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報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2018年度

中野 政尚; 藤井 朋子; 根本 正史; 飛田 慶司; 河野 恭彦; 細見 健二; 西村 周作; 松原 菜摘; 前原 勇志; 成田 亮介; et al.

JAEA-Review 2019-048, 165 Pages, 2020/03

JAEA-Review-2019-048.pdf:2.69MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2018年4月から2019年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングスに変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が多くの項目でみられた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の上限値を超過した値の評価について付録として収録した。

報告書

振動充填燃料開発に関するスイスPSI・オランダNRGとの共同研究成果報告書(I); 基本計画・燃料設計・照射燃料ピン製造

森平 正之; 小澤 隆之; 冨田 豊; 鈴木 政浩; 重留 義明; 木原 義之; 河野 秀作

JNC TN8400 2004-014, 193 Pages, 2004/07

JNC-TN8400-2004-014.pdf:24.52MB

サイクル機構が、スイスPSI 及びオランダNRGとの間で進めている振動充填燃料開発に関する共同研究は、5%Np-MOXを含むスフェアパック燃料(球状粒子充填燃料)について、ペレット燃料、バイパック燃料(非球形粒子充填燃料)とともに、オランダのHFR (High Flux Reactor)において比較照射を行う共同研究プロジェクトであり、照射試験を目指す過程で、PSIが長年に渡る研究実績を有するスフェアパック燃料に係る照射挙動評価モデリング、燃料設計、粒子燃料製造及び振動充填に係る技術を機構に導入することが一方の目的としている。PSIにおける照射試験ピンの製造は2003年5月に完了した。2004年1月から3月にかけてHFRにおける前半2回の照射試験を終了し、現在照射後試験を進めている。後半2回の照射は2004年秋までに実施される予定である。本報告書は、共同研究前半の燃料設計と照射ピン製造を中心にまとめたものである。

論文

ODSフェライト鋼被覆管の加圧抵抗加熱接合技術開発

関 正之; 河野 秀作

日本原子力学会和文論文誌, 3(1), p.95 - 105, 2004/03

本論文は、種々の条件で高速炉ODSフェライト鋼被覆管の加圧抵抗加熱接合を実施した後、接合強度、金相組織等の評価からその最適条件を見いだした結果を報告する。

論文

Pressurized Resistance Welding Technology Development in 9Cr-ODS Martensitic Steels

関 正之; 河野 秀作; 木原 義之; 皆藤 威二; 鵜飼 重治; 平子 一仁*

Journal of Nuclear Materials, 329-333, p.1534 - 1538, 2004/00

 被引用回数:31 パーセンタイル:86.95(Materials Science, Multidisciplinary)

JNCにおいては、高速炉燃料ピン製作のためのODS被覆材料と端栓の接合技術開発を実施している。この接合方法である抵抗溶接(PRW)法は、材料の電気抵抗加熱により、材料を溶融させないで行う固相接合であり,一連の溶接工程は、その条件(電流、電圧、および加圧力)をプログラマブル・システムによって制御し、実行される。さらに製品の溶接時の残留応力を軽減するために溶接部の熱処理を実施している。PRW法による溶接は、本来の被覆管マルテンサイト組織に影響なく溶接されており、引張試験、内圧クリープ試験において溶接部の健全性も実証された。さらに、接合部の非破壊検査法として超音波探傷検査方法を開発した。この抵抗溶接法で製作したODS燃料ピンは、JNC-ロシア共同研究においてロシアの高速炉BOR-60で2003年6月から照射試験を実施している。

報告書

超音波探傷法による抵抗溶接部品質保証法の開発 -抵抗溶接部用STBの試作と探傷試験-

河野 秀作; 関 正之; 石橋 藤雄; 平子 一仁*; 塚田 竜也*

JNC TN8430 2003-010, 28 Pages, 2003/07

JNC-TN8430-2003-010.pdf:2.18MB

抵抗溶接部に発生する欠陥は、微細であるため、従来からのX線による検査では、その欠陥を識別できないため、X線検査法に変わる手法としてより欠陥の分解能が高い、超音波法の適用について開発を行ってきた。超音波は、X線よりも物質内部へ伝わり易く、直進性も良いため、欠陥の検出能力に優れているが、超音波で得られる欠陥信号の強度と欠陥の大きさは必ずしも相対しない。これは、超音波の欠陥からの反射エコーの大きさが、反射源である欠陥の形状、向きに大きく影響されるためである。そこで、パルスモーターで探触子と試料回転軸を駆動制御させ、欠陥位置データと超音波エコーを組み合わせて画像処理を行い、欠陥の寸法及び位置を正確に把握できる溶接部超音波検査装置を開発した。しかし、超音波検査法は、あくまで比較検査法であるため、検査装置の持つ欠陥検出能や探傷感度の保証には、既知の欠陥を持つ、標準試験片や対比試験片が必要となる。標準試験片は、JIS等でも規定されているが、抵抗溶接部のような特殊な部位に発生する特異な欠陥に対しては、その形状に特化した標準試験片が必要となる。そこで、標準試験片加工方法の検討を行い、放電加工と拡散接合により標準試験片を試作した。この試作標準試験片の人口欠陥を用いて探傷感度、データ画像処理用しきい値の校正を行い、超音波による探傷結果とその部位の金相試験による実測と比較した結果、欠陥深さ方向分解能が3$$mu$$m、欠陥寸法、接合長さ測定において誤差が10$$mu$$m以内の探傷性能を持つことが判明し、標準試験片による探傷条件校正の有効性が確認された。また、溶接部欠陥の出来方と探傷画像に特異なパターンが存在することも探傷結果と金相試験の対比により確認された。

