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湊 和生; 林 博和; 水口 浩司*; 佐藤 岳之*; 天野 治*; 宮本 智司*
Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.778 - 781, 2003/11
酸化物燃料の乾式再処理におけるアクチノイド及び核分裂生成物の挙動をシミュレーションする技術を開発した。このシミュレーション技術は、化学平衡計算と電気化学反応計算を基礎としたものであり、実験データの解析,実験データの予測,最適プロセス条件の提案等に活用できる。UO
とPuOの電解共析の実験について、シミュレーションを行った。公開されている実験データが限られており、実験を定量的に再現することは困難であったが、計算結果は定性的に実験結果と一致した。、不純物として混入した鉄のFe
とFe
との間の酸化還元反応が、UOとPuOの析出を妨害し、電流効率を悪くした原因ではないかということを理論的に解析して示した。
柴田 大受; 菊地 孝行; 宮本 智司*; 小倉 一知*
Nuclear Engineering and Design, 223(2), p.133 - 143, 2003/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.88(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)は、様々な照射試験のために高温で大きな照射空間を提供することができる。HTTRの最初の照射設備としてI-I型材料照射試験用設備が開発された。これは、ステンレス鋼の照射下クリープ試験を標準サイズの大型試験片を用いて実施するためのものである。この設備では照射温度制御に炉内の高温の雰囲気を利用する設計としており、照射温度は550
Cと600Cで
3Cの変動範囲で実施することを目標としている。本研究は、試験片の照射温度の安定性を解析的及び実験的手法により評価したものである。まず、過渡状態における試験片温度の変化を有限要素法(FEM)により解析し、次にモックアップを用いて温度制御性を実験的に検証した。さらに、得られた結果をHTTRの出力上昇試験で測定された炉内黒鉛構造物の温度変化特性と比較検討した。その結果、I-I型材料照射試験用設備の温度制御方法が、安定な照射試験を実施するうえで有効であることを示した。
柴田 大受; 菊地 孝行; 宮本 智司*; 小倉 一知*
JAERI-Tech 2002-097, 19 Pages, 2002/12
高温工学試験研究炉(HTTR:High Temperature Engineering Test Reactor)は、熱出力30MWの黒鉛減速・ヘリウムガス冷却型の高温ガス炉であり、高温ガス炉技術の基盤の確立と高度化に加えて、高温の照射環境を活かして高温工学に関する先端的基礎研究を行うことを目的としている。今後HTTRでは、安全性実証試験や高温試験運転の実施に加え、高温で広い照射空間を利用して照射試験を進めていく計画である。本報告書は、これまでに開発した、HTTRの初めての照射設備であるI-I型材料照射試験用設備について、その設計及び照射試験における炉内データの取得方法についてまとめたものである。本設備はHTTRで金属材料の照射下クリープ試験を実施するため設計されており、大型の試験片に安定して大きな荷重をかけられること、照射温度制御性に優れていることなどの特長を有している。照射下クリープ特性は、新たに開発した差動トランスにより、また炉内の照射データは、熱電対や自己出力型中性子検出器(SPND)により連続的に測定し、照射試験後にフルエンスモニタにより中性子照射量を評価する予定である。ここで得られる試験結果は、初めての炉内の照射データであることから、今後の高温ガス炉技術の高度化等にも貢献することが可能である。
竹田 武司; 古澤 孝之; 篠崎 正幸*; 宮本 智司*
Nuclear Engineering and Design, 217(1-2), p.153 - 166, 2002/08
被引用回数：2 パーセンタイル：17.03(Nuclear Science & Technology)逆U字型の伝熱管136本を有する1次加圧水冷却器(PPWC)は、HTTR(高温工学試験研究炉)の1次冷却設備に据え付けられている。HTTRは、日本で初めての高温ガス炉であり、出口ガス温度は950
である。PPWC伝熱管は、1次冷却材圧力バウンダリを形成している。PPWC伝熱管の供用期間中検査を効率的に実施するため、探傷試験技術を確立すべきである。そこで、渦流探傷試験と超音波探傷試験用プローブを用いた自動探傷システムを開発した。本研究の中で、模擬欠陥試験体を用いたモックアップ試験により、探傷プローブの欠陥検出性能及びPPWC伝熱管の非破壊検査への自動探傷システムの適用性について調べた。自動探傷システムにより、探傷プローブを模擬欠陥試験体内の所定の位置に一定速度で円滑に挿入,引抜くことが可能となった。さらに、自動探傷システムを用いたPPWC伝熱管の探傷技術の信頼性を実証するため、最高到達原子炉出力約55%のHTTR試験運転後の原子炉停止期間において、PPWC伝熱管の非破壊検査を実施した。非破壊検査を通じて、検査PPWC伝熱管外面に欠陥は無いことが確認できた。
柴田 大受; 菊地 孝行; 宮本 智司*; 小倉 一知*; 石垣 嘉信*
FAPIG, (161), p.3 - 7, 2002/07
