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論文

材料試験炉ホットラボ排気筒におけるアンカーボルト減肉及びフランジプレートとアンカーボルトナット間の隙間に関する原因調査

柴田 晃; 北岸 茂; 渡士 克己; 松井 義典; 近江 正男; 相沢 静男; 那珂 通裕

日本保全学会第13回学術講演会要旨集, p.290 - 297, 2016/07

材料試験炉ホットラボの排気筒は、気体廃棄設備の一部として1970年に設置された高さ40mの自立式排気筒である。2015年、ホットラボの建家屋根の補修中に排気筒基礎部アンカーボルトの1本に減肉が確認されたため、排気筒の状況調査を実施した。また、当該調査中に、フランジプレートとアンカーボルトナット間に隙間が確認された。これを受け、安全確保のため排気筒円筒鋼板部(33m)を撤去したところ、最終的にアンカーボルト全数に減肉が確認された。原子力機構は再発防止を図るため、当該事象の原因調査を実施し、その結果、アンカーボルトの減肉は長期間に渡る水の浸入により生じ、また、フランジプレートとアンカーボルトナット間の隙間は、アンカーボルトの減肉した部位に2011年の東北地方太平洋沖地震を主要因として伸びが生じたことにより発生した事を明らかにした。

報告書

瑞浪超深地層研究所でのプレグラウト領域の岩石の採取と室内分析

鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 中嶋 悟*; 佐藤 稔紀; 真田 祐幸; 青柳 芳明

JAEA-Research 2015-010, 67 Pages, 2015/10

JAEA-Research-2015-010.pdf:32.34MB
JAEA-Research-2015-010-appendix(CD-ROM).zip:528.25MB

日本原子力研究開発機構は、経済産業省資源エネルギー庁からの委託研究として「地下坑道施工技術高度化開発」を進めてきた。本委託研究の一環として、瑞浪超深地層研究所深度200m予備ステージ避難所において、プレグラウチングによって岩盤に注入されたグラウト材の浸透範囲や、グラウト材の浸透による透水性の改善効果などを、多種多様な調査により把握した。「瑞浪超深地層研究所でのプレグラウト領域の岩石の採取と室内分析」では、これらの調査の継続として、グラウト材が岩盤固層部に及ぼす化学的影響に関する情報を取得するための調査を実施した。具体的には、グラウト材の浸透固化が予測される場所にチェックボーリングを掘削してサンプルを採取するとともに、割れ目内に見られるグラウト材および岩盤との接触部を対象に蛍光X線分析、透過電子顕微鏡観察等を行うことにより、グラウト材が岩盤固層部に及ぼす化学的影響に関する情報を取得した。

報告書

軽水炉照射環境下におけるIASCC研究のための水環境調整設備の整備,1

岡田 祐次; 馬籠 博克; 塙 博; 近江 正男; 菅野 勝; 飯田 一広; 安藤 均; 柴田 光敦; 米川 昭久; 上田 晴康

JAEA-Technology 2013-019, 236 Pages, 2013/10

JAEA-Technology-2013-019.pdf:45.07MB

日本原子力研究開発機構では、軽水炉利用の高度化及び高経年化に対応するため、軽水炉燃料及び材料の照射試験を実施する準備を進めている。JMTRは第165運転サイクル後の2006年8月に停止し、再稼働に向けて照射施設の整備を進めており、燃料・材料の中性子照射試験を行うための燃料異常過渡試験装置及び材料照射試験装置を2008年度から2012年度の間に製作、設置する予定である。本報告書は、2008年度から2010年度までに実施した照射誘起応力腐食割れ(IASCC: Irradiation Assisted Stress Corrosion)研究のための材料照射試験装置の水環境調整設備等の整備についてまとめたものである。

論文

グラウト施工を行った花崗岩におけるセメント成分の影響調査手法

鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 佐藤 稔紀

土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), 2 Pages, 2013/09

地下坑道建設における透水性改善のためのグラウト工事によって、グラウト材が周辺岩盤に化学的影響を及ぼすことが懸念される。本報告では、グラウト施工位置の岩盤コアの採取から分析に至るまでの手法について述べた。

