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論文

Verification of a simple procedure to simulate solvent extraction by pulsed columns

小林 嗣幸

Nuclear Technology, 177(2), p.231 - 244, 2012/02

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

パルスカラムにおける向流分離プロセスを速度論的に簡易計算で模擬する手法を開発した。簡易手法の妥当性を多くの試験データで検証し、プロセス計算への適用例を示した。

論文

Development of short stroke shearing technology for FBR fuel pin

樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 田坂 應幸*; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 4(1), p.244 - 251, 2010/04

高速炉燃料の効率的な溶解に有効と考えられる燃料片の小粒径化を目的とした短尺せん断技術を開発している。燃料片を効率的に小粒径化するせん断条件等を把握するため、せん断速度,ギャグ固定圧力等をパラメータとして、工学規模の試験装置を用いて、模擬FBR燃料ピン束の短尺せん断試験を実施した。本試験で得られたせん断片の測定データ(せん断片の長さ及び開口率,燃料片の粒度分布)から、短尺せん断の基礎特性を把握するとともに、短尺せん断による燃料片の小粒径化の見通しを得た。

論文

Design and fabrication of the FBR fuel disassembly system

北垣 徹; 田坂 應幸; 樋口 英俊; 小泉 健治; 平野 弘康; 鷲谷 忠博; 小林 嗣幸*

Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM), 5 Pages, 2009/06

文部科学省公募研究として、平成18年度から4年計画で実施中の「FBR燃料集合体を対象とした解体・せん断技術開発」において、平成18年度に実施した基本設計に基づき解体システム試験装置を製作した。本報ではこの解体システム試験装置の概略と、模擬燃料集合体を用いた動作試験の概要について報告する。

論文

Evaluation of the decay heat limits in electrorefiners for reprocessing spent metallic fuels

小林 嗣幸

Nuclear Technology, 166(2), p.134 - 145, 2009/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.95(Nuclear Science & Technology)

2次元の定常伝熱計算結果に基づき電解槽中の溶融塩に蓄積する崩壊熱に対する設計上の制限値を提案した。電解槽の外面を強制冷却によって冷却することにより自然循環除熱に比べて崩壊熱の制限値を30$$sim$$40%増加させられることがわかった。過渡時も含めた制限値を定常伝熱計算によって求めた平衡温度から評価することの妥当性を1次元の非定常計算によって確認した。ここで、提案された崩壊熱の制限値は、溶融塩の交換頻度に対して使用済燃料中のボンドNaや希土類FPの蓄積より重要な制限要因となることがわかった。

論文

Development of disassembly & pin chopping technology for FBR spent fuels

小林 嗣幸*; 難波 隆司*; 河辺 幸成*; 鷲谷 忠博

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

日本原子力発電(JAPC)は日本原子力研究開発機構(JAEA)と共同でFBR実証炉燃料集合体の解体・せん断技術の開発を実施している。ここで開発する解体技術は機械式切断によるラッパ管切断を基本としたものであり、せん断技術としてはせん断後の燃料粉化率を高めるため短尺せん断技術を採用している。これまでに機械式切断要素試験として各種砥石によるラッパ管材の切断試験を行い切断工具の選定を行うとともに耐久性等の切断性能を把握した。また、解体後の燃料ピン束のハンドリング性能の評価として、搬送装置を試作しマガジン装荷性能等を確認した。本報ではこれらの研究開発成果について報告する。

論文

An Assessment of multistage counter current extraction of TRU from spent molten salt into liquid metal, 2; Effect of stage efficiency, scrub stage, and TRU concentration

小林 嗣幸

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(1), p.79 - 83, 2008/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:37.69(Nuclear Science & Technology)

使用済溶融塩の超ウラン元素(TRU)を液体金属中に向流多段抽出する場合の分離性能を評価するための計算手法を開発した。この計算手法では段効率と洗浄段を考慮した。この手法を用いた評価よって、前論文に加え新たに次のことがわかった。液体金属としてカドミウムを用いた場合は、99%のTRUを$$DF$$=5以上で回収するために、4段以上が必要である。実用的な抽出となるためには、段効率として80%以上が必要である。合計段数が制限されている場合は、洗浄段は$$DF$$の向上にあまり有効でない。使用済塩中のTRU濃度が増加すると同伴するランタニドFPの還元剤効果により$$DF$$が少し向上する。この抽出法でPuからNp, Am, Cmを分離することは難しく、潜在的な核拡散抵抗性を持っている。

論文

An Assessment of the multi-stage counter current extraction of TRUs from spent molten salt, into liquid metal (Errata)

小林 嗣幸

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(4), p.673 - 674, 2007/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:64.29(Nuclear Science & Technology)

前論文(Journal of Nuclear Science and Technology, 43巻7号 p.819-823)に提示された向流多段抽出の計算式の一部に誤りがあったので、これを訂正した。正しい計算式を用いて計算した図表の訂正版も示した。

