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論文

Radial density distribution in irradiated FBR MOX fuel pellets

石見 明洋; 勝山 幸三; 中村 博文; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Nuclear Technology, 189(3), p.312 - 317, 2015/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:61.74(Nuclear Science & Technology)

高解像度X線CT技術を開発し、照射済燃料集合体の高解像度CT画像を取得することが可能になった。さらに、CT値と密度の関係式を用いることで得られたCT画像によりMOX燃料ペレット中の径方向の密度分布を評価し、破壊試験により得られた組織観察結果と比較を行った。その結果、X線CTによって得られた径方向相対密度分布は、破壊試験にて観察された組織変化とよく一致していた。

報告書

福島第一原子力発電所1$$sim$$4号機使用済燃料プールの水環境履歴に関する調査

井上 賢紀; 浅賀 健男

JAEA-Review 2014-020, 46 Pages, 2014/06

JAEA-Review-2014-020.pdf:5.81MB

福島第一原子力発電所廃止措置における直近の最重要課題の一つに、1$$sim$$4号機の使用済燃料プール保管燃料集合体の共用プールへの移送がある。使用済燃料プールは事故によって冷却機能と補給水機能を失い、応急処置的に注入された淡水や海水、水素爆発によって混入した瓦礫等により、保管燃料集合体は熱的にも化学的にも厳しい水環境に曝された。そこで、保管燃料集合体の共用プール移送後における長期健全性評価に必要な腐食試験計画検討に資するため、1$$sim$$4号機の使用済燃料プールにおける事故事象の時系列を水環境に着目して調査した。

論文

Upgrading of X-ray CT technology for analyses of irradiated FBR MOX fuel

石見 明洋; 勝山 幸三; 前田 宏治; 永峯 剛; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(12), p.1144 - 1155, 2012/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:47.47(Nuclear Science & Technology)

照射された燃料ペレット内の状態を把握するため、原子力機構で開発してきたX線CT技術の改良を行った。本技術の改良では、高感度Si半導体検出器の導入、コリメータスリットの微細化及びX線線源形状の最適化を行った。また、画像解析コードについても中心空孔解析手法の改良や密度識別手法を新たに導入した。本改良によって、照射済燃料集合体等の高解像度X線CT画像を取得することに成功した。また、中心空孔の解析精度が向上し、燃料ペレット内の密度識別についても可能になった。

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。

論文

高速炉炉心用改良ステンレス鋼

井上 利彦; 山県 一郎; 浅賀 健男

日本原子力学会誌, 53(9), p.638 - 642, 2011/09

高速実験炉「常陽」等において高速炉炉心用材料として使用している改良SUS316鋼について、高速炉特有の使用環境と求められる諸特性とともに改良SUS316鋼の開発の経緯と現状などを紹介する。高速炉炉心材料には、炉心の高出力密度及びFPガスによる内圧に耐えられる高温強度特性,照射損傷による耐スエリング性,冷却材ナトリウム及びFCCIによる耐食性などがおもに求められる。改良SUS316鋼の開発では、高温強度特性と耐スエリング性の改善に重点を置き、冷間加工度及び微量添加元素などが改善に与える影響についてスクリーニング試験を行った。微量添加元素などの最適化によって、高温強度特性と耐スエリング性の改善が両立可能であることを実証するとともに、照射環境下での影響やFCCI等に対する耐食性を評価した。また、改良SUS316鋼は、「常陽」において約44,000本の使用実績を有するとともに、約2.1$$times$$10$$^{27}$$n/m$$^{2}$$までの照射実績を有しており、良好な高温強度と耐スエリング性を実証し、炉心材料としての健全性を示している。

論文

超高解像度高エネルギーX線CT検査装置の開発

勝山 幸三; 石見 明洋; 永峯 剛; 浅賀 健男

検査技術, 16(2), p.12 - 18, 2011/02

原子炉で使用した燃料集合体内部の健全性確認を非破壊で行える高エネルギーX線CT検査装置の高解像度化に成功した。これまで、燃焼により変化した燃料ペレットの状況の観察には破壊試験が必要であったが、本装置によって燃料集合体形状のまま短時間で観察することが可能となった。本装置は、原子炉燃料のみならず詳細な内部観察が必要とされる高密度・厚物の構造物の非破壊検査への適用も期待される。

