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論文

FUJI, an initial sintering comparison test for pelletized-, sphere-pac- and vipac-fast breeder reactor mixed oxide fuel

Bart, G.*; Bakker, K.*; Hellwig, C.*; 木原 義之; 小澤 隆之; Wallin, H.*; 重留 義明

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.329 - 336, 2007/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:63.21(Nuclear Science & Technology)

日本原子力研究開発機構がPaul Scherrer Institute(PSI,スイス)及びNuclear Research and Consultancy Group(NRG,オランダ)と実施したFUJI共同研究では、20%のPuO$$_{2}$$,5%NpO$$_{2}$$の組成の混合酸化物燃料を、スフェアパック燃料,バイパック燃料,ペレット燃料の3つの形態で製造し、照射初期の組織変化挙動と溶融限界評価を行った。これらの燃料ピンは旧JNCの協力の下でPSIが製造したもので、オランダのHigh Flux Reactor(HFR)において照射及び照射後試験を実施した。照射挙動にかかわるモデリングはPSIと旧JNCが実施した。本論文は共同研究にかかわる計画立案,照射挙動にかかわる予備評価及び照射燃料ピン製造の経過についてまとめたものである。

報告書

振動充填燃料開発に関するスイスPSI・オランダNRGとの共同研究成果報告書,1; 基本計画・燃料設計・照射燃料ピン製造

森平 正之; 小澤 隆之; 冨田 豊; 鈴木 政浩; 重留 義明; 木原 義之; 河野 秀作

JNC-TN8400 2004-014, 193 Pages, 2004/07

JNC-TN8400-2004-014.pdf:24.52MB

サイクル機構が、スイスPSI 及びオランダNRGとの間で進めている振動充填燃料開発に関する共同研究は、5%Np-MOXを含むスフェアパック燃料(球状粒子充填燃料)について、ペレット燃料、バイパック燃料(非球形粒子充填燃料)とともに、オランダのHFR (High Flux Reactor)において比較照射を行う共同研究プロジェクトであり、照射試験を目指す過程で、PSIが長年に渡る研究実績を有するスフェアパック燃料に係る照射挙動評価モデリング、燃料設計、粒子燃料製造及び振動充填に係る技術を機構に導入することが一方の目的としている。PSIにおける照射試験ピンの製造は2003年5月に完了した。2004年1月から3月にかけてHFRにおける前半2回の照射試験を終了し、現在照射後試験を進めている。後半2回の照射は2004年秋までに実施される予定である。本報告書は、共同研究前半の燃料設計と照射ピン製造を中心にまとめたものである。

論文

照射試験用スフェアパック及びバイパック燃料の製造(JNC/PSI/NRG共同研究)

冨田 豊; 重留 義明; 木原 義之

サイクル機構技報, (24), p.1 - 10, 2004/00

サイクル機構では、スイス PSIとオランダNRGとの間で、振動充填燃料に関する共同研究を実施している。本共同研究ではスフェアパック、バイパック、ペレットの3タイプの燃料をPSIで製造し、2004年1月からオランダペッテンのHFRで照射試験を行っている。このうちスフェアパック燃料については、20%Pu-MOX及び5%Np-20%Pu-MOXの球状粒子燃料を内部ゲル化法で製造し、9本のスフェアパックセグメントを製造した。バイパック燃料については、グリーンペレットを粉砕して焼結することで20%Pu-MOX非球状粒子燃料を製造し、2本のバイパックセグメントを製造した。また、リファレンスとして5本の20%Pu-MOXペレットセグメントを製造した。本稿ではスフェアパック燃料とバイパック燃料の製造について報告する。

報告書

Report on Fabrication of Pin Components for Fuel Fabrication in FUJI Project (Co-Operation in the Research and Development of Advanced Sphere-Pac Fuel amang PSI, JNC and NRG)

