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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。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 梶本 亮一; 高橋 伸明*; 中村 充孝; 曽山 和彦; 長壁 豊隆
EPJ Web of Conferences, 83, p.03011_1 - 03011_5, 2015/01
被引用回数：4 パーセンタイル：72.17(Physics, Multidisciplinary)アマテラスは、J-PARC物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器であり、上流に設置したパルス整形チョッパーとJ-PARCの大強度中性子源との組み合わせで、大強度,高分解能、そして、実験の目的に合わせて分解能等を自在に変える自由度の高さを備えた中性子非弾性散乱装置である。この装置の中性子を試料位置まで輸送するビーム輸送系は、高性能スーパーミラーによって構成されるだけでなく、その形状についても、水平面内についてはバックグラウンドを抑える曲導管を、垂直面内に置いては試料位置の強度を最大化する楕円形状を採用し、さらに、性能を最適化するための工夫を凝らしている。本発表では、アマテラスのビーム輸送系に投入されている数々の技術検討の成果についてその詳細を述べる。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; 柴田 薫; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB028_1 - SB028_6, 2011/05
被引用回数：125 パーセンタイル：95.7(Physics, Multidisciplinary)アマテラスは、J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器であり、結合型水素モデレーターと新開発の高速ディスクチョッパーの組合せで、高分解能,高強度を両立させる最新鋭の中性子分光器である。今回の発表では、これまでの機器調整とユーザー利用の成果を踏まえ、アマテラスの現状と性能、そして、得られた成果の例を示す。
P
studied by single-crystal high-pressure neutron diffraction長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 川名 大地*; 岩佐 和晃*; 菊地 大輔*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*
Journal of the Physical Society of Japan, 79(3), p.034711_1 - 034711_7, 2010/03
被引用回数：18 パーセンタイル：68.73(Physics, Multidisciplinary)The order parameter in the pressure-induced insulating phase of filled skutterudite compound PrFeP has been investigated using high-pressure single-crystal neutron diffraction technique. Clear evidence of the antiferromagnetic order with the propagation vector 
= (1, 0, 0) was observed in the insulating phase above 2.7 GPa. The = (1, 0, 0) structure is identical with that in the non-magnetic ordered phase below 2.5 GPa and with the nesting property of the Fermi surface. The observed magnetic moment of Pr ion is 2
B and almost pressure independent at least up to 4.2 GPa. The 2B magnetic moment is originated from the dipole in the low-lying quasi-quartet crystal field sate. The pressure-induced antiferromagnetic structure under 3.2 GPa is suppressed by applying magnetic field of about 1.5 T, which is interpreted as flop of magnetic moments into alignment of ferromagnetic state. This brings about the steep decrease of the resistivity due to the disappearance of the antiferromagnetic superstructure.
