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論文

Development of ODS tempered martensitic steel for high burn up fuel cladding tube of SFR

大塚 智史; 丹野 敬嗣; 岡 弘; 矢野 康英; 舘 義昭; 皆藤 威二; 橋立 竜太; 加藤 章一; 古川 智弘; 伊藤 主税; et al.

2018 GIF Symposium Proceedings (Internet), p.305 - 314, 2020/05

酸化物分散強化型(ODS)鋼は、先進原子力システム用の高強度・耐照射性材料として、世界的に研究開発が進められてきた。日本原子力研究開発機構(JAEA)では、ODS鋼をナトリウム冷却高速炉(SFR)の高燃焼度被覆管の最有力候補材と位置づけ研究開発を進めてきた。ODS鋼適用による高燃焼度化の達成により、SFRの経済性向上および放射性廃棄物の減容・有害度の低減が可能となる。本稿は、JAEAにおけるSFR高燃焼度被覆管用ODSマルテンサイト鋼の開発状況とその展望について取りまとめたものである。

論文

高放射性廃液貯槽の廃液撹拌用三方弁等交換時における作業員の被ばく低減対策

礒崎 尚彦; 森本 憲次; 古川 竜一; 坪井 雅俊; 矢田 祐士; 三好 竜太; 内田 豊実; 池澤 和美*; 黒澤 健二*

日本保全学会第16回学術講演会要旨集, p.225 - 228, 2019/07

東海再処理施設では、使用済燃料の再処理の過程で発生した高放射性の廃液をガラス固化するまで貯蔵している。貯蔵に当たっては不溶解残渣等の沈降を防ぐために、定期的に槽内の液を圧縮空気により脈動させて撹拌している。撹拌を行うために三方弁やボール弁が設置されているが、これらの弁を保全のために交換する際に作業員の放射線被ばくが高くなる問題があったことから被ばく低減に取り組んだ内容を報告する。

論文

Development of risk assessment methodology against natural external hazards for sodium-cooled fast reactors; Project overview and margin assessment methodology against volcanic eruption

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 11th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-11) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2016/10

本論文では、プロジェクト概要を述べたうえで、ナトリウム冷却高速炉を対象にして火山ハザードに対するマージン評価手法開発について述べる。火山灰は崩壊熱除去に必須である空気取入口のフィルター目詰まりを引き起こす恐れがある。フィルタ閉塞の程度は、火山灰大気中濃度と降灰継続時間に加えて、各機器の吸い込み風量で計算される。本研究では、フィルター破損までの猶予時間をマージンと定義した。降灰継続時間より猶予時間が短いときだけマージンを検討する必要がある。機器別のマージン評価では、各機器の吸い込み風量とフィルタ破損限界を使って計算された。シーケンス別のマージン評価では、機器別のマージン評価とイベントツリーに基づき評価された。マージンを大きくするアクシデントマネジメント対策として、例えば、強制循環運転の手動トリップ、空気冷却器3系統の順次運転、及びプレフィルターによるカバーを提案した。

論文

Development of risk assessment methodology of decay heat removal function against natural external hazards for sodium-cooled fast reactors; Project overview and volcanic PRA methodology

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 24th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-24) (DVD-ROM), 10 Pages, 2016/06

本論文では、プロジェクト概要を述べたうえで、ナトリウム冷却高速炉を対象にして火山ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)手法開発について述べる。火山灰は崩壊熱除去に必須である空気取入口のフィルター目詰まりを引き起こす恐れがある。フィルタ閉塞の程度は、火山灰大気中濃度と降灰継続時間に加えて、各機器の吸い込み風量で計算される。本研究では、火山ハザードは火山灰粒径、層厚及び継続時間の組み合わせで評価できるとした。また、各機器の機能喪失確率はフィルタ破損限界までの猶予時間を使って得られるフィルタ交換失敗確率で表されるとした。イベントツリーに基づいて、炉心損傷頻度は離散的なハザード確率と条件付崩壊熱除去失敗確率を掛け合わせることで求められ、約3$$times$$10$$^{-6}$$/年の結果を得た。支配的なシーケンスは、非常用原電喪失後に、フィルタ目詰まりによる崩壊熱除去系の機能喪失であった。また、支配的な火山ハザードは、大気中濃度10$$^{-2}$$ kg/m$$^{3}$$、粒径0.1mm、層厚50-75cm、継続時間1-10hrであった。

論文

Development of risk assessment methodology against natural external hazards for sodium-cooled fast reactors; Project overview and strong wind PRA methodology

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 2015 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2015) (CD-ROM), p.454 - 465, 2015/05

