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論文

「ふげん」の取り組み; 運転終了までの歴史と廃止措置の取り組み

森下 喜嗣

電気評論, 101(11), p.24 - 29, 2016/11

電気技術雑誌「電気評論」(月刊)2016年11月発行の特集「原子炉廃止措置技術の動向」に、「ふげん」の廃炉までの歴史と廃止措置計画ならびにこれまでの技術的課題への取り組み状況等を紹介する。

論文

The Study on application of laser technology for the reactor core dismantling

岩井 紘基; 中村 保之; 水井 宏之; 佐野 一哉; 森下 喜嗣

Proceedings of 7th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2015) (Internet), 4 Pages, 2015/08

「ふげん」原子炉領域は、約25年間の運転により構造材が放射化され、放射能レベルが比較的高い。また、圧力管とカランドリア管をそれぞれ224本内蔵する二重管で構成される複雑で狭隘な構造であり、原子炉上下部及び側部は厚板部材(最大板厚150mm)からなる積層構造となっている。さらに、この原子炉領域の構造材は、炭素鋼,ステンレス鋼,ジルコニウム合金,アルミニウム,コンクリート等、多種材料から構成される特徴を有する。この原子炉領域の解体は、構造材が放射化していることや酸化しやすいジルコニウム合金を使用していることにも留意して、切断時の放射性粉じん等による被ばく低減及び発火防止対策の観点から、水中にて遠隔で解体する計画としている。原子炉領域の解体工期短縮及び二次廃棄物発生量の低減が可能な切断工法を選定するために、国内外の廃止措置で適用実績のある切断工法を調査するとともに、切断試験によりデータ取得を行い、レーザ切断工法を機関工法として選定した。本発表では、「ふげん」の廃止措置状況及びレーザ技術開発状況について紹介する。

論文

原子力施設の廃止措置における大型機器解体シナリオの最適化に関わる検討; プロジェクト管理データ評価システムの「ふげん」廃止措置への適用性の評価結果に基づく検討

芝原 雄司; 臼井 秀雄; 出雲 沙理; 泉 正憲; 手塚 将志; 森下 喜嗣; 清田 史功; 立花 光夫

日本原子力学会和文論文誌, 12(3), p.197 - 210, 2013/09

ふげん発電所の廃止措置での解体作業を対象としてPRODIAコードの適用性を検証するため、JPDRの廃止措置で得られた実績データによって作られた既存計算式を用いて、2008年にふげん発電所で行った解体作業に要する人工数を計算した。その結果、既存評価式はふげん発電所での給水加熱器の解体作業への適用性を有していないことがわった。このため、ふげん発電所での給水加熱器の解体作業の作業内容を反映した新規計算式を構築した。構築した新規計算式を用いた計算結果は、ふげん発電所の第3給水加熱器と第4給水加熱器の実績データと良い一致を示した。さらに、給水加熱器を解体するための複数の解体シナリオに要する人工数について新規計算式により計算し、解体作業に要する人工数に及ぼす解体シナリオなどの影響を検討した。

報告書

原子力施設の廃止措置にかかわる研究,2; AHPによる最適な解体シナリオの検討(共同研究)

芝原 雄司; 石神 努; 森下 喜嗣; 柳原 敏*; 有田 裕二*

JAEA-Technology 2012-038, 72 Pages, 2013/01

JAEA-Technology-2012-038.pdf:3.68MB

原子力施設の合理的な廃止措置を進めるためには、想定されるさまざまな解体手順(解体シナリオ)のプロジェクト管理データを事前に評価し、その結果を用いて最適な解体シナリオを選択することが必要である。廃止措置の研究分野では、最適な解体シナリオの選択のための意思決定にかかわる研究はほとんど行われておらず、今後の重要な検討課題の一つである。原子力機構と福井大学は、解体作業の計画を策定するうえで重要となる意思決定のための方法論にかかわる共同研究を平成21年度に開始した。本研究では、「ふげん」を対象に設備・機器の解体作業に関する幾つかの解体シナリオを想定して、人工数や廃棄物発生量等を計算し、その結果に基づいて幾つかの解体シナリオの中から合理的と考えられるものを選択するロジックを構築することを目的としている。本報告書は、給水加熱器の解体作業を対象に、平成22年度に行った多基準意思決定手法の一つであるAHPを用いた最適な解体シナリオの選択に関する検討の結果とまとめたものである。

報告書

原子力施設の廃止措置にかかわる研究(共同研究)

