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矢野 公彦; 北垣 徹; 池内 宏知; 涌井 遼平; 樋口 英俊; 鍛治 直也; 小泉 健治; 鷲谷 忠博
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.1554 - 1559, 2013/09
For the decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (1F), defueling work for the fuel debris in the reactor core of Unit 1-3 is planned to be started within 10 years. Preferential items in the characterization of the fuel debris were identified for the defueling work at 1F, in which the procedure and handling tools were assumed from information of 1F and experience of Three Mile Island Unit 2 (TMI-2) accident. The candidates of defueling tools for 1F were selected from TMI-2 defueling tools. It was found out that they were categorized as 6 groups by their working principles. Important properties on the fuel debris for the defueling were picked up from considering influence of objective materials on their performance. The selected properties are shape, size, density, thermal conductivity, heat capacity, melting point, hardness, elastic modulus, and fracture toughness. In these properties, mechanical properties, i.e. hardness, elastic modulus, fracture toughness were identified as preferential items, because there are few data on that of fuel debris in the past severe accident studies.
涌井 遼平; 北垣 徹; 樋口 英俊; 竹内 正行; 小泉 健治; 鷲谷 忠博
Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference (ICONE-20 & POWER 2012) (DVD-ROM), 7 Pages, 2012/07
Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been developing a fuel disassembly system with reliability for FBR fuel reprocessing. Laser technology has a high cutting performance and stable operation. However, it was hard to apply to the fuel disassembly system in our previous study, because of pin damage and dross adhesion between a wrapper tube and fuel pins. The advance of the laser cutting technology has recently attracted. Development of single mode fiber laser (SMFL) with small diameter of a beam spot has been especially reported. Then, we believed that it has become possible to prevent the dross adhesion in the disassembly. The main purpose of this study is to reevaluate an applicability of laser for the wrapper tube cutting by the basic cutting tests. Concretely, we researched whether cutting conditions such as SMFL etc, have the effects on dross adhesion and pin damage or not and tried to prevent these original matters. As the result, it was demonstrated that the kerf width of SMFL is still thinner than that of multi mode fiber laser (MMFL). The phenomenon is very important to decrease the amount of dross. Therefore, we confirmed that SMFL is suitable for prevention of the original matters and this experimental results shown the new feasibility method of wrapper tube cutting.
樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 田坂 應幸*; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*
Journal of Power and Energy Systems (Internet), 4(1), p.244 - 251, 2010/04
高速炉燃料の効率的な溶解に有効と考えられる燃料片の小粒径化を目的とした短尺せん断技術を開発している。燃料片を効率的に小粒径化するせん断条件等を把握するため、せん断速度,ギャグ固定圧力等をパラメータとして、工学規模の試験装置を用いて、模擬FBR燃料ピン束の短尺せん断試験を実施した。本試験で得られたせん断片の測定データ(せん断片の長さ及び開口率,燃料片の粒度分布)から、短尺せん断の基礎特性を把握するとともに、短尺せん断による燃料片の小粒径化の見通しを得た。
北垣 徹; 田坂 應幸; 樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM), 5 Pages, 2009/06
文部科学省公募研究として、平成18年度から4年計画で実施中の「FBR燃料集合体を対象とした解体・せん断技術開発」において、平成18年度に実施した基本設計に基づき解体システム試験装置を製作した。本報ではこの解体システム試験装置の概略と、模擬燃料集合体を用いた動作試験の概要について報告する。
鷲谷 忠博; 樋口 英俊; 佐野 雄一; 青瀬 晋一
Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13), P. 330, 2005/05
先進湿式再処理の晶析工程で必要となる高濃度溶解液を効率よく調整するための技術として,粉体化燃料を用いた高効率溶解の技術開発が進められている。燃料の粉体化による溶解速度の向上が期待される一方で,反応性が高く,ハンドリング性に難のある粉体燃料を効率的,且つ,安全に溶解できる専用の溶解槽の開発が必要であった。本報では,粉体溶解槽の開発について,これまでに実施してきた構造検討,コールド要素試験等の内容を報告する。
樋口 英俊; 小泉 健治; 鷲谷 忠博; 森田 眞一; 近沢 孝弘*; 西村 建二*; 菊池 俊明*
no journal, ,
高速炉燃料再処理用ウラン晶析装置について、装置内冷却伝熱面へ付着する可能性がある硝酸ウラニル結晶(UNH結晶)による冷却効率への影響について検討した。
中村 雅弘; 中村 和仁; 小泉 健治; 樋口 英俊; 小泉 務; 鷲谷 忠博
no journal, ,
先進湿式再処理法の晶析工程より回収される硝酸ウラニル結晶の精製技術を開発するために、ウラン-模擬FP溶液を用いた精製基礎試験を実施した。結晶を融点直下に保持することにより、硝酸ウラニル結晶に内包している母液が結晶外に排出される「発汗操作」に着目した試験を実施し、発汗精製による除染係数を取得した。
樋口 英俊; 遠矢 優一*; 鷲谷 忠博; 小泉 健治; 平野 弘康
no journal, ,
FBRサイクル実用化研究開発(FaCT)の一環として行っているFBR燃料再処理用解体システム開発において、これまでに実施した機械式解体システムについての切断工具の適用性、及び引抜解体方式の適用性に関する試験の成果について報告する。
樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 鷲谷 忠博
no journal, ,
原子力機構では、解体システムからの燃料ピン束を高濃度溶解システムの仕様に合う短尺寸法にせん断する技術開発を進めている。今回、模擬燃料ピン束を対象に短尺せん断試験を実施し、長さ10mm程度にせん断できることを確認した。
樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 田坂 應幸; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*
no journal, ,
高速炉燃料の効率的な溶解に有効と考えられる燃料片の小粒径化を目的とした短尺せん断技術を開発している。小粒径の燃料片を効率的に得るためのせん断条件を把握するため、マガジン幅や操作条件をパラメータとして工学規模のせん断試験装置を用いた模擬燃料ピン束の短尺せん断試験を実施した。本試験によって得られたせん断片の長さ、せん断片の開口率及び被覆管外に放出された燃料片の粒径分布等の基礎データから、短尺せん断による燃料片の小粒径化の見通しを得た。
樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 北垣 徹; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*; 田坂 應幸*
no journal, ,
平成19年度に製作した燃料ピンの移送システムに昇降機能の改良を加え、燃料ピンの脱落を防止できる信頼性の高い移送システムを開発した。昇降機能を応用して燃料ピン束を整列させて移送する方法、並びに将来的なシステムとして解体装置から直接、せん断マガジンへ装荷する方式の要素試験結果とその可能性について報告する。
北垣 徹; 樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 田坂 應幸*; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*
no journal, ,
