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小野 清; 塩谷 洋樹; 大滝 明; 向井田 恭子; 安部 智之
Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Safe Technologies and Sustainable Scenarios (FR-13) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2013/03
福島第一原子力発電所事故後の原子力委員会による短期解析と平行して、原子力機構は高速炉サイクル導入を含む核燃料サイクルオプションについての長期解析を実施した。その結果、"2030年以降20GWe一定"ケースにおいて、ウラン需要,使用済燃料貯蔵,放射性廃棄物発生量,高レベル放射性廃棄物中の毒性に加えプルトニウム貯蔵量の削減に、高速炉サイクルの導入が大きな便益をもたらすことを明らかにした。同時に、"2030年以降20GWeから漸減"ケースにおける放射性廃棄物量及びプルトニウム貯蔵量の削減効果を明らかにした。
大滝 清*; 田中 洋司*; 桂井 清道*; 青木 和夫*
JAERI-Review 2005-035, 79 Pages, 2005/09
JAERI-Review-2005-035.pdf:4.57MB
我が国の将来炉と燃料サイクルシステムの評価に必要な技術情報を収集するため、低減速軽水炉(RMWR)を含む将来炉とその燃料サイクルシステムについて、1998年度以来調査を行ってきた。調査の内容は、ナトリウム冷却FBRの代替炉と燃料サイクル,プルトニウムリサイクル,使用済燃料再処理と廃棄物処理の3つのカテゴリーに分けられる。本報告書はこれらの調査の概要をまとめたものである。
塩谷 洋樹; 大滝 明; 小野 清; 平尾 和則; 加藤 篤志; 安松 直人*; 久保田 貞衣*
JNC TN9400 2004-052, 514 Pages, 2004/09
JNC-TN9400-2004-052.pdf:8.85MB
本報告書は、フェーズⅡの中間とりまとめ(平成13年度から15年度の3ヶ年を対象)における、FBRサイクル候補概念の多面的評価、導入シナリオ評価、投資対効果評価に関する手法の開発およびその評価結果について報告するものである。
小野 清; 大滝 明; 近澤 佳隆; 中桐 俊男; 佐藤 博之; 関根 隆; 大岡 誠
JNC TN9410 2004-013, 76 Pages, 2004/06
JNC-TN9410-2004-013.pdf:7.23MB
本企画書は、高速炉(FBR)の熱エネルギーを利用した水素製造プロジェクトにおける、水素製造技術の特徴、実用化に向けた開発計画・体制(案)についてとりまとめたものである。電力供給以外の新しいFBR利用形態の一つとして、水素製造が現在提案されている。これは、ナトリウム冷却型高速炉を念頭に、500度C程度の熱エネルギーあるいは変換後の電気エネルギーを利用し水素を製造するものである。水素は、利用時に二酸化炭素を発生しないためクリーンなエネルギーとして、将来有望な二次エネルギーとして位置付けられている。一方、今後社会はアジア地域を中心にエネルギー需要の増加が予想され、現在の化石燃料中心の一次・二次エネルギー供給は、環境への影響と安定した供給を考えると最善の方策とは言えない。「持続可能なエネルギー供給」および「地球環境に優しいエネルギー利用」の要件を満たす可能性を持つ「FBRによる水素製造技術」の開発は、重要なオプションの一つになると考えられる。 このような認識の下、将来の水素エネルギー社会の動向を予測しながら、今後サイクル機構が進める水素製造技術開発の方向性を明らかにし、ハイブリッド熱化学法、低温水蒸気改質法、及び高温水蒸気電解法の各製造技術を対象に、その課題、スケジュール、予算、開発体制について提案を行うものである。
大滝 明; 小野 清; 小沢 正基; 平尾 和則
JNC TN9400 2002-035, 43 Pages, 2002/06
JNC-TN9400-2002-035.pdf:1.79MB
