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報告書

高温ラプチャ基礎試験

吉江 伸二*; 岩崎 守弘*; 前川 勇*

PNC TJ9055 95-006, 55 Pages, 1995/03

PNC-TJ9055-95-006.pdf:2.36MB

FBR蒸気発生器(SG)内で、万が一、ナトリウム-水反応事故により伝熱管が局所的に高温化すると、強度が急速に低下し破損するいわゆる「高温ラプチャ」が起こる可能性がある。そこでナトリウム-水反応時のリークジェットを火薬トーチにて模擬し、伝熱管内の蒸気流動条件をパラメトリックに変化させた試験を行うことで、高温ラプチャ挙動を把握し、以下の基礎的なデータを取得した。試験は、予備試験と本試験から成り、それぞれ以下の知見を得た。1.予備試験火薬トーチ燃焼確認のため、静特性試験を実施し、本試験における燃焼条件(ロケットチャンバー内圧約6kg/cm2・g、火炎持続時間約10sec)を設定した。2.本試験2.1 熱流束を算定するための中実棒を用いた試験伝熱管内面の温度履歴を計測しない他の試験の参考とすることを目的とし、管肉厚を貫流する熱量計算から、管外熱伝達率算定の基礎となるデータを得た。2.2 伝熱管内部流体としてN2ガスを封入した試験試験体外表面の温度は、最大650度で、火炎側とは180度反対の試験体外表面の温度は、500度であり周方向に150度の温度差を約20sec継続した。試験体は、破損しなかった。2.3 伝熱管内部流体として飽和蒸気を封入した試験試験体は、火炎温度立ち上がり後、約6.5secで台破損(ギロチン破断および大変形メクレ)した。火炎最大温度1200度、試験体外表面温度は、平均約1150度であった。2.4 伝熱管内部流体として飽和蒸気を流し、管内を冷却した試験直径約2mmの開口が生じた。2.3項に述べた試験の破損状況と比較して、伝熱管内の蒸気流による冷却効果が破損に与える影響は、顕著であることが確認できる貴重なデータを取得できた。以上の試験に基づき、実験により取得した試験体外表面を再現するような管外熱伝達率($$alpha$$oを汎用伝熱解析コードTRUMPを用いて解析し推定した結果、1000$$sim$$5000kcal/m2hKであった。ナトリウム-水反応時のリークジェットの場合と比較してやや低めと予測されるものの同一オーダーであり、火薬トーチによる模擬性は、成立することが今回の実験で確認された。今後は、試験体内外面の1200度近傍の時間履歴を精度良く計測する必要のあることがわかった。

論文

PIXE and RBS study of radiation-induced segregation in single crystal austenitic stainless steel SUS 304

川面 澄*; 中江 隆則*; 嶋谷 成俊*; 前田 耕治*; 荒井 重義*; 三田村 徹*; 寺沢 倫孝*; 岩崎 源*; 内田 等*; 小寺沢 啓司*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 75, p.367 - 370, 1993/00

照射誘起偏析を解析するためタンデム加速器から得られた140MeVのNiイオンを単結晶のステンレス鋼(オーステナイト系SUS304)に照射した。その試料を1.8MeVの$$^{4}$$HeイオンによりPIXE及びRBS法により解析した。その結果、照射効果と熱的アニーリング効果との違いを明らかにした。

報告書

耐爆実験用カプセルの静圧歪測定試験

丹沢 貞光; 佐藤 康士*; 藤城 俊夫; 吉江 伸二*; 岩崎 守弘*

JAERI-M 90-232, 30 Pages, 1991/01

JAERI-M-90-232.pdf:0.85MB

NSRRでは、反応度事故時の燃料挙動を究明するために、試験燃料をカプセルに封入して照射する実験を実施している。実験に使用するカプセルは、実験時に発生する動的な圧力を相当静圧換算係数を用いて静的に圧力に変換し、弾性または弾塑性設計を行い製作している。現在用いている相当静圧換算係数は簡易圧力波伝播計算に基づいて導出された値であるため、非常に保守的な値となっている。カプセルの現実的な設計を行うためには実験により動的及び静的な歪に基づいた相当静圧換算係数を導出し用いる必要がある。このため、耐爆実験用カプセルの静圧歪測定試験を実施し、別途実施した耐爆実験の結果と併せて相当静圧換算係数を試算した。

