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報告書

Verification of alternative dew point hygrometer for CV-LRT in MONJU; Short- and long-term verification for capacitance-type dew point hygrometer (Translated document)

市川 正一; 千葉 悠介; 大野 史靖; 羽鳥 雅一; 小林 孝典; 上倉 亮一; 走利 信男*; 犬塚 泰輔*; 北野 寛*; 阿部 恒*

JAEA-Research 2017-001, 40 Pages, 2017/03

JAEA-Research-2017-001.pdf:5.19MB

日本原子力研究開発機構は、高速増殖原型炉もんじゅのプラント工程への影響を低減するため、現在、原子炉格納容器全体漏えい率試験で用いている塩化リチウム式露点検出器の代替品として、静電容量式露点検出器の検証試験を実施した。原子炉格納容器全体漏えい率試験(試験条件: 窒素雰囲気、24時間)における静電容量式露点検出器の測定結果は、既存の塩化リチウム式検出器と比較して有意な差は無かった。また、長期検証試験(試験条件:空気雰囲気、2年間)においては、静電容量式露点検出器は、高精度鏡面式露点検出器との比較の結果、「電気技術規程(原子力編)」の「原子炉格納容器の漏えい試験規定」に基づく使用前検査時に要求される機器精度(精度:$$pm$$2.04$$^{circ}$$C)を長期間にわたり有することを確認した。

報告書

「もんじゅ」の原子炉格納容器全体漏えい率試験に対する代替露点検出器の実証試験

市川 正一; 千葉 悠介; 大野 史靖; 羽鳥 雅一; 小林 孝典; 上倉 亮一; 走利 信男*; 犬塚 泰輔*; 北野 寛*; 阿部 恒*

JAEA-Research 2016-021, 32 Pages, 2017/02

JAEA-Research-2016-021.pdf:5.0MB

日本原子力研究開発機構は、高速増殖原型炉もんじゅのプラント工程への影響を低減するため、現在、原子炉格納容器全体漏えい率試験で用いている塩化リチウム式露点検出器の代替品として、静電容量式露点検出器の検証試験を実施した。原子炉格納容器全体漏えい率試験(試験条件: 窒素雰囲気、24時間)における静電容量式露点検出器の測定結果は、既存の塩化リチウム式検出器と比較して有意な差は無かった。また、長期検証試験(試験条件: 空気雰囲気、2年間)においては、静電容量式露点検出器は、高精度鏡面式露点検出器との比較の結果、「電気技術規程(原子力編)」の「原子炉格納容器の漏えい率試験規程」に基づく使用前検査時に要求される機器精度(精度: $$pm$$2.04$$^{circ}$$C)を長期間にわたり有することを確認した。

報告書

高速炉燃料集合体におけるBDI挙動評価手法の開発; 炉外バンドル圧縮試験技術の改良

東内 惇志; 石見 明洋; 勝山 幸三; 上羽 智之; 市川 正一

JAEA-Technology 2015-057, 72 Pages, 2016/03

JAEA-Technology-2015-057.pdf:36.91MB

高速炉の炉心燃料集合体では、燃焼度が高くなると燃料ピン束とラッパ管の機械的相互作用(BDI)が発生する。高速炉燃料の高性能化に向けて、太径燃料ピンのBDI挙動を予測することが必要になることから、照射燃料集合体試験施設(FMF)において太径燃料ピンを対象とした炉外バンドル圧縮試験手法を確立した。これまでに「常陽」や「もんじゅ」の細径燃料ピン、FFTF炉仕様の燃料ピンを対象とした炉外バンドル圧縮試験を実施してきたが、ホットイン後においても従来と同様の炉外バンドル圧縮試験を行うため、バンドル圧縮試験装置をセル外に設置し、圧縮の都度バンドル試験体をセル内に搬入し、X線CT検査装置により内部観察を行う新たな試験手法を確立した。本技術開発によりセルのホットイン後においても炉外バンドル圧縮試験を実施できることを確認した。本技術は、高速炉燃料の健全性評価、BDI解析コードの検証に加え、安全設計ガイドラインの具体化に向けた検討に反映可能である。また、フランスで開発が進められている技術実証炉「ASTRID」のBDI挙動評価にも反映が期待できる。

