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論文

Oxidation of silicon carbide in steam studied by laser heating

Pham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝; 古本 健一郎*; 佐藤 寿樹*; 石橋 良*; 山下 真一郎

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference / Light Water Reactor Fuel Performance Conference (Global/Top Fuel 2019) (USB Flash Drive), p.670 - 674, 2019/09

Silicon carbide (SiC) has recently attracted much attention as a potential material for accident tolerant fuel cladding. To investigate the performance of SiC in severe accident conditions, study of steam oxidation at high temperatures is necessary. However, the study focusing on steam oxidation of SiC at temperatures above 1600$$^{circ}$$C is still certainly limited due to lack of test facilities. With the extreme oxidation/corrosion environment in steam at high temperatures, current refractory materials such as alumina and zirconia would not survive during the tests. Application of laser heating technique could be a great solution for this problem. Using laser heating technique, we can localize the heat and focus them on the test sample only. In this study, we developed a laser heating facility to investigate high-temperature oxidation of SiC in steam at temperature range of 1400-1800$$^{circ}$$C for 1-7 h. The oxidation kinetics is then being studied based on the weight gain and observation on cross-sectioned surface of tested sample using field emission scanning electron microscope. Off-gas measurement of hydrogen (H$$_{2}$$) and carbon monoxide (CO) generated during the test is also being conducted via a sensor gas chromatography. Current results showed that the SiC sample experienced a mass loss process which obeyed paralinear laws. Parabolic oxidation rate constant and linear volatilization rate constant of the process were calculated from the mass change of the samples. The apparent activation energy of the parabolic oxidation process was calculated to be 85 kJ.mol$$^{-1}$$. The data of the study also indicated that the mass change of SiC under the investigated conditions reached to its steady stage where hydrogen generation became stable. Above 1800$$^{circ}$$C, a unique bubble formation on sample surface was recorded.

論文

High-precision quadrupole moment reveals significant intruder component in $$^{33}_{13}$$Al$$_{20}$$ ground state

Heylen, H.*; De Rydt, M.*; Neyens, G.*; Bissell, M. L.*; Caceres, L.*; Chevrier, R.*; Daugas, J. M.*; 市川 雄一*; 石橋 陽子*; Kamalou, O.*; et al.

Physical Review C, 94(3), p.034312_1 - 034312_5, 2016/09

AA2016-0115.pdf:0.4MB

 被引用回数:36 パーセンタイル:91.95(Physics, Nuclear)

フランスGANIL研究所にて、中性子過剰核$$^{33}$$Alの電気的四重極モーメントの高精度測定を$$beta$$-NQR法を用いて行った。この領域の不安定核では、$$^{32}$$Mgでは中性子数20魔法数が消滅しており、$$^{34}$$Siでは中性子数20魔法数が保たれていることが知られている。その中間にある$$^{33}$$Alで魔法数が消滅しているか否かは大きな興味を持たれているが、これまでの実験では魔法数消滅の程度に対する決定的なデータは存在しなかった。この実験では、魔法数の消滅の程度に敏感と考えられている電気的四重極モーメントを高精度で測定し、$$|Q|=141(3)$$mbが得られた。この値を殻模型計算と比較したところ、$$^{33}$$Alでは魔法数が50%以上消滅していることが明らかになった。

論文

Measurements and parameterization of neutron energy spectra from targets bombarded with 120 GeV protons

梶本 剛*; 執行 信寛*; 佐波 俊哉*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; Lee, H. S.*; Soha, A.*; Ramberg, E.*; Coleman, R.*; Jensen, D.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 337, p.68 - 77, 2014/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:38.2(Instruments & Instrumentation)

