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論文

試験研究用原子炉での利用

土谷 邦彦; 長尾 美春

金属, 86(10), p.893 - 899, 2016/10

ベリリウム(Be)は、中性子吸収断面積が小さく、かつ中性子の散乱特性が良好であるため、試験研究用原子炉の中性子反射材及び減速材として、世界の試験研究用原子炉約200基のうち、約3割近くで利用されている。本解説は、試験研究用原子炉でのBe利用に関する、Beの基本的特性、Beの利用及び課題、並びに最近の試験研究用原子炉用Be反射材に係る開発現状などについて紹介したものである。

報告書

JMTR照射試験用計測キャプセルの製作期間短縮の検討

永田 寛; 井上 修一; 山浦 高幸; 土谷 邦彦; 長尾 美春

JAEA-Technology 2013-008, 30 Pages, 2013/06

JAEA-Technology-2013-008.pdf:2.24MB

JMTRの改修は平成22年度に完了し、平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に対する補修も完了し、現在、JMTR再稼働に向けた準備を実施している。JMTR再稼働後は、軽水炉の安全研究や基礎基盤研究、医療用ラジオアイソトープ等の生産のための照射試験が実施される予定である。一方で、利用者にとって魅力的な試験炉とするため、利用性の向上を検討してきた。その一環として、照射利用申込から照射試験完了までの期間(ターンアラウンドタイム)短縮について検討した。検討にあたっては、別途試作した照射キャプセルの製作プロセスを分析した。その結果、照射キャプセルの部品の共通化や電気ヒータ等の計装類については既製品を利用し、検査工程の見直し等により、これまで製作に6か月要していた照射キャプセルについては、その製作期間を約2か月短縮できることがわかった。

論文

照射キャプセル設計の現状

永田 寛; 山浦 高幸; 長尾 美春

UTNL-R-0483, p.10_3_1 - 10_3_9, 2013/03

JMTRの再稼働後の照射試験においては、これまでよりも精緻な温度制御や温度予測などが求められており、照射キャプセルを設計するうえでは、特に照射温度予測評価についての高度化が求められている。このことから、これまでの照射キャプセルの設計手法のうち照射温度の評価方法についてレビューを行うとともに、今後、利用性向上に向けて、さまざまな解析を行える新たな計算コードを適用するため、FINAS/STARコードなどの整備・検討を行った。また、照射キャプセルの部品の共通化の検討も行い、設計期間を短縮することが可能となった。

論文

JMTR炉心管理システムの整備

今泉 友見; 井手 広史; 那珂 通裕; 小向 文作; 長尾 美春

UTNL-R-0483, p.10_2_1 - 10_2_8, 2013/03

JMTRの再稼働後の炉心管理を迅速かつ正確に行うため、汎用大型計算機で運用しているSRACコードシステム及び炉心管理支援プログラムをパソコン(OS: Linux)に移植するとともに、新たにJMTRの炉心管理システムを整備した。これにより炉心解析については、処理速度を従来に比べて約60倍速くすることを可能にした。各解析コードのGS21-400システムからPC-Linuxへの移植に伴う、計算機内の内部表現の違い等に起因する計算結果の違いは、実用上許容できるレベルであることも確認した。

報告書

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月$$sim$$平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

論文

Development on in-reactor observation system using cherenkov light, 2

竹本 紀之; 土谷 邦彦; 長尾 美春; 北岸 茂; 那珂 通裕; 木村 明博; 佐野 忠史*; 宇根崎 博信*; 義本 孝明*; 中島 健*; et al.

