Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
内堀 昭寛; 堂田 哲広; 青柳 光裕; 曽根原 正晃; 曽我部 丞司; 岡野 靖; 高田 孝*; 田中 正暁; 江沼 康弘; 若井 隆純; et al.
Nuclear Engineering and Design, 413, p.112492_1 - 112492_10, 2023/11
被引用回数：1 パーセンタイル：68.31(Nuclear Science & Technology)ナトリウム冷却高速炉に代表される革新炉に対し、安全性評価やそれに基づく設計最適化を自動で行うARKADIAを開発している。通常運転もしくは設計基準事象の範囲で設計最適化を行うARKADIA-Designについては、核特性-熱流動-炉心変形のマルチレベル連成解析手法等を中心技術として開発し、その基本的機能を確認した。シビアアクシデントまで含む範囲で安全性評価を行うARKADIA-Safetyの基盤技術として、炉内/炉外事象一貫解析手法の整備を進め、仮想的なシビアアクシデント事象を解析することで基本的機能を確認した。また、炉外事象に対する解析モデルの高度化、設計最適解の探索工程を合理化するAI技術の開発に着手した。
田中 正暁; 内堀 昭寛; 岡野 靖; 横山 賢治; 上羽 智之; 江沼 康弘; 若井 隆純; 浅山 泰
第27回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2023/09
日本機械学会動力エネルギーシステム部門の30周年を記念し、「JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation(JSMEシリーズ 火力・原子力発電)」の第3巻として「Sodium-cooled Fast Reactor(ナトリウム冷却高速炉)」(本書)が発刊となった。本報では、本書の第5章にまとめられている、SFR開発に必要な枢要技術である熱流動及び安全性に関連するR&D成果等について概説するとともに、経験を含めた豊富な知識(ナレッジ)を活用し、最新の数値シミュレーション技術を組み合わせた革新炉の社会実装を支援する統合評価手法「ARKADIA」の開発状況について概説する。
田中 正暁; 江沼 康弘; 岡野 靖; 内堀 昭寛; 横山 賢治; 関 暁之; 若井 隆純; 浅山 泰
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 11 Pages, 2023/05
In Japan Atomic Energy Agency (JAEA), an artificial intelligence (AI) aided integrated digital system named "Advanced Reactor Knowledge- and AI aided Design Integration Approach through the whole plant lifecycle (ARKADIA)" has been developing to offer the best possible solutions for challenges arising during the design process, safety assessment, and operation of a nuclear plant over its life cycle. ARKADIA aims for creating a new plant design beyond the reach of experienced engineers by assembling the solutions to be met a safe, economic, and sustainable carbon-free energy source. ARKADIA consists of three inter-connected systems: EAS (Enhanced and AI-aided optimization System) as a controller for the numerical analyses and the design optimizations, VLS (Virtual plant Life System) for numerical simulator, and KMS (Knowledge Management System) with knowledges obtained through the development of sodium-cooled fast reactors (SFRs) in JAEA. These systems stand on the AI aided platform. Until 2023, the platform, the ARKADIA-Design, the ARKADIA-Safety, and the KMS are separately being developed. In the next five years until 2028, the element functions and the systems are to be unified to one system, ARKADIA. In this paper, outlines of current status in its development are introduced.
