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三浦 隆智; 工藤 淳也; 小山 大輔; 大部 智行; 佐本 寛孝
Proceedings of 12th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2023) (Internet), 10 Pages, 2023/10
東海再処理施設では、1977年から2007年までに、商業用発電炉(BWR,PWR)や新型転換炉ふげん等の使用済燃料を約1,140トン再処理した。廃止措置に移行した2018年から、リスク低減のため施設に保有する高放射性廃液(HALW)のガラス固化処理を最優先に取り組んできている。使用済燃料の再処理に伴い発生したHALWには、核分裂生成物(FP)等に加え、極微量のウランやプルトニウムを含む不溶解性残渣(スラッジ)が存在している。通常時ではHALW中のU, Puの濃度が非常に低いため、HALWが臨界に至ることは考え難い。また、事故時にHALWの冷却機能が喪失し、蒸発乾固に至る過程を考慮した場合においても、中性子吸収効果の高いFPが共存しているため、HALWが臨界に至ることは考え難い。これらを定量的に確認するために、HALWの蒸発によりU, Pu濃度が上昇し、乾固に至るまでの過程における臨界安全評価を実施した。本評価では、HALWを溶液系とスラッジ系、それぞれ無限体系モデルで、U, Pu, FPの存在比を分析データやORIGEN計算結果に基づき保守的に設定し、蒸発乾固に伴う溶液の濃縮による濃度変化に対して、無限増倍率を計算し、臨界未満の状態が維持されることを確認した。また、溶液系,スラッジ系の両系を考慮した2層の無限平板モデルでも、未臨界状態が維持されることを確認した。これにより、東海再処理施設においては、高放射性廃液の蒸発乾固の過程における臨界は想定されないことを確認した。
海野 良典; 加藤 圭将; 谷川 聖史; 小林 大輔; 大部 智行; 木村 雄一*; 根本 良*; 田尻 一馬*
日本保全学会第19回学術講演会要旨集, p.33 - 36, 2023/08
東海再処理工場のプルトニウム転換開発施設の基礎実験室では、プルトニウムとウランの混合溶液にマイクロ波を照射して、プルトニウムとウランの混合酸化物粉末を製造するため、各種データ取得のための試験を行っていた。現在は、試験を終了しており、グローブボックス設備内の試験機器の解体・撤去を進めている。本稿では、これまでのグローブボックス内の試験機器の更新、設備改良、解体・撤去作業に関する実績を報告する。
佐野 智一*; 松田 朋己*; 廣瀬 明夫*; 寺井 智之*; 掛下 智之*; 犬伏 雄一*; 佐藤 孝弘*; 矢橋 牧名*; 菖蒲 敬久; 他22名*
Scientific Reports (Internet), 13, p.13796_1 - 13796_10, 2023/08
被引用回数：4 パーセンタイル：37.63(Multidisciplinary Sciences)Over the past century, understanding the nature of shock compression of condensed matter has been a major topic. About 20 years ago, a femtosecond laser emerged as a new shock-driver. Unlike conventional shock waves, a femtosecond laser driven shock wave creates unique microstructures in materials. Therefore, the properties of this shock wave may be different from those of conventional shock waves. However, the lattice behaviour under femtosecond laser-driven shock compression has never been elucidated. Here we report the ultrafast lattice behaviour in iron shocked by direct irradiation of a femtosecond laser pulse, diagnosed using X-ray free electron laser diffraction. We found that the initial compression state caused by the femtosecond laser driven shock wave is the same as that caused by conventional shock waves. We also found, for the first time experimentally, the temporal deviation of peaks of stress and strain waves predicted theoretically. Furthermore, the existence of a plastic wave peak between the stress and strain wave peaks is a new finding that has not been predicted even theoretically. Our findings will open up new avenues for designing novel materials that combine strength and toughness in a trade-off relationship.
