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瀧澤 健太郎*; 掛橋 和幸*; 福田 敏昭*; Kida, Toru*; 沢 和弘; 角田 淳弥; 加藤 雄大*; Snead, L. L.*
Ceramic Materials for Energy Applications; Ceramic Engineering and Science Proceedings, Vol.32, No.9, p.13 - 19, 2011/11
高強度を有する微粒等方性黒鉛は、HTGR及びVHTR黒鉛構造物の有力な材料である。黒鉛構造物の寿命は、おもに照射後の残留応力で決まる。そのため、より高強度な原子炉級黒鉛の開発し設計に裕度を与えることで、黒鉛構造物の寿命延長が可能になるばかりではなく、経済性も大きく向上する。東海カーボンでは、30MPa以上の引張強度を有するG347S及びG458S黒鉛を対象にして、VHTR黒鉛構造物のため新たな原子炉級黒鉛の開発を始めた。照射は、オークリッジ国立研究所の高中性子束アイソトープ原子炉を用い、照射量は30dpa、照射温度は300-900
Cであり、照射後試験として寸法変化、弾性率、熱膨張率等の測定を予定している。また、日本原子力研究開発機構と共同で未照射材及び照射材の特性評価を行う予定である。ここでは、G347SとG458SのR&D計画を紹介するとともに、特性評価の結果及び照射試験計画を示す。
中本 建志*; 大畠 洋克*; 荻津 透*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*; 出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 31, 2007/02
大強度陽子加速器施設(J-PARC)のニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、曲げ強度や引き裂き強度等の機械特性に及ぼす低温(77K)における放射線照射の影響を調べ、耐放射線性を評価した。その結果、これらの高分子材料が低温で10MGy照射後も特性を維持しており、十分な耐放射線性を有することを実験的に確認することができた。
出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 32, 2007/02
大強度陽子加速器施設(J-PARC)のニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、液体窒素温度(77K)での
線照射によるガス発生挙動を調べた。その結果、発生するガスの90%以上が水素であること、発生する水素は超臨界ヘリウム精製機の運転にほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。
槙田 康博*; 大畠 洋克*; 岡村 崇弘*; 荻津 透*; 中本 建志*; 木村 誠宏*; 出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 34, 2007/02
J-PARCニュートリノビームラインでは超伝導マグネットが積算で最大1MGyの放射線に曝されることが予測されている。マグネットと同様クライオスタットも耐放射線性を有しておかなければならず、1MGyを目標にクライオスタット部品の選定や機器開発を進めている。材料選定やポジショナ分離など対策を施した自動弁及び安全弁に関して、線照射下での動作試験を行い、これらの自動弁及び安全弁は1MGy以上の耐放射線性を有することを明らかにした。
鈴木 義規; 南川 卓也; 吉田 崇弘*; 尾崎 卓郎; 大貫 敏彦; Francis, A. J.; 津島 悟*; 榎田 洋一*; 山本 一良*
Radiochimica Acta, 94(9-11), p.579 - 583, 2006/11
被引用回数：20 パーセンタイル：78.89(Chemistry, Inorganic & Nuclear)クエン酸存在下、pH2-7におけるUO
の還元挙動をカラム電極電解法を用いて調べた。UOは、pH2で1段階の還元反応により、pH3-5で2段階の還元反応によりU(IV)まで還元された。UOの還元電位は、pHが2から7に増加するのにしたがって低電位にシフトした。pH6-7では、-0.8V以下の電位でもUOは完全に還元されなかった。紫外可視吸収スペクトル分析及び化学種計算から、クエン酸存在下におけるUOの化学種は、pH2-3ではおもにUO, pH3-5でおもに[(UO)Cit]
, pH5-7では3量体以上の化学種であった。これらの結果から、UOは中性pH付近でクエン酸と多量体を形成し、還元されにくくなることがわかった。
出崎 亮; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 神谷 富裕; 中本 建志*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 山本 明*
AIP Conference Proceedings 824, p.330 - 334, 2006/03
ポリイミドやガラス繊維強化プラスティック(GFRP)は大強度陽子加速器施設(J-PARC)のニュートリノビームラインにおける超伝導磁石の電気絶縁材や構造材として使用される。これらの有機材料は4Kの極低温、かつ30kGy/yearの高放射線場において電気的・機械的特性を維持しなければならないため、その耐放射線性を評価することが不可欠である。本研究では、これらの有機材料の耐放射線性評価の一環として、液体窒素温度での線照射によって有機材料から発生するガスを分析した。その結果、発生ガスの主成分は水素であり、ニュートリノビームラインの超伝導磁石システム全体における水素発生量は0.37mol/yearであることを明らかにした。このことから、有機材料から発生するガスが超伝導磁石の冷媒である超臨界ヘリウムの精製機に及ぼす影響はほとんど無視できるとの結論を得た。
