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山県 一郎; 林 長宏; 益子 真一*; 佐々木 新治; 井上 賢紀; 山下 真一郎; 前田 宏治
JAEA-Testing 2013-004, 23 Pages, 2013/11
JAEA-Testing-2013-004.pdf:8.59MB
東日本大震災に伴う東京電力福島第一原子力発電所の事故において、使用済燃料プールに保管されていた使用済燃料は、瓦礫の落下・混入や海水注入等、通常の運転時ではあり得ない環境に晒された。使用済燃料プール中の燃料集合体の健全性や、共用プール移送後の長期間保管における健全性の評価に資するため、新型転換炉「ふげん」にて使用されたジルカロイ-2燃料被覆管を用い、使用済燃料プールの模擬水として2倍に希釈した人工海水を用いた、液温80
C、浸漬時間約336時間の浸漬試験を実施した。得られた主な結果は以下の通りであり、本試験条件において照射済みジルカロイ-2燃料被覆管への人工海水浸漬による機械的特性への影響はなく、顕著な腐食も生じないことを確認した。(1)浸漬前後の試料表面の外観に明確な変化は見られず、試料外表面近傍の酸化層等においても明確な変化は見られず、浸漬試験による顕著な表面腐食の進行はない。(2)引張強さ及び破断伸びは浸漬前後で有意な変化はなく、浸漬試験による機械的特性へ有意な影響はない。(3)照射済み試料を遠隔操作で浸漬試験及び引張試験を行うための手法を確立した。
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 吉田 英次*; 小野 武博; 草間 義紀
Review of Scientific Instruments, 83(10), p.10E344_1 - 10E344_3, 2012/10
被引用回数：15 パーセンタイル：54.27(Instruments & Instrumentation)ITERの周辺トムソン散乱計測装置で用いるYAGレーザー装置の開発の進展について発表する。ITERの計測要求を満たすためには、繰り返し100Hzで出力エネルギー5JのYAGレーザー装置が必要である。これを実現するために、レーザー発振器から出力されるビームを2分岐し、それぞれのビームを口径14mmのレーザーロッド4本で増幅するレーザーシステムを設計し、レーザー増幅器をはじめとする主要機器の製作と、組立てを行った。レーザー増幅器では、フラッシュランプによる強い励起によって、レーザー結晶内で発生するASEやフラッシュランプ光中のレーザー波長と同じ波長の光が増幅率を低下させる原因となるが、サマリウムを添加したガラスを用いたフローチューブで増幅器内のそれらの光を選択的に吸収させることによって、小信号利得が最大2.8倍向上することを明らかにした。結果として、2つのビームラインを同時運転することにより、ITERの要求性能を越える、100Hz,最大7.66Jのレーザー光を発射できるレーザー装置の開発に成功した。
金山 文彦; 林 長宏; 川妻 伸二
Proceedings of American Nuclear Society Embedded Topical on Decommissioning, Decontamination and Reutilization and Technology Expo (DD&R 2012) (DVD-ROM), p.14 - 15, 2012/06
2011年3月11日に発生した東北大地震により発生した津波により福島第一原子力発電所は壊滅的な状況となった。事故の復旧のため、原子炉建屋に入域し作業する必要があるが、内部は大量の放射性物質により汚染され、高線量となっている。そのことより、作業員の被ばくが多大となるため、作業員が建屋内に入っての作業が大きく制限されている。よって、建屋内部の線量を下げ、作業員の作業時間を確保するために、簡便な方法による除染方法を検討することとした。それを行うために、数種類の除染剤を用い、パラメータを変えることにより原子炉建屋床面を想定した除染試験を行った。その結果、除染剤としてクエン酸を用い、十分な接触時間を確保することで、簡便な手法ながら、大きな除染効果を期待できることがわかった。最適なクエン酸濃度については、表面の状況からの影響が大きいと考えられる。そのため、今後は床表面な詳細な調査及び、さまざまな床表面での金属イオンの環境における、さまざまな除染剤濃度におけるDFを調査することが重要となる。
波多江 仰紀; 林 利光; 谷塚 英一; 梶田 信*; 吉田 英次*; 藤田 尚徳*; 中塚 正大*; 矢作 鎌一*; 信夫 克也*; 小野 武博; et al.
