HTTR用広領域中性子検出器の長寿命化に向けた研究(共同研究)

齋藤 賢司; 関田 健司; 川崎 幸三; 山本 一彦*; 松浦 真*

JAEA-Technology 2007-059, 36 Pages, 2007/11

JAEA-Technology-2007-059.pdf:26.24MB

高温工学試験研究炉(High Temperature Engineering Test Reactor: HTTR)の広領域中性子検出器は、通常運転時450C,事故時550Cの高温環境下で使用される。広領域中性子検出器を高温環境下で長時間使用する場合、電離ガスに含まれる窒素が電極材料に吸着されることにより減少し、中性子検出器の特性が劣化することが考えられる。このため、窒素吸着試験を実施し、高温環境下で電極材料に吸着される窒素量を明らかにした。また、試作検出器を使った性能評価試験を実施し、高温雰囲気において窒素吸着に伴う中性子検出器の特性劣化が生じないことを確認した。本報告書は、HTTR用広領域中性子検出器の長寿命化に関する検討結果をまとめたものである。その結果、HTTRの広領域中性子検出器は、通常運転時450Cの高温環境下において、5年間使用可能であることを確認した。

Development of Reduced-Moderation Water Reactor (RMWR) for sustainable energy supply

岩村 公道; 大久保 努; 呉田 昌俊; 中塚 亨; 竹田 練三*; 山本 一彦*

Proceedings of 13th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC 2002) (CD-ROM), 7 Pages, 2002/10

我が国における持続可能なエネルギー供給を確保するため、原研は原電及び日立と共同で低減速スペクトル炉(RMWR)の研究開発を実施した。RMWRは、燃料の有効利用,プルトニウム多重リサイクル,高燃焼度・長期サイクル運転が可能な軽水炉であり、中性子の減速を抑えて転換比を向上させるため、稠密格子MOX燃料集合体を使用している。またボイド反応度係数を負にするため扁平炉心を採用した。1,356MWの大型炉と330MWの小型炉の設計を行った。大型炉心では転換比1.05,燃焼度60GWd/t,運転サイクル24ヶ月の性能が達成できた。7本ロッドの限界熱流束実験を実施し、熱流動的成立性を確認した。

Critical heat flux experiment for Reduced-Moderation Water Reactor (RMWR)

呉田 昌俊; 秋本 肇; 山本 一彦*; 岡田 祐之*

Proceedings of International Congress on Advanced Nuclear Power Plants (ICAPP) (CD-ROM), 7 Pages, 2002/00

低減速スペクトル炉の炉心は、三角格子状の稠密な燃料棒配列であり、BWR型炉は高ボイド率条件で運転する特徴を有する。このため冷却限界の評価、すなわち熱的成立性の検証が重要な課題であった。そこで、BWR型低減速炉スペクトル炉の除熱限界を評価する目的で限界熱流束実験を実施した。本報では、質量速度等パラメータが限界出力に及ぼす影響と、熱設計に用いてきた限界出力計算式の評価結果に関して報告する。本限界熱流束実験により、燃料棒間ギャップが1.0mmである稠密炉心における質量速度,入口水温,出口圧力,そして径方向熱流束比の限界クオリティに及ぼす影響が明らかとなった。また、熱設計に用いてきた限界出力計算式(Arai式)が保守的に評価し、炉心熱設計が妥当であることを検証した。

低減速スペクトル炉の概念設計

大久保 努; 岩村 公道; 秋本 肇; 新谷 文将; 大貫 晃; 山本 一彦*

第7回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集 (00-11), p.250 - 253, 2000/11

将来型原子概念の一つとして、これまで培われてきた軽水炉技術をベースとしつつ、それを大幅に高度化した将来型水冷却炉である低減速スペクトル炉(RMWR)の検討を進めている。具体的には、ウラン/プルトニウム資源の有効利用による長期的エネルギー供給等を目指し、水冷却炉でありながら高速増殖炉の性能に迫る概念を検討している。これまでに、1以上の転換比と負のボイド反応度係数を有するいくつかの炉心概念を創出し、その詳細化を進めてきた。本報では、これらの研究の内容に関し、熱水力学的な検討を主として述べる。RMWRにおける熱水力学的な課題として、稠密な燃料棒配列の炉心における限界熱流束があり、これまで不足していた領域における実験データの取得とともに、それを用いた設計の評価を進め、定格運転時及び異常時に対して設計の妥当性の確認を行っている。

TRU廃棄物の処分概念の検討,5; 人工バリア材料の力学特性に関する研究(研究概要)

田中 益弘*; 山本 博之*; 藤澤 理*; 奥津 一夫*; 三浦 一彦*; 高村 尚*

JNC TJ8400 2000-035, 59 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-035.pdf:8.87MB