報告書

もんじゅの1次系配管支持構造物の割ピン欠損に係る原因調査

市川 正一; 川名子 翔; 西尾 竜一; 脇本 文次; 藤村 智史; 小林 孝典; 坂本 勉

JAEA-Review 2015-009, 210 Pages, 2015/07

JAEA-Review-2015-009-01.pdf:60.82MB
JAEA-Review-2015-009-02.pdf:63.6MB
JAEA-Review-2015-009-03.pdf:66.2MB
JAEA-Review-2015-009-04.pdf:62.99MB

平成26年5月に実施した高速増殖原型炉もんじゅの配管支持構造物の点検において、4機の配管支持構造物に接合ピンの抜け止め用割ピンの欠損が確認された。ロッドレストレイントの1機及びコンスタントハンガの1機に関しては割ピンが脱落しており、メカニカル防振器の2機に関しては割ピンが両端とも折損していた。本事象の原因調査の結果、折損した割ピンの破面にディンプルパターンが確認されたことから、破壊形態は延性破壊であることが分かった。外力を接合ピンに負荷することによる割ピンの破断に関する再現試験でも同様の破面形態が得られた。その他の原因究明調査結果も含め、総合的に判断して、接合ピン軸方向に外力が負荷され、割ピンにせん断応力が働き、折損したと考えられる。本報では、本事象に係る原因調査の内容、結果及び再発防止対策を報告するものである。

論文

Verification of the FBR fuel bundle-duct interaction analysis code BAMBOO by the out-of-pile bundle compression test with large diameter pins

上羽 智之; 伊藤 昌弘*; 根本 潤一*; 市川 正一; 勝山 幸三

Journal of Nuclear Materials, 452(1-3), p.552 - 556, 2014/09

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

バンドル-ダクト相互作用(BDI)解析コードBAMBOOを、太径ピンの炉外バンドル圧縮試験の結果を用いて検証した。太径ピンの外径は8.5mmと10.4mmであり、原型炉の高度化炉心とFaCTで検討している実証炉や実証炉のピン径に相当する。バンドル圧縮試験では、X線-CT技術により圧縮中のバンドルの横断面CT画像を取得した。このCT画像を解析し、ピン-ダクト間距離やピン-ピン間距離を評価した。検証ではBAMBOOコードの炉外バンドル圧縮試験解析結果とCT画像解析による評価結果とを比較した。比較の結果、BAMBOOコードは、ピン湾曲と被覆管の変形をBDI条件下での主要な変形機構と仮定することにより、太径ピンのBDI挙動を適切に予測できることが分かった。

報告書

炉外バンドル圧縮試験による太径ピンバンドルのBDI評価

上羽 智之; 市川 正一; 勝山 幸三

JAEA-Research 2013-039, 25 Pages, 2014/02

JAEA-Research-2013-039.pdf:19.15MB

高速増殖炉の炉心燃料集合体における燃料ピンとダクトとの相互作用:BDI(Bundle-Duct Interaction)は、燃料燃焼度を制限する因子の一つである。したがって、高燃焼度化を指向する「もんじゅ」高度化炉心やFaCT(高速増殖炉サイクル実用化研究開発)プロジェクトの高速実証炉では、BDIが重要な評価項目となる。これらの炉心燃料には、太径仕様の燃料ピンを用いることから、そのBDIの評価を目的として$$phi$$8.5mmと$$phi$$10.4mm仕様の太径ピンの炉外バンドル圧縮試験を実施した。試験ではX線CT(コンピュータ・トモグラフィ)技術を適用し、BDI発生時のバンドル横断面画像(CT画像)を取得した。本研究は、このCT画像を数値解析しBDIが生じた太径ピンバンドルの変形を評価することにより、太径ピンバンドルの変形は、現行の細径ピンバンドルの場合と同様に、ピンの湾曲と被覆管の扁平化に支配されることを明らかにした。また、太径ピンバンドルにおいても細径ピンバンドルと同様に、被覆管の扁平化がピン-ダクトの接触時期を遅らせるBDI緩和の主要機構となることを確認した。

