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武田 哲明*; 稲垣 嘉之; 相原 純; 青木 健; 藤原 佑輔; 深谷 裕司; 後藤 実; Ho, H. Q.; 飯垣 和彦; 今井 良行; et al.
High Temperature Gas-Cooled Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.5, 464 Pages, 2021/02
本書は、原子力機構における今までの高温ガス炉の研究開発の総括として、HTTRの設計、燃料、炉内構造物や中間熱交換器などの要素技術の開発、出力上昇試験、950
Cの高温運転、安全性実証試験などの運転経験及び成果についてまとめたものである。また、HTTRでの知見をもとに、商用炉の設計、高性能燃料、ヘリウムガスタービン、ISプロセスによる水素製造などの要素技術開発の現状について記述しており、今後の高温ガス炉の開発に非常に有用である。本書は、日本機械学会の動力エネルギーシステム部門による化石燃料及び原子力によるエネルギーシステムの技術書のシリーズの一冊として刊行されるものである。
高松 邦吉; 沢 和弘; 國富 一彦; 日野 竜太郎; 小川 益郎; 小森 芳廣; 中澤 利雄*; 伊与久 達夫; 藤本 望; 西原 哲夫; et al.
日本原子力学会和文論文誌, 10(4), p.290 - 300, 2011/12
高温工学試験研究炉(HTTR)において平成22年1月から3月にかけて50日間の高温(950C)連続運転を実施し、水素製造に必要な高温の熱を長期にわたり安定供給できることを世界で初めて示した。本運転の成功により、高温ガス炉の技術基盤を確立するとともに、低炭素社会に向けて温室効果ガスを排出しない革新的な熱化学水素製造等の熱源として原子力エネルギーを利用できることを世界で初めて実証した。
篠原 正憲; 栃尾 大輔; 濱本 真平; 猪井 宏幸; 篠崎 正幸; 西原 哲夫; 伊与久 達夫
Proceedings of 5th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2010) (CD-ROM), 7 Pages, 2010/10
HTTRは、日本原子力研究開発機構(JAEA)大洗研究開発センターに建設された日本初の高温ガス炉であり、主な目的は、高温ガス炉の技術基盤の確立と熱化学水素製造システムへの熱源供給を実証することである。定格(熱出力30MW,出口冷却材温度850C)30日連続運転及び高温(熱出力30MW,出口冷却材温度950C)50日連続運転を実施し、高温ガス炉の特性データを得るとともに、(1)HTTRの被覆粒子燃料は、世界最高水準の核分裂生成物の閉じ込め能力を有していること。(2)炉内構造物は、設計で想定した温度を満足し、構造健全性が維持されていること。(3)中間熱交換は、長期間安定した高温の2次ヘリウムガスを供給できることを実証した。これらの成果により、HTTRが熱化学水素製造システムの熱源として利用できることを示した。
篠崎 信一; 本田 敦; 大島 克己; 清水 達夫; 沼澤 呈*; 池田 佳隆
JAEA-Technology 2008-048, 23 Pages, 2008/07
JAEA-Technology-2008-048.pdf:8.1MB
国際熱核融合実験炉(ITER)のサテライトトカマク及びトカマク国内重点化装置として、JT-60U本体を超伝導トカマク装置に改造するJT-60SA計画が進められている。JT-60U用正イオンNBIは、入射パルスを30秒から100秒に伸長が求められている。一方、既存のデータ収集システムは高価なCAMACをベースとしており、製作から20年以上が経過したため、故障頻度が高くなり、運転にも支障をきたすようになっている。このためJT-60SAに向けて、100秒のデータ収集機能と高い信頼性のあるデータ収集システムの開発に着手した。第1段として、今回、低コストの汎用品を組合せた100秒データ収集システムの検証システムを開発・製作し、その基本性能を検証した。この結果、ユーザー要求に柔軟に対応可能な100秒システムをユーザー独自で構築できることが確認できた。
