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報告書

JRR-3冷中性子源装置における高性能減速材容器の開発

新居 昌至; 田村 格良; 羽沢 知也

JAEA-Technology 2015-010, 52 Pages, 2015/05

JAEA-Technology-2015-010.pdf:7.11MB

研究炉加速器管理部では、より多くの冷中性子をユーザーに供給するため、既存のCNS減速材容器の約2倍の冷中性子束を取り出すことのできる高性能減速材容器の開発を第2期中期計画で実施している。本報告書では、高性能減速材容器の基本設計仕様に基づき、設計強度評価、試験体を用いた強度試験、液体水素の流動解析、異材接合部の強度評価を行った。評価の結果、開発した高性能減速材容器がJRR-3のCNS減速材容器として適用可能であることを確認した。

報告書

JRR-3冷中性子導管の交換工法に関する検討

羽沢 知也; 田村 格良; 高澤 宏充

JAEA-Technology 2008-079, 76 Pages, 2009/01

JAEA-Technology-2008-079.pdf:6.17MB

研究炉加速器管理部では冷中性子導管についてもスーパーミラー化を行い、冷中性子源装置減速材容器の高性能化とあわせて、ビーム強度の10倍化計画を立案した。冷中性子導管の交換作業にあたってはガイドトンネルという狭隘な作業空間での作業を要求される。さらに冷中性子導管は先端部分の形状が熱中性子導管に比べて約3倍の長さで、熱中性子導管より炉心に近い部分に設置されていることから、高線量下での作業を要求される。冷中性子導管のスーパーミラー化は、ガイドトンネルの狭隘な空間でしかも高線量環境下において炉体内部に設置されている中性子導管の交換作業を行わなければならず、さらに精度よく設置しなければならないため、作業には細心の注意を払い慎重に実施しなければならない。本書は、冷中性子ビーム強度の10倍化計画の第1段階である冷中性子導管のスーパーミラー化の交換作業についての検討結果をまとめたものである。

報告書

JRR-3冷中性子源装置の減速材容器ユニットの更新

羽沢 知也; 永堀 和久; 楠 剛

JAEA-Technology 2006-046, 44 Pages, 2006/10

JAEA-Technology-2006-046.pdf:9.71MB

減速材容器は液体水素を貯留するためのステンレス鋼製の容器で、中性子照射脆化により、その寿命が約7年と定めている。研究炉利用課では国内での製作も視野に入れながら調査を開始、国内で減速材容器を製作し、2006年2月に交換作業を終了した。交換作業終了後、中性子特性測定を行い、従前のフランス製の減速材容器と同等な性能を有していることを確認し、減速材容器の国産化に成功した。

論文

JRR-3における三代目冷中性子源装置減速材容器からの中性子スペクトルと冷中性子源10倍化計画への期待

金子 耕士; 目時 直人; 羽沢 知也; 永堀 和久; 中村 清

波紋, 16(3), p.177 - 178, 2006/07

JRR-3における三代目冷中性子源装置減速材容器からの中性子スペクトル及び中性子束をガイドホールのC2-1ビームポートにて測定した。その結果、中性子束とスペクトル形状の双方が、冷中性子の液体水素タンクの交換前後で再現されていることを確認した。原子力機構では将来計画として、新型液体水素タンクとスーパーミラーの更新により、冷中性子束強度を10倍にする計画を進めている。

報告書

JRR-3冷中性子源装置(CNS)の運転・管理

鈴木 正年; 羽沢 知也; 石崎 洋一*; 小原 道士*; 稲田 勝利*; 米川 光則*; 脇田 広志*

JAERI-Tech 2004-060, 153 Pages, 2004/09

JAERI-Tech-2004-060.pdf:9.78MB

JRR-3冷中性子源装置(以下「CNS」という)は、研究用原子炉JRR-3の改造計画に伴って、利用性能向上の目的から設置された。原子炉で発生する中性子を冷中性子に変換する方法として熱中性子の中にわずかに含まれている冷中性子を、フィルターを用いて選別,発生させる方法と、熱中性子を極低温の減速材中に通し、冷中性子に変換する方法とがある。CNSとしては、一般的に後者が採用されていて、極低温の減速材としてその多くが液体水素を用いるため、冷凍設備と組合された装置となっている。JRR-3のCNSも液体水素を冷減速材として採用している。CNSによって得られた冷中性子は、原子炉から中性子導管を介して中性子ビーム実験孔へと導き出され、中性子散乱のような中性子物理実験に使用されたり、物質内における原子や分子の動きを観測して、生体高分子などの動的挙動を調べる研究手段として利用されている。本記録は、1989年の運転開始から2004年3月まで、JRR-3の共同利用運転にあわせて実施したCNSの運転実績と主な技術的事項をまとめたものである。

