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報告書

Verification of alternative dew point hygrometer for CV-LRT in MONJU; Short- and long-term verification for capacitance-type dew point hygrometer (Translated document)

市川 正一; 千葉 悠介; 大野 史靖; 羽鳥 雅一; 小林 孝典; 上倉 亮一; 走利 信男*; 犬塚 泰輔*; 北野 寛*; 阿部 恒*

JAEA-Research 2017-001, 40 Pages, 2017/03

JAEA-Research-2017-001.pdf:5.19MB

日本原子力研究開発機構は、高速増殖原型炉もんじゅのプラント工程への影響を低減するため、現在、原子炉格納容器全体漏えい率試験で用いている塩化リチウム式露点検出器の代替品として、静電容量式露点検出器の検証試験を実施した。原子炉格納容器全体漏えい率試験(試験条件: 窒素雰囲気、24時間)における静電容量式露点検出器の測定結果は、既存の塩化リチウム式検出器と比較して有意な差は無かった。また、長期検証試験(試験条件:空気雰囲気、2年間)においては、静電容量式露点検出器は、高精度鏡面式露点検出器との比較の結果、「電気技術規程(原子力編)」の「原子炉格納容器の漏えい試験規定」に基づく使用前検査時に要求される機器精度(精度:$$pm$$2.04$$^{circ}$$C)を長期間にわたり有することを確認した。

報告書

「もんじゅ」の原子炉格納容器全体漏えい率試験に対する代替露点検出器の実証試験

市川 正一; 千葉 悠介; 大野 史靖; 羽鳥 雅一; 小林 孝典; 上倉 亮一; 走利 信男*; 犬塚 泰輔*; 北野 寛*; 阿部 恒*

JAEA-Research 2016-021, 32 Pages, 2017/02

JAEA-Research-2016-021.pdf:5.0MB

日本原子力研究開発機構は、高速増殖原型炉もんじゅのプラント工程への影響を低減するため、現在、原子炉格納容器全体漏えい率試験で用いている塩化リチウム式露点検出器の代替品として、静電容量式露点検出器の検証試験を実施した。原子炉格納容器全体漏えい率試験(試験条件: 窒素雰囲気、24時間)における静電容量式露点検出器の測定結果は、既存の塩化リチウム式検出器と比較して有意な差は無かった。また、長期検証試験(試験条件: 空気雰囲気、2年間)においては、静電容量式露点検出器は、高精度鏡面式露点検出器との比較の結果、「電気技術規程(原子力編)」の「原子炉格納容器の漏えい率試験規程」に基づく使用前検査時に要求される機器精度(精度: $$pm$$2.04$$^{circ}$$C)を長期間にわたり有することを確認した。

論文

Development of reactivity feedback effect measurement techniques under sub-critical condition in fast reactors

北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*

Proceedings of International Conference on Physics of Reactors; Advances in Reactor Physics; Linking Research, Industry, and Education (PHYSOR 2012) (CD-ROM), 14 Pages, 2012/04

従来、初号機の原子炉プラントにおいては、モックアップ試験結果に基づいた設計認可が必要とされている。炉心フィードバック特性が運転前に、実機にて確認ができれば、建設前に実施されるモックアップ試験を行う必要がなく、コスト・時間の大幅な削減が可能となる。本研究では、運転前に安全余裕を確認するため、シンセシス法という未臨界度測定法を提案する。シンセシス法とは、修正中性子源増倍法(MSM法)とMSM法の基準未臨界度を炉雑音法にて測定する組合せによる未臨界度測定である。制御棒価値と温度フィードバック反応度について、100MWe, 300MWe, 750MWe, 1500MWe規模の高速炉を対象に、シンセシス法の適用性を確認するための数値実験を行った。また、MSM法及び炉雑音法について、中性子検出器の数,位置についてもサーベイ計算を実施した。結果から中性子検出器は炉心中央の上部と、径方向ブランケット領域上部に3つ以上の検出器を利用することで、-0.5から-2までの未臨界度の場合は、10%、さらに深い未臨界度の場合は15%で測定が可能である見通しを得た。

