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報告書

グローブボックス用導電性グローブの開発; グローブの試作および性能評価

古田土 和雄; 江沼 誠仁; 川崎 猛; 野上 嘉能; 金子 一徳; 木村 真則*; 安森 友和*

JAEA-Research 2013-017, 45 Pages, 2014/02

JAEA-Research-2013-017.pdf:3.98MB

核燃料施設におけるグローブボックス用グローブには、素材としてクロロスルフォン化ポリエチレン系合成ゴム(以下、CSMゴムという)が多く用いられている。CSMゴムは、主鎖に2重結合を有しない構造であることから、耐放射線性の観点で優れた素材であるが、直接$$alpha$$線が接触する環境では、劣化の進行が速くなる。プルトニウム燃料製造施設では、グローブボックスにおいてプルトニウム粉末を直接取り扱うことから、グローブの劣化は、主として、グローブ表面に付着したプルトニウム粉末からの$$alpha$$線により生じることになる。そのため、グローブ表面へのプルトニウム粉末の付着を減少させることにより、グローブの劣化の進行を遅らせることができる。そこで、グローブ表面の静電気の発生を抑える導電性グローブを開発・試験し、従来のグローブと比較して、粉末が付着しづらいことを確認した。

報告書

プルトニウム燃料施設におけるグローブボックス用グローブ材の模擬アルファ線照射効果試験

齋藤 浩介; 野上 嘉能; 古田土 和雄; 松山 一富; 遠藤 秀男

JAEA-Research 2012-027, 118 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-027.pdf:21.12MB

平成19年から4年間に渡って実施してきた、グローブボックス用ゴム製グローブに対するアルファ線照射影響を定量的に評価した一連の試験をまとめた。試験内容は、グローブ材となる各種ゴム試料に模擬アルファ線として5MeVの$$^{4}$$He$$^{2+}$$イオンを照射し、照射試料を目視及び光学顕微鏡による外観観察並びに引張試験に供したものである。一般に、イオン照射によって表面層数十$$mu$$mのみが劣化して退色及び硬化を呈することがわかった。照射材料は照射量によって引張強さ及び切断時伸びが低下し、引張強さ低下の機構は、表面劣化に伴う損傷を契機とした応力集中である可能性が高いことが見いだされた。高線量環境にて使用されている現行の鉛グローブ材では、イオン照射量1.4$$times$$10$$^{14}$$cm$$^{-2}$$程度で引張強さの減少が飽和した。また100%の引張り負荷を掛けた同試料への照射によって引張強さの減少が加速され、4.6$$times$$10$$^{13}$$cm$$^{-2}$$程度で飽和することがわかった。本試験は、先例がないグローブ材料(有機材料)への低エネルギーイオン照射試験であり、物性変化や変質・劣化の定量的なデータが得られたことや、試験の具体化を行ったことは、学術的にも貴重であると言える。

論文

Failure behavior of plutonium-uranium mixed oxide fuel under reactivity-initiated accident condition

安部 智之; 中江 延男; 古田土 和雄; 松本 光雄

Journal of Nuclear Materials, 188, p.154 - 161, 1992/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.12(Materials Science, Multidisciplinary)

