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小沢 隆之; 中沢 博明; 安部 智之
JNC TY8410 2003-002, 40 Pages, 2003/06
JNC-TY8410-2003-002.pdf:63.99MB
PSI (Pau1 Scherrer Institut,スイス)、NRG (Nuc1ear Research and Consultancy Group,オランダ)とJNC (Japan Nuc1ear Cycle Deve1opment Institute)間の共同研究としてFUJI (Fuel Irradiations br JNC and PSI)プロジェクトが進められている。このプロジェクトの一環として、照射試験と照射後試験が計画されている。燃料挙動の比較のため、スフェアパック燃料、バイパック燃料及びペレット燃料が初期再焼結試験(the initia1sintering test)、組織変化試験(the restructuring test)及びPTM試験(the power-to-melt test)で同時に照射される。これらの照射試験はHFR(High Flux Reactor、オランダペッテン)で実施される予定である。JNCでは燃料挙動及び健全性に関する評価を含めた製作設計をPSI及びNRGと協力して実施した。CEPTARコードを用いた燃料挙動評価では、燃料中心温度、組織変化及び燃料溶融領域を予測するとともに、健全性評価に関する以下の評価を実施した。・溶接部健全性、・被覆管健全性、・燃料スタック及び燃料ピンの軸方向伸び量、・被覆管外径変化、・被覆管に対するFuel Seal Disk (FSD)の影響、また、
オートラジオグラフィを用いたPuスポット検査方法及びPu原料粉不純物の影響について検討した。燃料の挙動評価の結果、初期焼結試験及び組織変化試験における燃料中心温度は燃料組織変化の違いを評価するのに十分であることが評価され、さらに、PTM試験での燃料溶融領域が適度であることが確認された。これら燃料ピン(セグメント)に対する強度評価の結果、燃料ピンの健全性は照射試験の期間中、何ら問題なく確保されるものと考えられる。
小沢 隆之; 中沢 博明; 安部 智之; 長山 政博*
JNC TY8410 2003-001, 47 Pages, 2003/04
PSI-JNC-NRG共同研究FUJIプロジェクトとして照射試験及び照射後試験が西暦2003
2005年にかけて実施される予定である。本照射試験に供する照射燃料要素は西暦2003年中頃までに製造する必要があり、2001年に一部開始した。さらに、照射燃料要素の製造に先立ち、いくつかの先行試験をJNC及びPSI(Paul Scherrer Institut、スイス)で実施した。本共同研究では、JNCとPSIの設計分担にしたがい、PSIは燃料ペレット、スフェアパック燃料粒子、バイパック燃料粒子及び燃料要素に対する製造仕様書を作成し、JNCは照射燃料要素に対する製造図面を作成することとなっている。また、JNCはPSI及びNRG(Nuclear Research and Consultancy Group、オランダ)と協力して燃料設計を進めることとしている。本共同研究においては、ペレット燃料、スフェアパック燃料及びバイパック燃料をHFR(High Flux Reactor、オランダ)で同時に照射する予定である。本製造図面はPSIとの設計分担に基づき作成したものであり、MOX燃料ペレット図、熱遮蔽ペレット図、燃料要素構成部品図、燃料セグメント図及び燃料要素組立図より成る。製造図面の改訂来歴は以下のとおりである。2001年10月:初版制定/2002年1月:仕様最適化に伴い改定/2002年8月:Particle Retainer図面修正及び製造方法(Welding Qualification)変更に伴い改定/2003年3月:バイパック燃料セグメント構造見直しに伴う改定/2003年4月:スペシャル・プレナム・スリーブ図面改定PSIで製造したバイパック燃料に当初予想した以上に細かな燃料片が含まれることが明らかとなったため、バイパック燃料セグメントの構造について検討・修正を行った。この検討結果を踏まえて、製造図面が2003年3月に改定された。さらに、バイパック燃料セグメント製造結果から、スペシャル・プレナム・スリーブのディスタンス・スクリューとフィクゼイション・ナット間にスポット溶接が必要であることが明らかとなったことから、当該図面を変更し、製造図面は2003年4月に改定された。本報告書では最新の製造図面について報告する。
