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森井 幸生; 小池 良浩; 五十嵐 武*; 久保田 実*; 鰭崎 有*; 谷田 広士*
Physica B; Condensed Matter, 284-288(Part2), p.2014 - 2015, 2000/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Condensed Matter)中性子散乱研究用液体ヘリウムフリー希釈冷凍機「mKクライオクーラー」を開発した。この冷凍機は4Kステージにパルス管冷凍機を、mKステージにジュールトムソン型稀釈冷凍機を採用して構成されている。中性子散乱実験で得られた最低温度は41mKであった。自動冷却操作が開発されつつある。この希釈冷凍機により、移動性良く、簡単な操作で、経費も低く、運転が安定して、中性子ビームロスのない中性子散乱実験が誰にでも可能になると期待される。
久保田 健一; 川崎 信史; 梅津 陽一郎; 赤津 実*; 笠井 重夫; 此村 守; 一宮 正和
JNC TN9400 2000-063, 221 Pages, 2000/06
JNC-TN9400-2000-063.pdf:8.68MB
電力・エネルギの利用形態の多様化、供給地の分散化等の要求に適用しやすい「多目的小型炉」について、過去の小型炉の文献調査を行って高速炉での可能性を検討した。また、モジュール化することで習熟効果の早期達成による経済性向上が期待されることから、基幹電源として廉価な初期投資額に魅力がある「中小型モジュール炉」の可能性を検討した。その結果をまとめると次のようになる。(1)多目的小型炉(a)多目的小型炉の出力規模を10MWe
150MWeとすると、大規模なコジェネ、比較的大きな島嶼用電源、中規模都市の電源、淡水化電源(ダム建設の代替え含む)及び中小規模の船舶用動力炉と幅広いニーズ(市場)の可能性がある。(b)多目的小型炉の要件としては受動的機能を備えるとともに燃料交換頻度を極力少なく(長寿命炉心)、保守・交換機会を局限して運転員の負担軽減することが求められる。燃料交換頻度を極力少なくするための長寿命炉心は、FBRの特長が活かせる。この事は、海外市場を視野にすると核不拡散の観点からも重要な要件となる。(c)我が国で検討されているNa冷却の4S炉(50MWe)、鉛-Bi冷却4S型炉(52MWe)及びHeガス冷却PBMR型炉(100MWe)並びに米国で検討されているNERIプロジェクトの鉛-Bi冷却ENHS炉(50MWe)及びANLからの公募概念の鉛-Bi冷却炉(約100MWe)等の高速炉設計について分析し、実用化戦略調査研究での多目的小型炉の設計要求条件を検討した。(2)中小型モジュール炉(a)複数基の原子炉モジュールの総発電量が3200MWeの中小型モジュール炉のプラント建設費が、大型炉ツインプラントの設計目標である建設費20万円/kWe(30003200MWe)と匹敵競合するためには、単基モジュール炉の出力が800MWeでは初号モジュール26万円/kWe、400MWeでは28万円/kWe、200MWeでは29万円/kWe以下を夫々目標とする必要がある。(b)SPRISM(400MWe)と4S型(200MWe)の設計を分析した結果、複数のNSSS構成のモジュール化は、遮蔽、炉容器、熱交換器等の必須機器の増加による物量増加が大きく、物量的に大型炉と競合するには中小型炉の特徴を活かしたさらなる合理化が必要と考えられる。
早船 浩樹; 久保田 健一; 吉田 匡志; 宇野 修; 赤津 実; 江沼 康弘; 一宮 正和
JNC TN9420 99-004, 195 Pages, 1999/06