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9, p.253 - 258, 2010/08
An edge Thomson scattering system for ITER is a diagnostic system which measures electron temperature and density at the peripheral region in the plasma (r/a 
0.85). Required measurement ranges for the electron temperature and density are 50 eV 
T
10 keV and 5
10
n 310
m
, respectively. The spatial and the temporal resolutions are 5 mm and 10 ms, respectively. A high-energy (5 J) and high repetition-rate (100 Hz) Q-switch Nd:YAG laser system is necessary to satisfy measurement requirements above. We have been developing the YAG laser system for ITER. We have developed a prototype high-power laser amplifier. Since the laser efficiency of solid-state laser is low in generally (
2%), heat removal from the amplifier is crucial. In the amplifier design, we carried out heat analysis to optimize the cooling design. To realize 5 J of output energy, more than 1.6 J of energy needs to be extracted from one laser rod. In the initial laser amplification test, the extracted energy was limited 1.4 J by a lateral depumping effect. We have changed a cooling flow tube for the laser rod made by borosilicate glass to samarium-doped glass in order to deplete an infrared light emission. The Sm-doped flow tube was successfully suppressed the lateral depumping, and consequently the extracted energy reached up to 1.76 J. We have obtained a prospect of the real laser amplifier production from the results.
戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和
電気化学および工業物理化学, 77(8), p.649 - 651, 2009/08
被引用回数：8 パーセンタイル：18.74(Electrochemistry)LiCl-KCl共晶溶融塩/液体ガリウム系(773K)におけるアメリシウムとセリウムの分配係数をZrCl
を共存させて塩中の酸化物イオン濃度を制御しMO
イオンの生成を抑制した条件で測定した。得られた分配係数から得られたアメリシウム/セリウムの分離係数は約100であった。本実験結果を他の系の報告値及び理論的予想値と比較することによって、ガリウムを使用した系はビスマスやカドミウムを用いた還元抽出系よりもアメリシウム/セリウムの分離性能が大きいことを明らかにした。
戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(1), p.18 - 25, 2009/01
被引用回数：44 パーセンタイル：92.30(Nuclear Science & Technology)乾式法によるマイナーアクチノイド(MA)の溶融塩/液体金属系における還元抽出工程の基礎データとなる溶融塩相及び液体金属相におけるランタノイド及びアクチノイドの過剰熱力学量について理論的な考察を行った。既に報告されているデータを解析した結果、各元素の過剰エンタルピーと過剰エントロピーは、溶融塩相では金属イオン周辺の配位構造に影響を与えるイオン半径のみの関数で表され、液体金属相では合金生成を考慮したMiedimaのモデルによって表されることがわかった。これらの関係を用いてこれまでに実験データが報告されていない系の過剰熱力学量を評価し、溶融塩/液体金属系におけるMAとランタノイドの分離係数を計算した。その結果、液体金属相としてビスマスやカドミウムを用いるよりもアルミニウムやガリウムを用いる系の方が高い分離係数が得られることを示した。
戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和
Proceedings of 2008 Joint Symposium on Molten Salts (USB Flash Drive), p.933 - 938, 2008/10
溶融塩と液体金属を溶媒として用いる還元抽出法はマイナーアクチノイド(MA)の分離回収に有効な方法であると考えられている。本研究では、優れたMA分離性能を示すことが期待されているガリウムを用いる系におけるMA/希土類分離性能を評価するため、773KにおけるLiCl-KCl/Ga系のAm及びCeの分配係数を測定した。系にZrClを共存させることによってCeO
イオン及びAmOイオン等の生成を防ぎ、酸化物イオンの影響を小さくすることができた。本研究で得られた酸化物イオンの影響が小さい場合のAmとCeの分離係数は約100であった。本実験結果を他の既報告値及び理論的予想値と比較することによって、AmとCeの分離係数はAlGaBiCdの順序であることを明らかにした。
草間 義紀; 河野 康則; 杉江 達夫; 近藤 貴; 小川 宏明; 波多江 仰紀; 佐藤 和義; 鈴木 哲; 林 利光; 小野 武博; et al.
