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論文

Magnetic and dielectric study of R$$_{0.5}$$Sr$$_{0.5}$$MnO$$_{3}$$ (R = Gd, Tb and Dy)

吉井 賢資; 平光 雄介*; 岡島 由佳*; 米田 安宏; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 中村 彰夫; 下条 豊; 石井 慶信*; 森井 幸生; et al.

Materials Research Bulletin, 45(11), p.1574 - 1580, 2010/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:61.93(Materials Science, Multidisciplinary)

R$$_{0.5}$$Sr$$_{0.5}$$MnO$$_{3}$$ (R=Gd, Tb, Dy)の磁性と誘電性を調べた。磁気測定からは、すべての系において40K以下でスピングラス的な相が観測され、中性子散乱の結果と定性的に一致した。このグラス相の起源は、R$$^{3+}$$とSr$$^{3+}$$のサイズの違いによるランダムネス効果であると考えられる。誘電率測定からは、50Kから300Kの間で5000-10000程度の誘電率が観測され、誘電率はスピングラス転移温度付近でブロードなピークとなった。誘電分散の解析からは、誘電応答の乱雑性が見いだされ、磁性の結果同様、これはR/Srサイトのランダムネスに起因すると考えた。さらに、放射光測定の結果などから、この系の誘電応答はMn-3d電子に由来することが示唆された。

報告書

MA含有MOX燃料の照射後試験結果; 燃料ピンの非破壊試験結果

石見 明洋; 勝山 幸三; 阿部 和幸; 永峯 剛; 中村 保雄

JAEA-Technology 2009-003, 58 Pages, 2009/05

JAEA-Technology-2009-003.pdf:8.95MB

高速実験炉「常陽」にてマイナーアクチニド含有MOX燃料の照射試験を実施した。今回の試験では、アメリシウムを3%及び5%含有したAm-MOX燃料とアメリシウム及びネプツニウムを各2%含有したNp/Am-MOX燃料を用いた。照射試験は高線出力での短期照射(10分間及び24時間照射)を実施し、「常陽」において最大線出力約430W/cmを達成した。照射後、照射燃料集合体試験施設において燃料ピンの照射後試験を実施した。X線CT検査の結果、10分間照射では燃料中央付近に密度低下が予測され、24時間照射では燃料中央に明確に中心空孔の形成が確認された。

論文

遠隔保守技術の大型ホットラボへの適用

坂本 直樹; 吉川 勝則; 櫛田 尚也; 中村 保雄; 助川 清志*

日本保全学会第5回学術講演会要旨集, p.226 - 230, 2008/07

宇宙開発分野,海洋技術開発分野などでは、作業環境の特殊性から、遠隔操作技術や遠隔保守技術の開発が不可欠となっている。放射性物質を取扱う施設(ホットラボ)においても、高放射線,封じ込め等特有な環境の中での作業となることから、遠隔保守技術の開発は極めて重要である。特に高速炉で使用したプルトニウムを含有した燃料(集合体)を取扱う施設では、放射線を遮へいしつつ、密封性を確保した大型のセルを配置する必要がある。この大型セルでは、鉛ガラス窓を介したマニプレータによる遠隔操作によりさまざまな試験を実施している。さらにセル内には、試験機のほか、重量物の移送を行うインセルクレーン,試験機などの機器の操作や保守を行うためのパワーマニプレータが備え付けられており、これらの設備においても故障等を想定した遠隔保守技術が取り入れられている。本報では、インセルクレーン,パワーマニプレータを中心とした大型ホットラボにおける遠隔保守技術の概要,操業開始から30年間に渡る運転保守管理の実績に基づく保全方法の確立について述べる。

報告書

高速実験炉「常陽」材料照射用実験装置2号機(MARICO-2)・再組立技術の確立

阿部 和幸; 小林 孝*; 梶間 久司*; 吉川 勝則; 永峯 剛; 中村 保雄

JAEA-Technology 2008-008, 53 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-008.pdf:19.28MB

