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佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.623 - 626, 2014/04
これまでに、核融合炉のような中性子発生装置に用いるコンクリート中の誘導放射能を減らすために、低放射化コンクリート,ボロン入り低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成される多層コンクリート構造体の開発を行ってきた。本研究では、製作費用を減らすためにボロン入り低放射化コンクリートの替わりにB
Cとレジンから成るボロンシートを開発した。このボロンシートを入れた多層コンクリート構造体の遮蔽性能を調べるために4種類の構造体を用いて、FNSでDT中性子照射実験を行った。構造体は、幅30cm,高さ30cm,厚さ50cmであり、厚さ20cmの低放射化コンクリートと厚さ30cmの普通コンクリートから構成される。構造体1では、厚さ4mmのボロンシートを低放射化コンクリートと普通コンクリートの間に挿入した。構造体2では、構造体1の表面から深さ10cmの位置にボロンシートを追加した。構造体3では、構造体2の表面から深さ30cmの位置にボロンシートを追加した。比較のために、構造体4では、ボロンシートを挿入しない構造体を用いて実験を行った。金とニオブの放射化箔を用いて、深さ5cmごとに反応率を測定した。ボロンシートを挿入することにより、低エネルギー中性子で生成される金の反応率が約1/4に減少しており、ボロンシート付多層コンクリート構造体は低エネルギー中性子を効率的に減少させることを実証した。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1131 - 1134, 2011/10
被引用回数：11 パーセンタイル：60.88(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉等の中性子発生施設に用いるコンクリート壁に関し、建設コストや廃棄コストの増加を抑制しながら誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。本研究では、多層コンクリート構造体の有効性を確認するために、原子力機構の核融合中性子源施設FNSを用いて、多層コンクリート構造体試験体の14MeV中性子照射実験を行い、金とニオブの反応率分布,コンクリート中の誘導放射能分布を測定した。比較のために、普通コンクリート単一構造体及びボロン含有低放射化コンクリート単一構造体に対しても、照射実験を行った。多層構造コンクリート構造体では、試験体表面から深さ15cmの位置での金の反応率は、普通コンクリート単一構造体のおおむね1/3程度となった。また、その値は、ボロン含有コンクリート単一構造体での金の反応率とほぼ同じ値であり、開発した多層コンクリート構造体を用いることにより費用の高いボロン量を抑制しながら、誘導放射能を低減させることができることを確認した。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
no journal, ,
中性子発生施設に用いるコンクリート遮蔽壁に関し、建設コストの増加を抑制しながら運転後の誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。本研究では、多層コンクリート構造体の有効性を確認するために、原子力機構の核融合中性子源施設FNSを用いて、多層コンクリート構造体試験体の14MeV中性子照射実験を行い、金とニオブの反応率分布,コンクリート中の誘導放射能分布を測定した。比較のために、普通コンクリート単一構造体及び表面から15cmまでをボロン含有低放射化コンクリートとする単一構造体に対しても、照射実験を行った。ボロン含有低放射化コンクリート単一構造体では、金の反応率は、コンクリート内部のすべての位置において、普通コンクリート単一構造体のおおむね1/3程度となった。一方、多層構造コンクリート構造体では、試験体表面から深さ15cmの位置での金の反応率は、ボロン含有コンクリート単一構造体での測定結果とほとんど同じであった。本実験で、開発した多層コンクリート構造体を用いることにより費用の高いボロン量を抑制しながら、誘導放射能を低減させることができることを確認した。
前川 利雄*; 佐藤 聡; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
no journal, ,
中性子発生施設に用いるコンクリート遮蔽壁に関し、建設コストの増加を抑制しながら運転後の誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を設計,開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。線源側第1層は高速中性子を減速させる役割を果たし、減速した中性子は第2層のボロン含有層により効率的に吸収される。また、第1層に低放射化コンクリートを用いることにより、短半減期核種の生成が抑制され、施設のメンテナンス前の冷却時間を短縮することができる。低放射化コンクリートとしては、セメントの一部を石灰石微粉末に置換した独自の低放射化コンクリートを採用している。14MeV中性子を線源とした中性子輸送計算を行い、層の厚さやボロン濃度を決定した。第1層を10cm、第2層を5cm、ボロン濃度を2wt.%とした場合、すべて普通コンクリートの場合に比べて、第3層での1eV以下の低速中性子束が約1/3となった。中性子発生施設において、開発した多層コンクリート構造体を遮蔽コンクリート壁に用いることにより、施設解体時に放射性廃棄物となるコンクリートの量を大幅に低減することが可能となる。
野中 宏祐; 三原 守弘; 原 啓二*; 杤山 修*
no journal, ,
硝酸塩と有機物が多量に混在する場合(アスファルト固化体)、特殊な条件下ではこれらが化学反応を起こし、熱反応暴走する可能性がある。地層処分においてはこのような熱反応暴走の可能性を検討することは重要であり、本研究では熱反応暴走に至る最低温度(蓄熱発火温度(SIT: Self-heating Ignition Temperature))について検討した。アスファルト固化体の発熱特性を模擬固化体の熱分析データ(同主題(1)模擬固化体の熱測定及びデータ解析)より定式化し温度解析を行った結果、SITは185
Cと評価された。評価されたSITは185Cであることから通常の地層処分環境では熱反応暴走を起こす可能性は低いと考えられるが、SITは固化体の低温域の反応速度定数等に大きく依存するため、今後精度の高いパラメータの取得を行う予定である。
野中 宏祐*; 平野 史生; 三原 守弘; 原 啓二*; 杤山 修*
no journal, ,
硝酸塩含有廃棄物(アスファルト固化体)を対象に、処分後における熱反応暴走の可能性を評価するためのシミュレーション解析手法の検討の一環として、模擬固化体の熱測定データより検討された既往の発熱モデルを用いて、温度解析を実施した。温度解析においては、地層処分環境で想定される熱影響及びアスファルト固化体に含まれる物質等に由来する熱影響を考慮した。
