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論文

IFMIF/EVEDAリチウムターゲットシステムの開発

若井 栄一; 近藤 浩夫; 杉本 昌義; 深田 智*; 八木 重郎*; 井田 瑞穂; 金村 卓治; 古川 智弘; 平川 康; 渡辺 一慶; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 88(12), p.691 - 705, 2012/12

AA2012-1008.pdf:2.42MB

核融合エネルギーの早期実現を目指す幅広いアプローチ活動のもと、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の工学実証・工学設計活動(EVEDA)を2007年より実施している。この活動の中で実機のリチウムターゲットを実証する目的で世界最大流量率(3000リットル/分)を有し、幅100mmで厚さ25mmの形状で最速20メートル/秒までの範囲で安定したリチウム流を実証試験を行うために液体リチウム流動試験装置を原子力機構大洗研究開発センターに建設し、その実証試験を開始したところである。本試験装置の各種機器の機能性試験及びそれに続く、ターゲット部でリチウム自由表面を持つ15m/sの流動試験までに関する第一段階確証試験を成功させた所である。また、これ関係する工学実証試験及び工学設計の活動状況を示すとともに、その成果内容について併せて解説したものである。

論文

Trial fabrication of one-third scale double pancake of ITER toroidal field coil

松井 邦浩; 小泉 徳潔; 辺見 努; 高野 克敏; 中嶋 秀夫; 木村 諭*; 飯島 亜美*; 酒井 正弘*; 大勢持 光一*; 嶋田 守*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 22(3), p.4203005_1 - 4203005_5, 2012/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:37.87(Engineering, Electrical & Electronic)

原子力機構は、国内機関として9個のITER TFコイル調達を担当している。TFコイルの製作では、熱処理によって長さが変化する超伝導導体を、電磁力の支持及び電気絶縁の信頼性向上の役割を果たすラジアル・プレートの溝に挿入する。このTFコイルの製作では、0.01%程度の高精度の巻線技術、導体長さ及び巻線形状の変化を評価する熱処理技術、耐放射線性の高いシアネート・エステルとエポキシの混合樹脂による絶縁含浸技術の確立が重要である。そのため、TFコイルの製作に向けた上記技術の確立のために、2009年3月から小規模及び実規模の試作を実施している。実規模試作では、TFコイルの1/3規模のダブルパンケーキ(DP)の巻線を行い、目標精度で巻線できることを確認した。また、それらの1/3規模DPを使用して、熱処理及び絶縁含浸試験を実施した。熱処理試験では、熱処理による導体の長さ及び巻線形状の変化を評価しており、これらを考慮してTFコイルの巻線製作を実施する必要がある。絶縁含浸試験では、要求性能である2.2kVの耐電圧性能を有すること、巻線の内部まで十分に含浸されていることを確認した。

論文

ITERトロイダル磁場コイルの巻線試作

松井 邦浩; 小泉 徳潔; 辺見 努; 中嶋 秀夫; 木村 諭*; 嶋田 守*

低温工学, 47(3), p.160 - 165, 2012/03

ITERのTFコイルには、Nb$$_{3}$$Sn素線を用いたケーブル・イン・コンジット(CIC)導体が使用される。巻線されたTF導体は、ITER運転中にTFコイルに加わる巨大な電磁力を支持する構造体であるラジアル・プレート(RP)の溝に挿入される。このTF導体とRP溝の隙間は0.5$$sim$$3mmであるため、巻線の周長とRP溝の公差は$$pm$$0.023%となる。RPの溝加工にも公差が必要であることから、巻線においては$$pm$$0.01%の精度で導体長さを管理する必要がある。著者らは、上記課題を解決することを目的に、高精度で導体長さを管理する巻線装置の開発、TFコイルの1/3規模の大きさの巻線の試作を実施した。この結果、$$pm$$0.01%の精度で導体長さを管理できる巻線装置を開発し、1/3規模巻線をほぼ設計どおりの形状に製作した。加えて、曲げにより導体の長さが変化することを明らかとし、実機TFコイルの製作に向けた知見を得ることができた。

論文

ITERトロイダル磁場コイルの熱処理試作

松井 邦浩; 辺見 努; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 木村 諭*; 中本 一成*

低温工学, 47(3), p.166 - 171, 2012/03

ITERのTFコイルには、Nb$$_{3}$$Sn素線を用いたケーブル・イン・コンジット(CIC)導体が使用される。巻線され熱処理されたTF導体は、ITER運転中にTFコイルに加わる巨大な電磁力を支持する構造体であるラジアル・プレート(RP)の溝に挿入される。一方、TF導体のようなCIC導体では、Nb$$_{3}$$Sn素線とジャケットの熱収縮率の違いから熱処理によりその長さが変化する。この導体長さの変化は、TF導体のRP溝への挿入を困難とするとともに、巻線の形状を変化される可能性があるため、これらを事前に把握する必要がある。著者らは、TF導体及びTF導体を用いた1/3規模巻線の熱処理試作を実施した。その結果、熱処理による直状のTF導体の伸び量は0.064%、曲線状のTF導体では0.074%と評価できた。また、熱処理によって1/3規模巻線の形状が変化したものの、これを設計形状へと矯正した場合でも導体の超電導性能にほとんど影響を及ぼさないことを明らかにした。

