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論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

報告書

第2期中期計画期間における研究成果取りまとめ報告書; 深地層の研究施設計画および地質環境の長期安定性に関する研究

濱 克宏; 水野 崇; 笹尾 英嗣; 岩月 輝希; 三枝 博光; 佐藤 稔紀; 藤田 朝雄; 笹本 広; 松岡 稔幸; 横田 秀晴; et al.

JAEA-Research 2015-007, 269 Pages, 2015/08

JAEA-Research-2015-007.pdf:68.65MB
JAEA-Research-2015-007(errata).pdf:0.07MB

日本原子力研究開発機構の第2期中期計画期間(平成22$$sim$$26年度)における、超深地層研究所計画および幌延深地層研究計画、地質環境の長期安定性に関する研究の成果を取りまとめた。研究成果については、地層処分事業におけるサイト選定から処分開始に関する意思決定ポイントまでに必要な技術情報を、事業者・規制機関が活用可能な形式で体系化し、所期の目標としていた精密調査(前半)の段階に必要となる技術基盤として整備した。

論文

Selector-valve failed fuel detection and location system for Japan Sodium-cooled Fast Reactor

相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人*

Nuclear Technology, 189(2), p.111 - 121, 2015/02

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

JSFRではセレクタバルブ方式破損燃料位置検出装置(SV-FFDL)を採用している。炉容器径を小さくするためSV-FFDLユニットは2基構成としており、かつJSFR炉心は562体の燃料集合体から構成されていることから、1基あたりのサンプリングする燃料集合体数が既往炉と比較して増大している。結果として、炉全体の測定時間が長期間におよぶ可能性がある。また、JSFRはスリット付き炉上部機構を採用しており、スリット下部に位置する燃料集合体についてのサンプリング性能は低くなることが知られている。本研究では、コンパクト炉容器において多数の燃料集合体を取り扱うSV-FFDLシステムの検出性能を評価した上で、FFDLの運転方法及び手順を検討した。

論文

Under-sodium endurance experiment of selector valve in failed-fuel detection and location system of JSFR

相澤 康介; 藤田 薫; 平田 慎吾*; 笠原 直人*

Nuclear Technology, 183(1), p.1 - 12, 2013/07

ナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、破損燃料位置検出器としてセレクタバルブ方式FFDLを採用している。JSFRの燃料集合体数は約600体であるが、経済性向上のため炉容器コンパクト化を図っており、セレクタバルブ方式FFDLユニット2基ですべての燃料集合体からサンプリングする方針としている。したがって、セレクタバルブ方式FFDLユニット1基あたりが検出すべき燃料集合体が約300体となり、従来のセレクタバルブ方式FFDLユニットと比較して大幅に増大している。また、プラント設計寿命は60年を目標としていることから、JSFRの炉上部構造と整合し、かつ約300体の燃料集合体を対象としたセレクタバルブ構造を設計し、プラント設計寿命を考慮したセレクタバルブ摺動部の耐久性を確認する必要がある。本検討では、セレクタバルブの製作性と耐久性を実証するため、実規模モックアップ試験体を製作し、製作性を確認するとともに高温ナトリウム中耐久試験を実施した。耐久試験後の断面観察、硬さ測定及び化学分析から、セレクタバルブ摺動部のコーティング層が残存していることを示し、セレクタバルブの耐久性を実証した。

論文

Development of a self actuated shutdown system for large sacle JSFR

藤田 薫; 山野 秀将; 久保 重信*; 衛藤 将生*; 山田 由美*; 豊吉 晃*

Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2012/12

ナトリウム冷却大型炉へ適合する自己作動型炉停止機構(SASS)への要求条件を整理し、それを満たすような構造を検討した。また、解析によりTOP型, LOF型, LOHS型の各ATWS時にSASSが受動的に作動することによって、炉心損傷事故を防止できるという結果が得られた。これによりSASSによる炉心安全の向上に対する有効性が示された。