内堀 昭寛; 曽我部 丞司; 岡野 靖; 高田 孝*; 堂田 哲広; 田中 正暁; 江沼 康弘; 若井 隆純; 浅山 泰; 大島 宏之
Proceedings of Technical Meeting on State-of-the-art Thermal Hydraulics of Fast Reactors (Internet), 10 Pages, 2022/09
ナトリウム冷却高速炉に代表される革新炉に対し、安全性評価やそれに基づく設計最適化を自動に行うARKADIAを開発している。通常運転もしくは設計基準事象の範囲で設計最適化を行うARKADIA-Designについては、核特性-熱流動-炉心変形の連成解析手法等を中心技術として開発し、その基本的機能を確認した。シビアアクシデントまでの範囲で安全性評価を行うARKADIA-Safetyの基盤技術として、炉内/炉外事象一貫解析手法の整備を進め、仮想的なシビアアクシデント事象を解析することで基本的機能を確認した。
大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
strain induces severe corrosion by retrieving electrons from Fe
under a freshwater environment平野 伸一*; 井原 奏太*; 若井 暁*; 土津田 雄馬; 大谷 恭平; 北垣 徹; 上野 文義; 岡本 章玄*
Microorganisms (Internet), 10(2), p.270_1 - 270_12, 2022/02
被引用回数：7 パーセンタイル：78.86(Microbiology)淡水中の嫌気条件下での腐食におけるメタン生成菌の役割を理解するために、地下水と河川から収集されたサンプル中のメタン生成菌の腐食活性を調査した。地下水中でCO
/NaHCO
とFeをそれぞれ唯一の炭素源と電子供与体として成長できる微生物を単離した。電気化学的分析により、メタン細菌種は、-0.61V vs.SHE未満でカソードから電子を取り込むことができ、細胞外電子伝達能力を持つ他の以前に報告されたメタン生成菌とは異なる電気化学的ポテンシャルを持つ酸化還元活性を持っていることが明らかになった。この結果により、嫌気性淡水環境でFeから電子を取り込むことができるメタン生成菌による腐食リスクと、リスク診断に寄与するための腐食メカニズムを理解する必要性が明らかとなった。
若井 暁*; 平野 伸一*; 上野 文義; 岡本 章玄*
材料と環境, 70(12), p.491 - 496, 2021/12
福島第一原子力発電所は、2011年3月11日に発生した地震に関連する東日本大震災の影響により廃炉が進められている。事故以前から腐食に関する対策は十分に取られ、事故後も速やかに対策が立てられ、適切に管理することで大きな腐食事故事例は発生していない。一方で、事故当時に行われた海水注入や連続的に建屋内に入り込んでいる地下水との接触によって微生物の影響が継続的に発生している。この様な観点と最新の微生物腐食研究の知見から、福島第一原子力発電所で起こりうる微生物腐食リスクについて整理する。
佐伯 盛久; 岩撫 暁生; 伊藤 主税; 若井田 育夫; Thornton, B.*; 作花 哲夫*; 大場 弘則
Journal of Nuclear Science and Technology, 51(7-8), p.930 - 938, 2014/07
被引用回数：70 パーセンタイル：98.67(Nuclear Science & Technology)高放射線環境下でかつ水中に存在する固体試料を遠隔元素分析するための、ファイバーカップリングレーザー誘起ブレークダウン(LIBS)分光装置を設計・開発した。通常水中でLIBSを行うと、レーザーアブレーションにより生成したプラズマが水によりすぐ冷却されてしまうため、そこからの発光を効率よく観測することができない。そこで我々は、ガスフローシステムまたはダブルレーザーパルスシステムをLIBSシステムに取り入れること により、レーザーアブレーションプラズマの周辺だけに擬大気環境を発生させ、水中でも効率よくLIBS測定がで きるようにした。また、放射線照射した時のファイバーの光学透過特性試験を行い、放射線照射前後において近赤 外(700-1100nm)領域では透過特性が変化しないことを見出した。さらに、分析を行うために最低必要なレーザーパワーを測定し、その結果を基にLIBSシステムの要であるレーザーを小型なもので置き換えることに成功した。以上の結果を基に、可搬型のファイバーカップリングレーザーLIBS分析システムを試作し、その性能評価を行った。
佐伯 盛久; 岩撫 暁生; 伊藤 主税; 若井田 育夫; Thornton, B.*; 作花 哲夫*; 大場 弘則
