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報告書

JMTR及び関連施設を活用した実践型オンサイト研修; 2017年度

江口 祥平; 柴田 裕司; 今泉 友見; 永田 寛; 谷本 政隆; 楠 剛

JAEA-Review 2017-032, 26 Pages, 2018/02

JAEA-Review-2017-032.pdf:2.44MB

照射試験炉センターでは、発電用原子炉の導入を検討しているアジア諸国をはじめとした海外の原子力人材育成及び将来の照射利用拡大、並びに国内の原子力人材の育成及び確保を目的とし、国内外の若手研究者・技術者を対象に、JMTR等の研究基盤施設を活用した実践型の実務研修を実施している。本年度の研修は、国立研究開発法人科学技術振興機構の日本・アジア青少年サイエンス交流事業「さくらサイエンスプラン」に採択され、アジア地域の6か国から10名の若手研究者・技術者が参加し、2017年7月24日から8月4日までの期間で実施した。今回の研修では、原子力エネルギー、照射試験、原子炉の核特性、原子炉施設の安全管理等に関する講義を行うとともに、シミュレータを用いた運転等の実習やJMTR等の施設見学を行った。本報告書は、2017年度に実施した研修についてまとめたものである。

論文

Survey on effect of crystal texture of beryllium on total cross-section to improve neutronic evaluation in JMTR

竹本 紀之; 今泉 友見; 木村 伸明; 土谷 邦彦; 堀 順一*; 佐野 忠史*; 中島 健*

Proceedings of International Conference on the Physics of Reactors; The Role of Reactor Physics toward a Sustainable Future (PHYSOR 2014) (CD-ROM), 11 Pages, 2014/09

モンテカルロ法を用いたJMTRにおける中性子照射場評価において、その評価精度は実測値に比較して高速中性子束では$$pm$$10%程度であるが、熱中性子束では$$pm$$30%程度となっている。一方、利用者から技術的価値の高い照射データの提供が求められているため、熱中性子束の評価精度を高速中性子束と同程度まで高めるための検討を進めている。ベリリウムの製造方法が熱中性子断面積や熱中性子束の評価精度に与える影響について明らかにするため、KURRI-LINACで製造方法の異なる3種類のベリリウム材の全断面積測定実験を行った。その結果、ベリリウム材の結晶構造や不純物に依存して熱中性子に対する断面積が異なることが明らかとなった。また、実験結果を踏まえ調整したベリリウム金属の熱中性子散乱則(S($$alpha$$, $$beta$$))を用いてJMTRの炉心解析を行い、その適用性について検証した。

報告書

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。

論文

JMTR炉心管理システムの整備

今泉 友見; 井手 広史; 那珂 通裕; 小向 文作; 長尾 美春

UTNL-R-0483, p.10_2_1 - 10_2_8, 2013/03

JMTRの再稼働後の炉心管理を迅速かつ正確に行うため、汎用大型計算機で運用しているSRACコードシステム及び炉心管理支援プログラムをパソコン(OS: Linux)に移植するとともに、新たにJMTRの炉心管理システムを整備した。これにより炉心解析については、処理速度を従来に比べて約60倍速くすることを可能にした。各解析コードのGS21-400システムからPC-Linuxへの移植に伴う、計算機内の内部表現の違い等に起因する計算結果の違いは、実用上許容できるレベルであることも確認した。

報告書

Preliminary accident analysis for a conceptual design of a 10 MW multi-purpose research reactor

Park, C.; 谷本 政隆; 今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 神永 雅紀

JAEA-Technology 2012-039, 87 Pages, 2013/01

JAEA-Technology-2012-039.pdf:3.55MB

本報告書は概念設計の段階にある10MW級の多目的研究炉(MRR)の設計実現性及び安全裕度の評価を行うため、流量喪失事故(LOFA)及び反応度事故(RIAs)時における燃料温度等の解析をRELAP5/MOD3コードを用いて実施した。この解析の結果、MRRの概念設計は安全裕度を持って実現可能であることが示された。また、同一事象に対し、研究炉の解析で広く用いられているPARET/ANLコードとEUREKA-2/RRコードを用いた適用性に関する比較評価を行い、これら3つの計算コードはある特定の条件下では若干異なる傾向を示したものの、解析全般に関しては、ほぼ同等の結果を得られることが示された。

