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荒木 祥平; 會澤 栄寿; 村上 貴彦; 新垣 優; 多田 裕太; 神川 豊; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 住谷 正人; 関 真和; et al.
Annals of Nuclear Energy, 217, p.111323_1 - 111323_8, 2025/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)原子力機構では、臨界集合体STACYを均質溶液体系から非均質軽水減速体系へと更新した。STACY更新炉においても最大熱出力は200Wと定められており、熱出力校正は運転を行う上で重要である。熱出力測定においては、溶液系STACYで用いていたFPの分析による熱出力の評価が適応できなかったため、放射化法をベースとする実験データと数値計算を組み合わせて出力を評価する手法をSTACY更新炉の体系に適応し、測定を実施した。測定データを基に出力校正を実施した結果、校正後の指示値は放射化法による測定結果と3%以内で一致した。
関 真和; 前川 知之; 井澤 一彦; 曽野 浩樹
JAEA-Technology 2017-038, 52 Pages, 2018/03
JAEA-Technology-2017-038.pdf:4.6MB
日本原子力研究開発機構では、溶液燃料を用いるSTACY(定常臨界実験装置)施設を「棒状燃料と軽水減速材を用いる熱中性子炉用臨界実験装置(STACY更新炉)」に更新する計画を進めている。これまでのSTACYは、炉心タンクへ供給する溶液燃料の体積を調整する液位制御方式を採用していたが、STACY更新炉は、炉心タンクへ減速材の給水量を調整する水位制御方式を採用する。この水位制御について、これまでに行った基本設計の妥当性を検証するため、実機とほぼ同一構造の設備・機器を用いた給排水系モックアップ試験装置を製作した。モックアップ試験では、最大給水流量の制限、給水流量の調整、給水停止等の性能確認を行った。本書では、STACY更新炉給排水系のモックアップ試験の結果について報告する。
関 真和; 井澤 一彦; 曽野 浩樹
JAEA-Technology 2014-047, 22 Pages, 2015/03
JAEA-Technology-2014-047.pdf:2.33MB
原子力機構では、溶液燃料を用いるSTACY(定常臨界実験装置)施設を「棒状燃料と軽水減速材を用いる熱中性子炉用臨界実験装置」に更新する計画を進めている。STACY更新炉の反応度制御は、現行STACYと同様に、炉心タンクへの給水量を調整する水位制御方式を採用する。この軽水(脱塩水)の水位制御における水面検知に関し、現行STACY(ウラン硝酸水溶液)で使用している電気伝導率変化検知式が使用できないため、浮力による水面検知式のフロートスイッチを採用する。STACY更新炉の安全運転のためには、その水面検知位置は、全水温範囲においても正確かつ確実に作動する必要がある。本書では、STACY更新炉の軽水使用温度範囲(常温
70
C)におけるフロートスイッチ水面検知精度検証試験について報告する。
20年度石仙 順也; 住谷 正人; 関 真和; 小林 冬実; 石井 淳一; 梅田 幹
JAEA-Technology 2012-041, 32 Pages, 2013/02
JAEA-Technology-2012-041.pdf:1.6MB
定常臨界実験装置(STACY)及び過渡臨界実験装置(TRACY)の燃料調製施設においては、臨界実験で使用する硝酸ウラニル溶液を準備するため、実験目的に応じてウラン濃度,硝酸濃度,可溶性中性子毒物濃度等の調整を行っている。平成16年度から平成20年度にかけては、STACY及びTRACYで使用する燃料の調整のため、硝酸ウラニル溶液のU濃縮缶による濃縮及び脱硝を行った。並行して、平成17年度及び平成18年度には、核分裂生成物等の中性子吸収効果を定量するためのSTACY実験のために、可溶性中性子毒物を添加した溶液燃料の調整を行った。この実験が終了した後、平成18年度及び平成19年度にかけて可溶性中性子毒物添加燃料の一部について、ミキサセトラを用いた溶媒抽出法により、中性子毒物の除去を行った。本報告書は、これらの平成16年度から平成20年度に実施した燃料調製施設の運転データについてまとめたものである。
井澤 一彦; 関 真和; 広瀬 秀幸; 神永 城太; 青山 康夫; 吉田 博; 曽野 浩樹; 小川 和彦; 桜庭 耕一
UTNL-R-0453, p.9_1 - 9_10, 2006/03
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所のSTACY施設(定常臨界実験装置)は、ウラン硝酸水溶液,プルトニウム硝酸水溶液、及びウラン・プルトニウム混合硝酸水溶液を燃料とする臨界実験装置で、溶液燃料体系のベンチマークデータの取得、及び再処理施設における臨界安全裕度の確認を目的としている。STACY施設では、平成7年2月の初臨界以降、平成18年3月までに、炉心タンクの形状や寸法、また燃料の組成を変更しながら533回の運転を実施してきている。平成17年度には、再処理施設の溶解工程を模擬した非均質炉心において核分裂生成物を模擬した可溶性毒物を付加した溶液燃料を用いた運転を行った。本報告では、今回運転を行うにあたって、燃料調製及び臨界液位推定に用いた手法について紹介する。
石仙 順也; 関 真和; 阿部 正幸; 中崎 正人; 木田 孝; 梅田 幹; 木原 武弘; 杉川 進
JAERI-Tech 2005-004, 53 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-004.pdf:5.92MB
本報告書は燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の定常臨界実験装置(STACY)及び過渡臨界実験装置(TRACY)へ10%及び6%濃縮硝酸ウラニル溶液燃料を供給することを目的として、平成6年度から平成15年度までに実施したウラン酸化物燃料の硝酸による溶解及び硝酸ウラニル溶液の濃縮・脱硝についての特性試験及び運転記録をまとめたものである。
前川 知之; 関 真和; 住谷 正人; 荒木 祥平; 村上 貴彦; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 森 孝司*; 石井 淳一; 小林 冬実; et al.
