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奥村 泰伸*; 黒羽 光男; 佐藤 稔*; 大後 美道; 池本 一郎*; 葛西 省三*
PNC TN941 82-98, 87 Pages, 1982/04
すでに報告されている直接挿入型カバーガス中水素計を使用してナトリウム/カバーガス体系における水素ガス挙動を解明するための試験を実施した。試験は,動力炉・核燃料開発事業団,大洗工学センター蒸気発生器安全性試験室内のSWAT―2装置に,蒸気発生器を模擬するための容器を新設し,その上部にカバーガス中水素計を設置し,既設のPNC型ナトリウム中水素計と共に使用して,バックグランド水素濃度測定,注水素,注水試験等を行なった。本書では,これらの試験結果について報告するものであり,得られた成果は以下の通りである。アルゴンガス中での水素ガスの移行は,分子拡散より,浮力および対流によるミキシング効果の方が支配的である。ナトリウム/カバーガス体系でのカバーガス中バックグランド水素分圧は,ナトリウム中水素分圧に比べ2
3オーダ高く,10
-2Torr以下には下がらない。ナトリウム中における単気泡の気泡径と上昇速度の関係は,実験と解析がよく一致した。本試験体系でカバーガス中へ出た水素ガスの検出割合は約20%であった。またナトリウム中へ溶解した水素の検出割合は約80%であった。ナトリウム-水反応で発生する水素のナトリウム中水素計での検出割合は,注水素試験に比べ数倍高くなる。
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 大後 美道; 井上 設生*; 堀 雅夫*
PNC TN941 78-91, 214 Pages, 1978/10
PNC型Na中水素検出計2号機は,すでに報告した同1号機の試作,試験から得られた成果を基に,商速増殖原型炉「もんじゅ」での使用を想定し設計,製作されたものであり,現在動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センタ内各種試験装置に組込まれ順調に稼動が続けられている。この2号機の特徴は,検出計の較正運転手法の簡易化および精度の向上を目的として従来はなかった「動的室,静的室分離型」の構成を開発し実用化した点にある。▲本書は,この2号機の法本設計仕様,詳細構造および較正試験,水注入時の応答試験を含むNa巾試験結果について記述するものである。これ等の設計,試作および試験を通じて以下の成果を得た。▲1)「動的室,静的室分離型」は較正試験時の運転手法の簡易化および較正精度の向上に有効である。▲2)同1号機の経験も含め,既に報告した「検出計最適設計法」の妥当性を確認した。▲3)「もんじゅ」の適用可能な設計,製作および運転に関する多くの情報を得ると同時に,本2号機が「もんじゅ」用として使用可能である事の見通しを得た。▲大洗工学センタでは現在この2号機を使用して,検出計の寿命,経年変化を把握するための長期試験を行って更に多くの運転経験を積み重ねる予定である。▲
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 大後 美道; 井上 設生*
PNC TN941 78-85, 187 Pages, 1978/01
本書は,既に報告した「Na中水素検出計の最適設計法」の実証のために試作した,「PNC型Na中水素検出計1号機」に関する報告書である。同検出計は現在動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センタ蒸気発生器安全性試験室内小リーク・ナトリウム・水反応試験装置(SWAT―2)に据付けられ順凋に稼動を続けている。本書ではこの検出計の設計仕様およびその決定根拠の詳細を上記最適設計法に則って記述すると同時に,試作した検出計の構造詳細,製作時に得た情報,Na中試験結果およびガス中試験結果について報告するものである。これらの試作,試験を通じて以下の成果を得た。完成した本検出計1号機はナトリウム側も含め従来のものよりきわめて小型であり,リーク検出機能および濃度測定機能を有する事が実証され,既に報告した最適設計法の妥当性を確認することが出来た。製作および実験の過程でこれまで定量的に得られていなかった事項,すなわち,Ni膜溶接後のリーク試験法,高圧測定用のシュルツゲージ試作,完成後の真空側ベーキング条件および真空計自己排気速度等を定量的に把握することが出来た。今後は,これ等の事項を基として更に改良型の同2号機の試作およびもんじゅプラントヘの適用を考慮した長期にわたる運転特性把握のための試験を実施する計画である。
池本 一郎*; 井上 設生*; 大後 美道; 堀 雅夫*; 鐘ヶ江 直道*
PNC TN941 77-191, 142 Pages, 1977/12
