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論文

Irradiation performance of sodium-bonded control rod for the fast breeder reactor

佐々木 新治; 前田 宏治; 古屋 廣高*

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(3), p.276 - 282, 2018/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:45.99(Nuclear Science & Technology)

The lifetime of control rods is limited by the absorber (B$$_{4}$$C pellets)-cladding mechanical interaction (ACMI). Therefore, sodium (Na)-bonded control rods were developed for long-life control rods. Na-bonded control rods have been irradiated in the experimental fast breeder reactor, JOYO MK-III, and the diametrical changes of the Na-bonded absorber pins after the irradiation were measured in detail. In this paper, these detailed measurements were compared with the results obtained in helium (He)-bonded control rods with and without the shroud tube in a wide burn-up range. From the comparison, it was concluded that the Na-bonded absorber pins are very effective for achieving long-life control rods.

論文

Distributions of density and fission products in the reaction product between irradiated MOX fuel and molten zircaloy-2

石見 明洋; 勝山 幸三; 前田 宏治; 古屋 廣高*

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(11), p.1274 - 1276, 2017/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:15.39(Nuclear Science & Technology)

X線CTによってMOX燃料とジルカロイ反応生成物の2次元、3次元画像を取得した。また、Cs-137とEu-154のFP核種とCo-60の放射化核種の$$gamma$$線強度分布を取得した。2次元画像から、金属層領域において燃料と被覆管の平均密度が得られた。また、3次元画像から、燃料片とポアの状況を明確に把握することができた。$$gamma$$線測定より、Cs-137は未反応燃料領域と金属層領域内のポア部分において観察され、Eu-154は全ての領域に観察された。Co-60は金属層領域にのみ観察された。

論文

Radial density distribution in irradiated FBR MOX fuel pellets

石見 明洋; 勝山 幸三; 中村 博文; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Nuclear Technology, 189(3), p.312 - 317, 2015/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:32.14(Nuclear Science & Technology)

高解像度X線CT技術を開発し、照射済燃料集合体の高解像度CT画像を取得することが可能になった。さらに、CT値と密度の関係式を用いることで得られたCT画像によりMOX燃料ペレット中の径方向の密度分布を評価し、破壊試験により得られた組織観察結果と比較を行った。その結果、X線CTによって得られた径方向相対密度分布は、破壊試験にて観察された組織変化とよく一致していた。

論文

Upgrading of X-ray CT technology for analyses of irradiated FBR MOX fuel

石見 明洋; 勝山 幸三; 前田 宏治; 永峯 剛; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(12), p.1144 - 1155, 2012/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.66(Nuclear Science & Technology)

照射された燃料ペレット内の状態を把握するため、原子力機構で開発してきたX線CT技術の改良を行った。本技術の改良では、高感度Si半導体検出器の導入、コリメータスリットの微細化及びX線線源形状の最適化を行った。また、画像解析コードについても中心空孔解析手法の改良や密度識別手法を新たに導入した。本改良によって、照射済燃料集合体等の高解像度X線CT画像を取得することに成功した。また、中心空孔の解析精度が向上し、燃料ペレット内の密度識別についても可能になった。

論文

Application of X-ray computer tomography for observing the central void formations and the fuel pin deformations of irradiated FBR fuel assemblies

勝山 幸三; 永峯 剛; 古屋 廣高

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 57(5), p.2714 - 2718, 2010/10

高速実験炉「常陽」で照射した炉心燃料集合体のX線CT試験を実施し、得られたCT断面像から燃料集合体内の燃料ピンの配置状況や燃料ペレット内の中心空孔形成状況を定量化した。

論文

Development of a prototype module for the ERL superconducting main linac at KEK

古屋 貴章*; 原 和文*; 細山 謙二*; 小島 裕二*; 仲井 浩孝*; 中西 功太*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*; 沢村 勝; 篠江 憲治*

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2923 - 2925, 2010/05

2つの1.3GHz超伝導9セル空洞を含むcERLのためのモジュールの設計が進められている。9セル空洞の形状はCWの100mAを加速できるように最適化されている。そのため120mmの大口径ビームパイプと偏心フルートによって高調波モードを十分に減衰させ構造になっている。取り出された高調波は銅ビームパイプにHIP処理で貼り付けられたフェライトで吸収される。20kWでCWの高周波電力を供給するための入力カップラーの開発も行っている。カップラーは2枚のディスク型セラミックを使用し、全反射状態で運転できるようになっている。各要素の製作,冷却試験,高周波特性試験によりcERLのための主リニアック用モジュール開発を進めている。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

