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出口 祥啓*; 村中 亮太*; 神本 崇博*; 高木 琢*; 菊地 晋; 栗原 成計
Applied Thermal Engineering, 114, p.1319 - 1324, 2017/03
被引用回数：3 パーセンタイル：15.77(Thermodynamics)本研究の目的はナトリウム-水反応(気相反応)の反応経路および反応生成物を定量的に明らかにすることである。反応経路および反応生成物を分析するために、対向流火炎装置を用いた。測定の結果、反応場における主要な生成物はNaOHであり、Na酸化物はNaOHに対して無視し得るレベルであることが明らかになった。
出口 祥啓*; 村中 亮太*; 神本 崇博*; 高木 琢*; 菊地 晋; 栗原 成計
Proceedings of 3rd International Workshop on Heat Transfer Advances for Energy Conservation and Pollution Control (IWHT 2015) (CD-ROM), 6 Pages, 2015/10
本研究の目的はナトリウム-水反応(気相反応)の反応経路および反応生成物を定量的に明らかにすることである。反応経路および反応生成物を分析するために、対向流火炎装置を用いた。測定の結果、反応場における主要な生成物はNaOHであり、Na酸化物はNaOHに対して無視し得るレベルであることが明らかになった。
出口 祥啓*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋; 大島 宏之
Mechanical Engineering Journal (Internet), 2(1), p.14-00029_1 - 14-00029_11, 2015/02
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究では素反応解析によりナトリウム-水反応機構の解明を目的とした。解析の結果、気相反応においてNa+H
O=NaOH+Hが主要な素反応であることが示された。
田村 健太*; 出口 祥啓*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 高田 孝*; 菊地 晋; 栗原 成計
Proceedings of 24th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-24) (USB Flash Drive), 5 Pages, 2013/11
本研究の目的はナトリウム-水反応(気相反応)の反応経路および反応生成物を明らかにすることである。本研究ではアルゴンで希釈した水蒸気を反応容器上方より、液体ナトリウムプールに導入する対向流拡散火炎試験装置を用いている。反応場において、Na, Na, HOや反応生成物をレーザー計測技術により測定した。また、計測性を向上させるため、反応場におけるNaの凝縮を抑制するために温調設備を改良した。試験結果から主要な反応生成物はNaOHであることが明らかになり、Na-HO系の素反応解析により反応経路を検討した。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 菊地 晋; 栗原 成計
レーザー研究, 41(11), p.927 - 931, 2013/11
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究ではレーザー計測技術を用いた各化学種の同定を行い、気相反応においてNa+HO=NaOH+Hが主要な素反応であり、主な反応生成物はNaOHであることを確認した。
出口 祥啓*; 今仲 浩一*; 高田 孝*; 山口 彰*; 菊地 晋; 大島 宏之
Proceedings of 3rd Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow (ASCHT 2011) (CD-ROM), 6 Pages, 2011/09
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。この事象はナトリウム冷却高速炉における伝熱設備に損傷を与えることとなるため、ナトリウム-水化学反応に関する研究は安全上極めて重要となっている。本研究では素反応解析によりナトリウム-水反応機構の解明を目的とした。解析の結果、気相反応においてNa+HO
NaOH+Hが主要な素反応であることが示された。
大島 宏之; 山口 彰*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*
第16回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.1 - 2, 2011/06
