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論文

熱化学水素製造法における硫酸分解ガス環境下を模擬した新たな腐食試験装置の開発

広田 憲亮; 笠原 清司; 岩月 仁; 今井 良行; 大橋 弘史; Yan, X. L.; 橘 幸男

材料と環境, 68(6), p.137 - 142, 2019/06

配管内の硫酸流量、装置内での硫酸分解反応の発生、炉心管内の温度分布を把握するために、新たに高温硫酸分解ガスの腐食試験装置を製作した。その上で、超音波流量計を用いて硫酸溶液の流速を常時測定した。結果として、試験装置の入口のSO$$_{3}$$濃度は、高温ガス炉水素コージェネレーションシステム(GTHTR300C)を想定した水素製造プラントでの硫酸分解器入口のSO$$_{3}$$濃度とほぼ同等あった。一方で、試験中に出口側のすりあわせ部からは硫酸の漏れが発生した。そこで、流体解析により出口側すりあわせ部の温度分布を調査し、出口側配管から0.05m以上離れた位置では継手部の温度がフッ素継手グリスを使用するのに十分低い温度となることが明らかとなった。実際に改良された炉心管を製作し、出口側のすりあわせ部で再度温度を測定した。その結果、ジョイントグリースの温度限界を下回る温度であり、流体解析における温度分布とほぼ同様となっていた。その後、これまで硫酸の漏洩は発生していない。

論文

Conceptual design of the steam reforming system for hydrogen production connected to HTTR

岩月 仁; 大橋 弘史; Yan, X.

Proceedings of 9th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2018) (USB Flash Drive), 7 Pages, 2018/10

HTTRは、日本原子力研究開発機構(JAEA)の大洗研究開発センターに建設された30MW、950$$^{circ}$$Cの高温工学試験研究炉である。HTTRプロジェクトの枠組みの中で、水蒸気改質システム(CH$$_{4}$$ + H$$_{2}$$O = 3H$$_{2}$$ + CO)の研究開発を行ってきた。2002年にモックアップ試験施設を建設し、水素製造システムの過渡的挙動を調査し、システムの制御性を確立した。以上の成果を踏まえ、HTTRに接続された水素製造のための水蒸気改質システムの概念設計を検討した。システム条件は、HTTR仕様とモックアップ試験施設の建設および運転の経験を考慮して最適化された。水素製造システムは、HTTRからヘリウムループを介して水素製造システムに輸送され約0.2MWに加熱される。このシステムは約70Nm$$^{3}$$/hの水素を生成する。

論文

Probabilistic risk assessment method development for high temperature gas-cooled reactors, 1; Project overviews

佐藤 博之; 西田 明美; 大橋 弘史; 村松 健*; 牟田 仁*; 糸井 達哉*; 高田 毅士*; 肥田 剛典*; 田辺 雅幸*; 山本 剛*; et al.

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04

本報告では、高温ガス炉PRAの実施上の課題である、建屋や黒鉛構築物、配管など静的な系統、構築物及び機器の多重故障を考慮した地震PRA手法の確立に向け進めている、静的SSCの多重故障を考慮した事故シーケンス評価手法構築、建屋、黒鉛構築物の損傷を考慮したソースターム評価手法構築、地震時の具体的な事故シナリオ検討に資するフラジリティ評価手法構築及び実用高温ガス炉への適用性評価の概要について報告する。

論文

Probabilistic risk assessment method development for high temperature gas-cooled reactors, 2; Development of accident sequence analysis methodology

松田 航輔*; 村松 健*; 牟田 仁*; 佐藤 博之; 西田 明美; 大橋 弘史; 糸井 達哉*; 高田 毅士*; 肥田 剛典*; 田辺 雅幸*; et al.