堂野前 寧; 菅谷 敏克; 菊地 豊; 宮崎 仁
JNC TN9410 2002-014, 120 Pages, 2002/11
JNC-TN9410-2002-014.pdf:5.97MB
建設を計画している固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)は、核燃料サイクル開発機構大洗工学センターから発生する雑固体廃棄物「
固体廃棄物B(S, L, G缶)」を主に減容処理する施設であり、主要となる処理プロセスは焼却溶融設備である。LEDFでは、焼却溶融設備のオフガス処理設備から二次廃棄物として発生するルテニウム吸着剤(シリカゲル)を削減することにより、LEDF全体の二次廃棄物量を大幅に低減できる。このため、シリカゲルを使ったルテニウム吸着塔の代わりに、有害ガス除去のために設置されている充填式洗浄塔に揮発性ルテニウムの除去性能を期待する。水洗浄による揮発性ルテニウムの除去は、東海の既存設備において確認されているが、オフガス中のルテニウム濃度、有害ガス濃度や洗浄方式、洗浄条件により除去性能は異なり、LEDFの条件に合致した揮発性ルテニウムに対する除染係数(DF)が得られているデータはない。これらのことから、LEDF条件を模擬した充填式洗浄塔を用いて、揮発性ルテニウムに対する除去性能を確認することを目的に、洗浄塔によるルテニウム除去特性試験を実施した。以下に主な成果を示す。(1)試験装置仕様の検討において、実機洗浄塔に対する有効DFデータを得るための試験装置の仕様等を確立した。(2)ルテニウム発生条件確認試験により、揮発性ルテニウムを安定的に連続発生させるための条件である酸化反応容器の保持温度、酸化剤の種類等を明確にすることができた。(3)ルテニウム性状確認試験により、試験装置で発生したルテニウムは、揮発性ルテニウムであることを確認した。(4)洗浄塔による除染性能試験及び小型試験容器によるホット試験により、洗浄塔のDFは10
50を設定できる見通しを得た。(5)各試験の結果に基き、実機洗浄塔の設計条件を再整理し、実機における課題を明確にした。
瀧田 孝治; 堂野前 寧; 松本 誠弘; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
JNC TN9410 2002-010, 62 Pages, 2002/11
JNC-TN9410-2002-010.pdf:2.37MB
固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)のセル消化設備の気化器は、コストが高く施設の合理化設計の一環として削減する計画としている。気化器を削減した場合、液化炭酸ガスをセル内に直接放出することとなり、放出した液化炭酸ガスの急激な気化膨張によるセル内の圧力挙動及び消化性能を把握する必要がある。そこで、火災実験室を用いて平成11年度にセル消化実証試験(I)として、液化炭酸ガス放出時の火災実験室内の圧力挙動と可燃物燃焼時の消化性能を確認した。しかし、この試験は機密性のない火災実験室で実施したため、さらに実際のセルを想定した機密性の高い条件下での液化炭酸ガス放出時の圧力挙動を把握する必要がある。このため、大洗工学センター内の大型密封装置(SOLFA-2)を用いてセル消化実証試験(II)を実施した。 得られた成果は、以下の通りである。1)槽内の圧力挙動を把握するため、SOLFA-2の内部圧力は-50mmH2Oに設定し液化炭酸ガスを放出した。その結果、槽内圧力は液化炭酸ガス放出直後に急激に下降し、その後徐々に上昇して短時間で急上昇過程を経てなだらかに下降するという傾向が見られた。2)上記の短時間で急上昇する過程は、槽内に放出した液化炭酸ガスの一部がドライアイスに変化して堆積したものが周囲の熱を奪い昇華して、再び気化することが主な要因と考えられる。3)槽内最低平均温度は全域放出方式において約-48
となり、局所放出方式では約-60となった。4)セル内圧力を負圧保持する条件として、液化炭酸ガス放出量を槽内空気の排気流量に対し、約85%に設定することで、負圧を維持できることを見出した。5)槽内圧力の急激な上昇を抑制するには、液化炭酸ガスをゆっくり放出することが効果的であることがわかった。
堂野前 寧; 松本 誠弘; 瀧田 孝治; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
JNC TN9410 2002-008, 68 Pages, 2002/07
JNC-TN9410-2002-008.pdf:2.89MB