エネルギー10GeVを超える陽子加速器施設における中性子線量計算の精度検証のために、120GeV陽子入射による厚いターゲット(グラファイト,アルミニウム,銅,タングステン)から生成する中性子エネルギースペクトルを、液体有機シンチレータNE213と飛行時間法を用いて、米国フェルミ国立研究所のTest Beam Facilityにおいて測定した。測定した中性子のエネルギー範囲は25MeVから3GeVとし、測定角度は30, 45, 120, 150$$^{circ}$$の4点とした。また、中性子スペクトルを3つの運動源模型を用いてフィッティングし、スペクトル形状を再現するパラメータを導出した。得られたスペクトルをモンテカルロ粒子輸送計算コードPHITS及びFLUKAの計算結果と比較した。その結果、全てのターゲットと角度において、PHITSによる計算結果は実験値を16-36%過小評価、FLUKAの計算結果は実験値を26-57%過小評価することがわかった。この主な原因として、計算コードの核反応モデルにおいて、120GeV陽子とターゲットの最初の衝突に伴う中性子生成の記述に問題があることがわかった。

論文

Interaction between nitrogen nutrients acquisition function and distribution of photosynthetic products

大山 卓爾*; 末吉 邦*; 大竹 憲邦*; 伊藤 小百合*; 石橋 弘規*; Hara, T.*; Kimura, T.*; 松橋 信平; 藤巻 秀; 鈴井 伸郎; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 122, 2007/02

As nodulated leguminous crops grow, they assimilate both gaseous nitrogen and combined nitrogen. Combined N especially the NO$$_{3}$$$$^{-}$$ form inhibits all phases of nodulation and N$$_{2}$$ fixation process, although the mechanism have not been fully elucidated. Tungstate is a non-essential element for plant growth, which exerts harmaful effects on plants. When tungstate is applied to the plant medium, it competes with molybdate and inhibits some enzymes, which have a Mo cofactor in the active site such as nitrate reductase and nitrogenase. Application WO$$_{4}$$$$^{2-}$$ to the culuture medium diturbed nitrate transport to the shoot. In this report, WO$$_{4}$$$$^{2-}$$ was introduced into cut end of petiole of primary leaf and investigated that $$^{13}$$NO$$_{3}$$$$^{-}$$ transport from root to shoot was inhibited or not.

論文

もんじゅ高度化炉心におけるMA照射試験概念の検討

照山 英彦; 金城 秀人; 石橋 淳一; 西 裕士; 影山 武*

サイクル機構技報, (20), p.45 - 58, 2003/09

将来の「もんじゅ」を世界有数の高速中性子場あるいは経済性向上実証の場として利用するため、サイクル機構では2段階の高度化炉心移行計画案を検討している。本報告ではこれまでの高度化炉心概念検討に基づき、現行炉心(燃焼度8万MWD/T、5ヶ月サイクル)から第1期高度化炉心(燃焼度10万MWD/T、6ヶ月サイクル)への具体的移行計画を策定するとともに、高度化炉心での少数体(3$$sim$$6体)のマイナーアクチニド(MA)照射試験概念を数種類検討し、その主要炉心特性を評価した。その結果、「もんじゅ」高度化炉心に少数体のMA照射試験集合体を装荷した場合には、炉心特性への影響を抑えつつ25%以上の有意なMA消滅率の得られることを確認した。

論文

「もんじゅ」高度化炉心概念の研究(II); 長期運転サイクル・高燃焼度炉心概念

金城 秀人; 西 裕士; 石橋 淳一; 影山 武*

サイクル機構技報, (18), p.11 - 22, 2003/03

敦賀本部国際技術センターにおける炉心性能向上に関する研究の一環として、現行炉心の約2倍、「12ヶ月運転サイクル期間・13$$sim$$15万MWD/T取出燃焼度」を目標とする第2期高度化炉心概念について検討し、炉心諸特性を評価した。運転サイクル期間延長に伴う燃焼反応度増大、反応度収支の悪化に対処するため、1.「約7.7MM径$$times$$127本、95%高密度、103CM炉心長」の太径長尺ドライバ燃料を導入して内部転換比、燃焼特性を改善し、2.制御棒吸収体の10SUPB濃縮度や吸収体長さも変更して制御棒価値を増加させた炉心概念を構築し、この炉心体系での主要炉心核熱特性を評価した。その結果、炉心核熱特性や反応度制御特性、ドップラ・ボイド反応度等安全特性への影響を抑えつつ、1年連続運転・150GWD/T燃焼度の目標炉心性能が得られ、高度化炉心の成立性を確認した。

論文

Structure of the 11/2$$^{-}$$ analog state in $$^{91}$$Nb populated by the $$^{90}$$Zr($$alpha$$, t) reaction

Van der Molen, H. K. T.*; 秋宗 秀俊*; Van den Berg, A. M.*; 大東 出*; 藤村 寿子*; 藤田 佳孝*; 藤原 守; Harakeh, M. N.*; 井原 史智*; 猪俣 享*; et al.