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04

高温ガス炉における、地震起因による原子炉冷却材圧力バウンダリを構成する配管の複数破断を含む事故シーケンス群の起因事象モデルについて、ソースタームの支配因子に着目した起因事象に対する階層イベントツリーを適用する場合と、個々の破断の組合せを考慮した多分岐イベントツリーを適用する場合を対象に地震時事故シーケンス頻度評価コードSECOM2-DQFMによる試計算を行った。評価結果から、高温ガス炉のための効率的かつ精度を維持できる起因事象の分類方法を構築できる見通しを得た。

論文

Investigation on iodine release behavior during the operation of high temperature engineering test reactor (HTTR)

植田 祥平; 猪井 宏幸; 水谷 義隆; 大橋 弘史; 岩月 仁; 坂場 成昭; 沢 和弘

Proceedings of 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-21) (DVD-ROM), 4 Pages, 2013/07

核分裂生成物のヨウ素は甲状腺被ばく評価上極めて重要な核種であるが、その複雑な放出・沈着挙動に伴う測定・評価の困難さから、ヨウ素の事故時ソースタームが保守的に評価されていると考えられる。本研究では、実炉のHTTRを用いた原子炉出力急停止並びに一次冷却材喪失試験を通じて、ヨウ素の娘核種である一次冷却材中のキセノン核種を測定する方法でヨウ素の放出挙動を評価することを目的とした試験計画並びに予備解析の結果について述べる。

論文

Optical features of a LiF crystal soft X-ray imaging detector irradiated by free electron laser pulses

Pikuz, T.; Faenov, A.*; 福田 祐仁; 神門 正城; Bolton, P.; Mitorfanov, A.*; Vinogradov, A.*; 永園 充*; 大橋 治彦*; 矢橋 牧名*; et al.

Optics Express (Internet), 20(4), p.3424 - 3433, 2012/02

 被引用回数:19 パーセンタイル:26.2(Optics)

Optical features of point defects photoluminescence in LiF crystals, irradiated by soft X-ray pulses of the Free Electron Laser were measured. We found that peak of photoluminescence spectra lies near of 530 nm. Our results suggest that redistribution of photoluminescence peak intensity from red to green part of the spectra is associated with a shortening of the applied for irradiation of LiF laser pulses down to pico - or femtosecond durations. Dependence of peak intensity of photoluminescence spectra from the soft X-ray irradiation fluence was measured and the absence of quenching phenomena, even at relatively high fluencies was found, which is very important for wide applications of LiF crystal X-ray imaging detectors.

論文

Ablation of insulators under the action of short pulses of X-ray plasma lasers and free-electron lasers

Inogamov, N. A.*; Anisimov, S. I.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Fortov, V. E.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; et al.

Journal of Optical Technology, 78(8), p.473 - 480, 2011/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:67.21(Optics)

An experimental and theoretical study has been carried out of the ablation of a solid insulator with a wide band gap (LiF) under the action of ultrashort laser pulses of the UV range, obtained in a free-electron laser, and the soft X-ray region, obtained in a silver-plasma laser. A comparison is made of the results obtained on the two laser systems. It is shown that the ablation threshold is about the same for both lasers. A theory is presented that explains the weak growth of the ablation mass with increasing surface energy density of the laser radiation (the fluence) in the case of X-ray lasers as a result of the transition from spallation close to the ablation threshold to evaporative ablation at high fluence values.

論文

Two-temperature warm dense matter produced by ultrashort Extreme Vacuum Ultraviolet-Free Electron Laser (EUV-FEL) pulse

Inogamov, N. A.*; Faenov, A. Ya.*; Zhakhovsky, V. V.*; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Shepelev, V. V.*; Anisimov, S. I.*; Fortov, V. E.*; et al.

Contributions to Plasma Physics, 51(5), p.419 - 426, 2011/06

 被引用回数:19 パーセンタイル:29.68(Physics, Fluids & Plasmas)

極短パルス,極端紫外自由電子レーザー(EUV-FEL)パルス(波長:50nm,パルス幅:100fs)をフッ化リチウム(LiF)のような誘電体に照射することで、結晶状態にあるLiFの破砕現象を初めて観測した。低フルーエンスの場合ではLiFの破砕現象が起こり、これがLiFの低いアブレーション閾値の原因となっていることを明らかにした。同様の現象は、ピコ秒パルスの関西光科学研究所X線レーザー装置を用いた実験でも観測されている。この破砕現象は、ナノ秒パルスのX線レーザー装置では観測されておらず、フェムト$$sim$$ピコ秒パルス特有の現象であることをモデル計算から明らかにした。

