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論文

Development of radiation detectors for in-pile measurement

武内 伴照; 大塚 紀彰; 柴田 裕司; 永田 寛; 遠藤 泰一; 松井 義典; 土谷 邦彦

KAERI/GP-418/2015, p.110 - 112, 2015/00

開発中の鉛エミッタ自己出力型$$gamma$$線検出器(SPGD)及び白金40%ロジウム合金自己出力型中性子検出器(SPND)について、炉内照射試験に先立って$$gamma$$線照射試験を行った。200$$sim$$6000Gy/hの範囲における試験結果から、SPGDの出力電流はおよそ10%の誤差精度で$$gamma$$線量率に比例することがわかった。一方、SPNDにおいては、出力電流は$$gamma$$線量率に比例しなかった。また、出力電流は負の極性であり、その絶対値はSPGDよりも1桁程度低かった。こうした出力挙動の違いは、エミッタの形状や大きさの違い及びMIケーブル部から発生した電流成分の影響によるものであると考えられる。

論文

軽水炉実機水環境模擬照射装置の整備

北岸 茂; 遠藤 泰一; 岡田 祐次; 塙 博; 松井 義典

UTNL-R-0486, p.7_1 - 7_10, 2014/03

JMTRでは、現行軽水炉の長寿命化対策、科学技術の向上等のための課題の解決に活用される研究開発基盤の構築のため、最先端研究基盤事業において、軽水炉実機水環境模擬照射装置の整備を行っている。本装置は、温度,圧力,水質を制御し、軽水炉(BWR及びPWR)条件の水環境を模擬しながら、炉内構造材等の中性子照射が行える照射装置である。装置整備にあたっては、設置場所の環境整備を行うとともに、装置の設計、製作及び据付を行っている。本報告では、当該装置の整備状況について報告する。

論文

Neutron irradiation tests for beryllium material selection of neutron reflector in JMTR

土谷 邦彦; 伊藤 正泰; 北岸 茂; 遠藤 泰一; 斎藤 隆; 塙 善雄; Dorn, C. K.*

JAEA-Conf 2012-002, p.111 - 114, 2012/12

JMTRでは、中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRのベリリウム枠は、5年に1度交換されているため、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が行われている。長寿命化の検討において、ベリリウムの物理的及び機械的特性が材質選定に影響される。このため、材料の純度,焼結方法,引張強度などの特性の異なった3種類の金属Be(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、JRR-3やJMTRでの照射試験の実施及び準備を行うとともに、特性試験技術の開発を行っている。本発表は、長寿命化を目指した中性子反射体材料の照射試験の状況や特性試験のための開発について報告する。

論文

ジルカロイ-2/SUS316Lステンレス鋼の摩擦圧接継手の性能評価

北岸 茂; 斎藤 隆; 菊地 泰二; 遠藤 泰一; 土谷 邦彦

日本機械学会論文集,A, 78(788), p.564 - 570, 2012/04

材料試験炉(JMTR)で実施する燃料照射試験のための照射キャプセルの技術開発の一環として、摩擦圧接法によるジルカロイ-2(Zry-2)/SUS316L継手の製作性試験を行い、接合条件を決定するとともに、接合界面の特性評価及び継手性能を評価した。まず、摩擦時間を変更した継手の機械的特性の影響を明らかにした。次に、その接合条件で製作した継手について、断面マクロ観察,元素分析及び硬さ分布測定を行い、継手の接合界面部の熱影響及び元素分布を明らかにした。また、高温引張試験,ヘリウム漏れ試験及び水圧バースト試験を行い、燃料照射試験で使用する条件における継手の健全性を明らかにした。

報告書

高精度照射時間制御型汎用照射設備の設計検討と整備状況

滝田 謙二; 飯村 光一; 冨田 健司; 遠藤 泰一; 菅野 勝

JAEA-Technology 2012-006, 41 Pages, 2012/03

JAEA-Technology-2012-006.pdf:6.8MB

原子力機構大洗研究開発センターでは、2012年度に材料試験炉を再稼働させる予定で改造計画が進められている。また、再稼働後におけるJMTRの有効利用の一環として、放射性医薬品として核医学の分野で最も多く用いられているテクネチウム-99m($$^{rm 99m}$$Tc)の親核種であるモリブデン-99($$^{99}$$Mo)の製造が計画されている。$$^{99}$$Moは、その供給のすべてを輸入に依存している状況にあることから、産業界との共同で$$^{99}$$Moの一部国産化を目指すものである。本報告書では、$$^{99}$$Moの製造に必要な照射装置である水力ラビット照射装置の選定、装置の構成検討について述べる。