本報告書は、FBRサイクル実用化戦略調査研究におけるFBRサイクル導入シナリオ構築の一環として実施した。水素利用社会におけるハードパスとソフトパスとの新たな協調概念の検討結果について報告するものである。本研究では、環境保全政策と水素利用を21世紀の潮流として捉え、将来の水素利用社会を想定した資源とエネルギーフロー概念、核燃料サイクルとソフトパス (分散電源、燃料電池自動車、化学プラント等) との協調概念をそれぞれ検討した。また、核燃料サイクルの貢献が期待される分野として、原子力によるCO2 フリーエネルギー(電力、水素等)に加え、水素利用の普及に伴って需要増加が予想される白金族系元素を使用済み燃料の再処理廃液から回収するシナリオを提案し、その需給ポテンシャルについて試算した。さらに、代表的な回収元素の放射能特性の評価、利用促進課題の摘出を行った。今後は、環境に配慮した資源とエネルギーの供給システムを提案するために、回収元素についてはFBRサイクルを含めた供給ポテンシャルや経済性を評価する。また、エネルギー供給については、電力と水素の需給を通じて、火力や原子力のような大規模設備とコージェネレーション等の分散型設備が協調的に機能するシステム概念を具体化し、それに必要なインフラストラクチャー概念の検討を行う予定である。
大滝 明; 小野 清; 平尾 和則
JNC TN9400 2002-033, 97 Pages, 2002/03
JNC-TN9400-2002-033.pdf:4.18MB
本報告書は、高速増殖炉サイクル実用化戦略調査研究における FBRサイクル導入シナリオの構築の一環として、将来の原子力利用の在り方を探るために実施した調査・検討結果について報告するものである。調査・検討は、エネルギー産業ならびに電気事業が直面している今日の課題をはじめ、近年、国内で注目されている分散型電源の導入状況、分散型電源と大規模集中型電源との共生策、エネルギー需要他近郊への設置が着たいされる小型炉の開発状況について、幅広い視点から行った。とくに分散型電源は、電気事業者が供給している電力需要低下の一つの要因になっており、その導入規模は今後も拡大していくものと予想されるため、将来の電源計画および原子力計画にインパクトをもたらすと考えられる。また、燃料電池やマイクロガスタービン等の小規模な分散型電源では、温室効果ガスを放出しない水素利用が見込まれることから、原子力の夜間余剰電力で製造した水素を二次エネルギー媒体とする大規模集中型電源と分散型電源の共生策(負荷平準化ビジネスモデル)の概念を提案した。今後はこの負荷平準化ビジネスモデルに適った電源構成の具体化をはじめ、 FBR導入規模、負荷率およびCO2削減量等について定量な分析・評価を行う予定である。
篠田 佳彦; 大滝 明; 小藤 博英; 小野 清; 平尾 和則
サイクル機構技報, (12), p.105 - 115, 2001/09
FBRサイクル実用化戦略調査研究フェ-ズI(平成11年
13年3月)において実施した各種サイクルシステム概念の特性評価作業報告の一部について報告する。まず、経済性、資源有効利用性、安全性、環境負荷低減性、核拡散抵抗性技術的実現性の6つの視点から総合的に評価するための「多面的評価手法」の開発について述べる。また、長期的な物質収支解析について、さらには、最近、燃料電池用に着目されている「水素製造にFBRを利用するシナリオ」についての検討について述べる。
篠田 佳彦; 大滝 明; 小藤 博英; 小野 清; 平尾 和則
JNC TN9400 2001-061, 335 Pages, 2001/03
JNC-TN9400-2001-061.pdf:17.62MB
本報告書は、FBRサイクル実用化戦略調査研究フェ一ズ1(平成11年13年3月)におけるFBRサイクルシステム候補概念特性評価手法の開発について報告するものである。評価項目は、開発目標に技術的実現性を加えた6項目とした。即ち、従来多くの特性評価において解析対象となっている経済性、資源有効利用性、安全性に加え、今回新たに環境負荷低減性(フェーズ1では放射性物質に着目)、核拡散抵抗性、技術的実現性を追加し、各候補概念の「(多面的)目標達成度評価」を試みた。また、フェーズ2以降の活用を目指し、政策評価手法として多く用いられる「投資対効果評価法」のFBR研究開発への適用について検討した。更に、長期的時系列物質収支解析を行うと共に、FBRが21世紀社会に如何に利用されていくかといった観点から、最近、燃料電池用に着目されている「水素製造にFBRを利用するシナリオ」を提案した。なお、評価に用いた各種資料・データをデータベースとして整理、検索可能とした。
