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論文

Radwaste reduction technology for spent resins

Ferris, K.*; 片桐 源一*; 佐野 一哉; 東浦 則和

富士電機ホームページ及び富士電機アメリカ社ホームページ(インターネット), 11 Pages, 2012/04

原子力発電所の運転に伴い、施設の水処理系統からは放射性廃棄物である使用済イオン交換樹脂が発生する。これら廃樹脂は、浄化する系統によって放射能濃度が異なり、放射能濃度が比較的高い廃樹脂は原子力発電所の敷地内に貯蔵され、放射能レベルが減衰した後に処分される計画であるが、その貯蔵量は年々増加を続けている。日本では今後、原子力関連施設から排出される低レベル放射性廃棄物はセメントなどで固化し、廃棄体として埋設処分される計画である。比較的放射能濃度の高い廃樹脂の埋設処分を行うにあたっては、埋設コスト低減の観点からは処分量を低減させること、廃棄体の長期健全性を確保する観点からは埋設処分に適する廃棄体とするために、樹脂の安定化処理が必要になるといわれている。つまり、これらの要求を実現するためには、減容と安定化の両方を満足できる処理技術の確立が急務となっている。このようなニーズに応える技術として、使用済イオン交換樹脂などの放射性廃樹脂の減容処理と最終処分に適した安定化処理が同時に可能な減圧酸素プラズマ(Low Pressure Oxygen Plasma)処理と装置の開発を続けている。本技術の開発は、原理試作機,機能試験機による実樹脂を使ったホット試験を含めた開発を経て、実規模装置による性能評価や廃棄体に関する調査試験に至っており、富士電機及び富士電機アメリカ社ホームページにおいて、LPOP技術の要約と埋設処分へ向けたLPOP処理の効果を評価する目的として実施したイオン交換樹脂の無機化と固化試験結果について掲載する。

論文

「常陽」の炉容器内の観察・補修技術と炉容器内構造観察のための画像撮影装置の開発

齊藤 隆一; 今泉 和幸; 岡 潔; 相澤 秀之*; 片桐 源一*

FAPIG, (179), p.3 - 9, 2009/07

日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、ナトリウム冷却型高速炉の原子炉内観察・補修技術開発の一環として、ファイバスコープ及びカメラを用いた炉内観察装置を開発し、高速実験炉「常陽」原子炉容器内の観察を通じて、その適用性,観察技術に関する知見等を得てきた。今後、炉内干渉物の対策を契機として、炉容器内の観察・補修技術のさらなる向上を図っていく予定であり、開発の最新状況については、日本原子力学会2008年度の春秋2回の年会・大会で発表されている。本報では、2回の大会に渡りシリーズ発表された「ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発」から、「炉容器内構造観察のための画像撮影装置」について、シリーズ発表中の関連発表を交えて紹介した。

論文

Experimental demonstration on flow diodes applicable to a passive decay heat removal system for sodium-cooled reactors

近澤 佳隆; 相澤 康介; 白石 正*; 坂田 英之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 46(4), p.321 - 330, 2009/04

Enhancing passive safety features, the 50MW sodium cooled reactor plant DRACS adopts flow diodes instead of valves which need active signals to activate. In this study, two full scale flow diode models: Type A and B were manufactured and water tests were conducted. The Type A flow diode is a conventional vortex flow diode and the Type B is a modified vortex flow diode which enhances maintenance availability. The Type A flow diode showed good performance while the Type B did not provide enough performance in the test model conditions. Then, flow diodes for the 50MW plant DRACS are designed according to the experimental results. An optimized Type A and modified Type B flow diodes are evaluated to meet requirements of natural convection decay heat removal operation while maintaining the bypass flow in the normal power operation low enough.

報告書

Remote handling design for moderator-reflector maintenance in JSNS

勅使河原 誠; 相澤 秀之; 原田 正英; 木下 秀孝; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 神永 雅紀; 加藤 崇; 池田 裕二郎

JAERI-Tech 2005-029, 24 Pages, 2005/05

JAERI-Tech-2005-029.pdf:3.38MB

J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置する核破砕中性子源の建設が進められている。その中心部に設置されるモデレータや反射体は、放射線損傷により定期的に保守を必要とする。設置される機器の保守に必要な遠隔操作機器の設計概念並びに保守シナリオの検討の現状をまとめた。使用済みモデレータや反射体は、減容した後、施設外に運び出し保管する。この計画に従って遠隔操作機器の設計を行った。保守作業は、配管の着脱等の一部人手による作業を除いて、すべて遠隔操作によって行う。配管の着脱作業については、ベリリウム($$^{7}$$Be)の蓄積のため、将来的に配管接続部に遠隔化を図れる構造とした。6台の遠隔操作機器が必要となり、モデレータや反射体以外に陽子ビーム窓やミュオンターゲットの保守にも対応する。保守のシナリオは、使用済み機器の交換作業及び保管作業からなる。前者は、運転停止中に行う。運転停止期間を可能な限り短くするため廃棄作業と分離した。これら保守に必要な日数を見積もったところ、交換作業は約15日程度必要となり、保管作業については、乾燥作業(約30日)後に、約26日程度となった。