論文

水力ラビット照射設備の設計検討と整備状況

滝田 謙二; 飯村 光一; 冨田 健司; 遠藤 泰一; 菅野 勝

UTNL-R-0480, p.7_4_1 - 7_4_6, 2012/03

日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、2012年度に材料試験炉を再稼働させる予定で改造計画が進められている。今回整備を計画している水力ラビット照射設備は最先端研究基盤事業の一環として$$^{99}$$Moの製造やラジオアイソトープの製造を効率的に行うために、炉内管への照射ラビットの挿入個数を従来の最大3本から最大5本に構造変更するとともに、炉外循環系についても照射個数変更に伴う改造を行う予定である。また、機器の製作設置に先立ち既設機器の撤去及び埋設配管等再利用機器の健全性を確認するために非破壊検査を実施するものである。

報告書

JMTR原子炉施設における経年変化に関する技術的評価に関する検討

井手 広史; 飛田 健治; 遠藤 泰一; 堀 直彦

JAEA-Review 2010-043, 80 Pages, 2010/10

JAEA-Review-2010-043.pdf:34.97MB

平成16年2月に「試験研究の用に供する原子炉等の設置、運転等に関する規則」が改正され、同規則第14条の2第2項に基づき、原子炉設置者は、運転開始後30年を経過する原子炉について、経年変化に関する技術的な評価を行い、その評価に基づき原子炉施設の保全のために実施すべき措置に関する10年間の計画(保全計画)を策定することが定められた。JMTR原子炉施設の経年変化に関する技術的な評価及び保全計画については、平成17年3月に旧日本原子力研究所より文部科学省に報告した。この評価及び保全計画に文部科学省としての評価,検討を加えることにより、効果的な対策の立案に資するための高経年化対策評価アドバイザー会合が開催された。この会合に対応するために、JMTR原子炉施設の経年変化に関する技術的な評価、平成17年以降に行われた保全活動及び改修期間中に行った健全性調査について再度検討を行った。その結果、評価内容等は妥当であることがわかった。本報告書は、高経年化対策評価アドバイザー会合に向けて行ったJMTR原子炉施設の経年変化に関する技術的評価等についてまとめたものである。

論文

Development of oxygen sensors using zirconia solid electrolyte for fuel rods

日浦 寛雄*; 遠藤 泰一; 山浦 高幸; 松井 義典; 新見 素二; 星屋 泰二; 小檜山 守*; 本橋 嘉信*

JAERI-Conf 99-006, p.343 - 348, 1999/08

軽水炉の高燃焼度燃料の健全性確認には、燃料内の酸素ポテンシャル変化を把握することが重要なファクタとなっている。この変化を把握するためには高温度及び高照射量で使用可能と考えられるジルコニア固体電解質を用いた酸素センサが有力である。また、Ni/NiOを固体標準極として使用することによりセンサの小型化が可能となり燃料棒への内蔵が容易になると期待される。そこでこのセンサをJMTRで中性子照射し、中性子照射下における起電力特性を調べた。この結果、Y$$_{2}$$O$$_{3}$$で安定化したジルコニア固体電解質(YSZ)を用いたセンサは、中性子フルエンス(E$$>$$1MeV)1.5$$times$$10$$^{23}$$m$$^{-2}$$まで照射しても、未照射センサとほぼ同じ起電力特性を示した。しかしながら、この起電力は計算値より低い値であった。この原因は固体電解質と標準極の密着性が不十分であったためと判明し、このため、この密着性を改善した結果、センサの起電力特性を著しく改善した。

論文

Electrical properties of neutron-irradiated oxygen potential sensors using stabilized zirconia solid electrolyte

日浦 寛雄*; 遠藤 泰一; 山浦 高幸; 星屋 泰二; 新見 素二; 齋藤 順市; 相沢 静男; 大岡 紀一; 小檜山 守*

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.2041 - 2045, 1998/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:48.93