論文

An Assessment of the multi-stage counter current extraction of TRUs from spent molten salt, into liquid metal

小林 嗣幸

Journal of Nuclear Science and Technology, 43(7), p.819 - 823, 2006/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:56.05(Nuclear Science & Technology)

向流多段抽出の新しい計算手順を開発し、その特性を研究した。第1ステージで抽出されたNdが第2ステージでマイルドな還元剤としてはたらきAmを抽出していることが確認された。これによってCd-Li抽出の分離性能がCd-U抽出より優れていることがわかった。また、Bi-Li抽出による分離性能の向上や希土類間の特性の相違を定量的に評価した。

論文

Study of Low Current Efficiency in MOX Co-Deposition Tests

福嶋 峰夫; 小林 嗣幸; 明珍 宗孝; 藤井 敬治*

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(10), p.861 - 868, 2005/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:37.38(Nuclear Science & Technology)

ロシアRIARで実施したMOX共析試験で電流効率が低下した原因を理論的に検討した。循環電流に対する新しい解析手法を提案し測定された分極曲線データで妥当性を確認した。検討の結果、UO2(2+/+)反応による循環電流の影響が大きいことが予想された。

論文

Investigation of plutonium precipitation in the MOX co-deposition tests for the oxide electrowinning process

小林 嗣幸; Vavilov, S.; 佐藤 史紀; 明珍 宗孝; 難波 隆司*; 藤井 啓治*

Journal of Nuclear Science and Technology, 42(3), p.295 - 300, 2005/00

 被引用回数:10 パーセンタイル:59.05(Nuclear Science & Technology)

ロシアRIARで実施した酸化物電解法のMOX共析試験において発生したPuの沈殿現象について理論的解明を行った。その結果、試験で酸素ガスを多くしすぎため塩素ガス濃度が低下し溶融塩中のプルトニルの溶解度が低減したため過飽和のプルトニルが沈殿したと推定すると実験結果を説明できることが分かった。

論文

Principle and Test Experience of the RIAR's Oxide Pyro-Process

Vavilov, S.; 小林 嗣幸; 明珍 宗孝

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(10), p.1018 - 1025, 2004/00

 被引用回数:39 パーセンタイル:76.79(Nuclear Science & Technology)

ロシアRIARにおいて開発中の酸化物電解法の原理と基礎データを公開データに基づき評価した。また、RIARにおけるウラン製造や使用済み燃料を利用した開発試験の結果をまとめた。

論文

Evaluation of Thermodynamic Properties for Pyro-Process and their Significance to the Process

小林 嗣幸; Vavilov, S.; 明珍 宗孝

Proceedings of 11th Symposium on Thermodynamics of Nuclear Materials (STNM-11), P. 91, 2004/00

乾式プロセスの成立性評価に利用される酸化還元電位、拡散定数およびプルトニウムの酸化速度定数を評価した。これらの熱力学物性値の持つ不確定巾が除染係数やPu富化度等のプロセス評価に与える影響を評価した。

報告書

Principles of the Oxide Electrowinning Process

Vavilov, S.; 小林 嗣幸; 明珍 宗孝

JNC TN8400 2003-030, 121 Pages, 2003/12

JNC-TN8400-2003-030.pdf:1.27MB

高速増殖炉用混合酸化物使用済み燃料の処理のためロシア原子炉科学研究所で開発された高温化学法の原理と設備の運転経験をまとめた。特に、熱力学と基礎的化学反応の速度論や核物質、マイナーアクチニド、核分裂生成物および被覆管等の構造材中の元素の電気化学的特性について深く検討した。多くのデータについて比較評価や修正を行い、妥当性を確認した。

報告書

乾式再処理における電極反応流動特性数値解析 -酸化物電解法における拡散層厚さの評価-

河村 拓己*; 堺 公明; 小林 嗣幸

JNC TN9400 2003-020, 65 Pages, 2003/03

JNC-TN9400-2003-020.pdf:1.57MB

FBRサイクル実用化戦略研究における燃料再処理システムの実用化候補概念として、溶融塩電解を用いた乾式再処理システムの研究が進められている。溶融塩電解プロセスにおける回収物の析出量を高い精度で予測するためには、電極表面近傍における析出成分の濃度拡散層厚さを適切に評価する必要があるが、拡散層厚さの測定は極めて困難であり、その評価手法を構築することが課題となっている。 本研究では、電極表面近傍の拡散層厚さを数値解析によって評価することを目的とし、Nernst式の電極反応による析出、電極近傍での反応物質の濃度分布、及び、濃度変化による密度変化に起因した自然対流を同時に評価できる定常2次元解析コードを構築した。また、この解析コードを用いて、露国における酸化物電解試験を対象とした解析を実施し、分極曲線と拡散層厚さの特性を評価した。 その結果、物性値等に不確定性は残るものの、解析による分極曲線は試験結果と概ね一致しており、数値解析による拡散層厚さの評価について見通しが得られた。また、解析結果から濃度拡散層が陰極表面の自然対流に沿って、数百$$mu$$m程度の厚さで形成されること、電解条件により流動が変化した場合、拡散層厚さは、速度境界層の変化に対応して変化することが明らかになった。さらに、水溶液電解の物質伝達係数に関する伊藤の無次元相関式は、溶融塩電解の解析結果から求めた物質伝達係数とよい一致を示しており、この無次元相関式により拡散層厚さが評価できることが明らかになった。

