汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

Observation of itinerant Ce 4 electronic states in CeIrSi studied by angle-resolved Ce 3 resonance photoemission spectroscopy

大河内 拓雄*; 利光 孝文*; 山上 浩志; 藤森 伸一; 保井 晃; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 宮内 裕一朗*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(8), p.084802_1 - 084802_6, 2009/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.78.084802

結晶構造に空間反転対称性を持たない超伝導体CeIrSiに対してCe 34共鳴角度分解光電子分光を行い、4バンド構造とフェルミ面を得た。その結果、Ce 4状態はフェルミ準位近傍に位置することがわかり、フェルミ準位を横切る伝導バンドが共鳴増大を示した。さらに、CeIrSiのバンド分散とフェルミ面は、4電子を持たない参照物質LaIrSiのそれとは異なり、その違いは局所密度近似(LDA)による電子状態計算によりよく説明できることを見いだした。これらの結果は、CeIrSiの4電子は伝導電子とよく混成し、遍歴的な電子状態を形成していることを示唆している。

Present status of the conceptual design of IFMIF target facility

勝田 博司; 加藤 義夫; 小西 哲之; 宮内 康行*; D.Smith*; T.Hua*; L.Green*; G.Benamati*; S.Cevolani*; H.Roehrig*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.388 - 393, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00096-8

国際核融合材料照射施設(IFMIF)のターゲット装置として、(1)ターゲットアセンブリー、(2)リチウムループシステムの概念設計を行った。ターゲットアセンブリーは、中性子発生のためのd-Liストリッピング反応における入射dの運動エネルギーを吸収して、安定した中性子フラックスを発生させるためのものである。入射dによるLi-沸騰をおさえて、安定した高速Li膜流が形成できるターゲットアセンブリーを設計した。リチウムループは、ターゲットにLiを循環させるための装置で、入射dから供給された熱と核変換元素等を除去する。またLi-リークによる火災を避けるために、不活性ガスによる多重防護システムとLi-リーク検出器を備えた設計とした。

角度分解光電子分光によるCeIrSi, LaIrSiの電子構造の研究

利光 孝文; 大河内 拓雄; 保井 晃; 小林 正起*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 宮内 裕一朗*; et al.

no journal, , 

CeIrSiは電気抵抗測定,磁化測定,dHvA効果測定実験が行われており、空間反転対称性のない物質で、高圧下超伝導状態が確認されている物質である。SPring-8 BL23SU軟X線ビームラインにおいて、同じ結晶構造を持つ物質CeIrSi, LaIrSiの単結晶の角度分解光電子分光を測定し、CeIrSiとLaIrSiを比べてどのような変化が見られるのかを調べた。この変化はCe 4電子が引き起こすものであると考えることができる。測定温度は20K,入射光エネルギーh=745eV(CeIrSi), h=742eV(LaIrSi)を用いて、ほぼ同じ面に対して角度分解光電子分光測定を行い、バンド分散及びフェルミ面マッピングを得た。図1には、LaIrSi, CeIrSiのバンド分散図を示した。点付近,Z点付近のフェルミ準位近傍ではバンド形状に大きな差異が見られ、2eV以下ではそのままのバンド形状でLaIrSiよりもCeIrSiの方が全体的に数100meVほど下がった形状になっている。フェルミ準位付近のバンド形状の差異はフェルミ面にも現れており、また、バンド計算での結果もこの実験の傾向とよい一致を示している。講演ではLaIrSi, CeIrSiのそれぞれのバンド分散図,フェルミ面マッピング、そして各々のバンド計算との比較も同時に議論する。

白金族元素含有ガラスの粘性特性と沈降挙動評価

宮内 厚志; 中島 正義; 守川 洋; 正木 敏夫; 小林 秀和; 山下 照雄; 駒嶺 哲*; 越智 英治*

no journal, , 

溶融ガラス中の白金族元素(Ru,Pd,Rh)は、ほぼ全量が析出した状態で存在し、ガラス溶融炉内では沈降・堆積することでガラスの粘性を変化させ、ガラスの流下性に影響を与える。今後のガラス溶融炉運転で想定される高温保持運転の許容範囲を評価するために、本研究では模擬ガラス試料を用いた実験室規模の高温保持試験を行い、白金族元素の沈降状態及び濃度変化と溶融ガラスの粘性変化を評価した。

