Decommissioning of JMTR and study for construction of a new material testing reactor

神永 雅紀; 楠 剛; 土谷 邦彦; 堀 直彦; 那珂 通裕

IAEA-TECDOC-1943, p.45 - 56, 2021/02

https://www.iaea.org/publications/14806/sustainability-and-self-reliance-of-national-nuclear-institutions

JMTRの運転は、2006年8月に点検と見直しを行うために一旦停止され、その後の議論によりJMTRの改修と運転再開が最終的に決定された。改修工事は2007年度から開始され、2011年3月に終了したが、2010年度末(2011年3月)に発生した東日本大震災によりJMTRの再稼働前の機能試験が遅れた。一方、2011年の地震を考慮した安全性評価に基づき、2013年12月18日に原子力規制委員会(NRA)により、試験研究炉に対する新規制基準が定められた。新規制基準では、地震,津波に対する見直し、自然現象の考慮、及び燃料損傷を防止するための設計基準事故を超える事故(BDBA)の考慮が含まれている。新規制基準へ対応するための解析評価は、タイムリーかつ集中的に実施され、原子力規制委員会への設置変更許可申請は2015年3月27日に提出された。申請書提出後、JMTR原子炉建家の耐震性評価は、基準地震動を810gaと仮定して実施した。その結果、原子炉建家及び原子炉プール壁の耐震補強工事が必要であることが判明した。耐震補強に係る検討の結果、耐震補強を行い新規制基準に適合させるためには、少なくとも7年間の補強工事期間と約400億円の費用が必要であることが明らかになった。同時に、当初予定していた年間8運転サイクルといった高稼働率は、高経年化対応が必要なため、期待できないことが明らかになった。このため、原子力機構は2017年4月に発表した施設中長期計画の中で、JMTRを廃止措置施設として位置付けた。その後、文部科学省により設立された研究開発基盤作業部会において国として持つべき研究開発基盤について審議され、2018年4月に原子力機構に対しJMTR後継炉の建設に向けた検討を行うよう提言がなされた。このため、原子力機構は、JMTR後継炉検討委員会を設置し、新たな照射炉の建設に向けた検討を開始した。検討結果は2019年度末までにまとめられる予定である。本報告では、主としてJMTRの廃止措置計画の概要について述べる。

大洗研究開発センターの原子力施設を活用したインターンシップ

竹本 紀之; 板垣 亘; 木村 伸明; 石塚 悦男; 中塚 亨; 堀 直彦; 大岡 誠; 伊藤 治彦

JAEA-Review 2013-063, 34 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-063.pdf:8.46MB

我が国において原子力エネルギーは経済性及びエネルギー保障の観点で重要である。しかし、東京電力福島第一原子力発電所の事故以降、今後の原子力研究者及び技術者の不足が懸念されている。このような中、国立高等専門学校機構では、高等専門学校生を対象とし、原子力施設において実際の体験を含む原子力人材育成研修を行うことを計画した。日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、この計画に協力し、原子力防災・安全を主要テーマにJMTRをはじめとした大洗研究開発センターの原子力施設を活用したインターンシップを実施し、平成23年度から平成25年度まで合計32名の高等専門学校生が参加した。本報告は、平成23年度から3年間に実施した本インターンシップの内容と結果についてまとめたものである。

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成23年度活動報告

綿引 俊介; 花川 裕規; 今泉 友見; 永田 寛; 井手 広史; 小向 文作; 木村 伸明; 宮内 優; 伊藤 正泰; 西方 香緒里; et al.