口頭

ナトリウム冷却小型炉の崩壊熱除去系フローダイオード性能試験

相澤 康介; 近澤 佳隆; 白石 直*; 坂田 英之*; 大久保 良幸*

no journal, , 

実用化戦略調査研究におけるナトリウム冷却小型炉では、崩壊熱除去系として原子炉の上部及び下部プレナムに貫通部を設けるDRACS(直接炉心冷却系)の採用を検討しており、定常運転時の逆流を抑制するためにフローダイオードを貫通部に設置する計画である。本検討では、ナトリウム冷却小型炉(電気出力50MWe及び300MWe)の崩壊熱除去系に設置することを対象にしたフローダイオードの性能試験を実施し、その成立性を評価した。

口頭

アドバンスドループ型ナトリウム冷却高速炉

相澤 康介; 安藤 将人; 小竹 庄司; 林 秀行; 早船 浩樹; 藤井 正; 佐藤 一憲; 皆藤 威二

no journal, , 

日本の高速増殖炉技術を継承,発展させたナトリウム冷却ループ型高速炉の設計研究が進められている。本プラントの特長は、原子炉構造のコンパクト化,ポンプ組込型中間熱交換器,ループ数削減,配管短縮等の革新技術を採用することにより、優れた経済性を有している。また、常陽,もんじゅ及び実証炉計画での技術の継承・発展できることより、確度の高い技術的実現性が見通せている。さらに、ナトリウムの特性を活かした高温・低圧システムであり、自然循環での崩壊熱除去が可能であることから、優れた安全性を有している。本発表では、本プラントの概要及び革新技術に関する要素技術開発の成果の概要を説明する。

口頭

Na冷却炉に適用するポンプ組込型IHXの開発,2-1; ポンプ振動試験

早船 浩樹; 相澤 康介; 辻田 芳宏*; 森田 英之*; 澤 直樹*

no journal, , 

高速炉実用化戦略調査研究で、実用化高速炉の主概念と選定されたナトリウム冷却高速炉に導入した革新技術の一つであるポンプ組込型IHXの開発を実施している。ポンプ組込型IHXの技術課題は、ポンプからIHX伝熱管に伝わる振動により発生する伝熱管の摺動・摩耗を防止することであり、その防止策として解析による設計により、機器内の振動伝達を制御する設計手法を提案している。本設計手法を確立するために、1/4スケールの試験体を用いた振動伝達試験を実施している。本報告では、1/4スケール試験体を用いたポンプ振動試験を実施し、機器共振点を越える運転履歴を達成したこと、機器各部の振動スペクトルの分析によりポンプ加振による応答モード,運転中の機器固有モードを分析評価したことを報告する。

口頭

J-PARC 1MW核破砕中性子源施設の完成,4; ターゲット等遠隔操作設備

木下 秀孝; 相澤 秀之; 川崎 進; 植田 和明; 高際 勝徳; 伊藤 学; 神永 雅紀; 加藤 崇

no journal, , 

J-PARCの核破砕中性子源施設が完成した。核破砕中性子源の主要構成機器である水銀ターゲット容器,反射体,減速材及び陽子ビーム窓等は陽子及び中性子の照射による材料損傷のため、それぞれ一定期間での交換作業が必要となる。ただし、各機器は陽子ビーム等を受けて高度に放射化するため、遠隔操作による交換作業が必須となる。遠隔操作設備として、中性子源の中核をなす水銀ターゲット容器等の交換に用いる天井走行型のパワーマニピュレータシステム,ターゲット容器交換台車や他設備も含めた交換及びメンテナンスを行うための遠隔操作設備及び放射能冷却を目的とした一時保管のための各種架台や減容のための切断装置を含む保管設備を設置している。これらの設計及び試験結果について紹介する。

