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濱 克宏; 笹尾 英嗣; 岩月 輝希; 尾上 博則; 佐藤 稔紀; 藤田 朝雄; 笹本 広; 松岡 稔幸; 武田 匡樹; 青柳 和平; et al.
JAEA-Review 2016-014, 274 Pages, 2016/08
JAEA-Review-2016-014.pdf:44.45MB
日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の実現に向けた国の第2期中期目標(平成22
26年度)に基づき中期計画を策定し、処分事業と国による安全規制の両面を支える技術基盤を整備するため、地層処分研究開発と深地層の科学的研究の2つの領域において研究開発を進めている。今般、本中期計画期間における深地層の科学的研究分野(超深地層研究所計画、幌延深地層研究計画、地質環境の長期安定性に関する研究)の成果を取りまとめるにあたり、処分事業におけるサイト選定から処分開始に関する意思決定ポイントまでに必要な技術情報を事業者・規制機関が活用しやすい形式で体系化し、所期の目標の精密調査(前半)の段階に必要となる技術基盤として整備した。
城 隆久; 後藤 健博; 矢吹 健太郎; 池上 和律; 宮川 高行; 毛利 哲也; 久保 篤彦; 北野 彰洋; 中川 浩樹; 川村 義明; et al.
JAEA-Technology 2010-052, 84 Pages, 2011/03
JAEA-Technology-2010-052.pdf:17.14MB
高速増殖原型炉もんじゅは、平成7年12月に発生した2次主冷却系ナトリウム漏えい事故後、運転を停止していたが、平成22年5月6日に14年5か月ぶりに性能試験を再開した。性能試験は、3段階に分けて実施していく計画であり、その最初の段階の炉心確認試験を78日間に渡って実施し、同年7月22日に終了した。炉心確認試験は、制御棒価値,プラント内外の空間線量当量率,冷却材やカバーガスの純度確認及び1次主冷却系循環ポンプのコーストダウン特性を測定する試験等、合計20項目の試験で構成される。平成22年5月8日に臨界を達成、長期停止・燃料交換後炉心でも十分な精度で臨界予測が可能であることを実証した後、国の使用前検査により安全上の技術基準を満足していることを確認した。その後、研究開発を目的とした試験を行い、おもに零出力炉物理特性(特に、Am-241を多く含む炉心の特性)の把握に資するデータを収集した。また、日本原子力学会を通じて大学等から提案のあった未臨界度の測定法を検討するための試験も実施するとともに、中性子計装の健全性確認のための測定や核出力校正の確認、1次主冷却系循環ポンプコーストダウン特性確認等を実施した。
片貝 秋雄; 玉田 正男; 永本 浩之*; 小野 佐由理*; 宮川 博*
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 49, 2007/02
アミドキシム基を有するキレート繊維の放射線グラフト重合法による経済的な合成法と得られたキレート繊維の重金属除去性能を亜鉛,カドミウム、又は鉛を含むモデル汚染水を用いて検討した。モノマー溶液として用いるアクリロニトリル溶液を5回繰り返し使用した結果、初回のグラフト率(180%)の90%を維持していた。このことからモノマー溶液の繰り返し使用によるキレート繊維の製造コスト低減化に見通しが得られた。キレート繊維の吸着性能は市販のキレート樹脂(0.33mmol/g-ad)に比べ、3.6倍と高い吸着容量を示した。汚染土壌の洗浄水から鉛イオンを除去する試験をバッチ法で行った。鉛イオンの残存量は撹拌開始30分で環境基準(0.01mg/L)以下までに低下し、本キレート繊維が低濃度で高度な処理が必要な重金属汚染水の浄化材料として適していることが明らかになった。
片貝 秋雄; 玉田 正男; 永本 浩之*; 宮川 博*
日本イオン交換学会誌, 16(2), p.122 - 126, 2005/05
