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報告書

FBR用低密度MOX燃料ペレットの製造条件確認試験

村上 龍敏; 鈴木 紀一; 畑中 延浩; 塙 幸雄; 篠崎 雄; 村上 真一; 飛田 良正; 川崎 猛; 小林 良仁; 飯村 直人; et al.

JAEA-Technology 2008-017, 97 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-017.pdf:2.76MB

「もんじゅ」用低密度MOX燃料ペレットについては、平成7年度に実施した「もんじゅ」一次取替燃料の製造以降、約9年間製造されていない。この間、プルトニウム燃料第三開発室の主要工程設備の約6割が新設又は更新されるとともに、原料である混合転換粉のAm-241の蓄積が進み、発熱量が増加している。さらに、原料の一つである乾式回収粉末についても、設備の更新によりその粉末特性が大きく変化している。以上を踏まえ、次期「もんじゅ」用低密度MOX燃料ペレット製造を円滑に実施するため、平成16年10月から平成18年8月の間、従来に比べAm-241が蓄積した原料及び粉末特性の大きく変化した乾式回収粉を用いて、低密度MOXペレットの製造条件確認試験を実施した。本報告は、この試験結果をまとめたものである。試験の結果、従来に比べAm-241が蓄積した原料を用いても、製造条件を適切に管理することにより、一次取替燃料製造時と同程度の収率で低密度MOX燃料ペレットが製造可能であることを確認した。

報告書

IASCC照射試験に係るキャプセルの製作,3; 腐食電位計測用キャプセル(共同研究)

井手 広史; 出雲 寛互; 石田 卓也; 斎藤 隆; 塙 悟史; 松井 義典; 岩松 重美; 金澤 賢治; 三輪 幸夫; 加治 芳行; et al.

JAEA-Technology 2008-013, 32 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-013.pdf:17.96MB

軽水炉の炉内構造物材料の応力腐食割れ挙動の評価指標としては、従来用いられてきた溶存酸素濃度や塩素イオン濃度に加え、腐食電位を用いて整理することが一般的に行われるようになってきた。このため、IASCC照射試験の一環として、酸化鉄型及び白金型の腐食電位センサーを用いて、BWR冷却水の条件下で照射試験を行った。この結果、腐食電位センサーによる一部の計測は成功したものの、センサーの改良等が必要であることが明らかとなった。本報では、これらの試験で使用した腐食電位計測用キャプセルの開発についてまとめたものである。

論文

Performance test of HTTR

中川 繁昭; 橘 幸男; 高松 邦吉; 植田 祥平; 塙 悟史

Nuclear Engineering and Design, 233(1-3), p.291 - 300, 2004/10

 被引用回数:6 パーセンタイル:42.52(Nuclear Science & Technology)

高温ガス炉は冷却材温度を高温にすることができるとともに、固有の安全性があることで魅力的な原子炉である。日本初の高温ガス炉であるHTTRが日本原子力研究所の大洗研究所に建設された。HTTRは、その出力上昇試験において2001年12月7日に原子炉出力30MW,原子炉出口冷却材温度850$$^{circ}$$Cを達成した。出力上昇試験では、運転合格証取得のための試験と原子炉性能確認のための試験の2種類を実施した。原子炉出力30MWまでの出力上昇試験の結果から、原子炉及び冷却機器の性能を確認し、原子炉施設の運転が安全に実施できることを確認した。本論文は、HTTRに関するシリーズ投稿の一つである。

論文

Proposal of the prediction method using a competing risk model on the bending strength of 2D-C/C composites

