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報告書

CMIR-6で照射したODS鋼被覆管の照射挙動評価

矢野 康英; 大塚 智史; 山下 真一郎; 小川 竜一郎; 関根 学; 遠藤 敏明; 山県 一郎; 関尾 佳弘; 丹野 敬嗣; 上羽 智之; et al.

JAEA-Research 2013-030, 57 Pages, 2013/11

JAEA-Research-2013-030.pdf:48.2MB

安全性並びに経済性に優れた高速増殖炉を実現させるためには、燃料の高性能化が不可欠であり、そのためには高温・高燃焼度条件での使用に耐えうる炉心材料の開発と照射挙動(=照射健全性)の把握が重要な課題である。このため、耐スエリング性能に優れるフェライト鋼を炉心材料に選定し、被覆管材料としてはODSフェライト鋼、ラッパ管材料としては11Cr-フェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)を第一候補材料として開発を実施している。そこで、照射挙動評価に資するために、「常陽」MK-III炉心材料照射用CMIR-6で照射したODSフェライト鋼の照射後強度特性並びに組織観察を行い、挙動評価を行った。

論文

Mechanical properties of friction stir welded 11Cr-ferritic/martensitic steel

矢野 康英; 佐藤 裕*; 関尾 佳弘; 大塚 智史; 皆藤 威二; 小川 竜一郎; 粉川 博之*

Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S524 - S528, 2013/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:72.36(Materials Science, Multidisciplinary)

高速炉用に開発された11Crフェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)に、先進的固相接合である摩擦攪拌接合(FSW)を実施した。その共材接合体の強度と組織の特性について調査した。その結果、攪拌部の硬さが550Hvと母材の硬さ(330Hv)に比べて非常に高いにもかかわらず、室温での強度及び伸びは、母材に比べて優れていた。このような特性は、FSW中の結晶粒微細化の効果に起因して生じていると思われる。なお、本研究の一部は、文部科学省原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブにより実施された「摩擦攪拌接合によるNa高速炉炉心材料の新たな接合技術に関する研究」の成果である。

論文

Investigation of the cause of peculiar irradiation behavior of 9Cr-ODS steel in BOR-60 irradiation tests

大塚 智史; 皆藤 威二; 矢野 康英; 山下 真一郎; 小川 竜一郎; 上羽 智之; 小山 真一; 田中 健哉

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(5), p.470 - 480, 2013/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:38.75(Nuclear Science & Technology)

BOR-60において9Cr-ODS鋼被覆管燃料ピンを含む4体の集合体の照射試験を実施した。4体の中で最高の燃焼度(ピーク: 11.9at%)及び最高照射量(ピーク: 51dpa)を達成した試験集合体は燃料破損等の問題なく、無事照射試験を完了することができた。これにより9Cr-ODS鋼被覆管としてのチャンピオンデータを取得することに成功した。一方、ピーク燃焼度10.5at%、ピーク照射量44dpaに達した試験集合体で9Cr-ODS鋼被覆管燃料ピンの破損が生じた。破損部近傍には特異な組織変化が生じていた。これら特異な照射挙動の原因究明を進めた結果、照射試験に供した9Cr-ODS鋼被覆管には超音波探傷検査で検知できなかった金属Cr介在物が存在し、これにBOR-60の高温照射が重畳したことが原因であることがわかった。

論文

Irradiation performance of oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic steel claddings for fast reactor fuels

皆藤 威二; 大塚 智史; 矢野 康英; 丹野 敬嗣; 山下 真一郎; 小川 竜一郎; 田中 健哉

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Safe Technologies and Sustainable Scenarios (FR-13) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2013/03

