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論文

Radioactive Waste Hinimization by Electrochemical Fractionation and Destruction in Advanced

小沢 正基; 佐野 雄一; 田中 康正; 鹿倉 栄

Proceedings of 5th International Conference on Recycling, Conditioning and Disposal (RECOD '98), 0 Pages, 1998/00

将来の高度化際処理施設から排出される放射性の無機/有機廃棄物を可能な限り低減化する為、電気化学的手法によるマイルドで安全性に優れた方法を提案する。一つは高レベル廃液(又は溶解液)から有用かつ除染性を妨害する白金族イオンを電解採取する方法、二つ目はCMPO、TBPなどの廃有機物を電解触媒により酸化し炭酸ガス、水、無機リン酸に分解する方法である。電気化学を酸化、還元の二面から適用することで、二次廃棄物の発生しないプロセスが構築できる。

論文

Facility outline and construction status of recycle equipment test facility (RETF)

青嶋 厚; 山内 孝道; 市村 敏夫*; 鹿倉 栄; 河田 東海夫; 田中 和彦*

Proceedings of 5th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-5), 0 Pages, 1997/05

動燃事業団では、平成7年1月より東海事業所においてRETF(Recycle Equipment Test Facility)の建設工事を進めている。RETFは「もんじゅ」及び「常陽」の使用済燃料を用いて工学規模で高速炉燃料再処理の新型機器やプロセスの試験を行うことを目的とした試験施設である。本報告においては、REFTの施設概要及びその工事状況について述べる。

論文

Outline of Recycle Equipment Test Facility (RETF) Project

青嶋 厚; 山内 孝道; 市村 敏夫*; 鹿倉 栄; 河田 東海夫; 田中 和彦*

Proceedings of International Conference on Future Nuclear Systems (GLOBAL'97), 0 Pages, 1997/00

動燃事業団では、平成7年1月より東海事業所においてRETF(Recycle Equipment Test Facility)の建設工事を進めている。RETFは、高速増殖原型炉「もんじゅ」及び高速実験炉「常陽」の使用済燃料を用いて工学規模で高速炉燃料再処理用の新型機器やプロセスの試験を行うことを目的とした試験施設である。なお、RETFで試験を行う新型機器としては解体試験機・せん断試験機、溶解試験機、清澄試験機、抽出試験機等がある。本報告においては、RETF計画についてその概要を述べる。

論文

Reprocessing process in advanced fuel recycle system concept

上田 吉徳; 紙谷 正仁; 駒 義和; 小山 智造; 小島 久雄; 鹿倉 栄

Proceedings of 2nd International Symposium on Global Environment and Nuclear Energy Systems (GENES-2), 0 Pages, 1996/10

PNCが提案しているFBR先進的湿式サイクルのうち、再処理プロセスのアウトライン、バックグラウンド等について述べる。再処理工程は、単サイクルPu/U共抽出、低除染を特徴とし、抽出、Pu/U逆抽、U逆抽出の3バンクから成り、精製工程は不容となる。Pu/U逆抽出液はフローシート条件によりPu富化度をコア燃料製造条件に調整し、逆抽出Uはブランケット燃料製造とPu富化度調整に用いる。簡素化のキイは工程内液量の削除であり、晶析法を補完的に用い溶解液中のPu富化度を調整することにより、さらに簡素化され、抽出工程で扱う流量は、さらに半減、従来法と比較すると十数%程度となる。これらにより構成機器のみでなく、図速する不吊設備また、廃棄物等の大幅な削減が期待でき、経済性の向上が図られる。またPuはUと共に回収されるため核拡散抵抗性が強化される。燃料製造工程との一体化もさらにこれらの効果に寄与する。以上を、参

論文

Reprocessing process in advanced fuel recycle system concept

上田 吉徳; 紙谷 正仁; 駒 義和; 小山 智造; 小島 久雄; 鹿倉 栄

Proceedings of 2nd International Symposium on Global Environment and Nuclear Energy Systems (GENES-2), 0 Pages, 1996/00

