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報告書

原子力災害対応用マニュプレータ及び手動弁開閉用ロボットの設計製作

西山 裕; 岩井 正樹; 千葉 悠介; 椿 裕彦; 大野 隼人*; 早坂 寿郎*; 羽生 敏紀*

JAEA-Technology 2020-007, 18 Pages, 2020/09

JAEA-Technology-2020-007.pdf:2.33MB

平成23年に東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、翌年原子力災害特別措置法及び平成二十三年文部科学省・経済産業省令第四号「原子力災害特別措置法に基づき原子力事業者が作成すべき原子力事業者防災業務計画等に関する命令」(以下「計画等命令」という。)が改正され、各発電事業者はその対応を行った。さらに平成29年に当該計画等命令が10MW以上の試験研究炉及び再処理施設にも適用されることとなり日本原子力研究開発機構も対応を行った。楢葉遠隔技術開発センター遠隔機材整備運用課は、当該計画等命令に対応し令和2年度から本格運用となる、日本原子力研究開発機構内の原子力緊急事態支援組織の中核を担っている。遠隔機材整備運用課の重要な任務に、遠隔機材である作業用ロボットの整備運用がある。前述の本格運用に対応するため、平成30年度に作業用ロボット(走行部、配備済)に搭載する原子力災害対応用マニュプレータ(扉開閉用)を、令和元年度に手動弁開閉用ロボット(走行部及び搭載機器により構成)の設計及び製作をそれぞれ行った。本報告書は、平成30年度及び令和元年度に実施した、原子力災害対応用マニュプレータ及び手動弁開閉用ロボットの設計及び製作に関するものである。

報告書

作業用ロボット及び偵察用ロボットの搭載無線機の機能高度化設計及び実装

西山 裕; 岩井 正樹; 椿 裕彦; 千葉 悠介; 早坂 寿郎*; 大野 隼人*; 羽生 敏紀*

JAEA-Technology 2020-006, 26 Pages, 2020/08

JAEA-Technology-2020-006.pdf:2.43MB

楢葉遠隔技術開発センター遠隔機材整備運用課は、原子力災害特別措置法及び平成二十四年文部科学省・経済産業省令第四号「原子力災害特別措置法に基づき原子力事業者が作成すべき原子力事業者防災業務計画等に関する命令」(以下「計画等命令」という。)に対応するための日本原子力研究開発機構内の原子力緊急事態支援組織の中核を担っている。同課の重要な任務に遠隔機材(作業用ロボット及び偵察用ロボット等)の整備がある。作業用ロボットに関し、既存の作業用ロボット(台車)に積載された原子力災害対応用マニュプレータに付置するマニュプレータ操作指令用無線機について、作業用ロボット(台車)の操作指令機能を付加する改良を設計し実装した。これにより作業用ロボット(台車)の操作指令の冗長化(当該無線機異常時に既設無線機への切替えによる台車操作指令)及び遠距離又は障害物等回避時使用無線中継ロボットの一元化(1台の中継ロボットで台車及びマニュプレータの両操作指令中継)が図られた。(冗長性確保及び高機能付加)また偵察用ロボットに関し、無線通信距離の確認を行った上で、無線強度を測定し、複数のアクセスポイントから最良のアクセスポイントを自動選択する能力を有する運用にとって最善の無線機を選定した。その後当該無線機を偵察用ロボット既存無線機と同時搭載する設計を行い、実装した。(冗長性確保及び高機能付加)本報告書は、令和元年度に実施した、作業用ロボット及び偵察用ロボットの搭載無線機の機能高度化設計及び実装に関するものである。

報告書

偵察用ロボットに搭載可能な昇降台付線量率計の製作

岩井 正樹

JAEA-Technology 2020-004, 14 Pages, 2020/06

JAEA-Technology-2020-004.pdf:2.88MB

平成23年に東日本大震災をきっかけに東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故が発生し、翌年原子力災害対策特別措置法及び同法「計画等命令」改正され、各発電事業者はその対応を行った。さらに平成29年に当該「計画等命令」が10MW以上の試験研究炉及び再処理施設にも適用されることとなり日本原子力研究開発機構も対応を行った。楢葉遠隔技術開発センター遠隔機材整備運用課は、当該「計画等命令」に対応するための日本原子力研究開発機構内の原子力緊急事態支援組織の中核を担っている。同課の重要な業務に遠隔機材の整備運用がある。同課は、合理的で有効な遠隔機材を整備するため、当該「計画等命令」の適用を受ける各施設の現場調査を行った。その結果、整備対象の偵察ロボットに昇降台付線量率計を搭載することが有効であると判断し、当該線量率計の設計及び製作を行った。本報告書は、平成30年度に遠隔機材整備運用課が設計及び製作を行った、昇降台付線量率計に関するものである。

