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報告書

もんじゅ模擬燃料集合体製造に係る技術報告

榊原 博; 青木 伸廣; 武藤 雅祐; 小田部 隼; 高橋 謙二*; 藤田 直幸*; 檜山 和彦*; 鈴木 宏和*; 鴨川 敏幸*; 横須賀 徹*; et al.

JAEA-Technology 2020-020, 73 Pages, 2021/03

JAEA-Technology-2020-020.pdf:8.26MB

高速増殖原型炉もんじゅでは、現在、廃止措置が進められており、その第一段階として、炉心に装荷している燃料を取り出す工程がある。炉心の燃料集合体は、エントランスノズルが炉心支持板の連結管に挿入され自立しており、周辺の集合体によりパッド部を介して支え合い炉心体系を維持する構造となっている。そのため、燃料を取り出した場所に模擬燃料集合体を装荷し、燃料集合体を安定させる必要があった。このような背景を受け、もんじゅ炉心燃料集合体の製造経験のあるプルトニウム燃料技術開発センターへ、もんじゅ側から模擬燃料集合体の製造依頼があり、製造を行った。この報告書は、装荷する模擬燃料集合体の設計、製造、出荷について報告するものである。

論文

($$n,gamma$$)法で得られる$$^{99}$$Moからの高濃度$$^{rm 99m}$$Tc溶液の大量製造技術の評価; $$^{rm 99m}$$Tcの代わりに非放射性Reを用いた基礎的検討

棚瀬 正和*; 藤崎 三郎*; 太田 朗生*; 椎名 孝行*; 山林 尚道*; 竹内 宣博*; 土谷 邦彦; 木村 明博; 鈴木 善貴; 石田 卓也; et al.

Radioisotopes, 65(5), p.237 - 245, 2016/05

$$^{98}$$Mo($$n,gamma$$)$$^{99}$$Mo反応で生成する$$^{99}$$Moから高放射能濃度の$$^{rm 99m}$$Tc溶液を得る方法として、$$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tcのアルカリ溶液からの$$^{rm 99m}$$TcのMEKによる溶媒抽出、塩基性アルミナカラムによる精製、酸性アルミナカラムによる吸着、溶離により$$^{99}$$Tc溶液を製品とする方法を提案した。本研究では、その基礎的検討として、$$^{rm 99m}$$Tcの放射能として2.5$$sim$$36.7TBqに相当する量の非放射性Reを代替元素として用い、Reの酸性アルミナカラムへの吸着およびその溶離特性について調べた。その結果、本試験条件のRe量において、短時間の操作時間で高い回収率を示し、JMTRで生成する15TBq規模での高濃度$$^{rm 99m}$$Tcの製造でも、酸性アルミナカラムは十分適用可能であることが明らかになった。

論文

Model magnet development of D1 beam separation dipole for the HL-LHC upgrade

中本 建志*; 菅野 未知央*; Xu, Q.*; 川又 弘史*; 榎本 瞬*; 東 憲男*; 出崎 亮; 飯尾 雅実*; Ikemoto, Yukio*; 岩崎 るり*; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25(3), p.4000505_1 - 4000505_5, 2015/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Engineering, Electrical & Electronic)

近年、大強度加速器施設におけるビーム高強度化を実現するため、強い放射線環境下で安定に高磁場を形成可能な超伝導磁石システムが求められている。本研究では、大型ハドロン衝突型加速器(Large Hadron Collider: LHC)の高輝度化アップグレード計画において、数十MGy級の耐放射線性を有するビーム分離用双極超伝導磁石システム(D1システム)を開発することを目指している。このシステムには超伝導材料や電気絶縁材料が用いられるが、電気絶縁材料にはコイル線材間の隙間を埋める成形性と十分な耐放射線性が要求される。我々は高い成形性、放射線照射時の低分解ガス生成能と高強度維持を実現したガラス繊維強化ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂を開発した。従来のガラス繊維強化エポキシ(G10)樹脂の場合、10MGyの$$gamma$$線照射後、4$$times$$10$$^{-5}$$mol/gのガスが発生し、曲げ強度が初期値の60%である280MPaまで低下したのに対し、BTでは100MGyの$$gamma$$線照射後、5$$times$$10$$^{-5}$$mol/gのガス発生量と初期値の90%である640MPaの曲げ強度を示した。今後、NbTi系超伝導線材の開発と磁石デザインを行ない、D1システム用モデル磁石を製作する予定である。

論文

Development of $$^{99m}$$Tc production from (n,$$gamma$$)$$^{99}$$Mo based on solvent extraction

木村 明博; Awaludin, R.*; 椎名 孝行*; 棚瀬 正和*; 河内 幸正*; Gunawan, A. H.*; Lubis, H.*; Sriyono*; 太田 朗生*; 源河 次雄; et al.