高速実験炉「常陽」材料照射用実験装置2号機(MARICO-2: Material Testing Rig with Temperature Control)はODSフェライト鋼など高速炉用燃料被覆管材として有望な材料の継続照射試験を行うためのものであり、コンクリート等による十分な放射線遮蔽能力を有するセル内にて再組立を行う必要があった。しかし、全長約11mと長尺の装置であること,遠隔操作による六角管の溶接が必要であることなどから従来のFMFにおける再組立技術が適用できない。そこで、MARICO-2再組立のための装置の整備、及び遠隔操作による再組立手順を確立した。

論文

Three-dimensional X-ray CT image of irradiated FBR fuel assembly

勝山 幸三; 永峯 剛; 中村 保雄; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Transactions of the American Nuclear Society, 97(1), p.620 - 621, 2007/11

高速炉で照射した燃料集合体の横断面CT画像を合成することにより、三次元画像を取得することに成功した。この技術を利用することにより燃料集合体内の変形状況等が容易に把握できるようになった。また、取得した三次元画像から軸方向の中心空孔の形成状況を連続的に観察することが可能となった。

論文

Development of design technology on thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundle, 3; Numerical estimation on rod bowing effect based on X-ray CT data

三澤 丈治; 大貫 晃; 光武 徹*; 勝山 幸三; 三澤 進*; 永峯 剛; 中村 保雄; 秋本 肇

Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/04

In this study, the rod positions in the rod bowing test section were measured using the high energy X-ray computer tomography (X-ray-CT). Based on the measured rod positions data, the subchannel analysis by the NASCA code was performed, in order to investigate applicability of the NASCA code to BT estimation of the rod bowing test section, and influence of displacement from design-based rod position upon BT estimation by the NASCA code.

論文

Measurement of the fuel pin deflection in an assembly irradiated in FBR "JOYO"

勝山 幸三; 永峯 剛; 中村 保雄; 松元 愼一郎; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Transactions of the American Nuclear Society, 94(1), p.771 - 772, 2006/06

高速実験炉「常陽」で照射した炉心燃料集合体のX線コンピュータトモグラフィ試験(以下CT試験)を実施し、得られたCT断面像から燃料集合体内の燃料ピンの配置状況を定量化した。その結果、これまで確認できなかった軸方向における燃料ピンの変位挙動を非破壊試験にて把握することが可能となるとともに、「常陽」炉心燃料集合体における最外周燃料ピンのラッパ管側への変位挙動を定量的に明らかにした。

報告書

原研-サイクル機構融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究

上野 文義*; 永江 勇二; 根本 義之*; 三輪 幸夫*; 高屋 茂; 星屋 泰二; 塚田 隆*; 青砥 紀身; 石井 敏満*; 近江 正男*; et al.

JNC-TY9400 2005-013, 150 Pages, 2005/09

JNC-TY9400-2005-013.pdf:37.33MB

原研とサイクル機構との融合研究として進めてきた、照射環境によって生じる構造材料の照射劣化現象を対象とした機構解明、早期検出及び評価方法の開発に関する最終報告書である。

報告書

原研-サイクル機構融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究

上野 文義; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 高屋 茂*; 星屋 泰二*; 塚田 隆; 青砥 紀身*; 石井 敏満; 近江 正男; et al.

JAERI-Research 2005-023, 132 Pages, 2005/09

JAERI-Research-2005-023.pdf:33.03MB

原研とサイクル機構は、平成15年度から研究開発の効率的推進と研究の相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、「融合研究」の一つとして、高速炉や軽水炉環境などの照射環境において生じる構造材料の照射劣化現象を対象に、劣化機構の解明,早期検出及び評価方法の開発を目的とした。平成16$$sim$$17年度は、本研究に用いる照射材対応の遠隔操作型の微少腐食量計測装置,腐食試験装置及び漏えい磁束密度測定装置を整備し、SUS304の照射後及び非照射クリープ試験片や照射後高純度モデル材を共通試料とし、両手法を用いた劣化検出を試みるとともに、比較のための非照射劣化模擬試料を用い、基礎的なデータを取得した。これらの結果に基づき、本研究において提案した劣化評価法の適用性を検討した。

報告書

サイクル機構-原研融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究(共同研究)

星屋 泰二; 上野 文義*; 高屋 茂; 永江 勇二; 根本 義之*; 三輪 幸夫*; 青砥 紀身; 塚田 隆*; 阿部 康弘; 中村 保雄; et al.

