Improving the safety of the high temperature gas-cooled reactor "HTTR" based on Japan's new regulatory requirements

濱本 真平; 清水 厚志; 猪井 宏幸; 栃尾 大輔; 本間 史隆; 澤畑 洋明; 関田 健司; 渡辺 周二; 古澤 孝之; 飯垣 和彦; et al.

Nuclear Engineering and Design, 388, p.111642_1 - 111642_11, 2022/03

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2021.111642

日本原子力研究開発機構は、2011年の福島第一原子力発電所事故を契機に作られ2013年12月に施行された新しい規制要件に、高温工学試験研究炉(HTTR)を適合させた。様々な高温ガス炉(HTTR)安全試験を通じて得られたHTGRに関する知見を基に、既存の構造物,系統及び機器の安全性及び耐震分類が議論された。防護の対象となる構築物,系統及び機器が再検討し、安全機能に影響を及ぼす内的・外的脅威への対策が強化された。さらに、設計基準を超える事故として、多量の放射性物質が放出されるおそれのある事故に対する措置を講じた。我々のこの対応が、新しい規制要求に適合していることを、原子力規制委員会は厳格かつ適切に審査した。2014年11月に提出したHTTRの設置許可変更申請書は、9回の修正を経て2020年6月に承認された。この対応は、高温ガス炉の特性を反映すれば、強化された規制要件を満たすためでも合理的に設計できることを示しており、今後の高温ガス炉の開発の参考になると考える。

Comprehensive seismic evaluation of HTTR against the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake

小野 正人; 飯垣 和彦; 澤畑 洋明; 島崎 洋祐; 清水 厚志; 猪井 宏幸; 近藤 俊成; 小嶋 慶大; 高田 昌二; 沢 和弘

Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science, 4(2), p.020906_1 - 020906_8, 2018/04

https://doi.org/10.1115/1.4039288

2011年3月11日、地震の規模を示すマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震が発生した。地震発生時、HTTRは定期点検及び機器の保守管理のため停止していた。HTTRで観測された最大加速度は設計基準地震を超えていたため、総合的な健全性評価を実施した。総合的な健全性評価の考えは2つに分けられる。1つは機器の目視点検であり、1つは観測波を用いた耐震解析である。運転に関わる全ての機器は目視点検を実施した。設備の健全性は点検結果や解析結果により確認した。機器の耐震解析や目視点検の結果、損傷や機能低下は無く、原子炉の運転に関わる問題は無かった。HTTRの健全性は2011年, 2013年, 2015年のコールド状態の運転によっても裏付けられた。さらに、2015年に中性子源を交換するために3つの制御棒案内ブロックと6つの可動反射体ブロックを原子炉から取り出したとき、制御棒案内ブロックの健全性を目視により確認した。

Investigation of absorption characteristics for thermal-load fluctuation using HTTR

栃尾 大輔; 本多 友貴; 佐藤 博之; 関田 健司; 本間 史隆; 澤畑 洋明; 高田 昌二; 中川 繁昭

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(1), p.13 - 21, 2017/01

https://doi.org/10.1080/00223131.2016.1201441

原子力機構ではGTHTR300Cの設計研究を行っている。水素製造施設のような熱利用系において発生した異常による熱負荷の変動が発生した場合でも、原子炉システムは、安定かつ安全な運転、更に安定な電力供給を継続することが求められている。そのためには、熱負荷変動を原子炉システムで吸収でき、安定かつ安全な運転を継続できることを実証する必要がある。原子力機構では、原子炉及びIHXによる熱負荷変動吸収特性を明らかにするために、核熱を伴わない熱負荷変動吸収試験を計画・実施した。その結果、原子炉は予想より大きな吸収容量を有しており、IHXも熱利用系で発生した熱負荷変動を吸収できることを明らかにすることができた。このことから、原子炉及びIHXは、熱利用系で発生した熱負荷変動の有意な吸収容量を有していることを確認した。さらに、RELAP5/MOD3に基づいた安全評価コードは、熱負荷変動吸収挙動を保守的に評価できることを確認した。

Radioactive tracer Cs (TRACs) for Fukushima Nuclear Power Plant accident

永井 泰樹; 牧井 宏之; 並木 伸爾; 岩本 修; 岩本 信之; 澤幡 浩之*

Journal of the Physical Society of Japan, 81(8), p.085003_1 - 085003_2, 2012/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.81.085003

半減期が6.5日のCsを福島第一原子力発電所事故の人・動物・農作物への影響を定量的に調べるために、放射性トレーサーとして利用することを提案した。Csは668keVの線を放出し、Csの662keV線とエネルギーが近接しており、Csの影響を模試するうえで重要な役目をすると期待される。このCsは、Cs(n,2n)Csで十分な量が生成可能である。

HTTR後備停止系不具合の調査報告書

濱本 真平; 飯垣 和彦; 清水 厚志; 澤畑 洋明; 近藤 誠; 小山 直; 河野 修一; 小林 正一; 川本 大樹; 鈴木 尚; et al.