鈴木 政浩; 比内 浩; 重留 義明; 松崎 壮晃

JNC-TN8410 2003-002, 25 Pages, 2003/02

JNC-TN8410-2003-002.pdf:0.4MB

核燃料サイクル開発機構(JNC)では、振動充填燃料に関する共同研究「Research and Development of Advanced Sphere-pac Fuel(通称FUJI(Fuel irradiations for JNC and PSI)プロジェクト」を、スイスのPaul Scherrer Institut(PSI)及びオランダのNuclear Research & consultancy Group(NRG)との間で実施している。本プロジェクトではPSIで製造したスフェアパック、ペレット及びバイパックの3タイプの燃料を、オランダPettenにあるHigh Flux Reactor(HFR)で比較照射する計画である。JNCは照射試験用燃料のピン部材を製造する役割を担っており、三者間で合意された製作図面に従って部材の製作及び接続端栓の被覆管への溶接を実施した。この報告書は照射用部材の製造結果、また接続端栓の溶接に関する施工試験及び溶接された部材の品質保証に関するものである。製造は無事完了し、製造された部材は2002年10月にPSIに送付された

報告書

Vipac Filling Test by JNC for Pin Fabrication of FUJI Project

重留 義明

JNC-TN8410 2003-001, 25 Pages, 2003/02

JNC-TN8410-2003-001.pdf:0.18MB

FUJIプロジェクトにおいて将来の商用FBRシステムにおけるバイパック燃料のポテンシャルを検討するため、MOXバイパック燃料ピンの製造を行う。PSIにおいて製造試験を実施するに先立ち、使用する顆粒の粒径範囲を定めるための予備試験を実施した。また、MOX顆粒を用いた充填試験を実施することなく、MOXバイパック燃料の充填率の予測を行うための手法の検討を行った。試験の結果、粒径範囲は850-25umと定まった。粒度分布は、JNCにおける他のプロジェクトで見いだした6成分の成分比をもとにして、FUJIプロジェクト用に若干修正した。充填時の粒子投入方法について、ピンを加振する方法としない方法で比較を行ったものの、どちらが優れた方法であるかの結論をすることが出来なかった。MOXバイパック粒子の充填率を予測するために、顆粒の円形度が充填率に及ぼす影響を評価したところ、円形度は充填率予測のための有望なパラメータであることがわかった。現時点では、ジルコニア顆粒の円形度のデータのみであるため、本手法の確立のためには他の物質を用いたデータが望まれる。

論文

Vipac Fuel Fabrication for Irradiation Test of the FUJI Project

重留 義明; 河野 秀作; Hellwig, C.*; Heimgartner, P.*

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Energy and Fuel Cycle Systems (GLOBAL 2003) (CD-ROM), p.1342 - 1347, 2003/00

FUJIプロジェクトにおける照射用バイパックピン製造のため、MOX粉をペレット成型した後に、機械粉砕・焼結を行う製造プロセスを採用し、その製造試験を通じてプロセス実証を行った。製造した粒子燃料のピンへの充填に関しては、模擬粒子を用いたコールドの充填試験による結果と、粒子形状を指標とした充填特性評価からその評価を行い、実際の製造に備えた。これらの製造試験及び照射用燃料の製造について報告する。

報告書

Study of Vipac Fuel Fabrication for FUJI Project -Literature Survey and Recent Experiment in JNC

重留 義明

JNC-TN8410 2002-004, 27 Pages, 2002/05

JNC-TN8410-2002-004.pdf:0.12MB

PSI/JNC/NRG共同研究(FUJIプロジェクト)では、スフェアパック燃料、ペレット燃料およびバイパック燃料のピン製造を行い、照射試験によってそれらの燃料性能を比較する。ここでのバイパック燃料ピンは不定形な燃料顆粒から製造される。本報告ではORNL、RIARおよび日本で過去に実施されたバイパック充填に関する概要と、最近JNCで実施された実験結果をまとめた。バイパックの充填挙動における主な要因は振動条件と顆粒サイズ分布である。振動条件の影響は非常に重要で、高い充填率を得るためには高い加速度が必要となり、また与える振動周波数を可変にすることで顆粒のブリッジを崩し、顆粒の配列を動かすことに効果的である。顆粒サイズ分布の影響が検討され、最適な混合条件がパラメトリックな試験により把握された。顆粒サイズに45$$mu$$m以下を使用することで75%以上の充填率が可能である。高い充填率を達成するために微細な顆粒が必要となるが、熱遮蔽粒子の領域へ浸透するのを防ぐために、顆粒サイズは制限される。そのため、最小な顆粒サイズを決めるには十分に検討する必要がある。バイパック燃料ピンの製造は本プロジェクトにおいて非常に予想し難いプロセスの一つである。なぜなら、PSIおよびJNCにおいてバイパック製造の経験が非常に少ないためである。模擬物質(ZrO2)およびUO2を用いた充填試験とバイパック顆粒製造試験はこの課題を解決するために進められており、目的とする仕様を満たすように、バイパック燃料ピンを製造する。充填プロセスの研究はバイパック製造試験と共に遂行される。