論文

Shell evolution of $$N$$ = 40 isotones towards $$^{60}$$Ca; First spectroscopy of $$^{62}$$Ti

Cort$'e$s, M. L.*; Rodriguez, W.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Holt, J. D.*; Lenzi, S. M.*; Men$'e$ndez, J.*; Nowacki, F.*; 緒方 一介*; Poves, A.*; et al.

Physics Letters B, 800, p.135071_1 - 135071_7, 2020/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:13.44(Astronomy & Astrophysics)

ガンマ線分光による$$N$$=40同調体である$$^{62}$$Tiの分光学研究を$$^{63}$$V($$p$$,$$2p$$)$$^{62}$$TiをRIBFで行った。今回初めて測定された$$2_1^+ rightarrow 0_{rm gs}^+$$$$4_1^+ rightarrow 2_1^+$$の遷移はTiの基底状態が変形していることを示唆した。これらのエネルギーは近傍核の$$^{64}$$Crや$$^{66}$$Feと比較して大きく、したがって四重極集団運動が小さくなっていることが示唆される。今回の結果は大規模殻模型計算によって良く再現される一方、第一原理計算や平均場模型では今回の結果は再現されなかった。

論文

Quasifree neutron knockout from $$^{54}$$Ca corroborates arising $$N=34$$ neutron magic number

Chen, S.*; Lee, J.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Barbieri, C.*; 茶園 亮樹*; Navr$'a$til, P.*; 緒方 一介*; 大塚 孝治*; Raimondi, F.*; et al.

Physical Review Letters, 123(14), p.142501_1 - 142501_7, 2019/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:16.18(Physics, Multidisciplinary)

$$^{54}$$Caでは中性子魔法数34が現れると考えられているが、その直接的な実験的証拠を得るため、$$^{54}$$Caからの中性子ノックアウト反応$$^{54}$$Ca($$p,pn$$)$$^{53}$$Caによって生成される状態を理化学研究所のRI Beam Factoryによって調べた。基底状態および2.2MeVの励起状態が強く生成され、1.7MeVの励起状態の生成量は小さかった。$$^{53}$$Caの運動量分布から、基底状態および2.2MeVの励起状態は$$p$$軌道の中性子を叩き出して得られた状態であることが明らかになった。DWIA計算によって得られた分光学的因子から、$$^{54}$$Caは$$p$$軌道がほぼ完全に占有された閉殻構造を持つことが明らかになり、中性子魔法数34の出現が確実なものとなった。

報告書

緊急時対応遠隔機材の機構内各拠点操作員育成プログラム初級編・中級編

千葉 悠介; 西山 裕; 椿 裕彦; 岩井 正樹

JAEA-Technology 2019-002, 29 Pages, 2019/03

JAEA-Technology-2019-002.pdf:2.43MB

原子力災害対策特別措置法及び同法「計画等命令」の改正が、2017年10月30日に実施された。この改正への対応のため、楢葉遠隔技術開発センター遠隔機材整備運用課は、原子力機構内原子力緊急事態支援組織として、対象となる機構各施設から選出された要員に対して緊急時対応用遠隔操作資機材の操作訓練を開始した。当該訓練は、偵察用ロボット(クローラベルト使用の走行ロボット・小型)、作業用ロボット(同前・大型、作業機構(腕状又は長尺トング)付)及び小型無線ヘリの3種の機材の操作訓練を一式とし、受講する要員の訓練経験及び熟練度に応じて初級, 中級及び上級の3段階に分けて実施することとした。本報告は、2018年度上期に実施した初級及び中級の訓練のため策定した要員育成プログラムについて述べたものである。

論文

Pyrochemical treatment of spent nitride fuels for MA transmutation

林 博和; 佐藤 匠; 柴田 裕樹; 倉田 正輝; 岩井 孝; 荒井 康夫

Science China; Chemistry, 57(11), p.1427 - 1431, 2014/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:93.42(Chemistry, Multidisciplinary)

