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論文

高速実験炉「常陽」の原子炉容器内観察・補修技術開発; 変形した実験装置の回収

芦田 貴志; 伊東 秀明; 宮本 一幸*; 中村 俊之; 古賀 和浩*; 大原 紀和*; 猪 博一*

日本原子力学会和文論文誌, 15(4), p.210 - 222, 2016/12

https://doi.org/10.3327/taesj.J15.032

高速実験炉「常陽では、照射試験を終えた温度制御型材料照射装置(MARICO-2)の試料部を原子炉容器内から取り出すための作業が行われた。しかし、保持機構と試料部が完全に分離できていない状態で回転プラグを操作したことにより、試料部が炉内燃料貯蔵ラック上から突き出た状態で変形していることが炉内観察等の調査の結果確認された。また、突き出た試料部は、回転プラグに設置された炉心上部機構(UCS)の下面と干渉する高さにあり、UCSの下面を部分的に損傷させたことも確認された。UCSと試料部の干渉を避けるため、可動範囲を制限した結果、燃料交換機能が一部阻害された状態となった。復旧措置として、損傷したUCSの交換と変形した試料部の回収が決定され、試料部については、2007年12月に回収方法の検討に着手し、治具の設計・製作、モックアップ試験等の準備を経て、2014年6月11月に回収作業を実施した。回収した試料部は「常陽」に隣接する照射後試験施設において、各種試験に向けた照射試料の取り出し等が行われている。本件は、試料部の回収を通して得られたSFR炉内の遠隔補修技術の開発成果について、装置の設計・製作及び作業の実績を踏まえて報告するものである。

論文

Spatial anisotropy of neutrons emitted from the $$^{56}$$Fe($$gamma$$, n)$$^{55}$$Fe reaction with a linearly polarized $$gamma$$-ray beam

早川 岳人; 静間 俊行; 宮本 修治*; 天野 将*; 武元 亮頼*; 山口 将志*; 堀川 賢*; 秋宗 秀俊*; 千葉 敏*; 緒方 一介*; et al.

Physical Review C, 93(4), p.044313_1 - 044313_4, 2016/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.93.044313
 被引用回数：7 パーセンタイル：49.18(Physics, Nuclear)

ニュースバル放射光施設で、直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて$$^{56}$$Fe($$gamma$$, n)$$^{55}$$Fe反応から放出された中性子の角度分布の非対称性を計測した。ビーム軸に対して90$$^{circ}$$の角度における、$$gamma$$線の直線偏光面と検出器の間の方位角$$phi$$に関する中性子の強度の角度分布を計測した。7つの角度で計測された中性子の強度は、理論的に予言された関数$$a$$+$$ b$$cos(2$$phi$$)でよく再現された。

論文

Neutron angular distribution in ($$gamma$$, n) reactions with linearly polarized $$gamma$$-ray beam generated by laser Compton scattering

堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*; 早川 岳人

Physics Letters B, 737, p.109 - 113, 2014/10

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.08.024
 被引用回数：17 パーセンタイル：73.11(Astronomy & Astrophysics)

1950年代に、100%直線偏光した$$gamma$$線の($$gamma$$,n)反応による中性子の角度分布は非対称であり、ビーム軸に対して90度の角度では、a+b sin$$^{2}$$$${theta}$$の関数で記述できることが予言されていたが、半世紀以上にわたり中重核に対して実験的には検証されていなかった。われわれはNewSUBARUで直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて、$$^{197}$$Au, $$^{127}$$IとナチュラルのCuに対して、理論的に予言された角度分布を検証した。

報告書

高速実験炉「常陽」における原子炉容器内保守・補修技術開発; 変形したMARICO-2試料部の回収に向けた調査と機器設計

芦田 貴志; 宮本 一幸; 岡崎 義広*; 伊東 秀明

JAEA-Technology 2012-047, 106 Pages, 2013/06

JAEA-Technology-2012-047.pdf:11.09MB
JAEA-Technology-2012-047-appendix(CD-ROM).zip:15.46MB

