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小奈 勝也*
JNC TJ6420 99-001, 76 Pages, 1999/02
放射性廃棄物の処分技術として、核燃料サイクル機構ではこれまでレーザーによる岩盤掘削技術、超電動エレベータ技術による搬送技術、さらには廃棄物潛在熱の有効利用が可能なゼーベック素子発電、スターリングエンジン発電技術等の研究を行ってきた。これらの研究を実施するに当たっては、地層処分に関る研究施設の立地優位性を考えた場合、地域産業の活性化、あるいは地域における科学技術への関心を高めることが大きな目標の一つとなり、そのためには地域の人々に化学・技術を具体的な形で提示し、関心と理解を得るすることが効果的である。この考え方にもとづき、従来例えばスターリングエンジン、ゼーベック発電、フライホイール等についての小型模型を試作し、原理の実証を行って定時してきた。今年度は、平成9年度に行った超伝導エレベータに関する小型模型の設計検討の経過を受けて、これの開発研究をさらに一歩進めたものである。もともとエレベータ開発の目的は、深地層間の搬送に対処するために新たにケーブルレスシステムを開発するところにある。エレベータに超伝導マグネットを搭載したシステムや、永久磁石を搭載したシステムの実証は既になされており、一定レベルまでは垂直運動についてH既に搬送技術が確立しているといえる。しかしながら、ケーブルレスエレベータの利点である同一シャフトに複数エレベータ運行を可能とするためには、水平から垂直への連続運動、垂直運動の分岐システムを開発する必要がある。このためYBCOバルク超伝導体のもつ強力なピン止め効果に着目し、これを活用して無制御で完全非接触の安定浮上を可能とする方法について検討してきた。今年度はこれらの成果をベースとしてた小型模型を製作し、実証並びにデータの取得を行ったものである。あわせて、制動時の電気回生を効率良く利用するためにフライホイールによる電力一時貯蔵技術について、同じく超伝導によるピン止め効果を利用した装置模型により必要なデータ取得を行い、それらの成果をまとめたものである。
小奈 勝也*
PNC TJ1360 97-001, 53 Pages, 1997/03
放射性廃棄物の処分に係る研究施設の立地誘発のために、昭和60年度より「ジオトピア構想」という地下環境の開発利用に関する調査研究を実施してきている。超電導エレベータや温度差利用駆動モータ等の革新的技術の開発は、このような背景から着手したものである。さらに、より地域振興への貢献と科学技術への関心を高めることを目標として、平成3年よりその技術を一般市民が理解し易い模型などの「触れる」形態にする作業を実施してきており、放射性廃棄物から発生する熱を利用することを目標とした熱電変換素子(ゼーベック素子)を組込んで駆動する模型や温度差で駆動するモータ(スターリング・エンジン)等の検討を実施してきた。今年度は、これら熱(温度差)利用を発生源に近い環境から、「上流域」、「中流域」、「下流域」を区別して、それぞれの区分に適したシステムの開発を検討した。「上流域」では、スターリング・エンジンを発電システムへ組込むことを想定したモデルの製作に関する予備検討を行った。検討に際しては、関係者からなる検討会を設置して行った。「中流域」では、ゼーベック素子による発電システムを、電池への充電を可能にするシステムを検討した。「下流域」では、様々な気体分子をファンデル・ワールス力で包含させた、いわゆる「ガス・クラスレート(気体の水和物)」の分解圧を利用した駆動システムを検討した。
小奈 勝也*
PNC TJ1360 96-002, 58 Pages, 1996/03
放射性廃棄物の処分に係る研究施設の立地誘発のために、昭和60年度より「ジオトピア構想」という地下環境の開発利用に関する調査研究を実施してきている。この中では、地域との信頼性向上には形の見えない計画や構想よりも、地下開発利用から様々な分野への実用化が見込める技術の確率をめざす方が、技術の経済的波及効果や産業振興との関係を理解させ易く、効果的であるとの考えに至った。革新的技術の開発として手掛けた超電導エレベーターやレーザー岩盤掘削等は、このような背景から着手したものである。さらに、より先導的技術の開発を実施するために、平成3年度より対象技術の摘出を行うと同時に、その技術を一般市民が理解しやすい模型等の「触れる」形態にする作業を実施してきており、放射性廃棄物が発生する熱を利用することを目標とした熱電変換素子(ゼーベック素子)を組込んで駆動する模型や、温度差で駆動するモーター(スターリングエンジン)等の試作製作を実施してきた。これらの熱利用システムの中から、今年度は放射線の影響を全く考慮する必要がないスターリングエンジンの効率的熱利用への検討を行い、いわゆる廃熱の存在する温度差(数10度
数100度)があれば、その温度差から発電が可能であることを、一般に理解させ得る形態模型の研究・施策を実施したものである。
