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松下 健太郎; 江連 俊樹; 藤崎 竜也*; 中峯 由彰*; 今井 康友*; 田中 正暁
日本機械学会2025年度年次大会講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2025/09
ナトリウム冷却高速炉の設計において、カバーガスの巻込みや溶解によって一次冷却系統内に混入した非凝縮性ガスの挙動の評価が重要となる。本研究では、分散相モデルを適用した三次元CFD解析によって、タンク型炉コールドプレナム領域内における気泡の移行の軌跡を評価した。コールドプレナム内に流入する気泡の半径をパラメータとした感度解析の結果、自由液面部からの気泡離脱率は、気泡の半径が増大するにつれて増加し、気泡半径が大きくなると漸近的に増加する傾向を示すことがわかった。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 田中 正暁; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 堺 公明*
Nuclear Engineering and Design, 432, p.113785_1 - 113785_16, 2025/02
被引用回数：1 パーセンタイル：33.61(Nuclear Science & Technology)ナトリウム冷却高速炉の安全設計の観点から、液面渦によるアルゴンカバーガスのガス巻込み現象(GE)を評価する手法の確立が必要となる。本研究では、GEを評価するインハウスツールである「StreamViewer」の評価モデルの高度化として、吸込み部から液面部にかけて連続する渦中心点を接続することで渦中心線を抽出し、渦中心線に沿った減圧量分布と水頭圧とのつり合いに基づいて渦のガスコア長さを評価する「PVLモデル」について提案した。PVLモデルの適用性確認として、矩形開水路体系における垂直平板による非定常後流渦試験の三次元数値解析結果に本モデルを適用し、その結果、PVLモデルを用いたStreamViewerによるGE評価によって、非定常渦流れの試験における入口流速とガスコア長さの関係を再現できることが確認された。
山本 勝宏*; 今井 達也*; 河合 純希*; 伊藤 恵利*; 宮崎 司*; 宮田 登*; 山田 悟史*; 瀬戸 秀紀*; 青木 裕之
ACS Applied Materials & Interfaces, 16(48), p.66782 - 66791, 2024/11
被引用回数：1 パーセンタイル：14.17(Nanoscience & Nanotechnology)In this study, a silicon-based copolymer, poly(tris(trimethylsiloxy)-3-methacryloxypropylsilane)-co-poly(N,N-dimethyl acrylamide), thin film was subjected to plasma surface treatment to make its surface hydrophilic (biocompatible). Neutron reflectivity (NR) measurement of the plasma-treated thin film showed a decrease in the film thickness (etching width: similar to 20 nm) and an increase in the scattering length density (SLD) near the surface (similar to 15 nm). The region with a considerably high SLD adsorbed water (D
O) from its saturated vapor, indicating its superior surface hydrophilicity. Nevertheless of the hydrophilicity, the swelling of the thin film was suppressed. Hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) performed at various takeoff angles revealed that the thin-film surface (similar to 20 nm depth) underwent extensive oxidation. NR and HAXPES analysis quantitatively yielded the depth profiling of elemental compositions in a few tens of nm scale. Si oxidation and hydrogen elimination (probably CH
groups) in the vicinity of the surface region increased the SLD and decreased the hydrophobicity. A combination of Soft X-ray photoelectron spectroscopy and NR measurements revealed the surface chemical composition and mass density. It was considered that the surface near the film was chemically composed close to SiO, forming a gel-like (three-dimensional network) structure that is hydrophilic and suppresses swelling due to moisture, indicating it can be expected to maintain stable hydrophilicity on the film surface.