高燃焼度燃料被覆管候補材料として原子力機構で開発を進めているODSフェライト鋼被覆管の照射特性を把握し、高速炉燃料としての適用性を判断するために「常陽」とBOR-60で照射試験を実施した。「常陽」では、照射温度693から1108Kの範囲で照射量33dpaまでの材料照射試験を実施し、照射後の強度特性や組織安定性等に関するデータを取得した。BOR-60では、燃焼度11.9at%、照射量51dpaまでの燃料ピン照射試験を実施し、燃料との共存性(被覆管内面腐食)や寸法安定性に関するデータを取得した。これらの結果から、ODSフェライト鋼被覆管の高速炉燃料としての優れた照射特性が確認できた。本論文では、これら照射試験で得られたODSフェライト鋼被覆管の照射特性について評価した結果を述べる。

論文

Effects of neutron irradiation on tensile properties of oxide dispersion strengthened (ODS) steel claddings

矢野 康英; 小川 竜一郎; 山下 真一郎; 大塚 智史; 皆藤 威二; 赤坂 尚昭; 井上 賢紀; 吉武 庸光; 田中 健哉

Journal of Nuclear Materials, 419(1-3), p.305 - 309, 2011/12

 被引用回数:19 パーセンタイル:80.33(Materials Science, Multidisciplinary)

高速実験炉「常陽」のCMIR-6で照射したODS鋼被覆管のリング引張特性に及ぼす照射効果に関して調査を行った。照射条件範囲は、照射温度693$$sim$$1108Kと照射量16$$sim$$33dpaであった。照射温度923K未満では強度特性に変化は見られなかったが、1023Kでは20%の強度低下が見られた。一方、照射後の一様伸びは、すべての照射条件で2%以上確保されていた。本照射条件範囲ではODS鋼被覆管は、一般的な11Crフェライト/マルテンサイト鋼であるPNC-FMS被覆管と比較しても優れた引張特性を維持していることが明らかになった。

論文

Oxide fuel fabrication technology development of the FaCT project, 5; Current status on 9Cr-ODS steel cladding development for high burn-up fast reactor fuel

大塚 智史; 皆藤 威二; 矢野 康英; 山下 真一郎; 小川 竜一郎; 上羽 智之; 小山 真一; 田中 健哉

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 6 Pages, 2011/12

9Cr及び12Cr-ODS鋼被覆管の炉内健全性評価結果についてまとめた。9Cr及び12Cr-ODS鋼被覆管燃料ピンの照射試験を実施し、ピーク燃焼度11.9at%、ピーク照射量51dpaまでの照射を健全に完了し、ODS鋼被覆管燃料ピンとしてのチャンピオンデータを取得することができた。一方で、ピーク燃焼度10.5at%まで照射したもう一体の集合体において、12Cr-ODS鋼燃料ピンは健全に照射を完了したが、9Cr-ODS鋼燃料ピン1本の破損が生じた。破損部の組織調査を実施した結果、不定形の粗大析出物が形成した特異な組織変化が認められた。この9Cr-ODS鋼における燃料破損と特異な組織変化の原因究明を進めた結果、超音波探傷検査で検知できなかった金属Cr介在物が9Cr-ODS鋼被覆管中に存在し、これに高温照射が重畳したことが原因であることが判明した。次のステージ(2011-2013)では、製造プロセス中で単体金属元素粉末の取り扱いを行わない完全プレアロイ法による均質被覆管の製造技術開発を行うこととした。