本論文では、プロジェクト概要に加えて、主に強風PRA手法開発について述べる。強風PRA手法を開発するにあたって、まず、我が国で記録された気象データに基づき、ワイブル分布及びグンベル分布を用いてハザード曲線を推定した。得られたハザード曲線は、イベントツリー定量化のために5つのカテゴリに離散化した。次に、崩壊熱除去に関連した設備に対する破損確率を求めるために、2つの確率の積で表すことにした。すなわち、飛来物が崩壊熱除去系の空気吸気口と排気口に入る確率と飛来物衝突による破損確率の積である。イベントツリーに基づき最終的に得られた炉心損傷頻度は、グンベル分布で求められたハザード発生頻度の離散化した確率に条件付除熱失敗確率を乗ずることによって、約6$$times$$10$$^{-9}$$と推定された。支配的なシーケンスは、飛来物衝突による燃料タンク火災を従業員が消火できず、崩壊熱除去喪失に至ることであると導かれた。

論文

Development of risk assessment methodology of decay heat removal function against external hazards for sodium-cooled fast reactors, 1; Project overview and margin assessment methodology against snow

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 10 Pages, 2015/05

本論文では、プロジェクト概要に加えて、主に積雪マージン評価手法開発について述べる。積雪マージン評価には降雪速度と継続時間の組み合わせが指標となる。降雪中は除雪が期待できるから、除雪速度が降雪速度を下回ったときに除熱失敗と定義すると、その除熱失敗に至るまでの降雪継続時間がマージンとみなされるという積雪マージン評価手法を開発した。

論文

Development of margin assessment methodology of decay heat removal function against external hazards, 1; Project overview and snow PRA methodology

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

Proceedings of 10th International Topical Meeting on Nuclear Thermal Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-10) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2014/12

本論文は、主に積雪確率リスク評価(PRA)手法開発とプロジェクト概要を記す。積雪ハザード分類では、崩壊熱除去破損の分類にわけたイベントツリーを用いた事故影響を評価する。除雪と空気冷却ダンパの手動操作をアクシデントマネージメントとしてイベントツリーに導入した。積雪PRAの炉心損傷確率は10$$^{-6}$$/年以下の確率と表された。

論文

Development of margin assessment methodology of decay heat removal function against external hazards; Project overview and preliminary risk assessment against snow

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; 高田 孝*

Proceedings of 12th Probabilistic Safety Assessment and Management Conference (PSAM-12) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2014/06

本論文は積雪に対する予備的なリスク評価について主として報告するとともに、関連するプロジェクト概要についても報告する。積雪ハザードの指標とは年最大積雪量と年最大日降雪量である。日本における典型的なナトリウム冷却高速炉のサイトにおける50年分の気象データを使い2つの指標についてハザード曲線を構築した。本論文では、積雪リスク評価は炉心損傷頻度が10$$^{-6}$$以下となることを示した。支配的な降雪ハザードカテゴリは1-2m/日の降雪速度と0.75-1.0日の降雪継続期間の組み合わせであった。感度分析では、除雪速度や除雪の必要性の認知等の重要な人的行動を示した。

論文

Electrically insulated MLI and thermal anchor

神谷 宏治; 古川 真人; 畠中 龍太*; 宮北 健*; 村上 陽之; 木津 要; 土屋 勝彦; 小出 芳彦; 吉田 清

AIP Conference Proceedings 1573, p.455 - 462, 2014/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:93.36

JT-60SAのサーマルシールドは300Kのクライオスタットから4.4Kの超電導コイルを熱的に保護するため80Kに冷却され多層断熱材(MLI)を使用する。プラズマパルス運転のため、多層断熱材はトロイダル方向とポロイダル方向の渦電流の影響を強く受ける。多層断熱材はポリイミドフィルムで覆うことでトロイダル方向に20度ごとに電気絶縁し、渦電流を抑制する。本研究では、多層断熱材の重なり部分に注目して2種類の異なる多層断熱材の設計を提案する。多層断熱材の熱的性能はボイルオフ熱量測定法と温度計測により測定された。本研究ではまた、サーマルシールドとトロイダル磁場コイルの間に設置する電気絶縁された熱アンカーの設計についても報告する。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,1; マージン評価手法の概念の構築

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; 高田 孝*

no journal, , 

本研究では、代表的な外部ハザードである異常気象(積雪,強風,竜巻,降雨),火山噴火,森林火災を対象に、ナトリウム冷却高速炉の崩壊熱除去機能のマージン評価手法を開発することを目的とする。本報では、4年間の全体計画の概要を述べるとともに、初年度(平成24年度)の成果の一部としてマージン評価手法の概念構築について報告する。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,5; 平成25年度進捗及び積雪・竜巻ハザードに対するマージン評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

代表的な外部ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のPRA手法及びマージン評価手法を開発している。ここでは、2年目(平成25年度)の成果概要、並びに積雪及び竜巻に対するマージン評価手法の開発について報告する。

口頭

Development of PRA and margin assessment methodology of decay heat removal function against external hazards

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 下司 信夫*; 古川 竜太*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