報告書

消滅処理用アクチノイド水素化物の開発(公募型研究に関する共同研究報告書)

山脇 道夫*; 小無 健司*; 河野 秀作; 北村 了一

JNC TY8400 2003-006, 38 Pages, 2003/05

JNC-TY8400-2003-006.pdf:2.66MB

アクチノイド元素は金属状態では、多くの水素を吸収することができる、いわゆる水素吸収材としての性質を有している。 アクチノイド水素化物中の水素原子密度は、水中の水素原子数密度とほぼ同じであり、軽水炉の冷却材と同等の中性子減速性能が期待できる。この中性子減速性能に着目して原子炉からの照射済み燃料中に含まれるアクチナイド(Np, Am, Cm等)廃棄物の処理用燃料としての応用を研究した。アクチノイドの中では比較的取り扱いが簡単で水素との反応がNp等に類似しているトリウムを用いて研究が進められた。特に最近高温での

報告書

抵抗溶接法の開発(VI) -マルテンサイト系ODS鋼の溶接特性評価試験-

河野 秀作; 関 正之; 石橋 藤雄; 平子 一仁*; 塚田 竜也*

JNC TN8410 2003-009, 108 Pages, 2003/05

JNC-TN8410-2003-009.pdf:9.54MB

マルテンサイト系ODS鋼被覆管の溶接特性評価のために、溶接条件及び熱処理条件の最適化試験を行った。その後に、強度測定評価試験片を製作し、接合部の強度評価試験として引張試験、内圧バースト試験、内圧クリープ試験及び単軸クリープ試験を実施した。(1)溶接特性について 良好な溶接特性を示した。溶接時に懸念された接合開始点に発生する微細剥離等は生じることなく、接合開始点のバラツキも0.05mm以内で均一な接合状態であった。母材自体の組織が均質であったことが、良好な溶接特性を示した一因と考える。(2)端栓材について 端栓材は、被覆管材と共材を用いることにより、接合部近傍における組織、炭化物の析出状態は被覆管材と同等の結果が得られた。(3)熱処理条件の最適化 溶接後に焼きならし(1050$$^{circ}$$C)と焼き戻し(780$$^{circ}$$C-10分)処理を兼用することにより、接合部近傍の組織は転位密度の低い等軸粒の組織となった。また、炭化物の析出状態についても母材と同等の分布を示した。溶接時の残留応力も緩和できることから、溶接後の熱処理(焼きならし(1050$$^{circ}C$$)と焼き戻し(780$$^{circ}$$C-10分))は必須条件となる。(4)接合強度 すべての強度試験において、接合部の強度は、被覆管母材と同等の強度が得られた。そのため、マルテンサイト系ODS鋼の溶接技術開発は完結したと考える。

報告書

MA含有低除染燃料の開発I; Np含有MOXの焼結特性と相分離挙動

森本 恭一; 加藤 正人; 西山 元邦; 遠藤 秀男; 河野 秀作; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*; 菅田 博正*

JNC TN8400 2003-011, 32 Pages, 2003/01

JNC-TN8400-2003-011.pdf:0.62MB

先進的核燃料リサイクルの燃料として Npを含有させた MOX燃料が考えられている。Np含有MOX 燃料の開発を進めるためには、照射燃料製造及び燃料設計に必要となる Np-Pu-U 系混合酸化物に関する基礎的なデータ取得が必要である。本報告では、Np含有(最大 12%)MOXのペレットを作製し、焼結特性に及ぼす Npの影響、相安定性及び均質性について評価した。試験の結果、Np の濃度の増加により密度が低下し、Np は焼結中の緻密化を遅くする効果があることがわかった。相安定性については、O/M=1.90$$sim$$2.00の試料について、相状態を観察し、MOXと Np 含有 MOX の相分離挙動はほぼ同じであることが分かった。また、均質性の評価を行い、本試験で作製した試料は均質性が良く、Puスポットの観点からは燃料仕様上問題がないことが分かった。