ウェステージ・データ整理コード「SWAC―8」は,現在動燃事業団が集枯している世界各国のナトリウム・水反応試験による材料ウェステージ・データをファイルし,各実験パラメータのウェステージに対する効果を求め,ウェステージ整理式の作成,および既に提唱されているウェステージ整理式の全世界データによる比較,検証などを行なうためのものである。▲本報告書では,主として「SWAC―8」コードの概要および操作方法について記述する。▲
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 大後 美道; 井上 設生*; 堀 正夫*
PNC TN941 77-189, 78 Pages, 1977/02
本プログレスレポートは,小リーク・ナトリウム水反応研究で得られた情報のうち,小リークウェステージに関するものを速報的に報告するもので,日本原子力学会の講演原稿をもととした全6編より構成されている。各編の報告内容は以下のとおりである。第1編;ウェステージに及ぼすノズル・ターゲット間距離の効果に関する報告であり,この距離を5mmから35mmまで変えた実験結果および考察についての報告である。同一注水率であっても距離しが大きければウェステージ率は下がるが,ノズル径(D)との比L/Dが2540の処にウェステージ率最大点が生ずる事等を測定した。第2編;リーク孔拡大(セルフウェステージ)すなわち水がリークしている孔自体が時間とともに拡大して行く現象に対する考察を記した。これまでこの現象の報告はいくつかあったが,ここではこの拡大時間,拡大量等に対し定量評価を試み,内外の実験結果と比較評価した。第3編;第1編で報告したウェステージに及ぼす距離の効果の研究の続編であり,更に実験データを積み重ねた結果として,前報の内容の再確認と更にウェステージ断面部形状を表わす半実験式や,ウェステージの発生しない領域等に対する考察を述べた。第4編;ウェステージデータ整理コード「SWAC―8」は全世界のウェステージ実験結果を収録し,各種パラメータの効果の評価およびそのパラメータを組合せた整理式の算出が行えるコードである。本項ではコードの内容および全データを基としたパラメータ評価および最小二乗法で求まったウェステージ整理式の提唱を行った。第5編;ウェステージの生じたターゲット材に対し各種金属学的検査を施しウェステージ発生機構に関する考察を述べた。SWAT―2(小リーク),SWAT―1(中リーク)の使用ターゲットを検杏対象とし,ウェステージ発生面のコロージョン程度およびエロージョンの程度の比較や,ノズルとの間の相異による両効果の比較によって機構の評価を試みた。第6編;10-310-4/sec程度のリーク率によるウェステージ試験結果に関する報告。このリーク率(微小リーク)ではターゲットウェステージのみならずノズルウェステージ(ノズル孔自体が拡大または閉塞する現象)が重要な検討対象となるが,両者に対する実験的評価を行いターゲットおよびノズル部のウェステージ観測結果について述べた。
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 井上 設生*; 堀 雅夫*; 大後 美道
PNC TN941 77-190, 65 Pages, 1977/01
本プログレスレポートは,小リーク・ナトリウム水反応研究で得られた情報のうち,リーク検出計開発に関するものを速報的に報告するもので,日本原子力学会の講演原稿をもととした全5編より構成されている。各編の報告内容は以下のとおりである。第1編;小リーク・ナトリウム-水反応試験装置(SWAT―2)に組込まれたVARIAN社製Ni膜―イオンポンプ型Na中水素検出計を用いて実施した静的平衡法による較正試験結果の報告。Na中水素濃度(CH)とイオンポンプ出力(Ip)には理論どおりの関係は成立せず,CH
Ip0.70.75の関係が見出され,米および仏の報告ととも一致したことの報告を中心として,較正試験の原理,手法および間題点の指摘を記述し,最後に小リークN-一水反応時の応答測定結果について報告した。第2編;リーク検出計として最も実用化の進んでいるNi膜-イオンポンプ型Na中水素検出計について,その設計法,性能評価法の一般化を試み,2つの特性図にまとめ報告した。1つは動的平衡運転からの要求項目をまとめた「検出特性図」で,他は静的平衡運転からのもので「静的平衡測定特性図」である。両図の使用によって,全ての上記検出計の設計,性能評価が可能である。第3編;上記第2編で報告した最適設計法の実証を行う目的で製作した「PNC型Na中水素検出計」について,その特徴,設計法の評価について報告した。前編での設計法の妥当性を確認すると同時に,定量的に不明確であった設計出様等の定量的確認も行うことが出来,それによってさらに測定精度の向上も可能であることを確認した。第4編;前編で報告した「PNC型Na中水素検出計」を用いて実施した,ガス中試験およびNa中試験結果について報告した。水素検出計の設計や測定にきわめて重要な項目でありながらこれまで定量値が不明確であった真空壁面からの放出ガス率やゲージの自己排気速度の測定緒果についても報告した。第5編;これまで確認した設計法,試験結果を反映し,原型炉もんじゅ用に設計,試作した「PNC型Na中水素検出計2号機」の構造,性能の特性およびNa中試験結果について報告した本検出計は較正運転の手法,精度の向上を主目的として,静的室と動的室を分離したもので,今後長期性能試験による経年持性を確認して行く計画である。