中長期事業計画を受けて、平成11年度から本格的に実施されるFBR実用化戦略調査研究に先立ち、革新的技術を取り入れ、経済性目標を達成可能なナトリウム冷却MOX燃料大型炉概念の創出を行った。更に、ナトリウム冷却MOX燃料大型炉以外の概念についても、文献調査を元に高速炉システムの幅広い技術選択肢としての検討を予備的に実施した。(1)革新的技術を取り入れたナトリウム冷却MOX燃料大型炉(基準プラント)については、経済ポテンシャルを有する概念を複数個創出することを目標にして検討した。その結果、プラント概念:18ヶ(この内、2次系削除概念は4ヶ)及び系統設備のみの概念(例:燃料取扱設備のみ):4ヶ、並びにコ・ロケーションシステム概念:5ヶを創出した。(2)基準プラント以外に関しては、幅広い技術選択肢を検討する観点から、ガス冷却炉、重金属冷却炉、小型モジュール炉、水冷却増殖炉、及び溶融塩増殖炉について、文献調査に基づいて各概念の特性を検討し、技術的成立性(構造健全性(含耐震性)、安全性、製作建設性、運転性、保守補修性、特有の開発課題)を評価すると共に、実用化目標の4視点(軽水炉と比肩する経済性、資源の有効利用、環境負荷低減、核不拡散性強化)及び開発リスクの観点から評価した。その結果、1)小型モジュール炉として、経済性に優れた中型炉及び多目的汎用型の設計概念を代表するものとして超小型炉2)ガス炉として、冷却材がCO2、He及び燃料被覆形態が密封型、ベント型、被覆粒子の組み合わせ3)重金属炉として、鉛・鉛ビスマス設計及び運転経験豊富なロシアの鉛冷却炉4)軽水冷却として軽水冷却沸騰水型増殖炉及び超臨界圧軽水冷却炉5)溶融塩炉としてU-Puサイクルと整合した三塩化物溶融塩炉を今後検討すべき出発点として摘出した。
小池 良浩; 森井 幸生; 五十嵐 武*; 久保田 実*; 鰭崎 有*; 谷田 広士*
Cryogenics, 39(7), p.579 - 583, 1999/00
被引用回数：21 パーセンタイル：66.65(Thermodynamics)超低温での実験には通常希釈冷凍機が用いられるが、これを作動させるのにはかなりの経験が必要であり、作動させる低温雰囲気を作るのに大量の液体ヘリウム寒剤を必要とするため、中性子散乱実験に対しては、導入はあまり進んでいなかった。そこで誰もが簡単に行えるようにするため、パルス管・GMハイブリッド型冷凍機とジュールトムソン型希釈冷凍機を組み合わせた、液体ヘリウム寒剤を使用とせず、取り扱いも比較的簡単な超低温用冷凍機''mK Cryocooler''の開発を行った。その結果、試作機が完成し中性子ビーム中で約40mKの温度が得られた。この成功により、実験操作の簡便化、コスト低減化、中性子ビーム利用効率化を達成する見込みをつけた。冷却テストでは、室温から4.2Kまで希釈冷凍機部分を予冷するために約一日、その後、希釈冷凍機運転により、約50mKに8時間程度で到達した。この冷却テスト時のcooling powerは100mKで約42
Wであった。
小池 良浩*; 森井 幸生; 五十嵐 武*; 久保田 実*; 鰭崎 有*; 谷田 広司*
Proc. of Int. Cryogenic Engineering Conf. 1998 (ICEC17), p.263 - 266, 1998/00
我々は超低温における中性子散乱実験を誰もが簡単に行えるようにするため、パルス管・GMハイブリッド型冷凍機とジュールトムソン型希釈冷凍機を組合わせた、液体ヘリウム寒剤を使用しない超低温用冷凍機``mK Cryocooler''の開発を行っている。現在、試作機が完成し中性子ビーム中で約40mKの温度が得られている。この成功により、操作の簡便化、コスト低減化、中性子ビーム利用効率化を達成する見込みをつけた。冷却テストの結果、室温から4.2Kまでの予冷時間の結果で希釈冷凍機部分の予冷に約一日、その後8時間程度で液化が終了、約70mKに到達した。熱交換ガスとしてH
を用いた。交換ガスは排気していない。この冷却テスト時のcooling powerは100mKで約22Wであった。
Heの循環量は10
mol/sec程度であった。
