水底のin-situ放射線分布測定手法の開発

眞田 幸尚; 高村 善英; 卜部 嘉; 土田 清文; 西澤 幸康; 山田 勉; 佐藤 義治; 平山 弘克; 西原 克哉; 伊村 光生; et al.

JAEA-Research 2014-005, 67 Pages, 2014/05

JAEA-Research-2014-005.pdf:52.68MB

ここでは、水底の放射性セシウムの濃度を直接測定し、換算する手法(in-situ測定手法)の開発を行った。本方法は、p-Scannerと呼ばれる水中での使用可能な、プラスチックシンチレーションファイバ検出器を開発し、水底の広い面積を短時間に直接測定することを実現した。また、p-Scannerで得られた計数率は、検出器で値付けされた水中用の線スペクトロメータと比較測定を行うことにより、湿潤重量当たりの放射性セシウムの濃度(Bq/kg-wet)に換算できるようにした。開発した手法を、福島県内の農業用ため池に適用し、放射性セシウムの濃度分布マップを作成し、本方法の有用性を示した。

Computer Simulation of Transport and Maintenance Methods in a Pyrochemical Reprocessing Plant Design

米澤 重晃; 津坂 康和

Proceedings of 11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11) (CD-ROM), P. 36536, 2003/00

乾式再処理システムの検討にあたり、バ-チャルリアリティ(VR)技術を利用して、開発資源を大幅に削減することを目指した設計支援システムの開発に着手した。平成11年度、12年度、13年度の成果をとりまとめたものを、米国機械学会、日本機械学会共催の「ICONE11(The 11th International Conference On Nuclear Engineering)」において口頭発表する。

乾式再処理施設の操業シミュレーション

米澤 重晃; 津坂 康和; 吉氏 崇浩*

JNC TN9400 2002-040, 49 Pages, 2002/07

JNC-TN9400-2002-040.pdf:3.39MB

乾式再処理施設の運転では、バッチ処理とそれに付随する遠隔マテリアルハンドリングに特徴があるため、プラントの処理能力を評価するためには、機械的動作のシミュレーションが必要であった。そこでバーチャルエンジニアリング技術を利用して、操業シミュレーション技術の開発を進めている。本報告は平成13年度の成果をまとめたものである。1)乾式再処理施設の操業シミュレーションシステムの構築:FBR実用化戦略調査研究(以下、FSと略す)フェーズIの乾式再処理の概略設計情報をもとに、研究の進捗に伴う設計変更に柔軟に対応することを念頭に置き、設備や機器の機械的動作のシミュレーションができる、操業シミュレーションシステムを構築した。2)酸化物電解再処理施設の操業シミュレーションによる評価:F-SフェーズIの設計情報にもとづき、酸化物電解法の燃料処理セルについて操業シミュレーションを実施した。現在の設定ではマテリアルハンドリング機器のスピードが遅く、このため要求される50tHM/年の処理能力を下回ることが明らかになった。マテリアルハンドリング機器の把持・解放スピードをパラメータとして、処理能力への影響を評価した結果、把持・解放時間を最も早い 0分に設定しても、プラントの処理能力は要求される 94%にとかならず、これだけでは十分な解決には至らないことを示した。

物質収支評価コードの開発 Object指向型コードの開発と解析例(I)

岡村 信生; 米澤 重晃

JNC TN9400 2000-034, 48 Pages, 2000/03

JNC-TN9400-2000-034.pdf:1.56MB

現在、FBR(Fast Breeder Reacotr)の実用化を目指した研究開発が進められており、社会に受け入れられる核燃料サイクルを構築するために幅広い技術を対象に調査・研究が行われている。再処理に関しては、以前は使用済燃料からUとPuを効率よく取り出すことが課せられた唯一の課題であったが、現在、核燃料サイクルシステムを構築する上で再処理に求められる事項は多岐にわたり、それらの要求へ十分に答えていく必要に迫られている。再処理技術の幅広い検討の一環として、LWR(Light Water Reactor)とは異なりFBRでは低除染の燃料が許容されることから湿式再処理のみではなく乾式再処理の研究が始まり、溶融塩や液体金属を用いた電解・抽出、元素間の蒸気圧差を利用した揮発・凝縮等の様々な手法を組み合わせたプロセスが提案されている。乾式再処理は湿式再処理ほど実証プラントの経験が多くないため、工学規模のプラントを考える上ではプロセスフロー等に未だ多くの検討余地がある。そこで乾式再処理システムの設計を行う上で最も基本となる物質収支を解析・評価する時には、工程の追加等の変更に対して柔軟に対応する必要がある。本研究は、この要求を満たす乾式再処理の物質収支評価コードを開発することを目的としている。

