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河部 友三郎*; 佐野 吉彦*; 桑原 不二朗*; 上澤 伸一郎; 吉田 啓之
第63回日本伝熱シンポジウム講演論文集(インターネット), 1 Pages, 2026/05
東京電力福島第一原子力発電所の原子炉格納容器(PCV)内に存在する燃料デブリの熱挙動を推定するため、多孔質体モデルを追加したJUPITERコードによる解析手法の開発が進められている。しかしながら、多孔質体の内部構造に応じたモデルおよびそのパラメータの選定が、シミュレーション結果に大きく影響することが明らかとなっており、これらを適切に選定する手法の確立が求められている。本研究では、多孔質体の一形態である粒子充填層に着目し、その流動特性を記述するモデル定数の算出手法について検討を行った。特に、粒径比や充填構造が不均一な粒子充填層に関する系統的な知見は限られており、構造差を考慮した包括的な整理は十分になされていないことから、本研究では数値シミュレーションを用いて、粒径比や充填構造が異なる粒子充填層の透過率、Forchheimer係数について評価した。得られた結果に基づき粒子充填層の構造特性に応じてこれらのパラメータを適切に算出する手法を提案するとともに,多孔質体内の流動解析モデルの精度向上を確認した。
佐野 吉彦*; 太田 健介*; 桑原 不二朗*; 上澤 伸一郎; 吉田 啓之
日本機械学会熱工学コンファレンス2025講演論文集, 1 Pages, 2025/10
東京電力福島第一原子力発電所の原子炉格納容器(PCV)内に存在する燃料デブリの熱挙動を推定するため、多孔質体モデルを追加したJUPITERコードによる解析手法の開発が進められている。しかしながら、多孔質体の内部構造に応じたモデルおよびそのパラメータの選定が、シミュレーション結果に大きく影響することが明らかとなっており、これらを適切に選定する手法の確立が求められている。本研究では、多孔質体における流動特性のモデル定数の算出手法について検討を行った。これらの特性は、単なる固体と気体の体積比に依存するだけでなく、内部構造に大きく左右されることから、異なる粒径を持つ粒子充填層に着目し、数値シミュレーションを通じて多様な構造における透過率およびForchheimer係数を評価した。得られた結果に基づき、粒子充填層の構造ごとにこれらのパラメータを適切に算出する手法を提案し、多孔質体内伝熱流動モデルの精度向上に資する知見を得た。
上澤 伸一郎; 山下 晋; 佐野 吉彦*; 吉田 啓之
Journal of Nuclear Science and Technology, 62(6), p.523 - 541, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)東京電力福島第一原子力発電所(1F)の廃炉における汚染水対策として、日本原子力研究開発機構(JAEA)では、燃料デブリの位置や発熱、空隙率の影響を含む、空冷時の熱挙動を計算するため、ポーラスモデルを用いたJUPITERコードによる数値解析手法の開発を進めている。本研究では、ポーラスモデルを用いたJUPITERの妥当性確認を行うため、多孔質体を用いた自然対流熱伝達実験とその数値シミュレーションを実施した。実験とシミュレーションの温度と速度の分布を比較すると、多孔質体の上面付近の温度を除き、シミュレーションの温度分布は実験の温度分布と良く一致した。また、速度分布も実験結果と定性的に一致した。妥当性確認に加えて、本研究では、多孔質体の内部構造に基づく有効熱伝導率が自然対流熱伝達に及ぼす影響について検討するために、様々な有効熱伝導率モデルを用いた数値シミュレーションも実施した。その結果、多孔質媒体内の温度分布や自然対流の速度分布はモデルごとに大きく異なることがわかり、燃料デブリの有効熱伝導率は1Fの熱挙動解析における重要なパラメータの一つであることがわかった。
内田 和杜*; 増田 造*; 原 伸太郎*; 松尾 陽一*; Liu, Y.*; 青木 裕之; 浅野 吉彦*; 宮田 一輝*; 福間 剛士*; 小野 俊哉*; et al.
ACS Applied Materials & Interfaces, 16(30), p.39104 - 39116, 2024/07
被引用回数：11 パーセンタイル：69.70(Nanoscience & Nanotechnology)Zwitterionic MPC polymer coatings effectively deter blood coagulation and protein buildup on medical devices. Researchers synthesized MPC copolymers containing a cross-linking unit (MPTMSi) plus one of four hydrophobic anchoring groups (MPTSSi, BMA, EHMA, LMA) and applied them to PDMS, PP, and PMP. These treatments yielded uniformly hydrophilic, electrically neutral surfaces. Protein adsorption tests showed that PMBSi (BMA) best resisted fluorescently labeled BSA, while PMLSi (LMA) was comparatively weaker, although all four coatings minimized platelet adhesion. Further analyses linked these differences in protein adsorption to varying swelling behaviors in water. Indeed, PMLSi absorbed more water, allowing some protein infiltration yet still repelling platelets. When tested under circulating flow to mimic shear stress, PMMMSi (MPTSSi) and PMLSi coatings on PP and PMP demonstrated excellent durability and platelet repellency. Overall, this study highlights how hydrophobic moieties can boost both hemocompatibility and stability of MPC-based coatings, promising improved performance in medical devices requiring low protein fouling, reduced platelet adhesion, and long-term reliability.
