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論文

Neutron diffraction of ice in hydrogels

関根 由莉奈; 深澤 倫子*; 相澤 守*; 小林 理気*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; 山内 宏樹; 深澤 裕

Journal of Physical Chemistry B, 118(47), p.13453 - 13457, 2014/08

 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

ハイドロゲル中に存在する水の構造や性質を明らかにすることを目的として、10-300Kにおける重水を含むポリ$$N$$,$$N$$,-ジメチルアクリルアミドハイドロ(PDMAA)ゲルの中性子回折パターンを測定した。250K以下において観察された回折ピークは、ゲル中に氷が存在することを示した。これらのピーク位置は、通常の六方晶の氷(Ice Ih)よりも低い角度であった。このピーク位置のシフトはゲル中の氷の構造における$$a$$軸, $$c$$軸の格子が通常のIce Ihよりも各々0.29, 0.3%大きいことを示す。この結果は、PDMAAゲル中に低密度の氷が存在することを示す。このような氷構造の歪みは、ゲル中における水分子と高分子鎖の相互作用によるものと考えられる。

論文

Effects of crosslinker density on the polymer network structure in poly-$$N$$,$$N$$-dimethylacrylamide hydrogels

深澤 倫子*; 池田 尚弘*; 田畑 麻友*; 服部 正孝*; 相澤 守*; 柚木 俊二*; 関根 由莉奈

Journal of Polymer Science, Part B; Polymer Physics, 51(13), p.1017 - 1027, 2013/07

 被引用回数:15 パーセンタイル:36.36(Polymer Science)

To investigate the effects of crosslinker density on the properties of hydrogels, compression tests, scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and Raman measurements were performed on poly-$$N$$,$$N$$-dimethylacrylamide hydrogels. The results of the compression tests showed that the Young's modulus increases as the crosslinker density increases. In addition, the results suggest that the bound water plays an important role in strengthening the hydrogel. The water structure may be one of the dominant factors governing the chemical and physical properties of hydrogels.

報告書

Na冷却小型炉のシステム設計研究; 経済性追求型炉の検討(共同研究)

相澤 康介; 近澤 佳隆; 臼井 伸一; 此村 守; 安藤 将人*

JAEA-Research 2007-042, 105 Pages, 2007/06

JAEA-Research-2007-042.pdf:3.64MB

実用化戦略調査研究の一環として、小型炉の多様な特徴を活かしたナトリウム冷却炉の概念設計を実施している。本報告書では、基幹電源に匹敵する経済性を追及するために、スケールメリットの観点から発電出力を300MWeまで増大させ、プラント寿命中の燃料交換回数の削減及び炉心のコンパクト化のため金属燃料を採用し、また物量の大幅な削減を狙い主冷却系を1ループとした経済性追求型ナトリウム冷却小型炉の検討を行った。主冷却系を1ループ化したことによる課題を整理し、最も厳しくなる事故事象と評価された1次系配管大規模破損に対して過渡解析を実施した結果、原子炉スクラムなしでも炉心健全性が確保できる可能性を示した。崩壊熱除去系の過渡解析を実施した結果、崩壊熱除去系の成立が厳しくなると想定した全ケースにおいて、原子炉スクラム後の炉心健全性が確保できる可能性を示した。

報告書

固体銅接合型蒸気発生器の概念検討; 常温におけるガス加圧によるき裂進展試験

近澤 佳隆; 相澤 康介; 此村 守

JAEA-Research 2006-007, 114 Pages, 2006/03

JAEA-Research-2006-007.pdf:15.6MB

高速増殖炉実用化戦略調査研究の一環として、ナトリウム冷却炉の2次系簡素化概念を検討している。銅を熱媒体として中間熱交換器と蒸気発生器を一体にした固体銅接合型蒸気発生器はその概念候補案の一つとして検討している。平成16年度では、実機で発生するき裂の進展挙動を明らかにすることを目的として、実機蒸気発生器伝熱管部を模擬した3$$times$$3伝熱管試験体を用いて、ガス加圧による疲労試験を行った。平成15年度に実施した曲げ試験と比較すると、試験体形状の効果によりき裂発生及びき裂進展が大幅に阻害されることがわかった。また、固体銅蒸気発生器のさらなる経済性を追求するために、クリープ歪み評価を実施し、クリープ歪み制限を満たしつつ伝熱管仕様の最適化を行った。伝熱管長さを15mとした場合は物量が2次系ありのプラントと同等になり、加工費を含んだ概算建設費は2次系ありのプラントと比較して70%程度になると評価した。実機におけるき裂進展挙動の評価については、平成15年度に実施した曲げ試験によるき裂進展試験の結果を利用して、き裂進展に必要な条件を考察した。応力解析の結果、水蒸気管壁の75%以上の初期き裂が存在する場合は管束中間部においてき裂が進展して熱媒体銅まで到達する可能性があるが、熱媒体銅まで到達すると、き裂進展は止まることがわかった。