報告書

Development of JURA -A Simulation Code for Electrochemical Processes in Molten Salt-

小林 嗣幸

JNC TN8400 2003-001, 46 Pages, 2003/03

JNC-TN8400-2003-001.pdf:0.55MB

溶融塩中の電気化学過程のシミュレーションコードJURAを開発した。このコードは、金属電解法や酸化物電解法等のさまざまな温度や溶融塩中におけるプロセスの時間変化を拡散層理論によってシミュレートすることができる。この報告では固体陰極、カドミウム陰極、カドミウムプール陽極等のさまざまな電極の具体的な理論式を説明する。また、固体陰極、カドミウム陰極、MOX共析の試験に対する入力データやサンプル計算に対する説明も加えた。

論文

IAEAにおける高速炉炉心耐震解析国際共同研究の成果

森下 正樹; 伊藤 邦博*; 小林 嗣幸*; 堀内 敏彦*

日本原子力学会誌, 38(3), p.205 - 210, 1996/00

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

高速炉炉心の耐震設計・安全評価に当たっては、地震時の制御棒挿入性や炉心校正要素の健全性が重要な評価項目となるが、これらを評価するうえで炉心の群振動挙動を精度良く予測する解析技術が必要不可欠である。このような解析は非常に大規模な自由度を有する体系の非線形応答問題となるので、日・仏をはじめ高速炉開発の諸国では振動実験による検証を行いながら精力的にコード開発を進めてきた。IAEA/IWGFRの主催による今回の国際共同研究「高速炉耐震解析コードの相互比較に関する共同研究」は炉心の耐震解析の重要性についての各国の共通した認識を背景に企画されたもので、参加国が所有する実験データを提供し合って炉心耐震解析コードのベンチマーク解析を実施し、結果の相互比較を通じて自国のコード検証や改良に役立てることを目的として行われた。本校は1991年に開始され1995年5月に完了した共同研究についての活動と成果を概括した

口頭

電解装置内の溶融塩中に蓄積する崩壊熱の制限値の検討

小林 嗣幸; 佐藤 史紀

no journal, , 

金属電解法で使用する電解装置内の溶融塩中に蓄積するTRUやFPの崩壊熱の制限値を評価した。強制冷却条件下における電解装置の定常運転時の外面温度を100$$^{circ}$$C以下とし、故障により冷却が停止した場合でも電解装置内の温度を640$$^{circ}$$C(Cd蒸気圧0.2気圧)以下とするためには外面熱流速を600W/m$$^{2}$$以下とする必要があることがわかった。

口頭

液体金属によるTRUの向流多段抽出プロセスの理論的検討

小林 嗣幸

no journal, , 

金属電解法で発生した使用済溶融塩中のTRUを向流多段抽出によって液体金属中に回収する場合の分離性能に関する新たな理論的検討を実施した。洗浄ステージの効果について検討した結果、抽出ステージが4段程度以下の場合すべてを抽出ステージとした方が除染係数(DF)が高いことが判明した。使用済塩中のTRU濃度については、濃度が高い方がDFが大きくなることや4段程度の段数ではPuとNp, Am, Cmの相互分離は難しいことがわかった。

口頭

燃料集合体解体及び燃料ピンせん断技術の開発,1; 全体計画とH18年度の成果概要

小林 嗣幸*; 鷲谷 忠博

no journal, , 

使用済FBR燃料集合体を再処理するための解体・せん断技術の開発に着手した。集合体解体技術としては、機械式工具及びレーザーによる切断試験を実施し、機械工具選定とレーザー切断の適用性を評価した。せん断技術については燃料ピン装荷方式やワイヤー除去方式を検討し、処理機能を確認するための試験装置や試験計画を検討した。

口頭

燃料集合体解体及び燃料ピンせん断技術の開発,3; レーザー切断基礎試験の結果

峰原 英介; 小林 嗣幸*; 鷲谷 忠博; 田坂 應幸

no journal, , 

将来のFBR核燃料集合体解体技術を開発するため、またその基礎的知見を得るために種々のレーザー切断試験を行った。現在の技術と比較してレーザーによる減容切断は有用で適用可能であることを確認した。

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