論文

Development of 3-D detailed FBR core calculation method based on method of characteristics

竹田 敏一*; 今井 秀樹*; 北田 孝典*; 西 裕士; 石橋 淳一; 北野 彰洋

Proceedings of International Topical Meeting on Mathematics and Computation, Supercomputing, Reactor Physics and Nuclear and Biological Applications (M&C 2005) (CD-ROM), 12 Pages, 2005/09

燃料集合体の非均質性を考慮した詳細3次元輸送計算手法の開発を進めている。3次元化は、2次元キャラクタリスティクス法(MOC法)とノード法輸送計算にて行われる。本検討では、MOC法での反応率保存法にて均質実効断面積を作成し、3次元輸送計算を行った。モンテカルロ法との比較により、微小領域での反応率を精度良く計算できることを確認した。

報告書

核変換実験施設の概念検討,2; ADSターゲット試験施設の概念検討

佐々 敏信; 梅野 誠*; 水林 博*; 森 恵次郎*; 二川 正敏; 斎藤 滋; 甲斐 哲也; 中井 公一*; 雑候 章*; 笠原 芳幸*; et al.

JAERI-Tech 2005-021, 114 Pages, 2005/03

JAERI-Tech-2005-021.pdf:9.66MB

日本原子力研究所では、加速器駆動核変換システム(ADS)にかかわる技術の研究開発を進めるため、大強度陽子加速器施設J-PARC計画の下で核変換実験施設の建設を検討している。核変換実験施設は、ADSの未臨界炉心に関する物理的特性の実験的研究を行う核変換物理実験施設と、ADSを設計するための材料データベース構築及び核破砕ターゲットの工学的特性の試験を行うADSターゲット試験施設から構成される。本報告は、ADSターゲット試験施設について、施設の目標,実用ADSと本実験施設との関連について述べ、台車搭載型核破砕ターゲットを採用した実験施設の検討結果についてまとめたものである。

論文

High power millimeter and submillimeter wave material processing

光藤 誠太郎*; 星月 久昇*; 松浦 和成*; 佐治 他三郎*; 出原 敏孝*; Glyavin, M.*; Eremeev, A.*; Zapevalov, V.*; 北野 彰洋; 西 裕士; et al.

Proceedings of 29th International Conference on Infrared and Millimeter Waves (IRMMW 2004)/12th International Conference on Terahertz Electronics (THz 2004), p.727 - 728 , 2004/09

24GHzのマイクロ波を使用したB4Cセラミックの焼結方法について、焼結実験を行った。焼結実験では、アルゴンガスを試料周辺に流し、余分なマイクロ波吸収の影響を排除した。実験では、2000$$^{circ}C$$までの焼結を行い、収縮と粒成長が観察された。また、SEM観察では表面に割れが見られた。

報告書

高出力ミリ波セラミック焼結法による制御棒材の改良と長寿命化(共同研究報告書)