中本 建志*; 出崎 亮; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 神谷 富裕; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 山本 明*
AIP Conference Proceedings 824, p.225 - 232, 2006/03
J-PARCニュートリノビームラインにおける超伝導磁石用有機材料について、機械特性の観点から耐放射線性を評価した。液体窒素温度まで冷却した試料に線を10MGyまで照射し、ガラス繊維強化プラスティック(GFRP)については曲げ試験、ポリイミドフィルムについては引き裂き試験、接着性フィルムについては引張り剪断試験を行った。その結果、これらの有機材料は十分な耐放射線性を有しており、10年間運転後でも機械特性の劣化はほとんど無視できると結論を得た。
in the presence of citric acid鈴木 義規; 南川 卓也; 吉田 崇弘*; 尾崎 卓郎; 大貫 敏彦; Francis, A. J.*; 津島 悟*; 榎田 洋一*; 山本 一良*
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 6(1), p.91 - 93, 2005/07
Eu(III)のPseudomonas fluorescensへの吸着に及ぼすクエン酸の影響を調べた。2
MのEu(III)をクエン酸濃度0, 100, 1000M, pH3-9で細胞と接触させた。クエン酸を含まない溶液では、pH7以下でほぼ100%のEu(III)が細胞に吸着した。pH7以上ではpHの増加とともにEu(III)の吸着量が減少した。アルカリ性溶液でのEu(III)の吸着量が時間とともに減少していたことから、P. fluorescensがEu(III)と錯体を形成する有機物を分泌している可能性が示唆された。クエン酸が存在する溶液では、クエン酸濃度の増加に伴ってEu(III)の吸着量が減少した。これはEu(III)-クエン酸錯体の形成とEu(III)-細胞表面錯体の形成が競合しているためであると考えられる。クエン酸によるEu(III)の吸着量の減少はアルカリ性溶液で顕著であった。
近澤 佳隆; 堀 徹; 木田 正則; 此村 守
JNC TY9400 2004-029, 280 Pages, 2004/11
JNC-TY9400-2004-029.pdf:13.44MB
実用化戦略調査研究の一環として、都市近郊設置型の電源を想定したナトリウム冷却小型炉の概念検討を実施した。原子炉構造および主冷却系構成をパラメータとしてプラント概念案のサーベイ検討を実施し中間熱交換器・電磁ポンプ直列配置タンク型炉を選定した。炉心コンパクト化および中間熱交換器と電磁ポンプの直列配置による原子炉容器構造の簡素化を中心に検討を実施した。炉心型式はZr含有率3領域単一Pu富化度炉心を採用して炉心出口温度を摂氏510度から摂氏550度に上昇した。この効果により熱効率が向上し原子炉電気出力は150MWeから165MWeに向上した。建設単価の評価では、都市近郊設置型電源の建設単価目標として35万円/kWeを設定したが、本概念は初号基建設単価(FOAK)は目標の160.1%となった。ただし、複数基の建設を前提とした建設単価(NOAK)では85.6%となり目標を達成する可能性があることが示された。
此村 守; 小川 隆; 岡野 靖; 山口 浩之; 村上 勤; 高木 直行; 西口 洋平; 杉野 和輝; 永沼 正行; 菱田 正彦; et al.
JNC TN9400 2004-035, 2071 Pages, 2004/06
JNC-TN9400-2004-035.pdf:76.42MB
ナトリウム冷却炉、鉛ビスマス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉及び水冷却炉について、革新技術を導入し炉型の特徴を活かした炉システム概念を構築し、その概念の成立の見通しを得るための検討を行うとともに、設計要求への適合性を評価した。その結果、2015年頃に高速増殖炉技術を実用化するためには、現状の知見で課題とされた項目で画期的な技術革新がないかぎり、ナトリウムを冷却材して選択することが合理的であることが明らかとなった。
堀 徹; 近澤 佳隆; 木田 正則; 此村 守
JNC TY9400 2003-013, 314 Pages, 2003/08
JNC-TY9400-2003-013.pdf:21.54MB
高速炉実用化戦略調査研究(フェーズII)では、分散電源や電源以外の多目的利用を幅広く想定して、経済性、安全性、長寿命炉心などの要求条件を満足する小型炉概念を提示する計画である。このうち、平成14年度には、反応度制御方式(反射体制御、または、制御棒制御)、冷却材循環方式(強制循環、または、自然循環)など概念の絞込みのポイントとなる技術課題の検討を行うとともに、固有の安全特性および受動的安全性を重視して、出力150MWeで、反射体制御・強制循環方式、制御棒制御・強制循環方式、制御棒制御・自然循環方式の合計3種類のナトリウム冷却小型炉概念を構築して、今後の方向性を検討した。上記いずれの小型炉概念も、安全性(ATWS時にもSASSなしで高温静定)および長寿命炉心(10年)に係る要求条件を達成可能な見通しである。経済性について、固有の安全特性および受動的安全性を重視した扁平炉心の採用や、電磁ポンプのオフセット配置に伴う上方の原子炉容器径の増加により、原子炉容器内物量が大きく、建設単価の目標値(35万円/kWe)を満足できない。ただし、強制循環方式では、冷却材温度係数の緩和などによる炉心のコンパクト化や、電磁ポンプの設置位置を工夫すれば、建設単価の低減が可能で、上記の目標値を達成できると考えられる。反応度制御方式について、原子炉容器径の縮小、ATWS時の制御棒・炉心相対変位反応度の有効利用、反射体制御方式の有する研究開発ハードルの高さを考慮することにより、長寿命対応の課題を有するが、出力150MWeの条件では、制御棒制御方式の採用が望ましい。 また、電磁ポンプは、万一の故障時にのみ炉外取出しが可能であれば良く、経済性を大きく犠牲にして電磁ポンプ単独取出しを追求する必要性は小さいことを示した。 以上より、今後、制御棒制御・強制循環方式による原子炉容器のコンパクト化や、炉心出口温度の高温化に係る検討を行い、高速炉の特徴と考えられる「長期燃料無交換」、「運転・保守補修の簡素化」、「多目的利用」を積極的にアピールした魅力的な小型炉概念を提案することとした。