論文

Design study on safety protection system of JSFR

石川 信行; 近澤 佳隆; 藤田 薫; 山田 由美*; 岡崎 仁*; 鈴木 慎一*

Proceedings of 2012 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '12) (CD-ROM), p.483 - 489, 2012/06

JSFRの安全保護系の検討として、ロジック回路構成、安全保護系で用いる信号、設定値等の検討を進めてきた。加えて検討においては、想定される多様なパラメータを考慮した包括的な解析評価を行い、安全保護系への要求要件を満足するかの評価が必要となる。そのため、本報告では、TOP(Transient over power)型、LOF(Loss of flow)型、LOHS(Loss of heat sink)型の代表事象について安全評価を行い、炉心燃料の健全性に関する安全判断基準に照らして安全保護系の充足性を評価した結果を中心に、JSFRの安全保護系の検討状況について報告する。

論文

Safety design and evaluation in a large-scale Japan sodium-cooled fast reactor

山野 秀将; 久保 重信; 島川 佳郎*; 藤田 薫; 鈴木 徹; 栗坂 健一

Science and Technology of Nuclear Installations, 2012, p.614973_1 - 614973_14, 2012/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:55.75(Nuclear Science & Technology)

本論文では、原子力機構における深層防護と一致したJSFRの安全要求が述べられる。代表的DBEとして主ポンプ軸固着事故及び長期外部電源喪失事故安全解析により、JSFRに取り込まれた安全設計の妥当性が確認された。また、ATWSに対しても受動的炉停止系と影響緩和対策の有効性が示された。

論文

Detection capability and operation patterns of a selector-valve failed-fuel detection and location system for large sodium-cooled reactors

相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人

Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM), p.605 - 613, 2011/05

高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)で設計を進めているナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、燃料が破損したときにその位置を同定するためセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器(SV-FFDL)の導入を検討している。SV-FFDLは各燃料集合体冷却材出口近傍にサンプリング配管を設置し、吸い上げられたナトリウム中に含まれる放射性FPを検出する。このとき、吸い上げる配管をセレクタバルブで選択することで破損燃料位置を特定する。一方、JSFRでは炉容器コンパクト化による経済性向上を図るため、スリット付き炉心上部機構(UIS)が採用されており、スリット部ではサンプリング管の燃料集合体冷却材出口の直上への設置が困難である。そのため、サンプリング管は冷却材の流動等を考慮して一定のFP濃度を確保できる位置に設置する計画である。本研究では、スリット部に位置する燃料集合体も考慮した検出性能を明らかにし、得られたデータをもとにJSFRに適合する運用方法を検討した。

論文

Conceptual design for a large-scale Japan sodium-cooled fast reactor, 2; Safety design and evaluation in JSFR

山野 秀将; 久保 重信*; 島川 佳郎*; 藤田 薫; 鈴木 徹; 栗坂 健一

Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM), p.728 - 740, 2011/05

This paper describes safety requirements for Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR). Its specific design features are passive reactor shutdown system and re-criticality free concept against anticipated transient without scram (ATWS) accidents in design extension conditions (DECs). A fully passive decay heat removal system with natural circulation is also introduced for design-basis events (DBEs) and DECs. In this paper, the safety design accommodation in JSFR was validated by safety analyses for representative DBEs: primary pump seizure and long-term loss-of-offsite power accidents. The safety analysis also showed the effectiveness of the passive shutdown system against a typical ATWS accident. Severe accident analysis codes, validated by safety experiments, and phenomenological consideration led to the in-vessel retention without energetic recriticality. Moreover, a probabilistic safety assessment indicated to satisfy the risk target.