出原 敏孝*; 光藤 誠太郎*; 星月 久昇*; 小川 勇*; 柴原 格; 西 裕士; 北野 彰洋; 石橋 淳一

JNC TY4400 2003-005, 106 Pages, 2003/03

JNC-TY4400-2003-005.pdf:9.48MB

原子炉の制御棒材を形成するB4Cペレットは、高温・中性子照射等過酷な条件下におかれるため、照射損傷・変形が生じ、これが制御棒寿命の制限因子になっている。この点はシュラウド管を用いずに長寿命化が達成できれば構造が簡素化されて有益である。本研究では、ホットプレス法により成形された従来型のB4Cペレットを高出力ミリ波加熱により再焼結し、機能の向上をはかると共に、粉末B4C成形の体高出力ミリ波加熱による焼結の研究を行った。再焼結されたB4Cペレットのナノインデンテーション試験の結果、塑性値の上昇が確認された。アルミナのスクラッチ試験でも同様な結果が出ていることから、粉末の状態からB4Cを焼結することによって、さらに大きな塑性値の上昇が来たいできる結果が得られた。また、原子炉内のB4C劣化の一因と考えられる熱応力歪みの状態を調べるため、高出力ミリ波によるB4Cペレットの内部加熱を利用した、熱応力によるB4C破壊プロセスの研究を行った。1000$$^{circ}C$$程度の温度差をペレットに与えることにより、ペレット表面に亀裂及び割れを確認した。

論文

24GHZジャイロトロンによるB$$_{4}$$Cセラミックスの焼結

星月 久昇*; 黒田 勉*; 光藤 誠太郎*; 出原 敏孝*; Glyavin, M.*; 北野 彰洋; 石橋 淳一; 西 裕士; 柴原 格

遠赤外領域開発研究, 4, p.179 - 185, 2003/00

マイクロ波を用いたセラミックス焼結は、従来の抵抗炉等のように外部加熱による焼結法と比較し大きな利点があることから画期的な技術として注目されている。原子炉にて制御棒の中性子吸収材として使用されているB$$_{4}$$Cの焼結試験を実施し、理論密度比74%の焼結体の製作に成功した。

論文

MA/LLFP TRANSMUTATION EXPERIMENT OPTIONS IN THE FUTURE MONJU CORE

北野 彰洋; 西 裕士; 石橋 淳一

GENES4/ANP2003, 0 Pages, 2003/00

高レベル廃棄物の環境負荷低減の観点から、長寿命核分裂生成物(LLFP:LONG-LIVED FISSION PRODUCT)およびマイナーアクチナイド(MA:MINOR ACTINIDE)の高速炉での消滅処理が注目されている。今回の検討では照射試験としての可能性を探るため、照射試験集合体を数体レベルで「もんじゅ」高燃焼炉心に装荷した場合を想定し、特性評価を行った。その結果、LLFPについては、装荷体数を18体程度に制限することで、成立性が見込めることが分かった。MAについては、炉心燃料領域または径ブランケット燃料領域に照射試験集合体を装荷した場合でも炉心特性に大きな影響を与えないことが確認できた。

論文

Millimeter wave sintering of B$$_{4}$$C by using a compact gyrotron system

星月 久昇*; 光藤 誠太郎*; Glyavin, M.*; Eremeev, A.*; 本田 知己*; 岩井 善郎*; 北野 彰洋; 石橋 淳一; 西 裕士; 柴原 格; et al.

Proceedings of 28th International Conference on Infrared and Millimeter Waves (IRMMW 2003), P. 1005, 2003/00

ミリ波焼結の技術を用いて焼結し、B$$_{4}$$Cペレットの高密度化・高強度化を達成することにより、制御棒の長寿命化を図っている。現在、2000$$^{circ}C$$を超える焼結が可能となり、高密度な焼結体を目指している。今回はその焼結についての経過を報告する。

論文

3D Transport Theory Method Based on MOC for Analyzing Integral Dta of Transmutation

竹田 敏一*; 浜田 譲*; 北田 孝典*; 西 裕士; 石橋 淳一; 北野 彰洋

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Energy and Fuel Cycle Systems (GLOBAL 2003) (CD-ROM), p.1005 - 1010, 2003/00

燃料集合体の非均質性を考慮した3次元輸送計算方法として、Characteristics法を導入した計算手法の開発を進めている。.本研究では、計算時間・メモリ容量の制約から、軸方向に対してはノード法による輸送計算を行ない、径方向については2次元Characteristics法を適用することで3次元化を図ることを目指す。今回はその前段階として、FBR部分炉心を対象に2次元Characteristics法とモンテカルロ法との計算結果を比較し、高速炉体系への2次元計算の適用性について検証した。計算結果より、両者はよく一致し、2次元Characteristics法の適用性を確認した。