KURRI Progress Report 2010, P. 204, 2011/10

原子炉内の核的・熱的情報をリアルタイムで取得するための計測技術の開発の一環として、京都大学原子炉実験所に炉内監視システムを設置し、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の計測・評価を行った。まず、照度計を用いて、異なる透過率のNDフィルタ(Neutral Density Filter)によるチェレンコフ光の照度と透過率との相関関係を評価した結果、透過率はハロゲンランプと同様にカタログ値と良い一致を示した。次に、炉内監視システムを用いて、NDフィルタ及びカメラの絞りを変更してチェレンコフ光の観察を行い、得られた測定データの画像解析を行った結果、測定データから得られた透過率は高透過率において計算値との差が大きくなった。これは、ハレーションなどの影響と考えられることから、今後、測定方法及び画像解析方法について改善等を行い、測定精度の向上を図っていく。

論文

Human resource development program using JMTR

石塚 悦男; 北岸 茂; 青山 征司; 川又 一夫; 長尾 美春; 石原 正博; 河村 弘

Proceedings of 1st Asian Symposium on Material Testing Reactors (ASMTR 2011), p.111 - 115, 2011/02

Because of the lack of engineers for construction of global nuclear power plant, the nuclear Human Resource Development (HRD) is addressed one of urgent issues. In this situation, the JMTR is expected the role of HRD by a research and On-Job-Training (OJT) from the Japanese user and government. Overall research and OJT are possible because the JMTR is one of the largest testing reactor in Asia, and is connected to JMTR Hot-laboratory. HRD programs by research and OJT are customized for each person, and are available through the visiting researcher program of JAEA, the MEXT nuclear researchers exchange program, the nuclear HRD initiative program sponsored by the MEXT, etc.. From the viewpoints of encouragement of the study on nuclear science/technology and establishment of the friendly relations between Asian countries and Japan, the training program of Asian university students will start from 2011 F.Y. in the JAEA. This program will be supported by Nuclear Human Resource Development Center, Neutron Irradiation and Testing Reactor Center, etc. in JAEA. About 15 students will be accepted in every year.

論文

Development on in-reactor observation system using cherenkov light

土谷 邦彦; 北岸 茂; 長尾 美春; 竹本 紀之; 那珂 通裕; 木村 明博; 佐野 忠史*; 宇根崎 博信*; 義本 孝明*; 中島 健*; et al.

KURRI Progress Report 2009, P. 196, 2010/10

チェレンコフ光を利用した計測技術として、チェレンコフ光測定装置(CVD: Cerenkov Viewing Device)による使用済燃料の監視及びモニタリングがあり、IAEAの使用済燃料の査察に用いられている。一方、チェレンコフ光による原子炉内の計測技術はこれまで実施されておらず、京都大学研究用原子炉(KUR)や原子力機構JRR-3のプール型研究炉では、運転管理として原子炉の炉心部をCCDカメラで観察しているのみであり、定量的な評価は行われていない。本研究では、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定・評価することにより、通常の計装では検出できない炉心内の核的・熱的情報をリアルタイムで取得するための炉内監視システムの開発を行った。予備試験として、原子力機構が準備する観察装置を用いて、各種フィルターの減衰率評価及び画像解析を行った。この予備試験結果により、KURに設置する炉内監視システムを構築し、次年度からKUR起動・停止時におけるチェレンコフ光の変化を計測する。

論文

Investigation on integrity of JMTR reactor pressure vessel

井手 広史; 木村 明博; 三浦 洋; 長尾 美春; 堀 直彦; 神永 雅紀

Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM), 10 Pages, 2010/05

JMTRの原子炉圧力容器は、再稼働後も継続的に使用する予定である。そのため、原子炉施設の更新作業の前に、原子炉圧力容器の長期使用を観点として、水中カメラを用いた原子炉圧力容器内部の健全性調査を実施した。その結果、原子炉圧力容器の上蓋ノズル周辺に赤褐色の付着物が確認されたため、付着物を採取し分析を行った結果、鉄が主成分であることがわかった。また、健全性に影響を及ぼすような傷等は観察されず、原子炉圧力容器全体としては、健全性が維持されていることが確認された。また、応力腐食割れ、高速中性子照射量及び疲労の観点から、JMTRの原子炉圧力容器は、今後20年以上は利用できる見通しを得た。今後も予防保全の観点から、JMTR再稼働後において、原子炉圧力容器内部を定期的に点検していく計画である。