論文

Status of PIE technology development in JAEA-Oarai

田中 康介; 川又 一夫; 吉持 宏; 相沢 静男; 小野瀬 庄二; 新見 素二; 浅賀 健男

Proceedings of 1st Asian Symposium on Material Testing Reactors (ASMTR 2011), p.71 - 76, 2011/02

原子力機構大洗研究開発センターでは、約40年間にわたり照射後試験を実施してきている。本報告では、JMTRホットラボとAGFの機能,アクティビティについて述べる。また、JMTRの再起動に関連したJMTRホットラボとAGFの新たなアクティビティについても紹介する。

論文

Development of high resolution X-ray CT technique for irradiated fuel pellets

勝山 幸三; 石見 明洋; 永峯 剛; 浅賀 健男

Proceedings of 47th Annual Meeting of the Working Group "Hot Laboratories and Remote Handling" (HOTLAB 2010) (CD-ROM), 4 Pages, 2010/09

高速炉で照射した燃料集合体の内部構造物の検査などを目的としてX線CT検査技術を照射済燃料集合体の非破壊試験に適用し、新しい照射後試験技術として確立した。本技術では、照射済燃料集合体からの$$gamma$$線放出の影響を低減するため、高出力高エネルギーX線発生源を採用するとともに、X線発生源が短いパルス状のX線を発生できることに着目し、それと同期したX線検出システムを採用することにより、世界で初めて照射済燃料集合体のCT画像を取得した。本研究では、さらにこの検出器系の高度化等を実施し、X線CT検査技術の高解像度化を図り、燃料ペレットの組織変化などの内部観察に成功した。本報告では、高解像度X線CT検査技術の確立と得られた照射済燃料集合体の高解像度X線CT画像について報告する。

論文

Helium release from the uranium-plutonium mixed oxide (MOX) fuel irradiated to high burn-up in a fast breeder reactor (FBR)

勝山 幸三; 石見 明洋; 前田 宏治; 永峯 剛; 浅賀 健男

Journal of Nuclear Materials, 401(1-3), p.86 - 90, 2010/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.83(Materials Science, Multidisciplinary)

高速実験炉「常陽」で照射した燃料ピンのパンクチャ試験を実施し、燃料ペレットから放出されたヘリウム量を測定した。その結果、燃焼度に比例してヘリウム放出量が増加することを確認するとともに、製造時の$$^{241}$$Amの含有量も影響していることを確認した。

論文

Evaluation of MA recycling concept with high Am-containing MOX (Am-MOX) fuel and development of its related fuel fabrication process

田中 健哉; 石井 徹哉; 吉持 宏; 浅賀 健男

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.2045 - 2050, 2009/09

高濃度Am含有MOX燃料をベースとするMAリサイクルのシステム評価の一部として、MAリサイクルに伴う高レベル廃棄物発生量の低減に基づき、処理・処分に対する経済的な効果を評価した。また、このMAリサイクルシステムの中核技術となる燃料製造プロセスの成立性評価のため、転造造粒及び押出し造粒の比較検討を行い、両者の高濃度Am燃料製造への適用可能性を示した。さらに、Amを高濃度含有することによる熱伝道度等の物性劣化を補償するためのUメタル粒子及びMo粉末の添加酸化物燃料評価としてUO$$_{2}$$を用いた先行焼結試験を行い、製造条件を把握するとともに、熱伝導度測定を行い、添加剤添加による熱伝導度の改善効果を確認した。

論文

Development of a performance analysis code for vibro-packed MOX fuels

石井 徹哉; 根本 潤一*; 浅賀 健男; 佐藤 正知*; Mayorshin, A.*; Shishalov, O.*; Kryukov, F.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(4), p.263 - 273, 2008/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.37(Nuclear Science & Technology)