生澤 佳久; 菊池 圭一; 小沢 隆之; 安部 智之; 白井 隆夫*; 長山 政博*
JNC TN8410 2003-005, 111 Pages, 2003/01
JNC-TN8410-2003-005.pdf:58.4MB
照射用ガドリニア燃料集合体E09は新型転換原型炉「ふげん」において、1990年6月から1997 年1月まで照射され、燃料集合体平均燃焼度約37.7GWd/t に達した。高燃焼度化のために照射用ガドリニア燃料集合体は、以下のような改良を行っている。1.軸方向出力分布を平坦化するために軸方向富化度分布を持たせた。2.初期の出力ピーキングを抑制する目的で、4 本のUO2-Gd2O3 燃料要素を配置した。照射されたE09 燃料集合体は「ふげん」の使用済み燃料貯蔵プールにおいて約4年間冷却された後、2001 年に日本原子力研究所東海研究所へ輸送された。そして同年7月から照射後試験が開始され、2002 年3 月までに非破壊試験が終了した。破壊試験は2002 年4 月より開始し2004 年3 月までに終了する計画である。本報告書では、2002 年度実施した非破壊試験結果をまとめると共に、これらの照射後試験結果を基に、燃料集合体や燃料要素の構造健全性、照射挙動について検討・評価を行った。検討・評価の結果、燃料集合体や燃料要素の健全性に問題となるような挙動は認められなかった。なお、本照射後試験結果は、軽水炉におけるプルサーマル燃料開発及び、解体核利用技術開発の一オプションである「CANDU オプション」へ反映される計画である。
小沢 隆之; 中沢 博明; 安部 智之; 長山 政博*
JNC TY8410 2002-002, 46 Pages, 2002/10
JNC-TY8410-2002-002.pdf:0.18MB
PSI-JNC-NRG共同研究FUJIプロジェクトとして照射試験及び照射後試験が西暦20032005年にかけて実施される予定である。本照射試験に供する照射燃料要素は西暦2003年中頃までに製造する必要があり、2001年に一部開始した。さらに、照射燃料要素の製造に先立ち、いくつかの先行試験をJNC及びPSI(Paul Scherrer Institut,スイス)で実施した。本共同研究では、JNCとPSIの設計分担にしたがい、PSIは燃料ペレット、スフェアパック燃料粒子、バイパック燃料粒子及び燃料要素に対する製造仕様書を作成し、JNCは照射燃料要素に対する製造図面を作成することとなっている。また、JNCはPSI及びNRG(Nuclear Research and Consultancy Group,オランダ)と協力して燃料設計を進めることとしている。本共同研究においては、ペレット燃料、スフェアパック燃料及びバイパック燃料をHFR(High Flux Reactor、オランダ)で同時に照射する予定である。本製造図面はPSIとの設計分担に基づき作成したものであり、MOX燃料ペレット図、熱遮蔽ペレット図、燃料要素構成部品図、燃料セグメント図及び燃料要素組立図より成る。製造図面の初版は2001年10月に承認されたが、その後、燃料仕様の最適化について検討し、三者間で合意に至ったことから、2002年1月に改定・承認されている。本報告書では、前回の改定後、PSIで製造するParticle Retainerの形状が、当初提示されていた形状から変更になったことに伴って再度改定した製造図面について示すとともに、2002年9月に開催された第3回技術会合の結果を踏まえ、製造方法(Welding Qualification Tests)についても一部変更する。なお、本設計作業は、環境保全・研究開発センター先進部プルトニウム燃料開発Gr.の依頼に基づき、プルトニウム燃料センター製造加工部設計評価Gr.にて実施した。
小沢 隆之; 安部 智之; 河野 秀作; Franz, I.*; Hannu Wall*
ANS annual meeting 2002, P. 279, 2002/00
スイスのポールシェラー研究所との共同研究の一環として、オランダHFR(High Flux Reactor)においてスフェアパック/バイパック/ペレット燃料を用いた照射試験の実施が計画されている。今回の照射試験では、これら各燃料間の照射挙動比較の目的で、異なった組成・形態を有する燃料を同一照射条件下で照射するため、本試験に供する照射燃料要素は従来と異なった設計に基づく構造を有する。また、取得したデータの高速炉燃料設計への適用を視野に入れた高速炉条件模擬の照射条件にも特徴がある。本発表では照射燃料要素の構造設計結果及び照射条件策定に係る検討結果について報告する。
小沢 隆之; 中沢 博明; 安部 智之; 長山 政博*