論文

パソコン版対話型もんじゅ炉心特性解析システムの開発

北野 彰洋; 照山 英彦; 西 裕士; 山岡 光明*; 森木 保幸*; 中川 雅俊*

サイクル機構技報, (15), p.1 - 16, 2002/06

将来の「もんじゅ」炉心において、燃料の最大活用を目指した柔軟な炉心運用計画の可能性をさぐるため、入力は簡単であるがより正確に核・熱・構造の各種炉心特性を解析評価できるパソコン版対話型炉心解析システムを開発した。本システムMEISTERでは入力データ作成、計算コード間のデ-タ授受や計算結果出力などをグラフィカル・ユーザ・インタフェースにて視覚的・統一的に行うことができる。これを用いて「もんじゅ」性能試験を対象とした解析を行い、システムの実機適用を検証した。

報告書

水素吸収被覆管の円周方向機械特性評価

北野 剛司*; 更田 豊志; 上塚 寛

JAERI-Research 2001-041, 24 Pages, 2001/08

JAERI-Research-2001-041.pdf:2.75MB

水素化物リム生成が被覆管の円周方向機械特性に与える影響を定量的に評価するために、人工的に水素化物リムを生成させた被覆管の改良リング引張試験を実施した。室温における試験の結果、水素化物リムは脆く、変形初期において亀裂が生じるため、破断歪みは水素化物リム厚さの増加とともに著しく減少することがわかった。一方、573Kにおける破断歪みは、リム部の水素化物密度にも依存し、比較的厚い水素化物リムが生成していても、その密度が低い場合は大きな値を示した。延性-脆性のしきいとなる水素化物密度があり、そのしきい密度が温度とともに大きくなるため、水素化物密度の小さいリムは延性を示し、その結果、比較的厚い水素化物リムが生成している場合でも破断歪みは大きくなると考えられる。

報告書

改良リング引張試験における引張方法と試験片形状の最適化

北野 剛司*; 更田 豊志; 笹島 栄夫; 上塚 寛

JAERI-Research 2001-011, 34 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-011.pdf:2.48MB

円周方向荷重が作用する条件での被覆管の機械特性を適切に評価できるリング引張試験方法を確立するために、本研究では、有限要素法による試験片の弾塑性解析とゲージ部寸法形状を変化させた数種類の試験片を用いたリング引張試験を行い、引張方法及び試験片寸法形状について検討し、以下の結論を得た。二分割型のリング引張試験治具を用いる場合、試験片変形部(ゲージ部)を片方の治具(ハーフマンドレル)の頂部にセットし、かつ、ハーフマンドレルと試験片間の摩擦をテフロンテープにより低減することで、円周方向荷重に対する機械特性を正確に評価できる。PWR17$$times$$17タイプ被覆管の円周方向単軸応力下の機械特性を適切に評価できるリング試験片の寸法形状は平行部長さ3~4mm,平行部幅2mm,リング幅5mm以上である。

報告書

高レベル放射性廃棄物地層処分システムの経済性評価(昭和63年度)-処分費用積算システムの開発-

満木 泰郎*; 北野 晃一*; 井上 大栄*; 大沼 博志*; 駒田 宏也*; 山地 憲治*; 大隈 多加志*; 田中 博*; 今津 雅紀*

JNC TJ1400 2005-005, 98 Pages, 1989/03

JNC-TJ1400-2005-005.pdf:2.98MB

本研究は、高レベル放射性廃棄物処分システムの経済性評価のための費用積算システムの開発を行うものである。

論文

パソコン版対話型もんじゅ炉心特性解析システムを開発

照山 英彦; 西 裕士; 北野 彰洋

日本原子力学会誌, 8, , 

将来の「もんじゅ」炉心において、燃料の最大活用を目指した柔軟な炉心運用計画の可能性を探るため、入力は簡便であるが、より正確に核・熱・構造の各種炉心特性を解析評価できるパソコン版対話型炉心特性解析システム(MEISTER:MONJU EASY-TO-INTRODUCE SYSTEM FOR TOTAL EVALUATION OF REACTOR CORE)を開発した。MEISTERでは入力データ作成、計算コード間のデータ授受や計算結果出力などをグラフィカル・ユーザ・インターフェイスにて視覚的・統一的に行うことができる。これを用いて「もんじゅ」性能試験を対象とした解析を行い、システムの実機適用性を検証した。