報告書

ベリリウム及び水素に対する熱中性子散乱則の現状調査

今泉 友見; 竹本 紀之; 長尾 美春; 河村 弘

JAEA-Review 2009-074, 20 Pages, 2010/03

JAEA-Review-2009-074.pdf:4.11MB

JMTRの照射場評価においては、ある特定の照射領域(燃料領域を囲むベリリウム反射体の照射領域)で、熱中性子束のみ誤差が特に大きくなる傾向があり、その主な原因は、熱エネルギー領域における中性子散乱と吸収にある可能性が高いことがわかってきた。そこで、軽水中の水素及び金属ベリリウムの熱中性子散乱則S($$alpha$$,$$beta$$)の影響について調べた。その結果、軽水中の水素については主だった誤差の要因が確認されなかったが、金属ベリリウムについては、干渉性散乱のうちの非弾性散乱の扱いが誤差の要因の一つである可能性が明らかとなった。

報告書

JMTR原子炉圧力容器内部の健全性調査

井手 広史; 木村 明博; 三浦 洋; 堀 直彦; 長尾 美春

JAEA-Technology 2009-067, 39 Pages, 2010/02

JAEA-Technology-2009-067.pdf:13.1MB

JMTRの原子炉圧力容器は、再稼働後も継続的に使用する予定である。そのため、原子炉施設の更新作業の前に、原子炉圧力容器の長期使用を観点として、水中カメラを用いた原子炉圧力容器内部の健全性調査を実施した。その結果、原子炉圧力容器の上蓋ノズル周辺に赤褐色の付着物が確認されたため、付着物を採取し分析を行った結果、鉄が主成分であることがわかった。また、健全性に影響を及ぼすような傷等は観察されず、原子炉圧力容器全体としては、健全性が維持されていることが確認された。また、応力腐食割れ、高速中性子照射量及び疲労の観点から、JMTRの原子炉圧力容器は、今後20年以上は利用できる見通しを得た。今後も予防保全の観点から、JMTR再稼働後において、原子炉圧力容器内部を定期的に点検していく計画である。

報告書

Current status of JMTR refurbishment project

神永 雅紀; 新見 素二; 堀 直彦; 高橋 邦裕; 菅野 勝; 中川 哲也; 長尾 美春; 石原 正博; 河村 弘

JAEA-Review 2009-056, 20 Pages, 2010/02

JAEA-Review-2009-056.pdf:8.35MB

JMTRは、軽水減速・冷却,ベリリウム反射体付きタンク型炉で、その熱出力は50MWである。最大高速中性子束及び熱中性子束は、ともに4$$times$$10$$^{18}$$m$$^{-2}$$s$$^{-1}$$である。1968年3月に初臨界を達成した後、2006年8月まで利用運転を継続して設備更新のために停止した。更新は2007年度初頭から2010年にかけて実施し、2011年度に運転再開予定である。2007年度当初に、JMTR原子炉建家,排気筒等のコンクリート構造物,1次冷却系タンク類,熱交換器,2次冷却系配管等の健全性を確認するための経年劣化調査を実施した。その結果、今後の信頼性向上の観点から更新すべき機器,修理すべき機器や構造物を決定した。2008年度は、水中カメラを用いた原子炉圧力容器の目視検査を実施し、有害な損傷のないことを確認した。現在まで、機器等の更新は、計画したスケジュールに従って順調に進んでいる。2009年度には1次冷却系ポンプ電動機,2次冷却系ポンプ,ベリリウム反射体枠の更新等が予定されている。核計装設備,プロセス計装設備等は、2010年度に更新する予定である。本稿では、JMTR更新計画の現状について示す。