報告書

「もんじゅ」高度化炉心及び実証炉用のBDI挙動評価,1; 太径ピン仕様炉外バンドル圧縮試験計画等

市川 正一; 芳賀 広行; 勝山 幸三; 上羽 智之; 前田 宏治; 西野入 賢治

JAEA-Testing 2012-001, 36 Pages, 2012/07

JAEA-Testing-2012-001.pdf:11.48MB

高速炉の炉心燃料集合体の寿命を制限する要因の一つとして、燃料ピン束(バンドル)とダクト(ラッパ管)との相互作用(BDI: Bundle-Duct Interaction)が挙げられる。著しいBDIが発生した場合、燃料ピンとダクトの間隔が狭くなる結果(冷却材流路断面積の減少)、被覆管表面積の局所的な温度上昇、機械的接触による応力等により、燃料ピンが変形又は破損する可能性がある。このためBDI挙動を精度よく予測する手法の確立が高速増殖炉の実用化に向けての燃料設計課題の一つとして重要視されている。これまでの炉外バンドル圧縮試験では高速増殖原型炉もんじゅの集合体で使用される$$phi$$6.5mm等の中実燃料ペレット用細径ピンを対象としてきた。さらに「もんじゅ」高度化炉心や実証炉心では中空燃料ペレットが装荷された太径ピンの採用が想定されており、従来の細径ピン主体の炉外バンドル圧縮試験結果からは外挿が困難な太径ピンのBDI挙動データを得るため、太径ピン仕様の炉外バンドル圧縮試験は必要である。本報告では、太径ピンを対象とした炉外バンドル圧縮試験計画、試験手順及び詳細について報告する。

論文

Support system for training and education of future expert at PIE Hot Laboratories in Oarai JAEA; FEETS

逢坂 正彦; 堂野前 貴子; 市川 正一; 佐々木 新治; 石見 明洋; 井上 利彦; 関尾 佳弘; 三輪 周平; 大西 貴士; 浅賀 健男; et al.

Proceedings of 1st Asian Nuclear Fuel Conference (ANFC), 2 Pages, 2012/03

原子力機構大洗ホットラボにおける原子力人材育成のためのサポート制度(FEETS)について紹介する。施設の特徴の整理及びユーザーニーズの調査結果に基づいて制度を構築した。FEETSによりサポートされた種々の人材育成プログラムについて紹介する。

報告書

キャプセル型照射リグの組立技術の確立

市川 正一; 阿部 和幸; 芳賀 広行; 梶間 久司*; 桜井 智*; 勝山 幸三; 前田 宏治; 西野入 賢治

JAEA-Technology 2011-032, 46 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-032.pdf:8.46MB

新たに設計製作されたキャプセル型照射リグに対して、遠隔操作による照射リグの組立,解体及び再組立に関連する一連の組立技術を確立した。本技術をMA含有MOX燃料ピンの照射試験で使用するPFB110(B11(1), B11(2))及びPFB140(B14)の各照射リグの組立,解体に適用し、これ等を達成した。B11(2)の組立においては、部材準備期間の短縮,費用の圧縮,放射性廃棄物の大幅低減を目的とした「シャトル照射」計画を実現するため、B11(1)の照射済み部材を再利用した。本報では、B11(1)の組立,解体及びB11(2)の再組立にて報告するとともに、B11(1)の組立技術を改良したB14の組立について報告する。

報告書

高速実験炉「常陽」炉心燃料集合体の解体手法の高度化

市川 正一; 芳賀 広行; 菊川 清秀*; 深作 博信*; 黒澤 洋一*; 勝山 幸三; 前田 宏治; 永峯 剛

JAEA-Technology 2011-020, 32 Pages, 2011/07

JAEA-Technology-2011-020.pdf:6.56MB

高速実験炉「常陽」で照射された炉心燃料集合体の解体手法の高度化を図った。この解体手法の高度化により、燃料ピン下部端栓を切断せずに照射済み炉心燃料集合体から燃料ピンを取り出すことが可能になった。炉心燃料集合体を解体した後、取り出した燃料ピンを選定し、照射リグに組み込むことで再び「常陽」で照射することも可能となった。これにより高燃焼燃料及び高中性子照射材料に関する照射データを得る可能性を得た。

