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論文

How different is the core of $$^{25}$$F from $$^{24}$$O$$_{g.s.}$$ ?

Tang, T. L.*; 上坂 友洋*; 川瀬 頌一郎; Beaumel, D.*; 堂園 昌伯*; 藤井 俊彦*; 福田 直樹*; 福永 拓*; Galindo-Uribarri, A.*; Hwang, S. H.*; et al.

Physical Review Letters, 124(21), p.212502_1 - 212502_6, 2020/05

 被引用回数:14 パーセンタイル:74.77(Physics, Multidisciplinary)

中性子過剰核$$^{25}$$Fの構造が($$p,2p$$)反応で調査した。$$pi 0d_{5/2}$$軌道の分光学的因子は1.0$$pm$$0.3と大きいが、一方で残留核である$$^{24}$$Oが基底状態である割合は約35%,励起状態は約0.65%であることが明らかになった。この結果は、$$^{25}$$Fのコア核$$^{24}$$Oは基底状態とは大きく異なり、$$^{24}$$Oの$$0d_{5/2}$$軌道に陽子がひとつ加わることで$$^{24}$$Oと$$^{25}$$Fの中性子軌道が相当に変化していると推測される。これは酸素同位体ドリップライン異常のメカニズムである可能性がある。

論文

Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

論文

Electromagnetic pumps for main cooling systems of commercialized sodium-cooled fast reactor

相澤 康介; 近澤 佳隆; 小竹 庄司; 荒 邦章; 相澤 利枝*; 大田 裕之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(3), p.344 - 352, 2011/03

 被引用回数:17 パーセンタイル:78.97(Nuclear Science & Technology)

本研究では、多気筒型電磁ポンプのナトリウム冷却大型炉への適合性を検討した。大型電磁ポンプは流動不安定が生じる。多気筒型電磁ポンプは、小型電磁ポンプを並列に配置し、一基あたりの流量を小さくすることができ、流動不安定の問題を解決できる。1次系と2次系の主循環ポンプに適合する多気筒型電磁ポンプを検討した。1次系電磁ポンプに対して設計検討と電磁気解析を実施し、運転中に流動不安定が生じないことを確認した。2次系の主循環ポンプに電磁ポンプを採用することで、2次系配管が大幅に簡略化することを示した。これらの結果より、多気筒型電磁ポンプは、ナトリウム冷却大型炉の主循環系に高い適合性があることが示された。

論文

硫酸流動機器健全性試験装置の運転試験

野口 弘喜; 大田 裕之*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎

日本原子力学会和文論文誌, 9(3), p.288 - 295, 2010/09

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉を熱源として水素を製造する技術の確立を目指して、熱化学法ISプロセスの研究開発を進めている。ISプロセスではプロセス流体の一つとして腐食性の強い硫酸を使用する。硫酸環境でのポンプ,配管及び計装機器等の健全性を確認するため、硫酸流動・機器健全性試験装置(SFTL)を製作し、300$$^{circ}$$Cまでの高温濃硫酸を流動させる試験を実施してきた。SFTLでの数百時間の硫酸流動運転試験後に、ポンプ,配管及び計装機器等の健全性を調べた結果、グラスライニング配管やシールに腐食による異常は見られず、ポンプ等に付着した腐食生成物は対硫酸ステンレス鋼(SX)の腐食によるものであった。

論文

Study of an electromagnetic pump applied to a primary main pumps of a large scale sodium cooled reactor

相澤 康介; 小竹 庄司; 近澤 佳隆; 荒 邦章; 荒関 英夫*; 相澤 利枝*; 大田 裕之*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9402_1 - 9402_8, 2009/05

ナトリウム冷却大型炉の1次主冷却系に適合する電磁ポンプ概念を検討した。設計検討の結果、5並列ポンプ概念を採用することで、機械式ポンプ組込型中間熱交換器と同等の寸法となることを示した。電磁ポンプを1次主冷却系に設置した場合の課題と考えられるフローコーストダウンと地絡について検討を行い、信頼性の高いフローコーストダウンシステム及び地絡検出システムを構築した。また、保守補修性の観点から機械式ポンプと電磁ポンプの比較検討を行い、定期点検における作業量は電磁ポンプが機械式ポンプの1/12となることを示した。さらに、大容量電磁ポンプの流動特性を把握するため、過去に実施された160m$$^{3}$$/min電磁ポンプの試験解析を実施した。その結果、大容量電磁ポンプの流動特性は小容量電磁ポンプと同様の傾向となった。しかし、大容量電磁ポンプは磁気レイノルズ数と相互作用パラメータが大きくなることから、小容量電磁ポンプの試験解析と比較して、試験と解析の差異が大きくなることを示した。

