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報告書

ナトリウム冷却炉の炉心・燃料設計検討,MOX燃料炉心; 2005年度報告

小川 隆; 佐藤 勇; 永沼 正行; 相田 達也*; 杉野 和輝; 林 秀行

JAEA-Research 2006-061, 54 Pages, 2006/09

JAEA-Research-2006-061.pdf:3.86MB

実用化戦略調査研究の候補概念であるナトリウム冷却炉MOX燃料炉心についての2005年度の炉心・燃料設計に関する検討結果を報告する。本年度は、フェーズIIのまとめに向けた各種の設計検討を行った。(1)高内部転換型炉心の検討:(i)軽水炉使用済燃料から回収したTRUを用いた場合の炉心・燃料設計への影響評価を行った。(ii)大型MOX燃料高内部転換型炉心の被覆管材をPNC-FMS鋼とした代替材炉心を構築した。(iii)大型MOX燃料高内部転換型炉心の遮へい特性評価を行った。(iv)大型MOX燃料高内部転換型炉心を対象とした制御棒長寿命化方策の検討を行った。(2)高増殖炉心の検討:高い増殖性の要求に対応する炉心について、2004年度の大型MOXコンパクト型炉心をベースに検討した。

報告書

高出力ミリ波セラミック焼結法による制御棒材の改良と長寿命化(共同研究報告書)

出原 敏孝*; 光藤 誠太郎*; 星月 久昇*; 小川 勇*; 柴原 格; 西 裕士; 北野 彰洋; 石橋 淳一

JNC TY4400 2003-005, 106 Pages, 2003/03

JNC-TY4400-2003-005.pdf:9.48MB

原子炉の制御棒材を形成するB4Cペレットは、高温・中性子照射等過酷な条件下におかれるため、照射損傷・変形が生じ、これが制御棒寿命の制限因子になっている。この点はシュラウド管を用いずに長寿命化が達成できれば構造が簡素化されて有益である。本研究では、ホットプレス法により成形された従来型のB4Cペレットを高出力ミリ波加熱により再焼結し、機能の向上をはかると共に、粉末B4C成形の体高出力ミリ波加熱による焼結の研究を行った。再焼結されたB4Cペレットのナノインデンテーション試験の結果、塑性値の上昇が確認された。アルミナのスクラッチ試験でも同様な結果が出ていることから、粉末の状態からB4Cを焼結することによって、さらに大きな塑性値の上昇が来たいできる結果が得られた。また、原子炉内のB4C劣化の一因と考えられる熱応力歪みの状態を調べるため、高出力ミリ波によるB4Cペレットの内部加熱を利用した、熱応力によるB4C破壊プロセスの研究を行った。1000$$^{circ}C$$程度の温度差をペレットに与えることにより、ペレット表面に亀裂及び割れを確認した。

論文

ZrC-coated particle fuel for high temperature gas-cooled reactors

湊 和生; 小川 徹; 沢 和弘; 関野 甫; 高野 利夫; 喜多川 勇; 石川 明義; 冨田 健; 大枝 悦郎

Proc. of the Int. Conf. on Future Nuclear Systems (GLOBAL'99)(CD-ROM), 8 Pages, 1999/00

ZrC被覆粒子燃料は、その優れた特性から、現行のSiC被覆粒子燃料に代わり得る候補であり、高温ガス炉の直接ヘリウムサイクルやプルトニウム燃焼に寄与できるのではないかと考えられている。ZrC被覆燃料粒子の高温での健全性及び核分裂生成物の保持特性について、照射後加熱試験により調べた。その結果、ZrC被覆粒子燃料の優れた高温特性を明らかにした。また、1400$$^{circ}$$Cから1650$$^{circ}$$Cにおいて照射試験を行った。ZrC被覆粒子燃料にはとくに異常は認められなかったが、SiC被覆粒子燃料には、核分裂生成物のパラジウムによる腐食が認められた。

論文

Fission product release from ZrC-coated fuel particles during post-irradiation heating at 1800 and 2000$$^{circ}$$C

湊 和生; 小川 徹; 福田 幸朔; 関野 甫; 喜多川 勇; 三田 尚亮

Journal of Nuclear Materials, 249(2-3), p.142 - 149, 1997/00

 被引用回数:57 パーセンタイル:95.97(Materials Science, Multidisciplinary)

ZrC被覆燃料粒子は、高温ガス炉用SiC被覆燃料粒子に代わる候補のひとつである。ZrC被覆燃料粒子の1800$$^{circ}$$C・3000時間及び2000$$^{circ}$$C・100時間の照射後加熱試験を実施し、核分裂生成物の放出挙動を調べた。核分裂ガスの放出監視及びX線ラジオグラフ観察から、加熱試験中の被覆層の貫通破損は生じなかったことが明らかになった。ZrC被覆燃料粒子のセシウムに対する優れた保持能は、1800$$^{circ}$$Cまで確認された。1800$$^{circ}$$CにおけるZrC層中のセシウムの拡散係数は、SiC層中における値よりも2桁以上小さいこと、及びZrC層中のルテニウムの拡散係数は、SiC層中のセシウムの拡散係数とほぼ同等であることが明らかになった。

口頭

JT-60Uにおける密度揺動を測定するためのジャイロトロンを光源とするプラズマ散乱計測の設計

小川 勇*; 出原 敏孝*; 明道 政彦*; 鎌田 正輝*; 波多江 仰紀; 篠原 孝司; 大山 直幸; 濱松 清隆

no journal, , 

JT-60Uトカマクプラズマにおける閉じ込め改善についての知見を得るために、密度揺動が測定可能な散乱計測装置についての検討を行った。この計測では測定精度の向上のために、高出力ミリ波光源として福井大学で開発したジャイロトロン装置(Gyrotron FU II)を用いる。周波数分解能と測定の信頼性向上のため、ジャイロトロン出力の振幅と周波数の安定化を進めた。詳細に動作パラメタを調べた結果、アノード電圧なしで良好に動作する発振を見いだした。そのときの発振出力は216Wであり、計測に十分な出力が安定に得られることがわかった。このジャイロトロンでプラズマ散乱計測を行う場合、既設のECE計測用伝送系(周波数範囲120GHz-180GHz)を利用することを検討しており、動作モードを検討した結果TE$$_{13}$$モード(周波数165GHz)に決定した。また、数値計算により準光学アンテナと収束ミラーからなる準光学システムを用いることで、ガウスビームへの変換が可能であることがわかった。

口頭

Porosity control of multifunction geopolymer foam

小川 徹; 内海 太禄*; 寺澤 俊春*; 工藤 勇*; 鈴木 常生*; 中山 忠親*; 末松 久幸*

no journal, , 

燃料デブリ管理のための中性子吸収材や水素再結合触媒の母材になる、多孔質ジオポリマーの調製技術開発を進めている。ジオポリマー原料に発泡剤として適量のシリコン粉末を加え、かつ、混練時にお湯を用いることで、開気孔率の大きなジオポリマーが得られることを示した。

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