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論文

Development of irradiation capsules in liquid metal environment in Joyo and their application to irradiation creep measurement of vanadium alloys

福元 謙一*; 鳴井 実*; 松井 秀樹*; 伊藤 和寛; 矢野 康英

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(2), p.171 - 178, 2008/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:40.16(Nuclear Science & Technology)

原子炉内の液体金属環境下における照射試験を実施するため、ナトリウムボンド型照射キャプセルを用いた照射技術を開発し、高速実験炉「常陽」で一連の照射試験を実施した。この研究を通して、ナトリウムボンド型照射キャプセルの設計・製作,キャプセルへのナトリウムの充填,「常陽」へのキャプセルの装荷,照射,照射済みキャプセルの取り出し、ナトリウムで満たされたキャプセルからの照射済み試料の取り出し及び照射済み試料のナトリウム洗浄が確立された。この照射温度が均一化されたナトリウムボンド型照射キャプセルを用いて、高純度のV-4Cr-4Ti合金(NIFS-Heat)の照射試験を実施し、その合金の照射クリープの挙動に関する知見を得た。

論文

Design, fabrication and irradiation experience of actinide-hydride fuel capsule in the JMTR

小森 芳廣; 雨澤 博男; 小向 文作; 鳴井 実*; 小無 健司*

KAERI/GP-195/2002, p.3 - 10, 2002/00

アクチニド水素化物燃料は高レベル廃棄物に含まれる長寿命アクチニドの核変換への応用を目的に研究されており、初めての照射試験がJMTRにて実施された。本報告ではこの照射試験のためのキャプセルの設計,製作及び照射結果についてまとめた。U/Th/Zr/Hの複合組成を有する燃料ペレットは合金化,水素化の過程を経て製作されたが、寸法誤差は予想範囲内であった。燃料ペレットからの水素の解離を防ぐため、照射温度は燃料ペレット表面で873K以下になるよう設計した。燃料ペレットはJMTRにて2サイクル照射され、測定された照射温度は設計値と良く一致した。また、燃料ペレットの燃焼度は0.2%FIMAに達した。

論文

Behavior of optical fibers under heavy irradiation

角田 恒巳; 四竃 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉

Fusion Engineering and Design, 41, p.201 - 205, 1998/00

 被引用回数:45 パーセンタイル:94.62(Nuclear Science & Technology)

核融合炉のプラズマ診断等に不可欠な光学的計測要素として、光ファイバの重照射下における振る舞いを調べた。数次にわたる照射試験はJMTRの炉心環境で、照射温度30K~700K,中性子照射量2$$times$$10$$^{24}$$n/m$$^{2}$$,$$gamma$$線ドーズ5$$times$$10$$^{9}$$Gyのもとで行った。この間「その場計測」により、光ファイバの透光性や発光現像を計測した。試験には、$$gamma$$線照射試験などにより得られた向上策により試作した光ファイバを用いた。その結果、中性子を含む重照射下では、$$gamma$$線照射と比較し、より短波長側に吸収を生じるが、蒸気照射量に対し十分な耐性を持つことが確認できた。

論文

Absorption and fluorescence phenomena of optical fibers under heavy neutron irradiation

角田 恒巳; 坂佐井 馨; 四竃 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.1893 - 1896, 1998/00

 被引用回数:20 パーセンタイル:81.52(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉計測などの強放射線場での利用を目的に、2種類のアルミ被覆光ファイバを試作し、JMTR炉内での照射試験により、欠陥形式と発光特性を調べた。照射欠陥による光の吸収は700nmより短波長側に集中するが、700nm~1500nmでは2$$times$$10$$^{24}$$n/m$$^{2}$$の高速中性子照射に対しても極めて少なかった。また発光特性については、400nm~1400nmの広範な波長領域において、チェレンコフ光(1/$$lambda$$$$^{3}$$)、SiO$$_{2}$$構造に係わる発光ピーク(450nm,1270nm)を観測した。チェレンコフ光や1270nmの発光ピークは、光ファイバの吸収に対しても影響は少なく、これらの発光を放射線量や温度計測に利用出来ることが判った。

