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論文

The Study on application of laser technology for the reactor core dismantling

岩井 紘基; 中村 保之; 水井 宏之; 佐野 一哉; 森下 喜嗣

Proceedings of 7th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2015) (Internet), 4 Pages, 2015/08

「ふげん」原子炉領域は、約25年間の運転により構造材が放射化され、放射能レベルが比較的高い。また、圧力管とカランドリア管をそれぞれ224本内蔵する二重管で構成される複雑で狭隘な構造であり、原子炉上下部及び側部は厚板部材(最大板厚150mm)からなる積層構造となっている。さらに、この原子炉領域の構造材は、炭素鋼,ステンレス鋼,ジルコニウム合金,アルミニウム,コンクリート等、多種材料から構成される特徴を有する。この原子炉領域の解体は、構造材が放射化していることや酸化しやすいジルコニウム合金を使用していることにも留意して、切断時の放射性粉じん等による被ばく低減及び発火防止対策の観点から、水中にて遠隔で解体する計画としている。原子炉領域の解体工期短縮及び二次廃棄物発生量の低減が可能な切断工法を選定するために、国内外の廃止措置で適用実績のある切断工法を調査するとともに、切断試験によりデータ取得を行い、レーザ切断工法を機関工法として選定した。本発表では、「ふげん」の廃止措置状況及びレーザ技術開発状況について紹介する。

論文

The Study on abrasive water jet for predicting the cutting performance and monitoring the cutting situation in the water

中村 保之; 佐野 一哉; 森下 喜嗣; 丸山 信一郎*; 手塚 慎一*; 大鐘 大介*; 高島 雄次*

Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 133(6), p.064501_1 - 064501_3, 2011/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Engineering, Mechanical)

アブレイシブウォータージェット(AWJ)は、高圧水に混合した研掃材を切断部材に噴射して切断する工法であり、水中で金属やコンクリート等の部材を長いスタンドオフ(切断ヘッドと切断部材の距離)を保った状態で切断することができる。しかし、AWJは、切断で使用する研掃材が廃棄物となるという課題がある。また、水中で切断する際は、研掃材や切断粉で水が濁りカメラ等による目視での監視が困難であるという課題がある。これらの課題を解決するために切断試験を実施し、以下について確認した。(1)高圧水により加速された研掃材が持つエネルギーが部材の切断に寄与すると考えることで、研掃材の最適な供給量を予測できる可能性を見いだすとともに、切断能力に与える部材の照射硬化の影響を検討した。(2)水中切断時に発生する切断音や部材の振動の周波数の変化により、切断状況を判断できる可能性を見いだした。

論文

Feasible evaluation of neutron capture therapy for hepatocellular carcinoma using selective enhancement of boron accumulation in tumour with intra-arterial administration of boron-entrapped water-in-oil-in-water emulsion

柳衛 宏宣*; 熊田 博明*; 中村 剛実; 東 秀史*; 生嶋 一朗*; 森下 保幸*; 篠原 厚子*; 藤原 光輝*; 鈴木 実*; 櫻井 良憲*; et al.

Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM), p.157 - 160, 2010/10

In the treatment of hepatocellular carcinoma (HCC), only 30 % patients can be operated due to complication of liver cirrhosis or multiple intrahepatic tumours. Tumour cell destruction in BNCT is necessary to accumulate a sufficient quantity of $$^{10}$$B atoms in tumour cells. In this study, we prepared BSH entrapped WOW emulsion by double emulsifying technique using iodized poppy-seed oil (IPSO), BSH and surfactant, for selective intra-arterial infusion to HCC, and performed the neutron dosimetry using CT scan imaging of HCC patient. The $$^{10}$$B concentrations in VX-2 tumour obtained by delivery with WOW emulsion was superior to those by conventional IPSO mix emulsion. In case of HCC, we performed the feasibility estimation of 3D construction of tumor according to the CT imaging of a patient with epithermal neutron mode at JRR-4. Normal liver biologically weighted dose is restricted to 4.9 Gy-Eq; the max., min. and mean tumour weighted dose are 43.1, 7.3, and 21.8 Gy-Eq, respectively, in 40 minutes irradiation. In this study, we show that $$^{10}$$B entrapped WOW emulsion could be applied to novel intra-arterial boron delivery carrier for BNCT.