松下 健太郎; 江連 俊樹; 藤崎 竜也*; 今井 康友*; 田中 正暁
日本機械学会2024年度年次大会講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2024/09
ナトリウム冷却高速炉の炉上部プレナム部設計に向けて、自由表面渦によるガス巻込み現象の評価手法が開発されている。この評価手法では、評価対象領域における三次元流動解析から得られた流速場に渦モデルを適用することによって渦のくぼみを予測する。本研究では、解析メッシュを自動的に作成することを目的に、移流渦を伴う矩形流路におけるガス巻込み水試験を対象にAdaptive Mesh Refinement(AMR)法の適用を検討した。AMR法を適用する初期メッシュのサイズをパラメーターとして変更して、AMR法を適用して得られた解析メッシュを用いて過渡解析を実施した。その後、リファレンスとなる一様詳細メッシュでの過渡解析結果と、渦形成に関連する物理量と計算にかかる負荷について比較した。その結果、メッシュ数の変化がAMR法による詳細化の終了判定の指標にできる見通しが得られ、AMR法の適用によって過渡解析にかかる計算負荷を低減可能であることが確認された。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
第27回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2023/09
ナトリウム冷却高速炉(SFR)の設計において、炉上部プレナム部における自由液面上に発生するくぼみ渦によって引き起こされるアルゴンカバーガスの巻込み現象(ガス巻込み現象)が重要な熱流動課題の一つとなる。日本原子力研究開発機構では、「StreamViewer」という評価ツールを用いたガス巻込み評価手法の開発を進めている。本研究では、ガスコア長の定量的な評価精度の向上を目的として、StreamViewerにおける評価モデルの高度化について検討した。具体的には、タンク型SFRの中間熱交換器のような、熱輸送系へのガスの入口となる吸込み口から、炉上部プレナムの自由液面へと伸長する渦の中心を表す線(渦中心線)を抽出し、渦中心線に沿った減圧量の分布を算出し、水頭圧と比較することでガスコア長を評価し、ガス巻込みの発生を判定するモデルについて検討した。本評価モデルを非定常渦が発生する矩形開水路の水試験体系の解析結果に適用し、本モデルによる評価によってガス巻込みの発生を判別可能であることを確認した。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
Proceedings of 29th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 29) (Internet), 8 Pages, 2022/08
ナトリウム冷却高速炉(SFR)において、炉上部プレナム内自由液面上に発生する渦によるカバーガス巻込み(GE)が安全設計上の重要な課題の一つであり、GEの評価手法の開発が求められている。日本原子力研究開発機構では、ループ型SFRを対象とした、3次元数値流体解析の計算結果を用いたGE評価手法を開発し、この手法を用いた評価ツールである「StreamViewer」を開発した。本研究では、StreamViewerにおける評価結果の保守性を合理化することを目的に、渦中心線の抽出と渦中心線に沿った減圧量の3次元分布を計算による評価手法の改良を検討した。改良した評価手法の適用性を、非定常渦が発生する矩形流路体系における実験結果に適用し、その結果、従来の評価手法で過大に評価されたガスコア長さの予測結果が改善し、改良された評価手法によってGEの発生を適切に判定できる可能性があることを確認した。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
日本機械学会関東支部茨城講演会2021年度講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2021/08
ナトリウム冷却高速炉の原子炉容器内自由液面部でのガス巻込み現象の評価において、ガス巻込み現象の評価ツールとして「Stream Viewer」の開発を進めている。Stream Viewerは、渦周りの速度分布およびBurgus渦モデルを用いて渦中心の減圧量を算出し、その渦のくぼみ深さを予測するツールである。本報では、速度分布から連続的な渦中心線を抽出する機能をStream Viewerに実装し、渦中心線に沿った減圧量の3次元分布を評価する手法を検討した結果を報告する。矩形流路体系での非定常渦の水流動実験を対象に、渦中心線抽出機能を実装したStream Viewerを適用し、渦中心線の抽出が可能であることを確認した。また、渦中心線に沿った減圧量の分布特性から、ガス巻込みの成長の有無を予測し、評価手法を高精度化できる見通しを得た。
佐甲 博之; 原田 寛之; 坂口 貴男*; 中條 達也*; 江角 晋一*; 郡司 卓*; 長谷川 勝一; Hwang, S.; 市川 裕大; 今井 憲一; et al.
Nuclear Physics A, 956, p.850 - 853, 2016/12
被引用回数：15 パーセンタイル：67.83(Physics, Nuclear)We are designing a large acceptance heavy-ion spectrometer at J-PARC based on a Toroidal magnet to measure hadrons, lepton pairs, and event-by-event fluctuations. We are also designing a closed geometry spectrometer to measure hypernuclei to study weak decays and magnetic moments. In this presentation, the preliminary version of the designed acceleration scheme, as well as the spectrometers and their expected performance and physics results are presented.
佐甲 博之; 中條 達也*; 郡司 卓*; 原田 寛之; 今井 憲一; 金田 雅司*; 金正 倫計; Liu, Y.*; 永宮 正治; 西尾 勝久; et al.