高速炉用MOXバイパック燃料の照射挙動解析コードを開発するため、炉外試験等で得られた知見をもとにバイパック燃料用挙動評価モデル群を構築し、それらをペレット型燃料用挙動解析コードCEDARに導入し、CEDAR-VIPAC版を整備した。このCEDAR-VIPAC版の解析機能を検証するためにロシアで照射されたMOXバイパック燃料の照射挙動解析を実施した結果、モデル化が適切に行えていることを確認できた。

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

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。

論文

Development of Non-destructive Post-Irradiation Examination Technique using High-energy X-ray Computer Tomography

勝山 幸三; 永峯 剛; 松元 愼一郎; 浅賀 健男; 伊藤 正彦; 古屋 廣高

2004 ANS Winter Meeting, 91, 0 Pages, 2004/00

本研究では,X線CT技術を照射済燃料集合体の非破壊試験に適用し,新しい非破壊検査技術を確立した。照射済燃料集合体からの$$gamma$$線放出の影響を低減するため,パルス状に高エネルギーX線を発生させ,それと同期した検出システムを採用した。これによって鮮明な画像を得るとともに,断層画像,3次元画像を得ることにも成功した。この画像により,これまで破壊試験でしか得られなかったデータをも非破壊試験で取得できることになり,作業効率の向上,放射性廃棄物の発生の低減化にも貢献できる。

論文

Change of Gap Width with the Bum-up in FBR MOX Fuel

前田 宏治; 浅賀 健男

Journal of Nuclear Materials, 327(1), 0 Pages, 2004/00

高速炉MOX燃料の照射後試験により得られた燃料-被覆管ギャップ巾の燃焼度依存性を検討し,高燃焼度燃料で特有のギャップ巾の変化とこれに伴う燃料組織変化の関係について調査した。高燃焼度で特有の燃料組織として、軽水炉燃料研究者で注目されているリム組織と類似した組織の発達が燃焼度約100GWd/tにおいてギャップが閉塞する傾向を示す試料で観察され、また海外高速炉MOX燃料でも報告されているJOG組織が燃焼度130GWd/tにおいて製造時を超えるまでに回復した試料で主に観察されることがわかった。これらの高燃焼度特有の組織形成には燃料の温度や燃料のスエリング、FPの蓄積・放出が影響していると考えられ,組織の形成機構の解明に資する知見を広く公開するため海外学術雑誌へ投稿するものである。

論文

Irradiation performance of uranium-plutonium mixed nitride fuel pins in JOYO

井上 賢紀*; 岩井 孝; 荒井 康夫; 浅賀 健男*

Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.1694 - 1703, 2003/11

スミア密度を変えたウラン・プルトニウム混合窒化物燃料ピン2本を、高速実験炉「常陽」で燃焼度約4.3at.%(約40GWd/t)まで照射した。ピーク線出力は75kW/m、オーステナイトステンレス鋼被覆管最高温度は約906Kであると評価された。燃料ペレットと被覆管のギャップ幅の狭い高スミア密度の燃料ピンでは、ペレットのスエリングに起因した被覆管との間の機械的相互作用により、ほぼ等方的な直径増加が観測されたのに対し、ギャップ幅の広い低スミア密度の燃料ピンでは、ペレットのリロケーションに伴う機械的相互作用により、非等方的な直径変化が観測された。半径方向の気孔分布と結晶粒内に保持されたキセノン量の分布を用いた温度解析を行い、ペレットのスエリングが顕著となるしきい温度を評価した。

論文

Irradiation Performance of Uranium-Plutonium Mixed Nitride Fuel Pins in JOYO

井上 賢紀; 岩井 孝*; 荒井 康夫*; 浅賀 健男

Global 2003; International Conferenceon Atoms for Prosperity: Upda, 1694 Pages, 2003/00