論文

Radiation-induced graft polymerization of styrene into a poly(ether ether ketone) film for preparation of polymer electrolyte membranes

長谷川 伸; 佐藤 賢*; 成田 正*; 鈴木 康之; 高橋 周一; 森下 憲雄; 前川 康成

Journal of Membrane Science, 345(1-2), p.74 - 80, 2009/12

 被引用回数:28 パーセンタイル:69.47(Engineering, Chemical)

高温での機械特性に優れた芳香族炭化水素高分子である結晶性ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)膜へのスチレンの放射線グラフト重合において、示差走査熱量測定法(DSC),熱重量分析(TGA),X-線回折(XRD),電子スピン共鳴(ESR)を用いてその固相反応機構と膜構造を詳細に調べた。熱分析によりスチレンのグラフト重合が、PEEKの非晶質領域で進行していることがわかった。このことは、ポリスチレングラフト鎖が、基材であるPEEK膜と類似の炭化水素構造を持つため、PEEK膜の非晶相と相容性を有しているためであると考えられる。グラフトPEEK膜は、後スルホン化することで0.01S/cmの電気伝導度と、100%以上の高い含水率を示し、PEEK基材電解質膜に転換可能であることがわかった。

論文

Decommissioning program of FUGEN and current activities

手塚 将志; 水井 宏之; 松嶌 聡; 中村 保之; 林 宏一; 佐野 一哉; 南光 隆; 森下 喜嗣

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.2815 - 2821, 2009/09

「ふげん」は電気出力165MWの重水減速・沸騰軽水冷却・圧力管型原型炉であり、25年間の運転の後、2003年3月に運転を終了し、廃止措置計画が昨年2月に認可されたことを受けて廃止措置段階に移行した。本発表では、廃止措置の期間を使用済燃料搬出期間,原子炉周辺設備解体撤去期間,原子炉本体解体撤去期間,建屋解体期間の4つの期間に区分して進め、2028年度までにすべての作業を完了する計画としている「ふげん」の廃止措置計画について紹介する。また、現在、使用済燃料搬出期間の作業の一部として進めている、タービン建屋での主蒸気系や給水系等の解体撤去作業、及び重水系設備の解体を容易にするために重水系に残留しているトリチウムを通気や真空引きにより行っている乾燥除去作業、並びに放射線遮蔽や粉じん抑制のために水中で行う原子炉本体の解体方法の検討状況を紹介する。

論文

「ふげん」原子炉本体解体に向けたAWJ切断技術の適用性試験

中村 保之; 岩井 紘基; 佐野 一哉; 森下 喜嗣; 丸山 信一郎*; 手塚 慎一*; 大鐘 大介*; 高島 雄次*

デコミッショニング技報, (38), p.43 - 52, 2008/11

新型転換炉「ふげん」(原子炉廃止措置研究開発センター)の原子炉本体は、圧力管型を特徴としている。原子炉本体解体の検討にあたり、圧力管とカランドリア管からなる二重管構造部の同時解体技術として、アブレイシブウォータージェット(AWJ)切断技術を候補にあげ、その適用性を試験によって確認した。試験では、AWJの課題となる二次廃棄物量の低減と水中における切断監視技術の確立を目的として、最適な研掃材供給量,切断への研掃材再利用の可能性、並びに音及び振動による切断監視技術の適用の可能性を確認した。

論文

Applicability examination and evaluation of reactor dismantlement technology in the Fugen; Examination of double tubes cutting by abrasive water jet

中村 保之; 菊池 孝一; 森下 喜嗣; 臼井 龍男*; 大鐘 大介*

Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 9 Pages, 2006/07

「ふげん」原子炉本体解体における固有の課題である、2重管構造である圧力管とカランドリア管の解体工法を明確にする必要がある。これら2重管部材は、高放射化したジルコニウム材であるため、公衆への環境影響を考慮すると、機械式切断工法が望ましい。また、工期短縮を図るため、2重管を同時に切断することを考えると、比較的スタンドオフを長くとれる工法が望ましい。以上のことから、切断工法として、アブレイシブウォータジェット工法を選定し、2重管解体への適用性の確認試験を行った。この結果、アブレイシブウォータージェット工法は、炉心部2重管の内側及び外側から同時に切断可能であることや、最厚肉の構造物にも適用可能であることを確認するとともに、研掃材供給量と切断速度の関係や二次廃棄物発生量や性状を明らかにした。

