Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
神戸 満*; 角田 弘和*; 三島 嘉一郎*; 川崎 亮*; 岩村 公道
JAERI-Tech 2003-016, 68 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-016.pdf:4.37MB
本研究は、月面用の超安全・超小型原子炉RAPID-L(ウラン窒化物燃料リチウム冷却高速炉:電気出力200kW)に関するものである。原子炉はリチウム冷却の高速炉で、熱電変換システムにより発電し、廃熱はラジエーターパネルからの放射によって逃がす。RAPID-Lでは10年間連続運転が可能なウラン窒化物燃料の炉心を採用している。さらにRAPID燃料交換方式を採用する。これはカートリッジ式の一体型炉心を使う方式で、月面上でも迅速容易な燃料交換を可能にしている。したがって燃料交換後さらに10年間の運転が可能になる。本原子炉では従来型の制御棒を削除し、液体ポイズンのリチウム-6を使用する反応度制御装置(Lithium Expansion Module: LEM),原子炉停止装置(Lithium Injection Module: LIM)及び原子炉起動装置(Lithium Release Module: LRM)を採用し、無人での完全自動運転を可能とした。原子炉は総重量7.6tonで、通常のロケットにより1回で打ち上げが可能な寸法及び重量である。原子炉構造は直径2m,高さ6.5mである。信頼性向上のため可動機器を削除する方針で、エネルギー変換方式としては筆者らが開発中の高性能熱電変換システムを採用する。
神戸 満*; 角田 弘和*; 三島 嘉一郎*; 川崎 亮*; 岩村 公道
原子力eye, 48(1), p.23 - 28, 2002/01
将来の電力需要に柔軟に対処する観点で、分散電源用小型炉への期待は次第に高まっている。これは先進国での需要地近接の電源としてだけでなく、開発途上国においても今後重要となる。一方、ヒューマンエラーを排除でき、いかなる故意または過失に対しても安全な超安全炉への期待も大きい。こうしたなかで完全自動運転の可能な世界初の超安全高速炉概念RAPID-Lの成立性の見通しが得られた。本研究は原子力基礎研究推進制度の一環として電中研が原研から受託して1999年より3年計画で実施中である。電気出力200 kWで月面での使用を想定したリチウム冷却高速炉だが、地上用の超小型原子炉にも適用可能なもので、将来の原子力発電の新しい選択肢の一つとなる可能性を持っている。一方、電中研では地上用の分散電源用高速炉として各種の高速炉(RAPIDシリーズ)についても検討を行ってきた。本稿ではこれらの超安全高速炉につき、RAPID-Lを中心に紹介する。
角田 弘和*; 佐藤 理*; 岡嶋 成晃; 山根 剛; 飯島 進; 神戸 満*
Proceedings of International Congress on Advanced Nuclear Power Plants (ICAPP) (CD-ROM), 6 Pages, 2002/00
月面用高速炉RAPID-Lでは完全自動制御を達成するために、革新的な反応度制御システムLEM,LIM及びLRMを装荷する。これらのシステムでは、Li-6を液体吸収材として用いる。このLi-6は、高速炉ではこれまで吸収材として用いられたことがない。そこで、原研の高速炉臨界集合体(FCA)を用いてLi-6の反応度特性を調べた。実験では、濃縮ウランとステンレス鋼を用いてRAPID-Lの中性子スペクトルを模擬した炉心をFCAに構築し、95%濃縮Li試料を用いてLi-6の軸方向反応度価値分布を測定した。測定結果を、RAPID-L設計手法による計算結果と比較したところ、両者は良い一致を示した。この結果から、炉心設計手法に対するバイアス因子を求め、RAPID-Lに装荷するLEM及びLIMの本数を決定した。
大岡 紀一; 伊与久 達夫; 石井 敏満; 多喜川 昇*; 塩沢 周策; 神戸 護*; 三木 俊也*; 緒方 隆昌*; 河江 秀俊*
