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Sn conductor for ITER central solenoid高橋 良和; 名原 啓博; 尾関 秀将; 辺見 努; 布谷 嘉彦; 礒野 高明; 松井 邦浩; 河野 勝己; 押切 雅幸; 宇野 康弘; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 24(3), p.4802404_1 - 4802404_4, 2014/06
被引用回数：25 パーセンタイル：72.88(Engineering, Electrical & Electronic)ITER計画において、原子力機構は中心ソレノイド(CS)コイル用導体の調達を担当している。導体の単長は最大910mであり、通電電流値は13Tの磁場中において40kAである。導体はケーブル・イン・コンジット型と呼ばれるもので、576本のNbn素線と288本の銅素線で構成される撚線を、矩形の中に円形の穴がある高マンガン鋼(JK2LB)製ジャケットに挿入し、ジャケットを圧縮成型したものである。撚線は5段階の撚線で構成され、6本の4次撚線を中心チャンネルの周りに撚り合せたものである。最近、従来の設計より短い撚りピッチの撚線の導体が短尺導体試験(サルタン試験)において繰り返し通電による超伝導性能劣化がない非常に良い特性を示した。しかし、撚りピッチが短いため、同じ外径の撚線を製作するには、より大きなコンパクションを撚線製作時に加える必要があるので、コンパクション・ローラを工夫し、超伝導素線へのダメージを小さくする必要がある。本講演では、この短い撚りピッチの撚線の製作技術及び素線へのダメージの検査方法などについて報告する。
Sn strands長村 光造*; 町屋 修太郎*; 土屋 佳則*; 鈴木 裕士; 菖蒲 敬久; 佐藤 真直*; 辺見 努; 布谷 嘉彦; 落合 庄治郎*
Superconductor Science and Technology, 25(5), p.054010_1 - 054010_9, 2012/05
被引用回数：17 パーセンタイル：57.55(Physics, Applied)It is important to evaluate the local strain exerted on superconducting filaments in NbSn strands, because it influences both superconducting and mechanical properties, in particular for the ITER project. The local strain in the twisted and untwisted NbSn strands was directly measured at room temperature as well as at low temperatures by means of quantum beam techniques. The interrelation between the force-free strain and the intrinsic strain showing a maximum critical current was considered on the basis of the present experimental data as well as the recent theory. The thermal strains along both directions parallel and transverse to the strand axis were numerically evaluated. The force-free strain along the axial direction is deduced to be distributed among grains with different crystal orientation with respect to the axial direction. It is suggested that this fact affects the definition of intrinsic strain.
Sn撚線の製作礒野 高明; 堤 史明; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 石橋 達司*; 佐藤 豪*; 千田 敬司*; 鈴木 力男*; et al.
低温工学, 47(3), p.147 - 152, 2012/03
ITERのトロイダル磁場(TF)コイル用導体は、超伝導撚線を外径約40mm,厚さ2mmのステンレス鋼管に挿入する構成であり、その運転条件は、電流68kA,磁場11.8Tである。日本は全量の25%のTFコイル用導体の製作を分担する。超伝導撚線は、超伝導線900本と銅線522本を5段階に分けて撚合せる。実機撚線製作開始前に、ITER TFコイル用撚線の製作実現性の確認のために試作を実施し、4次撚線の外径や5次撚線の圧縮方法を決定した。その後、ツイストピッチの変更があり、その試作において3次撚線時に問題が発生し、ダイスを変更する等の対策を行った。これらの試作後、実機撚線製作を開始し、約60%の製作を完了している。
小山 真一; 小澤 正基; 黒澤 きよ子*; 蓼沼 克嘉*; 佐藤 嘉彦*; 岡田 賢*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 286(3), p.807 - 813, 2010/12
