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論文

Application of JSME Seismic Code Case by elastic-plastic response analysis to practical piping system

大谷 章仁*; 甲斐 聡流*; 金子 尚昭*; 渡壁 智祥; 安藤 勝訓; 月森 和之*

Proceedings of 2018 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2018), 10 Pages, 2018/07

本論文は、日本機械学会において策定中の事例規格を実機配管に適用した結果を報告するものである。ここでは、高速炉もんじゅの2次系配管を実機配管の代表例として選定した。事例規格に定める手法により配管系の弾塑性時刻歴解析を行い、配管の強度評価を実施した。その結果、事例規格による評価は配管系の耐震強度を左右する疲労強度の観点で、現行規格の手法よりも合理的な評価が可能であることを確認した。

論文

ナトリウム冷却型高速炉配管のLBB評価に対する荷重条件の提案と配管パラメータの影響

矢田 浩基; 高屋 茂; 若井 隆純; 仲井 悟; 町田 秀夫*

日本機械学会論文集(インターネット), 84(859), p.17-00389_1 - 17-00389_15, 2018/03

ナトリウム冷却型高速炉の供用期間中検査において、ナトリウムバウンダリを構成する機器に対して連続漏えい監視による試験が検討されている。連続漏えい監視試験は、破断前漏えい(LBB)が成立することを前提に機器の内包物の系統外への漏えいを検出設備により連続的に監視する試験である。高速炉における既往のLBB評価ではエルボ横腹部に軸方向亀裂を想定した評価が行われているが、供用期間中検査の観点からは管の周方向亀裂に対してもLBBが成立することを確認する必要がある。本研究では、高速炉配管を対象としたLBB評価条件の検討及び適用例として高速増殖原型炉「もんじゅ」のクラス1配管を対象に周方向亀裂を想定したLBB成立性の評価を行った。さらに、実機条件を参考に設定した多数のLBB評価を実施し、配管パラメータがLBB成立性に及ぼす影響を検討した。

論文

廃止措置における高速炉ナトリウムの処理及び処分技術の現状

仲井 悟

デコミッショニング技報, (56), p.14 - 28, 2017/09

高速増殖原型炉もんじゅ発電所(以下「もんじゅ」)は建設段階であるが、2016年12月に安全かつ確実な廃止措置を実施することが決定した。「もんじゅ」は冷却材に化学的に活性なナトリウムを使用するなど、軽水炉とは異なる特徴があり、廃止措置では、これを考慮して施設の解体・撤去を進める必要がある。海外のイギリス,ドイツ,アメリカ,フランス等では、廃止措置を実施した先行例があり、参考にすることができる。ここでは、ナトリウムの処理、処分に関し海外の事例を調査し、その状況と課題について報告する。

論文

Maintenance

仲井 悟

Fast Reactor System Design, p.249 - 267, 2017/03

原子力プラントは、寿命中を通して安全性、信頼性および構造健全性を維持する必要がある。このため、設計条件からの逸脱等による熱応力の要因となる急激な温度変化を避けるなどの注意深い運転が必要となる。また、原子力発電所のような巨大複雑システムでは、設計時における寿命中の挙動の予測には不確実性が伴い、プラント寿命期間にわたり安全性、信頼性を設計だけで担保することは難しい。このため、適切な保全活動が必要であるとともに、設計段階における保全への配慮が相対的に大きくなる。特に、新型炉に関しては不確実性が大きいことから、その重要性は一層大きいものになる。このため、巨大複雑システムである原子力発電所の保全の基本を理解した上で、高速炉の特徴を加味した保全についての考え方を学んでほしいと考えている。

論文

A Modelling study on water radiolysis for primary coolant in PWR

向井 悟*; 梅原 隆司*; 塙 悟史; 笠原 茂樹; 西山 裕孝

Proceedings of 20th International Conference on Water Chemistry of Nuclear Reactor Systems (NPC 2016) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2016/10

