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山田 禮司; 井川 直樹; 田口 富嗣; 實川 資朗
Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1215 - 1220, 2002/12
被引用回数：24 パーセンタイル：80.59(Materials Science, Multidisciplinary)SiC繊維強化SiC/SiC複合材料(SiC/SiC)は、核融合炉の先進的ブランケット構造材料と目されている。構造設計の点から、最大熱応力を設計強度以内に抑えるため、材料には高熱伝導性が要求されている。最近開発された焼結SiC繊維は高熱伝導率を有しており、それを用いたSiC/SiC複合材料もまた高熱伝導性を示すことが期待される。ここでは、CVIとPIP法により焼結SiC繊維を用いて複合化し、それらの熱伝導率を評価した。その結果、CVI及びPIPによる複合材では、室温でそれぞれ、60W/mK,25W/mKの値をえた。これらの値は、非焼結SiC繊維の複合材の熱伝導率と比較すると、非常に大きく開発材料の有望性を示している。焼結及び非焼結SiC繊維のSiC/SiC複合材の熱伝導解析を有限要素法で行い、実験結果を裏付ける計算結果を得た。
in comparison with undoped UO, Mg-Nb doped UO and Ti doped UO藤野 威男*; 白鳥 徹雄; 佐藤 修彰*; 福田 幸朔; 山田 耕太*; 鈴木 康文; 芹澤 弘幸
Journal of Nuclear Materials, 297(2), p.176 - 205, 2001/08
被引用回数：20 パーセンタイル：79.11(Materials Science, Multidisciplinary)高燃焼度用LWR酸化物燃料の開発を目的として、Mgを添加したUO燃料の照射挙動を調べた。2.5~15mol% MgO添加UOと比較用無添加UOの焼結体小ディスク試料をJRR-3Mで最高94GWd/t(
1000
) まで照射した。照射後試験で、試料の外観と健全性、組織観察、スエリング率測定、FP放出挙動、熱伝導率測定等の高燃焼度における挙動のデータを得た。65GWd/t(700) 以上では試料全体にリム組織の生成がみられた。Mg添加UOでMgの固溶度が小さく、おもにMgOとしてUOマトリックス中に分散している燃料の高燃焼度照射挙動は、全般的に無添加UOと顕著な相違はみられない結果となった。(U,Mg)Oの固溶体の照射挙動が今後の課題である。
の高燃焼度照射挙動白鳥 徹雄; 芹澤 弘幸; 福田 幸朔; 藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*
JAERI-Research 2000-045, 74 Pages, 2000/09
JAERI-Research-2000-045.pdf:8.19MB
軽水炉燃料の高燃焼度におけるスエリングやFPガス放出の増加等を抑制する目的で、添加物入りUO燃料を試作し、その照射挙動を調べた。添加物は、Mg,Mg-Nb,Tiの3種で、比較観察用の無添加UOとともにJRR-3Mにおいて1000以下の温度と最高94GWd/tまでの燃焼度の条件でキャプセル照射した。照射後試験として、試料の外観観察,形状・密度変化測定,熱拡散率測定,光学顕微鏡及びEPMAによる観察と分析を行った。その結果、通常の無添加UOに対して添加物入りUOの顕著な影響はみられなかったが、スエリング率、熱伝導率、組織変化に関する高燃焼度特性の貴重なデータを得た。
鈴木 元衛
Nuclear Engineering and Design, 201(1), p.99 - 106, 2000/09
被引用回数：7 パーセンタイル：46.85(Nuclear Science & Technology)軽水炉の高燃焼燃料のふるまいを解析するコードFEMAXI-Vを開発した。FEMAXI-Vは、FEMAXI-IVの基本構造を引きつぎ、ペレット熱伝導率などの新モデルや、半径方向出力プロファイル及び速中性子束を与える燃焼計算コードとの連携機能などが追加された。本解析においては、IFA519.9(ハルデン炉)のDH及びDK燃料棒の詳細な出力履歴と仕様を入力し、25~93MWd/kgUOにわたって計算された燃料棒内圧を実測値と比較検討した。また、ペレットのスエリングと粒成長に関して感度解析を行った。その結果、計算値はペレットの熱伝導率とスエリング率に敏感であること、FEMAXI-Vは高燃焼領域においても妥当な予測を与えることが見いだされた。