論文

グラウト施工を行った花崗岩におけるセメント成分の影響の観察

人見 尚*; 鵜山 雅夫*; 佐藤 稔紀

土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), 2 Pages, 2013/09

地下坑道建設における透水性の改善のためのグラウト工事において、グラウト材に含有されるカルシウム成分の作用による長期的な岩盤強度の低下が懸念されている。本報告では、グラウト施工位置の岩盤コアを用い、岩盤とグラウト材との境界部分について詳細な観察を実施した。その結果、グラウト材と思われる充填物が確認されたが、数マイクロメートル程度までのオーダーでは、母岩側へのカルシウム成分の溶出は確認できなかった。

論文

軽水炉安全研究のための水環境調整設備の整備

岡田 祐次; 馬籠 博克; 飯田 一広; 塙 博; 近江 正男

UTNL-R-0483, p.10_4_1 - 10_4_10, 2013/03

原子力機構において、軽水炉(BWR)の長期利用にかかわる原子炉圧力容器の照射脆化及び炉心構成機器の応力腐食割れに関して、BWRの温度,圧力,水質等の影響を確認する目的で、JMTR(Japan Materials Testing Reactor:材料試験炉)にBWR照射環境下における照射誘起応力腐食割れ(IASCC)評価を行う水環境調整設備の整備を実施した。本報告では、JMTR再稼働後に飽和温度キャプセルを利用した照射試験のために使用する水環境調整設備の整備の概要について報告する。

論文

Development of in-pile instruments for fuel and material irradiation tests

柴田 晃; 北岸 茂; 木村 伸明; 斎藤 隆; 中村 仁一; 近江 正男; 出雲 寛互; 土谷 邦彦

JAEA-Conf 2011-003, p.185 - 188, 2012/03

JMTR再稼働における照射技術開発の一環として、燃材料の照射試験において高精度なデータを得るため、腐食電位(ECP)センサー及び差動トランス(LVDT)式ガス圧計の開発を行っている。ECPセンサは高温高圧水条件にて構造材料の腐食電位を決定するためのセンサーであり、LVDT式ガス圧計は中性子照射下における燃料要素のガス圧を測定するためのセンサーである。本開発ではECPセンサーにおいては、センサーのセラミック及び金属の接合部について応力集中を避けるため形状の最適化を行った。一方、LVDT式ガス圧計においては、高温高圧かつ高照射下環境にて、高精度かつ安定した測定を行うためにLVDTのコイル材をMIケーブルと変更する改良を行った。この結果、ECPセンサーにおいては炉外試験において、接合材の破損なく安定した出力を得ることができるとともに、LVDT式ガス圧計についてはMIケーブルに変更しても、安定かつフルスケールで1.8%という正確さを示した。

論文

Development of remote welding techniques for in-pile IASCC capsules and evaluation of material integrity on capsules for long irradiation period

柴田 晃; 中野 純一; 近江 正男; 川又 一夫; 中川 哲也; 塚田 隆

Journal of Nuclear Materials, 422(1-3), p.14 - 19, 2012/03

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

炉内照射試験により腐食誘起応力腐食割れ(IASCC)挙動の再現を行うためには、IASCCしきい値以上に試験片を照射しなければならない。このとき、照射済み試験片をベース照射キャプセルから炉内試験キャプセルに装荷する必要がある。これを行うため、遠隔操作型溶接機が開発された。また、キャプセルの長期照射におけるキャプセル構造材の健全性を確認するため、空気中における引張試験と、水中における低速ひずみ試験(SSRT)が行われた。この試験における試験片は、1.0-3.9$$times$$10$$^{26}$$n/m$$^{2}$$に照射されたキャプセル外筒管及び0.03-1.0$$times$$10$$^{26}$$n/m$$^{2}$$に照射されたバスケットの構造材から製作された。キャプセル外筒管温度である423Kにおいて15%以上の伸びが確認され、また、SSRTからIGSCC破面が確認されなかったことからキャプセル外筒管の健全性が確認された。

論文

Technical development for in-pile IASCC growth tests by using a 0.5T-CT specimen in JMTR

知見 康弘; 柴田 晃; 伊勢 英夫; 笠原 茂樹; 川口 佳彦*; 中野 純一; 近江 正男; 西山 裕孝

Proceedings of Enlarged Halden Programme Group Meeting 2011 (CD-ROM), 10 Pages, 2011/10

