2; 「常陽」ナトリウム冷却系電磁ポンプの保守経験
須藤 正義; 菅谷 孝; 住野 公造
日本保全学会第7回学術講演会要旨集 , p.258-262(2010) ; (JAEA-J 08024)
- 高速実験炉「常陽」では、冷却材に使用している液体金属ナトリウムの循環に機械式ポンプと電磁ポンプを用いている。このうち、電磁ポンプについては、高速炉特有の機器で他のプラントでの使用例が少ないことから、「常陽」に設置した5基についてその特徴を踏まえた開放点検を計画的に行うことにより、健全性を確保するとともにその結果を踏まえて長期的な保守計画を検討した。電磁ポンプの開放点検を行った結果、ほこりの付着等により一部に絶縁低下が確認されたが、清掃や絶縁テープの補強・交換等により回復できる程度のものであった。また、性能を害する変色,変形等はなく、銅エンドバーの異常な減肉がないことも確認でき、これまで行ってきた保全活動により健全性が確保されていることを実証した。
38001353
高速実験炉「常陽」の保守経験,3; 非常用ディーゼル発電機のクランク軸受磨耗の原因と対策
舟木 功; 飛田 茂治; 長井 秋則; 西野 一成
日本保全学会第7回学術講演会要旨集 , p.263-266(2010) ; (JAEA-J 08025)
- 高速実験炉「常陽」において、非常用ディーゼル発電機の無負荷による短時間試運転を週1回の頻度で30年以上に渡り実施してきた。このため、発生した不燃性ガス中のカーボン粒子の蓄積が原因による、クランクシャフト用軸受の磨耗を確認した。よって、非常用ディーゼル発電機の保守計画を変更した。
38001354
熱化学法ISプロセスにおける直接接触硫酸濃縮試験
野口 弘喜; 久保 真治; 小貫 薫
日本機械学会関東支部茨城講演会2010講演論文集 , p.77-78(2010) ; (JAEA-J 08027)
- 日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉の核熱を用いて水から水素を製造する熱化学法ISプロセスの研究開発を進めている。熱化学法ISプロセスの実用化には、コンパクトで簡素な機器の開発が必須である。これに対し、直接接触式熱交換器は、従来の伝熱管型やプレート型の熱交換器と異なり、伝熱壁が不要であり、有効伝熱面積を大きくできるため、機器のコンパクト化や構造の簡素化が可能である。そこで、直接接触式熱交換器を熱化学法ISプロセスの硫酸濃縮工程に適用するための試験計画を立案した。本稿では硫酸濃縮に用いる直接接触式熱交換器の設計に必要な硫酸の物質移動係数の測定方法について検討した結果を報告する。
38001355
地震加速度に対する沸騰二相流挙動の影響に関する数値予測
三澤 丈治; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本混相流学会年会講演会2010講演論文集 , p.92-93(2010) ; (JAEA-J 08028)
- 熱流体と構造体が相互に作用する条件に対する解析手法開発の一環として、原子炉が地震によって振動する場合の燃料集合体内沸騰二相流挙動に関する評価計算を行っている。今回は、振動の方向に着目し、振動方向が二相流挙動に及ぼす影響をパラメータ計算によって明らかにした。解析体系は、燃料集合体内で隣り合う2本の燃料棒によって囲まれるサブチャンネルを簡略模擬した2次元の両面加熱平板である。流体である水は鉛直下方から流入し、平板によって加熱されて沸騰し、水と蒸気の二相流となる。地震による沸騰二相流への影響を解析するために、流体の運動方程式に地震加速度項を付加した。解析は、加速度400ガルの条件で、燃料集合体水平方向へ与える加速度の振動周期を0.08秒から1.2秒の範囲とし、垂直方向へ与える加速度の振動周期を0.15秒として実施した。一連の解析の結果、振動周期が同じならば水平方向に加速度を与えた場合の方が、垂直方向の場合よりも沸騰二相流挙動に及ぼす影響は顕著であることがわかった。また、水平方向に加速度を与えた場合には、振動周期の減少に伴い、ボイド率の変動に時間遅れが発生し、この時間遅れが、ボイド率の大きさに起因していることがわかった。
38001356
Modelling performed using the PHREEQC and PHREEQC-TRANS codes
本田 明; 稲垣 学; 山口 耕平; Walker, C.
Nagra NAB 10-07 , p.66-116(2010) ; (JAEA-J 08029)
- 国際共同プロジェクトであるLCS(Long-term Cement Studies)プロジェクトの一環として本レポートが作成された。LCSプロジェクトの参加機関はNAGRA, NDA, POSIVA, JAEAである。本レポートにはLCSプロジェクトのフェーズ1で実施されたベンチマーク解析及びグリムゼルテストサイトで実施された原位置試験の一部が掲載された。セメント水和反応のベンチマーク解析では、3機関(Quintessa (funded by NDA), Josep M. Soler (funded by POSIVA)、及びJAEA)とも液相中の元素濃度の経時変化をよく再現し、また、水和反応の生成物や初生鉱物の量の変化についてもよく再現された。輸送を伴う環境での岩盤と高pH溶液の化学反応のベンチマーク解析では、3機関とも液相中の元素濃度の変化の傾向は比較的よく再現された。一方、実験で確認された透水性の減少の再現性は乏しく、実験で二次的な沈殿物が観察されなかったことや計算においても二次的な沈殿物の生成量は少ない点から、間隙の一部分の閉塞が全体の透水性を大きく低下させているのではないかと推測された。
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