Three-dimensional X-ray CT image of an irradiated FBR fuel assembly

勝山 幸三; 前田 宏治; 永峯 剛; 古屋 廣高

Nuclear Technology, 169(1), p.73 - 80, 2010/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:26.36(Nuclear Science & Technology)

高速実験炉「常陽」で照射した燃料集合体の3次元X線CT画像の取得に成功し、あらゆる角度から照射した燃料集合体の内部状況観察が可能となった。また、燃料ペレット内の中心空孔発生状況も観察できることを確認し、3次元X線CT画像から軸方向における中心空孔の形成状況を明らかにした。これにより、これまで破壊試験で実施してきた観察の多くが非破壊試験で実施可能となり、照射後試験の迅速化、効率化、低価格化に貢献した。

論文

Characteristics and sinterability of MOX powder prepared by the microwave heating denitration method

朝倉 浩一; 加藤 良幸; 古屋 廣高

Nuclear Technology, 162(3), p.265 - 275, 2008/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:47.84(Nuclear Science & Technology)

マイクロウェーブ加熱脱硝(MH)法,ADU法及びシュウ酸沈殿法により各々調整された二酸化ウラン,二酸化プルトニウム及びウラン・プルトニウム混合酸化物を用い、これらの粉末のBET比表面積,空気透過法による平均粒径,かさ密度,タップ密度,安息角,スパチュラー角及び凝集度を測定した。BET比表面積と平均粒径から算出した表面積の比から表面粗さの程度を評価し、カーの理論に基づき粉末流動性を評価した。異なる粉末や調整条件の異なる粉末に関するこれらの評価結果について、焙焼温度をパラメータとした比較を行った。MH-MOX粉末の表面粗さについては、ADU-UO$$_{2}$$粉末のそれよりも大きく、シュウ酸沈殿法によるPuO$$_{2}$$のそれよりも小さな結果となった。これらの結果については、セラミックス物質においては一般に用いられているヒューティグ・タンマン温度の概念を用いることにより理解できる。既に、一般の論文でも報告されているように、MH-MOX及びADU-UO$$_{2}$$粉末の流動性は圧縮度の増加とともに減少した。しかし、その値は50以下であった。カーの理論によると、流動性の良い粉末と悪い粉末の境界は、流動性指数が60から69である。それゆえ、MOXペレット製造工程の成型機へ流動性の良い原料粉を供給するには、原料であるMH-MOX粉末,ADU-UO$$_{2}$$粉末及び乾式回収MOX粉末の混合粉末を造粒する必要がある。

論文

Three-dimensional X-ray CT image of irradiated FBR fuel assembly

勝山 幸三; 永峯 剛; 中村 保雄; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Transactions of the American Nuclear Society, 97(1), p.620 - 621, 2007/11

高速炉で照射した燃料集合体の横断面CT画像を合成することにより、三次元画像を取得することに成功した。この技術を利用することにより燃料集合体内の変形状況等が容易に把握できるようになった。また、取得した三次元画像から軸方向の中心空孔の形成状況を連続的に観察することが可能となった。

論文

Measurement of the fuel pin deflection in an assembly irradiated in FBR "JOYO"

勝山 幸三; 永峯 剛; 中村 保雄; 松元 愼一郎; 浅賀 健男; 古屋 廣高

Transactions of the American Nuclear Society, 94(1), p.771 - 772, 2006/06

高速実験炉「常陽」で照射した炉心燃料集合体のX線コンピュータトモグラフィ試験(以下CT試験)を実施し、得られたCT断面像から燃料集合体内の燃料ピンの配置状況を定量化した。その結果、これまで確認できなかった軸方向における燃料ピンの変位挙動を非破壊試験にて把握することが可能となるとともに、「常陽」炉心燃料集合体における最外周燃料ピンのラッパ管側への変位挙動を定量的に明らかにした。