報告書

デコミッショニング評価システムの開発(8)-旧JWTF解体シナリオの検討-

小川 竜一郎; 吉澤 俊司

JNC TN9410 2001-029, 47 Pages, 2001/12

JNC-TN9410-2001-029.pdf:1.76MB

核燃料サイクル施設等のデコミッショニングの実施前に、人工数、工期、被ばく線量、廃棄物発生量、コストの指標をワークステーション上で計算し、解体シナリオの最適化を図る支援システムとして、デコミッショニング評価システム(DECMAN)を展開した。本報告書では、DECMANを用いて常陽廃棄物処理建屋の解体シナリオの評価計算を行うために、設備機器の位置情報および表面線量率のデータ収集作業を実施した。得られた機器情報データを用いて、設備の除染を行った場合と行わなかった場合の解体シナリオを基にDECMANによる評価計算を行った。さらに、常陽廃棄物処理建屋解体撤去までに行う作業の整理を行った。本作業の結果、以下の結果が得られた。1)評価計算の結果、内装機器撤去に要する人工数は、約4.5$$times$$10の3乗倍、工期は約490日、コストは約390万円、廃棄物量は約140t(放射性廃棄物は69t)であった。 2)高線量機器の除染を行わず解体を行った場合と、除染作業を行った場合では、除染を行わなかった場合に比べて、人工数で1.3倍、コストで2.0倍多くかかる。被ばく量は、除染を行わない場合が行った場合の3.9倍多い結果となった。 3)DECMANによる被ばく計算では、被ばく量が過大に評価された。この原因は、 2次元座標で情報を与えているために、立体的に配置された機器類の多い施設においては、実際の機器との距離よりも近づいているものとして計算されていること、また、実際の作業では高線量箇所を避けて作業を行うが、計算上作業員は一箇所に溜まって作業を行っているものとして計算していることが挙げられる。

報告書

レーザ除染技術の開発(7) -レーザ除染後の汚染分析確認試験-

小川 竜一郎; 福井 康太; 吉澤 俊司; 谷本 健一

JNC TN9410 2001-028, 62 Pages, 2001/12

JNC-TN9410-2001-028.pdf:6.96MB

物質表面にレーザ光線を照射することにより、表面を急速に加熱して、溶融、蒸散させることが出来る。このプロセスを利用して汚染された機器表面の除染を行うレーザ除染技術を開発している。これまでに、 ノーマルパルスYAGレーザによる除染試験を実施した結果、150$$mu$$m以上表面層を研磨しても、放射性核種が残留していることがわかった。このために、レーザ除染時の溶融によって放射性核種が金属中に残留している深さを確認するため、 ノーマルパルスYAGレーザを照射した金属片を用いて試験を行った。試験結果は以下のとおりである。1)マイクロスコープによる試験片の表面観察では、凹凸の幅は200$$mu$$$$sim$$500 であった。また、溶融の際に生じたドロスの再付着による物と思われる付着物が存在していた。 2)蛍光X線分析装置を用いた金属組成分析では、アシストガスにAirを用いた試験片にCrの偏析が観察された。アシストガスにArを用いた試験片には偏析は観察されていない。3)イメージングプレート、オートラジオグラフィによる試験へのの観察では、明確な分析は確認できなかった。しかし、放射性核種は約500$$mu$$m以下の表面のごく一部の範囲に存在していることは観察できた。4)試験片の段階研磨とGe測定器による放射線量測定試験からは、アシストガスにArを用いた試験片では120$$mu$$m、アシストガスにAirを用いた試験片では、300$$mu$$m深さまで汚染が取り込まれていることが確認できた。

報告書

デコミッショニング評価システムの開発(7) - DECMAN -

小川 竜一郎; 近藤 等士; 谷本 健一

JNC TN9410 2001-012, 183 Pages, 2000/12

JNC-TN9410-2001-012.pdf:13.06MB

核燃料サイクル施設等のデコミッショニングの実施に当たっては、人工数、工期、被ばく線量、廃棄物発生量、コスト等を評価した上で、解体撤去計画を策定し、また、工程の進捗時に臨機応変に対応したプロジェクト管理を行う必要がある。この作業には膨大な集計と計算を行う必要があり、手作業で行うと多大な労力を費やすこととなる。核燃料サイクル施設等のデコミッショニングの実施前に、人工数、工期、被ばく線量、廃棄物発生量、コストといったデコミッショニングを評価する指標をワークステーション上で計算し、解体シナリオを評価し最適化を図る支援システムとして、デコミッショニング評価システム(DECMAN)を開発した。本システムは、評価指標の計算を行う「評価コード」、「施設情報データベース」から成り、ベースとなるアプリケーションには"G2"および"Oracle"を用いた。DECMANの主な機能は以下のとおりである。(1)本システムは、デコミッショニング作業の適切性を判断する指標である、人工、工期、被ばく量、放射性廃棄物量、コストをWBS毎に求めこれを廃止措置計画全体で積算することで定量的に評価する。(2)DECMANの特徴は、デコミッショニングの作業を作業最小単位のWBSに分け、これらを組あわせることにより、幾通りの解体撤去シナリオを容易に作成し、その比較検討を容易に行うことができる点である。本報告書は、これまでのDECMANの開発成果を集大成したものである。

