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報告書

東海再処理施設の安全性確認に係る基本データの確認-放射線分解により発生する水素の検討-

大森 栄一; 駿河谷 直樹; 高谷 暁和; 中村 博文; 槇 彰; 山内 孝道

JNC-TN8410 2000-003, 93 Pages, 1999/10

JNC-TN8410-2000-003.pdf:4.92MB

核燃料再処理施設に設置される各機器内では、プロセス液中に内蔵する放射性核種の崩壊に伴う放射線分解に起因し、水素を含むガスが発生することで知られている。水素は機器内空間で爆発下限界濃度に達し、かつ着火源が存在すると爆発を生じる可能性がある。こうした施設では、基本的に機器内から着火源を排除するよう考慮がなされているが、爆発事故防止の観点から機器内の水素濃度を爆発下限界に達しないよう管理することが重要である。今回、東海再処理施設の安全性を上記の観点で確認するため、本施設に設置される各機器の水素濃度を機器に供給される気体量を考慮して評価した。また、誤操作等が原因で機器内に供給される気体量が減少する場合も想定して、水素濃度が爆発下限界濃度を超えないように管理する方法についても検討した。その結果、運転管理を適正に行うことにより、殆どの機器において水素濃度が爆発下限界未満に抑制されることが確認できた。水素濃度が爆発下限界に達する可能性がある機器については、設備の改善等が必要であることが示された。

論文

An Investigation of the Cause of the Fire and Explosion Incident at Bituminization Demo

米谷 雅之; 小山 智造; 槇 彰; 山内 孝道

Proceedings of International Conference on Future Nuclear Systems (GLOBAL '99) (CD-ROM), 0 Pages, 1999/08

アスファルト施設の火災・爆発事故の調査として、当時の運転状況の調査、廃液やアスファルト固化体の分析などを行い、ドラム充てん後のアスファルト混合物の発熱反応挙動を化学的挙動として評価し、反応に寄与する要因を得た。この要因を考慮した模擬アスファルト混合物を調整し、DSC, C80などの熱量計用いて、発熱反応の特性を評価した。

報告書

FIRACコードを用いた火災時の施設内圧力解析-アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

小坂 一郎; 野尻 一郎; 山内 孝道

JNC-TN8410 99-017, 302 Pages, 1999/03

JNC-TN8410-99-017.pdf:13.87MB

平成9年3月11日10時6分頃に発生した最初の火災を対象として、アスファルト充てん室R152での火災に起因するセル換気系排気の減少・喪失、換気系の制限運転への移行等により施設内の圧力が変化し、負圧が喪失していった過程を明らかにすることを目的に、FIRACコードを用いて施設内の圧力解析を実施した。FIRACコードは、火災時のセル・換気系等の圧力・温度等を解析するものであり、米国で開発され、動燃においても導入・整備されてきたものである。解析においては、アスファルト固化処理施設全体をモデル化の対象とし、火災時の発熱量などの条件についてはパラメータとし、その違いを検討することで火災時の事象の進展を推測した。解析によって、FIRACコードの施設全体の解析への適用性が確認されたとともに、事故時のセル・室の圧力挙動については、換気系統による違いがみられ、換気系の構成が火災事故時の事象の進展に影響することが解析的に確認できた。また、Z施設への流出を考慮すると、換気系内部に通常と異なる逆流状態に至る部分が生じることが確認できた。

報告書

東海再処理施設の安全性確認に関する報告書

槇 彰; 野尻 一郎; 中村 博文; 藤田 秀人; 山内 孝道

JNC-TN8440 99-002, 366 Pages, 1998/11

JNC-TN8440-99-002.pdf:27.42MB

東海再処理施設では、施設及び各工程に安全設計、安全対策を施すと共に、各工程毎に運転要領書等を定め、安全に十分留意して運転を実施してきたが、平成9年3月に東海再処理施設の一つであるアスファルト固化処理施設において火災爆発事故が発生した。この事故の反省から自主保安の一環として最新の知見やこれまでの運転経験等を取り入れて東海再処理施設の安全性を再度確認することとした。確認作業に当たっては、(1)施設、設備及び運転体制の確認、(2)運転実績、放射線管理実績や保守、改造実績の調査、(3)過去の事故や故障の施設への反映状況調査等を行うとともに、(4)事故の発生防止策の検討、(5)事故時の拡大防止策及び影響緩和策の検討を実施した。本資料は、アスファルト固化処理施設の火災爆発事故で得られた教訓を風化させることなく、技術の伝承・共有化に資するために、東海再処理施設安全性確認として実施した上述の調査及び検討結果についてまとめたものである。