Nuclear Physics A, 931, p.1158 - 1162, 2014/11
被引用回数：28 パーセンタイル：82.10(Physics, Nuclear)J-PARCで将来計画として重イオンプログラムが議論されている。計画の主目的はウラン等の核子当たりのエネルギー約10GeVの重イオンビームを用いた高バリオン密度におけるQCD相図の探索である。特に電子,ミュオンの研究、多重ストレンジ粒子やチャーム粒子等の希粒子の探索に重点を置く。重イオンの加速機構として、新重イオン線形加速器とブースターリングを既存の3GeV RCSシンクロトロンや30GeVメインシンクロトロンと組み合わせる設計を議論している。重イオン計画の概要と、加速機構の設計、物理の目的と実験装置の概念設計について報告する。
今井 卓*; 田口 健治*; 柏 達也*; 北澤 敏秀*; 加藤 良幸; 瀬川 智臣; 鈴木 政浩
電気学会論文誌,A, 133(5), p.271 - 272, 2013/05
日本における核燃料サイクルの一環として、使用済み核燃料から得られるウラン及びプルトニウムの混合硝酸溶液である再処理溶液からマイクロ波加熱によりMOX燃料(UO+PuO)が製造されている。本研究では、MOX燃料を製造するために硝酸Pu/U混合溶液を均一加熱することを目的として、マイクロ波オーブンキャビティにおけるキャビティ底部と脱硝容器の間のスペーサーの効果について調べた。TBR(Top-to-bottom ratio)値(溶液上面と底面における吸収電力比)を評価することにより、溶液の均一加熱に対してスペーサー装荷の有効性を示す結果が得られた。
今井 卓*; 中島 裕貴*; 田口 健治*; 柏 達也*; 北澤 敏秀*; 鈴木 政浩; 瀬川 智臣; 藤井 寛一
Proceedings of 2011 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP 2011) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2011/10
核燃料サイクルの一環として、使用済核燃料から生成されるPu/U硝酸溶液のマイクロ波加熱により、MOX燃料が製造されている。本論文では、円筒型オーブンキャビティ内の固体のPu/U混合硝酸媒体の電力吸収特性及び円偏波入力による効果の解析を行った。数値シミュレーションにより、円偏波の入射が円筒型キャビティ内に設置された媒体の吸収電力の均一性を改善することが明らかとなった。
collisions at 
= 200 and 62.4 GeVAdare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.
Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06
被引用回数：194 パーセンタイル：99.38(Physics, Nuclear)200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの
の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また
や
スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。
and Au+Au collisions at 
= 200 GeVAdare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.
Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04
被引用回数：9 パーセンタイル：51.02(Physics, Nuclear)重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。
佐藤 翔一*; 市村 真*; 山口 裕資*; 片野 誠*; 今井 康隆*; 村上 達也*; 三宅 勇一郎*; 横山 拓郎*; 森山 伸一; 小林 貴之; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 5, p.S2067_1 - S2067_4, 2010/12
JT-60Uで観測されるイオンサイクロトロン放射(ICE)のなかで、入射したDビームに起因するICE(D)と核反応生成(FP)イオンに起因するICEでは、トロイダル方向の波数が異なり、FPイオンによるICEは有限な波数を持つことがこれまでに観測されている。この性質を利用して、ICE(D)の2倍高調波と分離してICE(H)を同定した。ICE(H)が観測される条件を明らかにすることを目的として、実験条件の特定とEPOCコードを用いて軌道の計算をしている。
市村 真*; 山口 裕資*; 佐藤 翔一*; 片野 誠*; 大内 敏昭*; 室 大志*; 関原 悠介*; 村上 達也*; 森山 伸一; 小林 貴之; et al.
no journal, ,
中性粒子入射や高周波により加熱されたイオン、また、核融合反応生成イオンの存在によるプラズマ中の速度空間非等方分布に起因する自発励起波動について、詳細な解析と各種磁場閉じ込め装置において観測される波動を比較し、その物理機構を明らかとして、高エネルギーイオン閉じ込めの改善等に貢献することを目的としている。今回、新たに核融合反応プロトンによるICEを初めて同定したこと、また、詳細なトロイダル方向波数の計測から核融合反応生成ヘリウム3イオンとトリトンに起因するICEが異なる波動励起であることを実験的に明らかにしたことを報告する。また、GAMMA10装置で観測されるアルベンイオンサイクロトロン波動との共通点議論することを考え、周辺部におけるトリトンの非等方速度分布形成をEPOCコードを用いて評価した。
佐藤 翔一*; 市村 真*; 山口 裕資*; 片野 誠*; 今井 康隆*; 村上 達也*; 三宅 勇一郎*; 横山 拓郎*; 森山 伸一; 小林 貴之; et al.