I-I型材料照射試験用設備は、我が国初の高温ガス炉である高温工学試験研究炉(HTTR)で用いられる最初の照射試験設備である。本設備は316FR鋼の標準試験片の照射下クリープ試験のために開発されたものであり、機器単体の機能試験及び全体組立後の機能試験を経て開発は完了している。本論文は、2001年10月にフランス パリにて開催されたOECD NEA国際会議(The Second Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High Temperature Engineering)で発表した本設備の開発状況についてのレポートを和訳して紹介するものである。
木内 清; 井岡 郁夫; 橘 勝美; 鈴木 富男; 深谷 清*; 猪原 康人*; 神原 正三; 黒田 雄二*; 宮本 智司*; 小倉 一知*
JAERI-Research 2002-008, 63 Pages, 2002/03
JAERI-Research-2002-008.pdf:7.85MB
本研究は、平均燃焼度100GWd/tを目指したABWR用の超高燃焼度MOXを念頭にした「高性能燃料被覆管材質の研究」のフェーズ1である。フェーズ1は、平成10年度に実施した基礎調査結果を踏まえて、平成11年度と平成12年度の2年間にわたり実施した。フェーズ1では、現用Zr系合金の使用経験データを解析して、超高燃焼度化にかかわる長期耐久性の支配因子を摘出及び高性能被覆管の要求特性に照らして耐食合金間の相互比較,フェーズ2の中性子照射試験等の基礎評価試験用候補材の選定を行った。
竹田 武司; 古澤 孝之; 宮本 智司*
JAERI-Tech 2001-050, 37 Pages, 2001/07
JAERI-Tech-2001-050.pdf:3.82MB
HTTR(高温工学試験研究炉)の1次加圧水冷却器(PPWC)伝熱管は、1次冷却材圧力バウンダリを形成しており、安全上重要である。PPWC伝熱管の探傷試験技術を確立するため、渦流探傷試験(ECT)用ボビン型プローブ,回転型及び超音波探傷試験(UT)用回転型プローブを用いた自動探傷システムを開発した。本システムを用いて、HTTRの原子炉停止期間(報告時点における最高到達原子炉出力は約55%)において68本(抜取率50%)のPPWC伝熱管の非破壊検査を実施した。その結果、ECTにおける信号/ノイズ比の最大値は1.8であり、当該PPWC伝熱管で得られたリサージュ波形の軌跡及び位相は、模擬欠陥試験体に対して得られた結果と異なった。さらに、UTにおけるエコ-振幅はいずれの検査部位も20%距離振幅校正曲線を下回った。ゆえに、検査したPPWC伝熱管にプローブの検出指標を超える深さの外面欠陥は無いことが確認できた。
猪原 康人*; 井岡 郁夫; 深谷 清; 橘 勝美; 鈴木 富男; 木内 清; 黒田 雄二*; 宮本 智司*
JAERI-Tech 2001-021, 22 Pages, 2001/03
JAERI-Tech-2001-021.pdf:3.14MB
発電炉の高度化に対応できる耐久性に優れた被覆管の開発には、被覆管が置かれる高温かつ温度傾斜をもった重照射場環境における腐食現象の解明と抑制が不可欠である。本研究では、現用材や開発材の高温水中での腐食挙動の解明と、今後のホットセル試験に必要な腐食試験技術開発のために、超臨界水仕様の高温水ループ腐食試験装置を製作した。本装置は、実際の被覆管の表面温度を超える450,圧力25MPaまでの超臨界水域における浸漬腐食試験や伝熱面腐食試験が可能である。本装置の特長は、一対のサファイア製観察窓を設置することにより、試験片表面のその場観察が可能なことである。小型高温水ループにおける長時間腐食試験では、各試験条件における制御安定性が求められるが、温度,圧力及び溶存酸素濃度が数%以下の変動範囲で制御できることを確認した。
柴田 大受; 菊地 孝行; 宮本 智司*; 小倉 一知*; 石垣 嘉信*
Proceedings of OECD/NEA 2nd Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High-temperature Engineering, p.145 - 152, 2001/00
高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた照射試験として、高速炉用ステンレス鋼の照射下クリープ試験が計画されており、そのためHTTRの初めての照射設備であるI-I型材料照射試験用設備の製作が進められている。この設備では、HTTRの大容量かつ高温の照射場を利用して、通常は非照射下で用いられる標準サイズの引張試験片を照射下クリープ試験に供することが可能である。この設備では、(1)炉内の高温の雰囲気と電気ヒーターによる照射温度制御,(2)炉外に設置されたてこと重りによる最大約10kNまでの試験荷重制御,(3)高温用に開発された作動トランスによる照射下クリープ挙動の測定、など高温ガス炉での照射試験のための設計上の工夫がなされている。現在、この設備の開発は最終段階にあり、全体組立後の機能試験を実施している。本報は、I-I型照射設備の開発状況についてまとめたものである。
猪原 康人*; 井岡 郁夫; 深谷 清; 木内 清; 黒田 雄二*; 宮本 智司*
腐食防食協会第47回材料と環境討論会講演集 (B-204), p.177 - 180, 2000/00
超高燃焼度炉に対応した燃料被覆管用材料として、電子ビーム(EB)溶解法を用いて高清浄度化したNb合金及びオーステナイト系ステンレス鋼を開発した。これらの材料に対し、超臨界水環境を含む高温高圧水中における腐食挙動を調べ、現用ジルカロイ等と比較した。ステンレス鋼試作材は、EB溶解法とSAR処理により、熱時効に対して十分な粒界腐食抵抗性と中低温機械的強度を示した。また、高温高圧水中における腐食試験ではほとんど腐食せず、現用ジルカロイに対して十分な耐食性を示した。Nb-Mo合金は、純NbやNb-W合金よりも高温高圧水中における酸化量が少なく、ジルカロイと同等の耐食性を示した。これは、超臨界水前後の高温度域において顕著であった。