報告書

東海再処理施設の臨界安全、遮蔽設計基本データの確認

須藤 俊幸; 清水 義雄; 中村 博文; 野尻 一郎; 槇 彰; 山内 孝道

JNC-TN8410 99-003, 69 Pages, 1998/11

JNC-TN8410-99-003.pdf:5.49MB

東海再処理施設の安全性確認の一環として、昭和40年代に設計された東海再処理施設の初期の施設の臨界安全及び遮蔽設計で用いられた基本データについて、最新の知見を基に妥当性を確認した。臨界安全設計では、設計に用いた機器の寸法、U,Puの質量、濃度等に関する臨界値並びに制限値が妥当であることを確認した。遮蔽設計では、設計に用いた「遮蔽厚-許容線源強度グラフ」では一部必要な遮蔽厚を過小評価するおそれのある箇所が見られたが、評価の条件を安全側に設定していることにより、必要な遮蔽厚が確保されていることを確認した。ただし、小型試験設備では、取扱う放射能量を制限する必要が生じた。また、臨界安全に関してはU,Puの移動に係る運転管理状況の妥当性についても確認を行った。その結果、溶液処理系のバッチ処理の移動では、誤って移動を行ったときに臨界のおそれのある移動経路でのU,Pu濃度確認の信頼性を強化する措置を行うこととした。これ以外の移動経路では、単一の故障あるいは誤操作によって臨界安全上問題となる移動は実施されないことを確認した。

報告書

アスファルト固化処理施設火災・爆発事故におけるセル排気系フィルタの被害状況-アスファルト固化処理施設火災爆発事故原因究明・再発防止に関する調査・検討-

重留 義明; 今本 信雄; 山内 孝道; 小田 好博; 綿引 優

PNC-TN8410 98-088, 48 Pages, 1998/05

PNC-TN8410-98-088.pdf:3.74MB

平成9年3月11日に発生したアスファルト固化処理施設の火災・爆発事故では、火災発生後の早い段階で換気系異常(セル換気系高性能フィルタの閉塞)が起き、また10時間後に発生した爆発においてはセル換気系フィルタの破損が生じた。そこで火災・爆発事故時に使用していたセル換気系フィルタの被害状況調査を行った。調査はフィルタの破損状況、放射性物質による汚染の程度、フィルタメディアへの煤の付着重量について行った。また、SEM写真により煤のフィルタメディアへの付着の様子を観察した。本報において、これら調査を行った結果を示す。

報告書

槽類換気系からセルへの逆流流量の試算-アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

小坂 一郎; 山内 孝道; 藤田 秀人

PNC-TN8410 98-027, 114 Pages, 1998/02

PNC-TN8410-98-027.pdf:2.72MB

平成9年3月11日、アスファルト固化処理施設において、アスファルト固化体を充てんしたドラムから火災が発生し、その後、同施設で爆発が発生した。火災後に爆発に至った原因として、セル・建家換気系停止後も運転を継続していた槽類換気系からの排気がセル換気系を通じてアスファルト充てん室に流入し、室内に滞留していた可燃性物質を希釈し、爆発限界範囲となったことが考えられている。このため、セル換気系停止時における槽類換気系からアスファルト充てん室及びその他のセルへ逆流した空気流量の試算を行った。計算には、セル・換気系等のネットワークを体積要素と抵抗要素に分け、流体の温度・圧力・流量等を集中定数的に解析するノード・ ジャンクション法を採用したFIRACコードを使用することとした。計算の結果、アスファルト充てん室のリーク率を、差圧40mmAqに対し650m3/hとし、その他のセルのリーク率を差圧40mmAqに対し1vol%/hとした場合、槽類換気系からの逆流流量は、アスファルト充てん室について約94m3/h、その他のセルへの逆流はわずかであった。また、すべてのセルのリーク率を差圧40mmAqに対し1vol%/hとした場合、槽類換気系からの逆流はアスファルト充てん室が約34m3/h、地下階セルが約39m3/h、その他のセルは5$$sim$$10m3/hであった。