Proceedings of 3rd Asian Symposium on Material Testing Reactors (ASMTR 2013), p.109 - 115, 2013/11

特願 2011-173260   公報

$$^{99m}$$Tcは、$$^{99}$$Moの核変換によって生成される。$$^{99}$$Mo製造は、現在、高濃縮ウランによる核分裂法(以下、「(n,f)法」という)で行なわれており、世界の供給量の約95%を生産している。しかし、近年、原子炉の老朽化や輸送障害という問題のために安定供給が困難となるとともに、核不拡散、廃棄物管理等の問題がある。最近、(n,$$gamma$$)法による$$^{99}$$Mo製造が注目されているが、(n,f)法に比べて比放射能が低いという欠点がある。このため、$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$Tc溶液から$$^{99m}$$Tcを溶媒抽出により取出し、さらにアルミナ・カラムを用いて$$^{99m}$$Tcを濃縮する方法を開発した。本研究では、インドネシアにあるSGR-GAS炉による照射で生成した1Ciの$$^{99}$$Moを用いて、開発した方法により$$^{99m}$$Tcの抽出特性を調べた。この結果、$$^{99m}$$Tcの回収率は約70%得られた。$$^{99m}$$Tc抽出液の$$^{99m}$$Tc放射能は約30GBq/mlを達成した。また、抽出液中の$$^{99}$$Moの不純物は4.0$$times$$10$$^{-5}$$%未満、放射化学的純度は99.2%以上であり、目標値を満足した。

論文

Development of $$^{99m}$$Tc production from (n,$$gamma$$)$$^{99}$$Mo based on solvent extraction and column chromatography

木村 明博; Awaludin, R.*; 椎名 孝行*; 棚瀬 正和*; 河内 幸正*; Gunawan, A. H.*; Lubis, H.*; Sriyono*; 太田 朗生*; 源河 次雄; et al.

Proceedings of 6th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-6) (Internet), 7 Pages, 2013/10

特願 2011-173260   公報

医療診断用RIとして使用される$$^{99m}$$Tcは、$$^{99}$$Moを唯一の親核種として生成される。国内で使用している$$^{99}$$Moは、全量海外からの輸入に依存している。そのため国産化による安定供給のための研究開発を行っている。本研究は、溶媒抽出とカラムクロマトグラフィを組合せた、MEKにより抽出した$$^{99m}$$Tcをアルミナカラムに吸着させ、分離回収する方法を選定し、$$^{99m}$$Tc製造のための試験を行った。本試験では、インドネシア原子力庁のMPR-30においてMoO$$_{3}$$を5日間で照射し、得られた$$^{99}$$Moのうちの約37GBq及び150gのMoO$$_{3}$$を用いた。その結果、収率約70%、放射能濃度約30GBq/mlの$$^{99m}$$Tc製品を得ることができると評価すると共に、$$^{99m}$$Tc溶液中に含まれる不純物としての$$^{99}$$Moは4.4$$times$$10$$^{-5}$$%であった。また、抽出した$$^{99m}$$Tc溶液は放射化学純度が99.2%であり、日本の放薬基準である95%を満足した。

論文

Development of $$^{rm 99m}$$Tc production from (n, $$gamma$$) $$^{99}$$Mo

棚瀬 正和*; 椎名 孝行*; 木村 明博; 西方 香緒里; 藤崎 三郎*; 太田 朗生*; 小林 正明*; 山本 朝樹*; 河内 幸正*; 土谷 邦彦; et al.

Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 9 Pages, 2012/10

医療用診断薬として使用される$$^{rm 99m}$$Tcは、$$^{99}$$Moから製造される。JMTR再稼働後の産業利用拡大の一環として、(n,$$gamma$$) $$^{99}$$Moからの$$^{rm 99m}$$Tcの抽出法に関する技術開発を行っている。本研究では、開発した$$^{rm 99m}$$Tcの抽出法の実規模への適用性を評価するためのコールド試験を行った。本試験では、Tcの同族であるReを用いて、メチルエチルケトン(MEK)を用いたMo溶液からのミルキング回数によるRe回収への影響を調査した。各ミルキングで得られた溶液中のRe回収率及び不純物量(Mo, MEK)をICP及びHPLCで測定した。その結果、各溶液中のRe回収率はすべて95%以上で、不純物量もそれぞれ基準値以下であることを確認した。本成果により、$$^{rm 99m}$$Tcの抽出法が実規模に適用可能である見通しが得られた。

報告書

JMTRのコンクリート構造物,冷却設備及びユーティリティ設備等の健全性調査概要

海老沢 博幸; 花川 裕規; 浅野 典一; 楠 秀彦; 箭内 智博; 佐藤 信一; 宮内 優; 大戸 勤; 木村 正; 川俣 貴則; et al.

JAEA-Technology 2009-030, 165 Pages, 2009/07

JAEA-Technology-2009-030.pdf:69.18MB

2007年度から開始するJMTR原子炉施設の改修工事に先立ち、「継続使用する設備・機器」の健全性調査を実施した。調査範囲は、原子炉建家を筆頭に、排気筒,一次冷却系の塔槽類,カナルエキスパンドジョイント,UCL高架水槽,二次系冷却塔及び配管,非常用発電機等、多岐にわたった。その結果、一部補修を要する部分が確認され補修を行ったが、今後の長期保全計画に沿った保守管理を行うことで、十分な安全確保と長期使用に耐えうることが確認された。原子炉更新課は、以上の健全性調査の結果を踏まえて改修工事を進めている。

論文

Radiation resistance of organic materials in superconducting magnets at 77 K; Mechanical properties

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。

論文

超伝導磁石用高分子材料の77Kにおける耐放射線性; ガス発生

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$$gamma$$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。

論文

Operation test result of a radio-proof cryogenic valve under cobalt 60 irradiation

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、$$gamma$$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。

論文

Large-scaled non-thermal laser peeling, cutting and drilling in nuclear decommissioning industry

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 飯島 北斗; 西谷 智博; 木村 秀明*; 小栗 第一郎*; et al.

Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13) (CD-ROM), 10 Pages, 2005/05

原研FELは最近新しく255フェムト秒極短パルス,6-9%高効率,1GWピーク出力,数kW平均出力,中赤外から遠赤外に渡る広い波長可変性を同時に実現する発振を発見した。この新しい発振とエネルギー回収リニアック技術を用いて、原子力産業,製薬,医学,防衛,造船,環境科学,宇宙ごみ処理,エネルギー伝送などの応用のために、われわれは10kWよりも高出力で25%よりも高効率な自由電子レーザーを実現できる。そのような波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルスFELを実現するために、われわれは原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELが必要である。われわれのFELに関する議論は、原子力発電所を廃炉するための非熱穿孔,切断,剥ぎ取り応用や原子力産業分野における応力腐食割れを防止することや産業用FELのロードマップ,原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELを含んでいる。

論文

仮想研究環境ITBL基盤ソフトの応用事例

樋口 健二; 大谷 孝之; 長谷川 幸弘*; 鈴木 喜雄; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 前迫 浩*; 福田 正大; 矢川 元基

計算工学講演会論文集, 8(2), p.797 - 800, 2003/05

平成13年度に開発したITBL基盤ソフト$$alpha$$版を用いて、航研及び理研との接続実験を行い、二種類のスーパーコンピュータ(スパコン)による熱伝導計算と流体計算の連成計算を実現した。実験は、平成15年2月17日に日本科学未来館で行われた「第3回ITBLシンポジウム」において公開された。その内容は、航研のユーザが自サイトから原研のスパコン(ITBL計算機: Fujitsu PRIMEPOWER)にジョブを投入し熱伝導計算を開始後、理研のスパコンNEC SX-6iに流体計算をspawn(以上、連成計算)、さらに毎時間ステップごとに二つの解析結果を合成し、端末に実時間表示するというものである。この実験で実証された技術は、いずれもグリッド・コンピューティングに不可欠なものであり、ITBL基盤ソフトのような実用のミドルウェアにおいて機能実証され、しかもネットワークとスパコンに関わる実運用システム上で動作確認されたことは、世界で初めてのことである。この実験成功により日本のグリッド研究は大きな一歩を踏み出したと言える。

論文

Grid computing supporting system on ITBL project

樋口 健二; 今村 俊幸*; 鈴木 喜雄; 清水 大志; 町田 昌彦; 大谷 孝之; 長谷川 幸弘*; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 青柳 哲雄; et al.