アクリロニトリルとメタクリル酸との放射線共グラフト重合法及びグラフト鎖中のシアノ基のアミドキシム基への変換によって、キレート形成基としてアミドキシム基を持つキレート繊維を作製した。放射線共グラフト重合法でのモノマーを繰り返し使用して、グラフト鎖の組成及び重金属イオン吸着容量に及ぼす効果を調べた。共グラフト重合で生じるホモポリマーの量が0.15g/Lと無視できるほど少ないために、4回モノマーを繰り返し使用しても共グラフト率の低下は初回の170%に比べて10%程度であった。アミドキシム基密度,亜鉛及びカドミウムの吸着容量への影響は小さかった。4回モノマーを繰り返し使用することにより、50%コストダウンすることができた。
三宅 収; 浜田 広次; 田辺 裕美; 和田 雄作; 宮川 明; 岡部 綾夫; 中井 良大; 広井 博
JNC TN2400 2003-003, 225 Pages, 2004/02
JNC-TN2400-2003-003.pdf:40.45MB
高速増殖炉の蒸気発生器における伝熱管破損事故(ナトリウム-水反応事故)の評価に関連して、事故発生時の高温ラプチャ型破損による隣接伝熱管への破損伝播の有無に係る評価手法を整備した。また、この評価手法を用いて「もんじゅ」蒸気発生器伝熱管の健全性を評価した結果について整理した。
浜田 広次; 田辺 裕美*; 和田 雄作*; 宮川 明*; 広井 博*
PNC TN9410 98-029, 122 Pages, 1998/05
高速炉蒸気発生器伝熱管の高温ラプチャに対する健全性評価のため、動燃では次の研究を進めてきた。1)超高温材料データの取得と構造健全性評価法の整備2と1/4Cr-1Mo鋼の高温(7001200
)クリープ試験データを取得し、高温、短時間破裂である高温ラプチャ特性を踏まえて時間依存のクリープ破断評価法に基づく材料基準値を策定した。また伝熱管破損模擬試験(TRUST-2)により本評価法を検証した。2)ブローダウン時の減圧特性を含む伝熱管内流動解析手法の整備本ブローダウン解析に使用するBLOOPHと汎用コードであるRELAP-5とで実機ブローダウン解析結果の比較を行い、両者が良好な一致を示すことを確認した。また、ナトリウム-水反応時の入熱を考慮した管内蒸気流モデルを開発した。3)ナトリウム-水反応試験データに基づく定量的な検証過去のナトリウム-水反応試験データから保守的に求めた反応域温度と管外熱伝達率を用いてSWAT-3試験及び米国LLTR試験の解析を行い、クリープ破断モードよりも延性破断モードが早期に現われること、破断時間は実際の試験結果よりもかなり短時間の保守的な結果となることを示した。これらの結果を踏まえて、PFR大リーク事故及び高速増殖原型炉「もんじゅ」蒸気発生器伝熱管破損の再評価を行った。主な結果は、以下のとおり。1.1987年の英国PFRの事故が多数の伝熱管破損に至った最大の原因は、事故当時過熱器に高速減圧系が設置されていなかったためであることが、上記評価法を適用して定量的に示された。2.以上の検証解析結果を踏まえて選定した保守的なパラメータを用いて、「もんじゅ」条件での100%、40%、10%の各定常運転から水ブローまでの解析を行い、いずれの場合も高温ラプチャが発生する条件に至らないことを確認した。3.管束部中下部ではブロー途中に伝熱管内部流量が低下するため、安全裕度が相対的に小さくなるが、蒸気ブロー弁の増設による水ブローの高速化が裕度拡大方策として有効であることを示した。
片貝 秋雄; 玉田 正男; 永本 浩之*; 小野 佐由理*; 宮川 博*
no journal, ,
工場排水や鉱山廃水などの重金属汚染水から有害重金属を除去する方法として、一般的には消石灰による中和凝集沈殿法が用いられている。この方法では排水基準や環境基準に近い低濃度の有害重金属を処理する場合、除去処理効率の低下によりイオン交換樹脂やキレート樹脂を用いた2次処理が必要になる。本研究では、放射線グラフト重合によって作製したアミドキシム型キレート繊維(5.6mmol/g-ad)について重金属汚染水からの亜鉛(Zn),カドミウム(Cd),鉛(Pb)などの重金属除去性能について検討した。キレート繊維を詰めたカラムに汚染地下水(Cd0.025mg/L)6Lを空間速度50の流速で流し、流出液中のCd濃度を測定した。その結果、Cdの濃度は環境基準(0.01mg/L)以下に除去することができた。また、Znも同様に除去することができた。鉛に汚染された土壌を洗浄処理して得られた廃液800mL(0.18mg/L)にキレート繊維を入れ、攪拌吸着による残存Pb量の経時変化を調べた。その結果、Pbの残存量は、攪拌開始30分で環境基準(0.01mg/L)以下までに低下することが明らかになり、本キレート繊維が低濃度の重金属汚染水の浄化材料として適していることが認められた。
