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宮地 紀子; 勝村 聡一郎; 川上 幸男
核物質管理学会(INMM)日本支部第31回年次大会論文集(CD-ROM), 7 Pages, 2010/12
日本原子力研究開発機構(JAEA)大洗研究開発センター南地区(JNC-2サイト)の大型照射後試験施設である照射燃料集合体試験施設(FMF)は、高速実験炉「常陽」から照射済燃料集合体等を受入れて、照射後試験を行う施設である。試験を終えた切断片や燃料ピン等は、FMFから「常陽」使用済燃料貯蔵プールへ再び払出している。このFMFに対し、2010年12月から、より効率的,効果的な検認を実施するために、同じ照射済燃料を扱うFMFと「常陽」を1つのセクターとみなし、両施設間の燃料の受払いをFMFにて検認する統合保障措置を適用した。適用に際しては、受払いキャスクの動きを遠隔監視するシステムと、キャスク内容物を検認するための、次の要件を満足する検認システムを構築した。一つは検認中の査察官及びオペレータの被ばく量低減、もう一つは施設側輸送工程の遅延防止である。なおキャスク内容物検認には中性子検出法を導入した。これらにより、セクター全体として効率的・効果的な保障措置を実現した。
宮地 紀子; 川上 幸男; 小泉 敦裕; 大辻 絢子*; 佐々木 敬一*
IAEA-CN-184/60 (Internet), 6 Pages, 2010/11
大型照射後試験施設(FMF)は高速実験炉「常陽」等から直接使用済燃料集合体を受入れ、解体し、照射後燃料等の挙動評価のための照射後試験を行う施設である。試験を終えた切断片,燃料ピン等は、「常陽」使用済燃料貯蔵プールへ再び払出している。このFMFに対して統合保障措置を適用して、原子力機構の「常陽」エリアにおける保障措置の強化をはかった。適用した統合保障措置の考え方は、「常陽」とその使用済燃料を使用するFMFを関連施設として、その受払いを検認するものである。受払い検認の実現にあたっては、FMFからの受払い経路,使用キャスクを限定することで、受払いを連続的に監視することを可能とし、より効果的な保障措置を実現した。またキャスク内容物検認には、中性子測定を導入した。中性子測定の導入にあたっては、中性子測定試験等により、その有効性を確認している。FMFへ受払い検認を新たに導入したことにより、「常陽」とFMF間の使用済燃料の流れが明確になり、保障措置の強化につながった。一方で統合保障措置移行により、検認のPDIが増加したが、施設側の検認活動に対する負荷は減少した。
川上 幸男
サイクル機構技報, (25), 0 Pages, 2004/00
FBRサイクル実用化戦略調査研究の2004年度第2四半期(平成16年7月
9月)の概況についてまとめた。FBRシステムに関しては、Na冷却炉、重金属炉、ガス冷却炉、水冷却炉及び小型炉の検討状況を概説した。燃料サイクルシステムに関しては、再処理システム(湿式法、乾式法)及び燃料製造システム(簡素化ペレット法、振動充填法、鋳造法)の開発状況を報告した。統合評価についてはFBRサイクルへの移行シナリオについての検討状況をまとめた。
阿部 康弘*; 川上 幸男; 大滝 清*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-205, 44 Pages, 1988/12
高速原型炉「もんじゅ」の設計基準の確証をするとともに,実証炉以降の高速炉設計に必要な構造材料の照射データ・ベースを拡充する目的でR&D試験が策定されている。これらの試験の一環として,「常陽」MK―2炉心の構造材料反射体を用いて,SUS304圧延鋼板より採取した材料強度試験片の照射(高速中性子照射量;0.861.1
1021n/cm2,照射温度;520
)を実施した。試験片について照射後試験として,疲労試験及び引張側ひずみ保持をともなうクリープ疲労試験を実施した結果以下のことが明らかになった。1)照射材の疲労寿命は未照射材とほぼ等しく照射による変化は認められなかった。またこれらの試験結果は「もんじゅ」材料基準等の許容ひずみ範囲を上回っていた。2)照射材のクリープ疲労寿命は未照射材と比べ高ひずみ範囲側ではほぼ等しいが,低ひずみ範囲側では低下していた。3)線型損傷則にもとずいた設計ベースのクリープ疲労損傷値は制限値を上回っており,昭射を考慮した設計許容値を十分満足していた。4)金相組織の観察結果,疲労及びクリープ疲労試験片の主亀裂は結晶粒界及び結晶粒内を進展していた。また,結晶粒界及び結晶粒内に析出物が観察された。
久木田 真平; 川上 幸男; 大滝 清*; 伊藤 正彦*; 樫原 英千世*
PNC TN9410 88-202, 116 Pages, 1988/10
高速原型炉構造材料の候補材であったSUS304鋼圧延板材(板厚40㎜)と圧延改善を目的として開発された308Nb系(神戸製鋼製)及び308V系(新日鉄製)の溶接棒材料を用いて被覆アージ溶接(SMAW)及びサブマージアーク溶接(SAW)により製作した供試材(溶接金属、溶接継手)をJMTR(78M-1P、2P)で照射した。照射温度及び照射量はそれぞれ78M-1Pの場合480540、1.92.710E20n/†(E