Lecture Notes in Computer Science 2858, p.245 - 257, 2003/00

日本国内の研究機関共同によるグリッド・プロジェクトのためのミドルウェアのプロトタイプが開発された。このミドルウェアには、仮想研究室の構築に不可欠のいくつかのキーテクノロジが実装され、実際に運用されている計算機・ネットワーク・システム上でその技術検証がなされた。また、いくつかの科学技術計算の応用プログラムが当該ミドルウェア上で既に稼働している。これら一連の結果は、日本のサイエンス・グリッドの分野にとって大きな進歩である。

論文

Development of a virtual research environment in ITBL project

樋口 健二; 大谷 孝之; 長谷川 幸弘*; 鈴木 喜雄; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 青柳 哲雄; 中島 憲宏; 福田 正大; 今村 俊幸*; et al.

Proceedings of International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2003) (CD-ROM), 11 Pages, 2003/00

文科省傘下の6研究機関によって推進されているITBLプロジェクトにおいてグリッド研究の応用実験が行われた。仮想研究室の構築に不可欠ないくつかの要素技術がITBLミドルウェアに実装され、実用性の観点から検証された。セキュリティ,コンポーネント・プログラミング,協調的可視化といったこれらの要素技術が成功裡に実装されたことは日本のグリッド研究における重要な進歩と考えられる。

論文

異機種計算機間MPI通信ライブラリStampiによるVPNを介したSCoreクラスタシステム間通信性能評価

辻田 祐一; 山岸 信寛*; 木村 和幸*; 大谷 孝之; 鶴岡 信彦*; 藤田 直行*

情報処理学会研究報告2002-HPC-92, p.7 - 12, 2002/10

PCクラスタにおける並列処理を支援する目的で開発されたSCoreは、利用者からはPCクラスタ内の各ホストを意識させないシステムとして作られており、SCoreが稼働しているクラスタは一つの計算機のように扱える。SCoreにおけるMPI通信ライブラリとしてMPICH-SCoreがあるが、クラスタ間通信を含む異機種計算機間ではMPI通信が出来ない。本研究では、このSCoreに、異機種計算機間MPI通信ライブラリStampiを移植し、クラスタ間の通信を可能にした。さらにStampiによるクラスタ間の通信性能の評価を行なった。

論文

Software environment for local area metacomputing

武宮 博*; 今村 俊幸; 小出 洋; 樋口 健二; 辻田 祐一; 山岸 信寛*; 松田 勝之*; 上野 浩一*; 長谷川 幸弘*; 木村 俊哉; et al.

Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 16 Pages, 2000/09

並列分散型の科学計算の開発及び実行環境を支援するために、STA(Seamless Thinking Aid)と呼ばれる計算環境を開発した。STAは、(1)各プログラム・コンポーネントの開発環境、(2)各々のコンポーネントをまとめて一つのアプリケーションに形成する機能、そして(3)アプリケーションを分散した計算資源に配分する機能等のツール群を提供する。STAの有用性を立証するために、われわれはいくつかの並列科学計算のアプリケーションを開発してきた。ここでは、これらのアプリケーションの特徴とSTAにおける構築法について述べる。

口頭

J-PARCニュートリノビームライン超伝導磁石用高分子材料の耐放射線性評価,2; ガス発生挙動

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$$gamma$$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。

口頭

J-PARCニュートリノビームライン超伝導磁石用高分子材料の耐放射線性評価,1; 機械特性

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$$gamma$$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。

口頭

J-PARCニュートリノビームライン用超伝導電磁石システム,12; 耐放射線性を有する自動弁・安全弁の開発

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、$$gamma$$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。

口頭

J-PARCニュートリノビームライン用超伝導電磁石システム,13; 有機材料の低温$$gamma$$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$$gamma$$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。

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