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木島 惇; 小山 勇人; 大和田 光宏; 萩原 正義; 青柳 義孝
JAEA-Technology 2022-012, 14 Pages, 2022/07
JAEA-Technology-2022-012.pdf:1.51MB
過去の技術開発過程において発生した大量の難処理性有機廃液の処理については、処理設備の腐食やフィルタの閉塞を引き起こす等の理由により焼却処理が適さないことから、それら廃液の処理技術として、平成17年度から水蒸気改質処理法とその処理装置の開発を実施している。処理装置の重要な構成要素である主反応器は内部が非常に高温となるため、主反応器外筒の内面に耐火材が施されているが、令和2年にこの耐火材の内表面全域に経年劣化によるひび割れや表層剥離を確認したため、令和3年度に主反応器全体を更新した。一方、この主反応器内面表層のひび割れや表層剥離について補修が可能であれば、今後主反応器全体を更新する必要は無くなると共に、これまで使用していた主反応器も廃棄することなく、補修を行った後、予備品として再使用できる。そこで、主反応器を更新する前に、劣化した耐火材表面を2種類の補修材候補を用いて補修し、実際の有機系廃棄物を模擬した試料の燃焼試験を実施し、それぞれの補修材の有効性を評価した。模擬燃焼試験後において、補修材候補のうち1種について剥落や剥離及びひび割れがなかったこと、補修材が脆化することなく、耐火材と強固に密着していたこと、補修箇所の主反応器外筒の表面温度が設計温度上限を超過しなかったことから、補修材を用いた主反応器の補修は十分可能であると結論付けた。
坂下 耕一; 石井 直之; 木島 惇; 青柳 義孝; 萩原 正義; 福嶋 峰夫
JAEA-Testing 2020-003, 20 Pages, 2020/07
JAEA-Testing-2020-003.pdf:1.52MB
難燃性の有機系廃棄物(フッ素系合成潤滑油(フッ素油)等)を含む使用済み油(廃油)の処理技術として、水蒸気改質処理法の開発を実施している。この処理法は、有機物を過熱水蒸気で分解・ガス化し、ガス化した廃棄物を高温空気で分解することにより有機系廃棄物の減容・無機化を行う処理技術である。この処理法の主な特徴は、廃棄物のガス化プロセスより後段にウラン等がほとんど移行しないため、排ガス処理系から発生する廃液の処理やメンテナンス作業の簡素化が期待できることである。平成30年度にハロゲン, 溶媒及びウランを含む約1,500Lの廃油の処理試験を実施し、水蒸気改質試験装置の処理性能を評価した。今回実施した試験で得られた成果は以下のとおりである。(1)連続処理において、水蒸気改質処理試験装置の装置内温度は設計通りに制御した。(2)排ガス中のCO濃度及びNO
濃度は、規制値(100ppm及び250ppm)未満に制御した。(3)ガス化プロセスにおける廃油の重量減少率は99%以上を維持した。(4)フッ素油を安定的に連続処理するためには廃油中のフッ素油濃度を20wt%以下に制限する必要がある。
三浦 昭彦; 萩原 正義; 上原 典文; 宮本 泰明; 鈴木 美寿; 須藤 収; 船坂 英之
JNC TN8400 2000-001, 73 Pages, 1999/09
JNC-TN8400-2000-001.pdf:1.97MB
本報告は、レーザー除染や消滅処理を目的とした単色
線の発生等に応用が期待されるLD励起Yb:YAGレーザーの開発を行った結果を示したものである。なお、Yb:YAG結晶に関して、側面励起方式でレーザー発振に成功したのは本報告が国内初であった。本研究で使用した側面励起方式では、結晶側面からの励起光を多重反射させる際に、通常は反射板を用いるところを散乱板を用いた。また、通常励起光を集光するために複雑なレンズ系を組み合わせるのが一般的であるが、マイクロシリンドリカルレンズを励起光源の直近におくだけの単純構造とした。この結果、240W(40W
6個)で励起したときに、Yb:YAGレーザー出力150mW(発振波長1048nm)が得られた。また、Yb:YAGレーザーのスペクトル観察から光強度のピークは1048nmにあることが分かった。この際、LDの励起光のスペクトルも同時に分光器に入射したため、930nm付近に励起光のスペクトルのピークが見られた。ビームプロファイラーの測定から、ビームプロファイルにおけるガウス分布とのフィッティング率は、鉛直方向およびこれに直交する方向(水平方向)でいずれも95%以上の高いフィッティング率となっている。すなわちTEM00モード成分が95%以上となっていることがわかった。
三浦 昭彦; 萩原 正義; 須藤 収; 宮本 泰明; 鈴木 美寿
PNC TN8420 98-010, 43 Pages, 1998/04
レーザー加速器技術は、従来加速器に比べ(1)超高エネルギー、(2)コンパクト、(3)高輝度・低エミッタンス、(4)短パルスといった特長から、高エネルギー物理学、核物理学のみならず広い分野での応用が検討されている。従来のマイクロ波を用いた粒子加速器の研究は、周囲径や構造の壁負荷を考慮すれば限界に近づいており、近年では大学を始め多くの研究機関でレーザー加速器の実証試験が行われている。レーザー加速の研究は約20年前に提案され、当初素粒子研究用加速器の巨大化対策として開発された。典型的なレーザー加速器では、フェムト秒、ピコ秒のレーザーパルスをプラズマ中に入射することにより、100[GV/m-に達する加速電場を生成する。このように大きな加速電場勾配を生成できる媒質は、プラズマのみであると考えられており、プラズマを用いた加速器は今後大きな発展が期待できる。今回、レーザー加速器の中でもプラズマ・ビート波加速器を採りあげ、その原理及び実証試験に注目して調査してきた。原理において未だ不明瞭な点が残されているが、実証に成功した研究ではおよそ10
30[MeV]に加速された電子が確認された。ビート波による加速は、プラスマの密度条件に難しさがあるものの、実証研究も盛んに行われ、その実用化が期待されている。
アスファルト固化処理施設火災爆発事故原因究明・再発防止対策班; 大森 栄一; 加藤 良幸; 鈴木 弘; 下山田 哲也; 富山 祐弘; 下倉 光春; 桜庭 輝美; 森本 恭一; 萩原 正義; et al.