JAEA-Technology 2006-030, 58 Pages, 2006/03

JAEA-Technology-2006-030.pdf:10.69MB

日本原子力研究開発機構が所有する高温工学試験研究炉(HTTR)の反応度制御設備は、制御棒系と後備停止系の、動作原理の異なる二つの独立した系統で構成されている。通常運転時、原子炉の反応度を制御するとともに、運転時の異常な過渡変化時及び事故時に安全かつ確実に原子炉を停止させるものである。後備停止系は、万一制御棒系のみで原子炉を停止できない場合に、中性子吸収材である炭化ホウ素ペレットを炉心内に重力落下させ、いかなる運転状態からも原子炉を停止する機能を有するものであり、炭化ホウ素ペレットと、ペレットを収めるホッパ,電動プラグ,後備停止系駆動機構,ガイドチューブ等で構成されている。HTTRでは、平成16年7月26日から平成17年3月4日までの計画で、施設定期検査を実施してきたところ、2月21日の後備停止系の作動試験時に、本装置の16基のうち1基が正常に動作しないことがわかった。調査の結果、後備停止系が正常に動作しなかった原因は、後備停止系を駆動するモータの上部のオイルシールが変形したことによってグリースから分離した油がブレーキに到達し、ブレーキの磨耗した粉と混合することによって粘着物となり、粘着物がブレーキの解除を阻害したことによって、モータの駆動を妨げたことがわかった。

Prompt gamma-ray analysis using cold and thermal guided neutron beams at JAERI

米澤 仲四郎; 松江 秀明; 間柄 正明; 星 三千男; 澤幡 浩之*; 伊藤 泰男*

Proc. of 9th Int. Symp. on Capture Gamma-ray Spectroscopy and Related Topics, 0, p.705 - 712, 1997/00

JRR-3Mの冷及び熱中性子ガイドビームを使用した恒久的な即発ガンマ線分析装置を製作した。装置は、即発線分析(PGA)で重要な低線バックグラウンドになるように設計されており、このため1)中性子のしゃへい材としてフッ化リチウムタイルの使用、2)He雰囲気中での照射・測定、3)Ge-13GD検出器によるコンプトンバックグラウンドの低減化等の対策がとられている。線スペクトロメーターは、コンプトンサプレッション、ペアー及びシングルの3モードスペクトルを同時に測定することができる。本装置は、低線バックグラウンド化により、従来の装置より分析感度及び検出限界が勝れていることが明らかにされた。本装置によりホウ素及び多元素定量法の検討を行い、各種環境試料分析に適用した。さらに、本装置による同位体分析、考古学、地質、農業、材料科学、医学等の各種分野試料の分析に関する研究も紹介する。

中性子即発ガンマ線分析法によるホウ素中性子捕捉療法のためのBの定量

米澤 仲四郎; 松江 秀明; 澤幡 浩之*; 黒沢 達也*; 星 三千男; 伊藤 泰男*

KURRI-TR-413, 0, p.21 - 27, 1995/00

原研ではJRR-2を使用し、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)による脳腫瘍の治療が行われている。この治療において、中性子の照射量を決めるために患者の体内組織中のBの迅速定量が必要とされている。筆者らは、中性子即発線分析法(PGA)により、患者の血液、尿、腫瘍等中のBの定量を行っている。試料約1gをFEP製バイアルにとり、JRR-3M冷中性子または熱中性子ビームボートに設置した即発線分析装置で500~1000秒間線スペクトルを測定し、B478keVとH2223keV線ピーク面積から、試料中のB濃度を定量した。本法により14~50g/gBを0.85~1.8%の精度で定量することができ、検出限界は0.14g/gであった。本法によりこれまで合計14回、114試料の分析が行われた。

JRR4号炉における非専用運転小動物照射に向けた取り組み

遠藤 聖*; 中井 啓*; 吉田 文代*; 白川 真*; 山本 哲哉*; 松村 明*; 澤幡 浩之*; 川手 稔*; 斎藤 公明; 熊田 博明; et al.

no journal, , 

原子炉JRR-4施設における小動物照射は、動物実験における倫理的側面,設備,人員などの諸課題について検討、解決しながら実施する必要がある。従来の放射線管理のみの物質照射と比較し、管理運営上の課題が多い。しかしながら、BNCTの新規薬剤合成、あるいは照射技術の改良などには、腫瘍増殖抑制試験といった少なくとも小動物を用いた実験が必須であると考えられる。原子力機構、小動物照射にかかわる国内研究グループ及び東京大学大学開放研究室が協力連携し、中性子ビーム設備を利用した新しい小動物照射装置の開発に取り組んでいる。この装置は、既存の配管や孔などを利用したレール方式で、他の照射を行いながら一度に46匹程度を照射できるものである。これまでは、限られた利用日に小動物実験を実施してきたが、利用日の制限が緩和されることが予想される。本報告は、JRR-4における小動物照射の現状と課題を検討したものである。

Utilization of advanced radiation facilities under cooperation program with academics

広田 耕一; 澤幡 浩之*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構高崎量子応用研究所では、放射線を利用した材料開発、環境保全及びバイオ・医療応用技術の開発が行われている。当研究所には、イオンビームは発生させるサイクロトロン、タンデム加速器、シングルエンド加速器、イオン注入装置を有するイオンビーム照射研究施設(TIARA)のほか、線照射施設と電子線照射施設があり、大学, 国立研究機関, 民間企業などの研究者が基礎研究や応用研究を実施している。例えば、サイクロトロンは宇宙用半導体の耐放射線効果やナノワイヤーの重合制御、品種改良などに利用されている。また、線照射施設は福島第一原子力発電所の廃炉のための耐放射線性材料の開発など注目すべき多種多様な研究に貢献している。特に大学や高等専門学校への施設供用制度では、東京大学が窓口となって優先的にマシンタイムが得られるほか、利用料金についても国の支援が得られる制度がある。本発表では、この制度の内容及び実際に行われている研究例について紹介する。