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山下 真一郎; 井岡 郁夫; 根本 義之; 川西 智弘; 倉田 正輝; 加治 芳行; 深堀 智生; 野澤 貴史*; 佐藤 大樹*; 村上 望*; et al.
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference / Light Water Reactor Fuel Performance Conference (Global/Top Fuel 2019) (USB Flash Drive), p.206 - 216, 2019/09
福島第一原子力発電所事故を教訓に、冷却材喪失等の過酷条件においても損傷しにくく、高い信頼性を有する新型燃料の開発への関心が高まり、世界中の多くの国々において事故耐性を高めた新型燃料の研究開発が進められている。本プロジェクトは、経済産業省資源エネルギー庁からの委託を受けて2015年10月から2019年3月までの3年半の間実施され、新型燃料部材を既存軽水炉に装荷可能な形で設計・製造するために必要となる技術基盤を整備することを目的に、国内の軽水炉燃料設計,安全性評価,材料開発を実施してきた人材,解析ツール,ノウハウ、及び経験を最大限活用して進められてきた。本論文では、プロジェクトの総括として、各要素技術について3年半の研究開発の成果をまとめ、日本の事故耐性燃料開発の現状と課題を整理した。
岩元 洋介; 佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 橋本 慎太郎; 小川 達彦; 古田 琢哉; 安部 晋一郎; 甲斐 健師; 松田 規宏; 岩瀬 広*; et al.
JAEA-Conf 2016-004, p.63 - 69, 2016/09
粒子・重イオン輸送計算コードシステムPHITSは、原子力機構を中心に、複数の国内外の研究機関の協力の下で開発が進められている。同コードは、様々な核反応モデルやデータライブラリにより、中性子・陽子・重イオン・電子・光子等のほとんどの種類の粒子の輸送を取り扱うことが可能で、ソースプログラム,実行ファイル,データライブラリといった全ての構成要素が一つのパッケージにまとめられて配布されている。現在、1800人を超える研究者等がPHITSユーザーとして登録されており、核技術、加速器施設の設計、医学物理といった様々な分野で利用している。本発表ではPHITSに組み込まれている物理モデルを簡単にまとめ、最新のミューオン核反応モデル、
脱励起モデルEBITEMについて紹介する。また、IAEA-CRP「初期の放射線損傷断面積」の活動の下で行っている、PHITSを用いた材料のはじき出し断面積、はじき出し原子エネルギースペクトル、カーマの計算結果について紹介を行う。
高田 弘; 明午 伸一郎; 佐々 敏信; 深堀 智生; 坂本 幸夫; 義澤 宣明*; 降旗 しおり*; V.I.Belyakov-Bodin*; G.I.Krupny*
Proc. of 3rd Workshop on Simulating Accelerator Radiation Environments (SARE3), p.255 - 263, 1997/00
核破砕ターゲットにおる中性子輸送特性データを取得するために、0.895及び1.21GeV陽子を直径20cm,長さ60cmのタングスタンターゲットに入射射せる核破砕積分実験を行った。実験では種々の放射化検出器を用いて、Al(n,d)
Na,Bi(n,xn)反応などについて円筒表面上の反応率分布を測定した。解析では、NMTC/JAERI-MNCP4A,HERMES及びLAHETの3種類のコードによる計算を行い、JENDLドシメトリファイル及びALICE-Fコードによる核種生成断面積を用いて反応率を求めた。計算結果と実験結果との比較を行った結果、入射明から30cmまで位置の反応率について、3種類のコードのうち、LAHETコードによる結果が実験結果と最も良く一致することがわかった。これは前平衡衝過程が考慮されているためである。この場合、C/E値は0.8~1.2の範囲にあった。55cmの位置では、全てのコードでC/E値は他の位置よりも極端に大きくなった。
