「ふげん」燃料被覆管を用いた人工海水浸漬試験及び強度特性評価

山県 一郎; 林 長宏; 益子 真一*; 佐々木 新治; 井上 賢紀; 山下 真一郎; 前田 宏治

JAEA-Testing 2013-004, 23 Pages, 2013/11

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東日本大震災に伴う東京電力福島第一原子力発電所の事故において、使用済燃料プールに保管されていた使用済燃料は、瓦礫の落下・混入や海水注入等、通常の運転時ではあり得ない環境に晒された。使用済燃料プール中の燃料集合体の健全性や、共用プール移送後の長期間保管における健全性の評価に資するため、新型転換炉「ふげん」にて使用されたジルカロイ-2燃料被覆管を用い、使用済燃料プールの模擬水として2倍に希釈した人工海水を用いた、液温80C、浸漬時間約336時間の浸漬試験を実施した。得られた主な結果は以下の通りであり、本試験条件において照射済みジルカロイ-2燃料被覆管への人工海水浸漬による機械的特性への影響はなく、顕著な腐食も生じないことを確認した。(1)浸漬前後の試料表面の外観に明確な変化は見られず、試料外表面近傍の酸化層等においても明確な変化は見られず、浸漬試験による顕著な表面腐食の進行はない。(2)引張強さ及び破断伸びは浸漬前後で有意な変化はなく、浸漬試験による機械的特性へ有意な影響はない。(3)照射済み試料を遠隔操作で浸漬試験及び引張試験を行うための手法を確立した。

「常陽」にて照射されたオーステナイト系ステンレス鋼の磁気特性変化

林 長宏; 高屋 茂; 永江 勇二; 今野 将太郎; 山県 一郎

no journal, , 

原子力プラントの経年評価や健全性確保のためには、構造材料の熱時効効果及び照射損傷等による材料損傷を非破壊で把握し、管理することが望ましい。これまでに、磁気特性が非破壊で測定できること及び微細組織や局所的な化学組成等の変化に敏感であることに着目して、着磁後に材料表面から漏えいする磁束密度による材料損傷評価の可能性を示した。ただし、従来法では、試験片を大きな磁石で挟んで試験片全体を着磁していたために、試験片端部からの磁束の影響を受けやすいこと及び実機への適用性等の課題があった。そこで、小型の磁石を試験片の片側表面に接触させ局所的に着磁する方法(点状着磁法)を開発し、本試験で初めて、高速炉の構造材料であるオーステナイト系ステンレス鋼の照射試験片に適用した。結果、弾き出し損傷量の増加に伴って漏えい磁束密度が大きくなる傾向が見られた。また、漏えい磁束密度の照射温度への依存性も観察された。以上より、オーステナイト系ステンレス鋼については、点状着磁法を適用した漏えい磁束密度測定による照射損傷評価の可能性が示された。

福島第一原子力発電所原子炉建屋床面を想定した除染試験,1; 非放射性Csを使用した除染基礎試験

金山 文彦; 林 長宏; 佐藤 勇; 川妻 伸二; 福嶋 峰夫

no journal, , 

東電福島第一原子力発電所原子炉建屋内は、主としてCsによって高線量の汚染環境になっており、遠隔操作による線量低減のための除染が検討されている。原子力機構は高圧洗浄機を搭載した屋内除染作業用遠隔ロボットJAEA-2号による遠隔除染を提案している。そこで、福島第一原子力発電所原子炉建屋床面を模擬した試験片及び非放射性Csを用いて除染試験を行い、高圧洗浄機等による床面等への除染効果を確認した。その結果、湿式除染がエポキシ塗装面のCs表面付着に対して効果があることを確認できた。このことより、JAEA-2号に搭載されている高圧洗浄機で除染剤を散布し、適当な接触時間を置いた後、溶液を回収・除去することで、大きな除染効果を得られる見通しが得られた。