被引用回数：1 パーセンタイル：9.99(Chemistry, Analytical)先進オリエント計画の一環として多機能分離プロセスを提案している。この主分離プロセスでは、塩酸及び硝酸-メタノール混合溶液を溶離液として用いる。この適用性を立証するためには2つの重要な点を解決する必要がある。ひとつは塩酸使用による腐食の問題に対処することであり、タンタルが耐食性を示し、また腐食速度が低い(0.1mm/y)ハステロイBが室温環境での使用を許容できると見られる。一方で、イオン交換樹脂と溶媒(硝酸-メタノール)による反応の安全性の解明が必要である。試験温度が220
Cに達した場合、メタノールの存在の有無や酸濃度によらず、硝酸と樹脂の反応が起こった。しかし、加熱温度が減少すると、反応は起こらないことを確かめた。
佐藤 嘉彦*; 岡田 賢*; 秋吉 美也子*; 松永 猛裕*; 鈴木 達也*; 小山 真一; 小澤 正基
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.962 - 969, 2009/09
塩酸及び硝酸とメタノール混合物の存在下において、先進オリエントサイクルにおける多機能分離剤として用いる3級ピリジン樹脂の基本的な熱的特性を評価したうえで、グラムスケールでの反応性試験を行った。3級ピリジン樹脂は、塩酸系溶液の存在下では安定していた。一方、濃硝酸存在下では熱分解ピークが認められ、発熱反応が起こることがわかった。しかしながら、この発熱反応は、加熱温度に応じて制御できることを明らかにした。
谷村 嘉彦; 佐藤 達彦; 熊田 博明; 照沼 利之*; 榮 武二*; 原野 英樹*; 松本 哲郎*; 鈴木 敏和*; 松藤 成弘*
放射線, 34(2), p.135 - 139, 2008/04
中性子線の標準に関して、計量法に基づくトレーサビリティ制度(JCSS)が開始され、中性子防護計測の品質保証体系が整いつつある。また近年、医療においては、中性子捕捉療法のみならず、陽子・重粒子線治療などにおいても、中性子の線量評価の重要度が増しており、その品質保証を見据える必要がある。ところが、中性子線の標準分野と中性子に関係する医療分野との情報交換は十分とは言い難い状況である。そこで、本シンポジウムでは、さまざまな分野の講師6名により、中性子線量の測定原理から、測定器の校正技術,トレーサビリティ,計算シミュレーション,医療応用に関する最新の話題を紹介していただいた。最後に、パネルディスカッションで、現状や解決すべき課題について議論を行った。本報告では、議論の内容を(1)中性子測定器,(2)測定器の校正,(3)線量の精度・トレーサビリティ,(4)シミュレーション計算,(5)ホウ素捕捉療法における線量評価,(6)陽子線・重粒子線治療における線量評価という観点でまとめる。
谷貝 剛*; 佐藤 秀成*; 津田 理*; 濱島 高太郎*; 布谷 嘉彦; 高橋 良和; 奥野 清
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.835 - 838, 2006/06
被引用回数：7 パーセンタイル：40.69(Engineering, Electrical & Electronic)ITERに用いられるCIC型導体内には、撚りピッチの2乗に比例する規則的損失と短尺導体サンプルの実験結果から予測できない不規則的損失がある。以前のわれわれの論文により、素線がつくる不規則なループは数百秒という長い時定数を持つこと,ループをつくる2本の素線は線接触であることがわかった。より詳細に素線間の接触を研究するために、NbTi素線から構成される撚線(1m)を11mmごとに接触の状況を調査した。調査の結果、導体製作時の圧縮により元の位置から素線が移動することにより線接触をつくることが明らかになった。線接触の長さは約10mmにも達し、点接触の長さ(0.01mm)の千倍にもなるという有用な情報が得られた。
逆井 章; 石田 真一; 松川 誠; 秋野 昇; 安藤 俊就*; 新井 貴; 江里 幸一郎; 濱田 一弥; 市毛 尚志; 礒野 高明; et al.
Nuclear Fusion, 44(2), p.329 - 334, 2004/02
超伝導トカマク装置へのJT-60改修が計画されている。原型炉に繋がる先進的な核融合技術として、JT-60改修装置(JT-60SC)の設計のために超伝導マグネット技術やプラズマ対向機器を開発した。JT-60SCの超伝導トロイダル磁場コイル用として、高い臨界電流密度を可能とする、高い銅比4のニオブアルミ超伝導素線を新規に開発し、量産化に成功した。この素線と、突合せ溶接で作った全長30mの丸穴四角のステンレス製コンジットを用いて、実機サイズのケーブル・イン・コンジット導体を製作した。この導体を使用して、リアクト&ワインド法(熱処理後に巻線作業を行う製作方法)を実証するR&Dを進めている。ニオブアルミ導体の歪み劣化が小さいことを利用したこの製作方法は、将来の大型コイル製作の技術的な信頼性向上と低コストに繋がる先進的な超伝導技術として注目されている。JT-60SCのダイバータへの熱負荷10-15MW/m
に耐える機器として、スクリュウ管を銅製ヒートシンクに設け、これと炭素繊維複合材,緩衝材を一体ロウ付けすることで、良好なプラズマ対向機器を開発した。電子ビーム照射試験により、この対向機器は従来のスワール管の場合と比較して約1.5倍の高い熱伝達率を達成することを明らかにした。
逆井 章; 石田 真一; 松川 誠; 秋野 昇; 安藤 俊就*; 新井 貴; 江里 幸一郎; 濱田 一弥; 市毛 尚志; 礒野 高明; et al.