no journal, ,
高放射線環境下でかつ水中に存在する固体試料を遠隔元素分析するための、ファイバーカップリングレーザー誘起ブレークダウン(LIBS)分光装置を設計・開発した。通常水中でLIBSを行うと、レーザーアブレーションにより生成したプラズマが水によりすぐ冷却されてしまうため、そこからの発光を効率よく観測することができない。そこで我々は、ガスフローシステムまたはダブルレーザーパルスシステムをLIBSシステムに取り入れることにより、レーザーアブレーションプラズマの周辺だけに擬大気環境を発生させ、水中でも効率よくLIBS測定ができるようにした。また、放射線照射したときのファイバーの光学透過特性試験を行い、放射線照射前後において近赤外(700-1100nm)領域では透過特性が変化しないことを見いだした。そして、この結果をもとに、近赤外レーザーでアブレーションを行い、近赤外の発光を観測する手順を確立した。
佐伯 盛久; 岩撫 暁生; 伊藤 主税; 若井田 育夫; Thornton, B.*; 作花 哲夫*; 大場 弘則
no journal, ,
高放射線環境下でかつ水中に存在する固体試料を遠隔元素分析するための、ファイバーカップリングレーザー 誘起ブレークダウン(LIBS)分光装置を設計・開発した。通常水中でLIBSを行うと、レーザーアブレーションに より生成したプラズマが水によりすぐ冷却されてしまうため、そこからの発光を効率よく観測することができな い。そこで我々は、ガスフローシステムまたはダブルレーザーパルスシステムをLIBSシステムに取り入れることにより、レーザーアブレーションプラズマの周辺だけに擬大気環境を発生させ、水中でも効率よくLIBS測定がで きるようにした。また、放射線照射した時のファイバーの光学透過特性試験を行い、放射線照射前後において近赤 外(700-1100nm)領域では透過特性が変化しないことを見出した。そして、この結果を基に、近赤外レーザーでアブ レーションを行い、近赤外の発光を観測する手順を確立した。
大場 弘則; 佐伯 盛久; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 若井田 育夫; 岩撫 暁生; 伊藤 主税; 田辺 里枝*; 伊藤 義郎*; 作花 哲夫*; et al.
no journal, ,
上記シンポジウムにおいて、原子力分野におけるレーザーによる遠隔分光分析技術の適用についての基調講演を行う。はじめに、原子力分野における過酷環境下での分析に関する問題点の提起と、それを解決するための手段としてのレーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)法の原理,適用例について述べる。続いて、原子力機構における最近の成果として、(1)未照射MOX試料を対象とした核燃料物質の組成分析および同位体分析、(2)再処理工程における高レベル放射性廃液に係る物質移行管理として必要なオンライン分析を目指した液体LIBS、(3)東京電力福島第一原子力発電所廃炉措置における燃料デブリ取出しに向けた炉内内部検知法として、燃料デブリ組成検知のためのファイバLIBS技術、について紹介する。最後に今後の展望を述べて総括する。
大場 弘則; 佐伯 盛久; 岩撫 暁生; 若井田 育夫; 伊藤 主税; 杉山 僚; 作花 哲夫*; Thornton, B.*
no journal, ,
福島第一原子力発電所廃炉措置において、燃料取出しに向けた炉内検査として水没した燃料デブリ等の遠隔検知技術の開発を行っている。原子炉内は高い放射線環境にあり、また水中の燃料デブリを調べる必要があるために、レーザー光を光ファイバにより伝送させて検知対象物まで接近させて調べるファイバ伝送レーザー誘起ブレークダウン分光(ファイバーLIBS)を検討している。今回は、レーザー伝送光ファイバの
線照射による透過特性試験を行って分光計測に適用できる波長域を特定し、さらに模擬燃料デブリを用いて水中でのファイバLIBSによる定量分析の可能性について検討した。その結果、線が照射された石英光ファイバは、紫外可視波長域において放射線損傷によりほとんど光が透過しなくなったが、730nmよりも長波長側ではスペクトル観測とNd:YAGレーザー基本波の使用に影響を与えないことがわかった。また模擬燃料デブリとして核燃料物質UOを模擬したCeOおよび燃料被覆管,構造材をそれぞれ模擬したZrO, FeOで構成された金属酸化物を水中においてLIBSを行い、元素の組成比が検出可能なことを確認した。
線照射環境下でのレーザー誘起ブレークダウン分光大場 弘則; 佐伯 盛久; 岩撫 暁生*; 若井田 育夫; 伊藤 主税