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置の2号機(以下、「MARICO-2」という。)の保持部と試料部の切り離し不能によって、同試料部が変形して原子炉容器内の炉内燃料貯蔵ラックから突き出て曲がっており、炉心上部の機器がこの付近に近接した際に同試料部と干渉する領域が生じるため、回転プラグの運転範囲が制限されている。「常陽」を復旧するには、MARICO-2試料部の回収と損傷した炉心上部機構を交換することが必須となっており、同試料部の回収については、損傷した機器を原子炉容器内で安全、確実に取扱うことが必要であることから、高度な保守・補修技術に立脚した装置の設計と性能保証が求められる。本報告書は原子炉容器外の模擬試験及び原子炉容器内での調査結果並びにその結果を反映して最適化したMARICO-2試料部の回収装置等の設計をまとめたものである。

報告書

「常陽」原子炉容器内構造物の放射化量とガンマ線量率分布の測定評価

伊東 秀明; 前田 茂貴; 内藤 裕之; 秋山 陽一; 宮本 一幸; 芦田 貴志; 野口 好一; 伊藤 主税; 青山 卓史

JAEA-Technology 2010-049, 129 Pages, 2011/03

JAEA-Technology-2010-049.pdf:6.99MB

「常陽」では、計測線付実験装置の試料部が変形して原子炉容器内の炉内燃料貯蔵ラックから突き出て炉心上部の機器等と干渉しており、「常陽」を再起動するためには、炉心上部機構(UCS)を交換することが不可欠である。そのためには、30余年の使用期間中に放射化し、線量率が数百Gy/hに達するUCSを炉容器内から取り出すための大型キャスクの製作が必要である。炉心から約1.5m上方のUCSの中性子照射量の計算精度を考慮して約1桁の設計裕度を見込むと、キャスクの総重量が取扱いクレーンの最大荷重100トンを超過する約160トンとなり、設備改造や復旧経費の増加が予想された。このため、海外でも実施例の少ない炉容器内の$$gamma$$線量率を実測して計算誤差にかかわる設計余裕を低減することによりキャスク遮へい厚さを削減することとした。実機で想定される広域の線量率をカバーし、約200$$^{circ}$$Cの高温環境に耐える$$gamma$$線量率測定装置を製作し、$$^{60}$$Co校正照射施設で$$gamma$$線検出器の校正曲線及び温度特性を確認した。炉容器内の他の構造物や集合体の放射線の混成場を考慮して評価するため、UCSと検出器の相対位置やナトリウムの液位を変えた条件で詳細な線量率分布を測定し、解析値で内挿することによりC/E:1.1$$sim$$2.4に評価精度を高めた。上記の結果を反映することによりUCS交換キャスクの遮へい厚さを削減でき、総重量を100トン未満とできる見通しが得られたことから、設備改造を要することなくUCS交換が可能となった。

論文

Adsorption of Db and its homologues Nb and Ta, and the pseudo-homologue Pa on anion-exchange resin in HF solution

塚田 和明; 羽場 宏光*; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 秋山 和彦*; 笠松 良崇; 西中 一朗; 市川 進一; 安田 健一郎; 宮本 ユタカ; et al.

Radiochimica Acta, 97(2), p.83 - 89, 2009/02

https://doi.org/10.1524/ract.2009.1577
 被引用回数：20 パーセンタイル：77.78(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

105番元素ドブニウム(Db)及び周期表上同族の5族元素ニオブ(Nb),タンタル(Ta),擬5族のプロトアクチニウム(Pa)のフッ化水素酸水溶液中における陰イオン交換挙動を観測した。実験にはタンデム加速器施設に設置したオンライン自動迅速イオン交換分離装置を利用し、$$^{248}$$Cm+$$^{19}$$F反応で生成する$$^{262}$$Db(半減期34秒)を対象に13.9Mフッ化水素酸水溶液におけるイオン交換樹脂への分配係数を測定した。上記元素とDbの溶離挙動を比較すると、Dbの分配係数は5族元素Nb及びTaに比べて小さく、その傾向はむしろ擬5族のPaに近いという結果を得た。この結果は超アクチノイド元素であるDbのフッ化物陰イオン錯体が同族元素と異なるという興味深いものである。

論文

Effects of irradiation on mechanical properties of HIP-bonded reduced-activation ferritic/martensitic steel F82H first wall