JAEA-Technology 2013-021, 43 Pages, 2013/07

JAEA-Technology-2013-021.pdf:5.12MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により、その数は減少しているが、原子力発電の導入を計画している国では、原子力人材育成、科学技術の向上、産業利用、軽水炉の安全研究のために、試験研究炉の必要性が高まっている。日本原子力研究開発機構では、平成22年度より試験研究炉設計のための環境整備及び人材育成のため、汎用小型試験研究炉の検討を開始し、平成24年度までに概念検討を行う予定である。平成23年度は、汎用小型試験研究炉の炉心構成の検討、汎用性及び実用性の高い照射設備の検討及びMo製造のためのホットラボ設備の検討を実施した。その結果、炉心構成の検討結果として、照射物を考慮した原子炉の未臨界度及び連続運転時間について確認するとともに自動制御運転中における反応度外乱に対する原子炉の過渡応答について、定格出力運転中の汎用小型試験研究炉は、自動制御運転が十分に可能であることを確認できた。また、照射設備の検討としては、Mo-99のような短半減期ラジオアイソトープの効率的な大量生産の実現が期待できることを確認し、ホットラボ設備の検討においては、Mo製造,RI搬出等を考慮したうえで迅速に試料を配布できるセル・設備を考案した。

シリコン回転装置の設計,製作及び輸送

木村 伸明; 今泉 友見; 竹本 紀之; 谷本 政隆; 斎藤 隆; 堀 直彦; 土谷 邦彦; Romanova, N. K.*; Gizatulin, S.*; Martyushov, A.*; et al.

JAEA-Technology 2012-012, 34 Pages, 2012/06

JAEA-Technology-2012-012.pdf:12.91MB

原子力機構照射試験炉センターでは、産業利用拡大の観点から材料試験炉(Japan Materials Testing Reactor: JMTR)を活用した中性子核変換ドーピング(Neutron Transmutation Doping: NTD)法によるシリコン半導体製造を検討している。この検討の一環として、カザフスタン共和国国立原子力センター(NNC-RK)と原子力機構との原子力科学分野における研究開発協力のための実施取決め(試験研究炉に関する原子力技術)における特定協力課題のうち、シリコン半導体製造に関する技術(STC No.II-4)のもとで、NNC-RKの核物理研究所(INP)にあるWWR-K炉を用いて、高品位シリコン半導体製造のためのシリコン試料の照射試験を行う。本照射試験の実施に先立ち、シリコン試料の照射試験に必要となるシリコン回転装置を原子力機構で製作し、照射試料とともにINP-NNC-RKに輸送した。本報告書は、シリコン回転装置の設計,製作,性能試験及び輸送手続きについてまとめたものである。

照射試験炉シミュレータの概念設計

竹本 紀之; 大戸 勤; 馬籠 博克; 出雲 寛互; 堀 直彦

JAEA-Technology 2012-011, 53 Pages, 2012/03

JAEA-Technology-2012-011.pdf:4.22MB

日本原子力研究開発機構では、原子炉挙動の理解及び技能向上を図り、原子力発電所を導入しようとしているアジア諸国をはじめとした国内外の原子力人材育成に貢献するため、照射試験炉シミュレータの整備を進めている。本シミュレータは、照射試験炉の一つであるJMTRをベースに設計を行い、照射試験炉における運転,照射試験,事故等を模擬し、これらに対応した原子炉及び照射設備の運転操作を体験できるようにするためのものである。本シミュレータの整備は、文部科学省からの最先端研究開発戦略的強化費補助金のうち、世界最先端研究用原子炉の高度利用による国際的研究開発拠点の整備事業において実施するものであり、2010年度から2011年度にかけて整備を行い、2012年度から本シミュレータを用いた研修を開始する予定である。本報告は、2010年度に実施した本シミュレータの概念設計についてまとめたものである。

