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論文

Gamma detector response simulation inside the pedestal of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

Riyana, E. S.; 奥村 啓介; 寺島 顕一; 松村 太伊知; 坂本 雅洋

Mechanical Engineering Journal (Internet), 7(3), p.19-00543_1 - 19-00543_8, 2020/06

Prediction of the fuel debris location and distribution inside the primary containment vessel (PCV) of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant is important to decide further decommissioning step and strategy. The radiation measurements in the past internal investigations have not yet provided enough information to predict fuel debris location and its distribution inside PCV. To support further measurement efforts, we simulate the detector response inside the PCV. The calculation result could provide a base on deciding suitable detector systems to assist the efforts on searching, localizing and defining distributions of the fuel debris.

報告書

自然対流型キャプセルを模擬した炉外試験装置による熱流動試験

稲葉 良知; 坂本 太一; 山浦 高幸

JAEA-Technology 2009-080, 22 Pages, 2010/02

JAEA-Technology-2009-080.pdf:7.06MB

材料試験炉(JMTR)において実施する軽水炉燃料の燃料異常過渡試験では、キャプセル型の試験装置(燃料異常過渡試験装置)を用い、試験燃料の出力過渡による健全性を評価する。照射試験に先立ち、燃料異常過渡試験で用いるキャプセルを模擬し、試験燃料棒に替えて電気ヒーターピンを用いた炉外試験装置を設計・製作した。製作した炉外試験装置を用い、照射試験の試験方法策定のために必要な試験を行った。本報告書では、炉外装置の概要,試験計画及び自然対流型キャプセルを模擬した試験について述べた。試験の結果、BWR及びPWRの冷却水圧力条件下で直径9.5mmのヒーターピンを用いても、核沸騰から膜沸騰への遷移を起こすことなく線出力600W/cmが達成可能であることを確認した。

論文

JMTRを用いた放射性医薬品製造プロセスの整備計画

飯村 光一; 坂本 太一; 菅野 勝; 堀 直彦

FAPIG, (178), p.14 - 18, 2009/02

日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、2011年度に材料試験炉(JMTR)を再稼働させる予定で改修計画が進められている。再稼働後におけるJMTRの有効利用の一環として、放射性医薬品として核医学の分野で最も多く用いられているテクネチウム-99m($$^{rm 99m}$$Tc)の親核種であるモリブデン-99($$^{99}$$Mo)の製造が計画されている。$$^{99}$$Moは、その供給をすべて輸入に依存している状況にあることから、産業界と共同で$$^{99}$$Moの一部国産化を目指すものである。本書では、$$^{99}$$Moの製造に必要な照射装置の選定や照射後工程において製品化のために必要な装置等の基本計画について紹介する。

報告書

JMTRを用いたシリコン半導体製造装置の概念検討

細川 甚作; 菅野 勝; 坂本 太一

JAEA-Technology 2008-038, 24 Pages, 2008/06

JAEA-Technology-2008-038.pdf:2.95MB

日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、2011年度に材料試験炉(以下、JMTRという。)を再稼働させる予定で改修計画が進められている。再稼働後におけるJMTRの有効利用の一環としてシリコン半導体の製造を検討している。シリコン半導体は今や世界各国、さまざまな産業分野で使用されており、最近は、大口径シリコン半導体(シリコンウェーハ)の需要が高まってきている。シリコン半導体を製作するには、さまざまな方法があるが、ここでは、大洗研究開発センターのJMTRにおいてNTD法(Neutron Transmutation Doping)を用いたシリコン半導体の製造について検討を行った。本報告では、JMTRへ設置予定のシリコン半導体製造装置の概念検討をまとめたものである。

報告書

JMTRを用いた$$^{99}$$Mo製造設備の概念検討

飯村 光一; 細川 甚作; 菅野 勝; 北島 敏雄; 中川 哲也; 坂本 太一; 堀 直彦; 河村 弘

JAEA-Technology 2008-035, 47 Pages, 2008/06

JAEA-Technology-2008-035.pdf:7.91MB

日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、2011年度に材料試験炉(JMTR)を再稼働させる予定で改修計画が進められている。再稼働後におけるJMTRの有効利用の一環として、放射性医薬品として核医学の分野で最も多く用いられているテクネチウム-99m($$^{rm 99m}$$Tc)の親核種であるモリブデン-99($$^{99}$$Mo)の製造が計画されている。$$^{99}$$Moは、その供給をすべて輸入に依存している状況にあることから、産業界と共同で$$^{99}$$Moの一部国産化を目指すものである。本報告書では、$$^{99}$$Moの製造に必要な照射装置の選定,構成及び照射後工程において製品化のために必要な装置等の技術的な検討並びに製造にかかわるコスト面の検討結果について述べる。

口頭

積算線量計を用いた燃料デブリの核燃料物質評価のための技術開発; バブル線量計の基礎データ取得

寺島 顕一; 冠城 雅晃; 坂本 雅洋; 松村 太伊知; 藤田 学*; 奥村 啓介

no journal, , 

中性子用積算線量計であるバブル線量計(BD)は、ガンマ線に不感、外部電源不要、目視確認が可能、中性子フルエンス率に応じた照射時間調整、などの特長を持っており、福島第一原子力発電所(1F)におけるデブリ検知や容器の非破壊測定への適用が期待できる。そこでBDの適用性評価を目的とし、中性子照射試験を行って基礎データを取得した。