口頭

簡素化ペレット法によるMOX燃料製造技術開発,2; 小規模MOX試験設備を用いた転動造粒法による粉末流動性改良試験

加藤 良幸; 木村 雄一; 川崎 諭*; 栗田 勉; 吉元 勝起

no journal, , 

簡素化ペレット法については、2010年までにプルトニウムなどを用いた小規模試験を実施して工学規模でのプロセス成立性を確認を目指している。原料粉末調整工程については、600gMOX/Batch規模の原料粉末調整試験を実施して、得られる原料粉末の品質や収率などを踏まえて工学規模でのプロセス成立性を評価する。このため、小規模試験設備を用いてMOX粉末の造粒試験を実施し、プロセス成立性評価に必要な粉末の特性や収率などのデータを取得した。試験の結果、MOX粉末の流動性指数を60以上にでき、かつ、比表面積やO/MなどのMOX粉末仕様を満足し、製品収率もおおむね9割以上にできる適切な粉末流動性改良条件を見いだすことができた。

口頭

簡素化ペレット法によるMOX燃料製造技術開発,2; 低水分添加率での転動造粒法による粉末流動性改良試験

加藤 良幸; 高橋 直樹; 木村 雄一; 吉元 勝起; 小松崎 舞*; 川崎 諭*

no journal, , 

MOX粉末の転動造粒では水分添加率の適正値が13wt%程度であり、より詳細な調査を継続している。これらの研究において、13wt%を下回る低含水率領域では顆粒が生成しないため、MOX顆粒の物性等のデータ取得がなされてこなかった。そこで、今回は11wt%以下の低水分添加率でのMOX粉末造粒試験を行い、物性データ等を取得した。

口頭

簡素化ペレット法によるMOX燃料製造技術開発,1; 小規模MOX試験設備を用いた転動造粒による粉末流動性改良試験,2

西村 和明; 加藤 良幸; 木村 雄一; 吉元 勝起; 小松崎 舞*; 川崎 諭*

no journal, , 

簡素化ペレット法によるMOX燃料製造技術開発のうち、粉末流動性改良技術開発について、600gMOX/Batch規模の小規模設備を用いた転動造粒試験を実施し、生成したMOX顆粒の粉末物性や収率のデータを取得した。

口頭

簡素化ペレット法によるMOX燃料製造技術開発; 脱硝・造粒の容器共用に対する窒化珪素材料の強度評価試験

栗田 勉; 木村 雄一; 加藤 良幸; 吉元 勝起; 鈴木 政浩; 植松 敬三*; 田中 諭*

no journal, , 

簡素化ペレット法では脱硝・造粒・焙焼還元の各処理容器を窒化珪素製脱硝皿で共用化することを検討している。脱硝皿は溶液腐食,熱疲労,応力疲労など使用環境での耐久性評価を行ってきたが、酸化還元環境の材料物性はない。焙焼還元処理への脱硝皿適用について窒化珪素の酸化還元雰囲気での材料試験及び加速試験条件の検討を行った。750$$^{circ}$$Cでは強度低下は見られず、900$$^{circ}$$Cでの腐食痕の反応速度から加速試験条件が設定できる可能性を見いだした。

口頭

Heavy-ion fusion and fission study at JAEA

廣瀬 健太郎; 西尾 勝久; 池添 博; 光岡 真一; 西中 一朗; 牧井 宏之; 若林 泰生*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 永目 諭一郎; et al.

no journal, , 

Fragment mass distributions for fission after the full-momentum transfer have been measured at the JAEA tandem for the reactions $$^{30}$$Si,$$^{31}$$P,$$^{36}$$S,$$^{40}$$Ar, $$^{48}$$Ca + $$^{238}$$U at the bombarding energies around the Coulomb barriers in order to investigate the effects of nuclear orientation on the fusion-fission and quasi-fission process. It was observed that the mass distribution goes symmetric to asymmetric with decreasing bombarding energy. A remarkable change occurs around sub-barrier energies. The variation of the mass distribution with reaction energy results from the orientation effects of the deformed target nucleus $$^{238}$$U on the reaction. At deep sub-barrier energy, where only polar collisions lead to nuclear contact, most of the reactions with the projectile and target captured inside the Coulomb barriers disintegrate as quasi-fission through the asymmetric fission valley. At the high bombarding energy, where equatorial collisions dominate, the system has larger probability to form the compound nucleus and has symmetric mass distribution peculiar to fusion-fission. In the conference, the status of the other research activities of neutron-induced fission at J-PARC and multi-nucleon transfer fission at JAEA-Tandem will also be presented.

口頭

東海再処理施設における硝酸プルトニウム溶液の固化安定化処理,2; 津波・地震に対する安全性の向上

宮本 正紀; 白水 秀知; 森田 稔; 藤咲 栄; 栗田 勉; 木村 雄一; 片岡 諭; 瀬谷 勝則*; 佐々木 俊一

no journal, , 

硝酸Pu溶液の固化安定化を目的とした運転を実施するため、Pu転換施設(以下「PCDF」という)の津波及び地震に対する安全性向上を図るために実施した内容について報告する。

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