報告書

旧「常陽」廃棄物処理建家ゴムライニングの施された廃液タンクの解体技術の開発

吉澤 俊司; 小川 竜一郎; 近藤 等士; 谷本 健一

JNC TN9410 2001-007, 105 Pages, 2000/12

JNC-TN9410-2001-007.pdf:7.42MB

旧「常陽」廃棄物処理建家のデコミッショニング計画のひとつとして、可燃性の天然ゴムでライニングが施されている廃液タンクの解体手法の開発を進めている。本開発では、廃液タンクの解体に際して、被ばく低減に効果的でかつ天然ゴムライニングの発火の危険の無い適切な切断技術を、一般に使用されている機械的及び熱的切断技術を調査して選定した。次に、選定した切断技術とゴムライニングを施した廃液タンク模擬試験片を用いて解体試験を実施し、二次廃棄物を最小にする切断及びライニングの剥離条件等を求めた。試験結果等は以下の通りである。(1)可燃性の天然ゴムライニングタンクの切断技術として、ゴムライニングの剥離機能や遠隔自動化の容易な特徴をも有するアブレイシブウォータージェットを選定した。(2)ノズル移動速度及びアブレイシブ供給量をパラメータとした切断試験の結果、二次廃棄物量が最小になる切断条件はアブレイシブ供給量0.4kg/min、ノズル移動速度300mm/minである。(3)ノズル移動速度をパラメータとした剥離試験の結果、二次廃棄物量が最小になる剥離条件はノズル移動速度60㎜/minで、剥離速度は3,720mmの2乗/minである。(4)ゴムライニング剥離技術の高度化(特に給水量の低減)及びニ次廃棄物の処理案を含めた全体システムの検討が必要である。

報告書

レーザ除染技術の開発(6) (ノーマルパルスYAGレーザを用いた除染試験)

福井 康太; 小川 竜一郎; 近藤 等士; 谷本 健一

JNC TN9410 2000-015, 83 Pages, 2000/09

JNC-TN9410-2000-015.pdf:3.06MB

物質表面にレーザ光線を照射することにより、表面を急速に加熱して、溶融、蒸散させることができる。このプロセスを放射性核種で汚染された物質の表面層の除去に適用するレーザ除染技術の開発を実施している。本報告では、ノーマルパルスYAGレーザを用いたレーザ除染技術を核燃料サイクル施設のデコミッショニングや放射性廃棄物の処理に適用することを目的に、旧常陽廃棄物処理建家の配管を用いて実廃棄物レーザ除染試験とノーマルパルスYAGレーザの二次生成物飛散防止試験を実施した。主な結果は以下の通りである。(1)実廃棄物除染試験ノーマルパルスYAGレーザを用いて汚染配管を除染する際にB.G.レベルまで除染効果を得るには0.15mmの除去深さを目標に除染する必要がある。2回の照射で効率よく0.15mmの除去深さが得られる条件は、照射エネルギー密度1.3kJ/cmの2乗である。この条件を満たすには、レーザ平均パワーで364Wの発振器を用いた場合、繰返し速度30Hz、デューティ比50%、試験片移動速度30mm/sが最適である。(2)二次生成物飛散防止試験2次生成物の飛散防止を目的に除染ノズルに取り付ける飛散防止用小型フードを作成した。試験の結果、2次生成物は水平方向には広角度で飛散するが高い位置にはほとんど飛散しないこと、二次生成物の一部はフード内で反射してフード外に飛散することが確認された。飛散防止対策として、幅が広く内部で飛散物が反射しない構造を持ち、フードから飛び出さないようなクサビ型構造と吸引機構を持ったフードが有効である。