古谷 一幸; 若井 栄一; 宮本 賢治*; 秋場 真人; 杉本 昌義

Journal of Nuclear Materials, 367-370(1), p.494 - 499, 2007/08

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2007.03.011
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究は、F82H鋼による増殖ブランケット構造体部分モックアップのHIP接合部の微細組織観察,元素分析、及び中性子照射後の機械特性に関するものである。非照射段階において、HIP接合部のTEM観察及びTEM-EDX分析などを行った結果、HIP境界には母相の結晶粒界と同等のM$$_{23}$$C$$_{6}$$が多数認められた。JMTRにて約523Kで約2dpaまでの中性子照射の後、295Kと523Kにて引張り試験を行った結果、照射後引張り特性はIEA材と比較しやや低下したものの、破断部の金相観察の結果、HIP境界での破断は生じていないことを明らかにした。

論文

In vivo recognition of Cyclopentadienyltricarbonylrhenium (CpTR) derivatives

上原 知也*; 小池 美穂*; 中田 英夫*; 宮本 重彦*; 本石 章司; 橋本 和幸; 奥 直人*; 中山 守雄*; 荒野 泰*

Nuclear Medicine and Biology, 30(3), p.327 - 334, 2003/04

https://doi.org/10.1016/S0969-8051(02)00437-7
 被引用回数：20 パーセンタイル：50.16(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

$$^{186/188}$$Re標識低分子化抗体やペプチドによる癌の治療には、腎臓への放射能集積を示さない一方で、癌組織には長時間に渡る選択的な放射能集積を与える標識体の設計が必要である。そのためには、生体内で安定であり、かつ尿細管で母体タンパク質から遊離された際に、腎細胞へ取り込まれることなく、速やかに尿中へと排泄を受けるRe錯体の選択が重要である。本研究では、Cyclopentadienyltricarbonylrhenium(CpTR)をタンパク質やペプチドの$$^{186/188}$$Re標識薬剤へ応用する目的で,CpTR-COOH及びそのグリシン(Gly)結合体の生体内での代謝を検討した。その結果、両者はともに血漿中及び緩衝液中で安定であった。一方、マウスに投与した場合、脂溶性の高いCpTR-COOHは胆汁排泄と尿排泄を受けたが、水溶性の高いCpTR-Glyは尿排泄のみを受けた。さらにCpTR-COOHは、複数の水溶性代謝物として排泄されるのに対して、CpTR-Glyは、代謝を受けずにそのまま排泄された。これらの結果から、腎臓刷子縁膜酵素の作用で母体ペプチドから[$$^{186/188}$$Re]CpTR-Glyを遊離する標識試薬は、腎臓での放射能滞留の解消に有用と考えられる。

報告書

高温ガス炉の伝熱・流動分野における研究開発の歩み

佐野川 好母*; 宮本 喜晟; 秋野 詔夫; 椎名 保顕; 菱田 誠*; 小川 益郎; 文沢 元雄; 稲垣 嘉之; 武田 哲明; 高田 昌二; et al.

JAERI-Review 98-024, 403 Pages, 1999/01

JAERI-Review-98-024.pdf:17.17MB

原研は昭和44年5月に、1000$$^{circ}$$Cの高温核熱を炉外に取り出して種々の目的に利用する多目的高温ガス実験炉(VHTR)の計画を立てた。それ以来この炉の設計・製作に不可欠なデータの取得と、高温のヘリウムガス循環技術の確立を目指して、約30年間にわたって研究開発を行ってきたが、この報告書は、そのなかでも伝熱・流動分野の主な成果の要点を、実際にその研究開発に従事した研究者自身が執筆したものをまとめたものであり、そのなかには、従来の学問上の定説を書き換えた研究もいくつかある。しかしながら、この長い年月の間には、実際に研究開発に従事した者の多くは原研を去り、また資料が散逸してしまったものもあって、すべてを収録することはできなかったが、貴重な知見として現在の高温工学試験研究炉(HTTR)の設計や技術に直接生かされているものばかりである。また、今後の高温ガス炉(HTGR)の研究開発ばかりではなく、高温を取り扱うすべての機器の技術開発にも役立つ貴重な資料である。

口頭

東海再処理施設30年のあゆみと今後の展望,3; 溶解・清澄工程の運転実績と改良

鈴木 一之; 菊池 英樹; 畠 勝郎; 田中 賢; 宮本 正紀; 中村 芳信; 林 晋一郎

no journal, , 

東海再処理施設の溶解・清澄工程は回分式で運転され、30年の運転を通じ、これまでに約3100バッチの使用済燃料の処理を行ってきた。この間に発生した主要な課題として、溶解工程における溶解槽の腐食による故障,PWR燃料処理時の急激な内圧上昇及びパルスフィルタの詰りによる再処理工程の稼働率の低下があった。本報では、これら課題の対策として実施した改良結果について報告する。

