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論文

福井県における原子力機構によるレーザー研究開発と産業振興

古澤 彰憲; 竹仲 佑介*; 西村 昭彦; 水谷 春樹; 村松 壽晴

日本保全学会第14回学術講演会要旨集, p.479 - 480, 2017/08

本報告では、原子力機構福井支部における、レーザー応用研究と産業振興について述べる。産業振興はプラント保全保守技術の発展および廃炉技術の確立のため不可避であり、長期的な視点をもって戦略的に取り組むべき課題である。原子力機構福井支部ではその視点に基づいてこれまでに、産業振興と産業界との技術交流を促進する公開セミナー活動を行ってきた。ここでは平成29年度における同セミナーで紹介した課題のうち特にレーザー応用研究開発に関するものの紹介を行い、最後に我々の目指すところと重要な視点について述べる。

論文

Potential in nuclear properties for realization of equilibrium fast core

水谷 昭彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 37, 0 Pages, 2000/09

None

報告書

MA及びLLFPのリサイクルによる高速炉サイクルでの平衡炉心の検討(II) -LLFPの元素分離による炉内閉じ込めの検討-

水谷 昭彦; 庄野 彰; 石川 真

JNC TN9400 2000-013, 66 Pages, 2000/02

JNC-TN9400-2000-013.pdf:1.97MB

これまで高速炉を中核とする核燃料リサイクルシステムにおける、自己完結型システムの炉心概念検討を行ってきた。このシステムは、自身の炉で生成されるMA(Minor Actinide)及びLLFP(Long-Lived Fission Product)をリサイクルし、炉内に閉じ込めることによってそれら核種の消滅をはかるというものであり、「平衡炉心」概念と呼ばれるものである。しかしながら、前回までの検討では、LLFPは同位体分離を仮定することによって炉心にリサイクルされており、同位体分離の技術的困難さも相まって、核燃料サイクルシステムの経済性という観点からは現実的な検討にはなっていない。本解析では、酸化物、窒化物、及び金属燃料に対して、LLFPの分離をこれまで仮定していた同位体分離から元素分離に変更して、「平衡炉心」概念の実現可能性を評価する。すなわち、これまで同位体分離を仮定して炉内に閉じ込めていた7つのLLFP核種(79Se,93Zr,99Tc,107Pd,126Sn,129I及び135Cs)のうち、どれだけの核種を元素分離により炉内に閉じ込めて「平衡炉心」を成立させることが可能であるか、核特性の観点より検討を行うものである。この報告書では、地層処分のリスク及びLLFPの炉内閉じ込め許容量、という2つの観点から、同位体分離及び元素分離を核種毎に組み合わせたさまざまなLLFP消滅の組み合わせに対して、平衡炉心の核特性評価を行う。抵抗係数の大きさから見積もられた地層処分リスクの観点から、そのリスクを負っている順にTc、I及びSeの3核種であれば元素分離によって、酸化物燃料炉心でも「平衡炉心」に閉じ込められる可能性がある。他方、LLFPを可能な限り炉内に閉じ込めるという観点からは、Pd及びZrを除く5核種のLLFP(Tc, I, Se, Sn及びCs)であれば窒化物燃料炉心を用いた場合において、核特性を損なわずに元素分離によって炉心に閉じ込めた「平衡炉心」成立の可能性がある。

論文

Potential for Realization of Equilibrium Fast Reactor Recycling LLFPs

水谷 昭彦

「地球環境と原子力エネルギーシステム」に関する第三回国際シンポジウム, 0 Pages, 1999/12

None

論文

Investigation of equilibrium core recycling MAs and LLFPs in fast reactor cycle

水谷 昭彦

ANS Winter Meeting, 0 Pages, 1999/12

None

報告書

MA及びLLFPサイクルによる高速炉サイクルでの平衡炉心の検討(I)

水谷 昭彦; 庄野 彰; 石川 真

JNC TN9400 99-043, 103 Pages, 1999/05

JNC-TN9400-99-043.pdf:2.73MB

高速炉を中核とする核燃料リサイクルシステムいおいて、自身の炉で生成されるMA及びLLFPをリサイクルし炉内に閉じ込めて消滅をはかる、自己完結型炉の炉心概念検討に資するため、電気出力60万kW、径ブランケット無しの典型的なNa冷却酸化物燃料炉心の炉心仕様で、MA及びLLFPを原子炉内に閉じ込めた「平衡炉心」の核特性解析を行なった。また、この「平衡炉心」の核特性と、MAやLLFPの閉じ込めを行わない「基準炉心」、及びこの「基準炉心」にLWRからの取り出し組成のMAを5w/o装荷する「5w/oMA炉心」の核特性との比較検討も行った。本解析では、「平衡炉心」と、「基準炉心」及び「5w/oMA炉心」との核特性の比較を通して、「平衡炉心」の特異性を検討した。また、その特異性がゆえに、「平衡炉心」は高速炉設計概念に大きな変更を要求するのか否かの検討を、核特性の観点から行った。なお、これら3種類の「炉心」に関して、MA及びLLFPの消滅に際して中性子経済の観点から魅力のある、窒化物や金属燃料炉心に対しても評価検討を行った。本解析の結論をまとめると以下のようになる。まず、典型的な電気出力60万kW、Na冷却酸化物燃料炉心の炉心設計に変更を加えずに、平衡量のMA及びLLFPを、MAはREの分離を仮定して、LLFPは同位体分離を仮定して炉心にリサイクルして閉じ込めた場合、一部の核特性を除いて「基準炉心」から「5w/oMA炉心」の核特性の変化範囲を大きく逸脱するものではなかった。したがって、核特性の観点からは、燃焼欠損反応度増大に対処できれば、「基準炉心」の炉心仕様に大幅な変更を加えることなしに、自身の炉心から取り出されるMA及びLLFPを炉内に閉じ込めた「平衡炉心」が成立する可能性があることがわかった。また、酸化物燃料「平衡炉心」は、LLFPが平衡量の15.1w/o装荷されるためにPu富化度が増大したが、その増殖比は径ブランケット燃料無しで1を上回った。また、Puマスバランスに関して、平衡サイクルでのPuの装荷量と取出量の差は0.04t/yと僅かであった。したがって、酸化物燃料炉心においてでも、U以外を新たに加えずにPuを自給自足できる可能性があることがわかった。さらに、Pu同位体組成の違いが炉心の増殖性に与える影響が大きいことがわかった。新型燃料炉心は酸化物燃料炉心に比べて、中性子経

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