報告書

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。

報告書

最先端研究基盤JMTR及び関連施設を用いた研修講座の新設

今泉 友見; 竹本 紀之; 出雲 寛互; 井手 広史; 松井 義典; 相沢 静男; 堀 直彦

JAEA-Review 2012-012, 25 Pages, 2012/03

JAEA-Review-2012-012.pdf:4.21MB

日本原子力研究開発機構では、平成22年度から、原子力産業の世界展開を支援することを目的に、原子力人材育成の観点から若手技術者,大学・高専生等を対象に材料試験炉JMTR及び関連施設を用いた実務的な研修講座を開設した。平成22年度は、研修準備を進めるともに、平成23年2月14日から2月25日にかけて、第1回研修講座を開催した。本研修講座では、JMTRの照射設備の一つである水力ラビット照射装置に関し、照射試験のために実際に行われている核計算実習を中心とした研修を実施し、国内の学生10名が受講した。本報告は、最先端研究基盤JMTR及び関連施設を用いた研修講座の概要及び第1回研修講座の実施結果について取りまとめたものである。

論文

Real time simulator for material testing reactor

竹本 紀之; 今泉 友見; 出雲 寛互; 堀 直彦; 鈴木 雅秀; 石塚 龍雄*; 田村 一雄*

JAEA-Conf 2011-003, p.271 - 275, 2012/03

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開発を進めている照射試験炉シミュレータの概要について報告する。照射試験炉シミュレータは、材料試験炉JMTRをベースとし、照射試験炉の通常運転のほか、照射試験時,異常時,事故時等の主要パラメータを模擬し、これらに対応した原子炉及び照射設備の運転操作訓練を行えるようにするもので、これを活用した研修により原子炉の理解及び原子炉運転等の技能向上を図り、原子力人材育成に貢献することを目的としている。原子炉制御操作卓、プロセス制御コンソール,照射設備制御コンソール,インストラクタ用コンソール,計算サーバ等から構成するものとし、平成22年度に設計を行った。平成23年度から製作を開始し、平成24年度から供用を開始する予定である。

報告書

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$$sim$$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。

報告書

ベリリウム及び水素に対する熱中性子散乱則の現状調査

今泉 友見; 竹本 紀之; 長尾 美春; 河村 弘

JAEA-Review 2009-074, 20 Pages, 2010/03

JAEA-Review-2009-074.pdf:4.11MB

JMTRの照射場評価においては、ある特定の照射領域(燃料領域を囲むベリリウム反射体の照射領域)で、熱中性子束のみ誤差が特に大きくなる傾向があり、その主な原因は、熱エネルギー領域における中性子散乱と吸収にある可能性が高いことがわかってきた。そこで、軽水中の水素及び金属ベリリウムの熱中性子散乱則S($$alpha$$,$$beta$$)の影響について調べた。その結果、軽水中の水素については主だった誤差の要因が確認されなかったが、金属ベリリウムについては、干渉性散乱のうちの非弾性散乱の扱いが誤差の要因の一つである可能性が明らかとなった。

口頭

JMTRの改修・再稼働に向けた取組み,11; 魅力的な照射試験のための技術開発,5; 照射評価用熱中性子散乱則の再評価

今泉 友見; 角谷 浩享*; 奥村 啓介; 片倉 純一; 長尾 美春

no journal, , 

JMTRは、照射利用者から技術的価値の高い照射データの提供が求められているため、JMTR再稼働(平成23年度)までに熱中性子束の評価精度を高速中性子束レベルまで高めるための検討を平成20年度より実施している。これまでの検討から、ベリリウム反射体領域において、熱中性子束のみ特に誤差が大きくなる傾向を確認するとともに、ベリリウムの熱中性子散乱則(S($$alpha$$,$$beta$$))ライブラリの温度を意図的に変更した場合、ベリリウム反射体の照射領域のみで熱中性子束の値が低下することがわかっている。そのため、ベリリウムについて、全断面積測定実験のシミュレーション,散乱法則のシミュレーションを実施し、ベリリウムの熱中性子散乱の解析コード(3次元連続エネルギーモンテカルロコードMCNP)上の処理方法について検証を行うとともに、金属ベリリウムの結晶構造等の違いによるベリリウム全断面積の変化等について検討を行った。