口頭

J-PARC 1MWパルス核破砕中性子源施設の完成,2; 水銀ターゲットシステム

羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 岡元 義尚; 二川 正敏; 相澤 秀之*; 木下 秀孝; 星野 吉廣; 神永 雅紀; 加藤 崇

no journal, , 

J-PARCプロジェクトの核破砕中性子源として世界最高レベルである1MWビーム出力に対応可能な水銀ターゲットシステムが完成した。ここでは核破砕中性子源の核となるターゲット容器,水銀循環設備及びターゲット台車について、システムの概要,特徴及びこれらの製作・組立途上で生じた幾つかのトピックスについて紹介する。すなわち、ターゲット容器については、熱流動,構造などの設計課題とその対処方法。製作過程においてはビーム窓部に容器の寿命に悪影響を及ぼす残留応力が生じたことが懸念されたため、これを評価し、問題ないレベルであることを確認したことを報告する。また、水銀循環設備については三次元CADと遠隔シミュレーション,模擬試験体を用いた遠隔操作試験による遠隔対応機器の開発過程と、実機の遠隔操作試験状況を紹介する。

口頭

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,2-2; 炉容器内構造観察のための画像撮影装置の開発

今泉 和幸; 飛田 茂治; 齊藤 隆一; 片桐 源一*; 相澤 秀之*; 柳沼 禎浩*

no journal, , 

新たに開発・製作したUCS下面観察装置について、UCS下面モックアップ等を使用して動作試験を実施した。UCS下面観察装置は、ナトリウム冷却型高速炉のカバーガスバウンダリを維持した状態で炉内検査孔から挿入する。ファイバースコープを内包したUCS下面観察装置の先端は、炉外から遠隔・手動で屈折・回転駆動することで、UCSと集合体頂部の隙間に横方向からアクセスして、下面から上方向にUCSを観察するものである。確実な観察操作に向けて、ファイバースコープを観察装置に安全に組込み・解体する方法や、観察装置の集合体頂部への着座や集合体頂部に段差があった場合の回避方法等について、モックアップ試験を通して調査・検討を行った。

口頭

2017年度のMLF放射線安全チームの活動報告

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

J-PARCのMLFの放射線安全チームは、放射線安全セクションと協力しながら、課題申請における放射線安全審査を担いつつ、MLFで実施されるユーザー実験における放射線安全を担保し、実験ホールの放射線安全を維持している。2016年11月より、MLF実験ホールを第2種管理区域から第1種管理区域表面汚染低減区域へ区分変更を実施した。管理区域出口で汚染検査を行うことにより、汚染を非管理区域に広げることなく、気体や液体を使用した実験をスムーズに実施できるようになった。また、小型物品搬出モニターの設置により、小物類の常時持出検査が可能となり、ユーザーの利便性が向上した。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行い、夏期メンテナンス作業の利便性を図った。汚染検査室では、管理区域での正しい服装・装備の確認のために、服装チェック鏡を設けた。2017年度末には、小型物品搬出モニターの予備機の導入、大型物品モニターの新規整備を行い、更なるユーザーの利便性の向上を予定している。その他、2017年度半ばから、実験後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析作業を行うことを始め、活動を広げている。ポスターでは、2017年度のこれらを含めた活動報告を行い、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告する。

口頭

2018年度のMLF放射線安全チームの活動

原田 正英; 川上 一弘*; 相澤 一也; 曽山 和彦; 石角 元志*; 平松 英之*; 橋本 典道*; 細谷 倫紀*; 市村 勝浩*

no journal, , 

MLFの放射線安全チームは、実験課題申請における放射線安全審査を担い、放射線安全セクションと協力しながら、MLF実験ホールで実施されるユーザー実験やメンテナンス作業における放射線安全に尽力している。2016年11月より運用を開始したMLF実験ホールの第1種管理区域表面汚染低減区域は、ユーザーの利便性を担保しつつ、非管理区域への汚染拡大の防止ができ、気体や液体を使用する実験の制約を緩和できるなど、有益であることを確認している。管理区域の全て出入り口への小型物品搬出モニターの設置、汚染検査室への大型物品搬出モニターの設置、定期的なユーザー用ロッカーの残留物の確認を行うことにより、ユーザーの利便性を向上できた。夏期メンテナンス期間には、第2種管理区域へ一時的に区分変更を行うことで、メンテナンス作業においても利便性の向上が図れた。その他、運転終了後の各BLの分光器室内の汚染サーベイ、放射化した器材や試料の核種分析などにより、放射線安全の向上に寄与している。今後、放射化した試料の受け入れについて検討を進め、さらなるユーザー実験の利便性拡大を図る。当日ポスターでは、2018年度の放射線安全チームの活動報告を行うとともに、詳しい運用や設備の現状と今後の予定を報告し、ユーザーからの相談を受け付ける。

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