高田 弘; 明午 伸一郎; 佐々 敏信; 辻本 和文; 深堀 智生; 安田 秀志
Proc. of 3rd Workshop on Simulating Accelerator Radiation Environments (SARE3), p.284 - 292, 1997/00
核破砕中性子の発生と輸送特性に関するデータを取得するために、500MeV陽子を鉛体系に入射させる核破砕積分実験を行った。実験では、種々のエネルギー感度を有する放射化検出器の体系内反応率分布を測定した。また、NMTC/JAERI-MCNP4Aコードシステムを用いて解析計算を行い、実験結果と比較した。この結果、MeV領域に感度の高い放射化検出器の反応率分布について、計算と実験は良く一致した。しかしながら、放射化検出器のしきいエネルギーが高くなるにつれて、計算と実験の一致は悪くなった。この主要な原因は、NMTC/JAERIコードが数十MeV領域の中性子の生成を低く評価することにあることがわかった。
高田 弘; 明午 伸一郎; 佐々 敏信; 深堀 智生; V.I.Belyakov-Bodin*; G.I.Krupny*; Yu.E.Titarenko*
Proc. of 4th Int. Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transm, 0, p.323 - 333, 1997/00
0.8及び1.2GeV陽子を直径20cm、長さ60cmの厚いタングステンターゲットに入射した場合のターゲット円筒側面における種々の放射化検出器の反応率分布について、加速器によるTRU消滅処理システムの核設計に用いられるNMTC/JAERI-MCNP-4Aコードシステムを用いて解析計算を行い、実験結果と比較した。両方の入射エネルギーに共通して、主に10MeV以下の中性子検出反応S(n,p)
P、Al(n,p)
Mgについて、計算結果と実験結果は10~15%の差の範囲で一致し、コードシステムの現在の予測精度は妥当なものであることが判った。しかし、10
100MeVの中性子検出反応Al(n,
)Na Bi(n,xn)について、計算結果は実験結果に対して30~50%低いことが判った。この不一致はNMTC/JAERIコードが中性子生成を低く評価することに起因すると考えられるため核反応及び粒子輸送過程の計算モデルについて、今後さらに改良する必要がある。
Li(p,n) quasi-mono-energetic neutron source宇野 喜智; 明午 伸一郎; 千葉 敏; 深堀 智生; 池田 裕二郎; 春日井 好己; 岩本 修; P.Siegler*
Proc. of 9th Int. Symp. on Reactor Dosimetry, 0, p.465 - 472, 1996/00
原研タンデム加速器を用いたLi(p,n)擬似単色中性子源により、中間エネルギー領域における中性子ドシメトリーのための放射化断面積の測定を行った。ダンデム加速器により20~32MeVに加速した陽子をLiターゲットに入射させ中性子を発生させる。絶対中性子束を、反跳陽子型カウンターテレスコープにより測定し、またNE213有機液体シンチレータを用いてピーク部中性子束の角度依存性も測定した。Al、Co、Cu、Y、Nb、Tm、Auの試料を照射し、高純度Ge半導体検出器により照射試料を測定し、線スペクトロメトリーにより放射能を求めた。中性子エネルギー17.5~30MeVの領域において、中性子ドシメトリーに重要な24反応についての断面積データを得た。
深堀 信一*; 中野 元善; 山内 薫*; 板倉 隆二
no journal, ,
光電子-光イオン運動量同時計測画像法を用いて強レーザー場中におけるメタノールの解離性イオン化について調べた。光電子と解離イオンのエネルギー相関および角度相関からイオン化と続けて起こる電子励起過程について明らかにした。特に、CH
生成チャンネルに着目し、光電子角度分布が同時に生成した光電子エネルギーに大きく依存することが明らかとなり、異なる分子軌道の寄与が示唆された。
深堀 信一*; 中野 元善; 山内 薫*; 板倉 隆二
no journal, ,
