Study on loss-of-cooling and loss-of-coolant accidents in spent fuel pool, 1; Overview

加治 芳行; 根本 義之; 永武 拓; 吉田 啓之; 東條 匡志*; 後藤 大輔*; 西村 聡*; 鈴木 洋明*; 大和 正明*; 渡辺 聡*

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 8 Pages, 2019/05

https://doi.org/10.1299/jsmeicone.2019.27.1343

本研究では、使用済燃料プール(SFP)の事故時における燃料被覆管の酸化モデル及びSFPに設置されたスプレイの冷却性能を評価するための数値シミュレーション手法を開発した。これらをMAAPやSAMPSONのようなシビアアクシデント(SA)解析コードに組み込み、SFPの事故時解析を実施した。数値流体力学コードを用いた解析を実施し、SA解析コードの結果と比較することにより、SFP事故の詳細を検討した。さらに、3次元臨界解析手法を開発し、SFPにおける使用済燃料のより安全な燃料配置について検討した。

Evaluation of the effect of spent fuel layout on SFP cooling with MAAP5.04

西村 聡*; 佐竹 正哲*; 西 義久*; 加治 芳行; 根本 義之

Proceedings of 11th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-11) (Internet), 3 Pages, 2018/11

福島第一原子力発電所の事故を受けて、日本の電力事業者は原子力規制庁より使用済み燃料プール(SFP)の安全性向上のための対策を自主的に行うことを求められている。SFP安全対策において最も重要なのはプールの水位を保つことにより冷却性を担保し、燃料破損及び再臨界を防止することである。そのために事業者らが導入しているものとしては、例えばスプレイ冷却システムや、代替注水システム、また燃料配置において出力の高い燃料と低い燃料を1対4、1対8などの比率でチェッカーボード状に配置する手法、などが挙げられる。本研究ではこのうち特に燃料配置手法の有効性について、MAAP5.04を用いた解析により評価することとした。

外部ゲル化法による燃料粒子製造技術開発

冨田 豊; 森平 正之; 田巻 喜久*; 西村 一久*; 庄司 修一*; 木原 義之; 加瀬 健; 小泉 務

JAEA-Research 2006-088, 95 Pages, 2007/01

JAEA-Research-2006-088.pdf:23.02MB

日本原子力研究開発機構では、高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究において、低除染TRU燃料の有望な候補の一つとして外部ゲル化法による燃料粒子製造技術開発を実施した。フェーズIIでは大径粒子の製造条件の最適化,アンモニア廃ガス処理の軽減を目的とした外部ゲル化法の改良方法の検討及び低除染燃料特有の核分裂生成物の影響について検討した。その結果、振動充填燃料に適した大径粒子の製造条件を把握及び改良型の外部ゲル化法の適用性の可能性を見いだした。さらに、核分裂生成物は粒子製造に悪影響を与えないことを確認するとともに原料液の耐放射線性についてのデータを取得した。これらの結果より、低除染湿式再処理対応の振動充填燃料用燃料粒子製造に外部ゲル化法が適応できる技術的な見通しを得た。

FeMnSi/Geヘテロ界面の熱安定性; Mn濃度依存性

前田 佳均; 西村 健太郎*; 永澤 良之*; 鳴海 一雅; 境 誠司

no journal, , 

Ge(111)基板上に成長させたHeusler合金FeMnSi(以下、FMS)について、FMS/Geヘテロ界面を拡散対とみなし、ラザフォード後方散乱(RBS)/チャネリング法によってアニール後の元素の濃度分布から構成元素の相互拡散について調べ、Mn濃度の変化による界面の相互拡散と結晶性の劣化を検討した。アニール温度300Cまでは後方イオン散乱の最小収量に大きな増加は見られず、また界面付近での元素の相互拡散が観察されなかった。しかし、400Cでは急激なの増加が見られ、これは界面でのFe、Mn原子と基板のGe原子との相互拡散によって誘発された結晶の乱れによることが明らかになった。また、この温度でのの増加(界面結晶性の乱れ)はMn濃度が大きいほど顕著になるという興味深い事実を見いだした。熱的に非常に安定で相互拡散が起こりにくい化学量論組成FeSi/Geへテロ界面での結果、及び非化学量論組成FeSi/Ge界面での結果と比較すると、後者と同じ挙動を示す。これらのことから、規則格子におけるBサイトのMn原子の占有率が増加すると格子拡散が促進され、同時に界面でのGeとの相互拡散が起こり、結晶性の劣化が著しくなる。さらにMn濃度の増加は、こうした原子空孔の増加を招きやすく、そのために高温でのFe及びMn原子の格子拡散が促進され界面での顕著なGeとの相互拡散につながると考えられる。

Growth of -FeSi nanocrystals by phase transition and enhancement of light emission property

西村 健太郎*; 中島 孝仁*; 永澤 良之*; 鳴海 一雅; 前田 佳均*

no journal, , 

Photoluminescence (PL) properties have been investigated systematically for the -FeSi nanocrystals which were formed by controlling the phase transition from the -phase. Photoluminescence intensity of the FeSi nanocrystals was enhanced by a double thermal annealing in the phase transition process: the preannealing time at 500C surely controls amount of the -phase precipitated on Si(111), and the postannealing time at 800C dominates final amount of the -phase nanocrystals with coherent interfaces as well as the phase transition. It is speculated that the PL enhancement is attributed to the least defective interface between the nanocrystal and Si(111) induced by the phase transition by a double thermal annealing process.