no journal, ,
JT-60Uで観測されるイオンサイクロトロン放射(ICE)のなかで、入射したDビームに起因するICE(D)と核反応生成(FP)イオンに起因するICEでは、トロイダル方向の波数が異なり、FPイオンによるICEは有限な波数を持つことがこれまでに観測されている。この性質を利用して、ICE(D)の2倍高調波と分離してICE(H)を同定した。ICE(H)が観測される条件を明らかにすることを目的として、実験条件の特定とEPOCコードを用いて軌道の計算をしている。
田中 正暁; 菊地 紀宏; 浜瀬 枝里菜; 村上 諭*; 藤崎 竜也*; 今井 康友*
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の安全性強化の観点から極めて有効な方策である自然循環崩壊熱除去時において、事故時を含むあらゆる条件下で原子炉容器内の熱流動場を予測できる解析評価手法の構築が重要となっている。そこで、燃料集合体間のギャップ部に存在するナトリウムの流れによる炉心冷却効果を評価するため、原子炉上部プレナム部での熱流動との相互作用を考慮可能な伝熱流動解析モデルを検討し、既往ナトリウム試験(PLANDTL-1)を対象に解析を実施し、その妥当性を確認した結果を報告する。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では、原子炉容器上部プレナム内の自由液面部に発生するくぼみ渦により、原子炉容器上部のカバーガスが冷却材中に巻き込まれ、炉心挙動に影響を及ぼすガス巻込み現象に対する評価手法の整備が必要となる。本研究では、3次元流動解析によって得られた流速分布から、液面で発生した渦の中心を示す線(渦中心線)を抽出し、渦中心線に沿った圧力降下の3次元分布と、水頭圧を比較することでガス巻込みを評価する「渦中心線減圧量評価モデル(PVLモデル)」を構築した。矩形流路体系における移流渦試験の解析結果を対象にP-VLモデルを適用し、ガス巻込みの評価を行った結果、PVLモデルの適用によって試験条件に対するガス巻込みの発生および非発生を区別できることが確認され、移流渦に対する本モデルの適用性が確認された。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉では、原子炉容器上部プレナム内の自由液面部に発生するくぼみ渦により、カバーガスが冷却材中に巻き込まれる現象(ガス巻込み)が発生する可能性がある。巻き込まれたカバーガス気泡は、炉心部を通過すると炉心挙動に影響を及ぼしうる。このことから、ガス巻込み評価手法の整備を進めている。本研究では、3次元流動解析により得られた流速分布から、液面と吸込み部の間に生じた渦の渦中心線を抽出し、渦中心線に沿った渦中心減圧量分布と、水頭圧を比較することでガス巻込みを評価するモデルについて検討した。矩形流路でのガス巻込み試験を対象に、入口流速条件をパラメータとした試験解析を行い、得られた解析結果に本モデルを適用しガス巻込み評価を行った。その結果、試験と同様に入口流速の増加につれてガス巻込みの発生が増加する様子を再現でき、入口流速とガス巻込み発生の関係が再現可能であることを確認した。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 田中 正暁
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の炉上部プレナム内自由液面部におけるカバーガス巻込み渦の発生が、高速炉の安全設計上の課題となる。そのため、ガス巻込み渦を数値解析によって評価する必要があり、数値解析等で得られた速度分布に基づくガス巻込み量評価ツール「Stream Viewer」を開発している。本報では、Stream Viewerの高度化の一環として、自由液面上の渦中心点を起点として最近接の渦中心点を逐次探索することで連続的な渦中心線を抽出し、ガス巻込み渦の挙動を3次元的に評価する手法を検討した。検討した渦中心線の抽出手法を非定常に物体後流渦が発生する開水路試験体系に適用した結果、ガス巻込み渦が発生し得る体系において渦中心線の抽出が可能であることを確認した。また、渦の発生から下流への進展までにおける渦中心線の挙動を評価し、下流まで進展しガスコアが成長する渦と、ガスコアが成長しない渦とを判別できる見通しを得た。