芝原 雄司; 石神 努; 森下 喜嗣; 柳原 敏; 有田 裕二*

JAEA-Technology 2011-021, 35 Pages, 2011/07

JAEA-Technology-2011-021.pdf:4.52MB

原子力施設の合理的な廃止措置を進めるためには、そのプロジェクト管理データを事前に評価することに加えて、その結果を用いて想定されるさまざまな解体作業の選択肢(シナリオ)の中から、最適なものを選択することが必要かつ重要である。廃止措置の研究分野では、この選択のための意思決定にかかわる研究はほとんどなされておらず、今後の重要な検討課題である。原子力機構と福井大学は、解体作業の計画を策定するうえで重要となる意思決定のための方法論にかかわる共同研究を平成21年度から開始した。本研究では、ふげんを対象に設備・機器の解体撤去作業に関する幾つかのシナリオを想定して人工数や廃棄物発生量を計算し、その結果に基づいて、幾つかのシナリオの中から合理的と考えられるものを選択するロジックを構築することを目的としている。平成21年度はふげんで実施された給水加熱器の解体撤去作業に基づき、幾つかの解体シナリオを想定して管理データを評価し、多基準意思決定法(MCDA)を用いて最適化にかかわる検討を行った。本報告書は、その研究の成果をまとめたものである。

論文

The Study on abrasive water jet for predicting the cutting performance and monitoring the cutting situation in the water

中村 保之; 佐野 一哉; 森下 喜嗣; 丸山 信一郎*; 手塚 慎一*; 大鐘 大介*; 高島 雄次*

Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 133(6), p.064501_1 - 064501_3, 2011/06

 パーセンタイル:100(Engineering, Mechanical)

アブレイシブウォータージェット(AWJ)は、高圧水に混合した研掃材を切断部材に噴射して切断する工法であり、水中で金属やコンクリート等の部材を長いスタンドオフ(切断ヘッドと切断部材の距離)を保った状態で切断することができる。しかし、AWJは、切断で使用する研掃材が廃棄物となるという課題がある。また、水中で切断する際は、研掃材や切断粉で水が濁りカメラ等による目視での監視が困難であるという課題がある。これらの課題を解決するために切断試験を実施し、以下について確認した。(1)高圧水により加速された研掃材が持つエネルギーが部材の切断に寄与すると考えることで、研掃材の最適な供給量を予測できる可能性を見いだすとともに、切断能力に与える部材の照射硬化の影響を検討した。(2)水中切断時に発生する切断音や部材の振動の周波数の変化により、切断状況を判断できる可能性を見いだした。

論文

Decommissioning program of FUGEN and current activities

手塚 将志; 水井 宏之; 松嶌 聡; 中村 保之; 林 宏一; 佐野 一哉; 南光 隆; 森下 喜嗣

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.2815 - 2821, 2009/09

「ふげん」は電気出力165MWの重水減速・沸騰軽水冷却・圧力管型原型炉であり、25年間の運転の後、2003年3月に運転を終了し、廃止措置計画が昨年2月に認可されたことを受けて廃止措置段階に移行した。本発表では、廃止措置の期間を使用済燃料搬出期間,原子炉周辺設備解体撤去期間,原子炉本体解体撤去期間,建屋解体期間の4つの期間に区分して進め、2028年度までにすべての作業を完了する計画としている「ふげん」の廃止措置計画について紹介する。また、現在、使用済燃料搬出期間の作業の一部として進めている、タービン建屋での主蒸気系や給水系等の解体撤去作業、及び重水系設備の解体を容易にするために重水系に残留しているトリチウムを通気や真空引きにより行っている乾燥除去作業、並びに放射線遮蔽や粉じん抑制のために水中で行う原子炉本体の解体方法の検討状況を紹介する。

論文

「ふげん」原子炉本体解体に向けたAWJ切断技術の適用性試験

中村 保之; 岩井 紘基; 佐野 一哉; 森下 喜嗣; 丸山 信一郎*; 手塚 慎一*; 大鐘 大介*; 高島 雄次*

デコミッショニング技報, (38), p.43 - 52, 2008/11

新型転換炉「ふげん」(原子炉廃止措置研究開発センター)の原子炉本体は、圧力管型を特徴としている。原子炉本体解体の検討にあたり、圧力管とカランドリア管からなる二重管構造部の同時解体技術として、アブレイシブウォータージェット(AWJ)切断技術を候補にあげ、その適用性を試験によって確認した。試験では、AWJの課題となる二次廃棄物量の低減と水中における切断監視技術の確立を目的として、最適な研掃材供給量,切断への研掃材再利用の可能性、並びに音及び振動による切断監視技術の適用の可能性を確認した。