JAERI-M 93-003, 26 Pages, 1993/01
高温工学試験研究炉(HTTR)の炉心及びその支持黒鉛構造物に使用される原子炉級微粒等方性黒鉛(IG-110)素材に対しては非破壊検査として超音波探傷試験を計画している。しかしながら、多孔質材料の黒鉛材料はその特性が金属材料と異なる上に、超音波探傷試験の実績がないため、本報告において黒鉛受け入れ検査における超音波探傷試験の方法及び条件を明確にした。これに基づきHTTRで使用を予定している黒鉛素材の受入検査を行う。
羽賀 一男; 神戸 満; 片岡 一; 大谷 暢夫; 大坪 章
Acta Astronautica, 26(5), p.349 - 357, 1992/05
被引用回数：2 パーセンタイル：40.75(Engineering, Aerospace)可搬型炉の応用研究の一環として300kWe月面基地用原子炉の概念検討を行った。構成要素の仕様は次の通り。(a)原子炉-炉心高さ40cm、直径37cm、熱出力2MW、高濃縮UN燃料、寿命10年、燃料無交換。液体リチウム冷却。出口温度1100
C。(b)発電系-重量的に有利なカリウム蒸気タービンを採用。入口温度1040C(圧力3.8kg/cm2)。出口温度650C。プラント熱効率,14.8%。(c)排熱系-濃縮器からヒートパイプで輸送された熱を、面積80m2の輻射板から放熱。(d)遮蔽-原子炉を月の地中に埋め込み土を遮へい材に用いる。この様な構造の結果,全システムが重量8000kg、直径4.5m、高さ9.3mで構成できた。また,設置から定格運転まで14日以内で達成できる見通しを得た。さらに周囲に赤外放射率が小さいアルミホイルを敷くことにより放熱能力の低下を妨げることが判った。
11日 米国ニューメキシコ州アルバカーキ)神戸 満*
PNC TN9600 90-002, 106 Pages, 1990/04
フロンティア研究の一環として,高速炉技術の高度化を目指した先導的R&Dの推進を目的に,昭和64年1月5日から11日まで米国ニューメキシコ州アルバカーキにて開催された第6回宇宙用原子動力システムに関するシンポジウムに参加した。 1)シンポジウムの概要 米国,ソ連,仏,英および日本(筆者のみ)から約600人が参加した。米国からはNASA、DOE、およびDOD(国防省)の3者により検討が進められているSP-100(100kWeクラスの軌道上用原子動力プラント),マルチメガワット計画(kWeクラスの宇宙用原子動力および原子力推進),月面および火星基地用原子動力プラントについて発表が行なわれた。ソ連からは熱電子発電による軌道上用原子動力および原子力推進ロケットによる火星探査計画の概略,仏(CEA)からはERATO(20200kWeの軌道上用原子動力プラント)について各々発表があった。 2)本シンポジウムで得た情報に基づいて,動燃のフロンティア研究に対する提言をまとめた。
大谷 暢夫*; 神戸 満*; 角田 弘和*; 羽賀 一男*
PNC TN9410 89-145, 98 Pages, 1989/10
可搬型炉の一応用である宇宙用のものにつき、その小型炉心の核特性に係わる検討を行った。本炉心は、窒化物燃料を用いた高速炉で、冷却材としてリチウムを採用する。まず、簡単な球モデルの1次元計算によって、典型的なウラン炉心およびプルトニウム炉心の核特性を検討した。炉心サイズを等しく取った組成での計算結果の比較から、つぎのことが明らかになった。(1)炉心寿命の観点からは、ウラン炉心の方がプルトニウム炉心よりも同一燃焼期間(10年)での反応度欠損が小さく、優れている。(2)プルトニウム炉心の反応度欠損が大きい理由は、Pu-241の