石原 正博; 塙 悟史; 曽我部 敏明; 橘 幸男; 伊与久 達夫

Materials Science Research International, 10(1), p.65 - 70, 2004/04

2D-C/Cコンポジットの曲げ強度予測法について、実験及び解析的に検討を行った。実験的な検討では、3点曲げ強度を実測し、また破壊後の試験片のSEM観察から基本的な破壊様式を検討した。破面観察の結果、引張応力下での繊維の延びによる破壊様式、圧縮応力下での繊維の座屈による破壊様式及びせん断応力下での繊維間のスライディングによる破壊様式が観察された。解析的な検討では、セラミックス材で広く用いられているワイブル強度理論からの強度予測を検討するとともに、基本的な破壊モードを考慮し競合リスクモデルを用いた強度予測法を提案し、これによる強度予測を検討した。検討の結果、ワイブル強度理論からの予測は、実測値の2倍以上の強度予測結果となり、異方性の高い繊維強化材料には応用できないことがわかった。一方、提案方法では、実測値とほぼ一致する強度予測を示すことが明らかとなった。さらに、提案方法でパラメータ解析を実施したところ、圧縮応力下での破壊様式が曲げ破壊を支配していることが明らかとなった。

報告書

JMTR計測用配管のき裂発生原因の調査報告書; 配管部の振動解析と応力解析の結果

塙 悟史; 橘 幸男; 伊与久 達夫; 石原 正博; 伊藤 治彦

JAERI-Tech 2003-064, 25 Pages, 2003/07

JAERI-Tech-2003-064.pdf:2.84MB

材料試験炉(JMTR:Japan Materials Testing Reactor)は、第147サイクルの共同利用運転中に、一次冷却系統の精製系統充填ポンプNo.1の出口配管に取り付けられた圧力計導管からの水漏れが確認されたため、12月10日に原子炉を手動停止した。当該圧力計導管については、充填ポンプが加振源となり圧力計導管が振動し、その繰り返し荷重によりき裂が発生・進展した可能性がある。このため、当該部の振動解析と応力解析を実施した。振動解析の結果、充填ポンプNo.1圧力計導管の固有振動数は53$$sim$$58Hz程度と推定され、共振周波数である50Hz(充填ポンプ回転数)に近い状態にあった。応力解析の結果、振動により当該圧力計導管に発生する応力は固有振動数53Hzで63MPa,58Hzで25MPaと求められた。振動による応力と、自重と内圧による応力の合計値を計算すると、固有振動数53Hzで112.2MPa,58Hzで74.2MPaになる。これらの発生応力は使用材料の疲れ限度に近い値であり、充填ポンプNo.1の圧力計導管に生じたき裂は、充填ポンプの振動に起因する疲労によるものと推測された。

報告書

HTTR出力上昇試験における高温配管熱変形挙動の評価,1; 20MWまでの結果

塙 悟史; 小嶋 崇夫; 角田 淳弥; 橘 幸男

JAERI-Tech 2002-024, 46 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-024.pdf:3.29MB

高温工学試験研究炉(HTTR)は、原子炉出口冷却材温度が950$$^{circ}C$$であり、1次系の機器配管系は非常に高温になる。そのため、これら機器配管系の熱変位挙動を確認することは健全性確認の観点からも重要である。さらに、機器配管系の支持方法には、3次元の浮動支持方式を採用しているため、その熱変位挙動・特性を把握することは、3次元浮動支持方式の熱変位特性を知るうえでも重要である。HTTRの出力上昇試験(2)では、1次系高温配管の熱変形測定試験を実施した。本報は、その試験結果及び解析評価結果を示したものである。本試験により、支持構造物の抵抗力が効きの熱変位挙動に影響を与えることが明らかとなり、またその抵抗力を最適化することで実測熱変位挙動を再現できることを確認するとともに、定格運転時における機器健全性を確認した。

論文

Tensile and bending properties of C/C composite for future HTGR control rod

橘 幸男; 小嶋 崇夫; 塙 悟史; 石原 正博

Proceedings of 7th Annual International Conference on Composites Engineering (ICCE-7), p.841 - 842, 2000/00

将来高温ガス炉制御棒用C/Cコンポジット材料の候補材である東洋炭素(株)製CX-2702Gの室温での引張試験、圧縮試験及び曲げ試験を実施し強度特性を調べた。本材料は、引張強さ$$>$$曲げ強さ$$>$$圧縮強さの傾向を示し、曲げ強さは圧縮強さにより支配されている。圧縮強さは曲げ強さの6割程度であるが、この差異はワイブル係数を用いた確率論的評価を行うことで説明することができた。また、本材料の引張強さ及び圧縮強さのワイブル係数は両者ともに約11であり、構造強度に及ぼす寸法効果について考慮する必要があることを示した。