報告書

熱化学水素製造法ISプロセスのための硫酸流動機器健全性試験装置の試験運転(受託研究)

野口 弘喜; 大田 裕之*; 寺田 敦彦; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

JAEA-Technology 2007-054, 31 Pages, 2007/09

JAEA-Technology-2007-054.pdf:13.53MB

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉を熱源として水素を製造する技術の確立を目指して、熱化学法ISプロセスの研究開発を進めている。ISプロセスではプロセス流体の一つとして腐食性の強い硫酸を使用する。計画中の工業材料で製作するパイロット試験装置を成立させるため、硫酸分解器の設計に不可欠な硫酸の伝熱流動特性の把握及び付帯するポンプ,配管及び計装の適用性の確認を行うため、硫酸流動・機器健全性試験装置(SFTL)を製作した。SFTLは2.5L/minの硫酸沸騰伝熱試験ループ及び20L/minの高温硫酸機器試験ループから構成される。本報では、製作した硫酸流動・機器健全性試験装置の概要と試験運転結果について報告する。

論文

高温耐食性を有するSiCセラミックスを用いた硫酸分解器の開発

野口 弘喜; 大田 裕之*; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎

混相流, 21(3), p.265 - 273, 2007/09

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉の核熱を利用した水素製造技術の一つである熱化学法ISプロセスの研究開発を進めている。中でも、ヘリウムガスの熱を用いて、300$$^{circ}$$C$$sim$$500$$^{circ}$$Cの高温下で、濃硫酸を蒸発・分解する硫酸分解器は、一般硫酸工業での使用条件を大幅に超えた過酷な条件で使用される熱交換型化学反応器であり、ISプロセス内で最も厳しい腐食条件に曝される機器である。本稿では、ISプロセスの研究概要を述べるともに、硫酸分解器に関する研究開発について、SiCブロックの試作,シール気密性試験、及び硫酸沸騰熱伝達試験から得られた知見について報告する。

報告書

熱化学水素製造法ISプロセスのための硫酸分解器の試作試験

野口 弘喜; 大田 裕之*; 寺田 敦彦; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

JAEA-Technology 2007-041, 34 Pages, 2007/07

JAEA-Technology-2007-041.pdf:6.94MB

水を原料として、二酸化炭素を排出することなく水素を製造するISプロセスでは、高温高圧下で腐食性の強い酸を取り扱うため、耐熱性,耐食性に優れた材料を用い、商用化を見据えた大型の反応装置の開発が必須の課題であった。中でも、ヘリウムガスの熱を用いて、300$$^{circ}$$Cから500$$^{circ}$$Cの高温下で、濃硫酸を蒸発・分解する硫酸分解器は、一般硫酸工業での使用条件(100$$^{circ}$$C程度)を大幅に超えた過酷な条件で使用される熱交換型化学反応器である。この環境に適用できる材料として、これまでの腐食試験等から、SiCセラミックスだけが使用可能であることがわかっていたが、商用で必要となる大きなSiCセラミックス体は製作できないため、熱交換型化学反応器の大型化技術に関しては未解決であった。そこで、複雑な管群式熱交換構造ではなく、SiCの高い熱伝導率を活かして、円筒型SiCブロックに複数の熱交換流路穴を設け、これを1ユニットとして、直列・並列に接続することで大型化を図る新しい熱交換器の概念を構築した。本書は当該概念の成立性を確認する目的で行った硫酸分解器構造のSiCセラミック伝熱ブロックの設計と硫酸分解器主要構造部の試作の詳細について報告するものである。

論文

Development of hydrogen production technology by thermochemical water splitting IS process; Pilot test plan

寺田 敦彦; 岩月 仁; 石倉 修一; 野口 弘喜; 久保 真治; 奥田 泰之; 笠原 清司; 田中 伸幸; 大田 裕之*; 小貫 薫; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.477 - 482, 2007/03

 被引用回数:43 パーセンタイル:93.17(Nuclear Science & Technology)

日本原子力研究開発機構では、熱化学法ISプロセスによる水素製造技術の開発を進めている。ISパイロット試験は、(1)実用工業材料を用いた水素製造装置の製作とヘリウム加熱による水素製造,(2)解析コードの開発,(3)実用化に向けた要素試験,(4)HTTR-ISシステムの概念設計から構成される。本報では、パイロット試験の概要とセラミックス反応器の設計検討、及び反応器設計に向けた解析コード開発について報告する。