JNC-TY9400 2004-026, 53 Pages, 2004/10

JNC-TY9400-2004-026.pdf:22.07MB

日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。

報告書

サイクル機構-原研融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究(共同研究)

星屋 泰二*; 上野 文義; 高屋 茂*; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 青砥 紀身*; 塚田 隆; 阿部 康弘*; 中村 保雄*; et al.

JAERI-Research 2004-016, 53 Pages, 2004/10

JAERI-Research-2004-016.pdf:22.07MB

日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。

報告書

分離・変換技術開発におけるLLFP化合物の選定-文献調査に基づくヨウ素化合物の選定-

堂野前 貴子; 井上 利彦; 小野瀬 庄二; 宮川 俊一; 中村 保雄

JNC-TN9420 2002-003, 19 Pages, 2002/03

JNC-TN9420-2002-003.pdf:0.66MB

高レベル放射性廃棄物に含まれる放射性核種の分離変換技術の研究が、各国で進められている。本技術は、その放射性核種について、半減期や利用目的に応じて分離すると共に、長寿命核種を短寿命核種あるいは非放射性核種に変換するものである。この「超寿命核種の分離変換技術」の研究開発に関し、核燃料サイクル開発機構では、「高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究」(以下FSと呼ぶ)の一環として、基盤・基礎研究と連携を取って進めることとしている。その主眼とするところは、使用済み燃料中の長寿命核種を分離・変換し、短寿命ないし安定核種に変換する技術の開発である。変換手段としては高速炉を想定する。環境負荷低減と核不拡散の観点から、技術成立性と経済性を考慮して実施することとしている。核変換の対象はマイナーアクチニド(MA)と長寿命核分裂生成物(LLFP)である。この研究の一環として、LLFPの核変換のための照射試験要素の開発を進めている。FSでは、I、Cs、Tc、Srの4種類に対する検討を実施した。LLFPの化合物種類、減速材比率、スミア密度等をパラメータとして核変換量、核変換率を検討して得られたこれまでの結果によれば、核変換として成立する可能性のあるのは、129Iと99Tcである。これらは、ブランケット領域での装荷でも有意な核変換が着たいでき、減速材の利用を行えばより効率化が可能であるとの見通しである。 一方、135Csは有意な核変換が期待できない上に減速材の利用も効果的でない。90Srについては、中性子核反応による効果的な核変換処理が不可能であることが過去の検討結果から明らかであるために除外する。そこで129Iを取り上げ、文献調査に基づいて核変換に適した化合物の選定を行った。地層処分の観点からもセメント系材料をはじめとする人工バリアや天然バリアへのヨウ素吸着は非常に低い上に、半減期が長く被ばく上大きな影響を与えると考えられたため、選定したものである。国内外の文献調査を、核的特性、熱的相変化、化学的安定性、製造性、リサイクル性の 5つの観点から実施した結果、32種類のヨウ素化合物からMgI2,KI,NiI2,CuI,RbI,YI3,MoI2,BaI2の8種類を選定した。

報告書

照射後試験用X線CT検査装置の開発; 「常陽」使用済炉心燃料集合体を用いたホット試験

永峯 剛; 木村 和浩; 中村 保雄; 松元 愼一郎

JNC-TN9410 99-020, 66 Pages, 1999/11

JNC-TN9410-99-020.pdf:2.07MB

照射後試験用X線CT検査装置(以下X線CT装置)は、非破壊で照射燃料集合体のバンドルの状態(ラッパ管との相互作用)を調べ健全性確認や燃料寿命評価に反映するため、照射燃料集合体試験室増設施設(以下FMF増設施設)に導入した装置である。本報告書では、「常陽」照射済炉心燃料集合体(PFD512)を用いた撮像試験によるX線CT装置の開発課題として残されていた$$gamma$$線の影響と装置性能確認結果について述べる。(1)PFD512(集合体平均燃焼度58,600MWd/t)のCT像及びスキャノグラム像から、集合体内燃料ピン配列は整然とし、燃料ペレットには中心空孔や亀裂も鮮明に確認できることが明らかになった。このことから燃料からの$$gamma$$線の影響は、ほとんど無いことを確認した。(2)「常陽」炉心燃料集合体を通常スキャンモードで撮像する場合の装置性能をASTMに準じ評価した結果、二点間寸法測定精度は$$pm$$0.33mmであることを確認した。

