Integrated thermal power measurement in the modified STACY for the performance inspections

荒木 祥平; 會澤 栄寿; 村上 貴彦; 新垣 優; 多田 裕太; 神川 豊; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 住谷 正人; 関 真和; et al.

Annals of Nuclear Energy, 217, p.111323_1 - 111323_8, 2025/07

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2025.111323

原子力機構では、臨界集合体STACYを均質溶液体系から非均質軽水減速体系へと更新した。STACY更新炉においても最大熱出力は200Wと定められており、熱出力校正は運転を行う上で重要である。熱出力測定においては、溶液系STACYで用いていたFPの分析による熱出力の評価が適応できなかったため、放射化法をベースとする実験データと数値計算を組み合わせて出力を評価する手法をSTACY更新炉の体系に適応し、測定を実施した。測定データを基に出力校正を実施した結果、校正後の指示値は放射化法による測定結果と3%以内で一致した。

Determination of -ray exposure rate from short-lived fission products under criticality accident conditions

柳澤 宏司; 大野 秋男; 會澤 栄寿

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(5), p.499 - 505, 2002/05

https://doi.org/10.3327/jnst.39.499

臨界事故条件下の短寿命核分裂生成物(FP)の線による線量評価のために、線照射線量率の時間変化を過渡臨界実験装置(TRACY)において実験的に定量した。データは1.50から2.93$の範囲の反応度投入によって取得した。実験結果より、初期出力バーストを含めた全照射線量に対する短寿命FPからの線の寄与は15から17%と評価された。このため、線量評価上FPの寄与は無視できない。解析結果からは、モンテカルロコードMCNP4Bと最新のFP崩壊データであるJENDL FP Decay Data File 2000に基づく光子源によって計算した短寿命FPからの線照射線量率は実験結果と良好な一致を示すことがわかった。しかし、光子源をORIGEN2コードで求めた場合には照射線量率は極度に過小評価した。これは、ORIGEN2コード付属の光子データベースにおいて主要な短寿命FP核種のエネルギー依存光子放出率のデータが欠落していることによる。また、この過小評価は初期バースト後1000秒以下の時間において生じることが確認された。

TRACY transient experiment databook, 3; Ramp feed experiment

中島 健; 山根 祐一; 小川 和彦; 會澤 栄寿; 柳澤 宏司; 三好 慶典

JAERI-Data/Code 2002-007, 123 Pages, 2002/03

JAERI-Data-Code-2002-007.pdf:4.34MB

本書は、TRACY「ランプ給液」実験のデータ集である。TRACYは、低濃縮の硝酸ウラニル水溶液を用いて超臨界実験を行うための原子炉である。最大過剰反応度は3$であり、溶液の炉心タンクへの供給あるいはトランジェント棒と呼ばれる制御棒を炉心から引き抜くことにより反応度が添加される。ランプ給液実験では、燃料溶液を一定速度で炉心タンクに供給し、超臨界実験を開始する。本データ集は、データシートとグラフで構成されている。データシートには、実験条件及び測定したパラメータの代表値が表に記載されている。グラフには、出力及び温度の変化が描かれている。これらのデータは、核分裂性溶液の臨界事故研究及び臨界事故解析コードの検証に有用である。

TRACY transient experiment databook, 1; Pulse withdrawal experiment

中島 健; 山根 祐一; 小川 和彦; 會澤 栄寿; 柳澤 宏司; 三好 慶典

JAERI-Data/Code 2002-005, 158 Pages, 2002/03

JAERI-Data-Code-2002-005.pdf:6.55MB

本書は、TRACY「パルス引抜」実験のデータ集である。TRACYは、低濃縮の硝酸ウラニル水溶液を用いて超臨界実験を行うための原子炉である。最大過剰反応度は3$であり、溶液の炉心タンクへの供給あるいはトランジェント棒と呼ばれる制御棒を炉心から引き抜くことにより反応度が添加される。パルス引抜実験では、トランジェント棒を空気圧により約0.2秒で引き抜き、超臨界実験を開始する。本データ集は、データシートとグラフで構成されている。データシートには、実験条件及び測定したパラメータの代表値が表に記載されている。グラフには、出力,圧力及び温度の変化が描かれている。これらのデータは、核分裂性溶液の臨界事故研究及び臨界事故解析コードの検証に有用である。

Development of solution behavior observation system under criticality accident conditions in TRACY