論文

Nondestructive evaluation of neutron irradiation damage on type 316 stainless steel by measurement of magnetic properties

高屋 茂; 山県 一郎; 市川 正一; 永江 勇二; 青砥 紀身

International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 33(3-4), p.1335 - 1342, 2010/10

中性子照射損傷と磁気特性の相関を調べるために、新たに中性子照射試料用の振動試料型磁力計(VSM)を製作した。高速炉「常陽」と軽水炉「JRR-3M」及びその両者で照射されたSUS316の磁化曲線を測定した。弾き出し損傷量及びHe量の範囲はそれぞれ、0.1$$sim$$1.8dpa, 0.5$$sim$$35appmである。その結果、5kOeを印加した状態での磁化がHe量に関係なく弾き出し損傷量とともに単調に増加することが明らかになった。このことは、サーベイランス試験片に対してVSM測定を実施することにより、構造材料の弾き出し損傷量を非破壊にて評価できる可能性を示すものである。

論文

照射損傷評価のための遠隔操作式振動試料型磁力計の開発

高屋 茂; 山県 一郎; 市川 正一; 永江 勇二; 若井 栄一; 青砥 紀身

保全学, 9(1), p.51 - 56, 2010/04

中性子照射試験片用に遠隔操作式振動試料型磁力計(VSM)を開発した。最大印加磁界範囲は$$pm$$0.5/$$mu_0$$A/m以上であり、磁気モーメントの測定精度は、5$$times$$10$$^{-8}$$A$$cdot$$m$$^{2}$$以上である。中性子照射試験片の磁化曲線を本VSMを用いて測定し、代表的な照射損傷指標である弾き出し損傷量と、保磁力等の磁気特性の関係を調べた結果、両者には良い相関があることが示された。このことは、VSMを用いた照射損傷の非破壊評価の可能性を示している。

報告書

実験炉組合せ照射(JRR-3⇔常陽)及びホット施設(WASTEF,JMTRホットラボ,MMF,FMF)の作業計画と作業報告; 長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発

松井 義典; 高橋 広幸; 山本 雅也; 仲田 祐仁; 吉武 庸光; 阿部 和幸; 吉川 勝則; 岩松 重美; 石川 和義; 菊地 泰二; et al.

JAEA-Technology 2009-072, 144 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-072.pdf:45.01MB

日本原子力研究開発機構は、平成17年10月に日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構との統合によって誕生した。この統合を最大限に利用したプロジェクトが、旧電源開発促進対策特別会計法及び特別会計に関する法律(エネルギー対策特別会計)に基づく文部科学省からの受託事業「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」である。この「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」において、材料の照射損傷評価指標の確立に重要な、世界で類のない、高速実験炉「常陽」と研究用原子炉であるJRR-3を利用した組合せ照射材を平成18年から平成19年の約2年間の短期間で取得した。本報告は、これら常陽,JRR-3の実験炉施設及びWASTEF, JMTRホットラボ,MMF, FMFのホット施設を利用した組合せ照射における作業計画から作業結果及び照射試験における照射温度と照射量の評価をまとめたものである。

口頭

長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発,6; 磁気特性に基づく照射損傷非破壊評価

高屋 茂; 市川 正一; 吉武 庸光; 加藤 章一; 若井 栄一; 青砥 紀身

no journal, , 

「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」においてオーステナイト系ステンレス鋼の照射損傷と磁気特性の関係を調べるために行った受入れ材,熱時効材,JMTR照射材に関する磁気測定の結果、及び熱時効による磁気特性変化の原因を明らかにするために実施した交流磁場印加中磁気カ-効果顕微鏡観察結果を報告する。

口頭

長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発,10; 非破壊評価技術,2; 磁気特性に基づく評価