CT imaging to alloy steel for non-destructive inspection of inclusions島村 佳伸*; 松下 真也*; 藤井 朋之*; 東郷 敬一郎*; 秋田 貢一*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*
Metals, 9(5), p.527_1 - 527_9, 2019/05
被引用回数：7 パーセンタイル：31.63(Materials Science, Multidisciplinary)In order to examine the feasibility of applying synchrotron radiation CT imaging to alloy steels for non-destructive inspection of inclusions for potential origins of internal fatigue damage in the very high cycle region, synchrotron radiation CT imaging was utilized for repeated non-destructive observation of Cr-Mo steel. An ultrasonic fatigue testing machine was used in aid of the repeated observation. As a result, it was found that the synchrotron radiation CT imaging with 70 keV was useful for non-destructive observation of inclusions of more than 10 m, one of which may be an internal fatigue origin. No identifiable damage was observed around every inclusion, and in the base metal, at least up to 70% of fatigue life was observed in the imaging volume.
工藤 淳也; 倉林 和啓; 柳橋 太; 佐々木 俊一; 佐藤 武彦; 藤本 郁夫; 大部 智行
Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 6 Pages, 2017/04
コプロセッシング法とは、プロセス内で常にPuにUを同伴させて共回収を行うことにより核拡散抵抗性を向上させた、将来の再処理施設の抽出法である。Npはマイナーアクチノイドのひとつであり、半減期が長く、トリブチルリン酸(TBP)への抽出性を有する。Npを回収することで高放射性廃液の有害度が低減できるため、U及びPuに加えNpを共回収するフローシートの開発を実施した。本プロセス開発では、軽水炉、軽水炉-MOX及び高速炉から発生する使用済み燃料に対応するため、Pu含有率の異なる溶解液に対して、製品のPu/U比を一定で回収する、1サイクルフローシートの開発を目指している。我々は、分配サイクルを対象に、Pu含有率1%, 3%及び5%の装荷溶媒を小型の還流型遠心抽出器で試験した。試験の結果、Npの還元剤に硝酸ヒドロキシルアミン(HAN)を使用することで、U, Pu及びNpの共回収を達成した。これにより、開発したU, Pu, Np共回収フローシートの技術的成立性を確認した。
柴野 純一*; 菖蒲 敬久; 鈴木 賢治*; 平田 智之*; 金子 洋; 小林 道明*
材料, 56(10), p.985 - 992, 2007/10
高エネルギー白色X線を用いた応力測定技術開発を原子力機構専用ビームラインを用いて行った。鉄鋼材の1つであるWEL-TEN780E(JIS G3128 SHY685)に負荷ひずみを加えた状態で内部ひずみをエネルギー分散法により測定した結果、マクロひずみとほぼ同等なひずみを求めることに成功した。特に本手法では、50m程度の微小領域のひずみを求めることができることから、今後き裂先端などの局所ひずみを求めるなどの応用が期待される。
菖蒲 敬久; 金子 洋; 水木 純一郎; 小西 啓之; 柴野 純一*; 平田 智之*; 鈴木 賢治*
AIP Conference Proceedings 879, p.1581 - 1585, 2007/01
高エネルギー白色X線を用いた応力測定技術開発をSPring-8,BL14B1で行った。測定は半導体検出器を用いたエネルギー分散法により、SUS304鉄鋼材に加圧を加えながら内部のひずみ測定を行った。この結果、加圧によるひずみの変化を計測することに成功したが、測定誤差をはじめとするさまざまな問題点も挙げられた。
工藤 淳也; 長岡 真一; 倉林 和啓; 柳橋 太; 大部 智行