口頭

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,3-2; 炉容器内で変形した集合体の遠隔回収

岡崎 義広; 芦田 貴志; 宮本 一幸; 皆藤 泰昭; 伊東 秀明

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置の試料部の切離不能により、炉内燃料貯蔵ラック上で試料部が変形し、回転プラグを操作した際に炉心上部機構と干渉することが確認されている。当該試料部はラッパ管の上部で曲がっており、燃料交換機では取り出せないことから、その回収方法について検討した。

口頭

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,4-3; 炉容器内で変形した集合体の遠隔回収,2

芦田 貴志; 皆藤 泰昭; 宮本 一幸; 野口 好一; 伊東 秀明

no journal, , 

炉内ラックの移送ポットから突き出た状態となっているMARICO-2の試料部は、ラッパ管の上部が変形していることから、既設設備では回収できない。このため、炉心上部機構を撤去した開口部から、原子炉容器バウンダリを維持しつつ、遠隔操作による回収を検討している。本試験では、回収方法を検討するため、ほぼ直角に曲がった試料部を把持できるか、引上げにより屈曲部が変形して脱落しないか、試料部が単体で移送ポットから引き抜けるかどうかを確認した。その結果、試料部が移送ポットとともに引き上げられたこと及び手順どおりに試料部を把持でき、引き上げられたことを確認できた。今後は、屈曲した試料部の下方(移送ポット側)を観察し、より確実な把持方法を検討するため、再試験を行う予定である。また、具体的な回収手順の検討を進め、装置類の詳細設計と作業の最適化を図る。

口頭

「常陽」炉内干渉物の遠隔回収技術開発

芦田 貴志; 岡崎 義広; 宮本 一幸; 野口 好一; 伊東 秀明

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、計測線付実験装置の試料部の切り離し機構の設計不備により、保持部と試料部が分離できない状態のまま回転プラグを操作したことから、同試料部が炉内燃料貯蔵ラック上に突き出た状態で変形し、炉心上部機構(以下、UCSという)の下面の整流板が、同試料部との接触により破損・変形していることが判明している。このため、「常陽」の再起動には、UCSの交換及び変形した同試料部(以下、炉内干渉物という)の回収が必須となっている。炉内干渉物は、突き出た部分が変形していることから、燃料交換機では取り扱えないため、専用の把持機能を有した回収装置が必要となる。本報告では、炉内で変形した炉内干渉物の回収方法について述べる。

口頭

多入力を受ける配管の応答挙動に関する考察,1; 2点支持された配管供試体の応答

渡壁 智祥; 北村 誠司; 月森 和之; 森泉 真*; 宮本 明倫*; 森下 正樹

no journal, , 

原子力施設に設置される配管は各階や隣接する建屋間に跨り、複数の支持構造物を介して建屋に取り付けられるため、地震時には多入力応答を示す。本研究では、多入力問題を考えるにあたって、2点で支持される単純な系を対象として、多入力配管挙動について実験・解析の両面から検討した。単純化モデルを用いた予備解析では、2入力間条件の違いが応答へ及ぼす影響について調査し、2支持点を有する配管供試体を用いた2入力振動実験では、多入力解析手法の可能性について検討した。

口頭

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,5-2; 炉容器内で変形した集合体の遠隔回収技術の開発,3

皆藤 泰昭; 芦田 貴志; 宮本 一幸; 伊東 秀明

no journal, , 

高速実験炉「常陽」の炉内ラックでは、計測線付実験装置(MARICO-2)の試料部集合体のラッパ管の上部が変形した状態で移送用ポットから突き出ており、既設の取扱設備では回収できない。このため、炉心上部機構を取り外した開口部に回収装置を据え付け、炉容器バウンダリを確保した状態で遠隔操作により試料部集合体を引上げて回収する計画である。平成21年11月に実施した試料部引上げ試験では、変形した試料部集合体を把持して引上げたところ、試料部集合体とともに移送用ポットが引上げられた。よって、回収は移送用ポットを把持して試料部集合体と一体で実施することとし、炉容器内で移送用ポットの吊上げ試験を実施して回収方法の成立性を確認した。