小野 清; 小藤 博英; 大滝 明; 米澤 重晃; 篠田 佳彦; 平尾 和則; 池上 哲雄
JNC TN9400 2001-036, 151 Pages, 2000/12
JNC-TN9400-2001-036.pdf:5.43MB
本研究は、「実用化戦略調査研究」の一環として、様々な条件が考えられる将来の多くのエネルギー需給シナリオから、高速炉(FBR)の導入促進に至るシナリオを取り出し、「将来、如何なる社会になり如何なる条件が整えば、どのような性能のFBRが導入され得るのか」について、その概要を検討し取りまとめたものである。原子力の導入に影響を与える因子としては、「21世紀を通して堅調な一次エネルギー需要の伸び」や「CO2排出制約」などが挙げられる。一方、FBRの導入に影響を与える因子としては、「天然ウラン資源の枯渇」や「放射性廃棄物への懸念」などがある。シナリオ構築にあたっては、主に経済性、環境負荷、エネルギー・セキュリティおよび天然ウラン資源制約の視点に着目した。経済性向上シナリオでは、CO2税等を考慮した場合、他電源に比べて原子力の経済性が相対的に向上し、FBRにおいても将来の軽水炉並の経済性が達成された場合、ベース電源やミドル電源として導入が進む可能性が示唆された。環境負荷低減シナリオでは、高レベル放射性廃棄物の処分場負荷低減や毒性低減を目指して、MAやFPをリサイクルし効率的に燃焼、変換できるFBRの導入が進むことが考えられる。エネルギー・セキュリティ確保シナリオでは、今後も大きなェネルギー需要が予測されるアジア地域に着目した場合、石油や天然ウラン等のエネルギー資源の域外依存度を減らす観点からFBRの導入が進む。天然ウラン資源制約シナリオでは、世界および日本国内、いずれの地域においても遅くとも21世紀中葉までにはFBRを導入する必要があることが分かった。
小野 清; 大滝 明; 平尾 和則; 久保田 貞衣*; 辺田 正則*
JNC TN9400 2001-028, 51 Pages, 2000/12
JNC-TN9400-2001-028.pdf:1.96MB
本研究では、世界全体を対象に、将来のエネルギー供給において原子力にどこまで期待できるのかを探るため、天然ウラン資源を可能な限り利用するという観点から原子力の最大導入可能量を試算した。試算にあたり、立地問題、財政問題等の社会的な条件は、今回の試算では無視し、純粋にサイクル諸量上の観点から原子力の可能性を捉えることに専念した。原子力の導入シナリオとして以下の3つを想定した。1)軽水炉ワンススルー体系2)軽水炉とプルサーマル体系3)軽水炉とFBR体系試算の結果、以下の成果が得られた。軽水炉ワンススルー体系あるいは軽水炉とプルサーマル体系では、IIASA/WECのエネルギー供給見通し(基準Bケース)が達成できないばかりでなく、原子力発電設備容量は21世紀中葉頃から徐々に減少し、22世紀初頭には天然ウラン資源を消費し尽くしフェーズアウトしてしまう。一方、FBRによるプルトニウム利用を積極的に進めた場合、原子力発電設備容量はFBRの導入開始時期や増殖性能により異なるものの、原子力が来世紀以降も持続可能な重要なエネルギー・オプションの一つとなる。
大滝 明; 小野 清; 篠田 佳彦; 辺田 正則*; 久保田 貞衣*; 平尾 和則
JNC TN9410 2000-006, 74 Pages, 2000/04
JNC-TN9410-2000-006.pdf:3.01MB
核燃料サイクルにおける物質収支を迅速かつ定量的に評価する目的で、サイクル諸量評価コード「FAMILY」の機能拡張、ならびに廃棄物中に含まれるTRUとLLFP(長寿命FP)の蓄積量計算コードの開発などを行った。実施内容は次の通り。(1)MAの収支計算が可能な「FAMILY-MA」を作成した。(2)FAMILYコードのポスト処理ツールを作成した。(3)汎用表計算ソフトを用いてサイクル諸量簡易計算ツールを作成した。(4)廃棄物中のTRU,LLFP蓄積量計算コードを開発した。