論文

Reassembling Technique for Irradiation vehicle at Fuel Monitoring Facility(FMF)

前田 宏治; 永峯 剛; 中村 保雄; 三次 岳志; 松元 愼一郎

第3回照射後試験に関する日韓セミナー, 0 Pages, 1999/00

FMFにおいて「常陽」特殊集合体および材料照射用リグについて、解体、中間検査、除染および再組立の一連の作業を遠隔で支障なく実施し、「常陽」における継続照射に供してきた。FMFにおける遠隔再組立技術の確立が一般の照射試験と異なる継続照射試験の導入を可能にし、より柔軟な照射試験を計画できるようになった。現在までに継続照射された燃料集合体は127GWd/t、照射量1.7$$times$$1023n/cm2にまで達している。今後計画されている様々な試験に対応した再組立技術の開発だけでなく、新規性の高い試験装置の導入も図っている。本件では、遠隔再組立てに関わる技術とその成果について報告する。

報告書

照射燃料集合体試験施設 増設施設用セル内クレーン設備の製作

小高 英男; 中村 保雄

PNC-TN9470 96-001, 79 Pages, 1995/11

PNC-TN9470-96-001.pdf:7.08MB

照射燃料集合体試験室ではセル内クレーン設備について,平成元年から平成2年3月にかけて基本設計を実施し,装置の概要等を検討した。この基本設計を基に平成3年までに詳細設計を実施し,各部の仕様,機能,構造等の実機設計製作に必要な詳細仕様を決定した。セル内クレーン設備は,この詳細設計を 基にして製作設計及び製作を実施し,平成6年に照射燃料集合体試験施設増設施設に設置した。セル内クレーン設備は,照射後試験に用いる様々な燃料集合体のセル内移送あるいは,セル内に設置してある設備器のメンテナンスを行うものであり,インセルクレーン,パワーマニプレータ,リペアホイストにより構成する。また,第2試験セルに設置したパワーマニプレータにあっては,作業の省力化,正確かつ迅速化に加え安全性を図るために,試料の自動搬送機能を持たした。以下にセル内クレーン設備の概要を述べる。(1)インセルクレーンは,セル内で燃料集合体又はセル内設置機器等の重量物の移送作業を中心に行うための機器である。クレーンの機能,構造は,放射性物質を取り扱うホットラボに設置するという特殊な事象を除けば,通常の天井走行型クレーンと大きく違わない。しかし,故障等の異常が発生した場合は,作業者による直接保守がセル内設置であるため不可能となってしまうことから,インセルクレーン自体にセル外からの遠隔操作による分解・組立が可能な機構を有する構造とした。(2)パワーマニプレータは,ロボットタイプのマニプレータアームを用いることにより,試験用試料あるいは数十kg程度までの軽量物のセル内移送,セル内設置機器による照射後試験の助勢及び設置機器の保守など,多岐にわたるセル内作業を行う機器である。なお,第2試験セルに設置したパワーマニプレータについては,計算機による制御とマニプレーヤアームを取り外して専用特殊治具を組み合わせることにより,試験用燃料ピンを収納したピンラックをセル内で自動搬送できる機能を有している。また,インセルクレーンと同様に故障等が発生した場合に備えて,セル内の据付け場所で遠隔操作による分解・組立が可能な構造を有するものである。(3)リペアホイストは,第2試験セルの天井を通して3階サービスエリアに設置し,セル内のパワーマニプレータ及びインセルクレーンの遠隔保守時に,セル天井付近に設置されたこれらの機器のブリッジ,キャリッジ,ト