PNC TN8410 98-013, 1028 Pages, 1998/01
PNC-TN8410-98-013.pdf:143.04MB
アスファルト固化処理施設で発生した火災爆発事故の発生原因を究明するため、事故発生後の施設内において詳細な被害状況の調査を実施した。調査の結果、施設内の被害は、アスファルト充てん室(R152)付近を中心として1階および2階に集中していた。アスファルト充てん室(R152)では、遮へい扉などの部屋境界部分が破損しており、シールディングウォールが充てん室内に飛ばされているのを除いて充てん室から外に向かって破壊されている。天井にあるハッチなどの落下によりドラムの変形や破損がみられるものの、多くのドラムは比較的整然と並んでおり、室内の被害はさほど多くはない。アスファルト充てん室(R152)周辺の部屋では各室内にあった備品などが飛散している。エクストルーダについては、ドーム内部を含めて調査したが破損した様子は無く、異常はみつけられなかった。換気系については、セル換気系および建屋換気系給気の系統に被害が集中しているが、建屋換気系排気および槽類換気系には、ほとんど被害がみられなかった。
鈴木 美寿; 萩原 正義; 中村 真毅; 上原 典文; 須藤 収; 宮本 泰明
原子力eye, 44(10), p.50 - 53, 1998/00
放射性物質で汚染された構造材料や機械などの表面から、汚染物質だけを瞬時に取り去る「レーザークリーニング技術」を実験的に確証した。ステンレス鋼表面に硝酸ウラン溶液を滴下したものや、ウラン雰囲気中に長期間さらした鉄材を、レーザー照射してその除染能力を測定した。使用したレーザーは、最大出力が1200W、繰り返し速度が100Hzの炭酸ガスレーザーである。パルスを23回照射して、硝酸ウランを滴下したものは照射後表面において残存ウランが確認されず、ウラン雰囲気中の鉄材では99%の除染が確認できた。さびなどは、照射回数を100回にすると、除去深さが母材にまで達し完全除去も可能である。レーザークリーニング技術は、ドライプロセスで、化学薬品や研磨材を使わないために二次的な廃棄物が低減できること、また、作業者の被爆が問題となる高線量下での除染対象物に対して、ファイバー伝送による遠隔操作が可能である等の利点
長谷川 信; 宮本 泰明; 萩原 正義; 島崎 善広
PNC TN8410 92-287, 70 Pages, 1992/10
ラマンレーザー装置を低温化することにより,高効率で発振することは良く知られていることである。本研究では,ラマンレーザー装置を液体窒素温度に冷却した条件とブライン温度(-50度C)に冷却した条件の2ケースについて,実験による確認及び解析検討を実施した。その結果,液体窒素温度条件では,ビームの揺らぎ現象が起こり,不安定なラマン変換を発生させるとともに,マルチパスも設計条件とおりに設定できなかった。以上の現象をシミュレーション解析で推定した結果,(1)マルチパスミラー上部,下部及びマルチパスミラー開孔部付近で発生する流動の乱れが,ビームの揺らぎ原因であること(2)マルチパスミラーの温度差による不規則な変形による曲率変化とマルチパスミラー開孔部に集中する応力による歪みが原因であることが分かった。この液体窒素冷却でのそれぞれの問題点を,ブライン(-50度C)冷却温度まで高めることで解決した。また,改善された条件でラマン変換試験を実施した結果,ラマンエネルギーだけについてみれば,ブレークダウンの発生し易い液体窒素条件よりも,ブライン冷却の方が有利であった。
萩原 正義; 宮本 泰明; 長谷川 信
PNC TN8410 92-094, 36 Pages, 1992/04
液体窒素冷却方式によるラマンレーザーの低温化において発生した問題の改善策としてブライン冷却方式を検討した。その結果を以下に示す。(1)ラマンレーザー特性において,1.ラマン変換効率は設計パス回数の37パスとすれば飽和変換領域に達すること。2.銅ミラーの変形量は液体窒素冷却に比べ,上下で約1/5,表裏面で約1/3となり,マルチパス形成上,問題はないと考えられること。3.ブライン冷却にした場合,ガス流動速度は液体窒素冷却の約半分以下と推測される他,ミラー穴付近の複雑な流動も解消されることが期待されるため,ビームの揺れは現状より改善されると思われること。(2)ブライン循環システムについて,1.噴流方式が最適と思われること。2.噴出速度を5m/s程度とすれば,流れによる攪拌効果が期待できること。3.冷媒としてメタノール(60wt%)で充分冷却可能であること。4.冷媒及び冷凍機に対して、官庁申請等を必要としないこと。
