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報告書

FBR用低密度MOX燃料ペレットの製造条件確認試験

村上 龍敏; 鈴木 紀一; 畑中 延浩; 塙 幸雄; 篠崎 雄; 村上 真一; 飛田 良正; 川崎 猛; 小林 良仁; 飯村 直人; et al.

JAEA-Technology 2008-017, 97 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-017.pdf:2.76MB

「もんじゅ」用低密度MOX燃料ペレットについては、平成7年度に実施した「もんじゅ」一次取替燃料の製造以降、約9年間製造されていない。この間、プルトニウム燃料第三開発室の主要工程設備の約6割が新設又は更新されるとともに、原料である混合転換粉のAm-241の蓄積が進み、発熱量が増加している。さらに、原料の一つである乾式回収粉末についても、設備の更新によりその粉末特性が大きく変化している。以上を踏まえ、次期「もんじゅ」用低密度MOX燃料ペレット製造を円滑に実施するため、平成16年10月から平成18年8月の間、従来に比べAm-241が蓄積した原料及び粉末特性の大きく変化した乾式回収粉を用いて、低密度MOXペレットの製造条件確認試験を実施した。本報告は、この試験結果をまとめたものである。試験の結果、従来に比べAm-241が蓄積した原料を用いても、製造条件を適切に管理することにより、一次取替燃料製造時と同程度の収率で低密度MOX燃料ペレットが製造可能であることを確認した。

論文

$$^{151}$$Eu M$"o$ssbauer spectroscopic study on the Eu$$_{y}$$M$$_{1-y}$$O$$_{2-y}$$(0$$leq$$y$$leq$$1.0)(M=Th, U)

正木 信行; 音部 治幹; 中村 彰夫; 原田 大実*; 伊藤 健太郎*; 佐々木 吉慶*; 日夏 幸雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.217 - 220, 2002/11

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00223131.2002.10875448

Eu$$_{y}$$M$$_{1-y}$$O$$_{2-y}$$(0$$leq$$y$$leq$$1.0)(M=Th, U)系について、$$^{151}$$Euメスバウア分光法を用いて局所構造を調べた。粉末X線回折によると、M=Th系では、y$$<$$0.5で酸素空格子点(V$$_{o}$$)が無秩序配置をとる欠陥蛍石型相を、0.5$$<$$y$$<$$0.8でV$$_{o}$$が秩序化したC型相と欠陥蛍石型相を、y$$>$$0.85の領域でC型相と単斜晶のFu$$_{2}$$O$$_{3}$$相となることが示された。この系で、Eu$$^{3+}$$の異性体シフトは、Eu固溶率yに従って増加した。Eu$$^{3+}$$に対するO$$^{2-}$$の配位数(CN)はCN=8-2yに従って減少するので、O$$^{2-}$$イオン間の反発力の減少によって、平均Eu-O間距離も減少する。この相関は、酸化物系におけるEu$$^{3+}$$の異性体シフトとEu-O結合距離の経験的相関に従っている。U系において相図はTh系と同様であったが、異性体シフトは変化せずTh系に比べて小さな値をとった。

論文

Recent progress of high-power negative ion beam development for fusion plasma heating

渡邊 和弘; 秋野 昇; 青柳 哲雄; 海老沢 昇; 藤原 幸雄; 本田 敦; 井上 多加志; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 椛澤 稔; et al.

Radiation Physics and Chemistry, 49(6), p.631 - 639, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(97)00012-1
 被引用回数：3 パーセンタイル：30.34(Chemistry, Physical)

核融合プラズマの加熱や定常維持のために、0.5~1MeV、数十MWの中性粒子入射装置(NBI)が要求されている。このようなシステムの実現のため、大出力の負イオンビーム開発を進めている。JT-60U用500keV、10MW入射予定の負イオンNBI装置ではビーム出力試験が開始され、400keV、13.5A、0.12Sの世界最高のD$$^{-}$$ビーム電流、電力発生に成功した。さらに、1MeV級の負イオン加速管の開発では、805keVで加速電流150mA/sのH$$^{-}$$ビーム加速に成功した。

論文

Experimental results and design of 50-kA forced-cooled current leads for fusion machine

高橋 良和; 杉本 誠; 松井 邦浩; 高野 克敏*; 野沢 正信*; 小泉 徳潔; 布谷 嘉彦; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 西田 和彦*; et al.