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 橋口 功*; 堀 雅夫*
PNC TN941 76-30, 80 Pages, 1976/03
期間1975年1月1976年3月目的 これまでいくつか試みられて来たNa中水素検出計の設計法に対し,SWAT―2試験および考察等で得られた検討結果をまとめ最適設計法の一般化を試みた。要旨 最適設計法を最も一般化し汎用性,簡易性を持たせた特性図を作成した。1)検出特性図:本特性図は検出計に要求される測定範囲,精度を満足するためのNi膜面積およびイオンポンプ排気速度等基本構成に関する仕様を決定する時用いるもので,動的平衡運転からの要求項目をまとめたものである。2)静的平衡測定特性図:本特性図は検出計の較正を精度良く実施するために必要な真空計構造(容積,表面積,表面処理)および真空計自己排気量に対する仕様を決定する時用いるもので,静的平衡運転からの要求項目をまとめたものである。これ等の特性図の使用例を示すと同時に現在動燃団で設計製作中の水素検出計基本仕様を明示するためのモデル設計を試みた。
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 橋口 功*; 堀 雅夫*; 法月 照芳*; 築地 道夫*; 火山 邦彦*; 高橋 忠男*
PNC TN941 76-29, 55 Pages, 1976/03
期間1975年1月1976年3月目的低圧における水素のNi膜透過現象において,透過量等がいわゆる1/2乗則に乗らないとの報告がこれまで内外でいくつかなされたが,この現象に対しSWAT-2および50MWSGTFで得られた試験結果を基に考察した。要旨水素のNi膜透過においていわゆる1/2乗則が成立し測定される1次側水素分圧P/NHと真空部圧力P/IPの間にはP/NH1/2
P/IPの関係が成り立つはずであるがこれまでSWAT-2からの報告も含めいくつかの報告に上式と異る測定結果が提示されている。この現象は水素検出計設計においてきわめて重要と考えられるが,50MWSGTF用水素計(Ni膜厚0.25mm,面積≒150cm2)を用いて実施したガス中試験(水素分圧10-4102mmHg.膜温度216505
)から,以下のように透過度Kの低圧における圧力依存補正式を導出することができた。(1)P
0.5mmHgでは圧刀依存性はなく,透過率Kは次式のように表わされる。K=kexp(-ERT)ここでkは定数,Eは流性化エネルギー,Rは気体定数,Tは温度である。(2)P
0.5mmHgにおける透他率kは次式で表わされることが判った。K=K・b・P/NH1/mここでKは上記1)で示した式であり,b・mは定数である。これは,低圧においてはFrecmdlichの着等温式(=b・P/NH1/m)による補正が可能であることを示しており,試験結果から補正式中の定数は各々次の値であることが判った。b=1.25m=2.8今,測定されたP/NHとP/IPの間に1/2乗則でなくP/IPP/NH1/n(N
2)の関係が得られた時,mとnとの間には次の関係が成立する。1/n=1/m+1/2上記nの値に対し、SWAT-2,50MWSGTF, SCTI、およびPhenixにおけるNa中水素計より報告された結果および、本ガス中試験結果を比較すると次の範囲でよい一致を見た。.1n1.5
池本 一郎*; 橋口 功*; 大内 義弘*; 井上 設生*; 鐘ヶ江 直道*; 堀 雅夫*
PNC TN941 76-28, 60 Pages, 1976/03
期間1975年4月1976年3月目的Na中水素計の動的,静的平衝法による試験結果および注水試験に対する応答について報告する。要旨本報告書は,上記期間中に行なったNa中水素計の静的および動的平衝法による較正試験,注水試験時に得られた水素計の応答や,較正試験から得られた水素計の特性,およびNa中水素計の設計において考慮すべき点などについて述べたものである。本試験結果より明らかになった主な事項は,以下のようなものである。静的および動的平衝法による較正試験の結果,Na中水素濃度を精度よく監視できる。Ni拡散膜の水素透過率に圧力依存性が認められた。バリアン型Na中水素計において,数回の住水実験の後,出力の経時変化が観察された。バリアン型およびPNC―MAPI型Na中水素計の両者の応答を比較すると,応答開始はほぽ同時であるが,感度はバリアン型の方が良好である。静的平衝法によりNa中水素分圧を測足する場合,低分圧の場合は真空系壁面からのガス放出,高分圧の場合は電離真空計フィラメントの排気速度の効果を考慮しなくてはならない。
鐘ヶ江 直道*; 橋口 功*; 池本 一郎*; 大内 義弘*; 井上 設生*; 堀 雅夫*