本論文は、計画全体の開発とともに主に積雪マージン評価手法開発に関して説明する。積雪マージン評価指標は積雪率と経過時間によって行う。積雪の過程では除雪が期待されるので、本研究では除雪率が積雪率を下回ると定義された場合の崩壊熱除去に失敗する積雪時間に関する積雪マージン評価手法の研究を行った

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,10; 平成26年度進捗及び火山噴火ハザードに対する事象シーケンス評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

代表的な外部ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のPRA手法及びマージン評価手法を開発している。ここでは、3年目(平成26年度)の進捗概要、並びに火山噴火ハザードに対する事象シーケンス評価手法の開発について報告する。

口頭

外部ハザードに対するナトリウム冷却高速炉のためのリスク評価手法に関する研究開発

山野 秀将; 西野 裕之; 岡野 靖; 栗坂 健一; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; 七山 太*; et al.

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉を主たる対象として外部ハザードに対する確率論的リスク評価(PRA)及びマージン評価手法を含むリスク評価手法を開発するため、2012年から4年間のプロジェクトを実施している。本発表では、プロジェクト概要を簡単に述べたうえで、強風に対するPRA及びマージン評価手法の開発について述べる。本プロジェクトでは、2014年までに、積雪, 竜巻, 降雨及び強風に対するPRA手法を開発するとともに、それらのハザード評価手法を開発してきた。火山噴火ハザードに対しては、降灰シミュレーションを実施し、それによりハザード評価手法を開発した。強風PRA手法の開発にあたり、日本の気象データに基づきグンベル分布を用いてハザード曲線を推定した。次に、崩壊熱除去機能に関連する機器の破損確率を計算するため、崩壊熱除去系の吸気口/排気口に侵入する飛来物の確率と飛来物衝突により生じる破損確率を乗じることで求めることとした。イベントツリーを構築してから、離散的なハザード発生頻度と条件付崩壊熱除去失敗確率を乗じることによって、炉心損傷頻度は6$$times$$10$$^{-9}$$/年と評価された。また、本研究では、崩壊除去失敗に至る風速をマージンとみなす強風マージン評価手法も開発した。

口頭

強力中性子源用リチウムターゲット系と試験設備系施設の研究開発

若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 平川 康; 古川 智弘; 菊地 孝行; 伊藤 譲*; 帆足 英二*; 吉橋 幸子*; 堀池 寛*; et al.

no journal, , 

核融合原型炉開発のための幅広いアプローチ活動の中で国際核融合炉材料照射施設(IFMIF)の工学実証・工学設計活動(EVEDA)は2007年中旬から実施した。IFMIFは加速器施設、Liターゲット施設、試験設備施設、照射後試験施設などから構成する。本研究発表ではLiターゲット施設と試験設備施設を主とした研究開発において、国内の協力体制の下、日本が担当した一連の工学実証試験や工学設計を良好な結果を得て完遂した成果内容を報告する。本成果はIFMIFなどの核融合用強力中性子源施設の実現に向けた飛躍的な技術進歩であり、日欧国際協力における成果として核融合研究開発に大きく貢献したものである。

口頭

外部ハザードに対する崩壊熱除去機能のマージン評価手法の研究開発,15; 平成27年度進捗及び強風と降雨の重畳ハザードに対する事象シーケンス評価手法

山野 秀将; 西野 裕之; 栗坂 健一; 岡野 靖; 高田 孝; 堺 公明; 山元 孝広*; 石塚 吉浩*; 古川 竜太*; 下司 信夫*; et al.

no journal, , 

代表的な外部ハザードを対象にナトリウム冷却高速炉のPRA手法及びマージン評価手法を開発してきた。ここでは、最終年度(平成27年度)の成果概要、並びに強風と降雨の重畳ハザードに対する事象シーケンス評価手法の開発について報告する。

口頭

Model calculation of Cr dissolution from steel surface exposed to high-temperature flowing sodium

大塚 智史; 丹野 敬嗣; 岡 弘; 矢野 康英; 橋立 竜太; 加藤 章一; 古川 智弘; 皆藤 威二; 伊藤 主税

no journal, , 

原子力機構では、ナトリウム冷却高速炉(SFR)用の高燃焼度燃料被覆管材料としてODS鋼の開発を進めている。SFR被覆管は薄肉であり、高温流動ナトリウム環境に晒されることから、ナトリウム環境効果の評価は重要である。本研究では、Fe-Cr系鋼の高温流動Na中のCr溶出挙動を理解し、予測するため、熱力学と速度論に基づき流動Na中のCr溶出挙動のモデル計算を実施した。表面Cr濃度は時間ととも徐々に低下し、Fe-Cr系鋼の初期Cr濃度に関わらず、ある一定値に収束した。ナトリウム流速が増加すると、表面Cr濃度が一定に収束するまでの時間が短縮した。本発表では、モデル計算結果と実験値を比較し、Fe-Cr系鋼のCr溶出挙動を正確に把握するためのCr溶出挙動モデルの改良方策について議論する。

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