論文

Observation of optical signals using optical fibers in operating fission reactor core

角田 恒巳; 四竈 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉; 社本 尚樹*; 妻沼 孝司*

Proc. of Int. Conf. on Optical Technology and Image Processing in Fluid,Thermal and Combustion Flow, p.1 - 5, 1998/00

耐放射線性光ファイバの先端にサファイアセンサを取り付け、JMTR炉心で発光計測を行った。発光・分光などの光学的手法による炉心内計測の試みである。サファイアセンサからは420,690,860nmの発光ピーク及び700~1200nmに至る幅広い発光が観測された。また、光ファイバ自身の発光として、素材の石英(SiO$$_{2}$$)による420nmのピーク及び300~1800nmに広がるチェレンコフ光を観測した。これらの発光は原子炉の出力に比例する。また、原子炉の高出力領域では、サファイアからの長波長帯の熱放射光により、炉心内の$$gamma$$線レベル及び温度計測が可能であることがわかった。僅か径1mm程度以下の光ファイバとサファイアセンサの組合せにより、原子炉の炉心出力と炉心温度の両パラメータをモニタできる超小型センサとなり得る。

論文

Optical properties in fibers during irradiation in a fission reactor

四竈 樹男*; 角田 恒巳; 鳴井 実*; 佐川 勉; 茅野 秀夫*

Journal of Nuclear Materials, 225, p.324 - 327, 1995/00

 被引用回数:31 パーセンタイル:92.53(Materials Science, Multidisciplinary)

JMTR炉心において照射中の光ファイバの光学特性を測定した。照射量は、速中性子フルエンス1$$times$$10$$^{20}$$n/cm$$^{2}$$$$gamma$$線ドーズ4.3$$times$$10$$^{9}$$Gyに達した。光ファイバの照射による損傷は少なく、特に0.7$$mu$$m以上の長波長領域の透光性は良好であった。照射中、炉内の$$gamma$$線レベルに比例する3種の発光を観測した。一つは、1.27$$mu$$mの鋭い発光ピーク、二つは0.7~1.7$$mu$$m帯におよぶチェレンコフ光と思われる発光、さらに0.45$$mu$$m帯の比較的幅広い発光帯である。

論文

Neutron irradiation effects on optical fibers

角田 恒巳; 四竈 達男*; 鳴井 実*

Sci. Rep. Res. Inst. Tohoku Univ., Ser. A, 40(1), p.153 - 157, 1994/07

数種の光ファイバについて、14MeV中性子及び核分裂炉による炉内照射試験を行った。その結果、14MeV中性子による照射効果では、$$gamma$$線に比べ永久的な損傷が大きいこと、ノックオンによる効果とイオン化による効果を分離して評価できることなどがわかった。核分裂中性子による照射効果では、波長700nm以下の領域に波長の逆数に比例する吸収帯の存在すること、600nm領域に吸収ピークを生ずることがわかった。また、400~1700nmの幅広い波長領域にチェレンコフ光と思われる連続発光と、1200nm領域に発光ピークを観測した。その一方、~10$$^{19}$$n/cm$$^{2}$$以上の炉内照射にも耐えることができ、炉心内光学計測への道を拓いた。

論文

Behavior of newly-developed radiation resistant optical fibers in a variety of irradiation environments

角田 恒巳; 四竈 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉; 茅野 秀夫*; 真田 和夫*; 社本 尚樹*

Materials for Advanced Energy Systems & Fission and Fusion Engineering '94, 0, p.229 - 234, 1994/00