報告書

デコミッショニング評価システムの開発(6) - 旧JWTFの解体撤去工法の検討 -

小川 竜一郎; 石島 昇; 谷本 健一

JNC TN9410 99-022, 208 Pages, 1999/09

JNC-TN9410-99-022.pdf:8.62MB

旧「常陽」廃棄物処理建家を解体するにあたって、工法の違いによる工期、作業人工数、被ばく線量当量、廃棄物発生量、コストヘの影響を確認するため、デコミッショニング評価システムによる評価計算を行った。解体工法は建家内の設備の撤去方法により以下の2工法を比較した。・工法A:現場で細断を行い、廃棄物容器に収納して、そのまま廃棄物保管場所に保管する方式。(平成9年度に評価計算を実施。)・工法B:現場で運搬容器に収納できる大きさに切断し、その後、専用の処理施設にて細断および廃棄物容器に収納する方式。尚、工法Bについての評価計算は、専用の処理施設が決まっていないことから運搬容器への収納までを対象とした。以下に、それらの結果を示す。(1)工期は、工法Aが732日に対して工法Bは517日となった。(2)作業人工数は、工法Aが10,023人・日に対して工法Bは6,931人・日となった。(3)被ばく線量当量は、工法Aが61,967人・mSvに対して工法Bは37,606人・mSvとなった。(4)廃棄物発生量は、工法Aが69,112kgに対して工法Bは68,929kgとなった。(5)コストは・工法Aが696,553千円に対して工法Bは442,533千円となった。工法Aに比べて工法Bが工期、人工数、被ばく線量当量、コスト面で優位であり、廃棄物発生量については同等の結果が得られた。一方で工法Bは、専用の処理施設搬入後の作業が含まれていないため、今後、解体評価計算を実施する必要がある。

報告書

高周波シール用可燃性(ECOシート)の開発(3)(物性比較試験)

小川 竜一郎; 石島 昇; 谷本 健一

JNC TN9410 99-019, 57 Pages, 1999/09

JNC-TN9410-99-019.pdf:3.54MB

放射性廃棄物の減容化を図るために、焼却処理の際に腐食性ガスを発生させない焼却処理可能な高周波シール用可燃性シート(以下、ECOシートという)の開発を行っている。本開発試験では、ECOシートはPVCシートに比べ、高温環境下での引張強度が低く、光線透過率が低い等の今までの試験で得た課題解決を目的として、ECOシートに熱を加えたシートを作成して、物性確認試験を行った。また、ECOシートおよびPVCシートについて、実用化の際に必要となる物性データの取得試験を実施した。本試験を要約すると以下のとおりである。(1)熱処理シート平行光線透過率はPVCシートの6倍程度の値であった。その他の性状についてはECOシートと同程度の数値が得られた。(2)ECOシート幅方向と長さ方向の引張強度は同程度であり、方向性は見られなかった。耐薬品性では、キシレンとテトラクロロエチレンに溶解した。転移温度は、融点71$$^{circ}C$$,軟化点70$$^{circ}C$$であり、PVCシートの軟化点144$$^{circ}C$$に比べ低い素材であった。(3)PVCシート幅方向の引張強度は長さ方向の85%程度であり、方向性が見られた。また、低温・常温における引張強度はECOシートの85%、伸び率は40%程度の値であった。高温環境下での引張強度は常温の55%であり、熱処理シートおよびECOシートと比較して温度依存性が小さかった。気体透過率は熱処理シートおよびECOシートの50%程度の値であった。

