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小川 和彦; 神永 文人*
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(1), p.1 - 5, 2009/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)放射線分解ガスボイドの生成に伴うフィードバック反応度を評価することは、核燃料再処理施設での臨界事故規模を評価するうえで重要である。過渡臨界実験装置(TRACY)の即発臨界時において、ガスボイド生成直後に出力及び炉心圧力の規則的な小振動が観測されている。この出力の小振動がガスボイドの圧縮性に起因することに着目し、出力と圧力の時間変化からボイド反応度係数を評価する手法を考案した。反応度変化は出力の逆解析から、ガスボイドの体積変化は炉心圧力変化から算出した。評価の結果、ガスボイドが中性子束に従い中央部に存在する場合は、溶液中にガスボイドが均一に存在する場合に比べ、負の反応度価値は大きくなることを実験的に示した。
小川 和彦; 神永 文人*
Journal of Nuclear Science and Technology, 45(10), p.1028 - 1035, 2008/10
被引用回数：3 パーセンタイル：23.51(Nuclear Science & Technology)過渡臨界実験装置(TRACY)の即発臨界時において放射線分解ガスの生成に伴う減衰を含む周期的な振動状圧力応答が観測されている。この振動状圧力応答は放射線分解ガスボイドの圧縮性に起因すると考え、振動モデルを用いてガスボイド生成量を評価する手法を考案した。本稿では、最初にTRACYで観測した代表的な放射線分解ガスの生成に伴う振動状圧力応答及びガスボイド挙動の特徴を示し、次に炭酸水を用いて、放射線分解ガスの生成を模擬した簡単な実験を行い、従来の研究では明らかでないガスボイド生成に伴う圧力応答について、実験的に検証し、ガスボイド生成量を評価するモデルを検証した。さらに、検証したモデルをTRACY実験における放射線分解ガス生成量の評価に適用し、放射線分解ガスボイド生成量をエネルギーの関数として示した。
神永 文人*
JAERI-Tech 2002-012, 68 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-012.pdf:2.45MB
シビアアクシデント時の伝熱現象における1つの素過程として、溶融炉心の長期の冷却特性に対して重要な事象である狭隘流路内の低流量条件下での沸騰熱伝達の解明を行った。自然循環条件下での実験と解析の結果、水を使用した結果とエタノールの一部の結果では、沸騰熱伝達に対する管径の影響が明確に現れ、細い管ほどまた圧力が高いほど熱伝達率が増加し、その値はプール沸騰の場合と比べかなり大きくなることが示された。また流動様式が環状流に遷移し、液膜の蒸発熱伝達が支配的であると仮定して解析すると、熱伝達を良く評価できることが示された。強制循環条件下での実験と解析の結果、ウエーバ数が伝熱様式に重要な影響があることが示された。ウエーバ数が0.15より小さい循環条件(質量流束62kg/m
s以上)では、従来の強制循環での沸騰熱伝達とほぼ類似の特性を持つ。また、今回の実験範囲である低質量流束条件であっても、細管であるため対流熱伝達率は大きくなる。そのため、低熱流束領域では対流の効果が大きくなり、見かけ上、沸騰熱伝達が促進される。この場合、限界熱流束は甲藤のL領域相関で予測できる。一方、ウエーバ数が0.2より大きい循環条件(質量流束53kg/ms以下)では、沸騰熱伝達はより促進され、その促進は熱伝達様式が環状流での液膜蒸発熱伝達に遷移するためであることが示された。ただ、限界熱流束は甲藤のL領域相関式よりかなり小さくなる。その原因は、ウエーバ数が大きいため、液膜が伝熱面から剥離しやすくなり、小さな流量変動で、位置的,時間的にドライな状態が伝熱面に形成されやすくなるためである。したがって、低流量での狭隘流路内沸騰熱伝達評価には、実際に流路を流れる流量の考慮が最も重要であることが示唆された。