論文

Thermo- and pH-responsive poly(A-ProOMe)-${it graft}$-poly (AAc) membrane for selective separation of metal ions

長谷川 伸; 大橋 仁; 前川 康成; 片貝 良一*; 吉田 勝

Polymer Journal, 41(7), p.533 - 540, 2009/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:86.28(Polymer Science)

放射線を利用して温度とpH両方に応答するグラフトゲル膜を新たに作製し、Co, Niイオンに対するLiイオンの選択透過性を、それぞれの透過係数比(P$$_{Li/Co}$$, P$$_{Li/Ni}$$)から評価した。水溶性モノマーの$$gamma$$線照射によりグラフト重合と架橋が同時進行することを利用して、温度応答性ポリ(A-ProOMe)ゲル膜を得た。次に、pH応答性ポリアクリル酸(ポリAAc)をポリ(A-ProOMe)ゲル膜上にグラフト重合することで、温度とpH両方に応答するグラフトゲル膜を調製した。AAcグラフト率が15%の膜は30$$^{circ}$$C, pH6.0において最も高いCo, Niイオンに対するLiイオンの透過係数比、P$$_{Li/Co}$$=2.8とP$$_{Li/Ni}$$=3.5を示した。Liイオンの選択透過性を示したグラフトゲル膜の電子顕微鏡観察から、温度応答性マトリックスに囲まれたポリ(AAc)がイオンチャンネルとなること、その隣接したカルボキシル基の金属イオンとの相互作用が、その選択透過に重要であることが明らかとなった。

報告書

Examination on small-sized cogeneration HTGR for developing countries

坂場 成昭; 橘 幸男; 島川 聡司; 大橋 弘史; 佐藤 博之; Yan, X.; 村上 知行; 大橋 一孝; 中川 繁昭; 後藤 実; et al.

JAEA-Technology 2008-019, 57 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-019.pdf:8.59MB

安全性に優れ、発電のみならず水素製造,地域暖房等に利用できる小型コジェネレーション高温ガス炉は、送電網等のインフラが整備されていない発展途上国に最適な原子炉の一つと考えられている。そこで、発展途上国で建設することを想定した小型コジェネレーション高温ガス炉HTR50Cについて検討した。HTR50Cプラントの仕様,機器構成等を決定し、経済性評価を行った結果、小型軽水炉と経済的に競合できることがわかった。

報告書

HTTR水素製造システム炉外技術開発試験装置の構成と機器仕様(受託研究)

加藤 道雄; 林 光二; 会田 秀樹; 大橋 弘史; 佐藤 博之; 稲葉 良知; 岩月 仁; 高田 昌二; 稲垣 嘉之

JAEA-Technology 2007-022, 209 Pages, 2007/03

JAEA-Technology-2007-022.pdf:14.46MB

炉外技術開発試験装置(以後、炉外試験装置)は、水素製造システムの過渡挙動及び蒸気発生器によるヘリウム温度変動の緩和性能を調べるため、並びに動特性解析コードの検証データの取得を目的として製作されたものである。炉外試験装置は120Nm$$^{3}$$/hの水素製造能力を有しており、水素製造法についてはメタンの水蒸気改質法(CH$$_{4}$$+H$$_{2}$$O=3H$$_{2}$$+CO)を用いた。原子炉の代わりの熱源として電気ヒータが設置されており、HTTRと同様に化学反応器の入口で880$$^{circ}$$C(4MPa)まで昇温することができる。炉外試験装置は2002年の2月に完成し、2002年3月から2004年12月にかけて7回の運転が行われた。本報告書は、炉外試験装置の構成と主仕様について述べたものである。

論文

Thermo- and pH-sensitive gel membranes based on poly-(acryloyl-$$L$$-proline methyl ester)-${it graft}$-poly(acrylic acid) for selective permeation of metal ions

長谷川 伸; 大橋 仁; 前川 康成; 片貝 良一*; 吉田 勝

Radiation Physics and Chemistry, 72(5), p.595 - 600, 2005/04

 被引用回数:15 パーセンタイル:26.28(Chemistry, Physical)