原子力機構と日本原子力発電は、FaCTプロジェクトの一環としてFBR燃料集合体を対象とした解体技術の開発を行っている。平成20年度には解体システム試験装置の基本性能評価試験を実施し、一連の解体工程の成立性の見通しを得た。本報ではこれらの成果及び今後の計画について報告する。
黒田 一彦*; 北垣 徹; 樋口 英俊; 田坂 應幸*; 鷲谷 忠博; 遠矢 優一*; 西川 秀紹*; 唐津 史明*
no journal, ,
FBR燃料再処理技術開発の一環として実施した模擬燃料集合体のラッパ管切断(スリットカット)及び燃料ピン束切断(クロップカット)に関する要素試験結果について報告する。
鷲谷 忠博; 北垣 徹; 樋口 英俊; 小泉 健治; 小林 嗣幸*; 小山 智造; 田坂 應幸*
no journal, ,
機械式切断方式を採用したFBR燃料の解体システム及び短尺せん断技術を採用したせん断システムの要素試験及び工学規模試験の概要を報告する。
樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 北垣 徹; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*
no journal, ,
平成19年度から、高効率溶解に有効と考えられるせん断燃料片の小粒径化を目的とした模擬燃料ピン束の短尺せん断試験を実施している。平成21年度は、照射済み燃料ピンの硬さを模擬したペレットを充填した模擬燃料ピン束及び解体システムを用いて模擬燃料集合体を解体、取り出した模擬燃料ピン束に対して、マガジン幅を狭くすることによりせん断片の両端を閉塞させることなく長さ10mm程度に均一にせん断できることを確認した。
北垣 徹; 樋口 英俊; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 河辺 幸成*; 小林 嗣幸*
no journal, ,
高速炉の模擬燃料集合体を用いて工学規模の機械式解体システム試験を実施し、解体時間や切断工具の耐久性等について検討した。また、模擬燃料集合体の受け入れからラッパ管の切断及び引き抜き,燃料ピン端栓部の切断,解体した燃料ピン束のせん断機マガジンへ装荷するまでの移送方式の技術的成立性の見通しを得た。
涌井 遼平; 樋口 英俊; 北垣 徹; 鷲谷 忠博; 竹内 正行; 小林 嗣幸*; 渡部 雅之; 菅沼 隆
no journal, ,
日本原子力研究開発機構ではFBRサイクル実用化研究の一環として、先進湿式法(NEXT法)の開発を進めている。その前処理技術として、ラッパ管等の構造部材を燃料集合体から分離除去する解体工程、及び高効率溶解に対応した燃料ピンのせん断工程が必須であるが、世界的に商用技術として実用化された例はなく、信頼性の高いシステムの開発が急務である。本報告では、工学規模の解体システム試験装置,燃料ピン搬送装置及びせん断試験装置を用いて実施したFBR模擬燃料集合体の解体・せん断システム試験結果を示すものである。
樋口 英俊; 涌井 遼平; 渡部 雅之; 菅沼 隆; 北垣 徹; 竹内 正行; 鷲谷 忠博
no journal, ,
高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)における高速炉燃料集合体の解体技術として、機械式解体機の開発を進めている。本件では、集合体切断の安定性を向上させるために実施した工学試験結果について報告する。機械式解体システムを用いた高速炉燃料集合体解体において、ラッパ管のS/C切断6面及びピン束のC/C切断の際に、切断工具(砥石)の欠けが発生するケースが認められた。切断の安定性を向上するとともに、運転時間、切断コストをより抑制するために砥石の欠けの原因と対策を検討し、工学規模試験によって対策の有効性を検証した。
北垣 徹; 竹内 正行; 樋口 英俊; 涌井 遼平; 小泉 健治; 菅沼 隆; 鷲谷 忠博
no journal, ,
FBR燃料集合体から燃料ピンを分離する解体技術,高効率溶解に必要な粉体化燃料を得るせん断技術の開発成果を取りまとめた。燃料ピン損傷を抑えた安定した解体(切断)制御技術,燃料集合体・燃料ピンのハンドリング技術,燃料粉化率(50%)が得られる短尺せん断技術の開発を進め、照射済燃料の機械的物性の評価や、切断要素技術,崩壊熱除去の流動解析などの基礎研究、及び模擬燃料集合体を用いた工学規模コールド試験に基づき、これらの技術的成立性を実証した。
涌井 遼平; 北垣 徹; 樋口 英俊; 小泉 健治; 竹内 正行; 鷲谷 忠博
no journal, ,
使用済高速炉燃料集合体の再処理工程では、特殊ステンレス製の金属容器(ラッパ管)の一部を切断し、内部に収納されている燃料ピンを取り出す技術(解体)が必要である。過去に原子力機構では、ラッパ管の切断技術としてレーザ法を検討し、CO
レーザやYAGレーザを用いた模擬燃料集合体の解体技術開発を実施した。その結果、ドロスによるラッパ管と燃料ピンの溶着、燃料ピンの損傷等の課題が確認された。これらの課題は、大焦点径による過剰切断(ドロス発生量過多)が原因であるが、当時のレーザ技術では小焦点化が困難なため課題の解決に至らず、以後の研究開発においては切断砥石を用いた機械式切断法の開発を進め、技術的な成立性を確認した。しかしながら近年、レーザ技術は目覚ましい発展を遂げ、従来のレーザに比べ極めて細い焦点径を有するシングルモードファイバーレーザが登場した。われわれはその先端技術に着目し、解体分野への適用性を評価することとした。本研究では、小焦点径によるラッパ管切断量の低減化を目的として、おもに発振器性能(ビーム特性)の影響評価を中心に基礎的試験を行い、カーフ幅,ドロス発生量及び性質等の違いを検証した。その結果、SMFLを用いることでカーフ幅の狭い切断、すなわちドロス発生量の低減が可能となり、加えてPWとの相乗効果でより一層の低減化が促進され、溶着等の従来課題を改善できる見通しを得た。