強レーザー場中におけるメタノールの解離性イオン化過程を、光電子・光イオン運動量同時計測法を用いて調べた。光電子スペクトルおよび光電子と解 離イオンのエネルギー相関を生成イオンチャンネル毎に測定したところ、「イオン化により電子励起状態が直接生成する過程」と「イオン化により電子 基底状態が生成した後に電子励起が起こる段階的な過程」の2種類の経路の存在が明らかとなった。さらに、光電子と解離イオンの放出角度相関にも生成イオンの電子状態の違いが反映されることが示された。
深堀 信一*; 中野 元善; 山内 薫*; 板倉 隆二
no journal, ,
光電子・光イオン運動量同時計測法によって、メタノールの解離性イオン化における、メタノールの1価イオンの電子励起状態の生成過程を調べた。(1)解離チャンネル毎に得られた光電子スペクトル、(2)光電子とフラグメントイオンのエネルギー相関、(3)解離チャンネルおよびエネルギー分解光電子角度分布の3種類の観測結果から、電子励起状態が光電子放出に伴って生成する過程と光電子放出後の電子励起によって生成する過程が並存することを明らかにした。
深堀 信一*; 中野 元善*; 山内 薫*; 板倉 隆二
no journal, ,
強レーザー場中におけるメタノールの解離性イオン化過程を、光電子・光イオン運動量同時計測法を用いて調べた。光電子エネルギースペクトルおよび光電子と解離イオンのエネルギー相関に加え、光電子角度分布を生成イオンチャンネル毎に測定した。実験室座標系および分子座標系光電子角度分布には、光電子放出直後の解離前の親イオンの電子状態の違いが反映されることが示された。
山下 真一郎; 井岡 郁夫; 根本 義之; 白数 訓子; 倉田 正輝; 加治 芳行; 深堀 智生; 渡部 清一*; 桐村 一生*; 垣内 一雄*; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故を教訓に、冷却材喪失等の過酷条件においても損傷しにくく、高い信頼性を有する新型燃料の開発への関心が高まり、世界中の多くの国々において事故耐性を高めた新型燃料の研究開発が開始された。我が国においても、2011年以降に様々な関連のプロジェクトが立ち上がる中、本プロジェクトは、経済産業省資源エネルギー庁からの支援を受けたプロジェクトの一つとして、国内の軽水炉燃料設計、安全性評価、材料開発を実施してきた人材、解析ツール、ノウハウ、及び経験を十分に活かしつつ、新型燃料部材を既存軽水炉に装荷可能な形で設計・製造するために必要となる技術基盤を整備することを目的に2015年10月より開始された。本プロジェクトの成果は、全16件を4つのシリーズ発表に分けて行う。本発表では、最初のシリーズ発表において、プロジェクトの全体概要を説明する。
山下 真一郎; 井岡 郁夫; 根本 義之; 白数 訓子; 倉田 正輝; 加治 芳行; 深堀 智生; 渡部 清一*; 村上 望*; 佐藤 寿樹*; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故を教訓に、冷却材喪失等の過酷な条件においても損傷しにくく、高い信頼性を有する新型燃料の開発への関心が高まり、世界中の多くの国々において事故耐性を高めた新型燃料の研究開発が開始されている。本プロジェクトは、経済産業省資源エネルギー庁からの委託を受けたプロジェクトの一つとして、国内の軽水炉燃料設計, 安全性評価, 材料開発を実施してきた人材, 解析ツール, ノウハウ、及び経験を十分に活かしつつ、新型燃料部材を既存軽水炉に装荷可能な形で設計・製造するために必要となる技術基盤を整備することを目的に、2015年10月から開始され継続実施中である。
坂本 寛*; 鵜飼 重治*; 木村 晃彦*; 山路 哲史*; 草ヶ谷 和幸*; 近藤 貴夫*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
平成28年度までに各種解析に必要な材料物性データを取得すると共に、現行材(Zry材)をFeCrAl-ODS鋼等に置換した各種解析により炉心の成立性、設計成立性の確保、事故及び過酷事故時における事故進展緩和効果を確認している。本発表では、平成29年度に継続実施した照射後試験を含む取り組みにより得られた成果の概要を紹介する。