no journal, ,
既報のように、燃料デブリの臨界特性を実験的に明らかにするため、溶液燃料の臨界安全に関する実験に供されてきた定常臨界実験装置STACYを燃料棒と軽水から構成される汎用的な非均質熱体系炉心への更新を進めている。現地工事ついては、2022年から炉心タンクを支持する実験装置架台等の耐震補強工事に着手している。本発表では、STACY更新炉の製作及び据付工事について、2021年及び2022年の進捗状況を報告する。
荒木 祥平; 村上 貴彦; 神川 豊; 新垣 優; 多田 裕太; 會澤 栄寿; 石井 淳一; 関 真和; 井澤 一彦; 郡司 智
no journal, ,
STACYにおいて実験運転に向けた一連の性能試験を実施した。一部試験において、所定の原子炉出力での運転が求められているが、旧STACYにおいて利用していた出力計を更新後のSTACYに合わせて校正する必要があった。本発表では、出力校正に放射化箔法を使うための熱出力運転と出力校正の結果を報告する。出力校正に用いた炉心は燃料棒253本と可動装荷物駆動装置で構成される。放射化箔法には金箔を用い、可動装荷物駆動装置内部のサンプル収納部に設置した。運転は核計装指示値で20W、50Wの2回を実施し、金の放射化量から積算出力を評価した。出力評価に利用した中性子束及び、放射化箔の応答はそれぞれMVP及びPHITSを核データにはJENDL-5を用いて評価した。それぞれの測定において積算出力は4.2Wh及び8.9Whであり、旧STACYの設定を用いた核計装指示値は放射化箔法による評価値より50%程度高くなることがわかった。この結果を基に安全出力計の指示値を校正し、所定の試験を実施した。
中嶌 純也; 山田 克典; 長谷川 里絵; 梅田 昌幸; 関 真和; 武藤 康志; 澤畠 勝紀
no journal, ,
原子力科学研究所のSTACY(定常臨界実験装置)施設では更新炉への改造工事を実施している。我々は、旧STACYの解体撤去工事において、旧STACYの特徴を踏まえた内部被ばく管理及び外部被ばく管理を検討し、実施した。その結果、作業者の身体汚染や内部被ばくは発生せず、外部被ばくも検出下限値未満であった。
荒木 祥平; 井澤 一彦; 郡司 智; 須山 賢也; 石井 淳一; 関 真和; 小林 冬実; 深谷 洋行
no journal, ,
燃料デブリの臨界特性を実験的に明らかにするため、溶液燃料の臨界安全に関する実験に供されてきた定常臨界実験装置STACYを燃料棒と軽水から構成される汎用的な非均質熱体系炉心への更新を進めている。本発表では、STACY更新炉の概要を示すとともに現在の工事の進捗状況について報告する。
長谷川 健太; 新垣 優; 村上 貴彦; 住谷 正人; 會澤 栄寿; 関 真和; 石井 淳一; 荒木 祥平; 井澤 一彦; 郡司 智
no journal, ,
既報のとおり、原子力機構では、東京電力福島第一原子力発電所の燃料デブリの臨界特性を実験的に明らかにするため、定常臨界実験装置STACYを燃料棒と軽水から構成される汎用的な非均質熱体系炉心に更新する工事を進めてきた。このたび、本工事が完了し、令和6年8月頃に13年9ヵ月ぶりの運転再開を予定している。運転再開に当たり、令和6年4月の初回臨界検査以降、新検査制度の下、新規制基準適合性確認のための性能検査を進めてきた。本発表においては、性能検査のうち反応度検査、原子炉停止余裕検査及び可動装荷物反応度検査等について報告する。なお、臨界評価については別報にて報告する。
荒木 祥平; 新垣 優; 前川 知之; 村上 貴彦; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 多田 裕太; 神川 豊; 住谷 正人; 関 真和; et al.