鳥居 建男; 奥山 慎一; 野崎 達夫; 大久保 浩一; 杉田 武志*; 村木 綏*
地文台によるサイエンス; 極限エネルギー宇宙物理から地球科学まで, p.211 - 217, 2008/00
冬の日本海沿岸で発生する冬季雷の活動時に環境放射線レベルが上昇する事象が観測されることがある。これまでの測定の結果、数10秒程度の緩やかな低エネルギーの放射線レベルの上昇と、その直後に発生する高エネルギー放射線による急峻な上昇という異なる2種類の放射線が観測された。本稿では、冬季雷活動時の放射線変動の観測結果を中心に、放射線が引き金となって発生すると考えられる雷放電の逃走絶縁破壊について概説する。
飯垣 和彦; 七種 明雄; 澤畑 洋明; 篠崎 正幸; 栃尾 大輔; 本間 史隆; 橘 幸男; 伊与久 達夫; 川崎 幸三; 馬場 治*
JAEA-Review 2006-010, 90 Pages, 2006/07
JAEA-Review-2006-010.pdf:5.65MB
ガス炉は、原子力の開発初期からの長い歴史を持っており、高温ガス炉(HTGR)は、安全,効率,環境面から受容できかつ経済性から21世紀の工業用熱利用と発電に向けた高温のエネルギーを作り出す最終目標として期待されている。HTGRの革新的な設計には、受動的な安全装置の配置が試みられており、これらの原子炉の安全評価等については、おもに軽水炉用に策定されている現在の安全指針等を直接的にHTGRに適用できないこと等からの特別な配慮が必要となる。本報告では、試験研究炉HTTRでの安全設計
安全評価についての変遷を調査し、軽水炉と異なる高温ガス炉の安全設計安全評価の特徴的な主な事項、これまでのHTTRの運転蓄積をもとに次期高温ガス炉の安全設計安全評価に反映すべく事項をとりまとめたものである。
藤本 望; 橘 幸男; 七種 明雄*; 篠崎 正幸; 磯崎 実; 伊与久 達夫
Nuclear Engineering and Design, 233(1-3), p.273 - 281, 2004/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)HTTRの出力上昇試験では、熱漏洩の観点から二つの事象があった。一つは一次上部遮蔽体の温度上昇であり、もう一つは炉心支持板の温度上昇であった。これら二つの原因は構造物中のわずかなヘリウムの流れによるものであった。一次上部遮蔽体の温度上昇については、微少なヘリウム流れの抑制,放熱の促進,断熱材の設置が行われた。炉心支持板の温度上昇については、微少なヘリウム流れを考慮した温度評価を再度行い、炉心支持板の設計温度を見直した。これらの対策により、それぞれの温度を制限値以下に収めることができた。
橘 幸男; 本谷 浩二*; 竹田 武司; 七種 明雄; 篠崎 正幸; 磯崎 実; 伊与久 達夫; 國富 一彦
Nuclear Engineering and Design, 201(2-3), p.227 - 238, 2000/10
被引用回数：3 パーセンタイル：26.42(Nuclear Science & Technology)高温工学試験研究炉(HTTR)では、平成9年2月に非核加熱で1次冷却材を昇温する試験を実施したが、その際、原子炉容器上部のスタンドパイプ内雰囲気及び1次上部遮へい体の温度が想定以上に上昇した。HTTRの定格運転時に、これらの温度が設定値を超えることが予測されたため、昇温を防止するための対策について検討し、対策を施した。2段階の昇温防止対策を施工後、対策の効果を実証するための確認試験を実施した。確認試験結果及び温度解析結果から、昇温防止対策が適切であり、定格運転時に設計温度を満足する見通しを得た。
野崎 達夫; 鳥居 建男; 高田 千恵
動燃技報, (101), p.69 - 73, 1997/03