報告書

GLOBALl2001参加報告

森本 恭一; 柴田 淳広; 重留 義明

JNC-TN8200 2001-006, 19 Pages, 2001/12

JNC-TN8200-2001-006.pdf:0.92MB

GLOBAL2001(International Conference:"Back-End of the Fuel Cycle; From Research to Solutions")は平成13年9月9日から9月14日までの6日間、フランスのパリで開催された。今回は各国から約420名の参加者があり、この内、約70名が日本からの参加であった。本会議では、炉・燃料サイクル分野、再処理分野、処分分野、核不拡散分野等に分かれて報告を行っていた。この中でも核燃料サイクルのバックエンド、長寿命核種のマネージメント、炉・燃料の先進的コンセプトに関する報告が中心的な位置を占めていた。先進リサイクル研究開発部からは実用化戦略調査研究、燃料、再処理等に関する発表、ポスター発表を行い、また各発表を聴講して情報収集を行った。なお、GLOBAL2001の情報に関しては次のホームページで参照できる。http://www.cea.fr/conferences/global2001/index.htm

論文

Development of twin Ge detector and its performance

重留 義明; 原田 秀郎

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 469(2), p.185 - 192, 2001/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:51.53

高分解能高エネルギー光子スペクトロメータの開発の一環として、twinGe検出器の開発を行った。高純度ゲルマニウム(Ge)検出器は非常に高いエネルギー分解能を持つが、全エネルギー吸収効率が低いため、高エネルギー光子の測定には不向きであった。そこでこの検出器では、大型のゲルマニウム結晶(311$$times$$311のNaI(Tl)に対する相対効率で95%)2つを用いてその欠点を補っている。ここでは計算コードを用いて評価したその性能について報告する。なお、計算の妥当性は標準線源を用いた測定により確認した。この結果、本検出器は従来のHPGe検出器に比較して、光子のエネルギーが高くなるほどより優れた性能を示すことがわかった。また本検出器を用いた測定方法についてサムモードとリストモードの比較を行った。

論文

DEVELOPMENT OF COMPACTION TECHNOLOGY OF VIBRO-COMPACTION FUEL FABRICATION

宮本 寛; 鈴木 政浩; 重留 義明; 河野 秀作

Global2001, 0 Pages, 2001/00

振動充填燃料の充填挙動に影響するファクターを明確にするため、各種試験を実施した。球状粒子の充填挙動について幾何学的ファクターと動的ファクターに分けて影響評価を行い、幾何学的ファクターについては充填密度がAyerにより導かれた被覆管及び粒子の径が一義的に定まることがわかった。

論文

Study on the cause of the fire and explosion incident at bituminization demonstration facility of PNC Tokai Works

佐藤 嘉彦; 小山 智造; 三浦 昭彦; 加藤 良幸; 鈴木 弘; 重留 義明

Proceedings of 2nd International Conference on Safewaste 2000, 0 Pages, 2000/10

None

報告書

模擬粒子を用いた振動充填燃料の充填挙動評価(研究報告)