口頭

「ふげん」原子炉本体解体技術の適用性検討評価; アブレイシブウォータジェットによる2重管模擬材切断試験,1

中村 保之; 菊池 孝一; 森下 喜嗣; 大鐘 大介*; 臼井 龍男*

no journal, , 

新型転換炉ふげん発電所(以下「ふげん」と略す)の原子炉本体解体技術を検討する中で、逐次解体を想定した場合に「ふげん」固有の課題である圧力管とカランドリア管の2重管構造(以下、2重管と略す)解体へのアブレイシブウォータージェットの適用性を確認するため、2重管模擬材切断試験を行い、切断データを取得した。

口頭

「ふげん」原子炉本体解体技術の適用性検討評価アブレイシブウォータージェットによる2重管模擬材切断試験,2

中村 保之; 森下 喜嗣; 菊池 孝一; 臼井 龍男*; 大鐘 大介*

no journal, , 

「ふげん」原子炉本体固有の課題である原子炉内部に組み込まれている224本の圧力管・カランドリア管の2重管の解体工法を明らかにしていく必要がある。この2重管は切断実績の少ないジルコニウム合金材であり、また高放射化部材であることから、解体雰囲気等への影響を考慮すると機械式切断が好ましい。また、工期短縮を考慮し、これら2重管を同時に切断することを考えると、スタンドオフを比較的長くとれる切断方法が望ましい。以上のことから建設工事等で実績があり、開発規模が比較的小さいアブレイシブウォータージェット(以下、AWJという)を最適な工法の1つと考え、2重管切断への適用性を評価するため最適な切断速度や研掃材供給量等の条件を明らかにする試験を行った。また、切断によって発生する2次廃棄物の回収方法を検討するために、粒度分布等のデータ取得を行った。切断試験の結果、切断速度と最小研掃材供給量の関係が得られるとともに、研掃材供給量を建設工事等で一般的に用いられている量の約半分程度まで減少させても切断可能であることがわかった。この他、炉心構造材中で最も厚い板厚150mmのSUS材も1パスで切断できる能力があることがわかった。

口頭

「ふげん」原子炉解体技術の検討状況; 熱的及び機械的切断工法による比較評価

中村 保之; 岩井 紘基; 佐野 一哉; 森下 喜嗣

no journal, , 

新型転換炉原型炉施設「ふげん」(原子炉廃止措置研究開発センター)の原子炉本体を安全かつ合理的に解体するために、切断速度が速く、二次廃棄物量の少ない切断工法を選定する必要がある。このため、有力と考えられる熱的及び機械的切断工法に絞り込み、各工法について切断試験を実施し切断性能データを取得した。

口頭

原子炉構造材へのレーザ切断技術適用に向けた研究開発,1; レーザ切断技術研究開発の全体計画

佐野 一哉; 森下 喜嗣; 毛利 直人; 中村 保之; 小川 剛充; 社本 英泰*; 小澤 健治*; 峰原 英介*; 井田 俊雄*

no journal, , 

レーザ切断工法は、近年、開発が著しく、薄い鋼材であれば高速かつ狭い切断幅で切断可能という特徴を有する。このことから、原子炉施設に使用されている厚い構造材へのレーザ切断工法の適用を目的として、アシストガスの流動可視化実験や切断試験等を行った。試験結果等から原子炉施設解体への適用の見通しを得るとともに、幾つか解決すべき課題が抽出されたことから、今後、切断試験やシミュレーション解析を併用することにより解決を図っていく計画である。

口頭

原子炉解体にかかわるレーザ切断技術開発計画と適用性試験状況

佐野 一哉; 中村 保之; 毛利 直人; 岩井 紘基; 森下 喜嗣

no journal, , 

「ふげん」の原子炉の解体工法選定にあたり、近年、開発が著しく、薄い鋼材であれば高速かつ狭い切断幅で切断可能という特徴を有するレーザ切断は、金属をレーザの熱エネルギーで溶融し、噴射するアシストガスの運動エネルギーでドロスを除去・切断する工法である。レーザ切断工法による原子炉に使用される150mm以上の炭素鋼材の切断技術の確立のため、関係機関との共同研究を締結し、開発試験に着手した。これらの開発全体計画とレーザ切断による適用性試験状況について報告する。

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