論文

天然ウラン,トリウムを含む消費財中の放射能濃度とその利用等による被ばく線量の評価

吉田 昌弘*; 遠藤 章; 佐藤 滋朗*; 大畑 勉*; 渡邊 正敏*; 大山 柳太郎*; 古屋 廣高*

日本原子力学会和文論文誌, 4(3), p.213 - 218, 2005/09

天然起源の放射性核種を有意な量を含む物質はNORM(Naturally Occurring Radioactive Materials)と呼ばれ、NORMを含むさまざまな消費財は日常生活において広く利用されている。NORMの一つである天然のウラン,トリウムを含む消費財には、研磨剤,陶器の釉薬,タングステンアーク溶接電極棒等の工業製品のみならず、家庭用温泉器,寝具,肌着,装飾品等の家庭用品も数多くある。したがって、日常生活で身近に存在するこれらの製品中の放射能濃度と、その製品を利用することによる被ばく線量を評価することは、人体への影響,放射線防護と規制のあり方を考えるうえで重要である。本研究では、天然のウラン,トリウムを含有する市販の消費財を収集し、それらの濃度を測定するとともに、代表的な消費財に対して、典型的な使用形態を想定し被ばく線量を評価した。

論文

Development of Non-destructive Post-Irradiation Examination Technique using High-energy X-ray Computer Tomography

勝山 幸三; 永峯 剛; 松元 愼一郎; 浅賀 健男; 伊藤 正彦; 古屋 廣高

2004 ANS Winter Meeting, 91, 0 Pages, 2004/00

本研究では,X線CT技術を照射済燃料集合体の非破壊試験に適用し,新しい非破壊検査技術を確立した。照射済燃料集合体からの$$gamma$$線放出の影響を低減するため,パルス状に高エネルギーX線を発生させ,それと同期した検出システムを採用した。これによって鮮明な画像を得るとともに,断層画像,3次元画像を得ることにも成功した。この画像により,これまで破壊試験でしか得られなかったデータをも非破壊試験で取得できることになり,作業効率の向上,放射性廃棄物の発生の低減化にも貢献できる。

論文

Axial Distribution of Cesium in the Heterogeneous FBR Fuel Pins

古屋 廣高*; 鵜飼 重治; 鹿倉 栄; Tsuchiuchi, Y.*; 出光 一哉*

Journal of Nuclear Materials, 201, p.46 - 53, 1993/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:61.41(Materials Science, Multidisciplinary)

「常陽」において実施した軸非均質燃料ピンの照射試験結果に基づき、セシウムの燃料ピン内の移動挙動を評価した。照射後試験においては、CS-137の$$gamma$$スキャンとEPMAIによる元素分析を行い、内部ブランケットへのセシウムの移動、蓄積は顕著には生じていないことを確認した。一方、燃料ピン内のセシウムの径方向及び軸方向移動挙動を解析するために開発したMINERVAコードを用いて、軸非均質燃料ピン内におけるセシウムの移動挙動並びにセシウムの化学形態に基づくペレットスエリング量を評価した。その結果、セシウムの軸方向移動はペレットのクラックを介したセシウムの蒸発、凝縮過程に支配されているとともに、被覆管の内面腐食がセシウムの軸方向移動に影響していることが判明した。

論文

Effect of Temperature and Deformation Rate on Fracture Strength of Sintered Uranium Dioxide

立花 利道; 古屋 廣高*; 小泉 益通*

Journal of Nuclear Science and Technology, 16(4), p.266 - 277, 1979/00

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報告書

放射性廃有機溶媒の処理技術開発(第2報) 液中燃焼法によるTBP溶媒焼却試験

角田 直己; 池田 諭志*; 根本 慎一*; 小林 洋昭; 立花 利道; 古屋 広高; 小泉 益通

PNC TN841 77-64, 48 Pages, 1977/12

PNC-TN841-77-64.pdf:2.87MB

Purex再処理工程より発生する廃有機溶媒の安全な処理技術開発の一環として、減容比が大きく直接的な処理法であり、TBP中のリン分を水中に捕集できる可能性のある液中燃焼法に注目し、その可能性を確かめるために小型試験装置を用いてTBP(30%)-ケロシン(70%)溶媒の焼却試験を実施した。その結果、TBP溶媒自体は900度C程度で良く燃焼し耐火物の目立った損傷も認められなかった。TBP中のリン分はその約40%がPO/SUP3/SUB4として水中に検出された。排ガス中で検出されたのは1.3%程度であった。又、炉内の一部に燃焼生成物の発生が観察された。以下、試験の概要を示し、耐火物の種類等に関し若干の検討を加えた。なお、この試験はボルカノ株式会社に於て実施したものである。