MgO,CaO,Y$$_{2}$$O$$_{3}$$で各々安定化したジルコニア固体電解質(MSZ,CSZ,YSZ)を用いた酸素センサをJMTRで中性子照射し、照射下及び照射後測定においてその起電力特性等について評価した。その結果、照射下では、YSZ試料の起電力は、1$$times$$10$$^{23}$$m$$^{-2}$$の中性子照射量(E$$>$$1MeV)までの範囲で、照射量とともに低下した。9$$times$$10$$^{21}$$m$$^{-2}$$の中性子照射量(E$$>$$1MeV)まで照射したMSZ試料の起電力は理論値とほぼ同じ値を示した。また、照射後のMSZ,CSZ,YSZ試料の起電力は理論値より低い値を示すが、CSZ試料はMSZ,YSZ試料に比べ起電力の低下が少ないことが判明した。

報告書

ジルコニア固体電解質型酸素センサの中性子照射特性試験

日浦 寛雄*; 遠藤 泰一; 山浦 高幸; 新見 素二; 星屋 泰二; 齋藤 順市; 相沢 静男; 大岡 紀一; 小桧山 守*

JAERI-Research 97-028, 46 Pages, 1997/03

JAERI-Research-97-028.pdf:2.49MB

原研大洗研究所材料試験炉部では、軽水炉等で照射された高燃焼度燃料内部の化学的挙動を解明することを目的に、燃料棒内酸素ポテンシャル測定技術の開発を行っている。本試験においては、MgO,CaO,Y$$_{2}$$O$$_{3}$$で各々安定化したジルコニア固体電解質(MSZ,CSZ,YSZ)を用いた酸素センサを材料試験炉(JMTR)で中性子照射し、照射下及び照射後測定においてその起電力特性等について評価した。その結果、照射下測定ではYSZ試料の起電力は照射量の増加にともない徐々に低下した。また照射後測定ではMSZ,CSZ,YSZ試料で照射とともにセンサ起電力は低下するが、CSZ試料はMSZ,YSZ試料に比べ起電力の低下が少ないことが判明した。

報告書

出力変動時のFPガス放出; JMTRにおける動力炉燃料再照射試験

中村 仁一; 遠藤 泰一; 石井 忠彦; 清水 道雄; 古田 照夫

JAERI-Research 95-083, 38 Pages, 1995/11

JAERI-Research-95-083.pdf:1.42MB

敦賀1号炉で照射された燃料棒を短尺化して燃料棒内圧計を再計装し、JMTR出力急昇試験設備を用いて、出力変動時のFPガス放出挙動を明らかにするための再照射試験を実施した。試験は最高出力約40kW/mでの定常運転と出力サイクル運転を行い、燃料棒内圧変化を測定した。出力変動時、特に出力低下時に顕著な燃料棒内圧の上昇が観察された。また、その上昇幅は直前の高出力保持時間に依存した。出力レベルを30,35,40kW/mと変化させて定常運転と出力サイクル運転を繰り返すと、いずれの出力レベルでも出力サイクル運転は定常運転に比べてFPガス放出をやや加速させる傾向を示した。この出力低下時のFPガス放出は、出力低下時の熱応力に起因する、結晶粒界上のFPガス気泡からの放出であろうと推定される。

報告書

照射済燃料棒への熱電対再計装技術の開発; UO$$_{2}$$ペレット中心孔加工技術及び燃料棒組立技術

清水 道雄; 齋藤 順市; 大島 邦男; 遠藤 泰一; 石井 忠彦; 中川 哲也; 相沢 静男; 川又 一夫; 田山 義伸; 河村 弘; et al.

JAERI-Tech 95-037, 87 Pages, 1995/07

JAERI-Tech-95-037.pdf:5.14MB

軽水炉燃料棒のPCI機構の解明には、出力変動時のペレットからのFPガス放出及びペレットの中心温度の情報が重要である。照射済燃料棒に中心孔を穿孔する技術開発は、バリウムフェライトペレットを充填した模擬試料を使用して種々の穿孔試験を行った。このとき、動力炉で生じたペレットの割れをそのまま保持した状態で穿孔することが重要であるため、穿孔の間は炭酸ガスでペレットを凍結し、ダイヤモンドドリルで穿孔した。これらの開発試験により、深さが54mmで直径が2.5mmの中心孔ができることを確認した。炉内確証試験は、1995年1月にJMTRに装荷して行った。本報告書は、UO$$_{2}$$中心孔加工技術及び燃料棒組立技術についてまとめたものである。