論文

ナトリウム冷却大型炉に適合する破損燃料位置検出器の開発; スリット部のサンプリング手法開発

相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人

日本機械学会論文集,B, 77(776), p.982 - 986, 2011/04

JSFRに適合するセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器の開発において、サンプリング管の近接が不可能なUISスリットの下に位置する集合体に関して、特に検出が難しい最外層の3体についても、UIS内のバッフル板に設けたサンプリング管により、燃料破損を検出できる方法を水流動試験に基づき検討した。試験の結果、適切なFHM貫通孔プラグ構造・位置を採用することにより、FHM貫通孔プラグにセレクタバルブを設置せず、バッフル板に設けたサンプリング管により、UISスリット部の集合体での燃料破損の位置を検出するために必要なサンプリング濃度の目標値を達成できることを明らかにした。

論文

ナトリウム冷却大型炉に適合する破損燃料位置検出器の開発; スリット部のサンプリング手法開発

相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人

第15回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.229 - 230, 2010/06

ナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、炉容器コンパクト化による経済性向上を図るため、スリット付き炉心上部機構(UIS)が採用されている。したがって、JSFRは破損燃料位置検出器のサンプリング管をスリット部の燃料集合体出口近傍に設置できず、サンプリング管をUIS内の適切な位置に配置する必要がある。UISのスリット周辺構造を1/5縮尺で模擬した水流動試験を実施して、UISの第1BP及び第2BPにサンプリング管を設けることで、スリット部の燃料集合体について目標のサンプリング性能が得られる結果を得た。

論文

Endurance sodium experiment of selector-valve for failed fuel detection and location system in sodium-cooled large reactor

相澤 康介; 藤田 薫; 平田 慎吾; 笠原 直人

Proceedings of 2010 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '10) (CD-ROM), p.645 - 652, 2010/06

高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)で設計を進めているナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、すべての燃料集合体を対象にセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器(FFDL)を開発している。セレクタバルブ方式FFDLは、各燃料集合体出口にサンプリング管を設置して、サンプリング管により採取したナトリウムを回転プラグ上に設置した遅発中性子検出器及び核分裂性生成物ガス検出器で分析することにより、破損燃料を同定するものである。本検討では、JSFRに適合するセレクタバルブ方式FFDL構造を具体化するとともに、耐久試験の要求条件を検討し、これをもとに実規模のセレクタバルブを模擬した耐久試験装置の設計・製作を実施した。製作したセレクタバルブ耐久試験装置を用いて、ナトリウム中耐久試験を実施し、セレクタバルブ摺動部の耐久性を評価した。

論文

Excitation and decay of the isovector spin-flip giant monopole resonance via the $$^{208}$$Pb($$^{3}$$He,${it tp}$) reaction at 410 MeV

Zegers, R. G. T.*; Abend, H.*; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; 藤村 寿子*; 藤田 浩彦*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; Gal$`e$s, S.*; 原 圭吾*; et al.

Nuclear Physics A, 731, p.121 - 128, 2004/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.91(Physics, Nuclear)

$$^{208}$$Biのアイソベクトル型スピン反転巨大単極子共鳴が$$^{208}$$Pb($$^{3}$$He,${it tp}$)反応を用いて励起され、そこから陽子崩壊が測定された。60$$pm$$5%の和則を尽す、単極子巨大共鳴が測定された。共鳴の中心エネルギーは37MeVであり、その中は14Mevであった。陽子崩壊分岐比は52$$pm$$12%であり、残留状態として$$^{207}$$Pbの深部空孔状態に陽子崩壊が起こっていることがわかった。

論文

Microscopic structure of the Gamow-Teller resonance in $$^{58}$$Cu

原 圭吾*; 足立 猛*; 秋宗 秀俊*; 大東 出*; 藤村 寿子*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; 伏見 賢一*; 原 かおる*; Harakeh, M. N.*; et al.