口頭

パソコン対話型「もんじゅ」炉心特性解析システムMEISTERの開発,10; 制御棒体系非均質モデルによる中性子束空間分布詳細検討

北野 彰洋; 岸本 安史*; 西 裕士; 宇佐美 晋

no journal, , 

「もんじゅ」炉心解析システムMEISTERを用いて制御棒体系非均質モデルの中性子束分布への影響の検討を行ってきた。ここでは、2次元輸送計算コードTWOTRANと2次元拡散計算コードCITATIONを用いて、MEISTERの計算モデルを模擬し、輸送計算との比較によりMEISTER体系非均質モデルの妥当性を確認する。

口頭

欧州炉物理解析システム「ERANOS」によるもんじゅ炉心解析

宇佐美 晋; 影山 武*; 諸橋 裕子; 北野 彰洋; 岸本 安史*; 照山 英彦; 西 裕士

no journal, , 

もんじゅでは炉心解析手法の高度化による設計余裕の合理化を検討中である。その一環として、フェニックス・スーパーフェニックスで使用実績のある仏国ERANOSシステムを用いてもんじゅの炉心解析計算を行い、その適用性を検証するとともに従来のJAEA解析システムの信頼性を確認した。

口頭

高速炉実機未臨界状態で行う反応度フィードバック精密測定技術の開発,1-3; 中性子検出器応答評価モデルの検討

西 裕士; 北野 彰洋; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃

no journal, , 

未臨界状態における炉の反応度変化を、修正中性子源増倍法により測定する場合を想定し、各種未臨界状態における制御棒状態の変化と中性子検出器応答変化の関係について数値シミュレーション計算を行った。その結果から、中性子検出器の設置位置と応答変化の相関関係を分析し、その特徴を把握した。また、その際に、炉の燃焼に伴う燃料組成の変化を想定し、これによる検出器応答への影響を感度解析により検討した。これより検出器応答変化及び反応度変化に大きな影響を与えるマクロ断面積を特定した。その結果、燃焼に伴う燃料組成変化に起因する不確かさによる補正係数への影響を小さくするために、実機炉心の運転に伴う燃焼反応度変化の実績を反映することが重要であり、その方策として、同反応度変化を上記マクロ断面積の補正により調整する手法を導入することが実用性にも優れ有効と判断できた。

口頭

高速炉実機未臨界状態で行う反応度フィードバック精密測定技術の開発,1-6; 未臨界反応度計測システムの実機への適用性検討

北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*

no journal, , 

未臨界反応度計測システム概念を構築するために、炉雑音法と修正中性子源増倍法を組合せたシンセシス法について、数値実験による計測システムの基本アルゴリズムの検討と実機炉心での試験を想定した数値実験を実施した。修正中性子源増倍法の基準となる未臨界度を、炉雑音法により測定することを前提に、炉雑音法による未臨界度計測アルゴリズムに必要な性能を数値シミュレーションに基づき検討した。その結果、この場合の計測精度は検出器効率に大きく影響されることや、折点周波数法では計測に利用する周波数帯域を従来より低周波の振幅情報まで含めることで精度を向上できることなどを明確化した。また、この結果を踏まえ、実機炉心への炉雑音法適用を模擬した数値シミュレーションを実施した。その結果、未臨界度測定に利用可能性のある検出器設置位置を把握するとともに、高次モードの影響を避けた2検出器法が有効であることを明らかにした。

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