窒化物燃料は金属燃料のような高い熱伝導率や金属密度、酸化物燃料のような高融点や等方的構造という特長を持つ。1990年代から高レベル廃棄物の放射性毒性低減や処分場の負荷を軽減するためにマイナーアクチノイドの分離変換研究が行われている中、原子力機構では加速器駆動システムを利用した核変換サイクルにMA含有窒化物を用いることを提案している。これまでに、窒化物燃料サイクルにおける乾式処理技術に関して、窒化物の溶融塩電解及び電解によって回収したアクチノイドからの窒化物の再製造に重点をおいて開発を進めてきた。本報告では、これまでの窒化物乾式再処理技術開発の成果及び今後の課題をまとめて報告する。

論文

Preparation of TRU alloys by electrochemical or lithium reduction method

中島 邦久; 岩井 孝; 荒井 康夫; 倉田 正輝*; 中村 勤也*; 有田 裕二*

Proceedings of 10th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation (CD-ROM), 9 Pages, 2010/00

超ウラン元素(TRU)の核変換用金属燃料の燃料製造や燃料設計開発には、TRU合金の状態図や熱力学データに関する情報が欠かせない。本研究では、これらデータベース構築のための試験に供するTRU合金試料を酸化物原料粉から調製することにした。TRU元素を含んだ数グラムの母合金をその混合酸化物の電解還元により調製したが、Pu酸化物単体の電解還元では試料の表面のみしか金属まで還元が進まないことが判明した。NpやPuを高濃度に含んだ混合酸化物の電解還元については、低融点の金属が生成し難しくなることが予想されたため、リチウム(Li)還元法を適用することでTRUを高濃度に含有した合金試料については調製した。

論文

Simultaneous recovery of all actinides from spent nuclear fuel by carbamoylmethylphosphine oxide in fluorinated diluents

小澤 正基; 岩井 武彦*; Babain, V.*; Shadrin, A.*

Proceedings of International Solvent Extraction Conference "Solvent Extraction-Fundamentals to Industrial Applications" (ISEC 2008), p.623 - 628, 2008/09

フッ素系極性希釈剤に溶解したCMPO抽出剤によるf元素の第3相生成特性,抽出及び逆抽出特性を検討した。0.4-0.8MCMPO/30%TBP/Metanitrobenzotrifluoride抽出剤による抽出使用済核燃料溶解液中からの全アクチニドの同時一括抽出,Salt-free錯化剤,methylamine carbonate、によるU+Nu+NP群,Am+VCm群の分別的逆抽出を示唆した。

論文

Research and development of minor actinide-containing fuel and target in a future integrated closed cycle system

逢坂 正彦; 芹澤 弘幸; 加藤 正人; 中島 邦久; 舘 義昭; 北村 了一; 三輪 周平; 岩井 孝; 田中 健哉; 井上 賢紀; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.309 - 316, 2007/03

 被引用回数:25 パーセンタイル:13.35(Nuclear Science & Technology)

高速炉及び加速器駆動未臨界システムを含む将来の統合された閉サイクルシステムにおけるマイナーアクチニド含有燃料及びターゲット、(Pu,Am)O$$_{2}$$-MgO, (Pu,Np)O$$_{2}$$-MgO, (U,Pu,Np)O$$_{2}$$, (U,Pu,Np)N, (Pu,Np,Zr)Nの研究開発が進行中である。本論文では、試料作製試験及び特性測定に関しての現状を報告する。母材の選択を含む酸化物ターゲットの設計コンセプトについて述べる。燃料-被覆管機械的相互作用の評価に資することを目的として高温機械的特性測定装置が新たに導入された。Npを含有する2種類の高速炉用燃料については、その開発の歴史と将来展望について述べる。加速器駆動未臨界システム用の新しい窒化物ターゲットの予備試験結果を紹介する。最後に、高速実験炉常陽における照射試験について簡潔に紹介する。

論文

Development of minor actinide containing fuel/target for the use in a future integrated system of fast reactor and accelerator driven system

逢坂 正彦; 芹澤 弘幸*; 加藤 正人; 井上 賢紀; 中島 邦久*; 舘 義昭; 北村 了一; 大木 繁夫; 三輪 周平; 岩井 孝*; et al.