Physics Letters B, 502(1-4), p.1 - 8, 2001/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.27(Astronomy & Astrophysics)

180MeVでの$$^{90}$$Zr($$alpha$$, t)核反応をもちいて$$^{91}$$Nb原子核のアイソバリックアナログ状態11/2$$^{-}$$からの陽子放出崩壊を研究した。理論計算と測定結果を比較することにより陽子放出崩壊の分岐比が、うまく説明可能であることがわかった。

論文

Preparation of monodisperse aerosols of dioctyl phthalate by a new apparatus

岡田 高志; Ishibashi, H.*; 木谷 進

Journal of Colloid and Interface Science, 29(4), p.613 - 616, 1969/04

 被引用回数:9

抄録なし

口頭

Steam oxidation of silicon carbide at high temperature up to 1800$$^{circ}$$C

Pham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝; 古本 健一郎*; 佐藤 寿樹*; 石橋 良*; 山下 真一郎

no journal, , 

Silicon carbide has been considered as a potential candidate for fuel cladding. Many studies have been conducted to investigate the steam oxidation of SiC at temperatures below 1600$$^{circ}$$C. However, the steam oxidation behavior of SiC at temperatures above 1600$$^{circ}$$C remained unclear due to the lack of test facilities. In this study, we investigated the steam oxidation of SiC at temperatures ranging from 1400-1800$$^{circ}$$C using a newly developed laser heating facility.

口頭

R&D for introducing silicon carbide materials to safety improvement of BWR's core, 5; Influence of steam flow rate on oxidation of SiC at high temperatures

Pham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝; 石橋 良*; 山下 真一郎

no journal, , 

In this study, oxidation of SiC under various flow rates of steam was investigated at 1400$$^{circ}$$C using laser heating. Results of the investigation indicated that the mass evolution of SiC underwent a mass gain with 0.1 g/min of steam flow rate. Whereas, the mass evolution experienced a mass loss with 3 g/min of steam. Based on the data of mass change under the investigated conditions, the parabolic and linear rate constants were calculated and reported.

口頭

R&D for introducing silicon carbide materials to safety improvement of BWR's core, 7; Oxidation kinetics of SiC at 1400-1600$$^{circ}$$C under different steam flow rate

Pham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝; 石橋 良*

no journal, , 

Since the severe accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, development of accident tolerant fuel claddings such SiC has been intensively discussed. However, application of SiC as fuel claddings has raised some concerns over its performance under severe accident conditions in steam. In this study, investigation of steam oxidation for SiC at 1400-1600$$^{circ}$$C under 0.1 and 3 g/min steam flow rate was performed using newly developed laser heating facility. Results of the investigation showed that the SiC experienced a mass gain behavior under 0.1 g/min steam flow rate. Whereas, it suffered a mass loss under 3 g/min steam flow rate. Based on the mass change data obtained in the investigation, reaction rate constants and activation energy of the process were calculated and reported.

口頭

BWR適用に向けたSiC被覆管の要素技術開発

石橋 良*; 廣坂 和馬*; 池側 智彦*; 柴田 昌利*; 佐々木 政名*; 土屋 暁之*; Pham, V. H.; 倉田 正輝; 根本 義之

no journal, , 

炭化ケイ素(SiC)材料製被覆管を用いた燃料は、高温での安定性に伴う事故耐性が期待される一方、沸騰水型原子炉(BWR)で使用するためには多くの技術課題が残っている。その優れた耐熱性を活かし、BWRの構造と運転条件に適用させるため、SiC被覆管の要素技術の開発に取り組んでいる。その中で、耐食被覆および端栓接合のための技術を重点的に開発してきた。講演では詳細を紹介する。

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