報告書

高温高圧ガスループ中のヨウ素沈着分布

松本 実喜夫; 遠藤 泰一; 伊藤 治彦; 板橋 行夫; 猿田 徹; 横内 猪一郎; 安藤 弘栄

JAERI-M 92-212, 62 Pages, 1993/01

JAERI-M-92-212.pdf:2.09MB

高温ガス冷却炉(HTGRs)の設計及び安全解析において、燃料から放出する核分裂生成物(FP)の1次冷却系への沈着・離脱挙動を把握することは重要である。JMTRでは、高温工学試験研究炉(HTTR)用燃料照射研究に用いている高温ガス冷却ループ照射装置(OGL-1)の1次冷却系に沈着するFP分布測定を原子炉運転中及び停止後にわたって行ってきた。その結果、ヨウ素の沈着が温度上昇に対して指数関数的に減少すること、表面が冷却されている2基の再生熱交換器に系内全ヨウ素の60%が沈着することを明らかにした。また、燃料照射温度が1500$$^{circ}$$Cの場合、ヨウ素放出率は1300$$^{circ}$$Cの約100倍になることを確認した。更に、本報では、原子炉運転中と停止後によるFP沈着・離脱に係る系内ヨウ素分布の変化について報告する。

報告書

高温ガス炉の事故時の核分裂生成物離脱割合評価

沢 和弘; 伊藤 治彦; 松本 実喜夫*; 遠藤 泰一; 塩沢 周策; 市橋 芳徳

JAERI-M 91-207, 34 Pages, 1991/12

JAERI-M-91-207.pdf:0.93MB

高温ガス炉の減圧事故時における沈着核分裂生成物(FP)の離脱割合の評価方法を検討するために、離脱実験を行った。実験の特徴は以下のとおりである。(1)大口径破断を想定した場合にも実験結果を適用できるように、実験範囲を高いガス流速まで広げた。(2)高温ガス炉の1次系の状態を模擬したOGL-1を用いて、実際にFPを沈着させて試料を作成した。(3)離脱機構を総合的に検討するため、ガス流速の上昇による離脱実験(ブローダウン試験)に加えて、拭取り試験、温水洗浄及び化学リーチング試験も実施した。本報は、実験に基づき、高温ガス炉の事故時のFP離脱割合の評価方法を検討したもので、高温工学試験研究炉の安全評価における離脱割合評価方法も併せて示した。

報告書

多段独立制御ヒータ付きキャプセルの設計手法

染谷 博之; 遠藤 泰一; 星屋 泰二; 新見 素二; 原山 泰雄

JAERI-M 90-214, 57 Pages, 1990/11

JAERI-M-90-214.pdf:1.59MB

JMTRでは、照射目的に合わせ種々の照射試験用キャプセルが設計・製作され、照射試験に供されている。多段独立制御ヒータ付きキャプセルは、キャプセルの一型式であり、キャプセル内に複数個の電気ヒータを組み込み、その供給電流を独立に調整可能である。本タイプキャプセルの照射試料は、試料ホルダーに挿入される。試料ホルダーと外筒間のガスギャップ寸法は、軸方向にわたり試料温度が平坦化するように設計される。原子炉の出力変動等による温度変化は、試料ホルダー表面の溝に取り付けたヒータによって目標温度になるよう矯正される。この報告書では、本タイプのキャプセルについて設計・製作の経験ならびに現在までにキャプセルの照射により得られたデータの整備をすることにより、考えられる合理的一設計手法について述べたものである。

論文

JMTRにおけるキャプセル温度制御の改良

小畑 雅博; 遠藤 泰一; 田中 勲; 伊藤 治彦

UTNL-R-0247, 6 Pages, 1990/00

原子炉での中性子照射試験研究において、照射温度は最も重要なパラメータの一つであり、JMTRでは、様々な温度制御方法を用いて照射研究のニーズに対応してきている。JMTRにおけるキャプセル温度制御の実際として、真空温度制御キャプセル、ヒータ温度制御キャプセルとこれらを組合せた方法による原子炉低出から定格出力までの一定温度制御について紹介し、さらに最近開発した自動化型温度制御装置とこれを使用した一定温度制御の照射試験結果について報告する。

報告書

耐熱合金と炭化ホウ素との両立性,5; 中性子照射下両立性の予備評価と照射用キャプセルの設計(83M-8J,84M-38J,39J)

