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朝原 誠*; 岩崎 航大*; 神谷 朋宏; 水野 恭兵*; 岩月 一馬*; 宮坂 武志*
混相流, 38(2), p.175 - 185, 2024/06
衝撃波後方の高速気流中における単一液滴の微粒化を高時空間分解能で撮影した。catastrophic breakup形態に該当する高Weber数条件において、液滴の上流側界面における波立ちの波長はKelvin-Helmholtz不安定性の臨界波長より大きい(波立ちの波長は安定領域に属する)が、Rayleigh-Taylor不安定性の理論波長とおおよそ一致した。したがって、上流側の界面の波立ちは、小さな擾乱がRayleigh-Taylor不安定性によって発達したことで形成されたと考えられる。また、フラグメントの拡散幅はWeber数に依存しないことが確認された。
武田 哲明*; 稲垣 嘉之; 相原 純; 青木 健; 藤原 佑輔; 深谷 裕司; 後藤 実; Ho, H. Q.; 飯垣 和彦; 今井 良行; et al.
High Temperature Gas-Cooled Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.5, 464 Pages, 2021/02
本書は、原子力機構における今までの高温ガス炉の研究開発の総括として、HTTRの設計、燃料、炉内構造物や中間熱交換器などの要素技術の開発、出力上昇試験、950
Cの高温運転、安全性実証試験などの運転経験及び成果についてまとめたものである。また、HTTRでの知見をもとに、商用炉の設計、高性能燃料、ヘリウムガスタービン、ISプロセスによる水素製造などの要素技術開発の現状について記述しており、今後の高温ガス炉の開発に非常に有用である。本書は、日本機械学会の動力エネルギーシステム部門による化石燃料及び原子力によるエネルギーシステムの技術書のシリーズの一冊として刊行されるものである。
佐々 敏信; 梅野 誠*; 水林 博*; 森 恵次郎*; 二川 正敏; 斎藤 滋; 甲斐 哲也; 中井 公一*; 雑候 章*; 笠原 芳幸*; et al.
JAERI-Tech 2005-021, 114 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-021.pdf:9.66MB
日本原子力研究所では、加速器駆動核変換システム(ADS)にかかわる技術の研究開発を進めるため、大強度陽子加速器施設J-PARC計画の下で核変換実験施設の建設を検討している。核変換実験施設は、ADSの未臨界炉心に関する物理的特性の実験的研究を行う核変換物理実験施設と、ADSを設計するための材料データベース構築及び核破砕ターゲットの工学的特性の試験を行うADSターゲット試験施設から構成される。本報告は、ADSターゲット試験施設について、施設の目標,実用ADSと本実験施設との関連について述べ、台車搭載型核破砕ターゲットを採用した実験施設の検討結果についてまとめたものである。
横山 賢治; 細貝 広視*; 千葉 豪; 笠原 直人; 石川 真
JNC TN9400 2004-022, 162 Pages, 2004/04
JNC-TN9400-2004-022.pdf:13.47MB
高速炉開発において、解析コードを用いた数値シミュレーションは、理論、実験を補足するための重要な役割を果たしている。サイクル機構では、実用高速炉の研究開発を効率的に進めるために次世代解析システムの開発を進めている。本報告書では、次世代解析システムの概念設計を目的として実施したプロトタイプ作成による検討の結果について述べる。本検討を進めるにあたり、フランス原子力庁(CEA)との共同研究の観点から、数値解析用のプラットフォームについて動向調査を行い、CEAが開発を進めているSALOMEプラットフォームの適用性評価を行った。適用性評価の結果、SALOMEは次世代解析システムで必要とされる効率性、公開性、普遍性、拡張性、完全性といった特徴を満たしていることが確認できた。また、次世代解析システムで必要とされる制御層の概念も持っており、次世代解析システムのプラットフォームとして、有力な候補となりうることが分かった。一方、構造解析の分野では、PARTS.NETコードのプロトタイプをクラス構造や入出力仕様の観点から見直し、データ処理効率と保守性の向上のための改良作業を実施した。また、炉物理解析の分野では、SALOMEを利用することを想定して、C++ による新規コードの開発、及び、Fortranで書かれた既存コードの再利用について検討した。