小奈 勝也*
PNC TJ6360 93-001, 43 Pages, 1993/01
人形峠事業所では現在雷雲の発生状況を地上電界値の測定により行い、落雷の予測、防雷につながる基礎データの取得を行っている。これは新技術開発の一環として精密機器やソフトなどを雷のサージから保護することを狙いとしたものであり、今後の効果的な研究のために取得データの有効な整理、解析をはじめ研究シナリオの検討が課題となる。一方雷をエネルギーという観点からみれば単に雷を地中に逃がすだけでなく、積極的な利用(利雷)が考えられるが、これの可能性について検討することは意義がある。検討の成果を要約すれば、はじめに人形峠事業所の雷研究のフィールドとしての評価を行った。その結果、夏、冬の観測地としては適当な実験地といえるものである。しかしながら、ロケット誘雷実験などによる積極的な研究を進める場合、安全上広さが不十分であると見られる。これはロケット以外の例えば電磁力利用装置を用いる場合も飛行体と誘雷用ワイヤの打ち上げを考えるならば同様の問題は避けられない。しかし現状検討段階の水誘雷やレーザ誘雷など新しい技術を適用出来るならば実験地の可能性はある。雷エネルギーは計算上は巨大なエネルギーとなるが、その直接利用については現状アイディア段階であり、実用化にはまだ遠いと言わねばならない。雷に伴う電磁界の生物への影響も情報整理から進める必要がある。
小奈 勝也*
JNC TJ7400 2005-056, 84 Pages, 1990/06
事業団が進める地層科学研究の目的の一つに、処分技術の実現可能性を評価するために、処分に係わる建設・操業・埋め戻しのための技術開発を行うという計画がある。その研究範囲は、例えば、地層環境に与える影響を極力少なくする掘削技術の開発・影響を受けた部分を修復するクラウト技術などを含んでいる。坑道の掘削技術は、掘る、穿つ、これらの為に、発破や機械又は水圧を用いた破砕・削岩などを行うという物理的な方法を原点としており、古来より引き続いているものである。これらの工法は、確立した技術ではあるが、更に岩盤への影響を極力小さくとどめ、坑壁の修復も容易に可能というような技術開発を前提とすると、化学的な工法も含め革新的な要素が組み込まれてくることが必要と考えられる。一部の専門家からも、安全でスピーディーな掘削システムを使って地下にもぐるといった提案が地底総合開発構想などの場でなされている。このため、坑道掘削に関する革新的高度技術について可能性を調査するとともに、今後の研究課題について検討し、本年度はデザインオーソリティーの確立にはニューコンセプトとヒューマンフィッティングが重要と考え、掘削技術の高度化にレーザー技術の適用を検討した。
小奈 勝也*
PNC TN4000 90-001, 254 Pages, 1990/01
事業団は、昭和52年度以来原子力委員会の高レベル放射性廃棄物対策に関する基本方針に基づき、地層処分に関する研究開発を進めてきた。この間、昭和59年の「放射性廃棄物処理処分方策について(中間報告)」(原子力委員会)において我が国における地層処分の技術的見通しが示され、さらに昭和62年の「原子力開発利用長期計画」において事業団は地層処分研究開発の中核推進機関の役割りを与えられた。その後、平成元年9月26日に事業団の「地層処分研究開発の考え方と進め方」が策定され、また平成元年12月19日には、原子力委員会において「高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発の重点項目とその進め方」が了承された。これらの中で、我が国における地層処分研究開発は、先ず地層処分の実現可能性を示すことに重点を置いて進めるとの方針が示された。また、このような研究開発には、将来予測のための科学的方法の開発等の長期的研究開発課題が含まれることから今後10数年以上はかかることが見込まれた。これを踏まえ、今般昭和63年4月に策定された事業団の「地層処分研究開発の実施計画」を見直し「地層処分研究開発工程表」として取りまとめた。本工程表は、今後の研究開発の実施に当たりその指針を与えるものとして、個々の研究開発毎の目的と位置づけ及びその展開を定めるものである。本工程表は、現時点で見通すことが可能な期間については詳細かつ広範囲な研究開発計画とし、中長期的には、研究開発の方向性を与えることに重点を置いた。本計画に関しては、今後研究開発の進展に応じて適宜見直すこととする。
小奈 勝也*
平成元年度 超電導技術応用分野のフィジビリティ調査に関する報告書, 3, ,
(財)国際超電導産業技術センター(ISTEC)では、超電導技術応用分野のフィジビリティ調査を行っており、この中で「鉛直利用の現状」について調査中であります。上記技術資料に記述されている内容を引用し「地下式無重量実験施設の可能性検討」の項目に概要を掲載させて頂きたい。具体的記載内容は別紙添付の通りであります。