論文

Decommissioning program for ATR-FUGEN nuclear power station

佐野 一哉; 北村 高一; 手塚 将志; 水井 宏之; 清田 史功; 森下 喜嗣

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

新型転換炉ふげんは平成15年3月29日に運転を終了し、その後は安全かつ合理的な廃止措置の実現に向け、廃止措置の準備及び必要な技術開発を進めるとともに、改訂された原子炉等規制法に基づく初めてのケースとして国に対して廃止措置計画の認可申請を行い、平成20年2月12日に認可を取得した。本発表では、「ふげん」の廃止措置計画について、廃止措置の期間を、(1)使用済燃料搬出期間,(2)原子炉周辺設備解体撤去期間,(3)原子炉本体解体撤去期間,(4)建屋解体期間の4つの期間に区分して進める解体計画の概要,放射性廃棄物量の評価や廃止措置時の安全評価の概要等について報告する。

論文

Basic policy for decommissioning of nuclear power plant in Japan and the decommissioning of Fugen

森下 喜嗣

Proceedings of International Symposium on Advanced Mechanical and Power Engineering 2008 (ISAMPE 2008), p.211 - 217, 2008/10

日本においては、役目を終えた原子力発電施設は5$$sim$$10年の安全貯蔵の後に解体撤去することを基本としている。重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原型炉である「ふげん」は、25年間の運転の後に原子炉を停止し、その廃止措置のための計画を整備してきた。本年2月に「ふげん」の廃止措置計画は認可され、2028年までに完了の予定で施設の解体に着手した。本稿では、日本における原子炉廃止措置の基本的考え方と「ふげん」の廃止措置について紹介する。

論文

「ふげん」廃止措置のための残存放射能量の評価

北村 高一; 林 宏一; 森下 喜嗣; 丹治 和拓*

放射線, 34(1), p.53 - 63, 2008/01

廃止措置を実施していくにあたっては、施設の残存放射能量を可能な限り精度よく評価したうえで、公衆の被ばく線量や放射性廃棄物の発生量等の安全性評価を実施し、適切な解体撤去方法・手順等に反映していくことが重要である。「ふげん」は、一般軽水炉と異なる原子炉構造であり、施設内の放射能量を推定する知見が比較的少ないことから、放射化量評価においては、原子炉運転中の段階から取得した数多くの中性子束分布や試料採取による実測データと解析値との比較評価をし、解析値の妥当性を検証すること、汚染量評価においては試料採取のほか、記録による汚染履歴調査等の幅広い調査等を反映して評価することが必要である。「ふげん」がこれまでに実施してきた廃止措置のための残存放射能量の評価手順及び結果について報告する。

論文

Development of a tracking method for augmented reality applied to NPP maintenance work and its experimental evaluation

Bian, Z.*; 石井 裕剛*; 下田 宏*; 吉川 榮和*; 森下 喜嗣; 兼平 宜紀; 泉 正憲

IEICE Transactions on Information and Systems, E90-D(6), p.963 - 974, 2007/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:68.28(Computer Science, Information Systems)

拡張現実感技術とは、作業対象物上にコンピュータグラフィックスによる作業情報を重ねて表示(重畳表示)させる技術で、作業員に作業の直感的理解を促すことができる。原子力発電プラントの定期検査の際にこの拡張現実感技術を用いて、作業に関連する情報を提示すれば、ヒューマンエラーの防止と作業の効率が上がると期待される。拡張現実感技術の実現に際しては、正確な位置・方向で重畳表示させるために、ユーザと情報提示対象物との位置・方向を求めるトラッキング技術が重要である。これまでマーカを用いたさまざまなトラッキング手法が提案されているが、原子力発電プラントへの適用を想定した場合、放射線の影響により、安全上作業対象物からできるだけ離れた位置の場合でもマーカの認識とトラッキング精度を確保しなければならないことである。本研究では、新たなトラッキング手法として、原子力発電所に多数存在する配管に着目し、その特徴を考慮して、配管や機器などに比較的貼りやすい縦長のラインコードマーカを開発した。本マーカを使用することで、作業対象物からの距離を遠方にしてもマーカの認識を確保できるようにした。本研究では、マーカを開発し、その評価実験を実験室で実施した。その結果、ユーザと作業対象物との距離が約10mの場合でも、約20cmの誤差範囲で認識することができ、従来のマーカよりも遠方でマーカを認識できることが確認された。