日本のPWRでは、水の放射線分解抑制のために、一次冷却材中の溶存水素濃度は25$$sim$$35cc/kg-H$$_{2}$$Oの範囲に制御されている。しかし、日本では被ばく低減の観点から、溶存水素濃度の低下を目指している。そこで、溶存水素濃度を低下したときの一次冷却材中の放射線分解生成物の濃度について、$$gamma$$線,高速中性子、及び$$^{10}$$B(n,$$alpha$$)$$^{7}$$Li反応によるアルファ線を考慮した放射線分解モデルにより評価した。その結果、溶存水素濃度が5cc/kg-H$$_{2}$$Oに低下しても放射線分解が抑制されることが示された。異なるG値と主要反応の速度定数がH$$_{2}$$O$$_{2}$$とO$$_{2}$$の濃度に及ぼす影響を水素注入条件下で調べるとともに、ホウ酸水中でのアルファ線による放射線分解の影響にも注目した。

論文

Observation and evaluation of plastic collapse for double-notch pipe

鈴木 良祐*; 松原 雅昭*; 坂本 賢治*; 鈴木 将人*; 白石 泰祐*; 柳原 星児*; 伊沢 悟*; 若井 隆純

Experimental Techniques, 40(1), p.253 - 260, 2016/09

軸方向に垂直な2つの90度貫通切欠きを持つオーステナイト系ステンレス鋼管の塑性崩壊挙動と強度を調べた。様々なノッチ間距離で二つのノッチ試験片を光塑性フィルムで覆った。試験片には、軸方向の引張荷重と曲げ荷重を任意に組み合わせた荷重を加えた。塑性崩壊挙動を調査するために、試験中に光塑性フリンジパターンの変化が観察された。塑性崩壊強度は、弾完全塑性体に基づくモデルを用いて評価した。実験的な塑性崩壊点での光塑性フリンジパターンは荷重履歴によって異なった。このことから、塑性崩壊挙動は荷重履歴に依存することがわかった。一方、塑性崩壊強度はノッチ間距離にはほとんど依存しなかった。実験的な塑性崩壊は、いくつかの純引張荷重試験でのみ理論塑性点に達する前に発生した。したがって、この研究で使用された弾完全塑性体に基づくモデル解析は、純粋な引張荷重を受けるステンレス鋼管の塑性崩壊には非保守的な推定を与える可能性がある。

論文

Perturbation on hyperfine-enhanced $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics associated with antiferroquadrupolar order in PrV$$_2$$Al$$_{20}$$

伊藤 孝; 髭本 亘; 酒井 明人*; 中辻 知*; 辻本 真規*

Physical Review B, 92(12), p.125151_1 - 125151_5, 2015/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.95(Materials Science, Multidisciplinary)

The nature of multipolar order and hyperfine-enhanced (HE) $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics in PrV$$_2$$Al$$_{20}$$ was investigated using the muon spin relaxation technique. No explicit sign of time-reversal symmetry breaking was found below the multipolar order temperature $$T_Qsim 0.6$$K in a zero applied field as anticipated on the basis of the antiferroquadrupolar (AFQ) order picture proposed by Sakai and Nakatsuji [J. Phys. Soc. Jpn. ${bf 80}$, 063701 (2011)]. Further evidence of the nonmagnetic ground state was obtained from the observation of HE $$^{141}$$Pr nuclear spin fluctuations in the MHz scale. A marked increase in the muon spin-lattice relaxation rate (1/$$T_{rm 1,mu}$$) was observed below 1K with decreasing temperature, which was attributed to the perturbation on the HE $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics associated with the development of AFQ correlations.

報告書

照射後試験施設から発生する廃棄物の放射能評価方法の検討

星野 譲; 坂本 義昭; 室井 正行*; 向井 悟*

JAEA-Technology 2015-015, 96 Pages, 2015/07

JAEA-Technology-2015-015.pdf:20.34MB

照射後試験施設から発生する廃棄物の処分に向けて、廃棄物中の放射能分析結果及びその解析結果に基づき、照射後試験施設に共通的な放射能評価方法を検討する必要がある。そこで、ニュークリアディベロップメントにて保管されている可燃性廃棄物を対象として、分析試料3点から17核種(H-3, C-14, Co-60, Ni-63, Sr-90, Tc-99, Cs-137, Eu-154, U-234, U-235, U-238, Pu-238, Pu-239, Pu-240, Pu-241, Am-241, Cm-244)の放射化学分析及び実搬入燃料のデータを用いたORIGEN-2計算による廃棄物の放射能評価を実施した。本報告書では、実施した計算による廃棄物の放射能評価及び放射化学分析結果をまとめるとともに、計算結果と分析結果を比較し、適用する放射能評価方法を構築する上で課題となる点について整理した。