報告書

燃料ペレット中のポア分布の計算

小泉 益通; 井滝 俊幸*; 落合 祥治*; 去来川 汎人*; 古屋 広高

PNC TN841 76-33, 72 Pages, 1976/10

PNC-TN841-76-33.pdf:4.07MB

金相研磨面上のポア断面径分布からペレット単位体積中の真のポア分布を推定する。ペレット中に分散しているポアの三次元的分布を,ペレット研磨面上のポア断面径の個数分布から推定計算するコードPOREDIS-1,2を開発した。ポアは球と仮定し,ポア径を不連続な大きさの級間(Cell)に分け,各級間内のポアは同じ直径を持つものと考えて計算を行った。この計算コードによって,三次元空間におけるポア個数頻度分布,ポア体積分布,ポア平均径,ポア総個数,ポア総体積,ペレット密度等が計算され,従来行われなかった。定量的なポア特性の評価が可能になった。本計算コードはポアの分布のみならず,金属材料中の析出物や介在物,鉱石中のある特定成分等々の三次元的空間分布をその断面での観測結果から推定計算することにも使うことができ汎用性の大きいものである。

報告書

核燃料物性データ 1973年4月$$sim$$1976年3月

小泉 益通; 古屋 広高; 加納 清道*; 長井 修一朗; 立花 利道; 落合 洋治*

PNC TN843 76-04, 40 Pages, 1976/08

PNC-TN843-76-04.pdf:1.14MB

高速炉燃料の設計および燃料照射挙動解析のため,必要とする国内外の燃料物性に関するデータの集積,評価1973年4月$$sim$$1976年3月までに報告された 物性データの集収整理。

報告書

燃料・被覆管両立性試験-3 FBR級SUS316の粒界腐食層に関する機械的評価試験

小泉 益通; 川又 博*; 諏訪 博一*; 長井 修一朗; 古屋 広高

PNC TN841 76-23, 27 Pages, 1976/06

PNC-TN841-76-23.pdf:2.19MB

引張試験に用いたSUS316被覆材の試験片はCsOHを腐食剤とし、700度C、50時間の加熱条件下で粒界腐食を施した。引張条件は引張速度6%/min、温度を室温から700度Cまでの任意とし、加熱は10SUP-5Torrの真空中で行った。組織観察および断面積の測定は光学顕微鏡を用いて行った。この試験で得られた結果は次のとおりである。(1)粒界腐食層の最大引張強度は温度の上昇とともに低下する。その値は室温で24kg/mm/SUP2、500度Cで10kg/mm/SUP2、600度Cで8kg/mm/SUP2、700度Cで6kg/mm/SUP2、となった。(2)粒界腐食層は脆化しており、破断はすべて結晶粒界から発生した。非反応領域の伸びは、標準のSUS316のそれに比較して約1/2低下した。(3)粒界腐食層と非反応領域の界面が結合している状態での伸び方向に対するクラックの評価によると、700度Cでは02%耐力を越えるとクラックが発生する。この時のクラックの深さは0.5%伸びて粒界腐食厚の約57%、また1%伸びて85%であった。(4)粒界腐食層の強度はその厚さに依存しない。

報告書

高速増殖炉燃料ピン挙動解析コード"PIPER"

植松 邦彦; 小泉 益通; 長井 修一朗; 福田 章二*; 菊池 三郎*; 横内 洋二*; 古屋 広高

PNC TN841 76-16, , 1976/04

PNC-TN841-76-16.pdf:1.63MB

PIPERは高速炉タイプの燃料ピンの熱応力および変形挙動を照射履歴の関数として計算するために開発した計算コードである。PIPERは、この種の他のコード(LIEE,FMODEL,SATURN,その他)と比較すると、(1)燃料のRestructuringは、燃料の蒸発ー擬縮過程によるボイド移動に基礎を置いている。(2)コードを構成している各モデルには、幾つかのOptionが組み込まれており計算目的に応じて、それらを任意に選択しうる様になっている等の特色を持っている。本報告書では、第1章で主として、燃料の照射挙動を計算するために必要な種々のモデル、物性値および計算方法に関して述べるとともに、第II章では、実際に計算を行う際のinputデーターの作成およびoutputデーターの見方に関して説明を行っている。

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