高屋 茂; 山県 一郎; 市川 正一; 永江 勇二; 青砥 紀身

no journal, , 

「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」において実施した実炉照射材(オーステナイト系ステンレス鋼)の磁気測定の結果を報告し、磁気特性測定に基づく照射損傷の非破壊評価の可能性について検討する。

口頭

Nondestructive evaluation of neutron irradiation damage on austenitic stainless steels by measurement of magnetic flux density

高屋 茂; 永江 勇二; 青砥 紀身; 山県 一郎; 市川 正一; 今野 将太郎; 小川 竜一郎; 若井 栄一

no journal, , 

照射損傷パラメータの弾き出し損傷及びHe量の非破壊評価手法の検討のため、SUS304及び316FRについて中性子照射材の磁束密度がフラックスゲート(FG)センサを用いて測定された。試験片は、常陽, JMTR, JRR-3Mのいずれかか、JRR-3Mと常陽の両方(組合せ照射)で照射された。さまざまな炉を用いた照射や組合せ照射を実施することにより、単一の炉では得ることが難しい照射条件を実現できる。弾き出し損傷量とHe量,照射温度の範囲はそれぞれ、0.01$$sim$$30dpa, 1.0$$sim$$17appm, 470$$sim$$560$$^{circ}$$Cである。316FRについては、2から5dpaにしきい値が存在する可能性があるが、磁束密度は弾き出し損傷量とともに増加した。これは、FGセンサを用いた磁束密度測定による弾き出し損傷量の非破壊評価の可能性を示している。一方、磁束密度はHe量との相関は示さなかった。

口頭

磁気特性に基づく照射損傷評価

高屋 茂; 山県 一郎; 今野 将太郎; 市川 正一; 小川 竜一郎; 永江 勇二

no journal, , 

中性子照射した高速炉用SUS316鋼の磁束密度及び磁化曲線をフラックスゲートセンサ及び新たに開発した振動試料型磁力計を用いてそれぞれ測定した。その結果、磁気特性と代表的な照射損傷指標である弾き出し損傷量との間に良い相関があることを明らかにした。この結果は、磁気特性に基づく照射損傷の非破壊評価の可能性を示している。

口頭

照射損傷評価のための遠隔操作式振動試料型磁力計の開発

高屋 茂; 山県 一郎; 市川 正一; 永江 勇二; 若井 栄一; 青砥 紀身

no journal, , 

中性子照射試料用の遠隔操作式振動型磁力計(VSM)を開発した。最大印加磁場は$$pm$$0.5/$$mu_0$$ A/m以上、磁化分解能は5$$times 10^{-8}$$ A$$cdot m^2$$以上である。開発したVSMを用いて中性子照射試料の磁化曲線を測定し、代表的な照射損傷指標の一つである弾き出し損傷量と保磁力などの磁気特性との関係を調べた結果、それらに良い相関があることが明らかになった。このことは、VSMを用いた照射損傷の非破壊評価の可能性を示している。

口頭

照射済燃料・材料ホットラボを活用した若手人材育成制度,1; 制度基本概念構築と受入れ設備の整備

浅賀 健男; 逢坂 正彦; 堂野前 貴子; 市川 正一; 佐々木 新治; 石見 明洋; 井上 利彦; 関尾 佳弘; 三輪 周平; 大西 貴士; et al.

no journal, , 

照射燃料・材料ホットラボにおける実験を通じた原子力若手研究者・技術者育成のための制度構築を目指した取り組みの紹介として、制度基本概念と若手の受入れ設備整備状況を報告する。

口頭

燃料ピンの再装荷を考慮した「常陽」炉心燃料集合体の解体手法の高度化

市川 正一; 芳賀 広行; 勝山 幸三; 前田 宏治; 永峯 剛

no journal, , 

FBRサイクル実用化研究(FaCT)の照射計画で燃料ピンを再装荷することが重要な照射オプションとして計画されている。炉心燃料集合体と同様の構造の集合体はノックバー固定タイプであり再装荷が従来できなかった。このため今回、燃料ピンの再装荷を考慮した「常陽」炉心燃料集合体の解体手法を高度化したので報告する。

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