論文

Experimental and analytical study on thermal displacement characteristics of cooling system applied to floating support unit

塙 悟史; 石原 正博; 橘 幸男; 小池上 一*

Proceedings of 8th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-8) (CD-ROM), p.9 - 0, 2000/00

原子炉プラントにおける高温機器及び配管に対しては、機器の健全性確保の観点からも、発生する熱膨張を吸収する構造が重要である。高温工学試験研究炉(HTTR)は、1次冷却材温度が出口で最高950$$^{circ}C$$、原子炉入口でも395$$^{circ}C$$と高温であるため、主冷却機器の支持構造物にはコンスタントハンガ及びオイルスナバ等による浮動支持方式が採用されている。HTTRの出力上昇に先立ち、この浮動支持方式による高温機器の熱変位特性を調べるため、非核熱による実機を用いた特性試験を実施した。同時に解析的評価を実施し、試験結果との比較検討を行った。本報告では、特性試験の結果及び解析結果、並びに浮動支持方式を採用した冷却機器の熱変位特性について述べる。

口頭

JMTRインパイルループの水質評価,3

塙 悟史; 扇柳 仁; 佐藤 智徳; 森 雄一郎*; 三輪 幸夫; 内田 俊介*

no journal, , 

JMTRでは軽水炉(BWR)環境下におけるIASCC照射研究を進めている。IASCC研究を目的とした照射試験では、照射試料の近傍の水質が重要となる。そのため、照射キャプセル内の水質を評価できるJMTRインパイルループ用ラジオリシスコードWRAC-JMを開発した。本研究では、WRAC-JMにより照射中の照射キャプセル内の水質分布を解析的に評価するとともに、その結果から照射試料部の腐食電位(ECP)を推測した。その結果、給水中の溶存酸素濃度,溶存水素濃度及び過酸化水素濃度の初期値をゼロとした場合の照射試料部のECPは、飽和値の0V-SHEであると推算された。

口頭

A Water radiolysis model to evaluate water chemistry in JMTR in-pile loop

佐藤 智徳; 塙 悟史; 内田 俊介; 扇柳 仁; 鍋谷 栄昭; 三輪 幸夫; 加治 芳行; 根本 義之; 塚田 隆

no journal, , 

照射誘起応力腐食割れ(IASCC)に関して、材料試験炉(JMTR)では、照射下試験ループによりき裂の発生・進展試験が実施されている。このような照射下試験での試験片の浸漬条件を把握するためにラジオリシスモデルが開発された。計算結果は、サンプリングラインで測定された溶存酸素,水素,過酸化水素の各濃度や試験領域で測定された腐食電位とともに浸漬条件の評価に使用される。この計算モデルは水の放射線分解による1次生成と生成化学種による2次反応に加え、構造材表面での2次反応,水の流れの影響が導入されており、試験領域からサンプリングライン出口までの化学種濃度計算が可能となっている。また、常温から試験温度までの幅広い温度での計算が可能となっている。本研究では、サンプリングラインでの測定結果と計算結果を比較し、それらの結果が比較的よく一致することを確認した。また、過酸化水素の分解生成種であるOHラジカルがサンプリングラインでの水素濃度に影響している可能性があることを確認した。これらの結果より、本モデルがJMTRインパイルループ試験での水化学評価に適用できることを確認した。

口頭

JMTRにおける照射下IASCC試験研究,4; 照射下水質評価試験

三輪 幸夫; 塙 悟史; 松井 義典; 塚田 隆; 永田 暢秋*; 堂崎 浩二*; 瀧口 英樹*

no journal, , 

照射下で照射誘起応力腐食割れ(IASCC)試験中の照射キャプセル内の水質変化を調べるため、材料試験炉(JMTR)炉心近傍で使用できる腐食電位計測センサーを作製し、照射キャプセルに装荷し、ステンレス鋼の腐食電位変化を測定した。照射下でのセンサーの耐久性に課題が見られたが、キャプセルに供給した高温水の溶存酸素及び水素濃度を変化させ、腐食電位変化より水質変化の推測を試みた。

