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論文

New estimation method for void reactivity coefficient using the TRACY transient data

小川 和彦; 神永 文人*

Journal of Nuclear Science and Technology, 46(1), p.1 - 5, 2009/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

放射線分解ガスボイドの生成に伴うフィードバック反応度を評価することは、核燃料再処理施設での臨界事故規模を評価するうえで重要である。過渡臨界実験装置(TRACY)の即発臨界時において、ガスボイド生成直後に出力及び炉心圧力の規則的な小振動が観測されている。この出力の小振動がガスボイドの圧縮性に起因することに着目し、出力と圧力の時間変化からボイド反応度係数を評価する手法を考案した。反応度変化は出力の逆解析から、ガスボイドの体積変化は炉心圧力変化から算出した。評価の結果、ガスボイドが中性子束に従い中央部に存在する場合は、溶液中にガスボイドが均一に存在する場合に比べ、負の反応度価値は大きくなることを実験的に示した。

論文

Estimation of generated volume of radiolytic gas voids during prompt criticality with 10% enriched uranium nitrate solution in TRACY

小川 和彦; 神永 文人*

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(10), p.1028 - 1035, 2008/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:25.63(Nuclear Science & Technology)

過渡臨界実験装置(TRACY)の即発臨界時において放射線分解ガスの生成に伴う減衰を含む周期的な振動状圧力応答が観測されている。この振動状圧力応答は放射線分解ガスボイドの圧縮性に起因すると考え、振動モデルを用いてガスボイド生成量を評価する手法を考案した。本稿では、最初にTRACYで観測した代表的な放射線分解ガスの生成に伴う振動状圧力応答及びガスボイド挙動の特徴を示し、次に炭酸水を用いて、放射線分解ガスの生成を模擬した簡単な実験を行い、従来の研究では明らかでないガスボイド生成に伴う圧力応答について、実験的に検証し、ガスボイド生成量を評価するモデルを検証した。さらに、検証したモデルをTRACY実験における放射線分解ガス生成量の評価に適用し、放射線分解ガスボイド生成量をエネルギーの関数として示した。

報告書

シビアアクシデントの伝熱流動現象における素過程に関する研究; 狭隘流路での沸騰熱伝達, 原子力基礎研究 H10-027-4 (委託研究)

神永 文人*

JAERI-Tech 2002-012, 68 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-012.pdf:2.45MB

シビアアクシデント時の伝熱現象における1つの素過程として、溶融炉心の長期の冷却特性に対して重要な事象である狭隘流路内の低流量条件下での沸騰熱伝達の解明を行った。自然循環条件下での実験と解析の結果、水を使用した結果とエタノールの一部の結果では、沸騰熱伝達に対する管径の影響が明確に現れ、細い管ほどまた圧力が高いほど熱伝達率が増加し、その値はプール沸騰の場合と比べかなり大きくなることが示された。また流動様式が環状流に遷移し、液膜の蒸発熱伝達が支配的であると仮定して解析すると、熱伝達を良く評価できることが示された。強制循環条件下での実験と解析の結果、ウエーバ数が伝熱様式に重要な影響があることが示された。ウエーバ数が0.15より小さい循環条件(質量流束62kg/m$$^{2}$$s以上)では、従来の強制循環での沸騰熱伝達とほぼ類似の特性を持つ。また、今回の実験範囲である低質量流束条件であっても、細管であるため対流熱伝達率は大きくなる。そのため、低熱流束領域では対流の効果が大きくなり、見かけ上、沸騰熱伝達が促進される。この場合、限界熱流束は甲藤のL領域相関で予測できる。一方、ウエーバ数が0.2より大きい循環条件(質量流束53kg/m$$^{2}$$s以下)では、沸騰熱伝達はより促進され、その促進は熱伝達様式が環状流での液膜蒸発熱伝達に遷移するためであることが示された。ただ、限界熱流束は甲藤のL領域相関式よりかなり小さくなる。その原因は、ウエーバ数が大きいため、液膜が伝熱面から剥離しやすくなり、小さな流量変動で、位置的,時間的にドライな状態が伝熱面に形成されやすくなるためである。したがって、低流量での狭隘流路内沸騰熱伝達評価には、実際に流路を流れる流量の考慮が最も重要であることが示唆された。

論文

水冷却型試験・研究炉の炉心冠水維持装置サイフォンブレーク弁の性能評価法

桜井 文雄; 熊田 博明; 神永 文人*

日本原子力学会誌, 42(4), p.325 - 333, 2000/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

本研究においては、サイフォンブレーク弁の炉心冠水維持装置としての性能を評価するためのプログラムを開発し、その試験・研究炉への適用性を実験的に検討した。本プログラムにおいては、サイフォンブレーク弁から吸入された空気と1次冷却水が配管内において完全に分離するとした気液完全分離モデルを採用した。本モデルにより、サイフォンブレーク弁の炉心冠水維持性能は確実に評価できることを検証した。また、非常に流出流量が大きい1次冷却系配管破損事故における冷却水流出事象を精度良く解析するためには、空気の巻き込みを伴う渦(air-entraining vortex)の発生を考慮する必要があることが明らかとなった。