no journal, ,
ITERの計測装置は、2007年の設計レビューによる見直し、調達分担の再調整を経て、2009年6月のITER理事会において決定された。日本は、中性子束測定・核融合出力評価のためのマイクロフィッションチェンバー, プラズマ周辺部の電子温度・密度を測定する周辺トムソン散乱計測装置、プラズマコア部の電流密度・安全係数を評価するポロイダル偏光計、ダイバータ部の水素同位体と不純物を測定するダイバータ不純物モニター、ダイバータターゲットの温度・入熱を評価するダイバータ赤外サーモグラフィー、ダイバータ熱電対の6つの計測装置を調達する。原子力機構は、日本の国内機関として、これらの計測装置の開発を進めてきた。現在は、調達準備の最終段階として、機器の設計と試作試験を進めている。これらの活動の現状と今後の計画を述べる。
河野 康則; 石川 正男; 佐藤 和義; 今澤 良太; 草間 義紀; 林 利光; 小野 武博; 海老澤 克之*; 若林 邦朗*; 平松 美帆*; et al.
no journal, ,
On the ITER project, Japan will procure the poloidal polarimeter for the measurement of plasma current profile at the core region of ITER plasmas. For the measurement, change in polarimetric properties of probing laser beams that pass through the plasma is detected. At this meeting, progress in the design of the poloidal polarimeter is presented including following key topics. (1) Arrangements of plasma-facing first-mirrors and second mirrors in the upper and the equatorial port plugs are investigated. An initial result from thermal analysis for the first mirror is also shown. (2) The design of the retro-reflector is updated with investigation of its practical procedures of fabrication and installation. The retro-reflectors are installed at the blanket modules and the divertor cassette to reflect back the probing laser beams to the diagnostic hall.
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 小野 武博; 草間 義紀
no journal, ,
Two topics from recent progress for the edge Thomson scattering system in ITER is presented: (1) Conceptual design of laser beam injection and collection optics, (2) Trial production of a high power YAG laser system. For the first topic, optical design of laser injection and collection optics has been carried out. One solution of optical configuration for laser injection and collection optics has been found, satisfying measurement requirements (spatial resolution 5 mm at 
0.85 with accuracy 10% for 
and 5% for 
at 310
m). Regarding the second topic, the prototype YAG laser has been assembled and 2 J/100 Hz has been achieved as a first step.
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 吉田 英次*; 竹松 浩之*; 小野 武博; 草間 義紀; 藤田 尚徳*; 中塚 正大*
no journal, ,
(50eV 10keV)と電子密度(510 m 310 m)の分布を測定することが要求されている。この要求を満たすために、周辺トムソン散乱計測装置の設計と構成要素の試作開発を進めている。本発表では、周辺トムソン散乱計測装置の主要構成機器である高出力YAGレーザーの開発状況について報告する。当該計測装置では、高い出力エネルギー(5J)かつ高い繰り返し(100Hz)のQスイッチNd:YAGレーザーが必要となる。このレーザー装置の開発のため、構成機器の設計・製作を行い、組み立てを完了した。組み立て後の初期調整では、100Hzの繰り返しで、エネルギー2Jを得た。初期調整でわかった課題は、寄生発振によりレーザーの高出力化が制限されることである。増幅列に透過率約40%のNDフィルターを挿入したところ、最大励起でも寄生発振が確認されなかったため、可飽和吸収体を利用し寄生発振を抑制する計画である。また、寄生発振抑制の補助対策として、イメージリレー用真空セル内へのアパーチャーの設置、1064nmの光を吸収するフラッシュランプ用Sm添加フローチューブの設置、さらに、イメージリレー光学系の最適化によるビームプロファイルの改善も行い、これらの対策により、最終目標である5Jの出力を目指して高出力化調整を進めている。
草間 義紀; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 小野 武博; 河野 康則; 今澤 良太; 小川 宏明; et al.