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 6 Pages, 2005/10

将来の高速炉および加速器駆動システムが組み合わされたサイクルにおけるマイナーアクチニド含有燃料/ターゲット、(Pu,Am)O$$_{2}$$-MgO, (Pu,Np)O$$_{2}$$-MgO, (U,Pu,Np)O$$_{2}$$, (U,Pu,Np)N and (Pu,Np,Zr)Nの開発が、核燃料サイクル開発機構と日本原子力研究所の間で行われている。本論文では、各ターゲットについての製造および特性評価の現状を報告する。加えて、高速実験炉「常陽」における照射試験計画についても述べる。

論文

The Introduction of New Waste Treatment System at the Fugen Nuclear Power Station

手塚 将志; 岩井 正樹; 佐野 一哉; 東浦 則和

Proceedings of International Waste Management Symposium 2005 (WM '05) (CD-ROM), 0 Pages, 2005/00

新型転換炉ふげん発電所における放射性廃棄物処理設備では、廃樹脂減容安定化処理装置及び洗濯廃液濾過装置の導入を計画している。廃樹脂減容安定化処理装置については、実廃樹脂を使い、減容・減重性能、無機化性能、無害化性能、核種の保持・移行性能等に係る確認試験を実施し、実用化へ向け十分な性能が得られることを実証した。また、洗濯廃液濾過装置に関しては、現在2つの方式を比較検討しているが、ホット試験において、放射能やCODの除去性能に関して実機への適用が可能であることを確認した。

論文

Fission gas release and swelling in uranium-plutonium mixed nitride fuels

田中 康介*; 前田 宏治*; 勝山 幸三*; 井上 賢紀*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Materials, 327(2-3), p.77 - 87, 2004/05

高速実験炉「常陽」で照射した2本のウラン・プルトニウム混合窒化物,(U,Pu)N,燃料ピンの照射挙動について、FPガス放出とスエリングに着目して議論した。最高線出力は75kW/m、ピーク燃焼度は4.3at.%であり、照射後の燃料の健全性が確認された。燃料ペレットからのFPガス放出率とスエリング速度は、初期ギャップ幅を変えた2本の燃料ピンにおいて、それぞれ3-5%,1.6-1.8%/at.%burnupの範囲であった。FPガスの大半は(U,Pu)Nの結晶粒内に保持され、一部がガスバブルとして析出していた。被覆管の外径変化は2本の燃料ピンで異なっており、初期ギャップ幅の大きな燃料ピンではペレットのリロケーションに起因すると思われる非均一な外径変化,オーバリティが観測された。

論文

Irradiation performance of uranium-plutonium mixed nitride fuel pins in JOYO

井上 賢紀*; 岩井 孝; 荒井 康夫; 浅賀 健男*

Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.1694 - 1703, 2003/11

スミア密度を変えたウラン・プルトニウム混合窒化物燃料ピン2本を、高速実験炉「常陽」で燃焼度約4.3at.%(約40GWd/t)まで照射した。ピーク線出力は75kW/m、オーステナイトステンレス鋼被覆管最高温度は約906Kであると評価された。燃料ペレットと被覆管のギャップ幅の狭い高スミア密度の燃料ピンでは、ペレットのスエリングに起因した被覆管との間の機械的相互作用により、ほぼ等方的な直径増加が観測されたのに対し、ギャップ幅の広い低スミア密度の燃料ピンでは、ペレットのリロケーションに伴う機械的相互作用により、非等方的な直径変化が観測された。半径方向の気孔分布と結晶粒内に保持されたキセノン量の分布を用いた温度解析を行い、ペレットのスエリングが顕著となるしきい温度を評価した。

論文

Behavior of uranium-plutonium mixed carbide fuel irradiated at JOYO

荒井 康夫; 岩井 孝; 中島 邦久; 長島 久雄; 二瓶 康夫; 勝山 幸三*; 井上 賢紀*

Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.1686 - 1693, 2003/00

高速実験炉「常陽」で約4.3at.%(約40GWd/t)まで照射したウラン・プルトニウム混合炭化物燃料ピンの照射挙動を報告する。ピーク線出力は71kW/m、オーステナイトステンレス鋼被覆管最高温度は約905Kであると評価された。高い線出力照射であるにもかかわらず組織再編は穏やかであった一方で、MOX燃料と比較すると高いスエリング速度と小さなFPガス放出率を示した。照射試験に用いた混合炭化物燃料は超化学量論組成を有していたが、ステンレス鋼被覆管との間の化学的相互作用の兆候はみとめられなかった。また、ほぼ同じ照射条件で照射したウラン・プルトニウム混合窒化物燃料との照射挙動の比較を行った。