PNC TN941 76-27, 110 Pages, 1976/03
期間1975年2月1日1976年2月29日目的ノズル・ターゲット問距離を変えて実施した小リーク・ウェステージ実験より得られた結果およびこれまでの注水ノズルの金属学的観察より得られたノズル孔拡大に対する考察結果を報告する。要旨1.ウェステージに対する距離の効果に関する試験とその検討。本試験の主要条件は以下のとおりである。ナトリウム温度T/N480()一定ナトリウム流速V/N約0.24(m/sec)一定ターゲット材質21/4Cr―1Mo材一定ノズル径D0.2,0.3,0.5,1.0,1.5(mm)ノズル・ターゲット間距離L5100(mm)L/D12400(一)注水率G0.0713.8(
/sec)得られたウェステージ部の測定結果から,先づ次のことがわかった。1)L/D≒2030の処に最大ウェステージ率が発生する。2)L/D2030の領域ではウェステージ部形状はピット型となりウェステージ率が1/Lに比例して減少する。3)L/D2030ではウェステージ形状はトロイダル型となりウェステジ率がむしろ低下する傾向がある。4)本試験ではL/D150の領域では,ウェステージは観測されなかった。また,ウェステージ断面曲線は次式のように正規分布曲線で表わされる。-=-oexp(―r2/b)ただし,rは深さ-の処での半径,-oは最大深さでありbは注水率GとL/Dの関数で次式で表わされることが判った。b=1/5・L/D・G―方,ターゲット上に生ずるウェステージの広がりは,L/D2030の領域ではG1/2(L/D)1/2に比例しており,注水率Gが一定の場合L/D2030で最も小さくなりL/D2020では逆に広くなることが判った。以上の結果を実機SGで小リークが生じた場合の評価に反映して2.3の考察を加えた。2.リーク孔拡大(セルフウェステージ)に関する考察これまで使用したノズル部の金属学的観察結果を基とし次の結論を得た。1)孔拡大は必ずNa側から生ずる。2)拡大によって失われた鋼体積と拡大の孔部空間体積の比をvとするとき,このVと仝注水量(g)の間には次の関係が成立する。V=W310-63)孔拡大によってリーク率が増大する時点(1次拡大完了点)では,孔径は初期孔径の約2倍になる。4)この1次拡大完了
鐘ヶ江 直道*; 池本 一郎*; 橋口 功*; 大内 義弘*; 井上 設生*; 堀 雅夫*; 下屋敷 重広*
PNC TN941 76-26, 60 Pages, 1976/03
SWAT-2装置は昭和47年4月の運転開始以来、昭和50年7月までの期間に107回の注水実験が行なわれた。装置の運転は間けつ的であるが、延べ運転時間は2600時間であり、500前後のNa温度および水注入による高いNa中不純物濃度、あるいはNaのチャージ・ドレンのくり返しによる熱衝撃などにより装置の寿命に悪影響を与える可能性も考えられる。このため装置の安全運転上、装置寿命の評価が必要と考えられ配管材料検査が実施された。いっぽう本検査結果は、Na-水反応による材料ウェステージの機構究明の手助けになることも期待された。検査の結果、配管材料にはNaあるいはNa-水反応によって生じたNa中の苛性ソーダ(NaOH)による腐食、および材料強度の低下などは観察されず、今後の装置の運転上問題のないことがわかった。
池本 一郎*
PNC TN941 71-01, 38 Pages, 1971/04
Na加熱蒸気発生器における小規模水リーク事故によって隣接伝熱管が損耗し大リーク事故が生じる可能性がある。そのため原型炉級のNa加熱蒸気発生器の小規模水リーク事故の検出方法の調査と,その検出器に要求される性能を計算した。現在小規模水リークの検出に最も有望な方法は質量分析器を用いたニッケル膜拡故型Na中水素検出器である。原型炉級蒸気発生器に使用する場合0.1ppmH2以上の感度を必要とするが,拡散膜部分を流れるNa温度を一定高温に保ち,Na中の水素のバックグランド濃度を低く保ては要求される感度を達成することはさほど困難ではない。しかし,検出計位置までの水素の輸送時間おくれのため,ジェット型リークが発生した場合リーク率によっては水素検出計だけでは隣接伝熱管への破損伝播を防止できない場合もあり,音響式などの即答性のリーク検出計の開発が必要となる。
池本 恵*; 染川 純*; 根木 新太*; 小西 蓮*; 中島 良太*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; et al.
no journal, ,
加速器で生成した
をSi薄膜で減速し、静電場で減速・収束してミュオンビームを高品質化する研究を進めている。本研究では、数MeVのを厚さ0.5~mmのSi板に入射し、数keV程度に減速されたを静電的に引き出す実験の数値シミュレーションを荷電粒子軌道ソフトウェア(SIMION)で行った。ミュオンの発射位置が少しずれるだけで、輸送管の終端までの飛行時間や輸送効率が変化することから、ミュオンの輸送過程が初期条件に鋭敏であることが示唆された。