大洗工学センターの量子工学試験施設において、核変換技術開発の一環として大電流CW電子加速器の要素開発が行われている。その大電流CW電子加速器の運転に伴い放出される高エネルギーの制動放射線による光核反応で空気等が放射化し、13N,15Oが生成することが予測される。しかし、従来のガスモニタでは、この13N,15Oに対する排気中濃度限界度まで検出されることが不可能であった。そこで、シンチレーション光ファイバーを検出材として用い、13N,15Oに対する排気中濃度限界まで測定可能なガスモニタ検出器の開発を行った。
高田 千恵; 野崎 達夫; 鳥居 建男; 安藤 秀樹; 橋本 周
First International Workshop on EGS4, P. 23, 1997/00
核分裂生成物の消滅処理を目的とした大電流電子線形加速器が開発中であるが、将来予定される実証段階では、その運転に伴い放出される高エネルギ-の制動放射線による光核反応により空気等が放射化し、13Nや15Oが生成すると考えられる。しかし、従来のガスモニタでは、この13N、15Oに対する管理区域からの排気の濃度限度(6
10^-4Bg/cm^3)までの検出が不可能であった。そこで,プラスティックシンチレーションファイバを用いた高感度ガスモニタ検出器の開発を行ってきた。この開発では,"EGS4"によるシミュレーション応答解析を行い,検出器の形状,大きさ等の最適化を図った上で実機を製作し,感度試験等を行った。この結果,U字型のガスモニタを採用し,目標を達成した。
野崎 達夫; 鳥居 建男; 高田 千恵; 飛田 和則; 安藤 秀樹
PNC TN9410 96-262, 96 Pages, 1996/09
動力炉・核燃料開発事業団大洗工学センターの量子工学試験施設において,核分裂生成物の消滅処理に用いる大電力電子線形加速器の開発のための基礎試験が行われている。将来の消滅処理の実証段階では,加速器の運転に伴い放出される高エネルギーの制動放射線による光核反応で空気等が放射化し,
N,
Oが生成することが予想される。しかし,従来のガスモニタでは,このN,Oに対する管理区域から放出される排気中の濃度限度(610
Bq/cm
)まで検出することが不可能であった。そこで,プラスチックシンチレーションファイバーを検出素子として用い,N,Oに対する排気中の濃度限度まで測定可能なガスモニタ検出器の開発を行ってきた。本検出器の開発にあたり,計算機によるシミュレーション応答解析(電子・光子輸送計算コードEGS4)を行い,検出器形状の最適化を図った上で検出器を製作し,
線チェッキングソースおよび実ガスを用いて感度特性等の試験を行った。試験の結果,本研究で開発したU字管検出器の
Krに対する検出限界濃度は,5.410Bq/cmであることがわかった。また,シミュレーション解析結果によれば,Nに対する計数効率がKrに対する計数効率より40%高いことから,Nに対する検出限界濃度は,3.910Bq/cm程度と考えられる。さらに,Oの線エネルギ ーがNの線エネルギーよりも高いことから,0に対する検出限界濃度は,Nに対する検出限界濃度より良いと判断される。以上に示すように,U字管型プラスチックシンチレーションファイバーガスモニタの開発により,NおよびOの対する排気中の濃度限度(610Bq/cm)までの測定が可能となった。
江本 武彦; 鳥居 建男; 野崎 達夫; 齋藤 圭; 江森 修一; 安藤 秀樹
PNC TN9410 96-299, 74 Pages, 1996/08
線の線量率分布を容易に測定する目的で、検出器にプラスチックシンチレーションファイバー(以下、PSFという)を用い、飛行時間法によりシンチレーション光の到達時間差を計測することによって線量率分布を測定する手法を開発した。また、測定装置を試作し、コリメートした線の照射による位置分解能の測定と、線照射装置等を用いて線量率測定範囲とエネルギー特性の測定を実施した。本装置を現場での線線量率分布測定に適用し、本測定法の実用化試験を実施した。主な結果は以下のとおりである。(1)本手法を用いれば、1本の検出器で線量率の連続分布が測定でき、結果が直ちに装置の画面に図示される。(2)計数率測定範囲の上限は10
cpsまである。0.25mm
1本、10m長の検出器を用いた場合の線量率測定範囲の上限は、1Sv/h(計算値)である。(3)今回測定を実施した500KeV