Nuclear Fusion, 44(2), p.329 - 334, 2004/02
被引用回数：7 パーセンタイル：22.95(Physics, Fluids & Plasmas)超伝導トカマク装置へのJT-60改修が計画されている。原型炉に繋がる先進的な核融合技術として、JT-60改修装置(JT-60SC)の設計のために超伝導マグネット技術やプラズマ対向機器を開発した。JT-60SCの超伝導トロイダル磁場コイル用として、高い臨界電流密度を可能とする、高い銅比4のニオブアルミ超伝導素線を新規に開発し、量産化に成功した。この素線と、突合せ溶接で作った全長30 mの丸穴四角のステンレス製コンジットを用いて、実機サイズのケーブル・イン・コンジット導体を製作した。この導体を用いて、リアクト&ワインド法(熱処理後に巻線作業を行う製作方法)を実証するR&Dを進めた。ニオブアルミ導体の歪み劣化が小さいことを利用したこの製作方法は、将来の大型コイル製作の技術的な信頼性向上と低コストに繋がる先進的な超伝導技術として注目されている。JT-60SCのダイバータへの熱負荷10-15MW/mに耐える機器として、スクリュウ管を銅製ヒートシンクに設け、これと炭素繊維複合材、緩衝材を一体ロウ付けすることで、良好なプラズマ対向機器を開発した。電子ビーム照射試験により、この対向機器は従来のスワール管の場合と比較して約1.5倍の高い熱伝達率を達成することを明らかにした。
佐藤 嘉彦; 笹谷 真司*; 倉形 光一郎; 野尻 一郎
JNC TN8410 2001-027, 46 Pages, 2002/03
JNC-TN8410-2001-027.pdf:0.57MB
平成13年度から17年度までの安全研究年次計画に基づく実施テーマである「プロセス内化学物質に関する異常事象評価研究」では、化学物質の熱的危険性に関する予測手法の調査及び整備を行い、より簡便な化学物質の危険性予測手法を構築することとしている。そこで、火災爆発の危険性がある化学物質を扱うことが多い化学工業の分野で用いられている危険性予測手法の調査を実施するとともに、ASTM(American Society for Testing and Materials、アメリカ材料試験協会)にて開発されたCHETAH(The ASTM Computer Program for Chemical Thermodynamic and Energy Release Evaluation)及びロシアCISP(ChemInform St.Petersburg)社にて開発されたTSS(Thermal Safety Software)を導入し、湿式再処理プロセスで使用される化学物質及び反応について試解析を実施した。試解析の結果、CHETAHについてはほとんどの反応の反応熱を10%程度の精度で算出することができ、新規物質等の火災爆発危険性のスクリーニング手法として有用であると考えられた。また、TSSについては、各種の熱量計により測定したデータを用いて反応速度解析及び反応挙動解析を迅速に実施でき、新規反応の火災爆発危険性評価手法として有用であると考えられた。
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
三浦 昭彦; 佐藤 嘉彦; 鈴木 弘; 小山 智造; 槇 彰
サイクル機構技報, (8), p.1 - 12, 2000/09
1997年(平成9年)3月11日に、動燃事業団(現、サイクル機構)東海事業所アスファルト固化処理施設において火災爆発事故が発生した。サイクル機構は、事故発生直後に編成された事故調査委員会やこれに引き続き設置されたフォローアップ委員会に調査の結果を報告するとともに、1999年3月に事故調査委員会以来の調査結果を報告した。この中で、火災事故の原因は、エクストルーダ内部での塩の濃縮や堆積によりアスファルト混合物の温度が上昇し、蓄熱の結果硝酸塩/亜硝酸塩とアスファルトの暴走反応に至ったと結論した。本報告では以上の結論にいたる各種調査・試験の結果と、事故にいたる事象の進展について説明する。
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
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
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。
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。