PNCは、これまでの湿式再処理技術をベースに、経済性向上、放射性廃棄物低減、核不拡散抵抗性に優れたFBR先進的湿式サイクルを提案した。本プロセスは、燃料製造と再処理工程を一体化したものであり、ここでは再処理工程について述べる。再処理工程は、単サイクルPu/U共抽出、低除染サイクルを特徴とし、抽出、Pu/U逆抽出、U逆抽出の3バンクからなり精製工程は不要となる。Pu/U逆抽出液はフローシート条件のコントロールによりPu富化度をコア燃料製造条件に調整し、逆抽出ウランはブランケット燃料製造とPu富化度微調整に用いる。またさらなる抽出工程の負荷削減、簡略化として、溶解液中のPu/U富化度を晶析法により調整することにより、抽出と逆抽出バンクのみとなる可能性がある。このように、抽出装置、ベッセル、関連機器の数、容量、廃棄物処理プロセスや廃棄物の大幅な削減ができ、経済性の向上が図られ、またPuはUと共

論文

「常陽」AHC-1照射試験による軸非均質燃料挙動評価

立邊 和明; 小山 真一; 鹿倉 栄

動燃技報, (90), 0 Pages, 1994/06

動燃事業団では、大型高速炉における炉心候補概念の一つとなっている軸方向非均質炉心で使用する「軸非均質燃料」の照射試験を実施している。「常陽」における軸非均質燃料の最初の照射試験であるAHC-1では、内部ブランケット領域の位置をパラメータとして、6本の軸非均質燃料ピンをレファレンスである均質燃料ピンとともに、ピーク線出力450W/cmにてピーク燃焼度72度GWd/tまで照射し挙動評価を行った。試験及び評価の結果、この燃焼度までは燃料健全性上の問題は特に見られないこと、燃料挙動は解析により予測できることが明らかとなってきている。現在は、これらのうち非破壊試験のみを行った4本の試験ピンを継続照射し、さらに高燃焼度までの挙動評価を実施中である。

論文

高速炉炉心材料用改良オーステナイト鋼の開発

鵜飼 重治; 鹿倉 栄; 佐藤 義則; 小山 真一; 伊藤 卓志; 野村 茂雄

日本原子力学会誌, 36(5), 361 Pages, 1994/05

SUS316ステンレス鋼のJIS規格範囲を超えたオーステナイト鋼を対象、合金設計と試作評価を行い、基本成分が15Cr-20Ni-0.06C-2.5Mo-1.7Mn-0.25Ti-0.1Nb-0.028P-0.004Bである高性能な改良オーステナイト鋼PNC1520を開発した。本鋼種について、大気中での材料強度特性、Na環境効果、中性子照射効果、核分裂生成物による腐食特性を広範囲に評価した。本鋼種は原型炉「もんじゅ」用の炉心材料であるPNC316を上回る高温強度と耐照射性能を有していることを確認した。PNC1520は実証炉用炉心材料の最適候補材料であり、今後は「常陽」MK-IIIの全炉心規模での実証デーを得て、実用に供していく予定である。

報告書

大型高速炉燃料設計仕様に関する検討(V)

林 秀行; 鹿倉 栄; 上村 勝一郎; 中江 延男; 大谷 哲雄; 永井 寛*

PNC-TN9410 94-078, 58 Pages, 1994/03

PNC-TN9410-94-078.pdf:1.95MB

本報告書は、「もんじゅ」以降の大型高速炉燃料設計仕様の選定に役立てるため、平成5年に実施した検討の結果をまとめたものであり、実証炉クラスの大型炉心における出力平坦化方策に関する検討および実証炉概念設計に採用が予定されている太径、中空ペレット燃料の照射挙動に関する検討結果について述べたものである。