宮本 泰明; 萩原 正義; 長谷川 信; 島崎 善広
PNC TN8410 92-090, 38 Pages, 1992/04
分子レーザー法ウラン濃縮技術において,波長可変な高気圧(TEMA)炭酸ガスレーザー光をSUP235/UF/SUB6の吸収ラインのある16ミューm帯に波長変換するためには,十分に増幅されたTEA炭酸ガスレーザー光との4波混合によるラマン変換技術が必要となる。4波混合を起こすためには2つのレーザー光を時間的・空間的に完全に重ねてラマンレーザーに入射することが重要である。そこで,本報告書では2波長以上のレーザー光を空間的に結合する技術に関する原理的,数値解析的検討を行った。その結果,分子レーザー法の4波混合ラマン変換におけるレーザー光結合技術としては,プリズム方式,グレーティング方式,部分反射ミラー方式及びエタロン方式が有望であることがわかった。また,グレーティング方式においてはレーザー光を円偏光化技術の確立,及び,結合に要する距離の短縮化が必要であることがわかり,エタロン方式ではエタロン間隔の制御技術の確立が重要であることがわかった。
萩原 正義; 鈴木 美寿; 須藤 収; 高橋 武士
LASE '97, ,
炭酸ガスレーザーの出力特性は、放電の安定性・一様性に大きく左右される。その阻害要因の一つとして考えられるのが、放電により発生する圧力波のビルドアップによる放電領域の媒質の不均一性である。そこで、炭酸ガスレーザーの安定動作実現のための手法として、放電領域における媒質の密度の乱れと圧力の変動について研究したので報告する。放電領域における放電後の密度乱れをレーザーシュリーレン法により測定を行い、密度乱れの発生方向による状態変化を把握し、二次元流体シミュレーションにより、放電後の密度変動を解析し、実験結果をよく再現できることを確認した。また、予備電離方式による放電後の衝撃波伝搬特性の測定も行ったので報告する。
萩原 正義; 鈴木 美寿; 須藤 収; 高橋 武士*
LASE '97-High-Power Lasers and Applications, ,
炭酸ガスレーザーの安定運転の阻害要因の一つとして、放電により発生する圧力波のビルドアップによる放電領域の媒質の不均一性があげられる。炭酸ガスレーザーの安定動作実現のための手法として放電領域における媒質の密度乱れと圧力変動について研究したので報告する。放電領域における放電後の密度乱れをレーザーシュリーレン法により測定を行い、発生方向による状態変化を把握し、二次元流体シミュレーションコードにより放電後の密度変動を解析し、実験結果をよく再現できることを確認した。また、放電により発生する衝撃波の伝搬特性を把握するとともに、衝撃波の減衰手法として、放電部下流側の流路形状による効果の確認を行った。最後に、衝撃波とレーザー出力の関係についても考案を行ったのであわせて報告する。
清水 恒輝; 小山 勇人; 萩原 正義
no journal, ,
一般に高濃度に硝酸イオンを含む廃水(以下、「硝酸廃水」という。)は、環境省が定める一律 排水基準未満となるようにイオン交換樹脂による吸着処理等が行われるが、放射性廃水の場合は使用済みのイオン交換樹脂が2次廃棄物として発生する という課題がある。本件では、硝酸の紫外線による還元反応に着目し、模擬の硝酸廃水を対象に紫外線を用いた還元処理手法の開発を行った。試験の結果、亜硝酸イオンの生成量は、既報の高圧水銀ランプ単体に比べ、高圧水銀ランプとメタルハライドランプを併用することにより約1.2倍増加する ことを確認した。これは、メタルハライドランプが発する広い波長域の紫外線が、硝酸イオンの還元に有効に作用し、還元反応を促進したものと考えられる。また、硝酸イオンは紫外線照射とアミド硫酸の添加により、約68時間の処理時間で一律排水基準を満たすことを確認した。
神田 直之; 萩原 正義; 坂下 耕一; 木島 惇
no journal, ,
核燃料サイクル関連施設の廃止措置に向けて、廃油の水蒸気改質処理を検討している。不燃性のフッ素油の混合比が高くなると、フッ素油の分解に伴い高温フィルターに閉塞が生じ、連続処理が困難になることが課題である。そこで、可燃性の鉱物油と不燃性のフッ素油の混合試料を用いた連続処理試験により、フッ素油の混合比を検討した。試験の結果、連続処理が可能な不燃性のフッ素油は最大20%であることが明らかになった。