報告書

アスファルト固化処理施設の運転記録類の回収・整理業務報告書

小林 健太郎*; 中澤 豊*; 沼田 伸二*; 佐々木 愛*; 山内 孝道*

PNC-TN8440 98-001, 159 Pages, 1998/01

PNC-TN8440-98-001.pdf:23.08MB

アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故の原因究明に欠かせない事故当時の施設の運転記録(データシート、日誌、計測制御系の記録等)を施設内から回収し、写真撮影を行った。写真の撮影枚数は21,330枚に達した。撮影した写真は、写真集(サービスサイズのプリントアルバム)として、撮影順のものと記録毎に集めたものの2種類に整理した。また、ネガからPhotoCDに書き込み(デジタル化)、それをパソコンデータベースに入力するとともに、事故時のキャンペーン(97-M46-1)のエクストルーダの温度記録、トルク・回転数記録をバッチ毎に原寸大に復元することを行った。なお、一部の記録類については、整理の途中で事故調査委員会に提出を行っている。本報告書は、運転記録の回収と整理に係る業務の概要報告を行うものである。

報告書

原因究明のための施設状況調査; アスファルト個化処理施設火災爆発事故原因究明・再発防止に関する報告(3/7)

アスファルト固化処理施設火災爆発事故原因究明・再発防止対策班; 大森 栄一; 加藤 良幸; 鈴木 弘; 下山田 哲也; 富山 祐弘; 下倉 光春; 桜庭 輝美; 森本 恭一; 萩原 正義; et al.

PNC-TN8410 98-013, 1028 Pages, 1998/01

PNC-TN8410-98-013.pdf:143.04MB

アスファルト固化処理施設で発生した火災爆発事故の発生原因を究明するため、事故発生後の施設内において詳細な被害状況の調査を実施した。調査の結果、施設内の被害は、アスファルト充てん室(R152)付近を中心として1階および2階に集中していた。アスファルト充てん室(R152)では、遮へい扉などの部屋境界部分が破損しており、シールディングウォールが充てん室内に飛ばされているのを除いて充てん室から外に向かって破壊されている。天井にあるハッチなどの落下によりドラムの変形や破損がみられるものの、多くのドラムは比較的整然と並んでおり、室内の被害はさほど多くはない。アスファルト充てん室(R152)周辺の部屋では各室内にあった備品などが飛散している。エクストルーダについては、ドーム内部を含めて調査したが破損した様子は無く、異常はみつけられなかった。換気系については、セル換気系および建屋換気系給気の系統に被害が集中しているが、建屋換気系排気および槽類換気系には、ほとんど被害がみられなかった。

論文

An Investigation of the Cause of the Fire and Explosion Incident at Bituminization Demonstration Facility

米谷 雅之; 小山 智造; 槇 彰; 山内 孝道

7th International Conference on Radioacti, 0 Pages, 1998/00

平成9年3月11日に動燃東海アスファルト固化処理施設で発生した火災爆発事故の原因について調査した。エクストルーダからアスファルト混合物を充てんされたドラム内において、発熱をともなう化学反応が継続し、十数時間後にドラム内のアスファルト混合物が自己発火した。ドラムに充てんされたアスファルト混合物内にて弱い発熱反応が継続し、長時間の蓄熱後、アスファルト混合物は自然発火したものと推定した。廃液の化学分析、アスファルト固化体の熱分析などから、原料アスファルトと塩との反応を詳細に調査した。発火したアスファルト混合物を製造していた時、アスファルト混合物の製造速度が低く、エクストルーダシャフトのトルクが高く、充てん中のアスファルト混合物が柔らかかった。これらから、アスファルト混合物が高い粘性を有し、粘性による発熱から充てん時のアスファルト混合物の温度が高い可能性があった。推定の妥当性を確認するために、模

論文

アスファルト固化処理施設の火災爆発事故に関する検討

小山 智造; 柴田 淳広; 佐野 雄一; 大森 栄一; 鈴木 弘; 加藤 良幸; 北谷 文人; 小杉 一正; 須藤 俊幸; 菊地 直樹; et al.