1.5MeVの範囲では、検出効率は線のエネルギーに依存しない。(4)線量率分布測定に用いる検出器として使用可能なPSFの長さは、約10mまでである。(5)線量率分布が鋭いピークを持っている場合、検出器の出力は分解能に起因して実際の分布よりも平坦化される。この影響は、アンフォールディング法を用いて補正することができる。(6)マルチパラメータ測定法を用い、光電子増倍管の波高値を1個1個の放射線の入射位置で補正することによって、放射線のエネルギー及び種類の弁別が可能である。
江本 武彦; 鳥居 建男; 野崎 達夫; 安藤 秀樹
放射線, 21(3), p.49 - 58, 1995/07
検出器としてプラスチックシンチレーションファイバー(PSF)を用い、そのOSFの両端に到達する光による飛行時間測定法は、放射線の空間分布の測定手法として有効であることが示されている。我々は、線の線量当量率分布測定に重点を置いて、実験および解析を行った。その結果、位置分解能は半値幅で約30cmであり、検出効率は約0.33cps/
Sv/hであった。また線量当量率特性として10mSv/hまで、エネルギー特性として514Kev1400Kevの範囲で依存性のないことが確認された。また、実際の原子力施設において測定実験を行い、良好な線量当量率分布測定結果が得られた。しがって本手法は原子力施設の線線量当量率分布測定への適用が可能なことがわかった。さらに繰り返し計算によるアンフォールディングコードを開発し、実験データに適用したところ位置分解能が改善されることもわかった。
鳥居 建男; 奥山 慎一; 石塚 晃弘; 野崎 達夫; 那波 康則*; 杉田 武志*
no journal, ,
日本海沿岸で冬季雷活動時に観測される放射線量率の上昇の特徴について明らかにするとともに、モンテカルロ計算による雷雲電界中での荷電粒子の挙動解析を行った。冬季雷活動時に空間放射線量率の上昇が観測されることがある。この原因を調査するため、冬季雷雷雲を模擬した電界領域での高エネルギー電子の挙動をモンテカルロ計算により解析してきた。その結果、電界強度がある値(P(z)気圧の場で約280P(z)kV/m)を超えると電子・光子のシャワーが発生し、急激に電子・光子束密度が増加することがわかった。また、そのエネルギーも数MeV程度まで上昇し、冬季雷活動時に観測される放射線と符合するものであった。今回、これまで解析してきた高エネルギーの荷電粒子である宇宙線の電磁成分に加えて、地上付近で最も主要な宇宙線成分であるミュオンに着目し、宇宙線ミュオンとミュオンが空気分子と衝突して生成させるノックオン電子について雷雲電界中での挙動解析を行った。その結果、宇宙線ミュオンは電界領域で有意な変動を受けないものの、ノックオン電子により、高電界領域で電子・光子束が急激に増加することがわかった。宇宙線ミュオンは大気中での粒子束及びその高透過性から雷雲中の高電界領域で多量の高エネルギーのノックオン電子を放出することによって、雷雲中で電子・光子シャワーを発生させ地上付近での放射線量率の上昇をもたらしている要因と考えられた。本発表では、宇宙線ミュオンの影響解析について述べるとともに、高電界領域での電子密度の上昇についても触れる。
本田 敦; 篠崎 信一; 大島 克己; 清水 達夫; 沼澤 呈*; 池田 佳隆
no journal, ,
JT-60U用正イオンNBIは、JT-60U本体を超伝導トカマク装置に改造するJT-60SA計画で入射パルスを30秒から100秒に伸長が求められている。一方、既存のデータ収集システムは製作から20年以上が経過し、故障頻度が高くなり、運転にも支障をきたすようになっている。したがってJT-60SAでは、既存システムの大幅改造よりも、最新の計測機器を用いた新データ収集システムを開発し、データ収集の100秒化を目指す。今回、このデータ収集システムの基本設計を検証するため、検証システム(プロトタイプ)を開発・製作し動作試験を実施した。研究会では試験結果などについて報告する。
猪井 宏幸; 磯崎 実; 篠崎 正幸; 橘 幸男; 太田 幸丸; 藤本 望; 伊与久 達夫
no journal, ,