横山 賢治; 細貝 広視*; 宇都 成昭; 笠原 直人; 石川 真
JNC TN9400 2003-021, 205 Pages, 2003/04
JNC-TN9400-2003-021.pdf:8.86MB
高速炉開発において、解析コードを用いた数値シミュレーションは、理論、実験を補足するための重要な役割を果たしている。研究開発に対すニーズが多様化し、解析対象がより複雑化している現在では、工学的なモデルや解析手法を柔軟に変更したり、新たなモデルや手法を開発して容易に従来のシステムを拡張したりできることが、解析コードに求められる重要な要素となってきている。また、原子力に関連する技術分野は多岐にわたるため、多くの異なる分野の物理データや工学的モデル・手法を、いかにうまく結合して利用できるようにするかという点に大きな課題がある。 本研究では、このような課題を解決できる次世代解析システムの実現を目標とし、3種類の方法、(1)多言語(SoftWIRE.NET、Visual Basic.NET、Fortran)、(2)Fortran90、(3)Pythonを採用してプロトタイプの作成・検討を実施した。 この結果、Visual Basic.NETを用いることで、Fortranでかかれた既存の解析コードの機能を新しい解析コードシステム上で部品化することや、Fortran90の新しい機能を用いることにより従来のFortran77で書かれた解析コードの保守性や拡張性を向上させること、Pythonを用いてツールボックス型の解析コードシステムを構築することができることを示した。
横山 賢治; 宇都 成昭; 笠原 直人; 名倉 文則; 石川 眞
日本原子力学会 2003年秋の大会, 2(E64), 343 Pages, 2003/00
高速炉研究開発において、今後必要とされる次世代解析システムの持つべき特徴について調査・検討し、次世代解析システムの基本構成案と、システム実現のために利用可能な既存の要素技術について示した。
横山 賢治; 細貝 広視*; 宇都 成昭; 笠原 直人; 名倉 文則; 大平 正則*; 加藤 雅之*; 石川 真
JNC TN9420 2002-004, 309 Pages, 2002/11
JNC-TN9420-2002-004.pdf:11.4MB
高速炉開発において、解析コードを用いたシミュレーションは、理論、実験を補足するための重要な役割を果たしている。研究開発に対するニーズが多様化し、解析対象がより複雑化している現状では、工学的なモデルや解析手法を柔軟に変更したり、新たなモデルや手法を開発して容易に従来のシステムを拡張したりできることが、解析コードに求められる重要な要素となってきている。また、原子力に関連する技術分野は多肢にわたるため、多くの異なる分野の物理データや工学的モデル・手法を、いかにうまく結合して利用できるようにするかという点に大きな課題がある。本研究では、原子炉の解析で必要となる物理量・解析手法等の工学上のモデリングの概念を、人間・計算機ともに理解できるプログラミング言語、あるいは汎用的な次世代解析システムを開発することを目標とする。この次世代解析システムの新しい概念を、工学系モデリング言語と名づけることとした。本報告書は、この工学系モデリング言語としての次世代解析システムの実現のために利用可能と考えられる最新の計算機技術、ソフトウェア開発技術等を調査した結果をまとめたものである。
大井川 宏之; 岡嶋 成晃; 向山 武彦; 佐藤 邦雄; 菱田 誠; 早野 睦彦*; 工藤 文夫*; 笠原 芳幸*
JAERI-M 94-043, 46 Pages, 1994/03
高速炉の高温でのドップラー効果の予測精度向上に資することを目的として、FCAを用いて2000Cまでの
Uドップラー効果を測定できる装置を開発した。ここでは、1500Cまでの測定に供するサンプル加熱・反応度価値測定法測定装置に関する開発、構造、性能、測定法について述べる。本装置の開発により、従来800C程度までであった温度領域が大幅に広がり、酸化物燃料高速炉の運転時燃料平均温度や最高温度の近辺でのドップラー効果測定ができるようになった。
水野 誠; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 渡邊 和弘; 浅原 政治*; 小西 一正*; 中里 宏*; et al.