崩壊による現象によるものである。したがって、プルトニウムを燃料とする炉心は、比較的大きな燃焼度反応度欠損をカバーし得る炉心構成をとる必要がある。(3)炉心寿命を延ばす方法としては、炉心と反射体との間に熱中性子吸収体を設置することが、ある程度有効である。つぎに、設定された濃縮ウランを燃料とする炉心設計案を基とし、反応度調整のための炉心構成及び炉心組成、さらに炉心サイズの変更等を行い、この解析範囲で適当な炉心を提示した。基本的な核特性量としては、クリーン炉心の臨界性、燃焼反応度欠損量、水没時の未臨界性確保、炉停止マージン等を取り上げた。その結果、水没時の未臨界性確保と炉停止マージンについては、当初設定した目標値に到達したかったものの、ある程度の安全余裕が確保できる見通しが得られた。以上の解析では3次元モンテカルロコードを一部使用したが、この過程でより形状模擬性の優れた計算コードが必要なことが明らかとなった。
原 昭浩*; 小坂 一郎*; 神戸 満*; 金城 勝哉*
PNC TN9410 89-081, 136 Pages, 1989/04
FBR実用化開発戦略検討の一環として、FBR技術の高度化、多様化を目指した中小型LMFBRの概念について検討した。本年度は、第1期計画(フィージビリティスタディ)のうち炉出力規模のサーベイ、小型革新プラント概念の検討を行った。本年度に実施した検討により得られた成果及び今後の検討課題は以下の通りである。(1)炉出力規模に関するパラメータサーベイにより電気出力1060万kWの炉心特性が明らかになった。(2)小型炉心になる程燃焼反応度の低下が大きくなるため、小型炉心では、燃焼反応度の改善が設計課題の一つである。(3)炉心の反応度係数については、電気出力30万kWe以下で大型炉との差が大きくなり、中小型炉の特徴が出てくる。(4)準静的な過渡評価を行った結果、固有の安全性を生かした炉停止機能を持たせるためには、線出力を下げる(10万kWe炉心において250W/cm以下)とともに制御棒1本当たりの反応度を0.4%
k/kk'程度に制限する必要があることがわかった。今後、短期的挙動について確認するため、プラント動特性解析を行う必要がある。(5)小型炉心の特徴を生かし、一体型炉心の採用による一括燃料交換方式、及び反射体領域における反応度制御方式を取り入れた10万kWeの小型革新プラントの概念を構築した。この革新プラントの原子炉構造物量を同しゆつりょく規模の従来プラントと比較するとね約1/4に減少することがわかり、出力当たりの建設コストは、大型炉(100万kWe)と同程度となる。今後は、冷却系、燃料取扱系及び建物を含めた総合的物量評価を行う必要がある。また、炉心圧損、線出力の低下により、崩壊熱除去能力が優れていることがわかった。炉心の平均燃焼度が「もんじゅ」の約1/2となり、燃料サイクルコストが上昇することがわかった。従って、高燃焼度化が必要となる。
神戸 満*; 谷山 洋*
PNC TN9420 87-001, 107 Pages, 1987/06
本報告書は広く海外FBR先進国の実用化の動向を調査検討したもので、今後の我が国としてのFBRの実用化方策を検討し、方向づけをすると同時に、実証炉一号のあり方を検討する上での参考にすることを目的として作成したものである。 調査の対策は我が国の指向している大型化によるコストダウンに焦点を絞ったことから、欧州を中心とし、米国については参考程度に引用することとした。
飯田 正明*; 小杉 敏夫*; 神戸 満*; 永井 寛*; 田中 信夫*; 土屋 毎雄*; 奈良 義彦*
PNC TN941 84-169, 172 Pages, 1984/12
従来からの懸案事項である2次系削除FBRプラント概念を明確にし,その成立のための条件とコスト低減の効果を把握することを目的に設計研究を実施した。本概念の主要な検討課題は「蒸気発生器内で発生するNa―水反応の炉心への影響」について明らかにすることであり,この問題に直接関係する炉心,蒸気発生器,格納容器,Na-水反応生成物処理装置等に焦点を絞り設計検討を実施した。その結果以下を把握することができた。(1)2次系削除プラント概念とその問題点、(2)Na-水反応生成物のうち特に水素ガスの炉心へ及ぼす影響,限界水リーク率、(3)その影響の抑制方式、(4)2次系削除プラントのためのNa-水反応セーフティマップの概念と水リーク検出系への要求事項、(5)財産保護の観点からの2重管SGの必要性、(6)2次系削除した時の物量及び建設費の削減効果。なお、本作業を通じて設計研究の実際を経験することかできたことを付記しておく。