論文

Robotic Manipulator Systems for FMF-Extension

中村 保雄; 小高 英男; 岩永 繁

BNES conference fuel management and handling, , 

ロボティックマニプレータは、照射済の各種燃料要素の入ったピンラックをセル内に設置された試験機関や定められた位置に自動搬送するものである。また高放射線及び不活性雰囲気であるFMF増設施設の試験セルに装置するため作業者が立ち入って装置をメンテナンスすることが不可能である。従って、このロボティックマンプレータは、セル外から遠隔操作による分解組立等のメンテナンスが可能な構造としている。また、本マンプレータは専用のコンピュータによって自動搬送し、FMF増設施設のホストコンピュータにより運転管理される。(自動搬送機能)ロボティックマンプレータは、自動搬送用として直線軸(3軸)と回転軸(1軸)を備え、それぞれがDCサーボモータで駆動する。そして駆動位置はレゾルバ・ラック&ピニオン.タグラインケーブル等により検出し、コンピュータ制御により高精度な自動搬送を実現した。

論文

大型照射後試験施設における試験装置の開発

中村 保雄; 岩永 繁; 金井 和樹; 小高 英男

動燃技報, (86), , 

燃材部照射燃料集合体試験室(FMS)では高速原型炉「もんじゅ」の炉心構成要素等の照射後試験のため現在建設を進めているFMF増設施設(大型照射後試験施設)に設置する内装設備及び試験装置の開発を進めてきた。開発項目としては試験の迅速化,高度化,遠隔操作・保守技術の確立,セル内での燃料搬送の自動化及び試験装置の多機能化を行った。更に新たな試験項目である燃料ピンの渦電流探傷技術,集合体のX線Cイ検査技術の開発も行った。本報告では特に開発要素の高いセル内クレーン設備,集合体試験装置,ピン試験装置及びX線Cイ検査装置の開発を中心に報告する。

論文

燃料ピン束変形測定用X線CT装置の開発

岡崎 哲治; 永峯 剛; 中村 保雄

動燃技報, (99), 93-96 Pages, 

高速増殖原型炉「もんじゅ」の使用済燃料集合体内部のピン配列状況を非破壊で観察するために、X線CT検査装置をFMF増設施設に導入した。X線CT検査装置の機能・性能は、撮影対象が高密度でかつ$$gamma$$線を放出することを考慮して設計した。また、基本的な構成については試作により設計の妥当性を確認の上で製作した。システムとしての性能は、模擬の燃料集合体を用いた欠陥識別試験などによって評価し所定の設計仕様を満足することを確認した。

論文

Robotic Manipulator System in FMF-extension

中村 保雄; 小高 英男; 岩永 繁

INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL MANAGEMENT AND HANDLING, , 

パワーマニプレータは、各種燃料要素の入ったピンラックを3台のピン試験機間や定められた位置に自動搬送するものである。FMF増設の試験セルに2台設置され、高放射線及び不活性ガス雰囲気で使われるため、操業開始後は人が立ち入っての装置メンテナンスは不可能である。2台のパワーマニプレータはFMF増設のホストコンピュータにより運転管理されることになっている。(自動搬送機能)マニプレータは3つの直線軸と1つの回転軸を備え、それぞれがDCサーボモータで動かされる。そして、レゾルバ・メカニズムによってバックラッシュ等を避けており、高精度な自動搬送を実現している。(遠隔保守機能)マニプレータ構成部品はすべて、インセルクレーン、リペアホイスト及び治工具により遠隔で取りはずし装着が可能である。

論文

Large scale post irradiation examination facility for Monju fuel

岩永 繁; 中村 保雄; 江口 健二; 永峯 剛

INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL MANAGEMENT AND HANDLING, , 

FMF増設施設は、高速原型炉「もんじゅ」炉心構成要素等を照射後試験するために動燃大洗工学センターで建設中である。高速原型炉「もんじゅ」の臨界は1994年春に予定されており、FMF増設の操業は1996年を予定している。施設は地上4階、地下2階の重コンクリート造で、大型セル2室(試験セル、除染セル)があり、内面ライニングが施工されている。(1)インテリジェント ホットラボ 自動化運転システムは総合情報システム、試験自動化システム、施設自動化運転システムより構成され、照射後試験計画、照射後試験の実施、試験結果評価を自動的に行う。これらの結果はデータベース化される。(2)試験装置 照射後試験を行う試験装置は、集合体試験装置、ピン試験装置、X線CT装置が設置される。これらは多目的(1台で各種の試験対象が照射後試験可能)、多機能(1台で複数の試験項目が可能である)化を図っている。

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