Physical Review C, 68(6), p.064612_1 - 064612_9, 2003/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:40.59(Physics, Nuclear)

$$^{58}$$Cuのガモウ・テラー準位が$$^{58}$$Ni($$^3$$He,t+p)と$$^{58}$$Ni($$^3$$He,t+$$gamma$$)同時計測実験で研究された。アイソスピンT=1とT=2の1$$^+$$準位(E$$_x=$$6$$sim$$12MeV)が$$^{58}$$Ni($$^3$$He,t)反応で強く励起された。磁気スペクトロメーターを用いて測定されたトリトンと半導体検出器で測定した陽子崩壊との同時計測が行われた。この実験で、世界初の$$^{58}$$N($$^3$$He,t+$$gamma$$)実験が行われ、陽子崩壊と$$gamma$$線崩壊強度を用いてガモウ・テラー共鳴の微視構造が議論された。

論文

Excitation and decay of the Isovector giant monopole resonances via the $$^{208}$$Pb($$^{3}$$He,${it tp}$) reaction at 410 MeV

Zegers, R. G. T.; Abend, H.*; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; 藤村 寿子*; 藤田 裕彦*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; Gal$`e$s, S.*; 原 圭吾*; et al.

Physical Review Letters, 90(20), p.202501_1 - 202501_4, 2003/05

 被引用回数:45 パーセンタイル:13.82(Physics, Multidisciplinary)

410MeVでの$$^{208}$$Pb($$^{3}$$He,${it tp}$)反応を用いてアイソベクトル型巨大単極子共鳴の励起と崩壊モードを研究した。$$^{208}$$Biのこの共鳴は60$$pm$$5%の和則を尽し、29MeV$$sim$$51MeVに存在することが初めてわかった。共鳴の中心エネルギーは37$$pm$$1MeVで、その幅は14$$pm$$3MeVと決定した。陽子崩壊の分岐比は52$$pm$$12%であった。

論文

Polarization transfer in the $$^{16}$$O($$p,p'$$) reaction at forward angles and structure of the spin-dipole resonances

川畑 貴裕*; 石川 貴嗣*; 伊藤 正俊*; 中村 正信*; 坂口 治隆*; 竹田 浩之*; 瀧 伴子*; 内田 誠*; 安田 裕介*; 與曽井 優*; et al.

Physical Review C, 65(6), p.064316_1 - 064316_12, 2002/06

 被引用回数:15 パーセンタイル:33.13(Physics, Nuclear)

392MeVでの$$^{16}$$O($$p,p'$$)反応における反応断面積と偏極観測量が散乱角0°から14°までの角度で測定された。$$^{16}$$O原子核の離散準位と共鳴準位へのスピン反転,スピン非反転強度がモデルに依存しない形で得られた。励起エネルギー19~27MeVの領域の巨大共鳴が主に角運動量移行L=1で励起されていることがわかった。$$Delta$$S=1,$$Delta$$L=1をもつスピン双極子遷移の励起強度が求められた。その強度は理論計算と比較された。実験結果は原子核の殻模型から計算された波動関数を用いたDWIA核反応計算で説明されることがわかった。

論文

Thin ice target for $$^{16}$$O (p,p') experiment

川畑 貴裕*; 秋宗 秀俊*; 藤村 寿子*; 藤田 浩彦*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; 原 圭吾*; 畑中 吉治*; 細野 和彦*; 石川 貴嗣*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 459(1-2), p.171 - 176, 2001/02

 被引用回数:17 パーセンタイル:20.78

「まど」なとの氷ターゲットの作成法を記述している。29.7mg/cm$$^{2}$$の氷ターゲットが液体チッソ温度にまで冷まされて磁気スペクトロメータで使用された。$$^{16}$$O (p,p')反応が陽子エネルギー392MeVでこのターゲットを用いて測定された。