佐藤 嘉彦; 蛭町 秀; 小山 和也*; 三木 順一*
JNC TN8400 99-008, 58 Pages, 1999/02
先進的核燃料リサイクル技術の研究開発では、高レベル廃液から超ウラン元素を分離回収し、高速炉を用いて燃焼させる高速炉燃料サイクルの高度化研究が行われており、そこで使用が検討されている新抽出剤であるCMPOおよびその混合溶媒であるTRUEX溶媒(0.2MCMPO-1.0MTBP-nドデカン)について、将来使用する研究施設における蒸発缶内での溶媒と硝酸との発熱反応の発熱挙動およびガス発生挙動を的確に評価することを目的として、蒸発缶内での溶媒と硝酸との発熱反応の解析・評価例を調査するとともに、解析・評価モデルおよび解析評価に必要な物性値の調査、検討を行い、試計算を実施した。蒸発缶内での有機溶媒と硝酸との発熱反応について、これまでに実施された解析・評価例を調査し、自己加速反応温度を定常的な熱均衡式から導出する方法と、有機溶媒と硝酸との発熱反応による温度上昇を過渡解析する方法、すなわち有機溶媒と硝酸との発熱反応の反応速度を種々な条件に応じて決定することができる方法があることが分かった。また、上記の方法の中で、有機溶媒と硝酸との発熱反応による温度上昇を過渡解析する方法の方が、最も安全側かつ現実的な評価方法であることが確認された。上記の検討をふまえて、蒸発缶内での有機溶媒と硝酸との発熱反応の解析・評価モデルの作成および解析手法の検討を行い、発熱反応の挙動を現実的に取り扱うことが可能となった。作成した評価コードは以下の取り扱いができるコードである。(1)濃縮缶、蒸発缶の異常時の温度、圧力の推移を評価できる。(2)TBPだけでなく、nドデカンの異常反応についても評価できる。(3)蒸発潜熱による緩和および沸点上昇を考慮している。(4)TBPだけでなく、nドデカン化合物の分解に伴う硝酸の酸化反応による大きな反応熱を考慮している。また、上記の評価コードを用いて、Pu濃縮缶をモデルとして通常運転時および異常時の試計算を行った。通常運転時のモデルでの試計算ではコード内での計算により、通常運転時の状態の初期値から状態が初期値から逸脱しない結果を得た。異常時モデルの試計算では混入するTBPの量などをパラメータとした解析を行い、全ケースとも物理的に推測される結果が得られ、通常運転時モデルでの試計算とともに妥当な結果が得られたと考えられる。
佐藤 嘉彦; 蛭町 秀; 武田 伸荘; 金沢 吉人*; 笹谷 真司*
JNC TN8400 99-006, 75 Pages, 1999/02
先進的核燃料リサイクル技術の研究開発における高レベル廃液から超ウラン元素を分離回収するためのTRUEX溶媒(CMPO-TBP-nドデカンの混合溶媒)について工学的な安全性を確認することを目的として、加速速度熱量計(ARC)を用いて、実際のプラントに比べて過酷な工学的条件である密封断熱系でのPUREX溶媒(30%TBR-nドデカン混合溶媒)、TRUEX溶媒等を加熱したときの熱挙動や圧力挙動及び溶媒と硝酸の発熱反応の熱挙動や圧力挙動を測定した。またARCでの測定データから反応速度の評価に必要なアレニウスパラメータ(活性化エネルギー及び頻度因子)の検討を実施した。並びにARCにおける溶媒と硝酸との発熱反応における反応生成物の化学形態を明らかにするために、反応生成物の分析方法及び分析条件を検討し、定性的評価を実施した。主な結果を以下に示す。(1)TBP、CMPO、nドデカン、10M硝酸のいずれも単体ではほとんど発熱しなかった。(2)ARCで発熱量を評価すると、溶媒と10M硝酸とを接触させ、平衡にした後の溶媒相(単体系試料)については、PUREX溶媒と比べてTRUEX溶媒の方が単位試料重量あたりの発熱量が大きい傾向があった。しかし、溶媒と10M硝酸を試料容器に同時に封入した試料(二相系試料)については、PUREX溶媒とTRUEX溶媒は単位溶媒重量あたりの発熱量はほぼ同等であった。(3)反応速度論的解析を行い、TBP-10M硝酸単相系試料については反応の活性化エネルギーが118kJ/molと求められ、これはNicholsによる112kJ/molに近い結果となった。反応速度定数を算出し、PUREX溶媒-10M硝酸単相系試料とTRUEX溶媒-10M硝酸単相系試料の反応速度定数はほぼ同等であることが示された。(4)ARC測定により求めた反応速度定数及びSC-DSCにより測定した発熱量を用いて、小池らがモデルプラントのプルトニウム蒸発缶に対する安全解析を行った手法に従い自己加速反応の開始温度の試算を行った。混入する溶媒が100gの場合、いずれの溶媒も自己加速反応の開始温度は再処理施設における蒸発缶等の加熱容器の熱的制限値である135