報告書

Annual report of the Neutron Irradiation and Testing Reactor Center FY 2008; April 1, 2008 - March 31, 2009

竹本 紀之; 長尾 美春; 石原 正博

JAEA-Review 2009-037, 37 Pages, 2009/12

JAEA-Review-2009-037.pdf:7.71MB

世界有数の高中性子束を有する材料試験炉JMTR (熱出力50MW)は、軽水炉燃料・材料の照射試験や基礎研究,ラジオアイソトープ(RI)の製造等に利用されてきた。平成19年度から改修を開始し、平成23年度から再稼働する計画である。再稼働後は、軽水炉の長期化対策,産業利用の拡大,科学技術の向上のために利用される予定である。本報告は、JMTRの改修工事の進捗,照射試験にかかわる新技術の開発,原子炉稼働率の向上等について、平成20年度の活動をまとめたものである。

論文

Investigation of optimization on in-core fuel management with high reactor-availability-factor of JMTR

竹本 紀之; 那珂 通裕; 長尾 美春

Proceedings of 12th International Group on Research Reactors (12th IGORR) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2009/10

JMTR再稼働後の利用性向上及び照射需要の増大に対処するため、燃料経済性向上の観点から、燃料使用数を増加させずに稼働率を向上するための炉心燃料管理の検討を行った。その結果、燃料交換方式を6バッチ交換方式にし、照射性能に大きく影響を与えない範囲で運転出力を変更することにより、第165サイクルと同等の負荷の炉心の場合には、現行の年間燃料使用数を増加させることなく、年間稼働率を現行の約50%から約60%に増加させることができることがわかった。

論文

Refurbishment status and future program of Japan Materials Testing Reactor (JMTR)

石原 正博; 河村 弘; 新見 素二; 神永 雅紀; 堀 直彦; 長尾 美春

Proceedings of 12th International Group on Research Reactors (12th IGORR) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2009/10

JMTRは、1968年に初臨界を達成した軽水減速タンク型の試験研究炉で、軽水炉の燃料・材料の照射試験や高温ガス炉,核融合炉の開発のための照射試験さらにはRIの製造に利用されてきた。しかしながら、2006年8月にいったん原子炉を停止し、2007年から4年間かけて現在原子炉の改修を行っている。再稼働後、2011年から約20年間の運転を予定しており、利用者の視点から原子炉稼働率の向上,照射費用の低減などの利用性向上にかかわる検討を進めている。本報告では、原子炉機器の更新状況について述べるとともに、JMTRの将来計画について述べる。

報告書

炉プール・ダイヤフラムシールの健全性調査

井手 広史; 作田 善幸; 塙 善雄; 辻 智之; 坪井 一明; 長尾 美春; 宮澤 正孝

JAEA-Technology 2009-019, 28 Pages, 2009/06

JAEA-Technology-2009-019.pdf:41.1MB

JMTR原子炉本体は、原子炉圧力容器,炉心及び炉プールから構成され、JMTR原子炉プール最下部には原子炉プール水の漏えいを防止するとともに、原子炉圧力容器内の圧力及び温度変化による圧力容器自体の伸縮を吸収するためのステンレス鋼製ダイヤフラムシール(外径2.6m,内径2m,厚さ1.5mm)が設置されている。JMTRの改修に先立ち、ダイヤフラムシールの健全性を確認するため、水中カメラ付き堆積物回収装置を開発し、外観検査を行った。外観検査の結果、有害な傷,錆びは確認されず、ダイヤフラムシールの健全性が確認できた。今後も本装置によって定期的に点検を行うことで、その健全性の維持に努める。