固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)のセル消火設備における気化器は、コストが高く施設の合理化設計の一環として削減する計画としている。気化器を削減した場合、直接セル内に液化炭酸ガスを放出するためその消火性能を把握する必要があり、平成11年度にセル消火実証試験(I)において、液化炭酸ガスによる消火性能確認試験を実施した。その結果、セル内で取扱う可燃性物質であるポリエチレンに対しては良好な消火性能が得られたが、木片等については延焼抑制効果はあるものの完全には消火されず、内部に火種が残った深部火災が発生していることがわかった。そこで、木片等の消火をセル内で確実に行うための炭酸ガス濃度や濃度保持時間等を確認するセル消火実証試験(III)を行った。得られた成果は、以下の通りである。(1)木片や綿を詰めた試験体に着火し試験体内部の温度推移、質量減少推移、燃焼状況観察を行い、試験体内部のピーク温度は最大680
C、着火後3060分で著しく燃焼が進行し着火後70分位からくん焼となることがわかった。また、深部火災の発生条件を決定するために、試験体を5090分の時間差で着火後炭酸ガスで消火し、その消火状況を確認した結果、着火50分前後の試験体が最も消火困難であり、最も木試験の深部火災試験体に適した条件であることがわかった。(2)LEDFで発生した場合の深部火災消火に必要なセル内の炭酸ガス濃度、濃度保持時間を決定するため、セル内の炭酸ガス濃度40%, 50%, 55%, 60%, 65%で深部火災消火試験を行った。その結果、深部火災消火に必要な炭酸ガス濃度は50%以上で確実な消火を考慮すると60%以上が必要なことがわかった。また、セル内の炭酸ガス濃度の保持時間は炭酸ガス濃度50%以上であれば180分以上、60%以上であれば120分以上必要であることがわかった。
磯山 進; 堂野前 寧; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
JNC TN9410 2002-006, 49 Pages, 2002/07
JNC-TN9410-2002-006.pdf:1.84MB
環境保全課では、大洗工学センター内で発生する放射性固体廃棄物、および日本原子力研究所大洗研究所内の廃棄物管理施設に保管中の固体廃棄物Bを、高密度に減容処理し、将来の埋設処分に対応した廃棄体として作成することを目的とした、固体廃棄物処理技術開発施設(以下「LEDF」という)の建設計画を進めている。LEDFでは、埋設時に問題となる物質等を除去するため、人手による受入廃棄物仕分けプロセスを有しているが、仕分け精度、信頼性、作業負担低減を目的に、有害物選別装置の導入を検討している。本試験では、選別装置の一つとして、蛍光X線分析装置に着目し、廃棄物模擬試験片による選別試験を行い、LEDFへの有害物選別装置としての適用性を検討した。以下に検討結果を示す。1)選別性能:単体金属であれば前処理もほとんど必要なく、ほぼ確実に選別できるが、廃棄物の表面付近のみの測定であるため、表面に塗装メッキ、不純物などがある場合は選別が困難となる。2)測定位置:廃棄物は測定部に可能な限り密着させる必要があり、隙間が 4mmを超えると材質選別が不可能となる。3)放射線影響:放射線の影響によりバックグラウンドが高い場合は、各材質の蛍光X線ピークの判別が困難になり、材質判別が出来なくなる傾向があることが判った。特にアルミニウムは蛍光X線のピークが低いため影響を受け易い。 結論として、蛍光X線分析装置は有害物選別装置としての適用性は有しているが、放射線環境下での利用は問題が多く、セル内設置は困難である。LEDFに適用するには、目視選別の補助として、セル外設置にて使用するのが合理的と思われる。
堂野前 寧; 松本 誠弘; 菊地 豊; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
JNC TN9410 2001-021, 73 Pages, 2002/01
JNC-TN9410-2001-021.pdf:3.91MB
固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)の合理化の一環して、セル消化設備に付属する気化器を削減する検討を行っている。本試験では、液化炭酸ガスを直接放出した場合のセル内の圧力変動や消化性能を把握するため、液化炭酸ガスによる圧力挙動確認及び消化試験を実施した。また、本方式の補完として水噴霧による水噴霧消化試験を実施した。得られた成果は、以下の通りである。1)圧力挙動確認試験では、 実験室を-40mmAqとして液化炭酸ガスを放出し、放出し、放出当初0.8mmAq/秒程度の圧力上昇が見られたが、20秒前後から0.1mmAq/秒程度の緩やかな上昇となり、120秒後には1.5mmAq/秒程度の急激な上昇が見られた。 2)液化ガス消化試験では、実験室を-40mmAqに保ち、ポリエチレン、木片+綿を燃焼させた状態で消化試験を行った。 ポリエチレンは、完全に消火できたが、木片+綿では再着火及び発煙が見られた。 一方、実験室内の圧力挙動として、放出当初1.3mmAq/秒程度の急激な上昇が10秒程度見られたが、その後状態を維持し放出後30秒後に再び1mmAq/秒程度の上昇が見られた。また、放出ノズル径を14mm2から10mm2に変更することにより放出後100120秒の急激な上昇が緩和された。3)水噴霧消化試験では、液化ガス消化試験と同じ条件で水噴霧での消化試験を行った結果、 木片+綿は消化できたが、ポリエチレンは消化できなかった。4)本試験より、LEDFに液化ガス方式を採用する場合は、放出ノズル径を14mm2から10mm2の小径になものに変更する等の室容積に適合する噴口面積を設定することにより、負圧を維持しつつ消化が行える見通しが得られた。 5)消化性能については、木片+綿のような内部に火種の残りやすい燃焼物はガス濃度を50%以上の高い濃度に設定する必要がある。 6)水噴霧消化は、ポリエチレンに対し消化性能が発揮されないことや消化用水が大量に発生するなど採用には多くの検討を要することが分った。