Proc. of 16th Int. Cryogenic Engineering Conf. /Int. Cryogenic Materials Conf., 0, p.795 - 798, 1996/00

核融合装置及びそれに用いる超電導導体の試験装置用として、50kA級強制冷却型電流リードを開発した。強制冷却型電流リードは、従来の蒸発ガス冷却型のものと比較して、液体ヘリウムの貯層がない分小型化され、また運転が容易である。また、蒸発ガス冷却型は、垂直方向でしか使用できないが、ガス冷却型は、垂直及び水平方向にも用いられるので、その取り付け方法にも、裕度が広がる。50kA級のものを製作する前に、15kA級のものを製作し、実験を行った。この結果をもとにして、50kA級のものを設計・製作した。15kA級の実験結果及び50kA級の設計について報告する。

報告書

大型超電導磁石模擬巻線の機械試験

樋上 久彰*; 杉本 誠; 中嶋 秀夫; 長谷川 満*; 保川 幸雄*; 吉田 清; 伊藤 郁夫*; 今野 雅行*

JAERI-M 92-127, 33 Pages, 1992/09

JAERI-M-92-127.pdf:1.29MB

核融合装置に用いられる超電導磁石は、強大な電磁力が発生するため、コイル巻線部を強固な構造にすることが重要である。幹線部の剛性を向上させるためには、巻線部を構成している導体と絶縁物間の接着強度を向上させる必要があり、さらに巻線部内の応力分布を検討する必要がある。今回、この目的のために、(1)導体と絶縁物間の接着強度向上試験、(2)直線状試験体による3点曲げ試験、(3)パンケーキコイル模擬巻線による剛性試験を実施した。その結果、接着強度はエポキシ樹脂を用いたサンドブラスト処理が最も高くなることがわかった。また、曲げ試験では、絶縁物によって曲げ剛性が低下し、圧縮剛性試験では、巻線の剛性に影響を与えないことがわかった。

論文

Mechanical test ofsuperconducting magnet system for fusion experimental reactor

杉本 誠; 吉田 清; 長谷川 満*; 小泉 興一; 中嶋 秀夫; 今野 雅行*; 伊藤 郁夫*; 榊 喜善*; 保川 幸雄*; 佐々木 崇*; et al.

Fusion Technology 1990, p.1530 - 1534, 1991/00

核融合実験炉(FER)用超電導磁石システムの支持構造物の機械試験を行なった。FER用超電導磁石システムには巨大な電磁力が作用する。このため構造支持に不可欠のものであるが、炉の構造上充分な空間を確保できぬ可能性があるため、種々の検討が行われている。本発表では、トロイダルコイルのトーラス構造、シェアパネル支持およびポロイダルコイルの剛性に関する実験を行い、これらの構造支持物の健全性評価及び実機応用について考察を行なった。FERのTFコイル支持では、ウエッジ支持およびシェアパネル支持が提唱されている。これらは巨大の圧縮力、およびせん断力をうける。このためウェッジ支持部では摩擦力を有効に利用した支持法について検討を行なった。ポロイダルコイルについてはCSコイル、EFコイルの剛性評価を定量的に検討した。

報告書

制御棒材料照射リグ(AMIR-1)の照射後試験

黒田 幸雄*; 平井 功*; 伊藤 正彦*; 新谷 聖法*; 柚原 俊一*

PNC TN9410 88-188, 54 Pages, 1988/01

PNC-TN9410-88-188.pdf:2.93MB

「もんじゅ」1サイクル照射程度の燃焼度を目途として、「常陽」MK-2炉心において、B4Cペレット最高燃焼度4.7$$times$$10E21captures/‡(最高積算照射量1.34$$times$$10E22n/†、E$$>$$0.1MeV)まで照射された制御棒材料照射リグAMIR-1(PRA010)について照射後試験を行った。この結果、下記のことが明らかとなった。(1)集合体及びコンパートメントに外径変化、腐食等の異常は認められなかった。(2)Heガス放出率は、全てのキャプセルにおいて10%以下であった。また、放出ガスはHeが100%でありE3Hの存在は認められなかった。(3)B4Cペレットには、照射温度が高くなるほど細かく割れる傾向がある。(4)B4Cの室温における熱伝導率は、4$$times$$10E21captures/‡の照射によって、未照射B4Cの約15%の値、0.009cal/㎝・sec・degに減少した。(5)製造条件の照射挙動に与える影響は、製造メーカーの違いでは認められなかったものの、結晶粒度が大きいほどスエリング量は大きい。