論文

Application of the system based code concept to the determination of in-service inspection requirements

高屋 茂; 浅山 泰; 神島 吉郎*; 町田 秀夫*; 渡辺 大剛*; 仲井 悟; 森下 正樹

Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science, 1(1), p.011004_1 - 011004_9, 2015/01

システム化規格概念に基づきプラントの特徴を考慮した効果的かつ合理的なISIの実現のために、新しいISI要求の決定手法を提案した。提案手法は、構造健全性に着目した評価とプラントの安全性の観点から欠陥の検出性に着目した評価の二つからなる。なお、欠陥検出性が十分でない場合には、十分に保守的な仮定の下での構造健全性評価が要求される。また、原型炉もんじゅに対する評価を実施し、提案手法が実機への適用性を有していることを示した。

論文

保全

仲井 悟

原子力教科書; 高速炉システム設計, p.199 - 214, 2014/09

原子力プラントは、寿命中を通して安全性, 信頼性および構造健全性を維持する必要がある。このため、設計条件からの逸脱等による熱応力の要因となる急激な温度変化を避けるなどの注意深い運転が必要となる。また、原子力発電所のような巨大複雑システムでは、設計時における寿命中の挙動の予測には不確実性が伴い、プラント寿命期間にわたり安全性、信頼性を設計だけで担保することは難しい。このため、適切な保全活動が必要であるとともに、設計段階における保全への配慮が相対的に大きくなる。特に、新型炉に関しては不確実性が大きいことから、その重要性は一層大きいものになる。このため、巨大複雑システムである原子力発電所の保全の基本を理解した上で、高速炉の特徴を加味した保全についての考え方を学んでほしいと考えている。

論文

高速炉への保全学の適用

仲井 悟

保全学, 13(2), p.41 - 42, 2014/07

日本保全学会における高速炉保全のあり方に関する検討において、技術的側面での保全の在り方については、完全とは言えないまでも高速炉保全技術を確立するための道筋は明確になったと考えられる。この道筋を実証し、高速炉保全技術を確立するためには、プラントの運転・保守経験を積むことが肝要である。一方、保全対象設備や保全の方法が明確にされ、その保全に使用する保全技術が確立されたとしても、保全を実施するのは組織・人間であり、組織・人間系における能力の維持・向上、確実な行為の実施は保全においては不可欠である。保全能力の維持・向上については、組織的な教育・技術伝承の取り組みの必要性は軽水炉を含めて言われている。日本保全学会においては保全学の構築とその原子力発電設備への適用が設立の動機であり、保全の第二原則では「正しい保全」を的確に実施する、第三原則では保全における安全性と経済性の両立となっている。この原則を高速炉、特に原型炉に適用するための格好の機会と考えられる。

論文

Study on piping response under multiple excitation (validation for elastic-plastic analysis of piping)

甲斐 聡流*; 渡壁 智祥; 金子 尚昭*; 都知木 邦裕*; 森泉 真; 月森 和之

Proceedings of 2014 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2014) (DVD-ROM), 10 Pages, 2014/07

原子力プラントの配管は複数の支持点を有することから、地震時には多点入力挙動を示す。本報では、弾塑性域における配管の多点入力解析手法の妥当性について試験結果との比較により検証した結果について報告する。

論文

配管の多入力応答に関する研究; 多入力配管解析の検証

甲斐 聡流*; 渡壁 智祥; 金子 尚昭*; 都知木 邦裕*; 森泉 真; 月森 和之

Dynamics and Design Conference 2013(D&D 2013)講演論文集(USB Flash Drive), 10 Pages, 2013/08

原子力プラントにおける配管系は、複数のフロア、複数の建屋にまたがり配置される。地震時には、1本の配管系であっても設置場所に応じた個々の異なる地震動が入力される。本研究では、上記のような多点入力条件となる配管系の解析手法を、加振実験との比較により検証した。その結果、多点入力時刻歴解析は、加振実験結果での応答履歴及び最大応答量を精度よく再現できた。一方、多点入力応答スペクトル解析では、多点入力の組合せ法として、SRSS法よりも絶対値和法を用いることが適切であることがわかった。