木田 正則; 島川 佳郎; 川崎 信史; 堀 徹; 江沼 康弘; 神山 健司
サイクル機構技報, (12), p.19 - 43, 2001/09
実用化戦略調査研究フェ-ズIにおいて、ナトリウム、鉛ビスマス、炭酸ガス、ヘリウムガス、水、溶融塩を冷却材とする高速増殖炉のプラント設計を行った。設計目標は建設単価が20万円/kWeとなることと設定した。結果として、ナトリウム冷却炉ではこの目標を満たすことが可能であること、他の冷却材でも、まだ目標値よりはやや高いものの、一層の工夫でこの目標を満たす見通しのあることがわかった。
出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*
no journal, ,
J-PARCニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、77Kでの線照射によるガス発生挙動を調べた。その結果、発生するガスのほとんどは水素であること、発生する水素は超臨界ヘリウム精製機の運転にほとんど影響を及ぼさないこと、照射後室温での保持時間の増加とともにガス発生量が増加することが明らかになった。
出崎 亮; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義
no journal, ,
J-PARCニュートリノ実験・50GeV-750kW陽子ビームライン用超伝導磁石に使用される高分子材料について、常温及び77Kにおいて線照射を行い、機械特性の変化を測定した。その結果、高分子材料は十分な耐放射線性を有しており、10年間の運転に相当する吸収線量においても、機械特性の劣化は無視できる程度であることがわかった。
槙田 康博*; 飯田 真久*; 大畠 洋克*; 岡村 崇弘*; 荻津 透*; 木村 誠宏*; 田中 賢一*; 中本 建志*; 山本 明*; 出崎 亮; et al.
no journal, ,
J-PARCニュートリノビームラインでは超伝導マグネットが積算で最大1MGyの放射線にさらされることが予測されている。マグネットと同様クライオスタットも耐放射線性を有しておかなければならず、1MGyを目標にクライオスタット部品の選定や機器開発を進めている。これまでの耐放射線性評価試験の結果をもとに自動弁及び安全弁の材料選定やポジショナ分離などの対策を施し、線照射下での動作試験を行った。その結果、これらの自動弁及び安全弁は1MGy以上の耐放射線性を有することが証明された。
線照射効果中本 建志*; 大畠 洋克*; 荻津 透*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*; 出崎 亮; 伊藤 久義; 森下 憲雄
no journal, ,
J-PARCニュートリノビームラインには超伝導磁石システムが採用される。超伝導磁石に用いられるフェノール樹脂(PM9640),エポキシ樹脂(G10,G11)等のガラス繊維強化プラスチック(GFRP)やポリイミドフィルム(Upilex-RN)等は、高放射線環境下に曝されるため耐放射線性が非常に重要となる。本研究ではこれらの高分子材料に線を照射した場合の発生ガスや機械特性の変化について実験的研究を行い、耐放射線性を評価した。その結果、J-PARCニュートリノビームライン超伝導磁石で使用される高分子材料が十分な耐放射線性を有することを、実験的に確認した。
出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*
no journal, ,
大強度陽子加速器施設(J-PARC)のニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、液体窒素温度(77K)での線照射によるガス発生挙動を調べた。その結果、発生するガスの90%以上が水素であること,発生する水素は超臨界ヘリウム精製機の運転にほとんど影響を及ぼさないことが明らかになった。
中本 建志*; 大畠 洋克*; 荻津 透*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*; 出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義
no journal, ,
大強度陽子加速器施設(J-PARC)のニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、曲げ強度や引き裂き強度等の機械特性に及ぼす低温(77K)における放射線照射の影響を調べ、耐放射線性を評価した。その結果、これらの高分子材料が低温で10MGy照射後も特性を維持しており、十分な耐放射線性を有することを実験的に確認することができた。
槙田 康博*; 大畠 洋克*; 岡村 崇弘*; 荻津 透*; 中本 建志*; 木村 誠宏*; 出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄
no journal, ,
J-PARCニュートリノビームラインでは超伝導マグネットが積算で最大1MGyの放射線にさらされることが予測されている。マグネットと同様クライオスタットも耐放射線性を有しておかなければならず、1MGyを目標にクライオスタット部品の選定や機器開発を進めている。材料選定やポジショナ分離など対策を施した自動弁及び安全弁に関して、線照射下での動作試験を行い、これらの自動弁及び安全弁は1MGy以上の耐放射線性を有することを明らかにした。