None

報告書

軽水炉用MOX燃料ピンのJRR-2を用いた照射試験解析評価

鹿倉 栄*; 中江 延男*; 古田土 和雄; 大木 慎一*

PNC TN8410 88-024, 109 Pages, 1988/04

PNC-TN8410-88-024.pdf:1.96MB

(目的) JRR-2炉を用いてLWR用混合酸化物燃料を照射し,本解析において熱的ふるまいとして中心溶融,燃料組織変化や焼きしまり挙動を評価し,解析コードの信頼性を確認する。 (方法) 照射試験データを入力として,燃料挙動解析コードCEDAR-2Thermal(準定常計算)を使用し,燃料組織変化,燃料温度分布,燃焼度を計算し,照射後試験結果と比較評価する。 (結果) 燃料挙動解析コードによる計算結果は,燃料中心温度が2567$$^{circ}C$$$$sim$$2698$$^{circ}C$$であり,燃料中心溶融をおこしていないことは一致している。 燃料組織変化は,照射後試験結果と解析結果と比較すると中心空孔径が最大で約4倍照射後試験結果が大きい。柱状晶・等軸晶領域では計算結果が約60%の範囲で大きい。 焼きしまりについては,6つのモデルを本試験に適用し評価した。 (結論) 中心温度は,実験結果と解析結果ともに溶融温度以下で一致したが,組織変化は,柱状晶・等軸晶領域評価で約60%の範囲で計算結果が大きくなった。また焼きしまりについては,今回の実験にて,ベストフィットモデルを見い出すことは難しいと考えられる。

報告書

NSRRによる混合酸化物燃料の破損挙動に関する研究(II)(第1次照射実験結果の解析・評価)

横内 洋二*; 上村 勝一郎; 古田土 和雄; 山口 俊弘; 森田 由紀夫*

PNC TN841 84-23, 190 Pages, 1984/05

PNC-TN841-84-23.pdf:3.76MB

混合酸化物燃料の反応度事故時の破損しきい値を求めるとともに,PIEデータの解析を行いATR及びプルサーマル燃料設計に反映する。 第1次照射実験として,PWR標準燃料と同一寸法で,プルトニウム富化度6.33w/oの混合酸化物燃料棒を10本,NSRRで照射を行い,PIE効果・解析により次の結論を得た。 1)今回実験した混合酸化物燃料の破損しきい値は,250$$sim$$256cal/gの間にあることが確認できた。これは,標準燃料(UO2燃料)の破損しきい値253$$sim$$264cal/gよりやや低いが,ほぼ一致している。 2)照射後試験の結果からは,特にUO2燃料の場合と異なる挙動は見い出せなかった。 3)照射試験の結果から,つぎの特性と発熱量との間には,強い相関が見られ, 150$$sim$$190cal/g以上で急激に変化がはげしくなるのが観察された。 ペレット結晶粒径 被覆管結晶粒径 被覆管硬さ 被覆管外径増加量 被覆管酸化膜厚さ 4)数秒程度のごく短時間のペレットの結晶粒成長開始は,燃料の発熱量が約190cal/g以上加わり,燃料温度が約2000度以上で始まる。 5)高温,超短時間の結晶粒成長は,燃料温度と大きな相関性があり,AINSCOUGHの結晶粒成長モデルを実験解析に適用することができた。 6)ペレットの結晶粒径分布を評価することは,トランジェント時の温度分布の評価に貴重な指標となることを示した。 6)FEAPUS-3コードによるペレットのトランジェント温度計算結果は,結晶粒径分布との間に,整合性がとれており,妥当と言える。

口頭

グローブボックス用導電性グローブの開発; グローブの試作及び性能評価

古田土 和雄; 江沼 誠仁; 川崎 猛; 野上 嘉能; 金子 一徳; 吉澤 康介*; 安森 友和*

no journal, , 

核燃料施設におけるグローブボックス用グローブには、素材としてクロロスルフォン化ポリエチレン系合成ゴム(以下、CSMゴムという)が多く用いられている。CSMゴムは、主鎖に2重結合を有しない構造であることから、耐放射線性の観点で優れた素材であるが、直接$$alpha$$線が接触する環境では、劣化の進行が速くなる。プルトニウム燃料製造施設では、グローブボックスにおいてプルトニウム粉末を直接取り扱うことから、グローブの劣化は、主として、グローブ表面に付着したプルトニウム粉末からの$$alpha$$線により生じることになる。そのため、グローブ表面へのプルトニウム粉末の付着を減少させることにより、グローブの劣化の進行を遅らせることができる。そこで、グローブ表面の静電気の発生を抑える導電性グローブを開発・試験し、従来のグローブと比較して、粉末が付着しづらいことを確認した。

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