Training program for students and young engineers in JMTR

竹本 紀之; 出雲 寛互; 堀 直彦; 石塚 悦男; 鈴木 雅秀

JAEA-Conf 2011-003, p.265 - 269, 2012/03

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Conf-2011-003.pdf

JMTRは、世界有数の高い中性子束と広い照射領域を有し、世界最高水準の照射技術を持った世界を代表する照射試験炉である。JMTRでは、原子力産業の世界展開を視野に将来における原子力人材を育成するため、原子力機構のビジティングリサーチャー制度、文部科学省の原子力研究交流制度、原子力人材育成等推進事業等において、研究開発やOJTを通した人材開発に関する取組みを進めている。アジア諸国への原子力導入のための基盤の形成・技術力の向上等に貢献するため、2011年にアジアの若手技術者及び学生を対象とした研修を開始した。2011年の研修では、カザフスタン及びタイから10名が参加した。また、文部科学省の原子力人材育成等推進事業において、「最先端研究基盤JMTR及び関連施設を用いた研修講座」を2010年に新設した。本講座では、照射キャプセルの核設計・熱設計,照射後試験,中性子照射量評価,照射試験炉の模擬運転等にかかわる実習等、総合的かつ実践的な研修を実施し、照射試験炉及び照射試験に関する基礎知識を習得させる。2010年度に第1回、2011年度に第2回及び第3回を開催し、それぞれ10名, 19名及び16名の技術者及び学生が参加した。2012年度以降も年2回開催し、それぞれ約20名の研修生を受け入れる予定である。

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

乾式昇華型Tcマスター・ミルカーの予備的検討; PZCを用いた湿式法との比較

石塚 悦男; 山林 尚道*; 棚瀬 正和*; 藤崎 三郎*; 佐藤 典仁*; 堀 直彦; Awaludin, R.*; Gunawan, A. H.*; Lubis, H.*; Mutalib, A.*

JAEA-Technology 2011-019, 18 Pages, 2011/06

JAEA-Technology-2011-019.pdf:2.61MB

JMTRを利用したMo/Tc製造に関する開発の一環として、乾式昇華法をマスター・ミルカーに応用するための予備的検討を実施した。検討にあたっては、乾式昇華法とPZCからの溶離液をベースとした湿式法の装置をそれぞれ試作して試験を行い、マスター・ミルカーへの適応性について比較した。この結果、乾式昇華法は三酸化モリブデンがグラムオーダーであればTc回収率が約80%、処理時間が約1.5時間であり、湿式法と同等の値が得られた。乾式昇華法が湿式法より優れている点としては、操作が容易であること、使用済MoOの再利用が容易であることが挙げられる。また、逆に不利な点としては、三酸化モリブデン取扱量の増加とともにTc回収率が低下することが挙げられる。

Status of development on Mo production technologies in JMTR

稲葉 良知; 飯村 光一; 細川 甚作; 出雲 寛互; 堀 直彦; 石塚 悦男

IEEE Transactions on Nuclear Science, 58(3), p.1151 - 1158, 2011/06

https://doi.org/10.1109/TNS.2011.2144620

材料試験炉(JMTR)は現在改修中であるが、2011年度には再稼働する予定である。再稼働後のJMTRでは、Tcの親核種であるMoを製造する計画で、2種類の製造方法(固体照射法及び溶液照射法)を用いたMo製造技術の開発を行ってきている。本論文では、固体照射法及び溶液照射法によるMo製造技術開発の現状について述べた。JMTRでは、まず固体照射法によりMoの製造を開始することにしており、国内需要の20%を供給できる見通しを得た。また、溶液照射法に関しては、照射ターゲット候補として選定したモリブデン酸塩水溶液の基本特性を線照射試験によって明らかにした。

Feasibility study on mass production of (n,)Mo

Jun, B. J.; 谷本 政隆; 木村 明博; 堀 直彦; 出雲 寛互; 土谷 邦彦

JAEA-Research 2010-046, 103 Pages, 2011/01

JAEA-Research-2010-046.pdf:2.63MB

現在、世界において医療診断用Moは不足しており、Mo製造のためのいろいろな研究開発がその有効性のために行われている。(n,)Mo方法は重大な不足を解決する唯一の方法であるが、Tcの抽出において追加費用が必要だけでなく、比放射能が低い。一方、(n,)Mo方法の追加費用を減らすための技術は既に利用できる。特に、日本と韓国では、すべてのMoを遠隔地から輸入していたが、(n,)Mo方法による製造コストは近隣諸国での利用により利益は特に大きくなる。本報告書は、Moの需要と供給,他の製造方法に対する競争力及びMoの生産能力,コスト,使用の便宜,その不足を克服するための技術などの必要条件における世界的かつ地域的現状の観点から、(n,)によるMo大量製造の実現性について研究した。