Study on optimizing microwave heating denitration method and powder characteristics of uranium trioxide

瀬川 智臣; 川口 浩一; 加藤 良幸; 石井 克典; 鈴木 政浩; 藤田 峻也*; 小林 昌平*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 湯淺 朋久*

Proceedings of 2019 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2019) (Internet), 9 Pages, 2019/05

硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液から混合酸化物への転換において、マイクロ波加熱脱硝法が利用されている。マイクロ波加熱の効率性及び均質なUO粉末を製造するための加熱均一性の向上を目的とし、塩化カリウム寒天及び硝酸ウラニル溶液のマイクロ波加熱試験、並びに数値シミュレーションによる解析を実施した。硝酸ウラニル溶液の誘電損失に調整した塩化カリウム寒天を用いたマイクロ波加熱試験により、マイクロ波加熱脱硝に最適なサポートテーブル高さは50mmとなることを確認した。また、断熱材を用いた硝酸ウラニル溶液のマイクロ波加熱試験により、脱硝時間の短縮によるエネルギー利用効率の向上及び脱硝体の剥離性が改善による収率の向上を確認した。さらに複数のサンプリング位置において採取したUOについて、いずれも粉末特性が改善し高密度のペレットが作製可能となることが明らかになった。断熱材を設置することで硝酸ウラニル溶液のマイクロ波加熱の均一性が向上することが数値シミュレーションにより示された。

平成25年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

渡辺 均; 中野 政尚; 藤田 博喜; 河野 恭彦; 井上 和美; 吉井 秀樹*; 大谷 和義*; 檜山 佳典*; 後藤 一郎*; 木部 智*; et al.

JAEA-Review 2014-040, 115 Pages, 2015/01

JAEA-Review-2014-040.pdf:4.26MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」,「核燃料物質使用施設保安規定」,「放射線障害予防規程」,「放射線保安規則」及び「茨城県等との原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」,「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき,平成25年4月1日から平成26年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果をとりまとめたものである。再処理施設, プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

Experimental study and empirical model development for self-leveling behavior of debris bed using gas-injection

Cheng, S.; 田上 浩孝; 山野 秀将; 鈴木 徹; 飛田 吉春; 中村 裕也*; 竹田 祥平*; 西 津平*; Zhang, B.*; 松元 達也*; et al.

Mechanical Engineering Journal (Internet), 1(4), p.TEP0022_1 - TEP0022_16, 2014/08

https://doi.org/10.1299/mej.2014tep0022

To clarify the mechanisms underlying the debris-bed self-leveling behavior, several series of experiments were elaborately designed and conducted within a variety of conditions in recent years, under the collaboration between Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and Kyushu University. The current contribution, including knowledge from both experimental analyses and empirical model development, is focused on a recently developed comparatively larger-scale experimental facility using gas-injection to simulate the coolant boiling. Based on the experimental observation and quantitative data obtained, influence of various experimental parameters, including gas flow rate ( 300 L/min), water depth (180 mm and 400 mm), bed volume (3 7 L), particle size (1 6 mm), particle density (beads of alumina, zirconia and stainless steel) along with particle shape (spherical and irregularly-shaped) on the leveling is checked and compared. As for the empirical model development, aside from a base model which is restricted to calculations of spherical particles, the status of potential considerations on how to cover more realistic conditions (esp. debris beds formed with non-spherical particles), is also presented and discussed.

Recent knowledge from an experimental investigation on self-leveling behavior of debris bed

Cheng, S.; 山野 秀将; 鈴木 徹; 飛田 吉春; 中村 裕也*; 竹田 祥平*; 西 津平*; Zhang, B.*; 松元 達也*; 守田 幸路*

Proceedings of 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-21) (DVD-ROM), 8 Pages, 2013/07

https://doi.org/10.1115/ICONE21-15595

To confirm the mechanisms of self-leveling behavior, several series of experiments were elaborately designed and performed in recent years under the constructive collaboration between Japan Atomic Energy Agency and Kyushu University. This paper summarizes the recent knowledge obtained from the newly developed large-scale experiments using gas-injection to simulate coolant boiling. Compared to previous investigations, it can cover a much wider range of gas velocities (presently up to a flow rate of around 300 L/min). The experiments were conducted in a cylindrical tank, in which water, nitrogen gas and different kinds of solid particles, simulate the coolant, vapor and fuel debris, respectively. Based on the quantitative data obtained, influence of various experimental parameters, including gas flow rate, water depth, particle size as well as particle density on the leveling was checked and compared. Moreover, with the help of dimensional analysis technique, a set of empirical correlations to predict the self-leveling development depending on particle size, particle density and gas injection velocity was proposed and validated over current conditions.

