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荒井 康夫; 岩井 孝; 中島 邦久; 白井 理; 笹山 龍雄; 塩沢 憲一; 鈴木 康文
JAERI-Tech 97-002, 45 Pages, 1997/01
アクチニド窒化物の溶融塩電解と実験用アクチニド合金試料の調製を主な使用目的とするアルゴンガス雰囲気グローブボックス並びに内装機器を製作した。グローブボックスは、アクチニドを安全に取り扱うことに加えて、反応性に富む窒化物や合金試料、さらには塩化物溶融塩等を組成変化なしに取り扱うために、良好な負圧維持機能を有するとともに、高純度の不活性ガス雰囲気を確保することに重点をおいて設計、製作した。主要な内装機器として、溶融塩電解装置、電極処理装置、電解試験装置、アーク溶解炉、試料焼鈍装置及び熱量測定装置を上記グローブボックス内に格納した。これらについても、それぞれの実験目的に合致した諸性能を有していることを確認した。
荒井 康夫; 岩井 孝; 笹山 龍雄; 岡本 芳浩; 塩沢 憲一; 鈴木 康文
JAERI-Research 96-009, 17 Pages, 1996/02
JAERI-Research-96-009.pdf:1.09MB
原研-動燃共同研究「高速炉用炭・窒化物燃料の基礎照射試験」に基づき、高速実験炉「常陽」で照射試験を行うためのウラン・プルトニウム混合炭化物燃料ピン1本及び混合窒化物燃料ピン2本を製作した。本報告書は、共同研究の中で、燃料ピンの設計、燃料ペレットの製造、燃料ピンの製作等において、原研が主に担当してきた項目について結果を整理したものである。
荒井 康夫; 岩井 孝; 笹山 龍雄; 岡本 芳浩; 中島 邦久; 新見 素二; 助川 友英; 山原 武; 鈴木 康文
JAERI-Research 95-008, 92 Pages, 1995/02
JAERI-Research-95-008.pdf:5.04MB
ウラン・プルトニウム混合窒化物ペレットを充填したヘリウムボンド型燃料ピン2本を、88F-5Aキャプセルに組み込み、JMTRにおいて最高線出力65kW/mの条件で燃焼度4.1%FIMAまで照射した。照射後の燃料ピンに有害な欠陥は無く健全であった。燃料中心の装荷した熱電対指示は照射期間中に燃料温度が低下する傾向を示し、ペレットと被覆管のギャップが徐々に閉塞することが確認された。FPガス放出率は約2~3%と極めて低い値であるとともに、燃料ピンの外径増加率は最大でも約0.4%にとどまるという結果を得た。また、ステンレス鋼被覆管内面に有意な腐食は観察されなかった。そのほか、照射に伴う燃料組織変化等についても知見を得た。
荒井 康夫; 岩井 孝; 笹山 龍雄; 中島 邦久; 野村 勇; 吉田 武司; 鈴木 康文
JAERI-Research 94-027, 66 Pages, 1994/11
JAERI-Research-94-027.pdf:4.09MB
本報告書は、混合炭化物燃料ペレットを充填したHeボンド型燃料ピンを組み込んだ87F-2Aキャプセルの照射及び照射後試験結果についてまとめたものである。照射はJMTRにおいて平均線出力60kW/mの条件で行い、燃焼度は4.4%FIMAに達した。照射後の燃料ピンには有害な欠陥も無く健全であった。燃料ピンの断面写真からは、燃料ペレットと被覆管の間のギャップが閉塞されていることが確認された。熱安定型ペレットの採用に起因して、従来の燃料と比較して、極めて低い閉気孔率とFPガス放出率、緩やかな組織変化等が観測された。最大で~0.06mmの被覆管の外径増加が観測されたが、燃料ピンの照射健全性に影響するものではなかった。また、被覆管内面の浸炭現象もみとめられなかった。
岩井 孝; 荒井 康夫; 前多 厚; 笹山 龍雄; 関田 憲昭; 野村 勇; 鈴木 康文
JAERI-M 94-036, 81 Pages, 1994/03
炭素量の異なるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料ペレットをそれぞれ充填した2本の燃料ピンを、JMTRを用いてキャプセル照射した。燃焼度は4.5%FIMAに達した。東海研燃料試験施設に搬入して照射後試験を実施した。本報告書は照射後試験の結果および考察をまとめたものである。照射後試験では、4.5%FIMAまでの照射健全性が実証された他、照射挙動として、燃料ペレットからのセシウムの移行、FPガス放出率、気孔分布の変化、被覆材の浸炭現象など、多くの知見を得ることができた。