no journal, ,
将来の再処理施設の抽出プロセス開発として、Pu, Uの共回収により核拡散抵抗性を向上させたプロセス開発を行っている。本プロセス開発では、燃料の多様化(軽水炉から高速炉)に対応するためPu含有率の異なる溶解液に対して、製品のPu/U比を一定で回収する共回収試験を、東海再処理施設分析所の小型試験設備(OTL)において実施している。OTLは、溶解、抽出試験が行えるようにセルやグローブボックス(GB)を備え、また、十分な分析が行えることから、共回収プロセスのホット試験を実施した。
大部 智行; 森本 和幸; 吉成 利美; 金森 定; 大森 栄一
no journal, ,
硝酸溶液にプルトニウムが共存する環境での腐食については、これまでビーカースケールでプルトニウムや標準酸化還元電位の近いバナジウムを用いた基礎試験を実施してきているが、実機での長期間にわたる腐食速度については報告されていない。本報ではプルトニウム溶液蒸発缶の腐食の状況について、セル内に入室し肉厚を約15年に渡り測定した結果から算出した腐食速度、及び基礎試験と実機の腐食速度について比較した結果について報告するとともに、プルトニウム製品貯槽における腐食速度についても報告する。
川上 善之; 長岡 真一; 北尾 貴彦; 森本 和幸; 大部 智行; 金森 定; 大森 栄一
no journal, ,
東海再処理施設の抽出工程におけるネプツニウム(Np)について、酸濃度及び溶液温度がNp移行挙動に与える影響を把握するため、分配工程にて酸濃度及び溶液温度を運転パラメータの許容範囲内で調整し、同工程における製品側へのNp移行率について調査した。
桐山 幸治; 菖蒲 敬久; 柴野 純一*; 藤城 智之; 金子 洋; 三浦 節男*
no journal, ,
Many X-ray reflections from a duplex stainless steel (DSS) have been measured for estimation of lattice strains under tensile loading using by the synchrotron radiation white X-ray. The results showed that some lattice strains were responded nonlinearly at around 1600 micro strain, and that an other some lattice strains were oscillated with increasing applied strain. Moreover, the lattice strains on a-phase fluctuated in comparison with those on r-phase. Some oscillated reflections correspond with slip planes, 
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, 
for a-Fe and for r-Fe. These suggest that, although the applied strains were under the range of elastic deformation, plastic deformation has probably got started on local grains which have specific reflections. Different tendency of lattice strains between a-phase and r-phase means that age hardening are more progressed on r-phase than a-phase of the DSS.
生田目 聡宏; 佐藤 武彦; 森本 和幸; 大部 智行; 鹿志村 卓男; 大森 栄一
no journal, ,
使用済燃料からU, Puを回収する抽出フローシート(以下、フローシートという)として、コプロセッシング法のフローシート構成を検討し、抽出計算コード(MIXSET-X)によりフローシートを設定したので、その結果について報告する。本報告は、経済産業省からの受託事業として日本原子力研究開発機構が実施した「平成22年度高速炉再処理回収ウラン等除染技術開発」の成果である。
藤本 郁夫; 柳橋 太; 秋山 英樹; 森本 和幸; 大部 智行; 滝 清隆
no journal, ,
抽出計算コード(MIXSET-X)を用いて設定した抽出フローシート(以下、フローシートという)に基づき、Pu, U溶液を使用して小型のミキサセトラで試験を行い、フローシートの成立性について確認した。本報告は、経済産業省からの受託事業として日本原子力研究開発機構が実施した「平成22年度高速炉再処理回収ウラン等除染技術開発」の成果である。