口頭

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,8-4; 高速実験炉「常陽」でのルースパーツの探索計画と回収技術開発,2

芦田 貴志; 宮本 一幸; 坂田 英明; 伊東 秀明

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、炉内燃料貯蔵ラック(以下、炉内ラック)において、計測線付実験装置の試料部集合体(以下、試料部)が変形した状態で残存し、ハンドリングヘッドと試料部ラッパ管を固定する6本の固定ピンがルースパーツとなっている。本ルースパーツがナトリウムの充填された移送用ポット内に存在した場合の機械的影響の確認を行うとともに探索方法について要素試験を行い、ルースパーツの探索に適用可能な見通しを得た。

口頭

直線偏光($$gamma$$,n)反応による中性子角度分布

早川 岳人; 宮本 修治*; 堀川 賢*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 千葉 敏*; 緒方 一介*

no journal, , 

1950年代に100%直線偏光した$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応において、双極子遷移を経由した場合、中性子の角度分布は極角90度においては、方位角の関数としてa+b$$cdot$$cos($${2}{phi}$$)の簡単な形で記述できることが理論的に予言されていた。しかし、半世紀以上にわたってこのことは検証されていなかった。我々はニュースバルの直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて、3種類のテーゲットについて角度分布を計測することで、検証した。

口頭

50年前に予言された直線偏光$$gamma$$線の($$gamma$$,n)角度分布の実証

早川 岳人; 堀川 賢*; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*

no journal, , 

1950年代にAgodiは100%直線偏向した$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応で放出される中性子のビーム軸に対して90$$^{circ}$$における方位角方向の角度分布は非対称であり、a+b$$cdot$$cos($${2}{phi}$$)の関数で記述できると予言した。しかし、半世紀以上にわたり実験的には検証されていなかった。また、Agodiの研究は1970年代以降では忘れ去られてしまった。我々は初めて、NewSUBARUの直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線を用いて3種類のターゲット上の角度分布を実験的に計測した。

口頭

$$^{56}$$Feの光核反応の中性子角度分布

早川 岳人; 静間 俊行; Angell, C.; 秋宗 秀俊*; 宮本 修治*; 天野 壮*; 望月 孝晏*; 千葉 敏*; 緒方 一介*; 藤原 守*

no journal, , 

直線偏向した$$gamma$$線による($$gamma$$,n)反応はよく研究されておらず、中性子の角度分布による核物理学研究は始まったばかりである。本研究では、$$^{56}$$Feの($$gamma$$,n)反応の実験結果を報告する。われわれは中性子を飛行時間法で計測した。また、入射した$$gamma$$線の直線偏光の面を変えることで、中性子の角度分布を計測した。$$gamma$$線ビームは、ニュースバルでレーザーコンプトン散乱で生成されたものである。

口頭

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,9-4; MARICO-2試料部の回収作業

芦田 貴志; 坂田 英明; 宮本 一幸; 中村 俊之; 伊東 秀明; 飛田 公一; 古賀 和浩*; 大原 紀和*; 猪 博一*

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、平成19年に発生した炉内干渉物による燃料交換機能の一部阻害を契機とし、変形した計測線付実験装置(MARICO-2試料部)の回収及び炉心上部機構(UCS)の交換等に係る原子炉容器内観察・補修技術開発を進めてきた。平成26年5月から12月にかけて、UCSの交換、MARICO-2試料部の回収等を実施し、高速炉の原子炉容器内観察・補修技術開発に資する稀少な経験を蓄積した。

口頭

Laser Compton scattering $$gamma$$-ray experiments for supernova neutrino process

早川 岳人; 宮本 修治*; 望月 孝晏*; 堀川 賢*; 天野 壮*; Li, D.*; 今崎 一夫*; 井澤 靖和*; 緒方 一介*; 千葉 敏*

no journal, , 

原子核におけるM1強度は超新星爆発におけるニュートリノと原子核の相互作用の強さを評価する上で、重要な物理量である。そこで、我々はM1強度を計測するために、直線偏光したレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線をプローブとして、($$gamma$$, n)光核反応で放出される中性子を計測する手法を提案している。既に行われた理論計算による予言を初めて実証した。

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