片貝 秋雄; 玉田 正男; 永本 浩之*; 小野 佐由理*; 宮川 博*
no journal, ,
工場排水や鉱山廃水などの重金属汚染水から有害重金属を除去する新しい浄化方法として、放射線グラフト重合により合成したキレート繊維を用いた重金属除去法が注目されている。本研究では、アミドキシム基をキレート形成基として有するキレート繊維の放射線グラフト重合による経済的な合成法と得られたキレート繊維(5.6mmol/g-ad)の重金属汚染水からの鉛(Pb)などの除去性能について検討した。モノマー溶液の繰り返し使用回数とグラフト率との関係について検討した結果、グラフト率は5回使用時で初回のグラフト率の90%を維持、そしてグラフト鎖のアクリロニトリル/メタクリル酸組成比,重金属吸着性能への影響もないことから、モノマー溶液の繰り返し使用によるキレート繊維の製造コスト低減化に見通しが得られた。汚染土壌の浄化処理液からのPbの除去試験を行った。洗浄処理廃液(0.18mg/L)にキレート繊維を入れ、攪拌吸着による残存Pb量の時間変化を調べた。Pbの残存量は、攪拌開始30分で環境基準(0.01mg/L)以下までに低下することが明らかになり、本キレート繊維が低濃度で高度な処理が必要な重金属汚染水の浄化材料として適していることが認められた。
暦本 雅史; 安藤 将人; 近澤 佳隆; 加藤 篤志; 浜野 知治; 塩濱 保貴; 宮川 高行*; 鵜澤 将行*; 原 裕之*; 山内 和*; et al.
no journal, ,
(1)緒言: FBR次期炉における有望な概念としてナトリウム冷却炉が検討されている。この場合、現在廃止措置が進められている「もんじゅ」において、燃料交換及び燃料処理時のナトリウム中等の燃料取扱い等の運転経験にかかる実績を取得することにより有効な知見が得られることが期待できる。これら「もんじゅ」の運転経験を分析・調査することにより、FBR次期炉設計へ反映すべき項目の整理を行う。(2)燃料取扱設備に係る運転データ等の知見整理及びFBR次期炉へ反映する項目の抽出: 2.1燃料交換時間、燃料処理時間燃料交換及び燃料処理において、各運転操作に係る所要時間の実績を整理し、分析を行った結果、「もんじゅ」の設計値を大きく上回るプロセスはなく、設計時間どおりに動作していることを確認した。ここで、1体あたりの処理時間に大きな割合を占めた燃料洗浄設備の燃料洗浄工程や脱湿工程については、更なる分析を踏まえ、運用方法の見直し等による更なる短縮化を検討していく必要がある。また、気圧の変化によるガス置換時間の増加も確認され、FBR次期炉では、想定すべき低気圧を考慮した設計検討を行う必要がある。2.2燃料出入機本体に係る、グリッパ爪開閉トルク上昇の不具合、ドアバルブの全閉不良の不具合これらは、付着ナトリウムの湿分等による化合物化に伴う堆積が原因であった。FBR次期炉においてはナトリウムが堆積しにくい構造や燃料洗浄設備における湿分除去対策などについて設計検討を行う必要がある。また、メカニカルシールの摩擦抵抗の増加及び経年劣化も確認され、FBR次期炉ではメカニカルシールの摩擦抵抗低減策などについて設計検討を行う必要がある。(3)結論: 「もんじゅ」の廃止措置において得られた知見を用いて整理,分析を行い、燃料洗浄設備,燃料出入機本体の設計検討への反映項目を抽出した。FBR次期炉においても「もんじゅ」に準じた燃料取扱設備機器を使用することが想定され、これらの成果によりFBR次期炉の燃料取扱設備へ反映することで燃料交換時間短縮や不具合解消が期待できる有用な成果を得ることができた。本報告は、経済産業省からの受託事業である「令和2年度 高速炉に係る共通基盤のための技術開発事業」の一環として実施した成果である。