重留 義明; 鈴木 政浩; 宮本 寛; 古村 誠太郎*; 遠藤 秀男

JNC-TN8400 2000-023, 84 Pages, 2000/07

JNC-TN8400-2000-023.pdf:3.48MB

振動充填燃料の充填挙動に影響するファクターを明確にするため、各種コールド試験及びミクロな粒子挙動の解明を試みるためシミュレーションを実施した。球状粒子の充填挙動について幾何学的ファクターと動的ファクターに分けて影響評価を行い、幾何学的ファクターについては充填密度がAyerにより導かれた被覆管及び粒子の径の関数で表される式により一意に定まるものであることを確認した。速度ファクターについては、変位をできるだけ小さくした場合に充填が速やかに進行し、また充填後に偏析が発生しづらいことがわかった。塊状粒子についても同様な検討を行った。その結果、塊状粒子の場合は細粒の比率を高めるという、球状粒子とは異なる比率の方が充填率は高くなった。また速度ファクターについては周波数掃引を行うことにより充填効率を高めることができ、80%の充填率を達成することができた。また解析コードにより粒子の充填状態及び偏析の挙動評価を行った。

論文

Super high resolution measurement of total photonuclear cross sections using laser Compton photons and a high-resolution high-energy photon spectrometer

原田 秀郎; 古高 和禎; 重留 義明; 大垣 英明*; 豊川 弘之*

AIP Conference Proceedings 529, p.722 - 724, 2000/00

先進リサイクルシステムの環境負荷低減性能を解析評価する上で、必要な核特性データを精度よく整備するための技術開発の一環として、光核反応面積の高分解能測定技術の開発が行われた。この結果、光核反応のエネルギーを高分解能で測定する技術が開発された。本測定手法は、今後の先進リサイクル研究における核特性研究に反映される。なお、本研究は、サイクル機構・電子技術総合研究所の共同研究の結果得られた成果である。

報告書

アスファルト固化処理施設火災爆発事故の中期的課題の対応$$sim$$模擬固化体を用いた発熱特性評価$$sim$$(技術報告)

重留 義明; 加藤 良幸; 米谷 雅之

JNC-TN8410 99-035, 62 Pages, 1999/12

JNC-TN8410-99-035.pdf:1.75MB

アスファルト固化処理施設の火災爆発事故の発生原因を究明するため、模擬のアスファルト固化体を調整し熱分析により事故調査委員会で指摘された発熱反応の活性化因子について評価を行った。その結果、事故の発生原因となり得るような発熱反応は検知できなかった。また事故発生前ではアスファルト混合物が通常より高い温度で充填されていたと推定され、この影響について評価するため高温度で模擬アスファルト固化体を保持する試験を行った。その結果、固化体内部に空洞や脆化した部分が生成されていた。これはドラム内物質分布状況調査において確認された通常とは異なる固化体性状と一致する。

報告書

アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明結果について(技術報告)

小山 智造; 藤田 秀人; 大森 栄一; 加藤 良幸; 鈴木 弘; 柴田 淳広; 重留 義明

JNC-TN8410 99-027, 423 Pages, 1999/12

JNC-TN8410-99-027.pdf:22.46MB

東海再処理施設のアスファルト固化処理施設において、平成9年3月11日に火災爆発事故が発生した。事故直後から、現場の状況把握・閉じこめ機能の回復・事故の拡大防止に努めるとともに、事故原因の究明のため精力的に調査検討を行ってきた。事故発生後2年間に及ぶ原因究明作業により、事故の原因をほぼ特定するに至った。主たる火災発生原因は、エクストルーダにおける物理的な発熱によりアスファルト混合物がドラムに充てんされる際の温度が異常に高温となったことである。この結果、充てん後の固化体中で緩やかな化学反応が継続し蓄熱発火に至った。エクストルーダ内における物理的な発熱は、エクストルーダに廃液を供給する速度を通常より低速にしたことにより発生した。爆発原因は、火災により換気機能が停止したアスファルト充てん室(R152)内にアスファルト固化体から放出された可燃性ガスが充満し、そこでアスファルト固化体の発火が起きたことによる。本報告ではこれらの事故原因を中心に、事故前・後の施設の状況、事故により放出された放射性物質の量、及び究明活動の結果得られた教訓を示す。