OSL線量計を用いた放射線管理; 環境線モニタリングへの適用性

大倉 毅史; 大石 哲也; 宮内 英明; 吉富 寛; 橘 晴夫; 東 大輔; 鈴木 朗史*; 小林 育夫*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、原子炉施設等の周辺において積算線量計(ガラス線量計(SC-1))を用いた環境線モニタリングを実施している。各種素子による環境線モニタリングの適用性を確認することは、緊急的に広範にわたりモニタリングを実施するうえでも重要であると考える。そこで、個人被ばく管理用の素子として既に実用化されている長瀬ランダウアによるOSL線量計の、環境線モニタリングへの適用可能性を検討した。OSL線量計とガラス線量計との、3か月間の並行配置による比較測定を1年間にわたり実施した。その結果、OSL線量計は、3か月間配置では、広範囲の環境線モニタリングに適用可能な素子性能をガラス線量計と同程度に有していることを確認した。しかし、読み取り機の精度や手法に起因すると思われる測定値のバラツキ,素子間のバラツキがガラス線量計より大きかった。今後、バラツキの原因を調査し、安定したモニタリング手法の確立を目指す。

白金族元素含有ガラスの長期高温保持によるガラス物性への影響評価,2

大山 孝一; 守川 洋; 宮内 厚志; 中島 正義; 山下 照雄; 駒嶺 哲*; 越智 英治*

no journal, , 

白金族元素(ルテニウム,ロジウム,パラジウム)粒子は、ガラス溶融炉内で沈降・堆積し粘度を増加させ、ガラスの流下性に影響を及ぼす。ガラス溶融炉の運転で想定される数か月にわたる高温保持で生じる炉内の白金族粒子の変化と粘度への影響を把握するため、模擬廃棄物ガラスを用い、前報の1か月(720hr)に引き続き4か月(2880hr)までのるつぼスケールの保持試験を行い、粒子形状の観察及び粘度測定を行った。その結果、酸化ルテニウムの針状粒子の長さは初期状態ではほぼすべてが1m以下だったが、保持時間とともに最大粒子の長さが数十m以上に達し、同様に、パラジウムの球状粒子の径は1-2mから5-10m程度になっており、白金族粒子の成長が認められた。また、初期状態, 240hr, 720hr, 1440hr及び2880hr保持後の模擬廃棄物ガラスのずり速度0.1s-1での粘度と白金族成分含有率の関係は、同含有率20wt%程度までの範囲において、おおむね直線関係となる傾向が見られた。以上のことから、模擬廃棄物ガラスを1100Cで最大2880hr保持したるつぼスケールでの沈降・堆積では、白金族成分粒子の成長が観察されたが、粘度の増加はおもに白金族成分の含有率上昇によることを確認した。

Sedimentation behavior of noble metal particles in simulated high-level waste borosilicate glasses

中島 正義; 大山 孝一; 守川 洋; 宮内 厚志; 山下 照雄; 駒嶺 哲*; 越智 英治*

no journal, , 

高放射性液体廃棄物に含まれる白金族元素はガラス溶融炉内に分散して存在している。それらの一部は沈殿を生じ、溶融炉の安定的な運転に対し悪影響を及ぼす。沈殿の形成過程や性質に関する情報はそれらを除去したり排出したりする方法を検討するのに有用である。そこで、模擬ガラスを用いて沈降観察試験を行った。1.1wt%(酸化物換算値)の白金族粒子を含む試料を1100Cで保持した場合には、界面沈降を示し、界面の沈降速度は2.4mm/hで一定だった。この沈降挙動は急速沈降である。急速沈降に続いて、沈降速度は徐々に遅くなった。これは圧縮沈降である。初期の白金族濃度が3.0wt%と6.1wt%では最初から圧縮沈降を示した。界面の沈降曲線より、白金族の沈殿の最大濃度はおよそ23-26wt%であると見積もられた。この値により、除去すべき沈殿の物性を特定することができる。また、2880時間まで1100Cで保持した白金族粒子の成長が観察された。