論文

原子力への光ビーム利用; 廃炉,超伝導送電など新しい道開く

峰原 英介; 森下 喜嗣; 水木 純一郎

エネルギーレビュー, 26(8), p.15 - 18, 2006/08

最先端光技術(放射光とレーザー)を原子力エネルギー分野など多くの分野に応用して、多種多様な現実の困難を解決すること、また新しい多くの知見を得ることが日本原子力研究開発機構量子ビーム応用研究部門で進められている。ここではそのような活動のうちから3つを紹介し、説明したい。ここでは、(1)原子炉解体のための高出力レーザーによる狭幅切断,(2)放射性同位元素(RI)に汚染された表面を非熱レーザー剥離を用いた完全除染、さらに(3)放射光ビームによる高温超伝導体発現メカニズムの解明を例として紹介する。

論文

Applicability examination and evaluation of reactor dismantlement technology in the Fugen; Examination of double tubes cutting by abrasive water jet

中村 保之; 菊池 孝一; 森下 喜嗣; 臼井 龍男*; 大鐘 大介*

Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 9 Pages, 2006/07

「ふげん」原子炉本体解体における固有の課題である、2重管構造である圧力管とカランドリア管の解体工法を明確にする必要がある。これら2重管部材は、高放射化したジルコニウム材であるため、公衆への環境影響を考慮すると、機械式切断工法が望ましい。また、工期短縮を図るため、2重管を同時に切断することを考えると、比較的スタンドオフを長くとれる工法が望ましい。以上のことから、切断工法として、アブレイシブウォータジェット工法を選定し、2重管解体への適用性の確認試験を行った。この結果、アブレイシブウォータージェット工法は、炉心部2重管の内側及び外側から同時に切断可能であることや、最厚肉の構造物にも適用可能であることを確認するとともに、研掃材供給量と切断速度の関係や二次廃棄物発生量や性状を明らかにした。

論文

新型転換炉ふげん発電所の廃止措置

森下 喜嗣

第17回原子力施設デコミッショニング技術講座テキスト, p.55 - 80, 2006/02

新型転換炉ふげん発電所では、廃止措置に向けた準備として、燃料や重水の搬出,廃止措置計画,廃止措置に必要な原子炉本体解体技術,重水・トリチウム技術,解体計画の評価技術等の技術開発を進めており、これらの準備状況や技術開発の状況等を紹介する。

論文

Development of leak detection system for piping using high-temperature resistant microphones, 1; Development of system

森下 喜嗣; 武田 宏; 河西 善充*; 中村 文人*; Shimanski*; Strelkov B*

Proceedings of 8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8) (CD-ROM), 0 Pages, 2000/00

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報告書

高圧ドライアイスブラスト除染技術開発(IV)(バレル型除染法適用試験)

小川 竜一郎; 森下 喜嗣; 石島 昇; 谷本 健一

PNC-TN9410 97-071, 69 Pages, 1997/07

PNC-TN9410-97-071.pdf:3.3MB

核燃料施設から発生する高レベル廃棄物を除染によって低レベル化(500$$mu$$Sv/h以下)するため、102の除染係数を目標として二次廃棄物の発生が少ないドライアイスブラスト除染技術の開発を進めてきている。本試験では、小型廃棄物の除染に適用する「バレル型除染法」について、これまでの成果を基に除染性能の安定化と性能向上を図って装置の改良を行い、模擬汚染試験片を用いて小型廃棄物に対する除染適用性を検討した。以下に成果を要約する。(1)バレル籠内に突起板を取り付けかくはん性能の向上をはかった。結果としては、突起板枚数4枚、突起板高さ10mmが最適であった。(2)ブラストノズルに揺動機構を取り付け、ノズルを前後に揺動させることによりブラスト流の射出範囲を均一化させ、除染性能の安定化をはかった。この結果ノズルの往復回数を40回/minとすれば、安定して高い除染性能を得られることがわかった。(3)受け入れ廃棄物の代表的な汚染を模擬したモリブデン酸セシウムの汚染除去試験において、約80%の除去性能が得られた。廃棄物形状の影響については、円筒形の内面へのブラスト射出が充分でなく、除去性能が低下する傾向がみられた。(4)ダストコレクターは排気開始後数分で凍結し、排気流量が約15%低下した。凍結したダストコレクターは、温度25$$^{circ}C$$$$sim$$50$$^{circ}C$$の空気を送風することにより4分以内で解凍し、排気流量が回復することが明らかになった。また解凍時、ダストコレクター内フィルターに多量の水分が発生することが判明した。(5)製造方法の異なるドライアイスペレットの研削能力を比較した結果、油圧により200kgで押し固めるコールドジェット式のほうが、ローラで圧縮形成するエアコ式よりも研削力が約3倍優れていることがわかった。