馬場 信一; 遠藤 泰一; 染谷 博之; 倉沢 利昌; 田中 勲

JAERI-M 86-117, 78 Pages, 1986/08

JAERI-M-86-117.pdf:3.42MB

本報告は、日本原子力研究所が開発研究を進めている高温ガス実験炉の制御棒被覆管材料と中性子吸収体とのキャプセル照射下両立性の予備評価及びキャプセルの設計について述べたものである。予備評価は三項目について行なった。:1)インコロイ800H合金と水酸化リチウムを添加した黒鉛炭化ホウ素混合粉末との間における同合金の侵食反応について調べた。2)インコロイ800H及びハステロイXRの両合金が黒鉛炭化ホウ素混合燒結体と反応後の室温短時間引張強度特性を測定すると共に、破壊モードなどについて調べた。3)インコロイ800H及びハステロイXRの両合金と黒鉛炭化ホウ素混合燒結体とが、実験炉の過渡条件の下(1050$$^{circ}$$C$$times$$1時間)では どのような挙動を示すのかを調べた。これらの試験の結果、水酸化リチウム添加によりインコロイ800H合金の侵食反応速度係数は加速される事が判明した。インコロイ800HおよびハレステロイXRの両合金の機械的性質への影響は、引張り強さと延性は両合金ともに反応温度850$$^{circ}$$Cを越えた付近から低下したが、耐力については ほとんど影響が見られなかった。

口頭

JMTR用改良型ラビットの開発

北岸 茂; 遠藤 泰一; 松井 義典

no journal, , 

JMTRの再稼働後は、$$^{99}$$Moの製造の国産化のため、原子炉運転中に任意の時間で中性子照射が可能な新たな水力ラビット照射設備を整備している。$$^{99}$$Moの本格的な製造が開始されると、JMTRでは、$$^{99}$$Mo製造によりラビットの製作数は従来の約2倍に増加するため、現在のラビットのような照射試料の形態に合わせ個別に製作するのではなく、量産できるようにする必要がある。一方で、これまでよりも質の高い照射試験が要求されており、これを達成するための一つの照射試験法として、照射キャプセルを用いて照射した試料に対して、個々の照射試料の中性子照射量や照射試料中の核変換生成物の量の微調整を行うため、照射済試料を装荷したラビットを用いた再照射技術の開発の検討が始まっている。そこで、従来のJMTRで使用されているラビットと同等以上の性能を有し、量産かつホットラボ・セル内でも容易に組立て可能な改良型ラビットの開発を行った。本発表では、改良型ラビットの概念検討、試作試験及び性能試験の結果について報告する。

口頭

Establishment of irradiation facility for LWR water environment simulation tests

北岸 茂; 遠藤 泰一; 岡田 祐次; 塙 博; 松井 義典; 土谷 邦彦; 山浦 高幸

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、文部科学省からの受託事業である最先端研究基盤事業において、2010年から2013年に亘りJMTR施設に新たな照射設備と照射後試験設備を整備した。このうち照射設備の整備では、中性子照射環境下での応力腐食割れの研究や軽水炉の水環境条件下で使用される新たな計装機器の開発を行うことを目的に、BWR及びPWR条件の水環境を模擬しながら炉内構造材料等の中性子照射が行える「軽水炉実機水環境模擬照射装置」の設計、機器の製作及び現地据付を行った。現在、本設備を構成する個々の機器等について性能確認を行っており、JMTR再稼働後には、キャプセルを接続して照射試験を行う予定である。本報告では、本照射設備に関する設計検討、整備状況について紹介する。

口頭

Development of irradiation testing facility capable of simulating BWR / PWR reactor condition

大塚 紀彰; 遠藤 泰一; 飛田 正浩*; 松井 義典; 山浦 高幸

no journal, , 

JMTRでは、最先端研究基盤事業において、現行軽水炉についての長寿命化対策等の課題解決に向け、軽水炉実機水模擬環境照射装置の設計・開発・整備を実施した。本設計では、軽水の温度・圧力・流量・化学的条件等を制御することにより、軽水炉水環境を模擬した条件下で、金属試験片等の中性子照射を行えるようにした。また、PWRの水化学条件を調整するため別途設計製作したリチウムやホウ素の濃度調整機構を本照射装置に接続し、BWRだけでなくPWRの水環境も模擬できるように工夫した。本照射装置は、JMTRの原子炉建家のキュービクル内に設置し既に性能評価試験に着手しており、常温の軽水を用いた循環運転によって所定の流量及び圧力でコントロールできること等を確認している。本発表では、これら当該試験装置の設計・開発・試験等で得られた最新の知見等について報告する。

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