山田 隆二*; 木村 誇*; 苅谷 愛彦*; 佐野 雅規*; 對馬 あかね*; Li, Z.*; 中塚 武*; 國分 陽子; 井上 公夫*
砂防学会誌, 73(5), p.3 - 14, 2021/01
本研究では、深層崩壊発生履歴の高精度・高分解能復元に有効な試料採取および選定方法と年代値の適切な取扱について議論した。中部山岳地域で大規模な深層崩壊が発生した2箇所(ドンドコ沢岩石流れと大月川岩屑流)の土壌埋没樹木を試料とした事例研究を行った。年代測定は加速器質量分析計による放射性炭素年代測定法と酸素同位体比年輪年代測定法で行った。ドンドコ沢岩石流れによる堰止湖沼堆積物中から採取した試料は、887年の五畿七道地震に関連する年代値を示し、それ以前に他のイベントが存在した可能性も示唆した。一方、大月川岩屑流による崩壊堆積物から採取した試料年代値は特定の時期に集中しなかった。大規模土砂移動現象の発生年を正確に知るための試料として保存状態の良い大径樹幹や枝を用いることによって、大雨や大規模地震を示した古文書との対比も可能であることがわかった。
小泉 徳潔; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 土屋 佳則; 松井 邦浩; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 加藤 崇; 礒野 高明; et al.
低温工学, 36(8), p.478 - 485, 2001/08
ITER-EDAの一環として、ステンレス鋼製コンジットを使用したNb
Al導体を開発した。本導体の臨界電流性能を短尺の導体サンプルを用いて評価した。その結果、本導体が予想どおりの臨界電流性能を満足することが確認できた。また、本導体の臨界電流値は、運転条件である13T,4.5Kで90kA以上であることがわかり、定格電流値46kAに対して十分な裕度をもつことも確認できた。ただし、本導体の熱処理(NbAl生成のため)後に大きな熱応力が残留することも見いだした。
小泉 徳潔; 安藤 俊就; 高橋 良和; 松井 邦浩; 中嶋 秀夫; 土屋 佳則; 菊地 賢司; 布谷 嘉彦; 加藤 崇; 礒野 高明; et al.
先進A15型化合物超伝導線材シンポジウム論文集, p.5 - 9, 2000/00
原研では、ITER-EDAの一環として、13T-46kAニオブアルミ導体を開発した。本導体の臨界電流値を無熱歪状態で評価した。その結果、性能劣化はなく、製造過程が妥当であったことが実証できた。実際のコイルでは、ジャケット(ステンレス)とニオブアルミの熱歪差のために、ニオブアルミ線が歪を受ける。この熱歪量で評価した。その結果、ニオブアルミ線が受ける熱歪は0.4%と予想され、臨界電流値の劣化は10%以下となる。ニオブアルミ導体の場合、ステンレス鋼を用いても、熱歪による臨海電流値性能の劣化を小さく抑えられる。
Al insert to be tested in ITER central solenoid model coil小泉 徳潔; 伊藤 智庸*; 小方 大成*; 高橋 良和; 杉本 誠; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 布谷 嘉彦; 安藤 俊就; 辻 博史; et al.
IEEE Transactions on Magnetics, 32(4), p.2236 - 2239, 1996/07
被引用回数：11 パーセンタイル：63.36(Engineering, Electrical & Electronic)NbAl超電導体は、NbAlに比して歪に対する臨界電流値の劣化が少ないという性能がある。本性能を用いることによりITER-TFコイルの巻線方式として、Recent-and-Wind法を用いることができる。これにより、製作性の信頼性の向上、および製作コストの低減がはかれる。本講演では、Recent-and-Wind法により製作し、その技術の実証をCSモデルコイル内で行うNbAlインサートの設計について報告する。
伊藤 光生*; 佐野 吉彦*; 桑原 不二朗*; 上澤 伸一郎; 吉田 啓之
no journal, ,
福島第一原子力発電所の格納容器内の燃料デブリの熱挙動を推定するため、空冷時における燃料デブリ熱挙動の解析手法の開発を進めている。燃料デブリが多孔質体と想定されることから、本研究では、多孔質体モデルを用いて、閉鎖容器内の一部分に多孔質体が存在する系の自然対流場を模擬する数値シミュレーションを実施した。本シミュレーションの妥当性については、原子力機構にて別途実施している実験との比較を行うことにより検証した。
上澤 伸一郎; 小野 綾子; 山下 晋; 佐野 吉彦*; 吉田 啓之
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の原子炉格納容器(PCV)内燃料デブリの熱挙動を推定するため、JUPITERコードへの多孔質体モデル追加による燃料デブリ熱挙動解析手法の開発を進めている。本報では、燃料デブリの多孔質体内部構造として、気泡分散型、トラス構造型、粒子充填層型を仮定したときのPCV内熱挙動へ与える影響について報告する。各構造型に対して燃料デブリ内の温度分布を比較したところ、粒子充填層型の燃料デブリの温度が最も高かった。これは、燃料デブリの点接触を仮定した粒子充填層型では、有効熱伝導率が低く評価されたことに起因する。一方、気泡分散型では、燃料デブリが結合しているため有効熱伝導率が高く、最も燃料デブリ温度が低かった。トラス構造型は、両構造の中間値程度であった。PCV内の熱挙動は多孔質体内部構造により大きく異なり、より正確な熱挙動の推定には多孔質体内部構造を把握と、対応した有効熱伝導モデルの開発が必要である。