報告書

レーザ除染技術の開発(5)(実廃棄物除染試験)

福井 康太; 小川 竜一郎; 石島 昇; 谷本 健一

JNC TN9410 99-016, 77 Pages, 1999/08

JNC-TN9410-99-016.pdf:2.82MB

物質の表面にレーザ光線を照射することにより、表面を急速に加熱し、溶融、蒸散させることができる。このプロセスを放射性核種で汚染された物質の表面層の除去に適用するレーザ除染技術の開発を実施している。本報告では、レーザ除染技術を核燃料サイクル施設のデコミッショニングや放射性廃棄物の処理に適用することを目的に、光ファイバによるレーザビーム伝送試験、旧常陽廃棄物処理建家の配管を用いた実廃棄物除染試験を実施した。得られた成果を以下に要約する。(1)レーザビーム伝送試験長さ3mの石英ファイバを19本束ねた伝送系を用いて、最大出力450mJのQスイッチパルスNd:YAGレーザのビーム伝送試験を実施した結果、入射エネルギーと伝送エネルギーは比例し、入射エネルギー406mJにおいて、168mJ(ファイバ1本当たり8.8mJ)のエネルギーを伝送した。しかし、入射エネルギー425mJにおいてファイバが損傷し、伝送エネルギーが低下した。(2)実廃棄物除染試験旧常陽廃棄物処理建家から切出した配管試験片(ホットサンプル)に対して、QスイッチパルスNd:YAGレーザによる除染試験を実施した結果、1回の照射で試験片の計数率は90%以上減少したが、2回目以降は約4%ずつしか減少しないことが分った。また、除染効率を向上させるには、1)試験片移動速度を遅くすること、2)照射エネルギー密度を高くすること、3)シールドガスをヘリウムにすることが有効であることが分った。

報告書

レーザ除染技術の開発(4)(レーザビーム伝送試験と照射条件の最適化)

福井 康太; 小川 竜一郎; 石島 昇; 谷本 健一

JNC TN9410 99-014, 99 Pages, 1999/07

JNC-TN9410-99-014.pdf:3.43MB

レーザ除染技術を核燃料サイクル施設のデコミッショニングや放射性廃棄物の処理に適用することを目的に、光ファイバによるレーザビーム伝送試験、照射条件の最適化による除染速度向上試験、二次生成物の発生状況及び性状を調査する試験を実施した。得られた成果を以下に要約する。(1)ビーム伝送試験QスイッチパルスNd:YAGレーザの石英ファイバによるビーム伝送試験では、ファイバのコア径が大きいほど、伝送エネルギーが大きくなる。コア径1.0mmのファイバでは、損傷を与えることなく入射エネルギー72mJに対し、最大61mJのエネルギーを伝送できた。バンドルファイバは、単線ファイバの伝送エネルギーにバンドル数を乗じたエネルギーよりも大きな伝送エネルギーを得ることができ、レーザ光のビーム伝送系として適用できる。(2)除染速度向上試験模擬廃棄物を対象とした除染試験では、QスイッチパルスNd:YAGレーザの照射回数を2回、試験片移動速度を3.0mm/sec、ビーム幅を1.2mm、繰返し速度を10Hzにした場合、単位面積当たりのレーザビームショット数が4ショット以上となり、模擬廃棄物が完全に除去できることを確認した。フルエンスを一定とした場合、ビーム径を拡大することにより、単位面積当たりのショット数は大きくなり、除染速度の向上には、ビーム径の拡大が有効である。(3)二次生成物確認SUS304の試験片にQスイッチパルスNd:YAGレーザ及びノーマルパルスNd:YAGレーザを照射した際の二次生成物の粒径について測定した。QスイッチパルスNd:YAGレーザでは、二次生成物の50%以上が粒径0.1$$mu$$m以下の微粒子であり、ノーマルパルスNd:YAGレーザでは二次生成物の50%以上が0.1$$sim$$1.0$$mu$$mの粒子である。