0.1MeV);78M-2Pの場合525560、6.79.510E20n/†(E0.1MeV)であった。これらの照射試験片について550でクリープ破断試験を実施した。また照射中の熱履歴がクリープ特性に及ぼす影響を調べるため78M-1P相当として555410hr、78M-2P相当として5602150hrの熱履歴を供した試験片でクリープ破断試験も併せて実施した。本試験の結果以下のことが明らかになった。1.SUS304鋼母材について(1)クリープ破断強度は熱履歴材及び照射材とも受入材に比べて低下する。(2)熱履歴材及び照射材の受入材との寿命比は、それぞれ1Pの場合0.4280.673、0.1370.195で2Pの場合0.2990.392、0.0940.121で照射材の方がクリープ破断強度は低い。(3)クリープ破断伸びは照射より低下し、1Pの場合13%程度、2Pの場合10%程度まで低下した。2.溶接金属(308Nb系のSMAW及びSAWの2鋼種)について(1)クリープ破断強度は555410hrの熱履歴材及び5602150hrの熱履歴材とも受入材と同等であった。(2)照射によるクリープ破断強度の低下量は母材に比べて小さくSMAWではほとんど見られない。(3)照射によるクリープ破断伸びは2鋼種とも低下傾向を示した。3.溶接継手(308Nb系及び308
川上 幸男; 小泉 敦裕*; 新谷 聖法*
PNC TN9410 87-191, 69 Pages, 1987/02
「常陽」MK-2炉心燃料集合体「PFD036」の照射後試験を実施した。本集合体はMK-2炉出力100MWの出力上昇から第7″(自然循環試験)サイクルの間照射されたものであり、初装荷炉心燃料中最長の炉内滞在期間を有するものである。照射後試験の目的は炉内長期滞在に伴う炉心燃料集合体及び燃料ピンの構造体としての健全性を確認すること、及び炉心最外列における集合体及び燃料ピンの照射挙動を把握することである。なお、本集合体の燃焼度は集合体平均で36,800MWd/tである。本試験の結果は下記のとおりである。(1)集合体及び燃料ピンに損傷はなく、上部パッドの変色以外には変色及び方形等も認められず、炉内挙動は正常であり、炉心燃料集合体の構造体としての設計及び製作の妥当性が、初装荷炉心燃料集合体中最長の炉内滞在期間を有するものについて確認された。(2)MK-2における最長炉内滞在期間を有する炉心燃料集合体及び燃料ピンの照射挙動を確認し、次のような結果を得た。(1)ラッパ管対面寸法変化率はMK-1に比べ大きいが、これは主に冷却材内外圧差の増加により照射クリープひずみが増加したことによるものと考えられる。(2)被覆管の外径は製造時から増加していない。これは冷間加工度をMK-1の10%から20%へ変更したことにより、被覆管の耐スエリング性が向上したものと考えられる。(3)炉心最外列における集合体及び燃料ピンの照射挙動としては、137Csが燃料ピン径方向分布において隣接する反射体側に偏折していた程度であり、特に顕著なものは認められなかった。
青砥 紀身; 和田 雄作; 川上 幸男
American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessel and Piping Conference, ,
構造材料の疲労寿命予測手法の確立は高速炉の設計を行うに際し重要な課題である。疲労寿命推定に対するManson-Coffin則の適応は,その係数に温度,ひずみ速度等のパラメータを導入することが困難であり,式の形も複雑となる。一方,Dieroks らが採用した汎用回帰解析法は上記パラメータの導入が可能であり,寿命予測精度も良い。本報告は国内の高速炉構造材料に関し,動燃事業団が実施した低サイクル疲労試験結果と調査により得られた試験結果を基に疲労特性の定式化を図り,その妥当性について統計的手法を用いて考慮したものである。解析に用いた材料データベースは,SUS304,316及び321鋼の鋼板,鋼棒,鍛造品を含む。汎用回帰解析をこれらのデータに適用し,温度,ひずみ速度,ひずみ範囲をパラメ-タとする最適疲労破損式を策定した。結果、(1)実験値と策定式による解析値間の相関係数は約0.95であり,良い相関があることが確認された
青砥 紀身; 和田 雄作; 川上 幸男
American Society of Mechanical Engineers, Pressure Vessel and Piping Conference, ,
構造材料の疲労寿命予測手法の確立は高速炉設計を行うに際し,重要な課題である。疲労寿命推定に対する古典的な方法,例えばManson-Coffin則 の適応は,その係数に温度,ひずみ速度等のパラメータを導入することが困難であり,式の形も複雑となる。一方,Diercksらが採用した汎用回帰解析法は上記パラメータの導入が可能であり,寿命予測精度もよい。本報告は国内の高速炉構造材料の関し,動燃事業団が実施した低サイクル疲労試験結果と調査により得られた試験結果を基に疲労特性の定式化を図り,その妥当性について統計的手法を用いて考察したものである。解析に用いた材料データベースは,SUS304,316及び321鋼の鋼板,鋼棒,鍛造品を含む。汎用回帰解析をこれらのデータに適用し,温度,ひずみ速度,ひずみ範囲をパラメータとする最適疲労破損式を策定した。結果,(1)実験値と策定式による解析値間の相関係数は約0.95であった。