論文

硫酸の流動沸騰実験結果

野口 弘喜; 大田 裕之; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

日本原子力学会和文論文誌, 6(1), p.1 - 4, 2007/03

熱化学ISプロセスの主要機器である硫酸分解器を設計するために必要な硫酸の沸騰伝熱流動特性を把握するために、硫酸の沸騰領域の伝熱特性を測定した。硫酸の濃縮が確認され、単成分系の沸騰熱伝達に比べて硫酸の沸騰熱伝達率は低い値を示していることが確認できた。

論文

Development program of IS process pilot test plant for hydrogen production with high-temperature gas-cooled reactor

岩月 仁; 寺田 敦彦; 野口 弘喜; 今井 良行; 伊地知 雅典; 金川 昭宏; 大田 裕之; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 8 Pages, 2006/07

日本原子力研究開発機構(JAEA)では、将来の水素エネルギー社会を目指してHTTR(高温工学試験研究炉)を用いた水素製造実証試験を計画している。原子力機構ではこれまでに、ベンチ規模のガラス製の水素製造試験装置を用いて、1週間の連続水素製造(水素製造量:30Lm$$^{3}$$/h)に成功しており、この成果を踏まえて、次段階のパイロットプラント試験(水素製造量:30Nm$$^{3}$$/h規模)に移行することを計画している。パイロットプラントは、ガラスライニング,SiCセラミックス等のような工業原料を用いて製作され、2MPaの圧力下で運転予定である。パイロットプラントは、ISプロセス試験装置とヘリウムガス(He)循環装置(Heループ)から構成される。Heループは、400kWのHe加熱器,He循環器及びHe冷却器として機能する蒸気発生器から構成されるHTTRの運転環境を模擬している。設計研究と並行して、高温,高腐食環境下で使用されるH$$_{2}$$SO$$_{4}$$分解器、及びSO$$_{3}$$分解器のようなISプロセスの主要機器は、設計及び試作により製作性が確認されている。また、その他の腐食やHIxプロセスについても、現在研究開発中である。本報では、パイロットプラント試験に向けた現状について報告する。

論文

Development of sulfuric acid decomposer for thermo-chemical IS process

野口 弘喜; 大田 裕之; 寺田 敦彦; 久保 真治; 小貫 薫; 日野 竜太郎

Proceedings of 2006 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '06) (CD-ROM), 8 Pages, 2006/06

ISプロセスの主要機器の中の硫酸分解器は高温高圧の濃硫酸環境にあるため極めて激しい腐食環境となるため主要材料としてSiCセラミックを使用した。硫酸分解器の構造健全性及び製作性の評価を行うために構造解析,SiCブロック間シール性試験,硫酸分解器モックアップモデルの試作、及び地震荷重を模擬した水平荷重試験等を行った。構造解析よりSiC伝熱ブロックの平均引張強さは発生応力に対して2倍程度の裕度を有していた。SiCブロック間のシール構造は純金を使用し、そのシール性能は500$$^{circ}$$Cのときに7.5$$times$$10$$^{-8}$$Pa$$cdot$$m$$^{3}$$/s程度と良好なシール性能が確認できた。これらのSiC伝熱ブロックと金ガスケットを使用した硫酸分解器モックアップモデルの試作に成功した。また地震時の地震荷重を模擬した水平荷重を試験体に負荷した試験を行い、地震時でもシール構造を健全に維持できていることを確認した。

論文

熱化学水素製造法ISプロセスのための硫酸分解器の開発

寺田 敦彦; 大田 裕之; 野口 弘喜; 小貫 薫; 日野 竜太郎

日本原子力学会和文論文誌, 5(1), p.68 - 75, 2006/03

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉(HTTR)を用いた熱化学ISプロセスによる水素製造技術の開発を進めている。硫酸分解器は、濃硫酸を高温のヘリウムガスとの熱交換により蒸発・分解するためのISプロセス機器である。本報では、セラミックスブロック型硫酸分解器について、ブロックの強度評価と試作、及びブロックと金属フランジ間等のシール性能試験等を実施し、構造成立性に目処を得た。

論文

熱化学水素製造法ISプロセス用反応機器の開発

寺田 敦彦; 岩月 仁; 大田 裕之; 野口 弘喜; 石倉 修一*; 日野 竜太郎; 平山 俊雄

高温学会誌, 32(1), p.63 - 68, 2006/01

日本原子力研究所では、熱化学ISプロセス法による水素製造技術の研究開発を進めており、現在、パイロット試験を計画している。パイロット試験の研究課題として、(1)高温のヘリウムガスを熱源とする工業材料製パイロットプラント試験装置による水素製造試験の実証、(2)HTTR-ISシステムを設計するための「解析的な設計体系」の構築と運転制御及び安全評価用動特性コードの検証、(3)機器構造健全性とシステム経済性(熱効率)を向上させる先進的要素技術開発、(4)HTTR-ISシステムの概念検討を抽出した。本報では、パイロット試験の概要を報告する。