報告書

海外出張報告 アスファルト固化処理施設火災爆発事故原因究明結果に関す技術会議

重留 義明; 加藤 良幸; 鈴木 弘; 三浦 昭彦; 佐藤 嘉彦; 小山 智造

JNC-TN8200 99-001, 128 Pages, 1999/07

JNC-TN8200-99-001.pdf:92.69MB

再処理施設安全対策班では、アスファルト固化処理施設火災爆発事故の原因究明作業を続けた結果、その原因を特定するに至り、この内容を"International Workshop on the Safety andPerformance Evaluation of Bituminization Processes for Radioactive Wastes"(1999年6月29日$$sim$$7月2日、チェコ共和国Rezにて開催)にて報告した。また、現在もアスファルト固化処理を継続しているベルギー、フランス両国の関係者とさらに詳細な議論を行うため、両国を訪問し、技術会議を実施した。また最新の再処理施設の情報を得るため、COGEMA(フランス)及びBNFL(イギリス)の再処理プラントを訪問した。

論文

Study on the Cause of the Fire and Explosion Incident at Bituminization Demonstration

小山 智造; 加藤 良幸; 三浦 昭彦; 鈴木 弘; 佐藤 嘉彦; 重留 義明

International workshop on the safty and perfo, 0 Pages, 1999/07

アスファルト固化処理施設の火災爆発事故の原因究明のために当時の運転状況の調査や、残された廃液・アスファルト固化体の分析、小型エクストルーダを用いた試験、摸擬固化体を用いた試験・熱分析などを行った。これらの試験、分析、数値解析の結果から火災爆発事故の主な原因は、エクストルーダ内で高温になったアスファルト塩混合物が高温で充てんされたため火災が生じ、消火時に充分冷却されなかったために可燃性ガスがセル内に充満して爆発に至ったとの結論を得た。

報告書

アスファルト固化処理施設火災・爆発事故におけるセル排気系フィルタの被害状況-アスファルト固化処理施設火災爆発事故原因究明・再発防止に関する調査・検討-

重留 義明; 今本 信雄; 山内 孝道; 小田 好博; 綿引 優

PNC-TN8410 98-088, 48 Pages, 1998/05

PNC-TN8410-98-088.pdf:3.74MB

平成9年3月11日に発生したアスファルト固化処理施設の火災・爆発事故では、火災発生後の早い段階で換気系異常(セル換気系高性能フィルタの閉塞)が起き、また10時間後に発生した爆発においてはセル換気系フィルタの破損が生じた。そこで火災・爆発事故時に使用していたセル換気系フィルタの被害状況調査を行った。調査はフィルタの破損状況、放射性物質による汚染の程度、フィルタメディアへの煤の付着重量について行った。また、SEM写真により煤のフィルタメディアへの付着の様子を観察した。本報において、これら調査を行った結果を示す。

論文

High-Resolution Measurement of Fine Structure in the Photoabsorption Cross Section of $$^{18}$$O

原田 秀郎; 重留 義明; Ogaki, H.*; Noguchi, T.*; 山崎 鉄夫*

Physical Review Letters, 80(1), p.33 - 36, 1998/01

光吸収断面積を高分解で測定するための実験手法が開発された。ターゲットから透過してくる光子束を高分解能・高エネルギー光子スペクトロメータで測定することにより、エネルギー分解能にして約0.1%が達成された。この応用例として、0-18の巨大共鳴領域における光吸収断面積を測定したところ、顕著な共鳴ピークの微細構造が観測された。

論文

Super high resolution measurement of fine structure in the total photonuclear cross section of $$^{13}$$C

原田 秀郎; 古高 和禎; 重留 義明

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(10), p.733 - 735, 1998/00

本論文は、事業団と電総研との共同研究「光核反応微細構造に関する研究」の結果、得られた成果の一部を速報として公開論文に発表するものである。事業団では、光核反応断面積微細構造を高いエネルギー分解能で測定するために、ターゲットを透過する$$gamma$$線束を高分解能・高エネルギー光子スペクトロメータで測定するという新しい実験手法を開発した。本手法を炭素13同位体の微細構造測定に適用したところ、顕著な微細構造が観測され、本実験手法のエネルギー分解能が0.1%よりもよいことを実験的に実証した。このエネルギー分解能は、これまでの世界記録を1桁以上上回るものであり、今後、系統的な測定が期待される。

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