阿部 康弘*; 川上 幸男; 大滝 清*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-205, 44 Pages, 1988/12
高速原型炉「もんじゅ」の設計基準の確証をするとともに,実証炉以降の高速炉設計に必要な構造材料の照射データ・ベースを拡充する目的でR&D試験が策定されている。これらの試験の一環として,「常陽」MK―2炉心の構造材料反射体を用いて,SUS304圧延鋼板より採取した材料強度試験片の照射(高速中性子照射量;0.861.1
1021n/cm2,照射温度;520
)を実施した。試験片について照射後試験として,疲労試験及び引張側ひずみ保持をともなうクリープ疲労試験を実施した結果以下のことが明らかになった。1)照射材の疲労寿命は未照射材とほぼ等しく照射による変化は認められなかった。またこれらの試験結果は「もんじゅ」材料基準等の許容ひずみ範囲を上回っていた。2)照射材のクリープ疲労寿命は未照射材と比べ高ひずみ範囲側ではほぼ等しいが,低ひずみ範囲側では低下していた。3)線型損傷則にもとずいた設計ベースのクリープ疲労損傷値は制限値を上回っており,昭射を考慮した設計許容値を十分満足していた。4)金相組織の観察結果,疲労及びクリープ疲労試験片の主亀裂は結晶粒界及び結晶粒内を進展していた。また,結晶粒界及び結晶粒内に析出物が観察された。
酒向 博*; 大滝 清*; 谷山 定美*; 阿部 康弘*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-203, 81 Pages, 1988/11
高速原型炉「もんじゅ」のサーベイランス試験及びサーベイランス・バックアップ試験を補完するとともに,実証炉以降の高速炉設計に必要な構造材料の照射データを拡充する目的でR&D試験が策定されている。これらの試験の一環として,高速実験炉「常陽」MK-2炉心の構造材料照射用反射体を用いて,SUS304圧延鋼板より採取した材料強度試験片の照射を実施した。照射後試験片について,引張試験及びクリープ試験を実施した結果,以下のことが明らかになった。1)照射温度効果での引張試験の結果,照射温度が高くなるにつれて強度及び絞りは低下し,伸びは増加した。2)照射量効果での引張試験の結果,強度は中性子照射量が約21021n/cm2(E
0.1MeV)以上で増加し,引張強さよりも0.2%耐力の増加の方が顕著であった。また,伸びは約11021n/cm2(E0.1MeV)以上,絞りは約51020n/cm2(E0.1MeV)以上から低下していたが,「もんじゅ」構造設計方針に示される破断伸びに下限値10%を満たしていた。3)クリープ試験の結果,クリープ破断強度及び破断延性は未照射材に比べて低下しているが,「もんじゅ」の設計クリープ強さ(S/R)を上回っていた。また,クリープ破断寿命比は1018n/cm2(E
0.4MeV)オーダーの熱中性子照射量の影響は認められず,「もんじゅ」設計基準曲線を十分上回っていた。
久木田 真平; 川上 幸男; 大滝 清*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-202, 116 Pages, 1988/10
高速原型炉構造材料の候補材であったSUS304鋼圧延板材(板厚40㎜)と圧延改善を目的として開発された308Nb系(神戸製鋼製)及び308V系(新日鉄製)の溶接棒材料を用いて被覆アージ溶接(SMAW)及びサブマージアーク溶接(SAW)により製作した供試材(溶接金属、溶接継手)をJMTR(78M-1P、2P)で照射した。照射温度及び照射量はそれぞれ78M-1Pの場合480540、1.92.710E20n/†(E0.1MeV);78M-2Pの場合525560、6.79.510E20n/†(E0.1MeV)であった。これらの照射試験片について550でクリープ破断試験を実施した。また照射中の熱履歴がクリープ特性に及ぼす影響を調べるため78M-1P相当として555410hr、78M-2P相当として5602150hrの熱履歴を供した試験片でクリープ破断試験も併せて実施した。本試験の結果以下のことが明らかになった。1.SUS304鋼母材について(1)クリープ破断強度は熱履歴材及び照射材とも受入材に比べて低下する。