日本原子力学会誌, 40(10), p.740 - 766, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.3(Nuclear Science & Technology)

アスファルト固化処理施設の火災爆発事故について、科技庁の事故調査委員会及びフォローアップ委員会に報告してきた内容を紹介する。火災原因は現在も検討を続けており完全に究明できた状況ではないが、エクストルーダ内での物理的発熱と、ハイドロパーオキサイドやパーオキサイドを経由した空気中の酸素を取り込んでの酸化反応等による化学的発熱の可能性が高いと考えられる。爆発原因は加熱されたドラムから発生した可燃性混合ガスが、換気系フィルタの閉塞により滞留し、槽類換気系の逆流空気により酸素濃度が上昇し爆発範囲内の予混合気体を生成し、自然発火したドラムにより着火したものと考えられる。事故による放射性物質放出量は$$beta$$核種で1$$sim$$4GBq、$$alpha$$核種で6$$times$$10-4$$sim$$9$$times$$10-3GBq、これらによる公衆の預託実効線量当量は最大で1$$times$$10-3$$sim$$2$$times$$10-2mSvと評価した。

報告書

アスファルト固化処理施設火災・爆発事故の原因究明のための時系列調査報告書

山内 孝道; 久江 正; 永井 俊尚

PNC-TN8410 97-368, 135 Pages, 1997/12

PNC-TN8410-97-368.pdf:7.9MB

平成9年3月11日の10:06頃、アスファルト固化処理施設のアスファルト充てん室(R152)内にてアスファルト充てん済みのドラムから火災が発生した。更に、同日20:04頃、同施設にて爆発が発生した。上記火災・爆発事故の発生を受けて、東海事業所の防護活動本部は、3月13日に、本部内に「時系列班」を設置することを決定し、筆者らが班員となった。その後、原因究明のために有用な情報を得るために、事故発生時の状況やその際の操作内容等に関して聞き取り調査や運転記録の調査等を実施し、その結果を科学技術庁が設置した「東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会」に提出した。本書は、アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故の原因究明のための時系列調査の内容、その調査結果の「東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会」への報告内容等をとりまとめたものである。

報告書

アスファルト固化処理施設爆発時の各部屋境界部等の圧力評価-設備等の破壊強度解析--アスファルト固化処理施設施設 火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

菊地 直樹; 山内 孝道; 大森 栄一

PNC-TN8410 98-040, 68 Pages, 1997/11

PNC-TN8410-98-040.pdf:4.92MB

本報告書は、アスファルト固化処理施設で発生した火災・爆発事故の原因究明に係る各種解析評価作業の一環として実施した、爆発時の各部屋境界部等の破壊圧力の評価結果をまとめたものである。本評価では、爆発規模の推定を目的に、施設内各部屋間の境界部となる遮へい扉、ハッチ、ドアなどの建具類について、その破壊に必要な圧力を推定し、これら評価結果を施設各階毎に圧力評価図として取りまとめた。今回の解析評価結果は、爆発事故時の施設内の被害状況を定量的に説明し得るものであり、また、これにより爆発時に各部屋に発生した圧力を推定することが可能となった。