ナトリウム(Na)冷却高速炉の蒸気発生器(SG)内で伝熱管が破損すると、Na中に水・蒸気が漏洩して反応ジェットを形成し、隣接伝熱管に損傷が拡大する可能性がある。本研究は、実用高速炉のSGの合理的な安全防護と財産保護、社会的受容性の向上に資することを目的として、Na-水反応現象の機構論的解明とモデル化を行い、さまざまな設計オプションに対して早期検知や破損伝播の評価ができる汎用性の高い解析評価手法を構築するものである。本報では、構築するマルチフィジックス解析評価システムの研究開発計画概要を報告する。
山口 彰*; 高田 孝*; 大島 宏之; 曽我部 丞司*; 出口 祥啓*; 菊地 晋
Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM), 8 Pages, 2010/05
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器伝熱管が破損すると、高圧の蒸気がナトリウム中に噴出し、ナトリウム-水反応を引き起こす。そのため、ナトリウム-水反応評価は、ナトリウム冷却高速炉における重要な安全課題である。本研究では、ナトリウム-水反応メカニズム及び反応過程を解明することを目的に、減圧条件でナトリウム-水対向流拡散試験を実施し、反応モデルなどをパラメータとした数値解析の結果と比較検討を行った。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では冷却材に伝熱特性に優れたナトリウムを用いている。一方、このナトリウムは水蒸気と反応すると化学的に極めて活性な性質を有している。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、蒸気発生器伝熱管の破損により液体ナトリウム中に水が噴出する事象がある。本研究ではNa-水反応において支配的な気相反応を特定することを目的とした。Na-水、Na-酸素、Na-水素のそれぞれの反応場はNa-水反応機構を解明するために資するものである。これらの反応は、LIF,ラマン散乱,ミー散乱,吸収法,光フラグメンテーション法などのレーザー計測技術を用いることにより計測した。これらの計測技術を用いて、Na-水反応機構について素反応解析と併せて検討した。
菊地 晋; 栗原 成計; 古賀 信吉*; 出口 祥啓*; 高田 孝; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の安全基盤技術として、マルチレベル・シナリオシミュレーションシステムの開発を進めている。本報告では解析コードのV&Vに資するため、ナトリウム冷却高速炉の固有事象であり、安全評価上重要となるナトリウム燃焼とナトリウム-コンクリート反応に関する基礎試験計画とその検討状況について述べる。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 木谷 太陽*; 草野 剛嗣*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
上側から供給される水蒸気と下側ナトリウムプールから気化されたナトリウム蒸気により形成される対向流ナトリウム火炎の写真である。橙色部分がナトリウム-水反応により現れるナトリウム発光(D線: 589nm)画像、緑色部分がレーザ散乱法で反応生成物(NaOHなど)及びナトリウム微粒子を可視化した画像であり、両画像を重ねている。供給水蒸気の温度を上昇してナトリウム-水反応場を制御することにより、反応生成物及びナトリウム微粒子が腕のような形で形成され、ナトリウム発光を押し上げているような火炎を形成することができる。
出口 祥啓*; 田村 健太*; 村中 亮太*; 草野 剛嗣*; 高田 孝*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では、冷却材に優れた伝熱性能を有する液体ナトリウムを用いている。ナトリウム冷却高速炉の設計基準事象の一つとして、伝熱管破損により、流れている液体ナトリウムに水が漏えいする事象がある。それゆえ、ナトリウムと水の化学反応に関する研究が安全上重要な課題である。本研究ではナトリウム-水反応機構をレーザー計測技術を用いて明らかにすることを目的とした。ラマン散乱, 吸収法, 光解離法などの光学的手法によりナトリウム-水、ナトリウム-酸素、ナトリウム-水素の対向流反応場を計測した。計測の結果、ナトリウム-水反応における主要な生成物は水酸化ナトリウムであることが分かった。また、ナトリウム-水反応の反応速度はナトリウム-酸素反応よりも遅く、ナトリウムと水素は反応しないことが分かった。
菊地 晋; 栗原 成計; 大島 宏之; 出口 祥啓*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器伝熱管破損事象評価に必要なナトリウム-水反応(SWR)の化学反応機構に関する解明研究を実施した。当該研究のうち、解析コードの検証と妥当性確認に活用するために熱分析で得られた実験データの不確かさを評価した。