CaCu
O
CO
(
0)菊地 真美*; 泉 富士夫*; 菊地 昌枝*; 大嶋 江利子*; 森井 幸生; 下条 豊; 庄野 安彦*
Physica C, 247, p.183 - 188, 1995/00
被引用回数：11 パーセンタイル：57.88(Physics, Applied)BaCaCuOCOの結晶構造パラメータを中性子粉末回折データをリートベルト解析法により求めた。=0の試料では空間群P4/mmmを持つ正方晶を示し、格子定数a=5.7879
、c=8.1409を持つ。この結晶はペロブスカイト型のABO型化合物の構造と密接な対応関係をもっており、Ba原子はAサイトに、Ca、Cu、C原子はBサイトに位置することが判明した。Cu原子については正方晶ab面内で4ヶの酸素と結合しているCu(I)とc軸上で2ヶの酸素と結合しているCu(II)の二種類の結合状態を持っていることも判明した。
Sato, Shunichi*; Igarashi, Kaoru*; 谷脇 学*; 谷本 健一; 菊地 豊
Applied Physics Letters, 62(7), p.669 - 671, 1993/02
被引用回数：33 パーセンタイル：81.43(Physics, Applied)5pm帯COレーザーのカルコゲナイドガラスファイバーによるパワー伝送特性につき調べた。使用したファイバーはテフロンクラッドのAs-Sガラス及びGe-As-Sガラスファイバー(コア径
1000m、長さ1m)で、空冷条件下(空温、Nガス冷却)での伝送パワーはそれぞれ226W, 180Wに達した。対応する出力パワー密度はそれぞれ29kW/cm
, 23kW/cmである。また、PbF反射防止コーティングを適用することにより、伝送効率が著しく改善されることを確認した。今後伝送パワーをさらに増大させるためには冷却方法の最適化等が重要であると考えられる。
谷本 健一; 菅谷 敏克; 原 光男; 菊地 豊; 飛田 祐夫; 榎戸 裕二
動燃技報, (84), p.21 - 34, 1992/12
核燃料サイクル施設等のデコミッショニングの基盤となる測定・除染・解体・遠隔操作等に関する技術開発とデコミッショニング技術に関するデータベース化を大洗工学センタ-の固体廃棄物前処理施設を中心に体系的に進めている。本報では、上記に基づく研究開発のうち、いままでに以下で実施してきたデコミッショニング技術に関する研究開発の成果と、それを踏まえて各研究施設設備の更新に伴う解体・再生や将来のデコミッショニングに向けて実施している要素研究及びシステム化研究の現状について報告する。
飛田 祐夫; 原 光男; 菊地 豊; 菅谷 敏克; 堂野前 寧; 宇佐美 朋之
PNC TN9510 91-003, 40 Pages, 1991/08
原子力施設のデコミッショニングは、施設の設計、建設、運転段階で得られた経験が有効であり、かつデコミッショニング実施前の綿密な計画と管理を策定することが、安全性、経済性の観点から重要である。 この資料は、研究炉のデコミッショニングの意思決定、計画と管理に必要な手引き書となるようIAEA技術報告シリーズとして、IAEAにより作成されたものである。この中に含まれる情報は、核燃料施設のデコミッショニングの計画と管理を行う上で、参考になるものと考える。 本資料は、1990年12月ウィーンにおける検討に使われたドラフト版を和訳したものである。
凝縮層を用いたJT-60NBIクライオポンプでのヘリウム排気試験菊地 勝美*; 秋野 昇; 飯田 一広*; 大内 章寿*; 大内 豊; 小原 祥裕; 国枝 俊介; 栗山 正明; 柴沼 清; 関 昌弘; et al.
JAERI-M 90-056, 19 Pages, 1990/03
JT-60NBI加熱装置において長パルスヘリウムビーム実験を行う際、大容量のヘリウムガス排気ポンプが必要となった。この大容量のヘリウム排気ポンプとして、原研で独自に開発を行っているSF凝縮層を吸着媒とするクライオソープションポンプを採用し、既存の水素排気用JT-60NBIクライオポンプを小改造することによりJT-60への長パルスヘリウムビーム入射を可能とした。ヘリウムガスに対する排気速度は約800m
/secに達した。また本クライオソープションポンプはビーム入射中でも正常に作動することが確認された。
菊地 康之; 浅見 哲夫; 中沢 正治*; 飯島 俊吾*; 山室 信弘*; 関 泰; 中島 豊; 長谷川 明