荒井 康夫; 鈴木 康文; 岩井 孝; 前多 厚; 笹山 龍雄; 塩沢 憲一; 大道 敏彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(8), p.824 - 830, 1993/08
被引用回数：7 パーセンタイル：60.37(Nuclear Science & Technology)高速炉用新型燃料であるウラン・プルトニウム混合窒化物(U
Pu
)N燃料ピンを製作した。今回製作した4本のHeボンド形燃料ピンは、完成検査後、2本ずつ2体のキャプセルに組み込まれ、現在JMTRで照射中である。燃料ペレットは、N
-H混合気流中における酸化物の炭素熱還元法により調製した。燃料組成は化学量論的組成の一窒化物であり、酸素および炭素の残留量は2,000ppm以下と高純度である。燃料ピンは、He雰囲気のグローブボックス中でのTIG溶接により製作した。照射中のギャップコンダクタンスに関する情報を得る目的で、1本の燃料ピン中にはペレット中心温度測定用の熱電対を挿入した。被覆管および端栓の材質はオーステナイトステンレス鋼を標準材として用いたが、1本の燃料ピンには、ボイドスエリング特性に優れたフェライト鋼を採用した。そのほか、燃料-被覆管の初期ギャップ巾などを照射パラメータとした。
岩井 孝; 鈴木 康文; 前多 厚; 笹山 龍雄; 半田 宗男
日本原子力学会誌, 34(5), p.455 - 467, 1992/05
被引用回数：1 パーセンタイル：17.24(Nuclear Science & Technology)高速炉用新型燃料として注目されているウラン・プルトニウム混合炭化物燃料ピン4本をJRR-2を用いてキャプセル照射し、破損することなく燃焼度13GWd/tまでの健全性を確認した。42および64kw/mと比較的低い線出力であったにもかかわらず、気孔成長や結晶粒径変化が顕著に観察された。燃料ペレット密度や炭素含有量などの燃料特性の違いは組織再編、クラッキングおよびFPガス放出などの燃料挙動に少なからず影響を及ぼした。ガンマスペクトロメトリによると、セシウムがFPガスに似た挙動を示し一部がプレナム部に凝縮していることが明らかになった。316ステンレス鋼被覆管の内面にわずかな浸炭が認められた。
鈴木 康文; 荒井 康夫; 笹山 龍雄; 前多 厚; 岩井 孝; 大道 敏彦; 半田 宗男
日本原子力学会誌, 34(1), p.66 - 74, 1992/01
被引用回数：1 パーセンタイル：17.24(Nuclear Science & Technology)新型FBR燃料として期待されるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の照射挙動を把握し、その健全性を実証するため、JRR-2およびJMTRを用いた照射試験用の燃料ピン9本を製作した。酸化物を炭素熱還元し、さらに焼結を行うことによって、組成の異なる2種類の燃料、(U,Pu)C
および(U,Pu)C
を調製した。これらの炭化物燃料ピンの基本設計、製作手順ならびに確性試験の結果について報告する。製作された燃料ピンのうち、8本については、燃料破損を起こすことなく、42から64kW/mの線出力で照射が完了し、最高で約5at%の燃焼度を達成している。残りの1本の燃料ピンについては、熱安定型ペレットが装荷されており、JMTRで照射継続中である。
荒井 康夫; 鈴木 康文; 笹山 龍雄; 岩井 孝; 関田 憲昭; 大和田 功; 新見 素二; 大道 敏彦
JAERI-M 91-191, 93 Pages, 1991/11
化学量論組成の異なる混合炭化物燃料(U,Pu)C及び(U,Pu)Cペレットをそれぞれ充填した2本の燃料ピンを1体のキャプセル(84F-10A)に組み込み、JMTRにおいてピーク線出力59kw/mの条件で3.0%FIMAまで照射した。約4ヶ月間冷却したのち、照射キャプセルを東海研の燃料試験施設へ搬入して、計37項目の試験を実施した。燃料ピンの断面写真から、当初存在していた燃料ペレットと被覆管の間のギャップが閉塞されていることが確認された。ペレット中心部においては、製造時に存在していた微少な気孔が減少していたほか、周辺部に比較して結晶粒の成長がみとめられた。開気孔率の高い(U,Pu)C燃料ピンの方が、(U,Pu)C燃料ピンに比較して高いFPガス放出率を示した。被覆管内面近傍で浸炭現象がみとめられたが燃料ピンの照射健全性に影響するものではなかった。