小川 和彦; 森田 俊夫*; 柳澤 宏司; 會澤 栄寿; 桜庭 耕一; 菅原 進; 大野 秋男

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(12), p.1088 - 1097, 2000/12

https://doi.org/10.3327/jnst.37.1088

臨界事故条件下での硝酸ウラニル溶液と放射線分解ガスボイドの挙動を観察する目的で、TRACY(過渡臨界実験装置)の新たな計装として可視化システムを開発した。本システムは、耐放射線光ファイバースコープ、光源装置、及び耐放射線ビデオカメラから構成される。システムの設計では、TRACYでの非常に強い放射線環境及びTRACYの一次バウンダリとしての安全機能を考慮した。本システムは最近のTRACY実験に使用され、これまで観測できなかった溶液及びボイドの挙動について明瞭な動画を得ることができた。観察結果として、反応度添加条件によって溶液及び放射線分解ガスボイドの挙動が異なることを視覚的に確認することができた。本システムNUCEFより、溶液及びボイド挙動の詳しい情報を得ることができ、動特性解析モデルの開発に貢献できる。

過渡臨界実験装置(TRACY)の経験

會澤 栄寿; 山根 祐一

no journal, , 

過渡臨界実験装置TRACYは、低濃縮度の硝酸ウラニル水溶液を燃料として過渡臨界実験を行う原子炉である。過渡臨界実験では、トランジェント棒と呼ばれる制御棒の炉心からの引き抜き又は溶液燃料の給液を行うことにより、最大で3ドルまでの反応度を添加する。TRACYの過渡臨界実験は1996年から行われ、過渡臨界時における出力、圧力及び温度などの測定及び評価を行うとともに、炉心タンク内可視化装置の開発など過渡事象の解明のための技術開発を行ってきた。これらTRACY実験を通して得られた経験について、日本原子力学会の第46回炉物理夏季セミナーにおいて講演を行う。

臨界集合体STACY更新炉の現状と今後の計画

荒木 祥平; 新垣 優; 前川 知之; 村上 貴彦; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 多田 裕太; 神川 豊; 住谷 正人; 関 真和; et al.

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所事故で発生した燃料デブリの臨界管理に資するため原子力機構では臨界実験装置STACYを溶液体系から燃料棒と軽水で構成する非均質熱体系への更新を行った。2023年12月更新工事が完了し、2024年4月に初臨界を迎え、2024年8月から実験運転を開始した。2025年1月よりデブリの組成を模擬した実験に向けて炉内構造物を模擬した実験用装荷を用いた実験を計画している。本発表ではSTACY更新炉の現状と今後の実験計画について報告する。

燃料デブリの臨界特性を明らかにする定常臨界実験装置STACY更新炉の整備,18; 熱出力校正試験

荒木 祥平; 村上 貴彦; 神川 豊; 新垣 優; 多田 裕太; 會澤 栄寿; 石井 淳一; 関 真和; 井澤 一彦; 郡司 智

no journal, , 

STACYにおいて実験運転に向けた一連の性能試験を実施した。一部試験において、所定の原子炉出力での運転が求められているが、旧STACYにおいて利用していた出力計を更新後のSTACYに合わせて校正する必要があった。本発表では、出力校正に放射化箔法を使うための熱出力運転と出力校正の結果を報告する。出力校正に用いた炉心は燃料棒253本と可動装荷物駆動装置で構成される。放射化箔法には金箔を用い、可動装荷物駆動装置内部のサンプル収納部に設置した。運転は核計装指示値で20W、50Wの2回を実施し、金の放射化量から積算出力を評価した。出力評価に利用した中性子束及び、放射化箔の応答はそれぞれMVP及びPHITSを核データにはJENDL-5を用いて評価した。それぞれの測定において積算出力は4.2Wh及び8.9Whであり、旧STACYの設定を用いた核計装指示値は放射化箔法による評価値より50%程度高くなることがわかった。この結果を基に安全出力計の指示値を校正し、所定の試験を実施した。

Overview of the modified STACY for criticality research on Fukushima fuel debris

前川 知之; 荒木 祥平; 會澤 栄寿; 石井 淳一; 井澤 一彦

no journal, , 

The Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has modified its critical assembly, "STACY (STAtic experiment Critical facilitY)," replacing its solution-fueled core with a heterogeneous core consisting of UO fuel rods and reflector/moderator water to experimentally characterize the criticality of the fuel debris from the Tokyo Electric Power Company`s Fukushima Daiichi nuclear power plant accident. The modified STACY achieved its first criticality in April 2024. After successfully passing the pre-operational inspections, criticality experiments commenced in August 2024. The facility is equipped with two types of grid plates (their hole spacings are 1.50 cm and 1.27 cm) and can load samples simulating the composition of fuel debris, including concrete, steel, and zirconium. This presentation outlines presents the specifications of the modified STACY, the experimental samples that can be loaded, and the criticality experiments currently underway. These experiments are scheduled to continue until July 2025 and are actively being conducted at this time.