報告書

耐爆実験用カプセル部材の高速引張試験

丹沢 貞光; 藤城 俊夫; 吉江 伸二*; 岩崎 守弘*

JAERI-M 90-186, 12 Pages, 1990/10

JAERI-M-90-186.pdf:0.6MB

NSRRでは、反応度事故時に燃料が破損した場合に、破損に伴って発生する力を低爆速火薬によって模擬し、カプセルの耐衝撃応答を調べる耐爆実験を実施している。また、解析コードを用いて実験結果の解析を平行して進めているが、カプセル変形時の歪速度が非常に大きいため、通常のミルシートに付加されている静的な引張試験による応力-歪線図を用いたのでは、精度の良い解析を行うことは不可能である。このため、耐爆実験用カプセル製作時に同一材料により試験片を製作し、高速引張試験を実施した。試験の結果、材料の降伏点は歪速度が10$$^{-3}$$~2s$$^{-1}$$の範囲では約20%増加するが、引張強さは降伏点ほど歪速度依存性がないことが明らかになった。

報告書

圧力波挙動測定試験シリーズ2

吉江 伸二*; 岩崎 守弘*; 進藤 嘉久*; 矢野 和隆*

PNC TJ9055 89-002, 149 Pages, 1989/10

PNC-TJ9055-89-002.pdf:3.56MB

本試験はダブル・ラプチャーディスクの破裂挙動に着目して,無液面型蒸気発生器を有する2次主冷却系におけるナトリウム-水反応時の初期スパイク圧によるラプチャーディスクの開口特性および系統の圧力波伝播挙動を把握するとともに,解析コード検証データの取得を目的として実施した。試験はシリーズI同様,水ループ試験装置(PEPT)の模擬蒸気発生器内で低爆速火薬を水中発破し,初期スパイク圧を模擬して実施した。放出水流動状況およびラプチャーディスク破裂挙動を圧力源の圧力波立ち上がり時点および1枚目のディスクと2枚目のディスクに遅延時間を持たせて同期させた高速撮影により可視化した結果,以下に示すようにディスクの開口特性を含む放出水挙動が明らかになった。蒸気発生器の軸方向における中央部で波高値,約30kg/cm$$times$$2・g,持続時間約20msのスパイク圧を発生させた場合,蒸気発生器下部胴付の放出系における1枚目のラプチャーディスク破裂後,放出水はダブル・ラプチャーディスク間距離1.2mを約50m/sで移動する。これによりダブル・ラプチャーディスク間の空気は圧縮されるが,ディスクの破裂設定圧(5.0kg/cm$$times$$2・g)に到達しないまま約2.5kg/cm$$times$$2・gで,放出水の先端飛沫の水撃によって2枚目のディスクが破裂し,圧力が開放される事が把握された。この他ラプチャーディスク取付位置,型式等を変えて実験し,各々の特性を実験的に把握し,あわせてナトリウム-水反応解析コード検証データを取得した。

口頭

高速増殖実証炉に向けた格納容器設計技術開発,2; SCCVにおける基本構造特性の実験的検討

加藤 篤志; 根岸 和生; 岩崎 幹典*; 秋山 洋*; 古江 守*; 岡安 隆史*

no journal, , 

FaCTプロジェクトで研究開発を実施している高速炉JSFRでは、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)を採用し、品質の向上と建設工期の短縮を図っている。その実用化のため、各種実験や解析等の研究開発を実施しており、本発表では、高温下におけるSCCVの構造特性を検討した実験結果について紹介する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃液の処理技術開発,14; 連結カラム試験によるCs/Sr吸着プロセスの検討

高野 雅人; 伊藤 義之; 鈴木 達也*; 滝本 真佑美*; 松倉 実*; 三村 均*; 森 浩一*; 岩崎 守*

no journal, , 

東海・再処理施設から発生する低放射性廃液は、低放射性廃棄物処理技術開発施設(LWTF)で処理される計画であり、LWTFのCs及びSr吸着塔で使用する吸着材の検討を行っている。Cs及びSr吸着材は、処理対象廃液のpHの影響を受け吸着性能が低下する等の特徴を有するため、実機(LWTF)への適用にあたっては、吸着性能を十分発揮させる吸着プロセスを検討する必要がある。このため、実機を模擬した連結カラム試験を行い、Cs及びSr吸着材の通液順序による各吸着材の破過特性を調査し、最適な吸着プロセスを検討した。その結果、各吸着材の使用順序として、1Sr吸着材$$rightarrow$$2Cs吸着材の順に通液することで、Cs及びSr吸着材の破過特性は向上することが分かった。

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