鈴木 康文; 岩井 孝; 笹山 龍雄; 前多 厚; 荒井 康夫; 塩沢 憲一; 大道 敏彦
JAERI-M 91-078, 39 Pages, 1991/05
高速炉用新型燃料として期待されるウラン・プルトニウム混合窒化物燃料の照射挙動を把握し、その健全性を実証するために、第2回JMTR照射試験にむけて燃料ピン2本を製作した。窒化物燃料の被覆管との機械的相互作用(FCM1)を抑制することを目的として、フェライト系ステンレス鋼被覆燃料ピンを新たに導入し、従来のオーステナイト鋼ステンレス被覆燃料ピンと組合せ、比較試験を行う計画である。これらの燃料ピンは1991年1月から目標燃焼度50GWd/tを目指して照射が開始されている。
岩井 孝; 笹山 龍雄; 鈴木 康文
JAERI-M 91-077, 44 Pages, 1991/05
高速中性子による照射スエリングがオーステナイト鋼に比べて格段に小さいことから、高速炉における高燃焼度の達成の観点から注目されているフェライト鋼を、高速炉用新型燃料であるウラン・プルトニウム混合窒化物燃料ピンの被覆材に適用した。適用にあたりフェライト鋼を選定し、被覆管および端栓材を製作した。溶接については、端栓形状および溶接条件の検討を行い、充分な溶け込みを得た。フェライト鋼は溶接によりじん性および延性が低下するので熱処理を必要とする。このため、新たに熱処理装置を設置し、硬さの回復を目やすに熱処理条件を決定した。この他、板材を用いて各種の材料試験を実施したので、合わせて紹介する。
鈴木 康文; 岩井 孝; 荒井 康夫; 笹山 龍雄; 塩沢 憲一; 大道 敏彦; 半田 宗男
JAERI-M 90-116, 47 Pages, 1990/07
高速炉用新型燃料であるウラン・プルトニウム混合窒化物燃料の照射挙動を把握し、その健全性を実証するためにJMTRでの第1回目の照射試験用燃料ピンを製作した。2本組のヘリウムボンド燃料ピンのうち1本については、燃料中心温度を測定するために熱電対を計装した。本報告書では燃料ピンの設計、燃料ペレットの製造と確性試験、燃料ピンの溶接と検査までの工程のほか、今回新たに設置したTIG燃料ピン溶接装置の概略についても紹介する。
岩井 孝; 笹山 龍雄; 前多 厚*; 相沢 作衛; 川崎 公靖; 相沢 雅夫; 半田 宗男
JAERI-M 89-186, 101 Pages, 1989/11
化学量論組成の異なるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料、(U,Pu)C及び(U,Pu)Cを充填した2本の太径燃料ピン(外径9.4mm、長さ170mm)を1体のキャプセルに組み込んでJRR-2で、線出力640W/cmで1.5at%燃焼度まで照射した。東海研燃料試験施設で実施した照射後試験では、低密度(83~84%T.D.)の燃料ペレットを用い、低燃焼度であったため、燃料ピンの寸法変化は観察されなかった。FPガス放出率は2本の燃料ピンとも約9%であり、ペレットの開気孔率と関連していた。燃料ペレット中の気孔の数が中心部では大幅に減少した。被覆材の内面腐食は、(U,Pu)C燃料ピンで観察され、燃料の炭素ポテンシャルに依存していた。
線スキャニングにより、Csの一部が燃料ペレットから温度の低いプレナム部へ移行していることが確認される。
鈴木 康文; 笹山 龍雄
JAERI-M 89-163, 20 Pages, 1989/10
アクチノイドおよび金属系燃料の状態図解析のための手段のひとつとして、プルトニウム燃料用示差熱分析計を整備した。標準物質および金属ウランを用いた試験から良好な装置性能が確保されていることを確認するとともに、粉末冶金的手法を用いてU-Ni系およびU-Nd系合金を作製し、示差熱分析による状態図解析を実施した。U-Ni系試料の測定結果から精度のよい合金状態図分析が可能なことが明らかになったほか、U-Nd系では、
-U相には若干量のネオジムが固溶しうるのに対して、
-U相にはほとんど固溶しないことを示唆する結果が得られた。
荒井 康夫; 岩井 孝; 前多 厚*; 笹山 龍雄; 塩沢 憲一; 大道 敏彦; 鈴木 康文; 井上 明彦; 福島 奨; 半田 宗男
JAERI-M 89-060, 15 Pages, 1989/05