材料試験炉(JMTR)における照射下での照射誘起応力腐食割れ(IASCC)進展試験において、0.5T-CT大型試験片に$$sim$$30MPa$$sqrt{m}$$という高い応力拡大係数までの荷重を負荷するために、テコ式荷重負荷ユニットを採用した。本ユニットでは、ベローズ内のガス圧を周囲の水圧より低くすることにより、ベローズが収縮して荷重が発生し、テコにより増大される。試験片のき裂長さは、MIケーブルを用いた電位差法(PDM)によりモニターされる。本発表では、照射下き裂進展試験ユニットの技術的課題、特に照射キャプセル内に設置されたときの試験片への負荷荷重の評価手法とPDM信号の精度評価について報告する。

報告書

JMTRホットラボにおける中性子線しゃへい強化

伊藤 正泰; 川又 一夫; 田山 義伸; 金澤 賢治; 米川 実; 中川 哲也; 近江 正男; 岩松 重美

JAEA-Technology 2011-022, 44 Pages, 2011/07

JAEA-Technology-2011-022.pdf:3.29MB

ホットラボ施設は、材料試験炉等で照射された試料の照射後試験を実施する施設である。JMTR(Japan Materials Testing Reactor)ホットラボでは、平成23年度のJMTR再稼働にあわせ、高燃焼度燃料の取扱いを計画している。本報告書は、JMTRホットラボにおいて高燃焼度燃料を取扱うホットセルのしゃへい評価及びしゃへい体の製作・据付けについてまとめたものである。

報告書

照射試験開発棟における試験装置の設備整備

石田 卓也; 谷本 政隆; 柴田 晃; 北岸 茂; 斎藤 隆; 近江 正男; 中村 仁一; 土谷 邦彦

JAEA-Testing 2011-001, 44 Pages, 2011/06

JAEA-Testing-2011-001.pdf:4.52MB

照射試験炉センターでは、材料試験炉(JMTR)の改修・再稼動後において技術的価値の高い照射データを提供するため、新たな照射試験法の開発を行っている。照射試験に必要なキャプセルを開発するため、キャプセル組立て、照射試料の材料試験や材料検査・分析などが行える施設を整備した。施設整備にあたっては、大洗研究開発センター内にある既設建屋の有効活用の観点から、現在、管理区域が解除され、実験装置,事務用品などの保管に使用されていたRI利用開発棟を改修し、上記目的のための施設整備を行った。改修後、照射試験開発棟と命名し、利用目的に基づいて8つの実験室を整備し、実験装置の設置を開始した。現在、照射試験開発棟における基本的管理要領を設定し、運用を行っている。本報告書は、RI利用開発棟の改修工事及び実験室内の実験装置の整備と操作方法及び照射試験開発棟における基本的管理要領についてまとめたものである。

報告書

放射線グラフト重合法により作製した捕集材を用いた瑞浪超深地層研究所における湧水処理の検討; 2008年度成果報告書(共同研究)

弥富 洋介; 保科 宏行; 瀬古 典明; 島田 顕臣; 尾方 伸久; 杉原 弘造; 笠井 昇; 植木 悠二; 玉田 正男

JAEA-Technology 2010-045, 10 Pages, 2011/02

JAEA-Technology-2010-045.pdf:1.16MB

東濃地科学センター瑞浪超深地層研究所(以下、研究所)では、研究坑道掘削工事に伴う湧水に含まれる天然由来のフッ素及びホウ素について、環境基準値以下の濃度まで除去した後、湧水を河川に放流している。一方、量子ビーム応用研究部門環境・産業応用研究開発ユニットでは、放射線グラフト重合法で作製した捕集材により、海水や温泉水などに含まれる低濃度の希少金属捕集の実績があることから、2006年度から共同で湧水中のフッ素・ホウ素の効率的な除去方法について検討を行ってきた。これまでの研究によって、捕集材を用いて湧水中のフッ素・ホウ素の除去が可能であり、ホウ素除去については、イオン交換樹脂よりも高速処理が可能であることが明らかになっている。しかし、吸着性能は湧水のpHに大きく影響することから、2008年度はホウ素除去について中性域の湧水を用いた捕集材の再生利用試験を行い、吸着性能を把握した。その結果、2009年度行った再生利用試験結果よりも吸着性能が向上したが、再生利用時の性能は低下した。その理由として、フッ素除去後の湧水を用いたため、一度吸着したホウ素を溶離する際に、フッ素除去処理に使用する薬剤等が十分に除去できなかったためと考えられる。さらに、本研究を実施するにあたって設定した目標と、これまで得られた成果との比較及び研究所の排水処理を取り巻く状況について考察し、本研究の取りまとめを行った。