報告書

高圧ドライアイスブラスト除染技術開発(III)(バレル型及び吸引型ドライアイスブラスト除染試験)

小川 竜一郎; 森下 喜嗣; 石島 昇; 谷本 健一

PNC-TN9410 97-061, 73 Pages, 1997/05

PNC-TN9410-97-061.pdf:6.11MB

核燃料施設から発生する高レベル廃棄物を除染によって低レベル化(500$$mu$$Sv/h以下)するため、102の除染係数を目標として二次廃棄物の発生が少ないドライアイスブラスト除染技術の開発を進めてきている。この除染技術においては圧縮空気で粒状ドライアイスを対象物に射出することから、小形状・軽量の対象物ではそれ自身が飛散してしまうこと、また、壁面や大型廃棄物に対しては、剥離された汚染が周囲に再付着するという問題点があった。ここでは、これらを解決する技術として、1)バレル中で小形状廃棄物の飛散を防止しながら除染する"バレル型除染法"および 2)剥離物を吸引しながら局所的に除染を行う"吸引型除染法"について、汚染を塗装で模擬した試験片を用いて基礎的データを得る試験を行った。以下に成果を要約する。(1) バレル型除染法に関する試験では試験片(ボルト)をバレル籠に入れ、噴射距離を70$$sim$$250mm、噴射圧力を7 $$sim$$15kgf/ 、噴射時間を90$$sim$$300秒、籠回転数を5 $$sim$$30rpm の範囲で変化させた。試験前後の試験片の重量を測定し、これらのパラメータと除染効果の関係を求めた。この結果、噴射距離は150mmが最適であること、また噴射圧力は10kgf/ 以上では除染効果の改善に大きく寄与しないこと、籠回転数は他のパラメータに比べて除染効果に与える影響は小さいことがわかった。除染効果を最も支配するパラメータは噴射時間であり、300秒まではほぼ時間に比例した除染効果が得られた。(2) 吸引型除染技術に関する試験では試験片(鋼板)に局所吸引カバーを当て、噴射圧力を4$$sim$$6kgf/ 、噴射時間を60$$sim$$180 秒の範囲で変化させ、除染効果との関係を求めた。また局所吸引カバー上部を開放して、局所吸引カバー上部を閉止した場合と比較した。この結果、試験条件の範囲では噴射圧力および噴射時間の増加と共に剥離能力は増大すること、および局所吸引カバーは閉止に比べて開放の場合に剥離能力が相対的に大きいことがわかった。また、上蓋を開放しても、局所吸引カバー内部の差圧は保たれ、開放部からの漏洩がないことが明らかになった。

報告書

核燃料施設デコミッショニングに関する技術調査(6)(測定技術調査)

小川 竜一郎; 森下 喜嗣; 根本 正信

PNC-TN9420 97-001, 82 Pages, 1996/10

PNC-TN9420-97-001.pdf:2.58MB

核燃料サイクル施設等のデコミッショニング・廃棄物処理に用いる測定技術の開発並びに測定技術のデータベースの整備に資することを目的に,国内外の40件の測定技術に関する文献や製品パンフレット等について調査した。$$alpha$$,$$beta$$,$$gamma$$,中性子線の測定技術について,測定名称,適用放射線,測定方法,測定原理,測定条件等の制限,検出限界,適用実績,既存製品の有無,開発状況等を調査票にまとめた。また,放射性廃棄物の放射線測定を目的に開発された装置や新しい測定手法を用いた気泡検出器,LRAD法,$$gamma$$カメラ等についても調査を行った。

論文

Development of a Leak Detection System using High-Temperture-Resistant Microphones

森下 喜嗣; 望月 弘保; 渡辺 兼秀; 中村 孝久; 中嶌 良昭; 山内 辰也

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(3), p.237 - 244, 1995/00

原子力学会等において,既に口頭発表している入口管からの冷却材漏洩と漏洩音の特性ついての研究をまとめ,破断検出系の開発について発表する。研究内容は,(1)入口から冷却材が漏洩した場合の音圧特性,(2)発生した音が複雑な配管群中を通過する際に被る減衰,(3)バックグランドのノイズ特性,(4)以上を考慮した検出性能評価である。以上によって開発した漏洩検出系が,ある特定の周波数帯を利用した場合に1秒より早くかつ高いS/N(信号/雑音)比で入口管の漏洩を検出できることを示している。

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