もんじゅ燃料体取出し作業報告書; 第1段階「燃料体取出し」作業

塩田 祐揮; 工藤 淳貴; 津野 大海; 竹内 遼太郎; 有吉 秀夫; 塩濱 保貴; 浜野 知治; 高木 剛彦; 長沖 吉弘

JAEA-Technology 2023-002, 87 Pages, 2023/06

JAEA-Technology-2023-002.pdf:8.53MB

高速増殖原型炉もんじゅは、2018年から廃止措置に移行し、約30年を経て廃止措置を完了する予定である。なお、廃止措置は4段階に分けて実施する計画である。もんじゅは、原子炉容器及び炉外燃料貯蔵槽(EVST)に多量のナトリウムを保有し、大規模なナトリウム火災との重畳による燃料破損という残留リスクがあった。このため、もんじゅ廃止措置計画の第1段階では約5.5年をかけて「燃料体取出し」作業を実施し、速やかにこれらの燃料体を全て燃料池に貯蔵し残留リスクを排除することとした。燃料体取出し作業では、炉心の燃料体を燃料池に移送し貯蔵することを目的に、炉外燃料貯蔵槽に貯蔵中の燃料体を洗浄し、燃料池に貯蔵する「燃料体の処理」、炉心にある燃料体を模擬燃料体等と交換し、炉外燃料貯蔵槽に貯蔵する「燃料体の取出し」を交互に行い、4キャンペーンに分け炉心に存在する燃料体370体と炉外燃料貯蔵槽に貯蔵されている燃料体160体の計530体の燃料体を全て安全かつ計画通りに燃料池への貯蔵を完了した。本報告書は、第1段階での燃料体取出し作業の総括として、作業の進め方、事前の機器・設備点検やリスク評価といった作業前の準備、キャンペーン内での運転や点検等の作業の実績、作業の評価について取り纏めたものである。

もんじゅ燃料体取出し作業報告書; 2019年度の「燃料体の取出し」作業

矢部 孝則; 村上 牧生; 塩田 祐揮; 磯部 祐太; 塩濱 保貴; 浜野 知治; 高木 剛彦; 長沖 吉弘

JAEA-Technology 2022-002, 66 Pages, 2022/07

JAEA-Technology-2022-002.pdf:10.45MB

高速増殖原型炉もんじゅ廃止措置計画の第一段階では「燃料体取出し作業」を行う。燃料体取出し作業では、炉外燃料貯蔵槽に貯蔵中の燃料体を洗浄・缶詰し燃料池に貯蔵する「燃料体の処理」、炉心にある燃料体を模擬燃料体(以下「模擬体」という。)等と交換し炉外燃料貯蔵槽に貯蔵する「燃料体の取出し」を交互に行い、炉心にある370体と炉外燃料貯蔵槽にある160体の燃料体を全て燃料池に貯蔵する。2018年度には、「燃料体の処理」作業を実施し、炉外燃料貯蔵槽に貯蔵していた86体の燃料体を洗浄・缶詰し燃料池に貯蔵した。併せて、「燃料体の取出し」に向けて76体の模擬体を炉外燃料貯蔵槽の空ポット内に貯蔵した。2019年度の「燃料体の取出し」作業は、炉心にあった60体の炉心燃料集合体と40体のブランケット燃料集合体を炉心から取出し炉外燃料貯蔵槽に貯蔵し、炉外燃料貯蔵槽にあった模擬体を炉心へ装荷した。その間、24種類、38件の警報・不具合が発生したが、燃料体落下等の重大な事象及び移送機器の機構部分のスティック等の長期停止する可能性がある事象は発生していない。機器の動作・性能の不具合に対しては直接要因を除去し、安全を把握した上で作業を継続できた。