報告書

使用済みイオン交換樹脂の海外委託処理に関する検討

木村 正; 大戸 勤; 出雲 寛互; 長尾 美春; 河村 弘

JAEA-Review 2008-080, 16 Pages, 2009/03

JAEA-Review-2008-080.pdf:3.11MB

JMTR原子炉施設においては、原子炉一次冷却水及びプール・カナル水の精製にイオン交換樹脂を使用している。その使用済みのイオン交換樹脂については、廃液貯槽に貯蔵しており、その貯蔵量は、施設の運転に伴い増加している状況にある。使用済みのイオン交換樹脂を処理するための方法として、海外委託による処理方法について調査した。その結果、海外委託により処理する場合の技術的,法規的,社会的課題を抽出するとともに、委託処理を実現するための条件を確認した。

論文

JMTR改修の現状

竹本 紀之; 長尾 美春; 石原 正博; 新見 素二; 河村 弘

UTNL-R-0471, p.5_1_1 - 5_1_8, 2009/03

JMTRは平成19年度から4年間をかけて改修し、平成23年度から再稼働する計画であり、現在、原子炉機器等の一部更新,照射設備の整備を実施している。原子炉機器等の一部更新については、基本的にその設計方針及び性能は変更せず、現行の原子炉設置変更許可の範囲内で行っている。照射設備の整備については、再稼働後の新たなニーズに対応するため、軽水炉材料,燃料等の照射設備,医療用RIの製造設備等の整備に向けた検討を実施している。JMTR改修の進捗については、原子炉機器等の一部更新については、ボイラー設備,冷凍機,電源設備の更新を計画通り完了するとともに、引き続き、更新工事を進めている。また、文部科学省への設計及び工事の方法の認可が必要なUCL系統,炉室給排気系統,ベリリウム枠,$$gamma$$線遮へい板,一次冷却系統,二次冷却系統の一部更新については、平成21年3月までに設工認申請をすべて完了する予定である。本報告では、平成21年2月末現在のJMTRの改修の進捗状況及び再稼動に向けた取り組みの現状について報告する。

論文

使用済イオン交換樹脂の処理に関する検討

木村 正; 出雲 寛互; 長尾 美春; 河村 弘

UTNL-R-0471, p.5_3_1 - 5_3_10, 2009/03

JMTR原子炉施設においては、原子炉の一次冷却水及びプール・カナル水の精製にイオン交換樹脂を使用している。冷却水の精製に用いた使用済イオン交換樹脂は、JMTR原子炉施設内の廃液貯槽に貯蔵しており、その貯蔵量はJMTRの運転に伴い増加している状況にある。これまで、JMTR原子炉施設内の放射性廃棄物の管理の観点から、使用済イオン交換樹脂の処理方法等を検討してきたが、その集中処理施設が国内には存在しておらず、使用済イオン交換樹脂の処理,減容等がほとんどできないのが現状である。一方、海外では原子力発電所の使用済イオン交換樹脂を受け入れて、集中的に処理する施設が存在する。例えば、米国ではスタズビック処理施設(Studsvik Processing Facility)があり、合理的かつ合法的に使用済イオン交換樹脂が処理されている。本報告は、JMTR原子炉施設内に貯蔵している使用済イオン交換樹脂を、スタズビック処理施設で委託処理する場合の処理方法について調査し、技術的,法的及び社会的観点から問題点を抽出して、海外委託処理の実現性について検討したものである。

報告書

JMTR照射場解析のためのJENDL/ACに基づくMCNP用連続エネルギー断面積ライブラリJAC08T1

竹本 紀之; 奥村 啓介; 片倉 純一; 長尾 美春; 河村 弘

JAEA-Data/Code 2008-029, 24 Pages, 2009/02

JAEA-Data-Code-2008-029.pdf:2.73MB

2008年3月に公開された最新の日本の評価済み核データファイルであるJENDL/ACに基づいた、モンテカルロ輸送計算コードMCNP用の連続エネルギー断面積ライブラリJAC08T1を編集した。本ライブラリの作成にあたっては、最新版核データ処理コードNJOY(NJOY99.259)に、JENDL/ACを処理するために必要な修正を行ったものを使用した。

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