論文

高速炉炉心材料用改良オーステナイト鋼の開発

鹿倉 栄; 鵜飼 重治; 佐藤 義則; 原田 誠; 小山 真一; 伊藤 卓志; 野村 茂雄; 柴原 格

日本原子力学会誌, 36(5), p.441 - 455, 1994/00

我が国における高速炉用炉心材料の開発は動燃事業団において、鉄鋼メーカ等の協力の基に、「常陽」に使用する燃料集合体の部材開発から開始し、「もんじゅ」用に本格的な開発を行い、現在実証炉用の最適化が行われている段階である。また高性能炉心材料の開発・評価の現状について解説する。

論文

Irradiation Performance of modified 316 Stainless Steel for Monju Fuel

柴原 格; 鵜飼 重治; 小野瀬 庄二; 鹿倉 栄

Journal of Nuclear Materials, 204(2), p.131 - 140, 1993/09

 被引用回数:37 パーセンタイル:5.31

もんじゅ燃料集合体に用いる改良オーステナイト鋼(PNC316)の照射挙動を評価した。185dpaに至る中性子重照射によってスエリングおよび照射クリープ挙動が明らかとなり,また,FFTFでの燃料集合体照射によって,もんじゅの燃焼度を越える条件での健全性を確認した。PNC316の優れた照射特性は,P,B,Ti,Nb微量添加物の制御によって,照射中に発達する微細析出物がボイドの発達を抑制し,また,高温での転位組織の安定性を増大することによる,スエリングと照射クリープの間には,相互依存関係が認められ,照射クリープひずみをスエリング同様抑制されている。

論文

Behavior of mixed-oxide fuel elements during an overpower transient

Tsai, H.*; Neimark, L. A.*; 浅賀 健男; 鹿倉 栄

Journal of Nuclear Materials, 204, p.217 - 227, 1993/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:37.61

日米共同研究で実施した高速炉MOX燃料の運転時過渡試験計画のうちRNC316被覆管燃料を含む照射済燃料のslow TOP試験時の燃料挙動を評価したものである。定格出力の1.9倍の過渡過出力を供試ピンに与えた所、1本米国被覆管燃料ピンに破損は生じたものの、それ以外のピンは健全であり、高速炉用MOX燃料のslow TOPに対する高い耐性を確認した。破損ピンは定常照射の初期に異常過熱を経験した燃料ピンであり異常破損を認定された。 燃料ピン挙動の解析・評価から燃料溶融に伴う被覆管への荷重負荷メカニズムが明らかにされた。燃料溶融に伴う燃料内部の圧力上昇により、軸方向、径方向に荷重が加わるが、軸方向への荷重の逃げ(燃料スタッフの伸び)が抑制されると、径方向への荷重(被覆管への荷重)が増大することが示された。

論文

Tube manufacturing and mechanical properties of oxide dispersion strengthened ferritic steel

鵜飼 重治; 原田 誠; Okada, H.; 井上 賢紀; 野村 茂雄; 鹿倉 栄; Fujiwara, M.*; Asabe, K.*

Journal of Nuclear Materials, 204, p.74 - 80, 1993/09

 被引用回数:100 パーセンタイル:0.93

ODSフェライト鋼の開発に関して、合金設計で絞り込んだ成分について被覆管の試作・評価を行った。試作した被覆管は優れた高温強度と衝撃性を有することが示された。しかし、被覆管は強度の異方性を有しておりこれは圧延方向に伸展した結晶粒の影響と考えられる。ODSフェーライト鋼に関しては強度異方性の改善が今後の課題である。

論文

Axial Distribution of Cesium in the Heterogeneous FBR Fuel Pins

古屋 廣高*; 鵜飼 重治; 鹿倉 栄; Tsuchiuchi, Y.*; 出光 一哉*

Journal of Nuclear Materials, 201, p.46 - 53, 1993/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:42.13