論文

JMTR用高性能燃料要素の設計

桜井 文雄; 島川 聡司; 小森 芳廣; 土橋 敬一郎; 神永 文人*

日本原子力学会誌, 41(1), p.57 - 65, 1999/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

試験・研究炉においては、最近の高度化する利用ニーズ等に対応するため、高ウラン密度燃料材及びCdワイヤ可燃性吸収体を使用する高性能燃料を採取し、炉心性能の向上を図る必要がある。このため、少数群拡散計算法を用いる上記高性能燃料の設計手法を開発した。本報においては、Cdワイヤ入り燃料要素の少数群拡散計算用群定数作成法の開発、臨界実験装置JMTRCを用いた実験による同群定数作成法の検証、同手法を用いてのJMTR用高性能低濃縮燃料要素の設計及び同燃料要素を用いたJMTR炉心の特性試験について報告する。

報告書

ヒートパイプ作動特性の可視化実験

露崎 典平; 斎藤 隆; 石上 信哉*; 河田 通敬*; 紺野 真信*; 神永 文人*; 岡本 芳三*

JAERI-M 88-196, 39 Pages, 1988/10

JAERI-M-88-196.pdf:3.16MB

原子炉プラントなどにヒートパイプを使用した場合、通常運転時の特性のみならず、事故時の過渡応答特性を求める必要がある。しかしながらヒートパイプの加熱部温度及び熱負荷が急変した場合のヒートパイプの過渡応答特性については、ほとんど研究がなされていないのが現状である。本研究は、原子炉中性子照射装置用の冷却に用いる重力型水ヒートパイプと同型の可視化模擬ヒートパイプ実験装置を作成し、これを用いて加熱部の熱負荷の過渡変化時及び定常時の作動流体の流動様式や沸騰と凝縮の機構を調べた。実験の結果、蒸発部が一定の作動温度以上であれば数秒で作動開始することがわかった。

報告書

ヒートパイプの過渡応答特性

露崎 典平; 斎藤 隆; 石上 信哉*; 河田 通敬*; 紺野 真信*; 神永 文人*; 岡本 芳三*

JAERI-M 88-183, 118 Pages, 1988/10

JAERI-M-88-183.pdf:2.36MB

原子炉内にヒートパイプを使用する場合、炉の通常運転時の作動特性のみならず事故時等の過渡応答特性を求める必要がある。しかしながらヒートパイプの加熱部の温度および熱負荷が急変した場合のヒートパイプの過渡応答特性については、ほとんど研究がなされていない。本研究は、原子炉中性子照射用キャプセルの冷却に用いる電力型水ヒートパイプ及び可変コンダクタンス型ヒートパイプについて、加熱部の熱負荷が突変した場合におけるヒートパイプの過渡応答特性を調べるために実施したものである。実験の結果、最適な作動状態では2~3秒で応答することが明らかになった。

論文

An Experimental investigation of transient characteristics in a gravity-assisted heat pipe

神永 文人*; 露崎 典平; 斎藤 隆; 紺野 貞信*; 岡本 芳三*

Inst. Space Aeronaut. Sci., Rep., No. 6, p.55 - 60, 1988/00

原子炉の出力上昇時における炉内照射試料の発熱量変化を模擬して、その過渡変化時におけるヒートパイプの熱輸送応答を実験的に求めた。

論文

Detection of surface flaw by infrared radiation sensor

岡本 芳三*; 神永 文人*; 刑部 真弘*; 大岡 紀一; 小川 和彦*; 金谷 邦雄

Technical Digest of the 7th Sensor Symp., 1988, p.107 - 110, 1988/00

物体表面より放出される赤外線放射エネルギーを非接触でとらえ、二次元のサーモ像と表示する赤外線ふく射計を使用して欠陥を検知すると共に、表面欠陥より放出される空洞ふく射作用により、欠陥の深さを求めることが可能な方法を示したものである。線状人工欠陥付試験片を試作し、本方法とX線透過試験及び超音波探傷試験による識別限界についての比較検討を行った。その結果、本方法及び放射線透過試験では、0.15mmまでの表面線状欠陥の検出が可能であり、超音波探傷試験では、0.3mmまでが限界であった。また、X線及び超音波による非破壊試験では、欠陥の深さを求めることは困難であるのに対し、本方法では、熱流場における空洞ふく射効果によるふく射温度差を求めることにより、欠陥深さと巾の比が3倍程度までの欠陥深さを求めることが可能であることを明らかにした。

論文

材料欠陥の可視化

大岡 紀一; 金谷 邦雄; 神永 文人*; 岡本 芳三*

流れ可視化, 7(27), p.17 - 23, 1987/00

非破壊試験法は、製造工程中の品質管理を目的とする検査、あるいは各種プラントの故障診断及び事故調査などで原因究明のための手段として適用されている。本稿は、種々の非破壊検査によって検出される。材料中の欠陥検出法とその可視化技術の現状を概説する。

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