Fusion Engineering and Design, 23, p.49 - 55, 1993/00
被引用回数：3 パーセンタイル：37.38(Nuclear Science & Technology)定常トカマク型動力炉(SSTR)用2MeV中性粒子入射装置の概念設計について記述する。装置は2個の接線ポートより炉心プラズマに2MeV,60MWの中性重水素ビームを入射する。それぞれのポートには8個のイオン源/加速器モジュールを有するビームライン1基が据え付けられる。モジュールはビームライン軸から外れて配置されており、加速されたイオンビームはイオンビーム偏向システムにより偏向され中性化セルに導かれる。このような配置とすることにより炉心からの直接の放射に曝されることなく、かつ、1つのポートに多数のモジュールを配置することが可能となる。また、モジュールあたりのイオンビーム出力を減らせるため、コッククロフト・ワルトン型直流高電圧電源の採用が可能となり、高電圧伝送系が不要となる。さらに、全モジュールが同一フロアーに配置されるため、メンテナンスが容易になる。
上田 颯*; 神谷 朋宏; 朝原 誠*
no journal, ,
溶融金属の水中貫入に伴い発生する水蒸気爆発では急激な圧力上昇を有する衝撃波・圧力波が発生し、周囲に被害を与える。また、蒸気膜の崩壊により複数の溶融金属から圧力波が発生し、増幅することが予想される。これらの圧力波伝播機構は複雑であり、正確な予測・評価を行うために、初期液滴の圧力波の発生メカニズムを明らかにすることは重要な課題である。そこで本研究では単一溶融金属を対象とした水蒸気爆発現象に注目した。本発表では、単一溶融金属から発生する水蒸気爆発現象の挙動可視化と、圧力波計測についての結果を報告する。
神谷 朋宏; 上田 颯*; 朝原 誠*
no journal, ,
水蒸気爆発では、水中に溶融物が分散しており、圧力波は溶融物や他の圧力波と相互作用して、最終的な圧力波が形成されると考えられる。そのような圧力波の伝播過程は複雑であるため、詳細な数値シミュレーションによる現象理解が期待される。圧力波は水の急激な相変化に伴う圧力上昇に起因する。また、水蒸気爆発は水、水蒸気、溶融物が混在している多相流であり、正確に界面を取り扱う必要がある。そこで、本研究では、相変化による圧力上昇をモデル化し、詳細な解析手法である界面捕獲法に組み込んだ。本発表では、単一液滴水蒸気爆発シミュレーションの結果について報告する。
神谷 朋宏; 朝原 誠*
no journal, ,
過酷事故の一つとして想定されている水蒸気爆発は、高温の溶融燃料が水中に落下し微粒化する粗混合段階と、溶融液滴群中を伝播する衝撃波を伴う爆発段階からなると考えられてきた。安全評価における予測対象は、溶融液滴群中を伝播する衝撃波や衝撃波により誘起される水、水蒸気および溶融燃料が混合した流体の流れである。そこで本研究では、溶融液滴群を簡略化した液滴列に対する水蒸気爆発の実験および数値解析を行い、爆発段階で形成される衝撃波の強さおよび形成・伝播メカニズムを明らかにすることを目指している。本発表では、本研究の背景、目的および実施内容について報告する。
上田 颯*; 朝原 誠*; 神谷 朋宏
no journal, ,
水蒸気爆発は、水中にある金属液滴の熱エネルギーが瞬時に機械的エネルギーへと変換されることで発生する。金属液滴の微粒化はその変換を促進するため、爆発挙動に大きな影響を与える。本研究では、単一液滴を対象とした水蒸気爆発実験において、微粒化過程の光学可視化および圧力計測を行った。結果より、微粒化に伴う圧力波の発生を確認し、水蒸気爆発モデルの構築に寄与するデータを取得した。
上田 颯*; 朝原 誠*; 北川 一敬*; 宮坂 武志*; 神谷 朋宏
no journal, ,
水蒸気爆発は、溶融物と冷却材の急激な相互作用により発生する特異な爆発現象である。原子炉の過酷事故時に発生することが懸念されており、また、海底火山噴火の被害拡大の要因となる。初期過程で発生する強い圧力波は、周囲の溶融物に影響を及ぼしながら伝播すると考えられるが、伝播特性の理解は十分でない。本研究では、単一の溶融金属を水中に滴下する実験を行い、自発的に発生する水蒸気爆発による圧力波を圧力センサおよびハイスピードカメラを用いて計測した結果について報告する。
神谷 朋宏; 上田 颯*; 朝原 誠*
no journal, ,
過酷事故の一つとして想定されている水蒸気爆発で形成する圧力波の伝播構造を理解することは重要である。そこで、界面を有する流れを詳細かつ忠実に取り扱う界面捕獲法に適用可能な水蒸気爆発モデルの開発を行っている。本発表では、単一溶融スズの水蒸気爆発の数値シミュレーションを実施し、圧力波予測結果に対する水蒸気爆発モデルの各種パラメータの感度について調査した結果について報告する。