「常陽」において実施した軸非均質燃料ピンの照射試験結果に基づき、セシウムの燃料ピン内の移動挙動を評価した。照射後試験においては、CS-137の$$gamma$$スキャンとEPMAIによる元素分析を行い、内部ブランケットへのセシウムの移動、蓄積は顕著には生じていないことを確認した。一方、燃料ピン内のセシウムの径方向及び軸方向移動挙動を解析するために開発したMINERVAコードを用いて、軸非均質燃料ピン内におけるセシウムの移動挙動並びにセシウムの化学形態に基づくペレットスエリング量を評価した。その結果、セシウムの軸方向移動はペレットのクラックを介したセシウムの蒸発、凝縮過程に支配されているとともに、被覆管の内面腐食がセシウムの軸方向移動に影響していることが判明した。

報告書

大型高速炉燃料設計仕様に関する検討(IV)

林 秀行; 鹿倉 栄; 永井 寛; 中江 延男; 上村 勝一郎; 大谷 哲雄

PNC-TN9410 93-066, 47 Pages, 1993/03

PNC-TN9410-93-066.pdf:1.46MB

本報告書は,「もんじゅ」以降の大型高速炉燃料設計仕様の選定に役立てるため,平成4年に実施した検討の結果をまとめたものであり,大型高速炉燃料の実用化の観点から,動燃事業団における燃料開発の状況,集合体変形に関するこれまでのR&Dの経緯,PNC1520鋼被覆管の高温側データの取得状況について概要を述べたものである。

論文

Evaluation of driver fuel performance in the Joyo Mk-II core

浅賀 健男; 桂川 正巳; 岩永 繁; 野村 茂雄; 柴原 格; 鹿倉 栄

Journal of Nuclear Materials, 204, p.102 - 108, 1993/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:53.31

「常陽」MK-II炉心で認可燃焼度まで照射された燃料を含む炉心燃料集合体の照射後試験を実施し,これらに基づいた燃料集合体,燃料要素の照射性能,設計に対する裕度評価を実施した。燃料集合体の挙動評価では,ラッパ管変形(ふくれ,曲り)やラッパ管と燃料要素束間の相互作用は緩やかなものであり,寿命制限因子とはなっていないことを示すとともに,スエリングとクリ-プによる変形の分離評価等,ラッパ管照射挙動に関する基本的照射特性デ-タを把握した。また燃料要素挙動については設計と関係の深いFCCI挙動,FPガス放出挙動,ピン外径変化挙動に着目した評価から,燃料要素の挙動は設計基準を下回っており,寿命に対して十分な裕度を有していることを示した。以上の評価からMK-V炉心燃料の認可燃焼度までの健全性を確認するとともに,認可燃焼度を現状から伸長する可能性が十分あることを明らかにした。

論文

Alloying design of oxide dispersion strengthened ferritic steel for long life FBRs core materials

鵜飼 重治; 原田 誠; Okada, H.; 井上 賢紀; 野村 茂雄; 鹿倉 栄; Asabe, K.*; Nishida, T.*; Fujiwara, M.*

Journal of Nuclear Materials, 204, p.65 - 73, 1993/00

 被引用回数:224 パーセンタイル:0.12

酸化物分散強化型(ODS)フェライト鋼は優れた耐スエリング性と高温強度が期待され、長寿命燃料被覆管の本命とされている。ODSフェライト鋼の合金設計と試作材の評価を行い、Ti添加によりY2O3粒子が微細化することを明らかにした。また、この微細化によりマルテンサイト系ODS鋼成分で、$$alpha$$/$$gamma$$変態を利用して結晶粒を等軸化することが有効であることが示された。

報告書

大型高速炉燃料設計仕様に関する検討(III)

若林 利男; 鹿倉 栄; 長井 修一朗; 中江 延男; 永井 寛

PNC-TN9410 92-052, 56 Pages, 1992/02

PNC-TN9410-92-052.pdf:1.29MB

本報告書は、「もんじゅ」以降の大型高速炉燃料設計仕様の選定に役立てるため、平成3年に実施した検討の結果をまとめたものである。検討した項目を以下に示す。・炉心燃料設計の方向性・燃料健全性判断基準・炉心燃料設計用物性値これらの検討結果は、実証炉の炉心・燃料設計仕様の選定に有効に反映されるものと期待する。

報告書

大型高速炉燃料設計仕様に関する検討(II)