報告書

「常陽」MK-II制御棒(MCR005)の照射後試験(2); 吸収材料及び制御棒部材の破壊試験

黒田 幸雄*; 伊藤 正彦*; 鵜飼 重治

PNC TN9410 87-187, 40 Pages, 1987/02

PNC-TN9410-87-187.pdf:8.17MB

「常陽」MK-2炉心で、最高燃焼度8$$times$$10$$^{21}$$captures/cm$$^{3}$$(最高積算中性子量3.8$$times$$10$$^{22}$$n/cm$$^{2}$$)まで使用された制御棒(MCR005)について、B$$_{4}$$Cペレット,Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ペレット,被覆管及び端栓の外観検査,寸法測定,密度測定,熱伝導率測定,金相試験及び燃焼度測定を行った。この結果、次のことが明らかとなった。(1)燃焼度が0.5$$times$$10$$^{21}$$captures/cm$$^{3}$$を超えると、照射及び熱衝撃の相乗効果によって、B$$_{4}$$Cペレットは破戒する。(2)B$$_{4}$$Cペレットのスエリング量 $$Delta$$D/Dは燃焼度とともに直線的に増加し、燃焼度8$$times$$10$$^{21}$$captures/cm$$^{3}$$で2.5%であった。このB$$_{4}$$Cペレットのスエリングに伴い、被覆管に最大1.2%の外径変化が認められた。(3)Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ペレットに照射量が5.2$$times$$10$$^{22}$$n/cm$$^{2}$$(E$$>$$0.1MeV)で最大3%($$Delta$$D/D)のスエリングが認められたが、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ペレットと被覆管の機械的相互作用(ACMI)は認められなかった。(4)被覆管にはスエリングは認められなかった。これに対し、端栓では0.13%($$Delta$$D/D)のスエリングが認められた。(5)B$$_{4}$$Cペレットの室温における熱伝導率は燃焼度が0.95$$times$$10$$^{21}$$captures/cm$$^{3}$$で0.012cal/㎝・sec・degとなり、未照射材の約1/5に低下した。また、熱伝導率の温度依存性は認められなかった。(6)最高燃焼度に対応するB$$_{4}$$Cペレットと接する被覆管の一部にLiと被覆管成分との反応による吸収材料と被覆管の化学的相互作用(ACCI)が認められた。また、吸収材料と被覆管の機械的相互作用(ACMI)の生じている被覆管に内面から約10$$mu$$mの深さまで炭素の侵入が認められた。(7)$$^{10}$$B燃焼度の測定値と計算値は比較的よく一致した。

論文

原子力分野で使用されるセンサコイルの特性

荒 克之; 相川 裕史; 遠藤 幸雄*; 臼杵 隆吉*; 上田 克彦*; 伊藤 吉左右*

藤倉電線技報, 66(9), p.101 - 104, 1983/00

原子力用センサに用いるコイル用電線として2つのタイプのセラミック被覆電線を開発した。1つはCタイプと呼ぶもので、軽水炉内雰囲気での使用を目的としたもので、最高使用温度は400$$^{circ}$$Cである。他は高速炉内での使用を目的としたもので、650$$^{circ}$$C程度の最高使用温度を目標としたものである。いずれも、高温での良好な電気特性を有し、炉内センサ用コイルおよび核融合実験装置JT-60用磁気プローブに使用する計画である。

論文

Reaction rate between dilute iodine vapor and stainless steel in high-temperature argon stream

西尾 軍治; 木谷 進; 伊藤 幸雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 11(8), p.339 - 344, 1974/08

https://doi.org/10.3327/jnst.11.339

高温ガス炉の被覆燃料粒子に核分裂生成物を完全に封じ込めることは不可能であり、特に放射性ヨウ素は、一次冷却ガス中に漏洩することはまぬかれない。この実験の目的は、ステンレス鋼表面へのヨウ素の沈着現象と、鋼と反応した金属ヨウ化物の脱着を考慮して、希薄ヨウ素とステンレス鋼間の反応速度を求め、冷却ガス配管中のヨウ素の挙動に対する情報の一端とするものである。実験は、石英管に少量のステンレス鋼粒子を充槇し、放射性ヨウ素を含む高純度アルゴンガスの流量を変化させて加熱する。反応生成した金属ヨウ化物と未反応のヨウ素を分離し、鋼に対するヨウ素の反応量を求め、層長を微小にとった微分反応管モデルを用いてその反応速度を求めた。反応速度は、冷却ガス配管に適用されるので、表面積あたりの反応速度定数に変換された。ステンレス鋼上の希薄ヨウ素の沈着率は、アルゴンガス流体中のヨウ素の濃度に対して約10%程度であった。

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