筆者らが開発した耐放射線性光ファイバーについて、14MeV中性子、核分裂炉内など線種と環境の異なる場で照射し、その挙動を調べた。その結果、$$gamma$$線と中性子照射では、極めて異なる挙動を示した。中性子照射下では、吸収帯は短波長側に選択的に現れ、700nmより短波長側に大きな吸収を生じるが、700nmより長波長側の吸収は極めて少ない。また、3$$times$$10$$^{23}$$n/m$$^{2}$$、3.3$$times$$10$$^{9}$$Gyの極めて厳しい環境下でも耐性を有することが判った。さらに、JMTR炉心内での照射において、400nm~1700nmの広い発光現象を観測した。

論文

Development of in-core measuring method using optical techniques

角田 恒巳; 四竈 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉

Radiation Detectors and Their Uses,Proc. of the 8th Workshop; KEK Proc. 94-7, 0, p.109 - 113, 1994/00

原子炉心の直接計測、各種照射物の光学的計測などの可能性を探るため、耐放射線性光ファイバを試作し、JMTR炉心に装荷し、その場試験により、吸収及び発光特性を追及した。吸収特性では、600nm領域の吸収ピークと、700nmより短波長側で波長の逆数に比例する吸収帯が存在することが判った。しかし全中性子フルエンス~3$$times$$10$$^{19}$$n/cm$$^{2}$$$$gamma$$線ドーズ3.3$$times$$10$$^{9}$$Gyの重照射に対しても十分耐える事が判った。発光特性では、波長の逆数の3乗に比例する連続スペクトルと、1280nm領域に鋭いピークを観測した。これらの発光は原子炉出力変化に即応し、特に1280nmのピークは原子炉出力との直線性も良好であった。本結果は、炉心内の光学的計測に道を拓くものと考えられる。

報告書

照射材料の透過電顕による試験研究(II)

鈴木 進*; 茅野 秀夫*; 東口 安宏*; 佐々木 吉方*; 鳴井 実*; 鈴木 吉光*

PNC TJ264 84-01, 69 Pages, 1984/06

PNC-TJ264-84-01.pdf:10.17MB

高速実験炉「常陽」の炉心材料316ステンレス鋼(WrappingWire)の高速中性子による照射損傷を透過型電子顕微鏡(TEM)により調べた。今回の試験研究では、すでに確立している微細試料のTEM観察用試片の作製技術をもとにしてボイド、微細析出物($$gamma$$')の観察を中心に行ない、照射量および照射温度との関係について明らかにした。また走査型電顕およびEDSにより析出物の分析について調べた。さらに球状圧子付微小硬さ試験機により、照射、非照射材の応力、歪曲線を求め、引張試験により求めた真応力、真歪曲線との対応について検討し、引張試験により得られた歪と応力との相関について考察を行った。

口頭

高速炉用水素化物中性子吸収材の開発,3; 照射試験研究

相沢 静男; 雨澤 博男*; 三瓶 真一; 土屋 文*; 鳴井 実*; 小無 健司*

no journal, , 

原子炉炉心での水素化物の使用実績は、GA社のTRIGA炉を除くと数が少ない。特に、公開された照射試験データはほとんどなく水素化物中性子吸収材の開発には、照射試験データの蓄積が大きな課題である。本発表では、水素化物中性子吸収材の照射試験(現在「常陽」で実施中)に先立って行われたアクチノイド水素化物のJMTRでの照射試験についてレビューし今後の水素化物の照射挙動解析に資する。JMTR照射試験では、照射用キャプセル設計及び製作を行い、照射用アクチノイド水素化物ペレットを用い日本原子力研究開発機構材料試験炉(JMTR)にて低燃焼度及び高燃焼度の2回の照射を実施した。照射終了後、JMTRホットラボ施設にて、非破壊試験として外観検査,X線透過試験,寸法測定,渦流探傷試験,$$gamma$$スキャン測定を行い、その後にFPガスパンクチャ試験を実施した。破壊試験は、試料切断・調整後、密度測定,金相試験,硬さ試験,SEM及びEPMA観察を実施した。さらに、X線回折試験及び熱拡散率測定の試験も実施した。本報では、照射用キャプセルの設計・製作,照射試験及び照射後試験の概要,結果について述べる。

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