人工海水を用いたジルカロイ-2照射材の浸漬試験,2

山県 一郎; 林 長宏; 佐々木 新治; 益子 真一; 井上 賢紀; 山下 真一郎; 前田 宏治

no journal, , 

海水が注入された福島第一原子力発電所の使用済み燃料プールにおける燃料集合体の健全性評価に資するため、照射後のジルカロイ-2被覆管を用いた、高温の人工海水への浸漬試験及び引張試験を行った結果について前報で報告した(日本原子力学会2012秋の大会)。本報告では、より腐食環境が厳しくなる人工海水濃度及び浸漬時間で同様の試験を実施することで、人工海水濃度等がジルカロイ-2被覆管の腐食挙動や強度特性に及ぼす影響を評価した。

放射性物質・放射線取扱への正しい理解を持った若手教育者の育成,2; ホットラボ施設を利用した体験型実習の狙いと効果

磯崎 涼佑; 勝山 幸三; 田中 康介; 佐藤 勇; 臼杵 俊之; 関尾 佳弘; 林 長宏; 所 大志郎*

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ホットラボ施設を利用した体験型実習(燃料材料の基礎物性測定実習,模擬除染作業実習等)について、計画立案を含めたその狙いや実施した効果について報告する。

照射下における高Ni鋼の微細組織安定性に関する研究

井上 利彦; 山下 真一郎; 山県 一郎; 吉武 庸光; 皆藤 威二; 関尾 佳弘; 林 長宏

no journal, , 

高Ni鋼は、良好な耐スエリング特性を有していることから燃料被覆管材料として開発されており、代表的な商用鋼の一つであるNimonic PE16('(Ni(Ti,Al))析出型)は、英国の高速原型炉(PFR)にて約148dpaまでの照射実績を有している。その一方、高Ni鋼は、照射や高温熱時効に伴う延性の低下が課題であり、'析出物の粗大化や粒界での再析出がその要因の一つとされている。そこで、PE16の課題を克服するため、PE16で利用している'析出型とは異なる炭窒化物析出型の高Ni鋼(15Cr-35Ni鋼)と、'よりも安定と考えられる"(NiNb)を加えた'/"析出型の高Ni鋼(15Cr-43Ni鋼)の2鋼種を新たに開発し、各種材料特性評価を進めている。本研究では、系統的な条件での照射試験が可能な原子力機構高崎量子応用研究所イオン照射研究施設(TIARA)にてイオン照射を行い、新規に開発した高Ni鋼の照射下における微細組織安定性(耐スエリング性など)を評価し、相対比較材であるPNC316鋼よりも耐スエリング特性に優れることを確認した。

「もんじゅ」廃止措置第2段階,3; ナトリウム機器解体に向けた検討及び残留ナトリウムの評価

磯部 祐太; 林 長宏; 谷垣 考則; 三好 伸明; 川名子 翔; 小幡 行史; 小林 孝典

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「もんじゅ」の廃止措置を進める中で、系統内のナトリウムは漏えいリスクを低減するために順次、抜取してタンクに固化するが、配管・機器等においては内部表面にナトリウムが付着し、構造上滞留する箇所や狭隘部においてはナトリウムが残留する。ナトリウムは化学的に活性であるため、ナトリウム機器を安全に解体するためには、残留ナトリウムの量や影響を事前に把握しておくことが重要となる。「もんじゅ」のナトリウム機器に対して残留ナトリウム量の机上評価を行い、すべてのナトリウム機器において少なからず残留ナトリウムが存在すること及びその残留量を把握した。また、机上評価の検証の一環として、配管・機器内の実際の残留ナトリウムの状況を確認するためにガンマ線透過撮影を行い、机上評価の結果と大きな差異がないことを確認した。今後、残留ナトリウムの回収や処理等について計画を進める。

Status of studies on dismantling sodium equipment

林 長宏; 長沖 吉弘; 松井 一晃; 佐藤 健; 中下 智博

no journal, , 

高速増殖原型炉もんじゅのナトリウム機器の解体を実施するための基本方針、残留ナトリウムの回収、残留ナトリウムの安定化、機器の切断・分解及び搬出方法等の検討状況等に関する概要を紹介する。