no journal, ,
ITER計画において我が国が調達を担当する6つの計測装置(マイクロフィッションチェンバー,周辺トムソン散乱計測装置,ポロイダル偏光計,ダイバータ不純物モニター,ダイバータ熱電対,ダイバータ赤外サーモグラフィー)の開発並びに計測装置設計に不可欠な中性子輸送解析,上部計測ポートプラグ設計の進展について報告する。
波多江 仰紀; 谷塚 英一; 林 利光; 小野 武博; 草間 義紀
no journal, ,
Three topics from recent progress for the edge Thomson scattering system in ITER were presented. (1) Mechanical design of components such as laser injection and collection optics to be installed in the port plug : mirror & lens mounts and the positioning mechanism were designed, and thermal and electromagnetic force analyses were carried out. The part that had to be improved in the future was clarified from analyses. (2) Conceptual design of the laser beam dump: we propose a innovative beam dump of the chevron type. It has been found from analyses that this beam dump concept is promising on the ITER environment. (3) Optimization of laser optics for the high power YAG laser: Over 2 J of output energy at 100 Hz has been confirmed. Laser optics is under optimization to obtain 5 J, 100 Hz.
桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学*; 笹尾 一*; 近藤 修司; 金沢 修平; 越智 義浩; 田中 桃子; et al.
no journal, ,
原子力機構で開発している高強度レーザーについて、招待講演として報告する。まず、フェムト秒超高強度OPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステムについて報告する。本レーザーシステムにおける構成、及びペタワット(PW)級へのエネルギー増幅特性について紹介する。高い時間・空間エネルギー集中性を得るための光パラメトリックチャープパルス増幅技術や低温冷却技術,空間回折光学素子技術などの新規技術開発についても詳細に発表する。併せて、高強度レーザーの小型化,高繰り返し化を目指し、開発を進めているYb:YAGレーザーシステムについても同様に詳しい動作特性を報告する。
河野 康則; 近藤 貴; 石川 正男; 波多江 仰紀; 谷塚 英一; 今澤 良太; 小川 宏明; 杉江 達夫; 竹内 正樹; 佐藤 和義; et al.
no journal, ,
ITER計画において日本が調達する6つの計測装置の開発について進展を報告する。主な内容は以下の通り。(1)マイクロフィッションチェンバー:MIケーブルの真空フィードスルー部の試作を行い、真空リーク量はITERの要求を満足することを確認した。(2)周辺トムソン散乱計測装置:真空容器内のレーザービームダンプ及びポートプラグ内光学機器の設計を進めるとともに、電子温度の非等方性を診断するための新しい測定法を提案した。(3)ポロイダル偏光計:プラズマ立ち上げ時及びプラズマ燃焼時における電流分布計測精度を評価し、ITERの計測要求を満足するために必要な偏光計測精度を明らかにした。(4)ダイバータ不純物モニター:水平ポート光学系について、出射瞳径を大きくするとともに、耐放射線性の高い色消しレンズを採用した設計を行い、期待できる検出光量を従来より16倍増加させた。(5)ダイバータ熱電対:外側ダイバータターゲット側面への熱電対の固定方法に関する試作試験を開始した。(6)ダイバータIRサーモグラフィー:観測ポートが、従来のダイバータポートから水平ポートに変更されることに対応し、解決すべき課題の整理を行うとともに、概念設計を開始した。