佐藤 寿樹*; 垣内 一雄*; 石橋 良*; 池側 智彦*; 近藤 貴夫*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
事故耐性を高めた新型燃料の既存軽水炉への導入に向けた研究開発として、BWR用被覆管, チャンネルボックスへの適用を目指したSiC複合材料の開発を進めている。本発表では、平成29年度に実施した成果の概要を紹介する(RIA解析の評価は本学会にて別途シリーズ発表する)。
渡部 清一*; 佐藤 大樹*; 古本 健一郎*; 村上 望*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
事故耐性燃料の被覆管材料として有力な材料の一つであるSiC複合材の主な課題として、(1)材料・照射特性の把握、(2)燃料設計の成立性評価、(3)事故時安全性への影響評価が挙げられる。本研究では、上述した(1)(3)の課題解決を目的として、SiC被覆管を用いた炉外試験及び照射試験、燃料ふるまい・炉心特性及び事故時安全性の評価手法の開発並びに解析評価を計画・実施している。
三浦 祐典*; 坂本 寛*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
改良ステンレス鋼(FeCrAl-ODSフェライト鋼)燃料被覆管の実用化に向けて、改良ステンレス鋼の通常運転時の燃料破損に対する耐性を調べる必要がある。本研究では、簡易的な摩耗試験およびヨウ素SCC試験を実施し、現行材(Zircaloy-2)と比較することで、基本的な改良ステンレス鋼の耐摩耗性および耐ヨウ素SCC性を定性的に確認した。
村上 望*; 桐村 一生*; 山路 和也*; 左藤 大介*; 渡部 清一*; 佐藤 大樹*; 古本 健一郎*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
SiC被覆管は従来の被覆管材に比べ熱伝導率が低く、また、燃料健全性の観点から燃焼を通じペレットと被覆管の接触を防止するよう間隙を大きくする必要があり、この結果燃料温度が上昇し反応度停止余裕に影響する。対策として燃料棒細径化及び中空ペレットを採用した場合の炉心・燃料特性への影響を検討した。
古本 健一郎*; 佐藤 大樹*; 渡部 清一*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
既設PWR燃料にSiC被覆管を適用した燃料棒の健全性評価において、被覆管応力の評価が重要である。また、SiC複合材の機械特性には異方性があるため、軸・周方向それぞれの機械特性を把握することが必要である。しかし、SiC複合材の脆性的挙動のため、特に周方向の機械特性を調べることが技術的に難しい。そこで本研究では、SiC被覆管サンプルを用いて、近年Zr基合金管材を対象として開発された周方向機械特性試験であるA-EDC試験を実施し、SiC被覆管の周方向機械特性の取得を試みた。
佐藤 大樹*; 渡部 清一*; 小宮山 大輔*; 古本 健一郎*; 岡本 倫明*; 大和 正明*; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
SiC被覆管は、既設PWRのLOCA時に想定される高温環境において、高耐食性及び高強度を示すことが期待されているが、LOCA時を模擬して取得されたSiC被覆管の挙動データは少ない。そこで、SiC被覆管用にLOCA模擬試験装置を製作して試験を実施し、SiC被覆管のLOCA時挙動を調査した。
堀江 英樹*; 武内 豊*; 垣内 一雄*; 佐藤 寿樹*; 白数 訓子; 齋藤 裕明; 山下 真一郎; 深堀 智生
no journal, ,
SiCを被覆管に適用した燃料挙動を現行のZry被覆管燃料と比較し、事故耐性燃料開発における課題を整理・検討した。前報(1)において、プラント過渡安全解析コードTRACTTMを用いた過渡挙動評価の結果を、燃料棒ふるまい解析コードFEMAXIの被覆管表面における熱水力境界条件として与えることで、プラントの熱水力挙動と燃料棒の機械挙動を連携して解析評価する手法を開発し、LOCA等での解析結果を報告した。本報では、反応度投入事故(RIA)を対象に評価した。