口頭

Electrochemical potential measurement of stainless steel in BWR water environment under high radiation field at JMTR

三輪 幸夫; 塚田 隆; 佐藤 智徳; 塙 悟史; 松井 義典; 永田 暢秋*; 堂崎 浩二*; 瀧口 英樹*

no journal, , 

炉内構造材の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)の発生・進展挙動には、水質が大きな影響を与えると考えられる。また、炉内水質の評価指標としては腐食電位(ECP)が用いられる。このため、材料試験炉(JMTR)の炉内で照射下IASCC試験を実施する場合の水環境を評価するため、鉄/酸化鉄電解質型ECPセンサー及び白金電極型ECPセンサーを開発し、高温水を循環させる照射下キャプセルに装荷して、炉心近傍の高線量場にてステンレス鋼のECPを測定した。測定では、水温200及び265$$^{circ}$$C、水質を酸化性条件(溶存酸素濃度(DO)=170ppb),脱気条件(DO=10ppb)及び還元性条件(溶存水素濃度(DH)=200ppb)と変化させた。その結果、ECPの測定値は、水の放射線分解による水質変化を計算する計算コードWRAC-JMで計算した結果から予測されるECPと一致することを示した。

口頭

高発熱MOX粉末の冷却ホッパーの開発

村上 龍敏; 柴沼 公和; 塙 幸雄; 八巻 孝雄; 鈴木 満; 青野 茂典

no journal, , 

有機添加剤を含むMOX粉末を装荷する粉末ホッパーは、有機添加剤の熱劣化を防止するため冷却機能を有するが、将来のプルトニウムの高次化(高発熱化)までは対応できていない。このため、将来の高発熱化に対応した粉末ホッパーを開発するべく、事前試験として粉末ホッパー内のMOX粉末の温度測定を行った。

特許

回転式粉体圧縮成型機

磯 秀敏; 塙 幸雄; 川口 浩一

岩崎 隆*; 小根田 好次*; 村田 幸次*; 加藤 光昭*

特願 2013-004835  公開特許公報  特許公報

【課題】臼孔の内周面及び下杵の上端面の略全域に必要十分な量の潤滑剤を塗布し、かつ回転盤の上表面に潤滑剤が付着しないようにする。 【解決手段】回転盤31に、臼孔4の内周面に開口する内部通路Z1を開設しておき、粉体が充填される前の臼孔4の内周面及び当該臼孔4に挿入されている下杵6の上端面に、当該内部通路Z1を介して、当該臼孔4の側方から潤滑剤を噴射する。同時に、内部通路Z1を介して臼孔4内に噴射された潤滑剤を、当該臼孔4の直上に位置する吸引部材Z3によって吸引する。

特許

ポートキャップ及びグローブボックス

木村 泰久; 平野 宏志; 柴沼 智博; 吉田 将冬; 永井 佑哉; 塙 幸雄; 周治 愛之; 會田 貴洋

南 明則*

特願 2020-069715  公開特許公報

【課題】ポート本体とグローブとを間に隙間が生じるのを適切に防止できるポートキャップを提供する。 【解決手段】ポートキャップ(20)は、取付開口(8)から突出する筒体(16)と、先端部が筒体(16)を通じてグローブボックスの内部空間に進入し、基端部が筒体(16)の外周面側に折り返されたグローブ(12)と、折り返されたグローブ(12)と筒体(16)の外周面との間を封止するOリング(13A,13B)及びクランプリング(14)とを備えるグローブポート(10)に取り付けられ、グローブ(12)の内側から筒体(16)に圧入される内筒(21)と、筒体(16)の外側を覆う外筒(22)と、内筒(21)及び外筒(22)の端部同士を接続するフランジ(23)とを備え、内筒(21)の外周面側の先端(21A)は、R面取りされている。

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