若林 利男; 鹿倉 栄; 中江 延男; 永井 寛

PNC-TN9410 91-031, 25 Pages, 1991/01

PNC-TN9410-91-031.pdf:2.65MB

本報告書は、「もんじゅ」以降の大型高速炉燃料設計仕様の選定に役立てるため、平成2年度に実施した検討の結果をまとめたものである。検討した項目を以下に示す。*炉心材料設計用物性値の検討 *太径燃料要素の挙動の検討 これらの検討結果は、実証炉の炉心・燃料設計仕様の選定に有効に反映されるものと期待する。

報告書

燃料材料開発部における照射後試験

鹿倉 栄*; 松島 英哉*; 柴原 格*; 横内 洋二*; 樫原 英千世*

PNC-TN9420 89-004, 0 Pages, 1989/10

PNC-TN9420-89-004.pdf:2.6MB

燃料材料開発部では,昭和46年に照射燃料試験施設の運転を開始して以来,照射材料試験施設,照射燃料集合体試験施設において,多種多様な照射済燃料材料の照射後試験を実施してきた。本報告書は,これら3施設における照射後試験の内容を調査整理したものであり,燃料材料開発部における照射後試験技術開発計画,燃料材料開発計画及び,照射試験計画の立案等に資することを目的としたものである。調査結果は,1)主要な照射後試験対象2)照射後試験施設3)照射後試験の内容に分類整理した。

報告書

「常陽」MK-II計測線付C型特殊燃料集合体(PFI010)の照射後試験,2 計測線付燃料要素の組織観察及び機器分析

鵜飼 重治*; 額賀 貞芳*; 吽野 一郎*; 熊倉 忠夫*; 櫛田 尚也*; 野村 茂雄*; 鹿倉 栄*

PNC-TN9410 89-188, 1 Pages, 1989/10

PNC-TN9410-89-188.pdf:3.48MB

計測線付C型特殊燃料集合体PFI010(INTA-1)は、「常陽」MK-II炉心装荷位置5F2おいて、100MW第8サイクルから第12サイクルの間照射された。集合体平均燃焼度は32,200MWd/t,集合体平均中性子照射量は3.2$$times$$10の22乗n/平方cm(E$$>$$0.1MeV)である。計測線付C型特殊燃料集合体の照射試験の目的は、計測センサー,信号ケーブル,コネクター及び計測器などの計測系の照射下での性能確認、及び「もんじゅ」燃料仕様の燃料要素を含む燃料要素を集合体形式で計測照射することにより、集合体の熱流力特性及び燃料,材料に関する経時データを取得し、「もんじゅ」設計手法の検証,挙動解析コードの改良に資することである。ADS全相セルでは、中空ペレットと中実ペレットの燃料組織変化挙動及び、計測センサー,信号ケーブル等の健全性を調べるために組織観察と機器分析を実施した。本試験により以下の結果が得られた。(1)燃料の組織変化は顕著に生じており,中心空孔の生成,柱状晶の発達が認められた。中空ペレットの内径も増加した。(2)SXMAによるXe,I,Csのペレット径方向濃度分布測定の結果、それらの径方向分布は類似しており、組織変化を生じているペレット中央部での放出が認められた。(3)SXMAによるU,Puの径方向分布測定により、Puの再分布が確認された。中空ペレットでは中心空孔端で、製造時の29.55%から34.23%にまでPuは増加していた。(4)SXMAによる分析の結果、熱電対素線の組成は、W-26Re合金において照射前のW濃度74.61wt%から、照射によりW濃度が54.5wt%と77.6wt%の2相共存となり、$$sigma$$相とW-richな固溶体に相分離した可能性がある。一方,W-5Re合金の組成は均一であるが、表面は不均一に侵食されている。また、照射によるW-Reの核変換におけるOsの生成量は、分析値と計算予測値がよく一致した結果となった。(5)IMAによる中性子検出器の中性子照射量の測定において測定値は計算値とよく一致した結果となり、本手法を用いて評価可能であることがわかった。

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