報告書

高温アスファルトの流下試験-アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

加藤 良幸; 青山 誠; 米谷 雅之; 山内 孝道

PNC-TN8410 97-319, 143 Pages, 1997/10

PNC-TN8410-97-319.pdf:36.19MB

アスファルト固化処理施設で発生した火災爆発事故の発生原因を究明するため、事故発生直前の施設の運転状態を調査した。調査の結果、火災発生前のアスファルト固化体の製造時において、エクストルーダーから流下されるアスファルト混合物が通常よりも柔らかく、また充てん中のドラムからは通常と違って大量の白い蒸気のようなものが観察されていたことが運転員の聞き取り調査でわかった。(東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会の資料11-5)この観察結果とアスファルト混合物の温度との関係を把握するために、アスファルト混合物の温度をパラメータとして模擬アスファルト混合物を流下させる試験を実施した。試験実施時には、事故当時の運転員に立ち合ってもらい、事故当時と試験での流下状態の比較(230度C及び270度C試験時並びにエクストルーダ製模擬アスファルト試験時)を行った。この結果、多くの作業員は、230度Cの流動状態は、通常の運転時と良く似ており、270度Cの流動状態は、事故直前時の運転時と良く似ているという証言が得られ、事故時の流下温度は通常運転時と比べてかなり高かったものと推察できる。(これらの証言は、主観的である上に、試料が模擬のアスファルト混合物であるため、温度に関する定量的な評価はできなかった。)また、模擬アスファルトを1mの高さから流下させると流下中に放冷されて温度が10$$sim$$20度C程度低下することが分かった。さらに、模擬アスファルトを加熱して160度C以上になると表面に発泡層が生成するが、この泡の発生量は温度が高くなるほど多くなり、250度C以上になると発生する泡の直径がそれまでの約1mmのものから約5mmの大きなものへと変化した。発生したガスの成分はその臭い及び発生状況からアスファルトの熱分解生成物と考えられる。なお、流下させる前に十分発泡させた模擬アスファルトを流下させると流下後のアスファルト表面にはごく僅かにしか泡が生じないことから、流下中の空気の巻き込みは少ないものと考える。

報告書

アスファルト固化処理施設セル換気系排気ダクトの圧力評価-アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明・再発防止に関する調査・検討-

菊地 直樹; 高橋 有紀*; 山内 孝道*; 飯村 理人*; 大森 栄一

PNC-TN8410 97-310, 1 Pages, 1997/09

PNC-TN8410-97-310.pdf:5.43MB

本報告書は、アスファルト固化処理施設で発生した火災・爆発事故の原因究明に係わる各種解析評価作業の一環として実施したセル換気系排気ダクトにおける圧力伝播解析の結果と、本解析に使用する換気系爆発解析コードEVENT84による解析の信頼性の確認を目的として実施した検証計算の結果をまとめたものである。検証計算では、原研で実施したセル換気系実証試験の試験データとEVENT84による解析結果との比較・検証を実施し、安全側の解析結果が得られたことでEVENT84の信頼性を確認した。アスファルト固化処理施設のセル換気系排気ダクトにおける圧力伝播解析では、事故時の爆発規模の推定を目的として、当該ダクトの破損状況とダクト各部の圧力解析結果の照合を実施した。その結果、ダクトの破損状況を定量的に説明するには至らなかったが、一番損傷の大きいダクト下流側での局所的な圧力上昇は起こり得ることが分かった。

論文

Facility outline and construction status of recycle equipment test facility (RETF)

青嶋 厚; 山内 孝道; 市村 敏夫*; 鹿倉 栄; 河田 東海夫; 田中 和彦*

Proceedings of 5th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-5), 0 Pages, 1997/05

動燃事業団では、平成7年1月より東海事業所においてRETF(Recycle Equipment Test Facility)の建設工事を進めている。RETFは「もんじゅ」及び「常陽」の使用済燃料を用いて工学規模で高速炉燃料再処理の新型機器やプロセスの試験を行うことを目的とした試験施設である。本報告においては、REFTの施設概要及びその工事状況について述べる。