神永 雅紀; 木下 秀孝; 羽賀 勝洋; 日野 竜太郎; 中村 文人*; 大橋 正久*
JAERI-Tech 2000-044, 25 Pages, 2000/06
JAERI-Tech-2000-044.pdf:4.64MB
原研とKEKが共同で進めている大強度陽子加速器計画では、最高5MWのパルス状陽子ビームを水銀ターゲットに入射させ、核破砕反応により発生した大強度の中性子を生命・物質科学等の先端科学分野の研究に利用する予定である。水銀ターゲットシステムの水銀循環ポンプは、優れた循環性能と高い信頼性及び小型化が要求される。そこで、比較的低回転で高揚程が実現できる機械的ギアポンプに着目し、水銀を流体とした場合のギアポンプの特性を把握するために定格流量15L/minのギアポンプを試作してポンプ特性試験を実施した。試作したポンプは、定格回転数350rpmにおいて設計流量15L/minを上回る23.1L/minを達成し優れた循環性能を示した。ポンプ回転数に対する流量特性は、回転数にリニアに比例することから、回転数により流量が容易に制御できるとともに、回転数による流量の評価が可能である。
桜井 文雄; 熊田 博明; 神永 文人*
日本原子力学会誌, 42(4), p.325 - 333, 2000/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)本研究においては、サイフォンブレーク弁の炉心冠水維持装置としての性能を評価するためのプログラムを開発し、その試験・研究炉への適用性を実験的に検討した。本プログラムにおいては、サイフォンブレーク弁から吸入された空気と1次冷却水が配管内において完全に分離するとした気液完全分離モデルを採用した。本モデルにより、サイフォンブレーク弁の炉心冠水維持性能は確実に評価できることを検証した。また、非常に流出流量が大きい1次冷却系配管破損事故における冷却水流出事象を精度良く解析するためには、空気の巻き込みを伴う渦(air-entraining vortex)の発生を考慮する必要があることが明らかとなった。
神永 文人*; 松村 邦仁*; 中村 弘史*
JNC TY9400 2000-003, 99 Pages, 1999/08
JNC-TY9400-2000-003.pdf:6.48MB
本報告は核燃料サイクル開発機構との表記の共同研究について、1998年度に茨城大学工学部において実施した研究の内容である。また、本年度は研究の最終年度にあたるため、前年度までの成果も加え、最終報告書としでまとめた。容器内へ流入する液流れと容器内の自由液面との相互作用によって生じる振動現象は、主にFBRの安全性に関連して非常に重要である。しかし、自由液面を有する容器内に上側から液体が流入する場合に生じる液面振動については、開水路流れを対象としたものを除くとこれまでほとんど研究がなされていない。本研究では自由噴流による液面振動に着目し、容器内流体の自由液面とその液面に流入する流れの相互作用によって発生する自由液面の非線型不安定現象について、現象の詳細な知見を得ることを目的とし、矩形2次元容器による実験的研究を行った。昨年度は、試験容器を製作し、容器内自由液面に生じる振動現象について容器の大きさと流入条件が振動現象に与える影響を実験的に調べた、本年度は、昨年度と同じ試験装置を用いて、噴流の吹き出しノズルが液面下に設置された場合について実験を行うとともに、内部流れの可視化を行い、液面振動と内部流れとの関係を調べ、液面振動の発生メカニズムの解明を試みた。その結果、液面に生じる振動形態は、容器長さ・流入位置・流入角度および水深によって決まり、振幅の大きな振動としては、スロッシング状固有振動と固有振動間で見られる遷移振動であることが明かとなった。またこの液面の振動は流入する噴流の変動と相間があり、液面振動には噴流の蛇行が不可欠であることも明らかとなった。
桜井 文雄; 島川 聡司; 小森 芳廣; 土橋 敬一郎; 神永 文人*