MT法時系列データ処理における連続ウェーブレット変換の最適な計算設定の提案

小川 大輝; 濱 友紀*; 浅森 浩一; 上田 匠*

物理探査, 75, p.38 - 55, 2022/00

https://doi.org/10.3124/segj.75.38

地磁気地電流(MT)法電磁探査では、時系列を周波数スペクトルに変換することで得られる見掛比抵抗・位相曲線から、地下の比抵抗構造を把握する。短時間フーリエ変換に代わる新しいスペクトル変換手法として、窓関数に相当するウェーブレットを周波数に応じて拡縮し、広帯域の非定常信号の処理に適する連続ウェーブレット変換(CWT)がよく知られている。しかし、ウェーブレットの形状を決定する基底関数やパラメータには任意性がある。そのため、不適切なCWTの計算設定により自然電磁場の真の応答から乖離したスペクトルの値が算出されてしまう可能性があるが、時系列から周波数スペクトルに変換する際の数値誤差がMT法データ処理結果に与える影響が詳細に検証された例は無い。本研究では、0.001Hz-1Hz程度の帯域を対象とし、スペクトル変換に伴う数値誤差を抑制する観点から、MT法データ処理におけるCWTの最適な計算設定を検討した。その結果、提案する計算設定によるCWTを種々のMT法実データに適用することで、自然電磁場の真値を良く反映した見掛比抵抗・位相曲線が得られやすくなり、特に観測データのS/N比が低い場合にその優位性が示唆された。以上により、提案する計算設定は自然電磁場に対する時間・周波数両領域での分解能を良く両立でき、信頼性の高いMT応答を得るのに有効であることを確認した。

超深地層研究所計画における調査研究; 必須の課題に関する研究成果報告書

松岡 稔幸; 濱 克宏

JAEA-Research 2019-012, 157 Pages, 2020/03

JAEA-Research-2019-012.pdf:11.91MB

日本原子力研究開発機構核燃料・バックエンド研究開発部門東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を主な対象とした超深地層研究所計画を進めている。超深地層研究所計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる計画である。超深地層研究所計画では、「深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備」および「深地層における工学技術の基盤の整備」について第1段階から第3段階までを通した全体目標として定め、調査研究を進めている。本報告書では、第3期中長期計画期間のうち、平成27年度から平成31年度までの深度500mまでの研究坑道を利用して実施した調査研究の成果を取りまとめた。具体的には、原子力機構改革の中で必須の課題として抽出した(1)地下坑道における工学的対策技術の開発、(2)物質移動モデル化技術の開発、(3)坑道埋め戻し技術の開発、の3つの研究開発課題の設定の考え方、必須の課題の内容、課題解決のために実施した調査研究の成果を取りまとめた。

超深地層研究所計画 年度計画書(2019年度)

竹内 竜史; 岩月 輝希; 松井 裕哉; 池田 幸喜; 見掛 信一郎; 濱 克宏; 弥富 洋介; 松岡 稔幸; 笹尾 英嗣

JAEA-Review 2019-014, 30 Pages, 2019/10

JAEA-Review-2019-014.pdf:4.72MB

日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。本計画書は、2015年に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」および「超深地層研究所計画における調査研究計画-第3期中長期計画における調査研究計画-」に基づき、2019年度の超深地層研究所計画の調査研究計画、施設計画、共同研究計画等を示したものである。

Determination approach of dislocation density and crystallite size using a convolutional multiple whole profile software