先進的核燃料リサイクルシステムの設計研究(熔融塩を用いたリサイクルシステムの概念構築)

河西 善充; 掛樋 勲; 毛呂 達; 東 達弘; 戸部 賢治; 河村 文雄; 米澤 重晃

JNC TN9400 98-003, 422 Pages, 1998/10

JNC-TN9400-98-003.pdf:21.36MB

大洗工学センター先進リサイクル工学グループでは、経済性を抜本的に改善し、環境への負荷低減(MAリサイクル、廃棄物の極小化)を図り、かつ安全性、核不拡散性を向上させる先進的核燃料リサイクルシステムとして、溶融塩(乾式)技術を適用したリサイクルシステムの設計研究を進めている。本報告書は、平成8年12月にまとめた「先進的核燃料リサイクルシステムの設計研究(溶融塩を用いたリサイクルシステムの概念検討)」に引き続き実施した設計研究の成果をまとめたものである。本研究で実施した内容は、以下の通りである。(1)リサイクルシステムのシステム概念として、溶融塩技術を適用し、炉の建設計画に合わせリサイクルの需要バランスに柔軟に対応でき、標準化による経済性向上が図れ、また技術進歩(技術改良と新型燃料への移行性)に対して柔軟性がある再処理・燃料加工一体型モジュールリサイクルシステムの概念を構築した。このリサイクルシステムの経済性目標、システム容量等について検討した。この商用モジュールシステムの雛形となり、最小単位のモジュールシステム(10tHM/yの実証システム)について、システム構成とフローシートを検討し、まとめた。(2)モジュールシステムを構成する各システムの検討として、溶融塩電解システムの電解槽とカソードプロセッサの検討、溶融塩電解の熱力学的検討、MAリサイクルシステムの回収性能の解析、脱被覆システム、廃棄物処理システムの検討を行った。(3)リサイクルシステムのホットセルシステムの検討を行い、リニアモータ式ロボットによるマテリアルハンドリングシステムの概念、セルの構成・建屋配置計画をまとめた。また、ホットセル内の電解槽等の臨界解析、リサイクル施設の計量管理技術の調査・検討等を行った。本システム設計研究は、ここで示したシステム概念検討結果をベースに炉・燃料の設計研究と整合を取りつつ、高速炉を中心とした核燃料サイクルの実用化像の構築に向け、更に進めていく予定である。

先進的核燃料リサイクルシステムの設計研究(溶融塩を用いたリサイクルシステムの概念検討)

掛樋 勲; 波多野 守; 米澤 重晃; 河村 文雄; 白井 信行; 梶谷 幹男; 川合 努

PNC TN9410 97-015, 382 Pages, 1996/12

PNC-TN9410-97-015.pdf:12.32MB

社会の多様なニ-ズに対応できる技術の可能性を追求する先進的核燃料リサイクルシステムを構築することを目的として設計研究を行っている。本報告書は、先進的核燃料リサイクルシステムの概念検討について、経過報告をまとめたものである。概念検討では、先進的核燃料リサイクルシステムの概念構築とシステム構築に必要な研究開発課題を検討している。システムの基本となる概念は、従来のPUREX再処理法、ペレット加工法の概念を脱却する溶融塩を用いたリサイクルシステムである。検討した内容は、主に以下のことである。1)窒化物プロセス(Cd陰極法利用の成立性) 2)低融点溶融塩(ALCL3+有機塩の適用性) 3)脱被覆法(乾式熱処理法の利点) 4)電解中核種挙動(ヨウ素の挙動、FP塩化物の揮発性、塩素化・電解中の核種挙動) 5)溶融塩電解槽の臨界計算 6)オフガス処理系統図の作成 7)機器概念図の作成(カソードプロセッサ、振動充填) 8)高レベル廃棄物量の算定 9)燃料の品質(リサイクル燃料のFP混入量) 10)ロボットハンドリングシステムの概念検討 11)先進的核燃料リサイクルシステムの意義についてまとめた。今後、システム概念の提案、研究開発課題の摘出、実行プログラム(案)の作成を行ってまとめる予定である。