論文

Magnetic excitations and $$c$$-$$f$$ hybridization effect in PrTi$$_2$$Al$$_{20}$$ and PrV$$_2$$Al$$_{20}$$

徳永 陽; 酒井 宏典; 神戸 振作; 酒井 明人*; 中辻 知*; 播磨 尚朝*

Physical Review B, 88(8), p.085124_1 - 085124_7, 2013/08

 被引用回数:21 パーセンタイル:21.61(Materials Science, Multidisciplinary)

Pr$$Tr$$$$_2$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$=Ti, V)は、高温では近藤効果による重い電子状態を示唆する振る舞いが観測され、一方、低温では多極子秩序と考えられる相転移を示し、さらにより低温で超伝導が出現する非常に興味深い系である。我々はこの物質について初めてとなるNMR研究を行い、微視的観点からその電子状態の解明を行った。その結果、スピン格子緩和時間の測定から、この系ではf電子と伝導電子との間に強い混成効果が存在し、それがTi系からV系へ移行するとともに強まっていることを確認した。さらにTi系物質において多極子ゆらぎに起因すると思われる緩和時間の異常な振る舞いも観測した。これまで超伝導はTi系でのみ観測されており、今回のNMR研究の成果は、この系における超伝導と多極子揺らぎの関係を理解する上で重要な指針を与えている。

論文

Study on piping response under multiple excitation, 2; Validation for multiple analysis of piping

甲斐 聡流*; 渡壁 智祥; 金子 尚昭*; 都知木 邦裕*; 森泉 真; 月森 和之

Proceedings of 2013 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2013) (DVD-ROM), 9 Pages, 2013/07

現行の配管耐震解析に多入力解析を適用することで配管強度評価の合理化が期待できる。本件では、3振動台を用いた加振試験から得た多入力を受ける配管の実挙動を解析で模擬し、解析による評価手法について検証した。

論文

Microscopic evidence for long-range magnetic ordering in the $$Gamma$$$$_{8}$$ ground quartet systems Sm$$Tr$$$$_{2}$$Al$$_{20}$$ ($$Tr$$: Ti, V, Cr)

伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦; 酒井 明人*; 中辻 知*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB050_1 - SB050_4, 2012/12

f電子系化合物$$RT_2$$Al$$_{20}$$ ($$R$$: Pr, Sm, $$T$$: Ti, V, Cr)は特異な籠状構造に起因する興味深い物性を示す。$$R$$イオンは16個ものAl原子からなる「籠」に内包されており、$$R$$サイトには対称性の高い結晶場が生じる。これにより多極子自由度が活性な結晶場基底が形成され、低温において多極子秩序が生じる。一方、多数のAl原子が$$R$$イオンに配位することにより、顕著な$$cf$$混成が生じる。$$cf$$混成の度合いは$$T$$元素の置換によってチューン可能であることから、多極子秩序に関する量子臨界性の系統的研究が可能な系として注目を集めている。本研究では、上述の議論の前提となっている多極子秩序を微視的な観点から検証するために、PrTi$$_2$$Al$$_{20}$$及びSm$$T_2$$Al$$_{20}$$($$T$$: Ti, V, Cr)に対して$$mu$$SR測定を行った。その結果、PrTi$$_2$$Al$$_{20}$$及びSm$$T_2$$Al$$_{20}$$($$T$$: Ti, V, Cr)の秩序変数が、それぞれ電気四極子と磁気多極子であることが明らかになった。

論文

Flux pinning properties of correlated pinning at low temperatures in ErBCO films with inclined columnar defects

淡路 智*; 難波 雅史*; 渡辺 和雄*; 甲斐 英樹*; 向田 昌志*; 岡安 悟

Journal of Applied Physics, 111(1), p.013914_1 - 013914_4, 2012/01

 被引用回数:16 パーセンタイル:32.26(Physics, Applied)

$$c$$軸に対して傾いた円柱状欠陥を含むErBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$薄膜の低温高磁場下での臨界電流密度$$J$$$$_{c}$$$$c$$軸相関ピン止めの影響をトランスポート法と不可逆磁場特性B$$_{irr}$$から調べた。マッチング磁場より大きな高磁場下では温度を下げると臨界電流密度$$J$$$$_{c}$$に対する相関ピンの寄与は著しく減少する。低温においてはマッチング磁場の存在が相関ピンのピン止め力に対する寄与を制限する、というのは最大ピン止め力における相関ピンとランダムピンの比率は不可逆磁場B$$_{irr}$$の逆数に比例するからである。このことは低温強磁場での相関ピンの効率の低さは、高い不可逆磁場と低いマッチング磁場の結果であることを意味している。低温高磁場での臨界電流密度の改善を行うためにはマッチング磁場の増大を計るかあるいは同じことであるが、強いランダムピンの導入が有効である。

