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論文

Single-shot observation of growing streamers using an ultrafast camera

高橋 栄一*; 加藤 進*; 古谷 博秀*; 佐々木 明; 岸本 泰明*; 高田 健司*; 松村 哲*; 佐々木 裕康*

Journal of Physics D; Applied Physics, 44(30), p.302001_1 - 302001_4, 2011/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:31.34(Physics, Applied)

毎秒$$10^8$$フレームで撮像できる超高速度カメラにより、アルゴン中の正極性ストリーマの進展の観測を行った。このカメラを用いると、ショットごとの再現性によらずストリーマの時間発展の観測が行える。ストリーマの分枝の成長や、リターンストロークへの転化の観測を行った結果を報告する。

論文

Controlling branching in streamer discharge by laser background ionization

高橋 栄一*; 加藤 進*; 佐々木 明; 岸本 泰明*; 古谷 博秀*

Journal of Physics D; Applied Physics, 44(7), p.075204_1 - 075204_6, 2011/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:62.96(Physics, Applied)

KrFレーザー照射によってアルゴンガス中のストリーマの分枝を制御する実験を行った。レーザー照射によってストリーマ前面の背景の電離状態が変わる様子を、電離電流を測定することによって解析した。鳥の羽根状のストリーマの構造の生成機構について検討したところ、レーザー照射領域において、背景ガスの電離密度が5$$times$$10$$^{5}$$/cm$$^{3}$$以上になるとストリーマの分枝が抑制されることがわかった。ストリーマの分枝の機構を、Loeb-Meekのモデルによる、個々の電子なだれの合流の考えに基づいて検討した。

論文

1995年新年号特集 2001年エネルギーの未来像を探る(仮題)のうち、6.原子力 高速増殖炉

久保田 淳; 古谷 章

原子力工業, 41(1), p.36 - 42, 1995/00

"10年後、20年後という近い将来を念頭において、現状の問題の解決へ向けた対策将来展望などを含めて、今後のエネルギー像を探る"との企画意図に基づき、高速増殖炉(FBR)について以下の観点からまとめた。・新長期計画で示されたFBR開発の指針(要点)について・常陽、「もんじゅ」の現状と将来展望について・実証炉の現状と将来展望について・FBRの研究開発(FBR固有技術開発とアクテンドリサイクル技術開発)の将来展望について

論文

Experimental Study on Simulated Molten Jet-Coolant Interations

近藤 悟; 小西 賢介; 磯崎 三喜男; 今堀 真司; 古谷 章

Nuclear Engineering and Design, 155, p.73 - 84, 1995/00

 被引用回数:88 パーセンタイル:98.83(Nuclear Science & Technology)

本論文では、高速炉安全性の観点から実施している燃料-冷却材相互作用(FCI:Fuel-Coolant Interactions)に関する実験的研究の成果をFCIの発生条件いう観点から取りまとめたものである。MELT試験装置を用いた低融点合金-水系の融体ジェット試験から、融体及び水の初期温度の組み合わせにより、いくつかのFCIモードが明らかにされた。このうち、比較的激しい相互作用の生じる条件は比較的狭く冷却材の最小膜沸騰温度を超える領域にあることを実験的に示した。高速炉条件への予備的外挿によれば、ナトリウムの熱的特性により、上記の条件は満たさないものと予測される論文では、最小膜沸騰温度のモデル化(共著者のBreaeの研究成果)とその検証成果を提示している。

論文

Experimental study on thermal interaction between a high-temperature molten jet and plates

小西 賢介; 佐藤 浩司; 古谷 章; 磯崎 三喜男; 今堀 真司

Evaluation of Material Coolant Interaction and Material Movement and Relocation in Liquid Metal Reac, 0 Pages, 1994/00

本論文では、FBRにおけるCDA時の溶融炉心物質-構造材相互作用に関する模擬実験の結果を要約した。実験ではMELT-II施設を用いて高周波誘導加熱で溶融させた融体ジェット状に構造材状に落下させ、その溶融浸食挙動を観測した。種々の模擬物質を用いた一連の実験の結果、構造材表面に形成される固化クラスト及び溶融層の影響が重要であることが明らかとなり、これらを含む実験相関式を形成した。FBR事故時の高融点の溶融酸化物ジェットにおいては、固化クラストが構造材の浸食速度を大きく低減することが示唆される。本論文は過去数年間の研究成果を総合的に取りまとめたものである。

論文

Fuel-coolant interaction in a JET contact mode

小西 賢介; 磯崎 三喜男; 今堀 真司; 古谷 章; 近藤 悟

Evaluation of Material Coolant Interaction and Material Movement and Relocation in Liquid Metal Reac, P. 231, 1994/00

液体金属冷却高速炉の安全性に係わる、ジェット状の接触モード下における溶融冷却材相互作用について研究した。一連の溶融低融点合金(溶融:79$$^{circ}C$$、密度:8400Kg/m)ジェット水相互作用試験の結果、両液の初期温度の組合せの違いに応じた4種の特徴的相互作用モードが存在することが明らかとなった。さらに最小膜沸騰温度形成条件を記述する半経験的なモデルを作成し、これを用いて相互作用モードの違いが現れる原因を検討したその結果、エナジェティックなジェットモード相互作用は比較的狭い熱的初期条件の場合に限られると結論した。これらを酸化物燃料-ナトリウム系に予備外挿した結果、高速炉事故条件下では、短いブレークアップ長さを有する穏やかな相互作用により、冷却されやすい固化デブリの形成が起きることが示唆された。