温度と、pH応答性ゲル膜は、温度応答性のアクリロイル-L-プロリンメチルエステル(A-ProOMe)のポリマーゲル上にpH応答性ポリ(アクリル酸(AAc))を$$gamma$$線グラフトで合成した。AAc15mol%グラフト鎖を持つポリ(A-ProOMe)のゲル膜は、温度とpH両方の応答性を示した。温度官能基が収縮し、pH官能基が膨潤している30$$^{circ}$$C, pH6.0の条件で、Li, Co, Ni混合イオンからLiイオンの選択透過性が達成できた。

論文

Solvent effect in supercritical carbon dioxide extraction of metal ions

目黒 義弘; 扇柳 仁*; 富岡 修; 井村 久則*; 大橋 弘三郎*; 吉田 善行; 中島 幹雄

Proceedings of 2nd International Symposium on Supercritical Fluid Technology for Energy and Environment Applications (Super Green 2003), p.175 - 179, 2004/00

超臨界流体抽出の最大の特色の一つは、圧力によって金属の分配挙動を制御できることである。この溶媒効果を理論的に解析することによって、金属抽出における最適な条件を推定することが可能となる。硝酸溶液/リン酸トリブチル(TBP)系の超臨界二酸化炭素抽出におけるウラン(VI)とプルトニウム(IV)の分配比(D)及び塩酸溶液/2-メチル-8-キノリノール(HMQ)系の抽出におけるパラジウム(II)の分配比を、種々の圧力で測定した。疎水性の抽出剤であるTBPを用いるウランとプルトニウムの抽出において、分配比の対数値(log D)と二酸化炭素の溶解パラメーターとの間に、負の傾きを持つ直線関係が観察できた。一方、親水性抽出剤であるHMQを用いるパラジウムの抽出では、log Dと溶解パラメーターとの間に、正の傾きを持つ直線関係が観察できた。正則溶液論を用いて、この直線関係を理論的に導出することに成功した。

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

 被引用回数:124 パーセンタイル:4.61(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

 被引用回数:980 パーセンタイル:0.11(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

報告書

HTTR水素製造システム実規模単一反応管試験装置の機能試験結果報告(受託研究)

稲垣 嘉之; 林 光二; 加藤 道雄; 藤崎 勝夫; 会田 秀樹; 武田 哲明; 西原 哲夫; 稲葉 良知; 大橋 弘史; 片西 昌司; et al.

JAERI-Tech 2003-034, 129 Pages, 2003/05

JAERI-Tech-2003-034.pdf:7.62MB

HTTR水素製造システムの中間熱交換器から下流の水素製造設備を模擬した実規模単一反応管試験装置の機能試験の結果について報告する。本試験装置は、HTTR水素製造システムの水蒸気改質器反応管1本を実寸大で模擬した装置で、熱源には原子炉の代わりに電気ヒータを用いて、HTTR水素製造システムと同じ温度・圧力の条件で試験を行うことができる。試験装置は、平成9年より設計,製作を開始し、平成13年9月に据付を完了した。平成13年10月から平成14年2月まで実施した機能試験において、各設備の性能確認を行うとともに、高温ヘリウムガスを熱源として120m$$^{3}$$N/hの水素製造を達成して、試験装置を完成させた。また、本報告では、機能試験時に発生した不具合事項とその対策についても合わせて述べる。

報告書

HTTR水素製造システム実規模単一反応管試験装置のヘリウムガス循環機の性能確認試験結果(受託研究)

清水 明; 加藤 道雄; 林 光二; 藤崎 勝夫; 会田 秀樹; 武田 哲明; 西原 哲夫; 片西 昌司; 高田 昌二; 稲葉 良知; et al.