JNC TY8410 2001-001, 42 Pages, 2001/10
JNC-TY8410-2001-001.pdf:1.43MB
PSI-JNC-NRG共同研究FUJIプロジェクトとして照射試験及び照射後試験が西暦20022004年にかけて実施される予定である。本照射試験に供する照射燃料要素は西暦2002年中頃までに製造する必要があり、製造を2001年に開始する予定である。さらに、照射燃料要素の製造に先立ち、いくつかの先行試験をJNC及びPSI(Paul Scherrer Institute、スイス)で実施する必要がある。本共同研究では、JNCとPSIの設計分担にしたがい、PSIは燃料ペレット、スフェアパック燃料粒子、バイパック燃料粒子及び燃料要素に対する製造仕様書を作成し、JNCは照射燃料要素に対する製造図面を作成することとなっている。また、JNCはPSI及びNRG(Nuclear Research and Consultancy Group,オランダ)と協力して燃料設計を進めることとしている。本共同研究においては、ペレット燃料、スフェアパック燃料及びバイパック燃料をHFR(High Flux Reactor、オランダ)で同時に照射する予定である。本製造図面はPSIとの設計分担に基づき作成したものであり、MOX燃料ペレット図、熱遮蔽ペレット図、燃料要素構成部品図、燃料セグメント図及び燃料要素組立図より成る。なお、本設計作業は、環境保全・研究開発センター先進部プルトニウム燃料開発Gr.の依頼に基づき、プルトニウム燃料センター製造加工部設計評価Gr.にて実施した。
小沢 隆之
動燃技報, (101), p.37 - 45, 1997/03
現行の高速炉燃料設計における燃料健全性評価には製作公差及び出力等の各種不確かさを保守的に積み重ねる方式を用いている。今後、高速炉炉心の高性能化や燃料仕様最適化を進める上で、燃料設計裕度の合理化(適正化)が求められ、このような燃料設計裕度の合理化方策の一つに確率論的燃料設計手法の導入が考えられる。そこで、高速炉燃料設計に確率論的手法を取り入れる際の評価コードとして開発してきた確率論的高速炉燃料設計コード「BORNFREE」の概要をまとめるとともに確率論的手法を用いた燃料中心温度及び被覆管応力の試計算を実施し、設計裕度合理化(適正化)の可能性について検討・評価した結果について述べる。
小沢 隆之
動燃技報, (101), p.37 - 45, 1997/03
現行の高速炉燃料設計における燃料健全評価には、製作公差及び出力等の各種不確かさを保守的に積み重ねる方式を用いている。今後、高速炉炉心の高性能化や燃料仕様最適化を進める上で、燃料設計裕度の合理化(適正化)が求められ、このような燃料設計裕度の合理化方策の一つに確率論的燃料設計手法の導入が考えられる。そこで、高速燃料設計に確率論的手法を取り入れる際の評価コードとして開発してきた確率論的高速燃料設計コード「BORNFREE」の概要をまとめるとともに、確率論的手法を用いた被覆管応力の試計算を実施し、設計裕度合理化(適正化)の可能性について、評価・検討した。確率論的手法を用いた被覆管応力の試計算の結果、決定論的手法に比べて合理的な設計評価が可能となる見通しが得られ設計裕度の合理化の余地があることが明らかとなった。
中桐 俊男; 石川 浩康; 大野 修司; 小沢 隆之; 加藤 一憲*; 小山 真一; 下山 一仁
PNC TN9510 94-001, 246 Pages, 1994/05
安全工学部プラント安全工学室では、高速増殖炉のソースターム研究を、一部燃料材料開発部照射燃料試験室の協力を得つつ実施しているが、本研究を今後さらに効率的かつ有効に進めていくための有益な情報を得ることを目的として、昭和63年に日本原子力発電(株)殿が米国DOEに委託したTREAT炉を用いたソースターム炉内試験計画の検討に係わる英文報告書"「燃料破損時のFP炉内移行挙動の研究(その2)」-PLANING STUDY OF IN-PILE LOOP TESTS FOR THE EVALUATION OF FISSION PRODUCT TRANSPORT-"を入手し(動燃報告書登録番号:PNC ZR1471 93-001)、関係者で和訳して、その内容を調査した。本報告書で得られた情報は、将来実施予定の以下の試験研究に反映する予定である。(1)炉内ソースタームを支配する、FP・燃料蒸気泡のナトリウム中減衰挙動の解明に重点をおいた炉内ソースターム挙動総合模擬試験に於ける事故事象の模擬方法や測定手法等。(2)現在大洗安全工学部が中心になって検討中の安全性試験炉計画(SERAPH計画)に於けるソースターム炉内試験の方法論や、試験体の考え方等。