TRU廃棄物には長半減期核種が含まれるため、長期間にわたりこれを生物圏から隔離することが要求される。本研究では処分システムの長期健全性に係わる重要事象の検討として1.人工バリア材料の力学特性データの取得及び評価、2.海水系地下水環境下における人工バリア材料の力学特性データの取得及び評価、3.人工バリアの自己シール性の観点からのデータ取得並びに最適設計を実施した。本年度の研究成果を以下に示す。1)Ca型化ベントナイトにケイ砂を30wt.%混合した乾燥密度1.6Mgm-3の材料について水酸化カルシウム水溶液を通水した場合の基本特性(膨潤圧、膨潤量、透水係数)を取得し、既存の研究から推定される基本データ予測と比較した。その結果、最大膨潤は0.53MPa、最大膨潤率43%、透水係数3.410-11ms-1であること、また膨潤圧及び透水係数は有効ベントナイト乾燥密度よりほぼ推定が可能であることが確認された。2)Na型ベントナイトを人工海水で強制的に変質させた塩水化ベントナイトにケイ砂30wt.%混合した乾燥密度1.6Mgm-3の材料について人工海水を通水した場合の基本特性(膨潤圧、膨潤量、透水係数)を取得し海水系地下水の影響を考慮した。その結果、最大膨潤圧は0.74MPa、最大膨潤率50%、透水係数2.710-11ms-1であり、基本特性がCa型化ベントナイトに類似していること、またこの要因は、塩水化によるCa2+イオンの増加(Ca化が起こっている)であることが確認された。3)人工バリアの体積変化に対するシステム健全性評価の一環として、自己シール性確認実験を実施してきたが、自己シール性をより的確にとらえるため、シール中の透水性及び膨潤圧を測定した。実験で得られた自己シール可能な膨潤圧及び性能評価上必要な透水係数から自己シール性能を担保する有効ベントナイト乾燥密度を算出し、緩衝材の設計を実施した。

地層処分システムにおける閉鎖技術の開発(概要)

日比谷 啓介*; 稲葉 武史*; 塩釜 幸弘*; 升元 一彦*; 深沢 栄造*; 平 和男*; 田中 俊行*; 近藤 嘉広*; 山本 正明*; 奥津 一夫*; et al.

PNC TJ1100 97-004, 69 Pages, 1997/02

PNC-TJ1100-97-004.pdf:2.52MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、廃棄体の定置後、処分のために建設した地下構造物を人工バリア材の一つである埋戻し材、プラグ材、グラウト材により閉鎖し、廃棄体の隔離性能を長期にわたり確保する必要がある。そこで、わが国の地質環境条件に適応し得るこれら閉鎖システムの確立に資するため、室内試験および原位置試験を通じてこれらの性能を定量的に評価していくことが必要である。本年度は、粘土プラグの性能を評価するため、室内透水試験を実施するとともに、原位置試験の設計検討を実施した。(1)圧縮珪砂ベントナイトによるプラグを模擬した高水圧透水試験を行い、プラグの透水特性を検討した。(2)カナダのURLサイトにおける横坑シーリング試験の事前検討を行い、具体的な施工方法や試験方法を選定した。

釜石鉱山におけるグラウト技術の適用試験(概要)

日比谷 啓介*; 戸井田 克*; 塩釜 幸弘*; 山本 拓治*; 升元 一彦*; 古市 光昭*

PNC TJ1100 96-002, 85 Pages, 1996/03

PNC-TJ1100-96-002.pdf:3.13MB

グラウトは、岩盤中の透水性を改良する技術であり、特に、地下深部に掘削された空洞周辺やプラグ構築部周辺に発生するゆるみ域への適用が考えられる。今回、釜石鉱山においてベントナイトを注入材料としたグラウト試験を行い、地下深部岩盤への適用性を評価した。 具体的には、注入孔(長さ5m)から濃度0.28.0wt%のベントナイトスラリーをP=1.01.5(MPa)で注入し、周辺の観測孔(長さ7m)2孔でモニタリングを行った。注入前後に注入孔での透水試験および観測孔間のトモグラフィー(電磁波・比抵抗)試験の結果を対比することによって注入効果を評価した。主な試験結果を以下に示す。1)ベントナイトスラリーの注入により、注入孔周辺の透水係数は10/SUP-6/10/SUP-7/cm/secから10/SUP-8/10/SUP-9/cm/secに改良された。2)スラリー濃度が大きくなる程ベントナイトスラリーの注入量や注入速度は減少し、スラリー濃度が8.0wt%では、ほとんど注入できない状態になった。3)電磁波トモグラフィーおよび比抵抗トモグラフィーによって、ベントナイトスラリーの注入範囲を推定できた。

JRR-1の運転と利用

鈴木 一彦; 山本 章; 大森 栄一; 池沢 芳夫

JAERI-M 4506, 110 Pages, 1971/07

JAERI-M-4506.pdf:3.73MB

JRR-1は昭和32年8月27日臨界後、研究用および技術者の養成訓練用として、原研のみならづ広く国内の研究機関に開放利用され、我が国の原子力平和利用のための研究、開発に貢献してきた。本報告はJRR-1の臨界到達以来、昭和44年11月の運転休止に到るまでの約12年間にわたる全運転期間を通じての運転管理に関する記録を総括したものである。

Anomalous magnetic state in UPt at very low temperature

髭本 亘; 佐藤 一彦*; 伊藤 孝; 西田 信彦*; 大石 一城*; Heffner, R. H.; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦; et al.

no journal, , 

重い電子系UPtにおける非通常型の超伝導状態は興味深い。最近の中性子散乱実験の結果、反強磁性を示すブラッグピークが極低温領域で狭くなることが観測され、20mK以下で静的な反強磁性が発達しているものと提案された。われわれは8mKの極低温までゼロ磁場中のSR実験を行った。その結果有意な変化を見ることができず、静的あるいは準静的な磁性は現れていないことが提案される。