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所廃炉措置において、その炉内状況を調べることは最重要課題の1つである。炉内では溶融落下した燃料デブリが水中に沈んでいると予想され、その位置や成分等の情報が廃炉作業を進める上で不可欠である。我々はレーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)と光ファイバ伝送システムを組み合わせて、高放射線環境対応の可搬型ファイバ伝送LIBS装置を開発し、高放射線照射時の光透過特性およびLIBS分析特性を調べた。その結果、高水酸基ドープ耐放射線性ファイバを利用することで、高放射線場でも元素組成分析が可能であることを確認し、本技術の炉内観察への適用性を実証した。
平野 伸一*; 若井 暁*; 上野 文義; 岡本 章玄*
no journal, ,
嫌気条件下の金属鉄の微生物腐食に関して、鉄から直接電子を引き抜くことでカソード反応を促進し顕著な腐食を引き起こす電気微生物腐食(EMIC)が報告された。これまでに、海水環境下からEMIC能を持つ硫酸還元菌、メタン菌が分離され研究が進められているが、淡水環境でのEMICの知見は非常に限られており、EMIC能を持つ微生物の腐食リスクへの関与は不明である。本研究では淡水環境である河川、地下水を対象としてEMIC能をもつ微生物を探索し、その腐食能を評価することを目的とした。その結果、淡水環境でEMIC能を有するメタン菌を初めて見出し、炭素鋼の腐食速度は0.36mm/yと海洋由来のメタン菌と同等の高い腐食活性を示した。
平野 伸一*; 若井 暁*; 上野 文義; 岡本 章玄*
no journal, ,
微生物によって金属腐食が促進される現象は微生物腐食(MIC)と呼ばれている。近年、微生物が鉄からエネルギー源として電子を引き抜くことでカソード反応を促進し、腐食生成物形成後も鉄から微生物への電子の流れが継続することで顕著な腐食を引き起こす電気微生物腐食(EMIC)が提案された。石油・ガス関連施設におけるEMICに関する研究が進められているが、淡水環境での研究事例は非常に限られている。本発表では、淡水環境である河川,地下水を対象として鉄を唯一の電子源として増殖する微生物を探索した結果、得られた電気腐食性硫酸還元菌の特殊な腐食形態について報告する。
岡本 章玄*; 若井 暁*; 平野 伸一*; 上野 文義
no journal, ,
微生物が鉄表面から直接電子を引き抜いて腐食を促進する「電気腐食」機構が明らかになり、局所的かつ急速な腐食を説明可能な機構として研究が進められている。著者らが有する基礎的知見を用いて、福島第一原子力発電所(1F)現場での微生物腐食リスク予知・診断技術ならびに抑制技術の開発に取り組んでいる。本研究では、微生物腐食リスクを把握するための可視化技術の開発、および、微生物腐食防止方法の確立を目標としており、これを達成するために、微生物腐食を正しく理解するための腐食性微生物に関する基礎的知見の集積、概念的なリスク評価に依存しない有形物での定量的なリスク診断、腐食性微生物の活動を抑える条件に関する研究を進めており、その概要について紹介する。
平野 伸一*; 若井 暁*; 上野 文義; 岡本 章玄*
no journal, ,
微生物腐食(Microbiologically Influenced Corrosion, MIC)のひとつとして、嫌気環境では、硫酸還元菌が生産する硫化水素と鉄の反応により腐食が促進されると考えられてきた。しかし、腐食生成物である硫化鉄は鉄表面で保護被膜として働くため、腐食速度は低下し、実環境での顕著な腐食現象を説明することはできなかった。これまでに我々のグループでは、淡水環境である地下水を対象として鉄を唯一の電子源として増殖し、EMIC能を有する硫酸還元菌TO2株の単離に成功している。本発表では本菌の腐食特性を明らかにするため、異なる培養条件下での腐食活性および、腐食過程における電気化学的解析について報告する。
若井 暁*; 平野 伸一*; 上野 文義; 岡本 章玄*
no journal, ,
長期間にわたる廃炉プロセスの完了までには微生物腐食マネージメントを実施する必要があるが、微生物腐食の診断技術はほとんどの環境において未確立である。そのため、我々は、これまでに福島第一原子力発電所(1F)を想定した環境条件での培養試験に基づいた腐食性微生物の活動挙動の調査、微生物群集構造解析に基づいた微生物腐食リスクの調査、1F周辺環境からの腐食性微生物の分離、高腐食性微生物の検出法の開発などを行ってきた。これらを統合することで、1Fにおいてだけでなく様々な微生物腐食リスク環境において微生物腐食マネージメントが可能になるのではないかと考えている。本発表では、これまでに開発してきた要素技術を紹介する。