藤本 郁夫; 柳橋 太; 山本 弘平; 佐藤 武彦; 大部 智行; 滝 清隆
no journal, ,
抽出計算コード(MIXSET-X)を用いて設定した抽出フローシートに基づき、小型のミキサセトラでLWR使用済燃料を想定した供給液(Pu含有量1%)を使用した試験を行い、分配部の抽出フローシートの成立性を確認した結果の報告。本報告は、経済産業省からの受託業務として日本原子力研究開発機構が実施した「平成23年度高速炉再処理回収ウラン等除染技術開発」の成果である。
大内 雅之; 星 貴弘; 佐々木 俊一; 磯部 洋康; 長岡 真一; 倉林 和啓; 大部 智行
no journal, ,
プルトニウム溶液は、崩壊熱による発熱、放射性分解による水素の発生があるため、冷却機能及び水素掃気機能を有する設備で貯蔵している。これらの機能維持に関連する設備には、従来から非常用発電機からの給電が行えるよう設計されているが、東海再処理施設では、福島第一原子力発電所事故を教訓に、全動力電源が喪失した場合を考え、速やかにその機能を回復するために、窒素ボンベによる掃気を確保するなど、緊急時に備えた安全対策を講じた。本報告では、これらの安全対策の取り組みについて報告する。
工藤 淳也; 柳橋 太; 多田 一仁; 星 貴弘; 藤本 郁夫; 大部 智行
no journal, ,
コプロセッシング法(U,Pu共回収法)の抽出フローシート開発では、分配段におけるPu還元剤として硝酸ヒドロキシルアミン(HAN)及び硝酸ウラナスを用い、供給液のPu含有率に応じた還元剤の使い分けを想定している。本報では、小型ミキサセトラ試験により、HANを適用できるPu含有率を確認した結果について、報告する。
工藤 淳也; 柳橋 太; 星 貴弘; 多田 一仁; 佐藤 武彦; 藤本 郁夫; 大部 智行
no journal, ,
経済産業省からの受託事業として、日本原子力研究開発機構が実施したU, Pu共回収プロセスの開発において、核拡散抵抗性を向上させるため、Puを単離しない(できない)抽出プロセスを設定し、ミキサセトラ試験を通してその実現性について評価した。これらの内容について報告する。
山本 弘平; 柳橋 太; 藤本 郁夫; 佐藤 武彦; 大部 智行; 滝 清隆; 林 晋一郎
no journal, ,
U, Pu共回収法(コプロセッシング法)は、プルトニウムを常にウランと混合した状態で存在させて回収することにより、核拡散抵抗性を高めたものである。本報では、コプロセッシング法のフローシート概念及びこれまでの試験結果等について報告するものである。
藤城 智之; 菖蒲 敬久; 寺澤 倫孝*; 山本 厚之*; 桐山 幸治*; 中東 重雄*; 長谷川 忠之*
no journal, ,
軽水炉の炉心シュラウドや再循環系配管では、応力腐食割れによる運転停止が幾度となく発生している。そのため、SCCに関する研究がさまざまな方面から行われてきているが、実環境下においてSCCき裂が進展する際のき裂先端部の応力,結晶粒方位などを明らかにすることはその機構解明に大変重要であると考えられる。そこで本研究では、原子力発電プラント雰囲気を模擬したオートクレーブ中の試験片のひずみの時間変化が十分な分解能で計測可能かどうかを検討した。試験片には、炉心シュラウドとして近年利用されているSUS316LよりもSCCが発生しやすいSUS316を使用し、原子力発電プラント雰囲気(288
C, 8.8MPa)を模擬したオートクレーブに試料降伏点以下の引張応力260Nを負荷した状態で設置した。その結果、オートクレーブを使用することにより、SUS316特有の応力腐食割れが発生していることをオフラインによるSEM観察で確認した。一方、高温高圧水中その場測定から、環境ごとの格子面間隔の変化を観測し、さらに時効効果と考えられるひずみ分布の観測に成功した。
桐山 幸治; 柴野 純一*; 平田 智之*; 梶原 堅太郎*; 菖蒲 敬久; 鈴木 賢治*
no journal, ,
加工や外的圧力によって金属材料に生じた残留応力は、その材料の強度特性を変化させ、変形や疲労破壊などの原因となることがある。著者らはSPring-8の高輝度・高指向性・高エネルギーの放射光白色X線を用いて、共用ビームラインBL28B2において金属材料内部の残留応力測定手法の確立を試みた。その結果、厚さ5, 10, 15mmの試料を透過した回折線を測定することができ、その回折線ピークエネルギーの変化割合を算出することによって、試料内部のひずみ分布を求めることができた。これらの結果は、ひずみゲージで測定した同試料の負荷ひずみ分布とほぼ一致した。しかし、ひずみ分布は回折面によってばらつき度合いが異なる場合があり、回折X線のエネルギー領域や結晶粒レベルでの応力変動の影響を検討する必要性が示唆された。今後は、光学系・測定系の高精度化や材料ごとの結晶特性に応じた最適測定条件などを明確にし、さらに白色X線によって得られる複数の回折線を同時に解析に利用することで、金属材料中に存在する応力分布をより正確に定量評価できるようにしていく予定である。