日本原子力学会誌, 41(1), p.57 - 65, 1999/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)試験・研究炉においては、最近の高度化する利用ニーズ等に対応するため、高ウラン密度燃料材及びCdワイヤ可燃性吸収体を使用する高性能燃料を採取し、炉心性能の向上を図る必要がある。このため、少数群拡散計算法を用いる上記高性能燃料の設計手法を開発した。本報においては、Cdワイヤ入り燃料要素の少数群拡散計算用群定数作成法の開発、臨界実験装置JMTRCを用いた実験による同群定数作成法の検証、同手法を用いてのJMTR用高性能低濃縮燃料要素の設計及び同燃料要素を用いたJMTR炉心の特性試験について報告する。
神永 雅紀; 日野 竜太郎; 須々木 晃*; 坂下 元昭*; 中村 文人*; 田川 久人*
Proc. of 14th Meeting of the Int. Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-14), 1, p.269 - 277, 1998/00
5MW水銀ターゲットシステムの設計では、水銀による構造材の浸食や腐食を防ぐために低流速で十分な除熱能力を確保する必要がある。本報告では、低流速で除熱可能なクロスフロー方式ターゲットの概念を検討するために実施した熱流動解析結果について述べる。再循環流を防ぎ流れをビームに対してクロスされる構造とするため、容器内部にビームと並行に整流板を2枚設置し整流板に設けた開口部をビーム窓に近づくに従って大きくする構造を提案した。本構造を採用することにより、水銀の最高温度は220
C以下に、水銀流速は1.5m/s以下に抑えることが可能であることを解析により示した。さらに、開孔率を変えることにより最高温度を低減することが可能であるとの目処を得た。
日野 竜太郎; 羽賀 勝洋; 神永 雅紀; 麻生 智一; 粉川 広行; 石倉 修一*; 須々木 晃*; 中村 文人*; 熊坂 勝行*; 坂下 元昭*
JAERI-Tech 97-035, 194 Pages, 1997/07
中性子科学研究計画では中性子散乱研究施設を最初に建設する予定であるが、それを実現するためには、陽子加速器からの5MW規模の陽子ビームを受けるターゲット技術の確立が不可欠である。そこで、ターゲット技術開発の第1段階として、ターゲットを中心としたシステム概念を明らかにするための検討を行った。本報告では、システム検討の基本条件、ターゲット、遠隔操作機器、生体遮蔽体などを組み合わせたターゲットシステムの構成、ターゲットや減速材の冷却設備、ビームポートシャッター、建屋換気系などの系統構成と機器仕様、遠隔保守方法、安全評価検討及び今後必要なR&D項目について述べる。
佐藤 千之助*; 神永 文人*
PNC TJ9613 89-001, 75 Pages, 1989/06
本報告は高速増殖炉(FBR)の制御材として用いられる炭化硼素(B4C)ペレットとひの被覆管との間のギャップ熱伝達についての研究成果を述べたものである。本年度は、昨年度までに得られた結果を再検討するとともに、これまでの実験データの誤差の原因となっていた、被覆管内におけるペレットの偏心と上下方向への熱の散逸をできるだけ少なくし、加えて伝熱利用の評価をより正確に行える環状ギャップを持つ実験装置を新たに製作し、ギャップ幅0.5mmでのギャップ熱伝達の計測をB4Cペレットの表面温度で600
の範囲まで行った。さらに、放射伝熱量の評価計算に必要なB4Cとステンレスの放射率に計測と、ギャップ内の伝熱量の周方向分布に帯するB4Cペレットの偏心の影響を有限要素法を用いて数値的に評価した。その結果、B4Cとステンレス被覆管の放射率はそれぞれ、0.85と0.25であること、B4Cペレット偏心による周方向の伝熱量は、0.5mmの初期ギャップ幅が偏心によって最小幅位置で0.125mmになった場合、、
25%の範囲に分布することが分かった。さらに、ギャップ幅が0.5mm程度で、ギャップガスがヘリウムである場合、ギャップ部の熱伝達はガスの熱伝導とB4Cペレットと被覆管の間の熱放射により予測できることが明らかにされた。
露崎 典平; 斎藤 隆; 石上 信哉*; 河田 通敬*; 紺野 真信*; 神永 文人*; 岡本 芳三*
JAERI-M 88-196, 39 Pages, 1988/10