口頭

JMTR改修の現状と再稼働後の運転計画

今泉 友見; 長尾 美春; 神永 雅紀; 石原 正博

no journal, , 

JMTRは第165サイクルの運転をもって一旦停止(平成18年8月)し、その後、平成19年度から4年間をかけ改修し、平成23年度から再稼働する計画で、現在、原子炉機器等の一部更新及び再稼働に向けた取り組みを実施している。原子炉機器の一部更新については、これまでに、ボイラー設備,純水製造装置,炉室給排気系統,電源設備,二次冷却系統設備の更新工事を計画通り完了し、再稼働に向けた取り組みについては、再稼働後のJMTRの運転計画案の策定、照射試験に使用するための新型熱電対の開発を実施していること等、平成22年3月現在までのJMTRの改修及び再稼働に向けた取り組みの状況をまとめた。

口頭

Design of low $$gamma$$ heating field in JMTR

今泉 友見; 竹本 紀之; 長尾 美春

no journal, , 

JMTRは、2011年度に再稼働する予定である。再稼働後のJMTRは、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用の拡大に関する利用が期待される。軽水炉の長期化対策に関しては、ステンレス鋼やコンクリート等のような原子炉構造材の健全性を確認するための照射試験が要求されているが、コンクリート試料の照射試験では、セメント水和物の乾燥や熱応力を防ぐために低い照射温度を維持する必要がある。しかし、照射試料は、$$gamma$$線によって加熱される。一方、低い$$gamma$$加熱場での中性子照射試験は、材料の基礎的研究のような科学技術の向上に効果的である。そこで、JMTRにおける低$$gamma$$加熱率の中性子照射場の検討を行った。検討にあたっては、JMTR炉心において必要以上に温度が高くならないよう、$$gamma$$加熱率が0.07W/g以下を目標とした。

口頭

JMTR再稼働に向けた照射技術開発,3; 照射場評価手法の検討; 核データライブラリJENDL-4.0の適用

竹本 紀之; 今泉 友見; 長尾 美春

no journal, , 

種々の材料の照射試験を実施するJMTRにおいて、照射場解析に使用する核データライブラリの選定は、解析精度向上のために必要である。そのため、再稼働後の照射場解析に使用する核データライブラリ(現在は、JENDL-3.2に基づくFSXLIBJ3R2を使用)について、平成22年5月に公開された最新の日本の評価済み核データライブラリであるJENDL-4.0の適用性の検討を行った。その結果、高速中性子領域の中性子スペクトルがJENDL-4.0とJENDL-3.2とで異なっていることがわかった。この理由としては、U-235の核分裂スペクトルが、JENDL-4.0ではJENDL-3.2と比較して低エネルギー側で低く、高エネルギー側で高くなっていることが挙げられる。そのため、再稼働後のJMTRの照射場評価で使用するU-235の核データライブラリについては、JENDL-3.2の使用も含め、検討を進めることとした。

口頭

JMTRの改修と再稼働準備

今泉 友見; 堀 直彦; 楠 剛; 石原 正博

no journal, , 

第165サイクルの運転をもって一旦停止(平成18年8月)したJMTRは、その後、平成23年度から再稼働する計画で、平成19年度から4年間をかけ改修を実施してきた。原子炉機器の一部更新については、原子炉本体、原子炉冷却系統施設及び計測系統施設の更新工事を完了し、改修に関するすべての更新工事が完了した。再稼働後のさらなる利用性の向上と国際的拠点化を目指し、JMTR改修工事と並行して最先端の照射設備、照射後試験装置などの整備を進めるとともに、再稼働後のJMTRを利用した実務的な研修講座を新設するなどの原子力人材育成に関する取り組みも実施している。JMTRの改修及び再稼働に向けた準備等の現状について、平成23年8月現在までの進捗状況を報告する。