原子力利用の新たな展開を目指した高温ガス炉技術基盤確立の一環として、高温ガス炉の特性把握のためのHTTR高温連続(50日)運転を計画している。この運転に備えて、信頼性向上に向けた機器の改良や分解点検等を実施してきた。そのなかで、1次ヘリウム純化設備ガス循環機等のオイルシール部シールオイル漏れ、非常用発電機ガスタービンエンジンの部材の劣化、炉容器冷却水設備(VCS)冷却器の熱交換性能低下という3つの事項について対策を行った。まず、1次ヘリウム純化設備ガス循環機のオイルシールの材質をポリウレタン製から耐熱性のあるテフロン製に変更し、30日間連続運転等において有意なシール性向上を確認した。次に、非常用発電機の分解点検を実施し、劣化状況を詳細に観察したうえで、部材の一部を交換した。また、炉容器冷却水設備(VCS)冷却器の伝熱配管の化学洗浄を実施し、熱交換性能が回復したことを確認した。
鳥居 建男; 奥山 慎一; 野崎 達夫; 杉田 武志*; 村木 綏*
no journal, ,
日本海沿岸で発生する冬季雷活動時に空間放射線量率が上昇する事象が観測されることがある。本件は、もんじゅ周辺で観測された事象の特徴とともに、放射線の発生源として考えられる雷雲電界内での放射線挙動について報告する。
伊藤 主税; 眞田 幸尚; 伊藤 敬輔; 近藤 敦哉; 石川 高史; 中野 弘信; 野崎 達夫; 鳥居 建男; 納冨 昭弘*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の事故により環境に放出された放射性物質を除去し、環境を回復することは、事故対応の最重要課題の一つであり、実際に除染作業の対象エリアにおいて放射性物質による環境の汚染状況を把握し、除染作業に反映するとともに、除染による線量低減効果を確認することが重要である。宅地,農地,山林等を含む広範な地域を対象とする汚染分布調査において、放射線測定器を搭載した自律飛行型無人ヘリコプタやシンチレーション光ファイバを用いた放射線分布計測を実施し、無人ヘリコプタやPSFによる線量率モニタリングが汚染地域での分布測定に有用であることを示した。無人ヘリコプタは人が容易に立ち入れない田畑,森林,山の斜面等を迅速に広域測定でき、PSFは10mオーダの分布をより詳細に測定できるほか、無人ヘリコプタが苦手な家屋周りや河川,池等の水中のモニタリングへ適用できることから、両者の特長を活かすことにより効果的なモニタリングが可能となり、技術開発と実用化を進めていく。
石塚 晃弘; 野崎 達夫; 國分 祐司; 大久保 浩一; 鳥居 建男; 高田 卓志*; 久米 恭*; 長谷川 崇*; 杉田 武志*
no journal, ,
原子力施設の異常時・事故時に環境大気中に漏えいする放射性物質について、地表に設置された測定装置による測定値を用いて、大気中の移動や分布を検出する技術を開発した。複数の位置で同じ時刻に、線検出器(NaI)によって測定された放射線のエネルギースペクトルデータを、アンフォールディング計算技術を用いて処理・評価し、上空大気中を移動する放射線源の位置を求める。放射線源を用いた実験室規模の測定によるデータと、「もんじゅ」周辺の放射線モニタリングポストの配置を参考とした模擬データによって、システムの適用性評価を行った。点状線源の場合、約300mの高さ位置で、水平方向
50mの範囲で線源位置が評価できることを確認した。
高田 卓志*; 石塚 晃弘; 野崎 達夫; 國分 祐司; 大久保 浩一; 鳥居 建男; 久米 恭*; 大谷 暢夫*; 長谷川 崇*
no journal, ,
原子力施設の異常時・事故時に大気中に放出され移動する放射線源を、地上における測定によって評価する放射線源情報評価システムに、MCAと比較して簡便な電子回路で構成されるSCAを適用する技術を開発した。また、放射線の飛来する方向を検出する検出装置を、既存の検出器の組合せによって構成し、その特性を評価した。原子炉施設から放出される放射線源は、評価を必要とする位置の範囲やその核種が限定されており、評価の対象を合理的に設定することによって、簡便な測定装置が適用できることを、数値評価によって確認した。また、放射線が飛来する方向を検出することによって、検出器を設置する測定点の個数又は密度を削減できることが示された。