論文

Precise experiment on (anti-n)+d scattering at 12MeV

西森 信行; 相良 建至*; 藤田 建*; 若松 文彦*; 仏崎 透*; 前田 和秀*; 秋吉 啓充*; 鶴田 薫*; 中村 裕之*; 中島 孝夫*

Nuclear Fusion, 631, p.697C - 700C, 1998/03

低エネルギーにおける核子ー重陽子(N-d)散乱の偏極分解能は、核子-核子間力のP波に対して敏感である。したがって、陽子-重陽子(p-d)、中性子-重陽子(n-d)散乱の偏極分解能の違いが存在すれば、核力の荷電対称性の破れ(CSB)について調べることができる。既に12MeVp-d散乱の精密データを得ており、今回は12MeVn-d散乱実験を行った。偏極分解能の角度分布、及びピーク値の違いからp-d散乱の場合には、その間に存在するクーロン力で陽子ビームのエネルギーが下がるという描像が成り立つことがわかり、およそ0.64MeVであることがわかった。この違いがすべてクーロン力によるものでなければ、核力にCSBが存在することになる。12MeVでは、クーロン力を正確に採り入れた3体計算がなされてないので、確かな結論は出せないが、3MeVでは既になされており、近い将来計算がなされれば、CSBについてなんらかの結論が得られるであろう。

報告書

釜石原位置試験第2フェーズ平成7年度成果報告書

青木 和弘; 小出 馨*; 清水 功*; 吉田 英一; 荒木 龍介*; 澤田 淳; 藤田 朝雄

PNC-TN1410 97-038, 307 Pages, 1996/04

PNC-TN1410-97-038.pdf:14.38MB

釜石原位置試験第2フェーズは、地下深部の地質環境特性の詳細な把握とそこで起きる現象の理解、ならびに、調査試験技術の高度化と確立を目的として、本地域に広く分布する前期白亜紀の栗橋花崗閃緑岩を対象に平成5年度から実施されている。平成7年度は、第2フェーズの第3年目にあたる。平成7年度の主な実施内容および成果は、以下の通りである。1)Task1:深部地質環境特性の把握原位置試験場周辺の地質構造、力学特性、水理特性、地球化学特性の情報を取得するとともに、割れ目帯検出技術として流電電位法と流体流動電位法を実施し、これらの手法の有効性と適用限界について把握した。2)Task2:深部岩盤における掘削影響領域の評価試験坑道掘削前の事前調査の準備として計測坑道と調査用試錐孔の掘削、割れ目調査、予備計測、室内試験および予測解析を実施した。また、坑道周辺のREDOX状態調査では、水質モニタリング、解析コードの開発、室内試験を実施した。3)Task3:結晶質岩の水理・物質移行に関する研究収着およびマトリックス拡散に関しては、割れ目タイプC(断層破砕帯)を対象にした詳細な移行経路調査を行い、割れ目周辺の移行経路概念モデルを構築した。室内試験ではタイプBを対象としたバッチ式収着試験等を行い、充填鉱物部、赤色変質部および未変質部の各部分での収着能力を定量的に把握した。移流および分散に関しては、アクセス坑道より3本の試錐孔を掘削し、非収着性トレーサー試験対象領域全体の水理地質構造(透水性割れ目および高間隙水圧領域の位置・分析等)を把握した。4)Task4:人工バリア試験粘土系グラウト技術の適用性の検討としては、粘土グラウトが岩盤の透水係数を低下させる手段として有効であることを示した。熱-水-応力連成現象としては、岩盤特性調査として試験坑道より各種計測用の試錐孔を掘削し、BTVおよび岩芯観察を行った。また、直径1.7m、孔長5mの大口径試験孔を掘削し、孔内壁面の割れ目観察を行った。

口頭

チョッパー分光器「四季」の現状

梶本 亮一; 横尾 哲也*; 中村 充孝; 中島 健次; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 水野 文夫; 柴田 薫; et al.

no journal, , 

「四季」はJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に設置されるチョッパー型非弾性散乱装置の一つであり、数100meV以下のエネルギー領域で中分解能ながら従来の装置に比して飛躍的な測定効率の向上を目指した装置である。今年度後半からの供用開始に向けて現在建設が急ピッチで進められ、9月には一部の機器が未整備ながらも中性子ビームを使用した試験調整運転を開始した。本発表では「四季」の建設状況を9月のビーム実験の結果も交えながら報告する。

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