論文

Melting Attack of Solid Plate by aHigh Temperature Liquid Jet, 2; Erosion Behavior by a Molten Metal Jet

佐藤 浩司; 古谷 章; 磯崎 三喜男; 今堀 真司

Nuclear Engineering and Design, 132(2), 171 Pages, 1991/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:83.04(Nuclear Science & Technology)

原子炉の苛酷事故時に、炉心の主要構成材料であるステンレス鋼が溶融して、炉心下部の構造材上に落下する場合の溶融侵食挙動を解明するために、溶融錫ジェット/錫板系及び実機物質である溶融ステンレス鋼ジェット/ステンレス板系を用いた試験を実施し、溶融侵食面に形成される構造材溶融層の存在をも考慮した乱流ジェット衝突時の実効的な熱伝達式、及びそれを用いて溶融侵食速度を評価する実験相関式を導出した。これまで溶融金属のような低プラントル数ジェットに対する衝突熱伝達のモデルは無かったため、水試験等で導出された比較的高プラントル数の層流ジェットへの適用式を低プラントル数領域まで外挿して使用しており評価の信頼性に乏しかった。この新たな評価式の導出により、実証炉等の実機安全評価において、溶融炉心物質の炉内保持評価に関して、確度の高い評価が可能となった。

論文

高温溶融ジェットによる構造材の溶融侵食挙動に関する実験的研究

佐藤 浩司; 磯崎 三喜男; 今堀 真司; 古谷 章; 小西 賢介

動燃技報, (78), p.35 - 40, 1991/06

高速炉における仮想的な炉心損傷の事象推移の評価の一環として溶融物質ジェットと構造材との熱的相互作用挙動を解明するために、MELT-II試験装置を用いた炉外模擬試験を実施した。本研究により、構造材の溶融侵食挙動に及ぼす溶融酸化物の固化クラスト層、構造材溶融層の影響を実験的に解明するとともに、それらの効果を考慮して溶融侵食速度を評価するモデルを開発した。

論文

Melting Attack of Solid Plates by a High Temperature Liquid Jet(II)-Erosion Behavior by a Molten Metal Jet-

佐藤 浩司; 古谷 章; 磯崎 三喜男; 今堀 真司

27th National Heat Transfer Conference, , 

原子炉の苛酷事故時に,炉心の主要構成材料であるステンレス鋼が溶融して,炉心下部の構造材上に落下する場合の溶融侵食挙動を解明するために,溶融錫ジェット/錫板系及び実機物質である溶融ステンレス鋼ジェット/ステンレス板系を用いた試験を実施し,溶融侵食面に形成される構造材溶融層の存在をも考慮した乱流ジェット衝突時の実効的な熱伝達式,及びそれを用いて溶融侵食速度を評価する実験相関式を導出した。 これまで溶融金属のような低プラントル数ジェットに対する衝突熱伝達のモデルは無かったため,水試験等で導出された比較的高プラントル数の層流ジェットへの適用式を低プラントル数領域まで外挿して使用しており評価の信頼性に乏しかった。この新たな評価式の導出により,実証炉等の実機安全評価において,溶融炉心物質の炉内保持評価に関して,確度の高い評価が可能となった。

論文

Experimental Studies on Simulant Melt Interactions with Structure and Coolant

小西 賢介; 磯崎 三喜男; 今堀 真司; 古谷 章; 近藤 悟

Int.Top.Mtg.on Sodium Cooled Fast React, , 

高速炉の仮想的炉心崩壊事故における高温融体と構造材あるいは冷却材の相互作用挙動を解明するために、MELT-II試験装置を用いて模擬物質による一連の試験を実施した。融体ジェットと構造材の相互作用試験は、構造材表面にジェット物質のクラストが形成される場合とされない場合のシリーズについて実施し、各々について溶融浸食速度を予測評価する実験相関式を導入した。これらにより、クラストの熱抵抗による浸食抑制の効果が明らかになった。低融点合金ジェットと水の相互作用試験では、両者の初期温度の組み合わせによって現れる相互作用挙動の代表的モードを4つに分類した。これらのモードは経験的に導いた最小沸騰温度の関係式を用いて解釈できた。さらに、これらの知見の外挿により、高速炉条件では比較的マイルドな相互作用挙動が予測された。以上の知見は、溶融炉心物質の炉内保持のシナリオを支持するものである。

論文

今後の高速炉技術

古谷 章

日本機械学会誌, 98(922), 753 Pages, 

機械学会からの依頼に基づき、9月特集号(テーマ「21世紀に向けての新しいエネルギー開発」)のうち、高速炉関連の今後の技術について概説したもの。既発表の公開文献をもとに、炉心燃料やプラントシステムの開発の方向性や現状について簡潔に整理した。

口頭

レーザー光を用いた福島燃料デブリ取出し技術に関する研究開発,10; レーザー加工プロセスシミュレーションコードSPLICEによる溶断時過渡温度特性

村松 壽晴; 山田 知典; Nguyen, P. L.; 吉氏 崇浩*; 近藤 敦哉*; 古谷 章*

no journal, , 

燃料デブリ取出し作業の過程で遭遇すると考えられる様々な成分から成る金属材料に対するレーザー溶断条件の適切化を行えるようにするため、気-液-固相変化を含む伝熱流動現象を数値解析的に取扱うレーザー加工プロセスシミュレーションコードSPLICEの開発を進めている。本報告では、レーザー溶断時の金属材料表面における過渡温度挙動と溶断性能との関連性をSPLICEコードにより評価した結果について報告する。

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