日本原子力研究所との共同研究で実施した高速炉用ウラン-プルトニウム混合窒化物燃料の「常陽」照射試験結果についての総合報告を行う。燃料ピン製作を原研、照射を サイクル機構、照射後試験を両者で実施した。窒化物燃料の性能評価として、高燃焼度化に向けた最重要課題である燃料スエリング挙動に着目した検討を行った。燃料ピン外径は、燃料スエリングと機械的相互作用の発生に対応した特徴的な変化を示した。また、燃料ピン横断面の一次元定常伝熱解析を行い、燃料スエリング挙動に及ぼ す温度効果の検討を行った。窒化物燃料の高燃焼度化にあたっては、制御棒開発成果を参考とした燃料スミア密度とギャップ幅の最適化と高燃焼度までのFPガスの放出・保持挙動の解明が重要であることがわかった。

報告書

高速炉燃料ピン束変形解析コード"BAMBOO"の開発-ピンディスパージョンモデルの開発と検証-

上羽 智之; 鵜飼 重治; 浅賀 健男

JNC-TN9400 2002-002, 49 Pages, 2002/03

JNC-TN9400-2002-002.pdf:1.34MB

BDI(Bundle Duet Interaction)は高速炉燃料の寿命を制限する因子の一つである。BDIが進行するとワイヤの位置ずれなどによって燃料ピンの配列の乱れ(ディスパージョン)が発生すると考えられる。本研究では、 BDI解析コード"BAMBOO"を用いてディスパージョンがバンドルの変形に及ぼす影響を評価した。 得られた結果を以下に示す。1)BAMBOOコードにおいて燃料ピンを構成する梁要素の節点以外で接触条件を考慮する機能を追加することにより、ワイヤの位置ずれによって発生するピンディスパージョンを表現できるようになった。2)ディスパージョンが発生した炉外バンドル圧縮試験結果を用いてコードを検証した結果、ピンーダクト間距離とピンーピン間距離についてコードの解析結果は試験結果と概ね一致した。従って、コードはディスパージョンを考慮したバンドルの変形を適切に解析できると考えられる。3)ディスパージョンが発生したバンドルでは、ディスパージョンが発生しない場合に比較してピンーピン間距離のバラつきが大きくなった。また、ピンーダクト間の最小距離は大きくなる場合もあったが、小さくなる場合もあった。これより顕著なディスパージョンの発生はバンドルの熱的健全性に影響する可能性がある。

論文

Power-to-melts of uranium-plutonium oxide fuel pins at a beginning-of-life condition in the experimental fast reactor JOYO

井上 賢紀; 山本 一也; 櫛田 尚也; 浅賀 健男; 関根 隆; 逢坂 正彦

Journal of Nuclear Materials, 323(1), p.108 - 122, 2002/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.11(Materials Science, Multidisciplinary)

「常陽」B5D-2試験の燃料ピン製作・照射・照射後試験を総括した後,試験目的である溶融限界線出力の判定結果を紹介する。判定作業に先立ち,判定基準選定根拠となる燃料ペレット中心溶融挙動について、凝固組織の金属組織学的特長と溶融燃料の軸方向移動の影響を実験的に明らかにした。燃料組織形態の分類を行って燃料溶融開始位置を精度良く判定し,溶融限界線出力を導出した。溶融限界線出力に及ぼす燃料ペレット仕様と照射挙動の影響を考察した結果,燃料ペレットのクラッキング・リロケーション挙動の影響が大きいことを明らかにした。

論文

核燃料技術高度化の現状と展望シリーズ,1; 高速炉MOX燃料開発状況と今後の見通し

安部 智之; 浅賀 健男

日本原子力学会誌, 44(6), p.466 - 472, 2002/00

高速炉MOX燃料の主な開発課題は高燃焼度化と経済性向上である。高燃焼度化には、長寿命材料の開発、高燃焼度燃料挙動の確認、太径中空燃料開発が、抜本的な経済性向上には、再処理、燃料製造のプロセスを大幅に簡素化燃料サイクルが必要であり、実現に向けた開発が進められている。

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