報告書

ナトリウム化合物付着による補助冷却設備空気冷却器伝熱管材料健全性確認試験報告書

福田 敬則*; 大嶋 巌*; 大田 裕之; 村山 志郎*; 中村 武則*; 伊藤 健司

PNC TJ2164 97-004, 38 Pages, 1997/10

PNC-TJ2164-97-004.pdf:3.34MB

None

口頭

高温ガス炉による水素製造,2; 熱化学法ISプロセス開発,硫酸機器試験

大田 裕之; 野口 弘喜; 寺田 敦彦; 久保 真治; 日野 竜太郎

no journal, , 

ISプロセスの硫酸系機器のプラント適用性並びに保守補修性を中長期的に評価するため、硫酸の実流試験を開始した。これまでに得られた硫酸機器の供用期間中検査結果等について報告する。

口頭

高温ガス炉による水素製造,3; 熱化学法ISプロセス開発,硫酸沸騰流動試験

野口 弘喜; 大田 裕之; 寺田 敦彦; 久保 真治; 日野 竜太郎

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では高温ガス炉を用いた水素製造技術として熱化学法ISプロセスの研究開発を行っている。熱化学法ISプロセスの硫黄循環系の主要機器である硫酸分解器における硫酸の沸騰熱伝達特性を把握するために行った試験結果について報告する。

口頭

高温ガス炉による水素製造,1; 熱化学法ISプロセスの開発,硫酸分解器の開発

大田 裕之; 野口 弘喜; 久保 真治; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎

no journal, , 

原子力機構では高温ガス炉を用いた熱化学法ISプロセスによる水素製造技術開発を進めている。プロセスの硫黄循環系の主要機器である硫酸分解器は硫酸を沸騰蒸発してSO$$_{3}$$とH$$_{2}$$Oに分解する熱交換器型反応器である。本器の実用化に向けて、硫酸の沸騰伝熱特性取得のための沸騰試験ループの製作、並びに水素製造30m$$^{3}$$/h級当該器の主要構造の試作等を行ってきた。本報告では、沸騰試験とシール構造に対する性能評価試験の成果等を報告する。

口頭

熱化学水素製造法の研究開発

小貫 薫; 久保 真治; 田中 伸幸; 寺田 敦彦; 大田 裕之; 野口 弘喜; 岩月 仁; 日野 竜太郎

no journal, , 

原子力機構における熱化学水素製造法ISプロセスの研究開発の概要について、腐食にかかわる研究開発内容に重点をおいて、報告する。すなわち、ISプロセスの代表的腐食環境における1000時間レベルの腐食試験により各種市販材料の耐食性を評価した。また、特に過酷な環境に晒される硫酸分解器について、当該環境で優れた耐食性を示す炭化ケイ素を素材とする熱交換器を備えた反応器概念を構築し、さらに、水素製造量毎時30m$$^{3}$$規模のセラミックス熱交換器を試作し、製作性を確認した。

口頭

炭化ケイ素を構造体とした熱化学水素製造用硫酸分解システム機器の開発

寺田 敦彦; 野口 弘喜; 小貫 薫; 日野 竜太郎; 大田 裕之*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉を用いた熱化学法ISプロセスによる水素製造技術の研究開発を進めている。硫酸分解器は、高温のヘリウムガスを用いて硫酸をSO$$_{3}$$ガスと水に蒸発・分解するISプロセスの重要な機器の一つである。本発表では、SiCブロック構造の硫酸分解器構造概念とその製作性、及びSiCと金属のシール性能にかかわる要素試験について紹介する。

口頭

流量拡張性に優れ苛酷環境に適用する電磁流量計の開発,2; 電磁流量計との比較計測用流速計測システムの検討

平林 勝; 大高 雅彦; 荒 邦章; 榎本 光広*; 小舞 正文*; 大田 裕之*

no journal, , 

高速炉の炉内Na中で長期間使用できる新型電磁流量計の開発を行っている。新型電磁流量計は、低流速時には電磁力の影響で部分的に流速分布に歪が生じる可能性がある。電磁力が流速分布に与える影響を詳細に評価するには、この流速分布を計測する必要がある。そこで、流速分布の計測手法として電磁場の影響を受けない超音波伝搬時間差方式を検討し、Na実流による試験の前に、水流動試験により性能を評価した。その結果、Na実流試験での計測範囲において、十分な直線性を有していること、及び分解能の目標値($$pm$$0.1m/s以下)を満足できることを確認した。

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