出口 祥啓*; 菊地 晋; 栗原 成計; 高田 孝; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム(Na)冷却高速炉(SFR)の安全基盤技術としてマルチレベル・シナリオシミュレーションシステムの開発を進めている。本報告ではNa燃焼解析コードのV&Vに資するため、Na漏えい時に生成するエアロゾルを対象に、ナトリウム-酸素反応界面において、レーザー計測を用いた反応生成物の物性計測結果を報告する。
若井田 育夫; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 狩野 貴宏; 坂本 寛*; 中西 隆造*; 柏倉 俊介*; 平等 拓範*; 池田 裕二*; 出口 祥啓*
no journal, ,
福島第一原子力発電所廃炉における燃料デブリ等の簡易その場スクリーニング分析を目指し、レーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)を活用した遠隔その場分析技術開発を実施している。様々な適用場面を想定し、長遠隔分析を実現するためのマイクロチップレーザーLIBS、信号増倍を図るマイクロ重畳LIBS、含水試料に対応するロング・ショートレーザー二重照射LIBS等の光ファイバーLIBS化を図っている。信頼性を図るため、核燃料物質や使用済燃料での評価を進めるとともに、
Co照射による耐放射線性の確認も実施する。また、AI機械学習を導入し、得られたスペクトルから組成比を自動的評価する挑戦も開始した。
若井田 育夫; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 狩野 貴宏; 坂本 寛*; 中西 隆造*; 柏倉 俊介*; 平等 拓範*; 池田 裕二*; 出口 祥啓*
no journal, ,
レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)は、非接触・その場・迅速分析が可能な手法の一つである。我々は、光ファイバー技術と組み合わせることで耐放射線性を有する遠隔その場分析技術として基礎的な性能実証を重ね、実機適用に向けた技術開発に発展させてきた。本報告では、これまでのLIBSによるレーザーモニタリング分析技術開発の成果と、福島第一原子力発電所廃炉への適用を目指した技術開発の現状について紹介する。
岩田 圭弘; 赤岡 克昭; 狩野 貴宏; Batsaikhan, M.; 大場 弘則*; 若井田 育夫*; 坂本 寛*; 中西 隆造*; 柏倉 俊介*; 出口 祥啓*; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉作業に向けて、燃料デブリ等の核燃料物質含有試料に対する遠隔分析として、レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)を用いた分析技術の開発を進めている。本講演では、LIBSを用いた遠隔分析の原理及び特徴を説明し、開発の進捗状況について紹介する。
若井田 育夫*; 大場 弘則*; 出口 祥啓*
no journal, ,
福島第一廃炉措置における炉内外での核燃料物質遠隔分析を目指して光ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光(ファイバーLIBS)装置を開発し、核燃料物質を含む試料への適用評価を進めている。光ファイバーLIBS化したロングパルスとショートパルスのレーザー光を同軸で組合せて試料に照射する方法を採用して、水没、含水及び表面流水環境でも分析が可能であることを示した。
大島 宏之; 栗原 成計; 山口 彰*; 高田 孝*; 奈良林 直*; 出口 祥啓*
no journal, ,
ナトリウム(Na)冷却高速炉の蒸気発生器(SG)内で伝熱管が破損すると、Na中に高圧の水・蒸気が漏洩して高温・高アルカリの反応ジェットを形成し、隣接伝熱管壁の損耗(ウェステージ)や局所的な温度上昇に伴う強度低下による内圧破裂(高温ラプチャ)で、破損伝播を引き起こす可能性がある。本研究では、既存炉SGの安全裕度定量評価や、将来炉SGの合理的な安全防護と財産保護、社会的受容性の向上に資することを目的として、汎用性の高い解析評価システムの構築に取り組んだ。ここでは昨今の計算機能力、解析・計測技術の進歩を背景に、SGフィジックス解析評価システムを開発することを目標とし、(1)現象解明・検証用データ取得のための試験研究、(2)機構論に基づくNa-水反応現象解析評価手法の開発、(3)長時間簡易解析評価手法の開発を実施した。本報では、約4年間にわたる研究開発成果を総括する。
鈴木 彰真*; 出口 祥啓*; Safil Alam, T.*; 森 悠馬*; 菊地 晋; 栗原 成計
no journal, ,
本研究では、Na-水反応場における気相/液相反応(表面反応)評価を行うため、Na-水反応において主な反応生成物と想定される水酸化ナトリウム(NaOH試薬)を使用したラマン散乱法による計測を行った。また、試薬を用いた計測で得られたデータを基に表面反応場における生成物の推定を行った。