報告書

レーザ除染技術の開発(3)(レーザ伝送系の特性試験)

福井 康太; 小川 竜一郎; 石島 昇; 谷本 健一

JNC TN9410 99-008, 157 Pages, 1999/04

JNC-TN9410-99-008.pdf:4.32MB

レーザ除染法は、物質表面にレーザ光を照射し、表層面を急速加熱して蒸散あるいは溶融させて、それらをシールドガスとともに排気系に捕集することにより汚染を除去するものである。この方法の利点は、徹底除染が可能なこと、二次廃棄物量が少なく処理が容易なこと、遠隔除染が可能なことである。本試験は、ステンレス鋼表面の除染に適するレーザとして選定されたYAGレーザ(ノーマルパルス型、Qスイッチパルス型)を用いて、レーザ伝送に関する試験及び放射性廃棄物への適用性を試験評価した。主な結果は以下の通りである。(1)レーザビーム伝送特性試験レーザ光の伝送媒体に光ファイバを用いて、エネルギーの伝送特性を明らかにし、適用性を評価した。ノーマルパルスYAGレーザは、78%以上の伝送効率を確保しながら、除染に必要なエネルギーである数十Wを十分上回る最大420Wのエネルギー伝送が可能である。QスイッチパルスYAGレーザは、除染に必要なエネルギーを単一の光ファイバで伝送するのは困難である。(2)各種形状模擬試験片の除染試験実廃棄物を模擬したL型アングル、ボルト、円筒の試験片を用いて除染係数を確認した。溶融が主体であるノーマルパルスYAGレーザは、すべての試験片に対して除染係数10の2乗程度が得られた。QスイッチパルスYAGレーザは、表面が平滑なアングルや円筒に対しては10の2乗程度或いはそれ以上の除染係数が得られたが、ボルトは10以下であった。(3)二次生成物特性測定試験レーザ除染によって生じる二次生成物の回収方法の検討に反映するため、シールドガスの種類等をパラメータとして、二次性生物の発生量、粒径、飛散状況等を明らかにする試験を行った。この結果、シールドガスとしてアルゴンを用いた場合には、溶融による落下ドロスが主な二次生成物となる。シールドガスに空気を用いた場合には、燃焼の効果によって飛散ドロスは減少するが気中浮遊物が増加する。気中浮遊物の粒径は3$$mu$$m以下が主であり、ドロスの飛散はほぼ1mの範囲内であった。

報告書

核燃料サイクル施設等のデコミッショニング評価システムの開発(DECMAN)

小川 竜一郎; 石島 昇; 谷本 健一

JNC TN9410 99-007, 117 Pages, 1999/04

JNC-TN9410-99-007.pdf:5.18MB

核燃料サイクル施設等のデコミッショニングの計画策定時においては、作業に係わる技術、工程の選定を適切に行い、作業人工数、廃棄物発生量(放射性廃棄物、一般廃棄物等)、コスト(人件費、資材費等)、被ばく量、工期等の最適化を図る必要がある。デコミッショニングの実施中にも、作業の進捗と共に変化する状況に応じて計画の最適な管理を行うことが重要である。そこで、立案された作業シナリオに対して人工数、廃棄物発生量、コスト、被ばく量、工期等のデコミッショニングを評価する5つの指標を定量的に評価し、最適なデコミッショニング計画の策定を支援するデコミッショニング評価システムを開発した。本システムは、汎用ソフトウエアである"ORACLE"及び"G2"を用いて構築した施設情報データベース、技術情報データベース、指標評価コードで構成される。各データベース及びコードの主な機能は以下の通りである。(1)施設情報データベースは、デコミッショニング対象施設の建家情報(大きさ、材質、汚染状態等)と建家内に存在する内装機器情報(各種機器の大きさ、材質、汚染状態等)を蓄積する。(2)技術情報データベースは、デコミッショニング作業に係わる技術である測定、解体、除染作業に用いる機器等の技術情報(機器の特性、能力等)を蓄積する。(3)指標評価コードは、立案した解体撤去シナリオの適切性を判断するために作業人工、被ばく量、工期、コスト、廃棄物量の各評価指標計算を行い、これらの結果を、集計表や期間毎の指標変動チャート、指標の累積チャート等を表示する。