報告書

平成8年度 安全総点検資料 -「電気関係設備の安全確保」の対応資料-

川口 昭夫; 槇 彰; 山内 孝道; 照井 新之助; 小形 佳昭; 柴田 里見; 狩野 元信

PNC-TN8440 97-020, 111 Pages, 1997/03

PNC-TN8440-97-020.pdf:35.99MB

平成8年度東海事業所安全総点検は、平成8年12月11日(水)及び12日(木)の2日間にわたり実施された。今回の安全総点検では、平成8年7月16日(TVF換気系等の一時停止)、平成8年8月22日(再処理第1変電所の一時停電)に発生した2件の電気関連のトラブルに鑑み、点検項目中の個別重点項目の取組状況として「電気関連設備の安全確保」が盛り込まれ、これに伴い電気関係設備の点検が実施されることとなった。実施の具体的な対応については、特別高圧及び高圧電気設備を運転管理する建設工務管理室と低圧電気設備を運転管理する再処理工場工務部技術課で対応した。又、プル工場設備課の協力も得て実施した。本資料はこの電気関係設備の点検対応のために作成し、説明資料としてとりまとめたものである。

論文

Outline of Recycle Equipment Test Facility (RETF) Project

青嶋 厚; 山内 孝道; 市村 敏夫*; 鹿倉 栄; 河田 東海夫; 田中 和彦*

Proceedings of International Conference on Future Nuclear Systems (GLOBAL'97), 0 Pages, 1997/00

動燃事業団では、平成7年1月より東海事業所においてRETF(Recycle Equipment Test Facility)の建設工事を進めている。RETFは、高速増殖原型炉「もんじゅ」及び高速実験炉「常陽」の使用済燃料を用いて工学規模で高速炉燃料再処理用の新型機器やプロセスの試験を行うことを目的とした試験施設である。なお、RETFで試験を行う新型機器としては解体試験機・せん断試験機、溶解試験機、清澄試験機、抽出試験機等がある。本報告においては、RETF計画についてその概要を述べる。

論文

Study on the scenario of the fire incident and related analysis

小山 智造; 佐野 雄一; 柴田 淳広; 山内 孝道; 中田 啓

Topical Meeting on Safety of the Nuclear Fuel, 0 Pages, 1997/00

1997年3月11日に起こった東海再処理工場アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故において、事故後原因究明班を組織して原因の究明作業を行った。施設の運転データ、これに基づく火災原因の検討結果、考えられる火災シナリオについて発表する。施設の運転データとしては、エクストルーダの上昇、ゾーン7温度の上昇、廃液供給速度の低下、充填時の柔らかさ、ドラム表面の硬い膜、ドラム充填量の減少等が挙げられる。廃液の化学分析の結果、廃液中のTBP等有機溶媒の濃度は極めて低く、有機物の反応が原因である可能性は極めて低い。運転データからは処理した廃液中に沈殿物が混入していた可能性が高いと思われる。固化体を熱分析したところ、発火した第29バッチでは低温からの発熱現象が検出されており、沈殿物を触媒にした酸化反応が考えられる。また塩の粒径がより細かいため硝酸塩等の酸化反応性がより高かった可能性もある。なお、化学反応以

報告書

EFD作成要領(設計用・設工認用)

山内 孝道; 三宮 都一; 大山 康昌; 岩田 昇; 川上 一善; 久江 正; 田中 明広

PNC-TN8470 93-022, 62 Pages, 1993/08

PNC-TN8470-93-022.pdf:0.9MB

現在、建設工務管理室及び再処理工場において、再処理施設の設計、建設又は改造毎にPNCでは、CTSをベースに契約者に作成要領を提示し、合意して進められてきたが、その取決めによる解釈が契約者によって異なり、プロセスの表現方法、記号の付け方、スペック等に食違いが生じ、そのためEFDの修正に多大な時間と労力を費やす場合が見受けられた。そこで、この様な状況の中、再処理施設の設計に携わっている設計者、過去携わったことのある実務経験者等のEFD作成時において得られたノウハウを取り入れ、EFDの作成要領を纏めることで、既設の設計用、設工認用EFDと今後作成するEFD間の整合が取れ、統一性が確立できる。また、本要領書では、主に設計用EFDの記載内容と設工認EFDの記載内容を纏めている。以上の経緯により本要領書は作成されたが、あくまでも基本的な作成要領の記載であり、今後の新技術の導入、施工技術の変更等への対応や内容充実を図るため、逐次見直しは必要であると考える。

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