高速炉用新型燃料の健全性評価の一環として、JMTRを用いたキャプセル照射を行う目的で、ウラン・プルトニウム混合炭化物燃料ピン計5本を製作した。燃料被覆管には外径9.4mmの太径のSUS-316相当ステンレス鋼製を用いるとともに、燃料ペレットには81~86%理論密度の低密度ペレットを採用し、燃料ピン内部空間には1気圧のヘリウムガスを充填した。燃料ペレットについてはその特性を十分把握するとともに、燃料ピンについても気密試験、X線透過試験、溶接部の金相試験、表面汚染度検査等を実施して、その健全性を確認した。
前多 厚; 笹山 龍雄; 岩井 孝; 相沢 作衛; 大和田 功; 相沢 雅夫; 大道 敏彦; 半田 宗男
JAERI-M 88-219, 110 Pages, 1988/11
本報告書は、ウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の第1回照射及び照射後試験についてまとめたものである。化学量論組成の異なる混合炭化物燃料ペレットを充填した2本の燃料ピンをキャプセル(ICF-37H)に組み込み、JRR2で照射した。照射後試験は燃料試験施設において実施され、非破壊検査は不活性ガス雰囲気に置換可能なセルで行われた。照射後試験では、燃料ピンの寸法変化、FPガス放出率及び成分組織、気孔分布、フートラジオグラフ、金相をはじめ、多くの検査が行われ、混合炭化物燃料の使用者挙動について多くの知見を得るとともに、1at.%燃焼度までの照射健全性を実証することができた。
荒井 康夫; 岩井 孝; 前多 厚; 笹山 龍雄; 塩沢 憲一; 井上 明彦; 鈴木 康文*; 福島 奨; 大道 敏彦; 半田 宗男
JAERI-M 86-094, 25 Pages, 1986/07
高速炉用新型燃料の健全性評価の一環として、高出力照射試験用のウラン、プルトニウム混合炭化物燃料ピンを製作した。燃料としては化学量論的組織及び超化学量論的組織の太径の低密度混合炭化物ペレットを用いた。また被覆管には米国エネルギ-省より入手した316相当のステンレス鋼を採用した。燃料ペレット、燃料ピンに関して行なった各種試験の結果から、製品は製作仕様に充分合致している事が確認された。
半田 宗男; 大道 敏彦; 福島 奨*; 笹山 龍雄; 鈴木 康文; 前多 厚; 荒井 康夫; 岩井 孝; 相沢 雅夫; 金田 義朗; et al.
JAERI-M 83-206, 34 Pages, 1983/11
高速炉用新型燃料であるウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の健全性を評価するために、58年度にJRR-2で照射する2本のヘリウムボンド炭化物燃料ピンを製作した。燃料としては、化学量論組成及び超化学量論組成の炭化物ペレットを用いた。本報告書では、炭素熱還元法による炭化物燃料の製造から316ステンレス鋼被覆管へのペレットの封入までの過程と、ペレット及びピンに関する各種試験について記述する。
笹山 龍雄; 鈴木 康文; 渡辺 斉; 半田 宗男
JAERI-M 83-136, 26 Pages, 1983/09
ウラン・プルトニウム混合炭化物燃料の照射試験に必要な燃料ピン製作設備を新設した。この設備は、センタレス・グラインダ、燃料ペレットの充填装置、端栓の圧入装置、TIG溶接機、燃料ピンの除染装置などから構成される。プルトニウムによる汚染から作業者を防護するためにほとんどの装置はグローブボックス内に格納した。この設備によって最大15mm径、600mm長の燃料ピンを製作することが可能である。本報告書では炭化物燃料ピン製作設備の設計、製作、ならびにその性能について述べる。
(M=Fe.Co,Ni)鈴木 康文; 荒井 康夫; 大道 敏彦; 笹山 龍雄
Journal of Nuclear Materials, 115, p.187 - 191, 1983/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Materials Science, Multidisciplinary)三元系化合物PuFeC,PuCoC,およびPuNiCの熱化学的性質をクヌーセンセルを使って質量分析法により1420Kから1920Kの温度範囲で調べた。これらの三つの化合物ではそれぞれ1650,1610,および1670Kで包晶反応がおきることが示唆された。Fe,Co,Niの蒸気圧がPuの蒸気圧よりもはるかに高かったので、転移温度以下ではこれらの蒸発プロセスは不均一蒸発である。PuFeC,PuCoC,およびPuNiCの生成エネルギーを蒸気圧データから求めた。