論文

Performance of upgraded thermal neutron guides with supermirrors at JRR-3

田村 格良; 鈴木 正年; 羽沢 知也; 盛合 敦; 堀 直彦; 笹島 文雄; 曽山 和彦

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.234 - 237, 2004/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:72.37(Instruments & Instrumentation)

JRR-3熱中性子導管のNiミラーからNi/Tiスーパーミラーへの改良を行った。その際、スーパーミラーに改良した中性子導管により導かれた中性子ビームの特性試験を行った。2003年の3月に中性子導管末端での中性子の強度は金箔を用いた放射化量を測定することにより求めた。その結果、熱中性子導管末端で以前より6倍の強度になっていることを確かめた。また、熱中性子導管の末端での中性子ビームのスペクトルはTOF測定法を用いて測定した。改良に伴い中性子ビームの波長範囲が広がり、特に改良前に中性子導管の曲率による特性で輸送できなかった短波長の中性子ビームが観測されることとなった。熱中性子導管により導かれた中性子ビームの性能評価の目的のために、McStasを用いたモンテカルロシミュレーションを行った。スーパーミラーの特性は使用している中性子導管の測定値を使用することと実際の設置誤差を入力することにより実際の条件に近い計算を行い、熱中性子導管の計算値と実験値の比較を行った。計算によって得られた値は実験値を再現することを明らかにした。このことにより、TOF測定法を用いることができない中性子ビームポートの中性子スペクトル評価を行うことが可能となった。

口頭

中性子ビーム輸送計算によるJRR-3冷中性子導管の最適配置の検討

田村 格良; 山本 和喜; 羽沢 知也; 吉永 真希夫; 米田 政夫; 佐川 尚司

no journal, , 

JRR-3の高性能化の一環として冷中性子ビームの増強計画を進めており、このためには、実験装置までの冷中性子ビームの輸送効率を上げることが重要となっている。そこで、これまでシミュレーションによりそれぞれの実験装置に適切な冷中性子ビームを供給する中性子導管の仕様を検討してきた。冷中性子ビームの輸送効率改良のため、現在のNiミラーから、スーパーミラー(3Qc, 80%)を使用した中性子導管に置換することが現実的な仕様と判断した。中性子導管は長さ850mmの鏡管ユニットを約30本接続しており、今後、増強計画を効率的に進めるために、一部分をスーパーミラー使用の鏡管ユニットに置換した場合の冷中性子ビーム輸送効率の計算を行った。その結果、中性子導管の断面積が同じ場合、C3-2ビームポートにおいてはすべて置換することで5.8倍の増強が得られるが、曲導管部のみの交換でも2.1倍の増強が得られることが明らかになった。また、生体遮蔽内に設置してある中性導管の性能が輸送効率に大きな影響を与えることが明らかになり、上流から鏡管ユニットを置換することが望ましいことがわかった。

口頭

JRR-3のC3冷中性子導管の輸送効率向上,2

田村 格良; 新居 昌至; 永堀 和久; 羽沢 知也; 佐川 尚司; 和田 茂

no journal, , 

原子力機構ではJRR-3のC3冷中性子導管の冷中性子輸送効率の向上を実施している。C3冷中性子導管は大きく分けて曲導管部と直導管部に分かれる。平成21度より競争的資金である原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブによる事業によって曲導管部を、さらに今年度は直導管部の一部をスーパーミラー化することとし、準備を実施している。本スーパーミラー化実施後の中性子ビーム強度並びにスペクトルをMcStasによって評価したのでその結果を報告する。冷中性子導管のスーパーミラー化において、3Qc(反射率80%)の中性子ミラーを使用した中性子導管に交換するが、中性子導管のサイズ、設置における曲率半径及び設置精度は変更しない。計算の結果、曲導管部+直導管7体の交換を実施すると、C3-1ビームポートでは既存の2.8倍の強度の中性子ビームが輸送されることが明らかになった。曲導管部だけの改良では既存の2.3倍の強度増強との計算結果が得られているので、さらなる輸送効率向上が見込める計算結果が得られた。一方、C3-2ビームポートでの計算の結果、既存の2.17倍の強度の中性子ビームが輸送されることが明らかになった。

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