論文

Preparation and Characterization of (Pu, U, Np, Am, Simulated FP) O2-X

森本 恭一; 加藤 正人; 河野 秀作; 菅田 博正*; 砂押 剛雄*

High Temperature Materials Chemistry-XI(HTXC-XI), (PB63), 0 Pages, 2003/00

MA含有低除染MOX燃料の開発の一環としてPu約30%、Np、Amを約2%含んだMOXとこれに模擬FPとして希土類元素及び白金属元素を添加したペレットを調整し、焼結中の酸素分圧をパラメータとした、焼結特性を調べるとともに燃料の相安定性及び各元素の挙動及び物性について評価した。試験の結果、焼結雰囲気の酸素分圧が高いほど、組成の均質性がよく結晶粒が成長することが分かった。また、温度と酸素分圧を調整することにより燃料仕様として考えられているO/M=1.95のペレットを得ることができた。O/M=1.95の試料はMOX燃料同様に2相分離が観察された。また、融点測定を行い、各試料の融点はMOXのものと同等か、または低いことがわかった

論文

Vipac Fuel Fabrication for Irradiation Test of the FUJI Project

重留 義明; 河野 秀作; Hellwig, C.*; Heimgartner, P.*

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Energy and Fuel Cycle Systems (GLOBAL 2003) (CD-ROM), p.1342 - 1347, 2003/00

FUJIプロジェクトにおける照射用バイパックピン製造のため、MOX粉をペレット成型した後に、機械粉砕・焼結を行う製造プロセスを採用し、その製造試験を通じてプロセス実証を行った。製造した粒子燃料のピンへの充填に関しては、模擬粒子を用いたコールドの充填試験による結果と、粒子形状を指標とした充填特性評価からその評価を行い、実際の製造に備えた。これらの製造試験及び照射用燃料の製造について報告する。

論文

Design for irradiation tests in the HFR with innovative fuel

小沢 隆之; 安部 智之; 河野 秀作; Franz Ingo*; Hannu Wall*

ANS annual meeting 2002, P. 279, 2002/00

スイスのポールシェラー研究所との共同研究の一環として、オランダHFR(High Flux Reactor)においてスフェアパック/バイパック/ペレット燃料を用いた照射試験の実施が計画されている。今回の照射試験では、これら各燃料間の照射挙動比較の目的で、異なった組成・形態を有する燃料を同一照射条件下で照射するため、本試験に供する照射燃料要素は従来と異なった設計に基づく構造を有する。また、取得したデータの高速炉燃料設計への適用を視野に入れた高速炉条件模擬の照射条件にも特徴がある。本発表では照射燃料要素の構造設計結果及び照射条件策定に係る検討結果について報告する。

論文

Conceptual Design Study of Advanced Fuel Fabrication Systems

田中 健哉; 河野 秀作; 小野 清

GLOBAL2001, 0 Pages, 2001/00

実用化戦略調査研究として実施した燃料製造システムの設計研究のフェ-ズI成果をまとめた。燃料製造システムとしてホットセル内での遠隔保守を前提とする低除染燃料製造概念を構築した。ペレット法、振動充填法又は鋳造法を基本プロセスとした、それぞれのシステムの経済性評価結果を実施し、各システムの大規模製造プラントにおいて目標コストを達成できる可能性を示した。

報告書

「軽水炉用」プルトニウム富化燃料のHBWR照射試験,8; IFA-565燃料集合体の照射データ及び照射後試験結果報告

上村 勝一郎; 矢野 総一郎; 河野 秀作; 加藤 正人; 森本 恭一; 森平 正之; 菊池 圭一

PNC TN8410 97-067, 457 Pages, 1997/02

PNC-TN8410-97-067.pdf:37.61MB

ハルデン炉において、「軽水炉用」プルトニウム富化燃料(Puf富化度4.6w/o)の高燃焼度照射試験(IFA-565)を実施した。IFA-565は、IFA-514照射試験として照射した6本の燃料棒のうち、3本について同一リグにて継続照射したものである。IFA-514については既報にまとめられており、本報告では、継続照射した照射データ及び照射後試験結果について解析・評価を行った。得られた結果は、以下の5点である。(1)ペレットピーク燃焼度で61GWd/tMOXの高燃焼度まで健全に燃焼すること確認した。(2)FPガス放出挙動はBWRUO2及びATR用のMOX燃料の挙動と類似しており、FPガス放出率に差は認められない。また、中空ペレットのFPガス放出率(13.0%)は中実ペレット(17.3%)より低い。(3)金相観察結果及びペレット長の変形量からいずれの燃料棒にも大きなPCMIは生じておらず、ペレット形状(中実と中空)がPCMI挙動に与える影響に明確な差は認められない。しかし、中空ペレットの方が中実ペレットに比べて燃料棒外径変化率がやや小さく、外径変化の抑制に効果がある。(4)燃料棒の伸びはBWRUO$$_{2}$$燃料棒及びATR用MOX燃料棒に比べてやや小さく、約0.15%である。(5)製造時に存在したペレットの造粒界が照射中に消失することにより、ペレットスウェリングの緩和に効果のあったことが推察される。

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