渡辺 章*; 野中 信之*; 神戸 満*
PNC TN951 84-04, , 1984/07
PNC-TN951-84-04.pdf:3.61MBPNC-TN951-84-04REV1.pdf:2.98MB
・標記2論文(以下「思想」と「決定」と略記する)は、表紙にある仏語文献の翻訳である。何れも、英語版が出るとの噂はあるが、大網は把握した翻訳が出来たので、高速増殖炉(FBR)開発の"先進国"フランスの実情を理解するため、紹介する次第である。・「思想」では、仏原子力庁(CEA)原子力安全防護局(IPSN)のF.Justin:P.Tanguy両氏が"防護ライン"(LOD:lignes de defense,lines of defence)の観点から,安全思想の統一を試みたものである。本文中にも言及されているように、旧AEC時代から原子炉開発技術局(RDT)が、類似の"保証ライン"(LOA:lines of assurance)を提唱していた。IPSNの両氏は、更にLODの中に定性的な信頼度(CF:高強度10SUP-310SUP-4/炉年及びM:中強度10SUP-110SUP-2/炉年)の概念を付加している。・ LOAは 4段から成り,LOA-1は事故防止(prevention),LOA-2から4迄は 被害緩和(mitigation)を目的とする。LOA-Iで 10SUP-6/炉年(RY)を,更にLOA-2,-3,-4で各々10SUP-2を目指していた。これに反し,1PSNの考え方は (主として)ハードウェアの組合せで閾値 10SUP-7/RYを達成しようと試みている。これは 英国原子力公社(UKAEA)の手法も入っているものと推察するが,F系2系統で共通原因故障(CCF)を考慮しても,最低10SUP-6/RYを確保し,必要とあらぱ更にM系を付加して,最低10SUP-7/RYの閾値を確保する。それ以下の事象は 残留リスク(residual risk)として,考慮対象から除外する[したい]という発想である。・ 上記の考え方による,詳細な event tree や fault tree解折を俟たずして,システム安全性の定性的な議論が出来る利点がある。但し,静的機器に関しては 目標値を一基で達成するのは困難で,逆に材料・設計・施工・検査・供用中監視等で余裕を稼がざるを得なくなるく惧れもある。・ 添付や文献も多く,本論文は,1983年フランス電力庁(EdF)主催のFBR安全性会合での主張に加筆し,フランス国内のconsensus作りを計ったものと思われる ・ 一方 「
青木 忠雄; 西口 洋平*; 宇野 修*; 神戸 満*; 石川 光一*; 太田 俊郎*; 塙 幹男*
PNC TN951 77-10, 142 Pages, 1977/01
日本ではLMFBRプラントの主冷却系用として,従来の機械式ポンプに代わり電磁ポンプを使用することの是非については,これまであまり検討されなかったと思われるが,本年6月のERDA/PNCプラントコンポーネント・ワーキンググループ会議で,ERDAから,EG社の55
3/minALIP(AnnularLinearInductionPump-FFTF2次系主循環ポンプの代替用ポンプとして開発)を大洗工学センターで試験できないか打診してきたことをきっかけに,ナトリウム機器構造試験室内で主冷却系用大型電磁ポンプの可能性について検討を始めた。▲ここに紹介する文献は,本社技術情報室がNTISを通して購入した下記の公開資料でFFTF(553/min),デモプラント(1003/min)および1200MWe級LMFBR(3403/min)の主循環ポンプとしてそれぞれの容量の電磁ポンプをGE社がUSAEC(現在ERDA)に対して推奨したfeasibilitystudyである。▲本資料は室内検討用として邦訳したものであるが,検討の輪を広げる意味で,報告書のかたちにまとめたものである。▲文献:▲GEAP-13965▲DEVELOPMENTOFLARGEELECTROMAGNETICPUMPSFOR▲MAINHEATTRANSPORTSYSTEMSOFLMFBRs▲Jene1973CompiledbyG.D.Collins▲