(2)熱履歴材及び照射材の受入材との寿命比は、それぞれ1Pの場合0.4280.673、0.1370.195で2Pの場合0.2990.392、0.0940.121で照射材の方がクリープ破断強度は低い。(3)クリープ破断伸びは照射より低下し、1Pの場合13%程度、2Pの場合10%程度まで低下した。2.溶接金属(308Nb系のSMAW及びSAWの2鋼種)について(1)クリープ破断強度は555410hrの熱履歴材及び5602150hrの熱履歴材とも受入材と同等であった。(2)照射によるクリープ破断強度の低下量は母材に比べて小さくSMAWではほとんど見られない。(3)照射によるクリープ破断伸びは2鋼種とも低下傾向を示した。3.溶接継手(308Nb系及び308
柚原 俊一*; 阿部 康弘*; 谷山 定美*; 両角 勝文*; 大滝 清*; 谷 賢*
PNC TN9410 87-200, 66 Pages, 1987/07
高速原型炉「もんじゅ」のサーベイランス試験およびサーベイランス・バックアップ試験を補完するとともに、実証炉以降の高速炉設計に必要な構造材料の照射データ・ベースを拡充する目的でR&D試験が策定されている。これらの試験の一環として、「常陽」MK-2炉心の構造材料照射用反射体を用いて、SUS304圧延鋼板より採取した材料強度試験片の照射を実施した。照射後試験片について、引張およびクリープ試験を実施した結果、以下のことが明らかになった。(1) 引張試験の結果、0.2%耐力は照射により若干増加したが、一様伸び、破断伸びおよび破断絞りは照射により低下した。これらの結果は「もんじゅ」設計降伏強さ(Sy)、設計引張強さ(Su)および中性子照射環境における伸びの制限値(10%)を十分上回るものであった。(2) クリープ試験の結果、クリープ破断強度および破断伸びは照射により低下したが、「もんじゅ」設計クリープ破断応力強さ(SR)を上回るものであった。また、クリープ寿命比は「もんじゅ」設計基準曲線を十分満足していた。(3) 金相組織の観察結果、照射により結晶粒界及び結晶粒界に析出物が観察された。
加藤 篤志; 向井田 恭子; 大滝 明; 塩谷 洋樹; 小野 清; 安松 直人*; 久保田 貞衣*
no journal, ,
炉及び燃料サイクルの各々のシステムから複数のFBRサイクル候補概念を構成し、実用化戦略調査研究フェーズ2最終評価における概念設計に基づき、経済性及び資源有効利用性の観点から開発目標の達成度を評価し、これらの評価視点における各候補概念の開発目標への達成度を定量的に明らかにした。
大滝 明; 小野 清; 久保田 貞衣*
no journal, ,
実用化戦略調査研究で検討されたFBRサイクル概念のうち多面的評価で総合的な目標適合度が高いとされた代表的な候補概念を対象として、軽水炉サイクルからFBRサイクルへの移行特性をシナリオ解析により評価した。
大滝 明; 小野 清
no journal, ,
原子力水素製造による電力貯蔵効果として、ピークオフ電力を一体化再生型燃料電池で水素として蓄え、貯蔵した水素を電力需要ピーク時に一体化再生型燃料電池で電力変換して動的な発電設備容量の不足分を補う電力/水素併給プラントの負荷追従運転方法についてシミュレーション解析を実施した。その結果、ベース負荷を担う原子力発電とミドル負荷を担う電力/水素併給プラントにより、設備全体の稼働率を下げることなく負荷追従運転が可能な見通しを得た。また、電力/水素併給プラントで生産した水素を水素燃料電池自動車等に融通することにより、約70%の燃料電池自動車専用水素供給プラントの合理化が期待できることがわかった。
塩谷 洋樹; 辺田 正則*; 大滝 明; 久保田 貞衣*; 川崎 弘嗣; 小野 清
no journal, ,
FBRサイクルの実用化戦略調査研究において、現状のLWRサイクルからFBRサイクルに置換されるまでの時系列評価手法を開発している。時系列評価の役割や今後の展望について示し、環境負荷低減性の評価手法開発の状況と試算結果について報告する。
大滝 明; 加藤 篤志; 小野 清; 佐藤 良樹*
no journal, ,
高速増殖炉サイクル移行シナリオ検討の一環として、原子力利用の不確実性に対する要因分析で抽出された変動パラメータについて核燃料サイクル諸量解析を行い、第二再処理や高速増殖炉サイクルの導入要件等を評価した。