報告書

FCA XIX-2炉心データによる炉定数調整, 平成11年度報告書(共同研究)

安藤 真樹; 飯島 進; 石川 眞*; 岩井 武彦*

JAERI-Tech 2000-025, p.45 - 0, 2000/03

JAERI-Tech-2000-025.pdf:1.77MB

新型燃料を用いた高速炉の研究の一環として、窒化物燃料高速炉の核特性に対する計算精度評価を目的とした模擬実験をFCAを用いて行った。本研究では、窒化物燃料高速炉を模擬したXIX-2炉心において測定した臨界性に関するデータを炉定数調整に反映させ、実機窒化物燃料炉心の臨界性に関する設計精度を評価した。その結果、従来の統合炉定数に本実験結果を加えることにより、実機に対する設計精度が0.1%向上した。また、数MeV付近での$$^{14}$$Nの捕獲断面積の不確かさが設計精度に大きく影響を及ぼすことがわかった。

報告書

Experience with hydrogen addition water chemistry in the Fugen nuclear power station

北端 琢也*; 上田 司穂*; 高橋 秀孝; Kanesaki, Takuno*; 岩井 正樹*

PNC-TN3410 88-011, 22 Pages, 1988/04

PNC-TN3410-88-011.pdf:0.43MB

None

口頭

TRU燃焼のための合金燃料設計と製造の基盤技術の開発I,3; TRU低濃度合金調製と相安定性試験

中島 邦久; 岩井 孝; 荒井 康夫; 倉田 正輝*; 中村 勤也*; 有田 裕二*

no journal, , 

本研究では、TRU燃焼のための合金燃料設計に必要なTRU合金状態図や熱力学データ構築のための試験を行うため、これらの試験に供するTRU合金試料を調製して相状態を調べることを目的とした。電解還元法によりTRU含有混合酸化物を還元し、数グラム規模のTRU母合金を調製した。さらに、アーク炉を用いてZr金属などを添加したTRU合金試料を調製した。相安定性試験では、TRU合金試料を焼鈍/急冷し、金相観察することで、析出相の形態,分散状態などを調べた。観察された析出相は、エネルギー分散型X線分析装置(EDX)による組成分析が可能となる大きさの粒径を有しており、TRU合金状態図などの構築に必要な実測データを提供することが可能となった。

口頭

TRU燃焼のための合金燃料設計と製造の基盤技術の開発I,6; TRU高濃度合金調製と相安定性試験

中島 邦久; 岩井 孝; 荒井 康夫; 倉田 正輝*; 中村 勤也*; 有田 裕二*

no journal, , 

TRU合金状態図や熱力学データ構築のため、試験に供するPuやNpを高濃度に含有したTRU合金試料を酸化物原料粉から調製した。合金試料の調製では、Pu酸化物単体の電解還元では試料表面のみしか金属まで還元が進まないことが判明したため、低融点のPuやNpを多く含有するTRU高濃度合金試料の還元ではリチウム(Li)還元法を採用した。Li還元後の還元生成物については、試料に付随している浴塩を除去後、さらなる合金化のためにアーク溶解を行った。一方、相安定性試験では、合金試料を所定の温度(518$$^{circ}$$C, 650$$^{circ}$$C)においてLiCl-KCl共晶塩中に50時間以上浸漬させた後、瞬時に加熱部分から取り出すことで焼鈍/急冷した合金試料のSEM観察やTRU含有合金中に出現する析出相などの元素分析を行った。さらに、これまでに報告されている状態図との比較から焼鈍/急冷試料の相状態を検討した。

口頭

「ふげん」の廃止措置と設備維持管理

岩井 正樹

no journal, , 

デコミッショニング技術講座のとして、「ふげん」の廃止措置の現況,廃止措置のための新規導入設備及び廃止措置認可後の設備維持管理について講演する。

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