を上回った。(5)反応生成物の分析試料は、密閉した容器での約-15での冷蔵保管で、成分の変化はないと考えられた。
not registered; 藤田 秀人; 黒沢 明; 林 直美; 小林 健太郎; 北嶋 卓史; 佐藤 嘉彦
PNC TN8410 98-047, 278 Pages, 1998/02
平成9年3月11日10時6分頃、アスファルト固化処理施設のアスファルト充てん室においてアスファルト固化体を充てんしたドラムから火災が発生した。さらに、同日、20時4分頃、同施設内で爆発が発生した。この火災・爆発事故の原因を究明し事故の再発を防止するために、アスファルト固化処理施設火災・爆発事故原因究明・再発防止対策班が設置され、事故発生時の状況や事故当時の運転操作などの調査及び分析・試験を実施し、その結果を科学技術庁が設置した「東海再処理施設アスファルト固化処理施設における火災爆発事故調査委員会」へ提出すると伴に、自らの火災・爆発事故の原因究明及び再発防止対策に資した。本報告書は、アスファルト固化処理施設の火災・爆発事故の原因究明及び再発防止対策のために、アスファルト固化処理施設の運転状況について調査した結果をまとめたものである。
Al conductor中嶋 秀夫; 布谷 嘉彦; O.Ivano*; 安藤 俊就; 川崎 勉*; 塙 博美*; 関 秀一*; 高野 克敏*; 辻 博史; 佐藤 雄一*; et al.
Advances in Cryogenic Engineering Materials, Vol.42, p.323 - 330, 1996/00
NbAl導体は、超伝導材料であるNbAlを生成するために、750~800Cで30~50時間の熱処理をして使用される。このため、コンジット材料も同等な熱処理を受けることになる。この熱処理は、通常ステンレス鋼では材料の脆化を引きおこす。そこで、このような熱処理を受けても十分に延性のある高強度材料を開発した。本件ではこの結果について報告する。
佐藤 秀成*; 谷貝 剛*; 津田 理*; 濱島 高太郎*; 布谷 嘉彦; 奥野 清
no journal, ,
大型CIC導体では、撚り線導体をコンジットに収納する際の圧縮により、撚り乱れが発生する。この撚り乱れにより、長尺導体では長時定数成分を持った交流損失増大の例が観測された。交流損失の増大は、撚り乱れによって素線間の接触長さが長くなり、素線間接触抵抗が減少することにより発生すると考えられる。素線間の接触状況を調べるには、導体長手方向の素線軌跡に関する詳細な情報が必要となる。本研究ではCIC導体内の素線の軌跡を推定するために、製作工程を考慮した解析方法を開発した。本解析方法の妥当性を調べるために測定した素線軌跡との比較検討した。その結果、およそ12mmの誤差範囲で測定と一致し、十分な精度で素線の軌跡を推測できることが可能となった。
遠藤 章; 佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 金子 広久; 小田 啓二*; et al.
no journal, ,
平成1517年度にわたり、連携重点研究「陽子加速器施設における線量評価に関する研究」において、高崎研TIARAを利用して行った高エネルギー中性子用モニタ,線量計の開発の成果を報告する。J-PARC等の高エネルギー加速器施設においては、遮蔽体を透過し線量寄与が大きい高エネルギー中性子に対する放射線防護が重要である。そこで、高エネルギー中性子に対して適切な線量応答特性を有する中性子モニタ,個人線量計の開発を進めるとともに、測定値の保証に不可欠な校正技術に関する研究を行った。モニタの開発では、液体シンチレータとデジタルオシロスコープを用いた信号解析技術により、1GeVまでの中性子に適用できるモニタを開発した。個人線量計の開発では、固体飛跡検出器に重水素化物質とポリエチレンから成る二層構造ラジエータを付加することで高エネルギー中性子に対する感度,エネルギー特性を改善する方法を見いだした。これを高速顕微鏡による高速読み取り技術と組合せ、積算型個人線量計として利用できる見通しを得た。校正技術の開発では、TIARA準単色中性子場の特性評価を行い、照射野内外の中性子スペクトル,散乱線の寄与割合等を評価し、今後の校正場構築のための基礎データを取得した。