原子炉プラントなどにヒートパイプを使用した場合、通常運転時の特性のみならず、事故時の過渡応答特性を求める必要がある。しかしながらヒートパイプの加熱部温度及び熱負荷が急変した場合のヒートパイプの過渡応答特性については、ほとんど研究がなされていないのが現状である。本研究は、原子炉中性子照射装置用の冷却に用いる重力型水ヒートパイプと同型の可視化模擬ヒートパイプ実験装置を作成し、これを用いて加熱部の熱負荷の過渡変化時及び定常時の作動流体の流動様式や沸騰と凝縮の機構を調べた。実験の結果、蒸発部が一定の作動温度以上であれば数秒で作動開始することがわかった。
露崎 典平; 斎藤 隆; 石上 信哉*; 河田 通敬*; 紺野 真信*; 神永 文人*; 岡本 芳三*
JAERI-M 88-183, 118 Pages, 1988/10
原子炉内にヒートパイプを使用する場合、炉の通常運転時の作動特性のみならず事故時等の過渡応答特性を求める必要がある。しかしながらヒートパイプの加熱部の温度および熱負荷が急変した場合のヒートパイプの過渡応答特性については、ほとんど研究がなされていない。本研究は、原子炉中性子照射用キャプセルの冷却に用いる電力型水ヒートパイプ及び可変コンダクタンス型ヒートパイプについて、加熱部の熱負荷が突変した場合におけるヒートパイプの過渡応答特性を調べるために実施したものである。実験の結果、最適な作動状態では2~3秒で応答することが明らかになった。
神永 文人*; 露崎 典平; 斎藤 隆; 紺野 貞信*; 岡本 芳三*
Inst. Space Aeronaut. Sci., Rep., No. 6, p.55 - 60, 1988/00
原子炉の出力上昇時における炉内照射試料の発熱量変化を模擬して、その過渡変化時におけるヒートパイプの熱輸送応答を実験的に求めた。
岡本 芳三*; 神永 文人*; 刑部 真弘*; 大岡 紀一; 小川 和彦*; 金谷 邦雄
Technical Digest of the 7th Sensor Symp., 1988, p.107 - 110, 1988/00
物体表面より放出される赤外線放射エネルギーを非接触でとらえ、二次元のサーモ像と表示する赤外線ふく射計を使用して欠陥を検知すると共に、表面欠陥より放出される空洞ふく射作用により、欠陥の深さを求めることが可能な方法を示したものである。線状人工欠陥付試験片を試作し、本方法とX線透過試験及び超音波探傷試験による識別限界についての比較検討を行った。その結果、本方法及び放射線透過試験では、0.15mmまでの表面線状欠陥の検出が可能であり、超音波探傷試験では、0.3mmまでが限界であった。また、X線及び超音波による非破壊試験では、欠陥の深さを求めることは困難であるのに対し、本方法では、熱流場における空洞ふく射効果によるふく射温度差を求めることにより、欠陥深さと巾の比が3倍程度までの欠陥深さを求めることが可能であることを明らかにした。
大岡 紀一; 金谷 邦雄; 神永 文人*; 岡本 芳三*
流れ可視化, 7(27), p.17 - 23, 1987/00
非破壊試験法は、製造工程中の品質管理を目的とする検査、あるいは各種プラントの故障診断及び事故調査などで原因究明のための手段として適用されている。本稿は、種々の非破壊検査によって検出される。材料中の欠陥検出法とその可視化技術の現状を概説する。
田坂 完二; 早田 邦久; 斯波 正誼; 神永 文人*
JAERI-M 7037, 141 Pages, 1977/04
LOFTのLI-2実験をRELAP-4Jコードにより解析した。LI-2は炉心を抵抗で模擬し、ECCSを作動させない最も簡単な低温側配管の両端破断のもとづく等温ブローダウンであり、LOFT実験の基礎をなす。解析の結果以下の点が明らかとなった。(1)系の圧力の時間変化は実験結果とよく一致する。圧力の時間変化に大きな影響を及ぼす因子は、(a)破断ループのポンプ模擬体、蒸気発生器模擬体、およびノズルの流動抵抗、(b)ダウンカマーおよび蒸気発生器入口側ボリュームの水位、(c)ダウンカマー構造体による水の加熱、等である。(2)加圧器の圧力は実験結果にくらべてはやく低下する。これはサージラインの流動抵抗が小さいためでありさらに検討必要。(3)低温側配管においては密度の時間変化は実験結果とよく一致したが、高温側配管においては不一致が大きい。不一致の原因は高温側配管においては流量が小さく流れの不均質性が大きいことにおもによっていると考えられる。