口頭

JMTR再稼働に向けた取組み状況

出雲 寛互; 今泉 友見; 竹本 紀之; 堀 直彦

no journal, , 

JMTRは、3.11地震により、地震後の原子炉施設の健全性確認(設備点検,地震応答解析)を行うため、運転計画変更を行い、2011年11月の再稼働を目指して健全性確認に取組んできた。しかしながら、設備機器の詳細な調査を行うため、再度、運転計画変更を行った。今後は、3.11地震後の社会情勢等を的確に見極め、世界のトップクラスの稼働率を目指して安全・安定運転に努める。また、利用拡大に向けた外部資金による設備整備及びワールドネットワーク構築に向け、JMTRの国際拠点化を目指し積極的な活動を継続していく。

口頭

JMTRにおける中性子照射場評価の現状

竹本 紀之; 木村 伸明; 今泉 友見; 堀 順一*; 佐野 忠史*; 中島 健*

no journal, , 

JMTRにおける照射試験のための中性子照射場評価において、その評価精度は実測値に比較して高速中性子束では$$pm$$10%程度であるが、熱中性子束では$$pm$$30%程度となっている。一方、利用者から技術的価値の高い照射データの提供が求められているため、熱中性子束の評価精度を高速中性子束と同等の精度まで高めるための検討を進めている。評価精度の低下要因について調査を進めた結果、主に熱エネルギー領域における中性子の散乱、吸収過程に原因がある可能性が高いことがわかった。そのため、熱エネルギー領域の評価に使用している熱中性子散乱則データについて感度解析を行ったところ、ベリリウムの干渉性散乱断面積を低下させることで計算値が測定値に近づくことがわかった。そこで、結晶組織構造の干渉性散乱断面積への影響を把握するため、製法の異なる3種類のベリリウム材を用いてKURRI-LINACで全断面積測定実験を行った。その結果、結晶組織の構造により全断面積が変化することが明らかになり、現評価値との比較から実際のベリリウムは完全な結晶構造を持つ多結晶体ではない可能性があることがわかった。

口頭

Improvement of JMTR core management system

今泉 友見; 井手 広史; 山浦 高幸

no journal, , 

JMTRは、運転を行うサイクル毎に、炉心解析を行い、炉心の過剰反応度、停止余裕等が運転制限値を満足していることを確認するとともに、照射試験における炉心内の照射試料挿入位置の高速及び熱中性子束や照射量の予測を行っている。これらの一連の炉心解析については、従来、原子力機構が保有する大型汎用計算機上でSRACによって行ってきたが、大型汎用計算機は、平成24年度をもって廃止となった。また、JMTRで使用しているSRACは、SRAC95やSRAC2006のようにUNIXに対応していない。そのため、JMTRの炉心解析で主に使用するPIJ、CITATION、COREBNをPC-Linuxで使用できるようにした。更に、グラフィックユーザーインターフェースを追加したJMTR炉心管理システムを整備した。新しいシステムは、セル計算モデルや炉心計算モデルを視覚的に確認できるようになるとともに、これまでコマンド操作で実施していた場合に比較して、入力データの作成、出力結果の処理等が容易にできるようになった。

口頭

Safety assessments of JMTR facilities for the new regulation

花川 裕規; 綿引 俊介; 井手 広史; 北岸 茂; 今泉 友見; 荒木 大輔; 飛田 正浩; 山浦 高幸; 神永 雅紀

no journal, , 

2013年12月18日、原子力規制委員会は試験研究の用に供する原子炉の新しい規制基準を施行した。新基準は、既に許可を取得している試験炉も含め、すべての試験研究炉に適用される。したがって、JMTR施設の新規制基準に対する適合性確認が実施される。本発表では、設計基準事故を超す事故(BDBA)に関しJMTRについて行った安全評価について報告する。この評価では、代表的なBDBA事象として8事象を抽出し、公衆の被ばく量の観点から安全解析を行った。解析結果より、それらのうち3事象については、公衆の被爆量が過大になる可能性があることが判明したので、被ばく量を需要可能なレベルまで引き下げるための方策を立案した。

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