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故で発生した燃料デブリの臨界管理に資するため原子力機構では臨界実験装置STACYを溶液体系から燃料棒と軽水で構成する非均質熱体系への更新を行った。2023年12月更新工事が完了し、2024年4月に初臨界を迎え、2024年8月から実験運転を開始した。2025年1月よりデブリの組成を模擬した実験に向けて炉内構造物を模擬した実験用装荷を用いた実験を計画している。本発表ではSTACY更新炉の現状と今後の実験計画について報告する。
荒木 祥平; 吉川 智輝; 新垣 優; 神川 豊; 長谷川 健太; 多田 裕太; 住谷 正人; 関 真和; 會澤 栄寿; 石井 淳一; et al.
no journal, ,
燃料デブリには原子炉構造材である鉄やコンクリートが含まれていると考えられるため、臨界管理における解析手法の妥当性確認のためには、これらの主要成分であるFeやSi、Caといった核種を炉心に直接装荷して取得した臨界実験データの新規取得が必要である。本研究では、中性子吸収効果の大きく臨界安全性に大きな影響があると考えられるFeに着目し、STACY更新炉における臨界実験を実施した。実験においては、炉心に燃料棒と同じサイズのステンレス棒を装荷し、燃料棒及びステンレス棒の位置と本数を変えて複数の臨界水位を測定した。これらの実験データはJEDNL-5をはじめとする核データライブラリを用いて解析し、核データライブラリの検証を行った。発表においては実験データ及び解析結果を示す。
郡司 智; 荒木 祥平; Dechenaux, B.*; Brovchenko, M.*; 會澤 栄寿; 関 真和; 新垣 優; 吉川 智輝; 井澤 一彦
no journal, ,
燃料デブリの臨界特性は、含まれる燃料及び水分の量により大きく変わること、非均質で不均一な組成によっても変化することが解析的に明らかとなっている。したがって、燃料デブリの臨界管理ではこの不均一性による増倍率の変化を考慮しておく必要があるとともに、核計算が不均一性を正しく評価できているか確かめる必要がある。本研究では、不均一性が正しく解析出来ているかを臨界実験により検証するため、燃料棒と水穴で構成されるSTACY更新炉の炉心において、中央15
15の領域の構成要素を変えずにその配置のみを規則配列から不均一な配列に変更した際の増倍率変化を臨界水位差で測定することを試みた。事前の核計算(MCNP6、JENDL-4.0u1)によって配置変更による実効増倍率変化(上下)が大きくなる配置(増倍率で約1ドル程度、臨界水位で15cm程度の差異)で臨界実験を実施した結果について、他の計算コード・核データも使用した実験解析の結果とともに示し、核計算の不均一性の評価結果について考察する。
神川 豊; 新垣 優; 吉川 智輝; 長谷川 健太; 會澤 栄寿; 関 真和; 石井 淳一; 荒木 祥平; 井澤 一彦; 郡司 智
no journal, ,
定常臨界実験装置STACYは、燃料デブリの臨界特性を実験的に明らかにするために、軽水減速非均質炉心への更新が完了し、2024年8月に運転再開した。STACYは性能確認試験を進めるとともに、燃料デブリの核特性を把握するため、デブリ構造材模擬体を装荷した炉心に係る使用前事業者検査に伴う試験運転中である。また、燃料デブリの性状を模擬した実験において、炉内構造物と燃料との混合物を想定した実験のため、棒状燃料と同様の形状に加工したステンレス鋼(デブリ構造材模擬体(鉄))及びコンクリート模擬ペレットを充填したアルミニウム合金製の被覆管(デブリ構造材模擬体(コンクリート))を製作するとともに、実験試料等を挿入する、脱着式端栓を備えたジルコニウム合金製の円筒管(燃料試料挿入管)並びにアルミニウム合金製等の中空管(内挿管)を製作した。本発表では、デブリ構造材模擬体等の実験用装荷物の製作及び使用前事業者検査の状況を報告する。
青山 康夫; 小室 迪泰; 関 真和; 井澤 一彦; 曽野 浩樹; 小川 和彦; 柳澤 宏司; 三好 慶典
no journal, ,
軽水減速型非均質体系の臨界実験装置であるSTACY更新炉について、軽水炉の反応度投入事象解析コードEUREKA-2を用いて、運転時の異常な過渡変化における反応度投入事象の動特性解析を行った。臨界実験装置であるSTACY更新炉は非常に多種多様な炉心が想定されることから、解析にあたっては炉心構成範囲の中から解析結果を最も厳しく評価するパラメータから成る仮想的な炉心(代表炉心)を選定した。代表炉心について動特性解析を行った結果、異常な過渡変化時に発生する炉出力は最大で800W程度であり、また棒状燃料の温度上昇は最大で7C程度である。したがって、仮に昇温実験で減速材温度を70Cまで上昇させた時に事象が発生しても、棒状燃料の最高温度は80C以下であり、ペレット熱膨張量及びギャップガスの圧力上昇は小さい。STACY更新炉は、投入反応度が80￠以下の遅発臨界に制限されるよう設備設計され、かつ出力が上昇しても低い出力(220W)でスクラムする設計となっているため、事象が発生しても棒状燃料被覆管はペレット熱膨張及びギャップガス内圧により機械的に破損することなく、通常運転に復帰できる状態で事象が収束される。