JAERI-M 84-010, 426 Pages, 1984/03
シグマ研究委員会主催の核データ研究会が1983年11月30日、12月1日の2日間、日本原子力研究所の東海研究所において開催された。今年度の研究会の主題は、(1)核データ評価者のための断面積測定法の解説、(2)JENDL-2の検証、(3)感度解析とその応用、(4)JENDL-3の評価、(5)トピックスであった。又、主題(1)に関連してポスター発表「国内における断面積の微分測定法及び積分実験の紹介」が実施された。このポスター発表は当研究会としては初めての試みであったが、19件もの発表があり極めて盛況であった。本報告書は、これらの報文集をまとめたものである。なお、ポスター発表の内容は第2分用にまとめた。
渡辺 勝利; 小川 豊; 菊地 正彦; 近藤 達男
JAERI-M 8807, 16 Pages, 1980/04
通常のハステロイ-Xおよびボロンを低減化した同種材料について、照射による高温の機械的性質、特に延性の低下について試験温度、歪速度および熱中性子照射量依存性を調べた。ヘリウム生成に関しては、
B(n、)
Li反応に加えて、比較的近年になって発見された
Ni(n、
)
Ni(n、)
Fe2段反応にも着目して脆化との関係を検討した。さらに、一連の結果から延性低下のなくなるしきい照射量および高照射領域における延性についても推定を行ってみた。得られた結果を要約すると次のようである。(1)照射により高温延性は著しく低下し、しかも試験温度の上昇とともにその傾向は強まった。(2)照射材の延性は歪速度の減少とともに低下した。(3)ヘリウム脆化は照射量が増加するにしたがって2Bの核変換によるHeの寄与から、Ni2段反応によるHeの寄与が支配的となる。(4)熱中性子照射量が10n/cmに達すると破断延性は900Cにおいて約3.5%以下、1000Cにおいては約1.5%以下となることが予測された。
小川 豊; 新藤 雅美; 菊地 正彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 16(1), p.62 - 71, 1979/00
被引用回数：0JPDRにおける3本の配管と圧力容器溶接部近傍に発生したクラックの金属材料検査を実施した。炉心スプレイ系配管の頂部側熱影響部には、貫通クラックを含む大きなクラックが発生しており、これらは粒界型のものである。熱影響部を外れたところには、小さな粒内型のクラックが認められた。材質(再溶接による鋭敏化が著しい)、水環境(溶存酸素が高い)、応力(過大であり、局部的に塑性変形した跡がある)等の検討結果から、これらのクラックは応力腐食割れによるものと結論された。停止事冷却系配管におけるクラックの大きさ、分布、形態は、炉心スプレイ系と同様であった。一方給水系配管においては、小さな粒内型のクラックのみが確認された。この場合には、再溶接時のグラインダー仕上げの影響が大きいと考えられ、応力腐食割れの他に、熱疲労もクラックの発生に寄与していたと推定される。
渡辺 勝利; 小川 豊; 菊地 正彦; 近藤 達男
耐熱金属材料第123委員会研究報告, 20(3), p.283 - 290, 1979/00
中性子照射したハステロイ系合金の高温延性の低下はこれまで主としてB(n,)Liなる核変換反応によるヘリウム生成との関係から検討されてきた。しかしながら、比較的高い熱中性子照射領域での結果はこの関係からのみでは説明できない。これには上の反応に加えて、Ni(n,)Ni(n,)FeなるNi2段反応を導入することにより説明が可能であることを実験データと対比させて検討した。これにより比較的高い熱中性子照射領域での高温延性の低下を矛盾なく説明できることを明らかにした。
山崎 利; 菊池 隆; 豊川 俊次; 宇野 久男; 谷内 茂康; 菊地 孝行
JAERI-M 7105, 77 Pages, 1977/06
本報告書は、昭和52年2月現在までのNSRR実験おいて使用している大気圧カプセル及び実験計装の現状と使用要領について述べたものである。これらのカプセル及び実験計装を用いて現在まで100回以上の燃料破損実験を実施し、有益な実験データの収録に成功している。実験計装については、温度、圧力、水塊速度などについては、ほぼ満足のゆく結果を得ている。今後さらに、水撃力計、ポイド計、燃料ミート温度、等の改良、開発に努める予定である。
中島 甫; 菊山 紀彦; 新藤 雅美; 鈴木 富男; 菊地 正彦; 小川 豊; 牧野 幸治; 近藤 達男
JAERI-M 6100, 16 Pages, 1975/04
軽水炉の炉内条件を想定した高温高圧純水中で、オーステナイトステンレス鋼の交番応力下の亀裂の伝播試験を行った。試験片に作用する台形波の最大荷重時における保持時間を種々に変化させることを利用して、亀裂の伝播のうち荷重の静応力成分によって生ずると考えられる応力腐食割れ効果による亀裂の伝播速度を評価することを試みた。適当な溶存酸素濃度と試験条件を選ぶことによって求めた結果から応力腐食割れと腐食疲労との重畳効果としての割れ進展を考えることが出来ることを示し、こうした機構にもとずいて破壊のモデルを考えることの重要性も合せて指摘した。