報告書

電解研摩除染技術に係わる工学的データの取得試験(技術報告書)

堂野前 寧; 石島 昇; 小川 竜一郎; 谷本 健一

JNC TN9410 99-006, 74 Pages, 1999/04

JNC-TN9410-99-006.pdf:1.84MB

燃料材料試験施設から発生する放射性廃棄物の低線量化を目的に電解研磨除染技術の開発試験を行ってきた。本開発試験では電解研磨除染条件となる工学的データの取得を目的に実施した。本成果を要約すると以下の通りである。(1)電極間距離10$$sim$$100mm、電流密度0.2A/cm2、電解時間20分では、電極間距離が広がるに従い、平板試験片表裏の研磨重量は同程度となる反面、印加電圧は上昇し研磨効率が低下した。最適な電極間距離は、研磨効率は多少低下するが、表裏の研磨重量が同程度となる100mmとした。(2)各種形状物(平板、アングル、配管、ボルト)を対象とした試験では、各形状とも電流密度0.2A/cm2、電解時間10分で平均研磨厚さは10$$mu$$m以上であった。研磨重量が最も多かったのは平板であった。(3)電流密度0.2A/cm2乗、電解時間20分、アングル試験片枚数2$$sim$$4枚の範囲では、平均研磨厚さ20$$mu$$m以上であった。(4)電解液の連続使用が可能な電解時間は、85時間(金属イオン濃度5wt%)であった。ただし、電解時間50時間(金属イオン濃度3wt%)以降、研磨重量の低下、印加電圧の増加が著しく現れることから、電解液の寿命は金属イオン濃度3wt%付近である。

報告書

核燃料施設デコミッショニングに関する技術調査(8)(遠隔操作技術、切断技術)(調査報告書)

小川 竜一郎; 石島 昇

JNC TN9420 99-002, 134 Pages, 1999/03

JNC-TN9420-99-002.pdf:3.52MB

核燃料施設のデコミッショニングや設備更新を行う場合には、設備・機器・建家構造物等の解体撤去に当たっては、作業者の被ばく低減のため、遠隔操作により、測定・除染・解体等の作業を行う必要がある。これらの作業に有効な遠隔操作技術について、国内外における開発の動向、実績等の調査と国内の一般産業界で使用されている切断技術のうちデコミッショニングに適用可能な機器について調査を行った。遠隔操作技術の調査項目は、技術の概要、技術仕様、用途、使用環境条件、適用性、装置の外形図あるいは写真、適用実績、開発期間またはメーカ、開発状況等である。また、遠隔操作技術に利用される駆動機構、センシング、制御等の要素技術についても最近の開発動向を調査し、切断技術については、技術の概要、適用条件、切断能力、切断によって発生する2次廃棄物の情報等について調査を行った。

報告書

核燃料施設デコミッショニングに関する技術調査(7)(旧JWTFのデコミッショニング技術)(調査報告書)

小川 竜一郎; 石島 昇

JNC TN9420 99-001, 138 Pages, 1999/02

JNC-TN9420-99-001.pdf:3.65MB

廃棄物処理建家(旧JWTF)を対象に、デコミッショニングの基本となる技術に関するデータベースの調査・整備を行った。旧JWTFのデコミッショニングに適応すべき調査データは、測定技術が5件、除染技術は14件、解体技術が22件である。また、これらの調査結果を基に、旧JWTFへの測定技術、除染技術、建家からの汚染拡大防止策、解体技術、遠隔解体技術の適応性について検討した。

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