報告書

インパイル水ループ2号(OWL-2)用SUS316鋼の照射後試験

柴田 晃; 木村 正; 永田 寛; 青山 征司; 菅野 勝; 近江 正男

JAEA-Testing 2010-003, 22 Pages, 2010/11

JAEA-Testing-2010-003.pdf:8.82MB

インパイル水ループ2号(OWL-2)では、炉内管材料としてステンレス鋼(SUS316)を使用したが、高照射SUS316鋼材の機械的特性のデータはOWL-2が設置された当時から不足していた。このためOWL-2炉内管に材料であるSUS316サーベランス試験片を炉内に装荷し、3.4$$times$$10$$^{25}$$n/m$$^{2}$$($$>$$1MeV)までのSUS316の照射データの蓄積が行われた。しかしながらSUS316はJMTRに設置する他の照射装置の炉内管,照射キャプセル等に使用されており、より高い照射量における機械的特性データが求められている。本報告書では、OWL-2炉内管で用いられたSUS316について、1.0$$times$$10$$^{26}$$n/m$$^{2}$$まで照射したサーベランス試験片の照射後試験について報告する。引張強度の変化傾向が速中性子照射量10$$^{24}$$-10$$^{25}$$n/m$$^{2}$$での試験結果の延長上にあること、破断伸びが試験全域で37%以上残存していることを明らかにした。これにより、SUS316は、高速中性子照射量1.0$$times$$10$$^{26}$$n/m$$^{2}$$まで炉内構造物として十分な延性を有しているとの結論を得た。

報告書

Development of measuring instruments for material irradiation tests

北岸 茂; 谷本 政隆; 飯村 光一; 井上 修一; 斎藤 隆; 近江 正男; 土谷 邦彦

JAEA-Review 2010-046, 19 Pages, 2010/11

JAEA-Review-2010-046.pdf:2.51MB

JMTRは、1968年に初臨界を達成してから、燃材料の中性子照射試験やRI製造等に利用されてきたが、改修のために2006年に一旦停止した。再稼働後のJMTRは、軽水炉の長寿命化(高経年化対策,次世代軽水炉の開発等),産業利用の拡大(医療診断用$$^{rm 99m}$$Tcの製造等)といった幅広い利用ニーズに応えるために、改修工事と並行して、新たな照射試験技術の開発を進めている。本報告書は、JMTRの中性子照射試験で用いる計測機器として開発中のFPガス圧力計,多対式熱電対,ECPセンサー及びセラミックセンサーの開発の現状についてまとめたものである。

論文

Removal of fluorine and boron from groundwater using radiation-induced graft polymerization adsorbent at Mizunami Underground Research Laboratory

弥富 洋介; 保科 宏行; 瀬古 典明; 笠井 昇; 植木 悠二; 玉田 正男

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.485 - 490, 2010/10

High fluorine and boron contents in wastewater are commonly reduced using coagulation and ion exchange treatments at wastewater treatment facilities. As an alternative, we tested the efficiency of fluorine and boron removal from groundwater using radiation-induced graft polymerization adsorbent. The durability of the adsorbent was also determined by varying groundwater flow-through rates and repetitive use of the sorbent. The results indicated that it was possible for the adsorbent to remove more than 95% of boron and fluorine from the groundwater, and that the performance of the adsorbent for boron removal was better than the resin used for ion exchange. The adsorbent used several times was able to remove boron, indicating that the adsorbent can be used for efficient boron removal.

論文

放射線グラフト捕集材を用いた湧水中フッ素・ホウ素除去効率化の検討

弥富 洋介; 保科 宏行; 瀬古 典明; 島田 顕臣; 尾方 伸久; 杉原 弘造; 笠井 昇; 植木 悠二; 玉田 正男

日本原子力学会和文論文誌, 9(3), p.330 - 338, 2010/09

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、結晶質岩(花崗岩)を対象とした地層科学研究のため、瑞浪超深地層研究所において研究坑道の掘削工事を行っている。掘削工事に伴って発生する湧水(地下水)は、天然由来のフッ素とホウ素が含まれるため、排水処理設備において環境基準値以下まで除去した後、河川に放流している。今後増加していくと予測される湧水の効率的な処理が求められることから、低コストかつ小規模の設備で効率的な処理方法として放射線グラフト捕集材を用いた湧水中のフッ素及びホウ素除去の検討を行った。その結果、ホウ素については、一般的なイオン交換樹脂よりも約12倍の高速吸着処理が可能であり、繰り返し利用も可能であることを確認したが、湧水のpHによって捕集材の吸着性能が影響を受けることが明らかになった。また、フッ素についても、湧水中濃度の90%を吸着可能であったが、吸着性能はホウ素と比べると低くなった。その理由として、湧水中濃度の差が考えられ、吸着性能が十分発揮できる溶存濃度を把握してから、研究所の湧水に適用可能か判断する必要がある。