JAERI-Tech 2003-033, 105 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-033.pdf:8.35MB

HTTR水素製造システムのモックアップモデルとして建設した「実規模単一反応管試験装置」のヘリウムガス循環機に付き、2001年度に実施した総合機能試験結果を解析し、その特性を述べた。試験データを解析し、昇温値,電力,昇温値に関する性能曲線を求めた。また、これらの性能曲線を使い「循環機性能予測計算コード」を作成した。さらに、ヘリウムガス供給系主循環設備の全体圧力損失を評価した。ヘリウムガス循環機は、試験において圧力2.7MPa~4.0MPa,流量250g/s~400g/s,昇温値~250kPaの運転が必要となるが、最大入力電力150kW,最大回転数12,000rpm以内という循環機運転制限値内で達成できることが確認できた。

論文

Numerical simulation of hydrodynamic dispersion in porous media

渡辺 正; 伊藤 豪一*; 中村 仁也*; 河野 浩二*; 大橋 弘忠*

Proceedings of 3rd Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-3), p.146 - 151, 2002/10

天然バリア中の物質輸送現象の予測のための格子BGK法によるシミュレーションモデルの開発と流体拡散現象の解析について発表する。流れの無い状態における溶質の濃度分布の時間変化の計算では、拡散係数が理論値とよく一致することが確認された。また、円管内流れにおける濃度分布計算では、実効拡散係数も理論値とよく一致することが示された。さらに円筒形の障害物を置いた矩形流路内流れにおける濃度分布計算では、濃度分布がトレーサーを用いた同様の実験とよく一致することがわかった。空隙率0.2の多孔質中の流れにおける拡散計算では、狭い流路において流速及び実効拡散係数が高くなることが明らかとなった。

論文

Pressure dependence of supercritical carbon dioxide extraction equilibrium of palladium(II) with 2-Methyl-8-quinolinol

扇柳 仁; 目黒 義弘; 吉田 善行; 大橋 弘三郎*

Analytical Sciences (CD-ROM), 17(Suppl.), p.717 - 720, 2002/03

1.0M(H,Na)Cl及び0.01M 2-メチル-8-キノリノール(HMQ)を含む水溶液と超臨界二酸化炭素(SC-CO$$_{2}$$)間のPd(II)の分配比(${it D}$)を45$$^{circ}C$$,8.5~23MPaの圧力範囲で測定した。モノクロロ酢酸pH緩衝剤を用いたSC-CO$$_{2}$$抽出では、${it D}$は圧力によらず一定値を示した; log ${it D}$=0.11$$pm$$0.04(n=3,pH2.77),0.66$$pm$$0.11(n=16,pH2.89),0.88$$pm$$0.03(n=5,pH2.96)。一方pH緩衝剤を用いないSC-CO$$_{2}$$抽出では、高圧になるほど水相へのCO$$_{2}$$の溶解度が増大することからpHが酸性側にシフトし(SC-CO$$_{2}$$のself-buffering効果)、その結果${it D}$は減少した。本研究で抽出剤として用いたHMQは、pH2~5の水溶液中でたやすくプロトン付加して水に可溶なH$$_{2}$$MQ$$^{+}$$となり、高い抽出効率を得るのに十分な高濃度の抽出剤を用いるSC-CO$$_{2}$$抽出プロセスを可能にする。その結果、塩酸溶液中のPd(II)を高効率でSC-CO$$_{2}$$抽出できることがわかった。

論文

Impedance effect on ion transport in a temperature-sensitive gel membrane

Chen, J.; 長谷川 伸; 大橋 仁; 前川 康成; 吉田 勝; 片貝 良一; 坪川 紀夫*

Macromolecular Rapid Communications, 23(2), p.141 - 144, 2002/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:67.54

14$$^{circ}C$$に下限臨界共溶温度(LCST)をもつポリ(アクリロイル-L-プロリンメチルエステル)ゲルの体積相転移挙動をin situ観察するため、5$$^{circ}C$$から60$$^{circ}C$$まで温度を徐々に昇温させながらゲル膜を透過したリチウムイオンの電気伝導度の変化を測定した。電解質溶液のみの場合、一般的な性質として、電気伝導度は温度とともに直線的に増加する。ゲル膜では電気伝導度がLCST直下の温度まで増加したのち、急激な低下を示すことがわかった。この低下はL-プロリンメチルエステル基に基づく疎水性相互作用によりゲルのネットワークが収縮したことに起因している。これらの結果から、電気伝導度のin situ観察は、ゲル膜の僅かな体積変化を調べる手段として有用であることが結論できた

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