口頭

多種多様な燃料デブリの崩壊熱評価手法の開発

坂本 雅洋; 寺島 顕一; 松村 太伊知; 藤田 学*; 奥村 啓介

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故で発生した燃料デブリがどの程度の崩壊熱を出しているか把握しておくことは、今後のデブリ取出しに向けて冷却方法の検討やデブリ輸送・保管容器の除熱評価において重要である。しかし、燃料デブリは燃焼履歴が明確な使用済み燃料のように核種組成が明らかでないため、崩壊熱の評価は容易ではない。そこで本研究ではデブリの重量, 燃焼度, 核種の放出率, 評価時期などのパラメータを考慮した多種多様なデブリの崩壊熱を容易に計算する手法を開発した。

口頭

福島第一原子力発電所事故に起因する$$^{135}$$Csの理論的スケーリングファクタの開発

寺島 顕一; 坂本 雅洋; 松村 太伊知; 奥村 啓介; 藤田 学*

no journal, , 

$$^{135}$$Csは地層処分の安全性評価において、放射能インベントリ評価が重視される難分析超寿命FP核種の1つであり、福島第一原子力発電所の事故に起因する放射性廃棄物や燃料デブリ等にも含まれている。従来の使用済み燃料や放射性廃棄物と大きく異なる点は、燃焼履歴が異なる広範囲な燃焼度の原子炉燃料が事故時に高温溶融してCsの多くが揮発したことである。また、従来のスケーリングファクタ法のように、分析結果を蓄積して統計的に相関式を得る方法は、燃料デブリや高線量Cs汚染物の場合には時間と費用を要し得策ではない。この問題を解決するため、測定が比較的容易な$$^{137}$$Cs量から、揮発や混合を考慮した理論に基づき$$^{135}$$Cs量を精度よく評価するための理論的スケーリングファクタ法を提案する。

口頭

Depletion calculation of subcritical system with consideration of spontaneous fission reaction

Riyana, E. S.; 奥村 啓介; 坂本 雅洋; 松村 太伊知; 寺島 顕一

no journal, , 

We enabled to consider the spontaneous fission reaction in subcritical neutron multiplying system by modifying the OpenMC depletion calculation code version 0.11. With the code, it is possible to estimate the quantity of short half-life fission products in the subcritical system. As a demonstration and fuel debris storage preliminary study, the code was applied to the fuel debris storage canister filled with nuclear materials and spontaneous fission nuclides. As a result, the ability was successfully shown to provide the information on short half-life fission products over time and to provide the relationship between the activity ratio of 88Kr-to-135Xe and effective neutron multiplication factor.

口頭

燃料デブリ探査のためのバブルディテクターの中性子照射試験

寺島 顕一; 松村 太伊知; 冠城 雅晃; 坂本 雅洋; Riyana, E. S.; 奥村 啓介

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)の燃料デブリを検知する手法の1つとして、自発核分裂,誘起核分裂,または($$alpha$$,n)反応に起因する中性子を検出する方法が考えられる。しかし、燃料デブリの性状や適用場所に応じて、バックグラウンドガンマ線や中性子線の強度は大きく変わることが予想され、事前のガンマ線遮蔽の最適化は困難である。バブルディテクー(BD)は、中性子照射により発生する気泡数から中性子積算線量を計測するものであり、ガンマ線に不感,小型,軽量,電源・ケーブル不要,目視確認が可能といった特長を有する。また、極少の中性子線場でも、照射時間を長く設定することにより検出できる可能性がある。そこで、BDの1F現場への適用性を評価するため、BDの中性子照射試験を行い、照射条件に依存した基礎データを取得した。本発表では、本試験で得られた結果を踏まえて、1F現場への適用性について報告する。

口頭

燃料デブリの$$beta$$線および制動X線の特性評価

松村 太伊知; 藤田 学*; 寺島 顕一; 坂本 雅洋; 奥村 啓介

no journal, , 

原子力機構では、これまでに多種多様な取出し燃料デブリに対する崩壊ガンマ線の特性評価を行ってきたが、$$beta$$線及び制動X線については考慮してこなかった。福島第一原子力発電所(1F)の燃料デブリは、燃料に由来するU, TRU, FP、および構造材に由来するジルカロイ, SUS, ペデスタル内のコンクリートなどと溶融混合し、号機や部位に依存して複雑な組成になっていると考えられている。使用済燃料を対象とする従来のコードはこのような多種多様な組成の燃料デブリから放出される$$beta$$線や制動X線への適用は想定されていない。そこで、$$beta$$線スペクトルの理論式,崩壊データ、および粒子輸送モンテカルロ計算コードPHITSを用いて、燃料デブリの取出し時期,揮発性FP放出,燃料デブリ組成,嵩密度,サイズ等に依存した燃料デブリの$$beta$$線と制動X線の特性評価を行った。

口頭

The Possible use of short half-life noble gas fission products for measurement of criticality and identification of plutonium in fuel debris canister

Riyana, E. S.; 奥村 啓介; 坂本 雅洋; 松村 太伊知; 寺島 顕一

no journal, , 

Fuel debris has inherent neutron sources due to mostly spontaneous fissions. Therefore, the fuel debris inside a canister can be seen as a subcritical system with fixed neutron sources. A depletion calculation for the fuel debris inside the canister has been performed. The calculation results show the activity ratio of $$^{88}$$Kr-to-$$^{135}$$Xe in the fuel debris canister depending on the material compositions and effective neutron multiplication factor.

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