報告書

ナトリウム冷却炉における電磁ポンプの検討; 1次主循環ポンプへの適用検討

近澤 佳隆; 相澤 康介; 此村 守; 荒 邦章

JNC-TN9400 2005-044, 86 Pages, 2005/08

JNC-TN9400-2005-044.pdf:7.46MB

ナトリウム冷却炉実用化に向けて、一次冷却系に係る機器の物量削減、床面積削減、バウンダリ面積削減が重要な課題として挙げられている。これらを実現するための方策の一つとして、主循環ポンプを中間熱交換器に組込んだ機器が検討されている。本研究では、実用化戦略調査研究で検討されている機械式ポンプ組込型中間熱交換器の代替案として、電磁ポンプ組込型中間熱交換器を採用した場合の適用性を検討した。電磁ポンプ組込型中間熱交換器の構造概念検討を行い、機械式ポンプ組込型中間熱交換器の場合と寸法をほとんど変更せずに電磁ポンプを中間熱交換器に適用する見通しを得た。また、電磁気解析、流動解析の結果、目標の流量および揚程を満足すること、および上部プレナム内隔離防止のため設置するフローガイドの有効性を確認した。 更に電磁ポンプ組込型中間熱交換器に設置する電磁流量計の成立性の検討を行い、電磁ポンプダクト部の環状流路において流量測定に必要な出力電圧を得られることが明らかになった。

口頭

経済性を追求した金属燃料ナトリウム冷却小型炉の概念設計

近澤 佳隆; 相澤 康介; 此村 守; 島川 佳郎*; 澤 直樹*; 安藤 将人*

no journal, , 

金属燃料による高速増殖炉サイクル実証及び実用化を考慮した小型炉の概念設計を行った。300MWe小型炉と、3.3tHM/y再処理・燃料製造設備(合計投資額2500億円)により9円/kWhを達成し資金を回収しつつ、高速炉サイクル商用化を実証する可能性があることを示した。

口頭

固体銅接合型蒸気発生器の矩形伝熱管部におけるき裂進展試験

相澤 康介; 近澤 佳隆; 此村 守; 臼井 伸一; Sherwood, D. V.*

no journal, , 

高速増殖炉実用化戦略調査研究の一環として、ナトリウム冷却炉の2次系簡素化概念が検討されている。本検討では、2次系簡素化概念の一つである固体銅接合型蒸気発生器の矩形伝熱管部におけるき裂進展試験を実施し、実機蒸気圧力と比較して4倍程度の圧力が負荷されても、き裂が隣接伝熱管に伝播しないことを示した。また、試験結果を踏まえて実機伝熱管を対象とした解析を実施して、初期き裂深さに関係なく、き裂が進展しないと評価された。これらより、実機条件においてき裂が伝熱管を貫通してナトリウム-水反応が生じる可能性は非常に低いことがわかった。

特許

電磁流量計

荒 邦章; 相澤 康介; 近澤 佳隆; 此村 守

清水 武司*; 竹島 徳幸*; 香月 健治*; 田口 淳三*; 相澤 利枝*

特願 2005-233186  公開特許公報  特許公報

【課題】励磁装置の小型化を図ることができ、様々な断面形状の管路に適用することができる電磁流量計を提供する。 【解決手段】管路1を流れる導電性流体の流量計測を行う電磁流量計10である。管路外壁1Bと直交する磁界を形成するための励磁装置11と、上記磁界を導電性流体が横切ることにより発生する起電力を計測するための一対の電極2A,2Bとを有し、それら電極2A,2Bと励磁装置11の両磁極とが管路外壁1Bの片側に集約して配置されている。

特許

DEBITMETRE ELECTROMAGNETIQUE

此村 守; 相澤 康介; 近澤 佳隆; 荒 邦章

相澤 利枝*; 清水 武司*; 竹島 徳幸*; 香月 健治*; 田口 淳三*

特願 0601973  公開特許公報  特許公報

L'invention concerne un debitmetre electromagnetique concu pour utiliser un dispositif d'excitation de dimensions reduites et capable d'effectuer une mesure sur des canaux tubulaires (1) de diverses formes en section. Le debitmetre electromagnetique (10) comporte un dispositif d'excitation (11) destine a produire un champ magnetique perpendiculaire a une paroi exterieure (1b) d'un canal tubulaire (1), et deux electrodes (2a et 2b) destinees a mesurer une force electromotrice generee par le mouvement du fluide electroconducteur a travers le champ magnetique. Les electrodes (2a, 2b) et les deux poles magnetiques du dispositif d'excitation (11) sont places ensemble sur la paroi exterieure (1b), sur un cote du canal tubulaire (1).Domaine d'application: surregenerateurs rapides, etc.

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