使用済み燃料プールの事故時の安全性向上に関する研究,1; 全体計画

加治 芳行; 根本 義之; 高瀬 和之; 東條 匡志*; 後藤 大輔*; 岩田 豊*; 大竹 幸彦*; 西村 聡*; 鈴木 洋明*

no journal, , 

使用済燃料プールの冷却機能が喪失し、燃料集合体が破損に至る事故において、どのように事象が進展し、スプレイ散水、燃料配置変更等の安全対策がどの程度機能していくかを重大事故解析手法により定量的に評価する。本発表では、全体計画を報告する。

強力中性子源用リチウムターゲット系と試験設備系施設の研究開発

若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 平川 康; 古川 智弘; 菊地 孝行; 伊藤 譲*; 帆足 英二*; 吉橋 幸子*; 堀池 寛*; et al.

no journal, , 

核融合原型炉開発のための幅広いアプローチ活動の中で国際核融合炉材料照射施設(IFMIF)の工学実証・工学設計活動(EVEDA)は2007年中旬から実施した。IFMIFは加速器施設、Liターゲット施設、試験設備施設、照射後試験施設などから構成する。本研究発表ではLiターゲット施設と試験設備施設を主とした研究開発において、国内の協力体制の下、日本が担当した一連の工学実証試験や工学設計を良好な結果を得て完遂した成果内容を報告する。本成果はIFMIFなどの核融合用強力中性子源施設の実現に向けた飛躍的な技術進歩であり、日欧国際協力における成果として核融合研究開発に大きく貢献したものである。

使用済み燃料プールの事故時の安全性向上に関する研究,26; MAAPを用いた燃料被覆管酸化モデルの特性評価

西村 聡*; 佐竹 正哲*; 西 義久*; 加治 芳行; 根本 義之

no journal, , 

本研究では、これまでに重大事故解析コードMAAPを用いて使用済み燃料プール(SFP)での冷却機能喪失事故等を対象とした事故進展解析を実施し、初期水位や崩壊熱が被覆管破損時間や水素生成量に及ぼす影響や、スプレイ及び代替注水, 燃料分散配置といった安全対策の有効性を評価した。本報では、SFPでの事故進展解析のために新たに提案した、空気中, 水蒸気中、及び、両者の混合雰囲気中にそれぞれ対応した被覆管酸化モデルをMAAPに導入しての解析を行い、それらの結果の比較検討を行った結果について報告する。

使用済み燃料プールの事故時の安全性向上に関する研究,20; 全体概要

加治 芳行; 根本 義之; 永武 拓; 吉田 啓之; 東條 匡志*; 後藤 大輔*; 西村 聡*; 鈴木 洋明*; 大和 正明*

no journal, , 

本研究は、重大事故の発生時における使用済燃料プールでの燃料被覆管の温度上昇や、燃料破損等の事象進展を精緻に再現できる重大事故解析手法を高度化し、燃料貯蔵の安全対策を定量的に評価することを目的として行った。本発表では、全体概要を報告する。

人形峠坑水の重金属処理槽内における微生物群集構造解析

羽部 浩*; 稲葉 知大*; 青柳 智*; 愛澤 秀信*; 佐藤 由也*; 堀 知行*; 山路 恵子*; 小原 義之; 福山 賢仁; Cai, H.*; et al.

no journal, , 

休廃止鉱山の第5次基本計画に基づき、鉱害防止技術に関する基礎研究、技術開発が産学官連携で推進されており、特に重金属除去作用を有する植物や微生物を利用した自然回帰型坑廃水浄化法に関して効果検証が行われている。人形峠環境技術センターでは、従来の中和処理法と比較し、薬品使用量の削減や殿物の減容化が可能で、かつメンテナンス頻度も低い廃水処理システムに着目し、坑水中の鉄やマンガン等金属の除去について実証試験を重ねてきた。本廃水処理システムにおいては、化学的酸化による除鉄のみならず、生物的な反応による鉄除去の関与も推測されたが、除鉄槽内に存在する微生物等については解析されていなかった。そこで次世代シークエンサーを用いて、人形峠坑水および除鉄槽内の微生物コミュニティを網羅的に解析した。