論文

Evaluation of graft adsorbent with N-methyl-D-glucamine for boron removal from groundwater

保科 宏行; 瀬古 典明; 植木 悠二; 玉田 正男; 弥富 洋介

日本イオン交換学会誌, 21(3), p.153 - 156, 2010/09

The adsorbent was prepared by radiation induced graft polymerization of glycidyl methacrylate onto nonwoven polyethylene fabric in aqueous medium, and following chemical modification with N-methyl-D-glucamine. The adsorbents were packed into the column, 10 cm in internal diameter. The volume of adsorbent in column was 2,000 cm$$^{3}$$. The column was set into the adsorption equipment which consisted of pump, pre-filters and a fraction collector. The groundwater was pumped up from neutralization tank and was 1.2 ppm of boron concentration. After removed of in/organic compound by pre-filters, the groundwater was pumped into the column at various flow rates. As a result, the bed volume (BV) at breakthrough point were 1,400 and 1,250 at space velocity (SV) 50 and 100 h$$^{-1}$$, respectively. These values correspond to 0.7 and 0.5 mmol/g-adsorbent. However, the BV at breakthrough point significant decreased at SV 200 h$$^{-1}$$. In the case of SV 100 h$$^{-1}$$, the adsorption equipment with the graft adsorbent can treat to remove boron from 4,800 liters of groundwater a day.

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

報告書

高燃焼度燃料照射試験のためのJMTRホットラボの整備; 平成20年度

相沢 静男; 中川 哲也; 岩松 重美; 林 光二; 田山 義伸; 川又 一夫; 米川 実; 田口 剛俊; 金澤 賢治; 近江 正男

JAEA-Technology 2009-070, 27 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-070.pdf:7.46MB

原子力機構では重要な安全基盤研究施設の1つとして位置づけられた材料試験炉(JMTR: Japan Materials Testing Reactor)を安定して運転するための改修を進めている。経済産業省原子力安全・保安院からの受託事業「軽水炉燃材料詳細健全性調査」では、これと並行して照射試験装置を整備し軽水炉の燃料及び構造機器の健全性評価にかかわる基準等の整備に資するための照射試験を実施する計画である。同試験の遂行に必要となるホットラボ施設の整備として、平成20年度は、(1)セル中性子しゃへい強化にかかわる申請図書作成等,(2)キャプセル組立装置の詳細設計,(3)燃料照射試験のための国内輸送装置の安全解析,(4)燃料棒中心孔加工装置用ダイヤモンドドリルの刃の確証試験の4項目について検討及び試験を進めた。

報告書

高燃焼度燃料照射試験のためのJMTRホットラボの整備; 平成19年度

相沢 静男; 中川 哲也; 近江 正男; 林 光二; 岩松 重美; 川又 一夫; 加藤 佳明; 金澤 賢治

JAEA-Technology 2009-069, 32 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-069.pdf:7.33MB

原子力機構では重要な安全基盤研究施設の1つとして位置づけられた材料試験炉(JMTR: Japan Materials Testing Reactor)を安定して運転するための改修を進めている。経済産業省原子力安全・保安院からの受託事業「軽水炉燃材料詳細健全性調査」では、これと並行して照射試験装置を整備し軽水炉の燃料及び構造機器の健全性評価にかかわる基準等の整備に資するための照射試験を実施する計画である。同試験の遂行に必要となるホットラボ施設の整備として、平成19年度は、(1)JMTRホットラボのしゃへい強化,(2)キャプセル組立装置,(3)燃料照射試験のための国内輸送装置,(4)燃料棒中心孔加工装置,(5)パワーマニプレータ,(6)マスタースレーブ・マニプレータ及び、(7)微細構造観察装置の7項目について検討を進めた。本報告書は、これら検討の結果と、今後の課題についてまとめたものである。

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