鈴木 元衛; 斎藤 裕明*
HPR-349, 12 Pages, 1998/00
高燃焼燃料におけるFPガス放出による内圧上昇は安全評価にとって重要である。著者らは高燃焼燃料のふるまい解析のため、FEMAXI-IVに対し、ペレット熱伝導率低下モデル、燃焼計算コードとの連携機能などを組み込み、EXBURN-Iを開発した。解析では、IFA-519.9のDH及びDK燃料棒の仕様と照射条件、履歴を入力データとし、内圧上昇の計算値と実測値を、ペレット熱伝導率、発熱密度プロファイル、速中性子フラックスなどの見地から比較検討した。その結果、ペレット熱伝導率モデルは決定的役割を果たすこと、FEMAXI-IVから受けついだFP放出モデルは高燃焼領域でも良い予測を与えること、被覆管に対する速中性子束は照射クリープを促し、ギャップ幅を広げることなどを見い出した。(検証燃焼度は25~79MWd/kgUOである。)
春日井 敦; 坂本 慶司; 高橋 幸司; 恒岡 まさき; 今井 剛; O.Braz*; M.Thumm*
JAERI-Research 97-020, 7 Pages, 1997/03
JAERI-Research-97-020.pdf:0.56MB
原研ではITER協力のもとにドイツのカールスルーエ研究所と共同で、化学気相成長法による大口径ダイヤモンドディスクの大電力高周波実験を、原研のジャイロトロン試験装置を用いて行った。ダイヤモンドは低い高周波損失係数(0.5~2
10
)、非常に高い熱伝導率(常温において銅の約5倍)を持つので、水による周辺冷却が可能であり、ジャイロトロンなどの大電力高周波窓として最適である。実験では170GHzの大電力高周波(170kW-100ms)を用い、直径96mm、厚さ2.23mmのダイヤモンドディスクの中心部の誘電損失係数が1.310、熱伝導率が約1800W/mKであると評価できた。この結果からダイヤモンドディスクは大電力高周波窓として有望であることが確かめられた。
鈴木 元衛; 斎藤 裕明*
JAERI-Data/Code 94-011, 178 Pages, 1994/09
JAERI-Data-Code-94-011.pdf:3.84MB
軽水炉の高燃焼度燃料棒の通常時及び過渡時のふるまいを解析する計算コードEXBURN-Iを開発した。高燃焼領域では、FPガス放出、被覆管の水側腐食、ペレットの性質の変化などが、燃焼度に依存しつつ燃料棒のふるまいに大きく影響する。こうした現象を解析するため、本バージョンにおいてはFEMAXI-IVをベースとしつつ、改良を施し、新たなモデルを組み入れた。本報告は、コードの全体構造とモデル及び物性値の説明を行い、入力マニュアル及び標準出力例を添えたものである。本コードの性能の実験データによる検証と向上は次の段階でなされる。
稲垣 嘉之; 井岡 郁夫; 菱田 誠; 田中 利幸
日本原子力学会誌, 27(12), p.1133 - 1135, 1985/00
被引用回数：1 パーセンタイル：24.15(Nuclear Science & Technology)多目的高温ガス実験炉(VHTR)の炉床部には、黒鉛及び炭素等から成る断熱構造物が使用される。この断熱構造物は、炉心重量を支持すると共に低合金鋼を使用したサポートプレートを高温プレナム部に流出する約950
Cのヘリウムガスから断熱し、使用温度を約500Cとする機能を果たす。また、断熱部材料は極めて過酷な条件下で長時間使用されるため、高温高圧下でも寸法安定性、圧縮強度、耐腐食性及び断熱性能が優れていることが要求される。そこで、実験炉の1領域分を模擬した約1/2スケールの炉床断熱部の試験装置を製作し、断熱特性試験を実施した。使用した炭素材は、実験炉の有力な候補材である西独SIGRI社のASR-1RBである。試験の結果、炭素層の熱伝導率は実験炉の要求値12w/m-kをほぼ満足する値であり、また、炭素ブロック1層当たりに約140Cの温度差を与えたが損傷は認められず、実験炉で使用可能な見通しを得た。