村澤 皓大*; 高村 正人*; 熊谷 正芳*; 池田 義雅*; 鈴木 裕士; 大竹 淑恵*; 浜 孝之*; 鈴木 進補*

Materials Transactions, 59(7), p.1135 - 1141, 2018/07

https://doi.org/10.2320/matertrans.M2017380

Neutron diffraction profile analysis using the whole profile fitting method is useful for obtaining microscopic information on metallic materials. To determine an appropriate fitting approach for obtaining reasonable and non-arbitrary results, we applied diffraction line profile analyses using the Convolutional Multiple Whole Profile (CMWP) method to diffraction patterns obtained using the Engineering Materials Diffractometer (TAKUMI, BL19) at the Materials and Life Science Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The tensile specimens of 780 MPa grade bainitic steel were uniaxially stretched until the plastic strain reached a value of 0.05. We performed CMWP analyses on the obtained diffraction patterns during tensile test with various initial parameters of dislocation density and crystallite size. These parameters were optimized in the fitting procedures to minimize the weighted sums of squared residuals (WSSRs). Following this approach, we found that unsuitable initial parameter values resulted in unreasonable convergence. Therefore, initial fitting parameters should be chosen to ensure that the initial profiles are as broad as possible. Reasonable results were obtained following this suggestive approach even when the strain anisotropy parameter is set to arbitrary values.

超深地層研究所計画 年度報告書(2016年度)

石橋 正祐紀; 濱 克宏; 岩月 輝希; 松井 裕哉; 竹内 竜史; 野原 壯; 尾上 博則; 池田 幸喜; 見掛 信一郎; 弥富 洋介; et al.

JAEA-Review 2017-026, 72 Pages, 2018/01

JAEA-Review-2017-026.pdf:18.23MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本研究所計画では、2014年度に原子力機構改革の一環として抽出された三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。本報告書は、2016年度に実施した超深地層研究所計画のそれぞれの研究分野における調査研究、共同研究、施設建設などの主な研究成果を示したものである。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成27年度)

石丸 恒存; 梅田 浩司*; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 渡邊 隆広; 横山 立憲; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; et al.

JAEA-Research 2016-023, 91 Pages, 2017/02

JAEA-Research-2016-023.pdf:13.33MB

本報は、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度平成33年度)における平成27年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。

深部結晶質岩マトリクス部における微小移行経路と元素拡散現象の特徴

石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 濱 克宏

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 23(2), p.121 - 130, 2016/12

http://doi.org/10.3327/jnuce.23.2_121

花崗岩などの結晶質岩では、割れ目周辺母岩への物質の拡散(マトリクス拡散)が、割れ目中を流れる物質の希釈や遅延に効果があることが知られている。そのため、高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価において、マトリクス拡散現象は重要なものである。国内の岩体では、肉眼観察では変質を被っていない割れ目周辺の花崗岩(健岩部)でも、花崗岩マグマが冷却し固結した際に生じる熱水による変質(初生的変質)を被っており、この影響を検討することは重要である。しかし、肉眼観察で割れ目周辺に変質が認められない健岩部に着目された研究例はない。そこで、瑞浪超深地層研究所で採取した割れ目周辺健岩部を対象として、微視的空隙の分布および、それがマトリクス拡散に与える影響を考察した。その結果、割れ目周辺健岩部では、初生的変質で斜長石中心部に選択的に微視的空隙が形成されたこと、この空隙がマトリクス拡散経路として機能する可能性があることが明らかになった。これは変動帯に位置する日本の花崗岩体の地下環境では、初生的変質に伴う微視的空隙によって、割れ目周辺の健岩部でもマトリクス拡散による物質移動の遅延が期待できる可能性を示唆する。

Texture evaluation in ductile fracture process by neutron diffraction measurement

須長 秀行*; 高村 正人*; 池田 義雅*; 大竹 淑恵*; 浜 孝之*; 熊谷 正芳*; 鈴木 裕士; 鈴木 進補*

Journal of Physics; Conference Series, 734(Part B), p.032027_1 - 032027_4, 2016/09

https://doi.org/10.1088/1742-6596/734/3/032027

フェライト鋼における延性破壊のミクロ挙動を評価するために中性子回折実験を行った。引張試験の破断までの過程において、ネッキングにより体積減少する場所の回折パターンの連続的な変化を測定した。その結果、塑性変形の増加に伴い、引張方向に(110)方位の向く結晶粒の数が増加する様子が見られた。ネッキングの発生に伴い、その増加率の減少が見られることから、ネッキングの発生により集合組織の発達機構が変化すると考えられる。