河野 康則; 今澤 良太; 小野 武博; 石川 正男; 林 利光; 佐藤 和義; 草間 義紀; 海老澤 克之*; 若林 邦朗*; 勝又 孝仁*
no journal, ,
ITER計画において日本が調達するポロイダル偏光計は、遠赤外レーザー光のファラデー回転角測定に基づきプラズマ中心部の電流分布を計測する装置である。本講演では、ポロイダル偏光計の機械設計の進展について報告する。主な内容は以下の通り。(1)水平ポートプラグ内ミラーモジュールの設計:レーザー光の光軸の安定化及びレーザー光の反射特性の維持を目的として、ITER運転時の核発熱に起因したプラズマ対向ミラー(第一ミラー及び第二ミラー)の熱変形を低減できるよう、ミラーとミラー支持構造体を一体化したミラーモジュール方式を考案・設計し、熱機械解析・電磁力解析を通してその妥当性を確認した。(2)上部ポートプラグ内ミラーモジュールの設計:ミラーの熱変形を低減できるよう、新たに第三ミラーを採用してミラーモジュールの構造を見直すとともに、冷却配管設計の改善を行った。(3)シャッターの設計:シャッター板開閉のための回転駆動部に、バネとして機能するスパイラル状の冷却配管を採用した。これにより、可動シャッター板への冷却配管経路を確保するとともに、ITERの指針である開閉駆動源が失われた場合にはシャッターを開とする設計が得られた。
関尾 佳弘; 山県 一郎; 山下 真一郎; 佐々木 新治; 小川 竜一郎; 益子 真一; 林 長宏; 井上 利彦; 井上 賢紀; 前田 宏治
no journal, ,
福島第一原子力発電所(以下、1F)では、東日本大震災発生に伴い、冷却機能の低下した使用済燃料プール(以下、SFP)を含む原子炉建屋内に一定期間のあいだ海水が注入された。本試験では、海水注入を経験した1FSFPに保管されている使用済燃料集合体の長期健全性評価に資するため、1FSFPの水質を模擬した溶液(以下、模擬SFP水)を調整し、この模擬SFP水環境下における使用済ジルカロイ-2燃料被覆管の浸漬試験を実施した。模擬SFP水浸漬前後の表面組織観察を実施した結果、模擬SFP水浸漬による腐食の進行は認められず、強度特性についても引張試験の結果から有意な低下は確認されなかった。
山県 一郎; 林 長宏; 佐々木 新治; 益子 真一; 井上 賢紀; 山下 真一郎; 前田 宏治
no journal, ,
海水が注入された福島第一原子力発電所の使用済み燃料プールにおける燃料集合体の健全性評価に資するため、照射後のジルカロイ-2被覆管を用いた、高温の人工海水への浸漬試験及び引張試験を行った結果について前報で報告した(日本原子力学会2012秋の大会)。本報告では、より腐食環境が厳しくなる人工海水濃度及び浸漬時間で同様の試験を実施することで、人工海水濃度等がジルカロイ-2被覆管の腐食挙動や強度特性に及ぼす影響を評価した。
磯崎 涼佑; 勝山 幸三; 田中 康介; 佐藤 勇; 臼杵 俊之; 関尾 佳弘; 林 長宏; 所 大志郎*
no journal, ,
ホットラボ施設を利用した体験型実習(燃料材料の基礎物性測定実習,模擬除染作業実習等)について、計画立案を含めたその狙いや実施した効果について報告する。
磯部 祐太; 林 長宏; 谷垣 考則; 三好 伸明; 川名子 翔; 小幡 行史; 小林 孝典
no journal, ,
「もんじゅ」の廃止措置を進める中で、系統内のナトリウムは漏えいリスクを低減するために順次、抜取してタンクに固化するが、配管・機器等においては内部表面にナトリウムが付着し、構造上滞留する箇所や狭隘部においてはナトリウムが残留する。ナトリウムは化学的に活性であるため、ナトリウム機器を安全に解体するためには、残留ナトリウムの量や影響を事前に把握しておくことが重要となる。「もんじゅ」のナトリウム機器に対して残留ナトリウム量の机上評価を行い、すべてのナトリウム機器において少なからず残留ナトリウムが存在すること及びその残留量を把握した。また、机上評価の検証の一環として、配管・機器内の実際の残留ナトリウムの状況を確認するためにガンマ線透過撮影を行い、机上評価の結果と大きな差異がないことを確認した。今後、残留ナトリウムの回収や処理等について計画を進める。