高温工学試験研究炉(HTTR)初装荷燃料の先行高燃焼度照射試験 (共同研究)

沢 和弘; 角田 淳弥; 植田 祥平; 高橋 昌史; 飛田 勉*; 林 君夫; 斎藤 隆; 鈴木 修一*; 吉牟田 秀治*; 加藤 茂*

JAERI-Research 2002-012, 39 Pages, 2002/06

JAERI-Research-2002-012.pdf:3.12MB

本報告書は、平成7年度から開始した原研と原燃工との共同研究「連続被覆法により製造した高温工学試験研究炉用燃料の照射健全性実証試験」の結果を示すものである。HTTR初装荷燃料は日本で初めて大量生産を行った高温ガス炉燃料であり、製造過程における品質管理に加え、照射健全性を確認するための照射試験を行った。照射はJMTRの94F-9Aスィープガスキャプセルで実施した。照射試料は初装荷燃料の製造ラインから抜取った。照射開始時の核分裂生成物ガスの放出率から、照射試料には製造時の貫通破損粒子が含まれていないことがわかった。また、HTTRの最高燃焼度3.6%FIMA,最高高速中性子照射量1.510m,(E0.18MeV)まで燃料は破損することなく、健全であった。さらに、これらの値の約2倍である燃焼度7.0%FIMA,高速中性子照射量3.110mまで照射を継続したが、著しい追加破損は見られなかった。

Integrity confirmation tests and post-irradiation test plan of the HTTR first-loading fuel

沢 和弘; 角田 淳弥; 植田 祥平; 鈴木 修一*; 飛田 勉*; 斎藤 隆; 湊 和生; 高野 利夫; 関野 甫

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(6), p.403 - 410, 2001/06

https://doi.org/10.3327/jnst.38.403

HTTRの初装荷燃料は日本初の大量生産による高温ガス炉燃料であるため、その品質を慎重に調べる必要がある。そこで、製造時関連の品質管理の他に、運転中の燃料の健全性を確認するための試験を原研において行った。試験は(1)SiC層破損率確認試験,(2)照射後燃料加熱試験及び(3)加速照射試験より成る。製造時のSiC層破損率確認測定では、製造過程のSiC層破損率測定に加え、原研がSiC層破損率を測定し、測定値が95%信頼限度内で一致することを確認した。燃料コンパクトの照射後加熱試験を行い、加熱した燃料コンパクト内に破損粒子がないことを確認した。Csの拡散係数の測定値は、従来の試験燃料と同等以上の保持能力であることを示した。さらに、製造した燃料の加速照射試験を行い、HTTRにおける最大燃焼度33GWd/tの約2倍まで破損が生じていないことがわかった。今後実施する予定の照射後試験計画についても述べた。

会議開催準備活動の概要

加藤 正平; 井上 康*; 金子 正人*; 甲斐 倫明*; 藤元 憲三*; 鈴木 征四郎*; 高上 民治*; 熊谷 哲之*

保健物理, 35(3), p.319 - 326, 2000/09

https://doi.org/10.5453/jhps.35.319

IRPA-10(国際放射線防護学会第10回国際会議)が2000年5月広島にて開催された。本稿はIRPA-10の特集記事の一部として、会議開催準備活動の概要を述べたものである。会議の誘致、開催決定後の準備活動を紹介した。

東海再処理施設における硝酸プルトニウム溶液の固化安定化処理,3; 固化安定化運転準備と運転実績

西村 和明; 田中 秀樹; 小林 大輔; 鈴木 翔平; 沼田 伸二; 中道 英男; 栗田 勉; 飯田 正義*; 田尻 一馬*; 助川 克美*

no journal, , 

全電源喪失時における硝酸Pu溶液(以下「Pu溶液」という)の水素爆発及び沸騰によるPu溶液の潜在的ハザードを低減するために、Pu溶液をMOX粉末に転換する固化安定化処理を実施し、全電源喪失時における水素爆発及び沸騰に対するリスクを解消したことについて報告する。

燃料デブリの臨界管理技術の開発,54; 水ガラス系中性子吸収材を被覆した燃料デブリの乾燥挙動の試験概要

荒井 陽一; 鈴木 誠矢; 岡村 信生; 渡部 雅之; 川野 昌平*; 川原田 義幸*

no journal, , 

福島第一原子力発電所の燃料デブリ取出し時の臨界防止用に、水ガラスを主成分として酸化ガドリニウムを混合した固化型非溶解性中性子吸収材(以下、水ガラス吸収材)の開発を進めている。燃料デブリ表面に水ガラス吸収材を被覆した状態での乾燥挙動への影響を評価するために実施した模擬試験体を用いた試験概要や予備検討に関して報告する。