論文

$$mu$$SR evidence of nonmagnetic order and $$^{141}$$Pr hyperfine-enhanced nuclear magnetism in the cubic $$Gamma_3$$ ground doublet system PrTi$$_2$$Al$$_{20}$$

伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦; Luetkens, H.*; Baines, C.*; 酒井 明人*; 中辻 知*

Journal of the Physical Society of Japan, 80(11), p.113703_1 - 113703_4, 2011/11

 被引用回数:21 パーセンタイル:21.73(Physics, Multidisciplinary)

A muon spin relaxation ($$mu$$SR) study of the cubic $$Gamma_3$$ ground doublet system PrTi$$_2$$Al$$_{20}$$ is presented. The zero-field $$mu$$SR rate shows no significant change while passing through the phase transition temperature $$T_{rm O}$$ = 2.0 K, indicating that a nonmagnetic order parameter lies behind the ordered state. This is consistent with a ferroquadrupole ordering scenario standing on quadrupole degrees of freedom active in the $$Gamma_3$$ subspace. We also found that slow spin fluctuations remain even at 0.1 K well below $$T_{rm O}$$, ascribed to $$^{141}$$Pr hyperfine-enhanced nuclear magnetism in the nonmagnetic ground state. The $$4f$$ electronic exchange constant and $$^{141}$$Pr nuclear order temperature were estimated to be 0.64 K in the temperature unit and 0.13 mK, respectively, from the $$^{141}$$Pr nuclear spin fluctuation frequency 5.8(2) MHz at 0.1 K.

論文

Event structure and double helicity asymmetry in jet production from polarized $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 84(1), p.012006_1 - 012006_18, 2011/07

 被引用回数:21 パーセンタイル:29.45(Astronomy & Astrophysics)

重心エネルギー200GeVでの縦偏極陽子陽子衝突からのジェット生成のイベント構造と二重非対称($$A_{LL}$$)について報告する。光子と荷電粒子がPHENIX実験で測定され、イベント構造がPHYTIAイベント生成コードの結果と比較された。再構成されたジェットの生成率は2次までの摂動QCDの計算で十分再現される。測定された$$A_{LL}$$は、一番低い横運動量で-0.0014$$pm$$0.0037、一番高い横運動量で-0.0181$$pm$$0.0282であった。この$$A_{LL}$$の結果を幾つかの$$Delta G(x)$$の分布を仮定した理論予想と比較する。

論文

Cooperative behavior of the random and correlated pinning in Er123 films with columnar defects

淡路 智*; 難波 雅史*; 渡辺 和雄*; 伊藤 俊*; 青柳 英二*; 甲斐 英樹*; 向田 昌志*; 岡安 悟

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 21(3), p.3192 - 3195, 2011/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.93(Engineering, Electrical & Electronic)

重イオン照射したEr123薄膜の磁束ピン止め特性を$$J$$$$_{rm c}$$($$B$$, $$T$$, $$theta$$)特性として詳細に調べた。B//cの$$F$$$$_{rm p}$$曲線でマッチング磁場がc軸平行で0.3テスラとc軸から傾けたときは1.7テスラに相当するときに2つのピークが観測された。さらに$$J$$$$_{rm c}$$($$theta$$)で$$theta$$=0$$^{circ}$$(B//c)のときのピークは、円柱状欠陥によるピン止めに起因するが、磁場増加に伴い一旦減少するが不可逆磁場近傍では増大するようになる。c軸相関のピン止め中心とランダム分布のピン止め中心が協調して働いているモデルを用いると$$F$$$$_{rm p}$$(B)の二重ピーク構造や$$J$$$$_{rm c}$$の角度依存性を説明できることがわかった。

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