「常陽」における燃料要素と材料試験片の混載照射試験リグの開発; 燃料-材料ハイブリッドリグの開発

親松 泰子*; 染谷 博之

JAEA-Technology 2012-046, 80 Pages, 2013/02

JAEA-Technology-2012-046.pdf:5.43MB

高速実験炉「常陽」の照射試験では、コンパートメントごとに試験条件の設定が可能な照射リグの利用実績が多い。燃料照射においては燃料要素が少ない場合や、目標とする燃焼度等に達した燃料要素の一部を取り出した後、替わりに照射する燃料要素がない場合は、これまで燃料要素が装填されないダミーコンパートメントを用いて照射試験を実施してきた。このスペースの有効利用を図るために、材料試験片を組込むことが可能な材料照射用リグのコンパートメントに入れ替え、燃料要素と材料試験片を混載した照射リグ(ハイブリッドリグ)を開発している。本ハイブリッドリグの開発上の課題は、発熱量が大きい燃料要素と発熱量が小さい材料試験片とでは、冷却に必要な冷却材流量が大幅に異なることであり、適切な流量配分の成立性がポイントとなる。本報告書では、以下の内容について報告する。(1)必要流量が異なるコンパートメントを同一の照射リグに装填した場合における流量配分の成立性を確認した。(2)従来と同等の温度設定能力を確保できることを確認した。(3)コンパートメント下部の冷却材入口構造を標準化することにより、照射リグ間で種類の異なるコンパートメントの組み換えが容易にできる見通しを得た。

Preliminary experiments with an underexpanded gas jet into water

内田 光則*; 染矢 聡*; 岡本 孝司*; 大島 宏之

Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM), 13 Pages, 2009/09

ナトリウム冷却高速炉蒸気発生器の伝熱管破損時安全評価を目的として、ナトリウム-水化学反応を伴う噴流の挙動や、その影響で発生する周辺伝熱管ウェステージ現象を評価するための数値解析手法を開発している。解析手法の開発において、液体中への高圧気体噴出挙動を解明するとともに検証用データを取得することが重要な課題となっていることから、本研究では、水中空気不足膨張噴流の可視化実験を実施した。実験により、噴流形状,到達距離,拡がり角度,周囲液体の連行挙動,噴流中の液滴速度等、解析手法の検証に有用なデータを取得した。また、空気側圧力の変化が噴流の挙動に及ぼす影響を明らかにした。

Velocity and temperature measurements of water flow in a wire-wrapped rod bundle system using temperature sensitive particles

染矢 聡*; 越智 大輔*; 大島 宏之; 岡本 孝司*

Proceedings of 6th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-6) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2008/11

燐光剤を合成した感温粒子(Temperature Sensitive Particle)を用い、高速増殖炉燃料ピンバンドルを模擬した7本ピンバンドル体系熱流動試験装置により速度・温度場同時計測を実施した。本計測では、感温粒子にパルスレーザーを照射し、高速度カメラで撮影した燐光画像から速度場を算出するとともに、時々刻々と減衰する燐光強度から温度を同時に評価した。これにより、数値解析手法の検証に有用なデータを取得した。

Improvement of the shift bump magnetic field for a closed bump orbit of the 3-GeV RCS in J-PARC

高柳 智弘; 金澤 謙一郎; 植野 智晶; 染谷 宏彦*; 原田 寛之*; 入江 吉郎; 金正 倫計; 山崎 良成; 吉本 政弘; 神谷 潤一郎; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.306 - 309, 2008/06

https://doi.org/10.1109/TASC.2008.920768

J-PARC 3GeV RCSにおけるシフトバンプ電磁石は、4台を組合せて「入射ビーム軌道」を生成し、周回ビームと入射ビームを合流する。4台の電磁石は直列に接続されているため安定した軌道を生成することができるが、各々の電磁石や近接するQ電磁石の磁場干渉を受けるため、4台の磁場を積分した値が理想とするゼロにはならない。そのため、シフトバンプ電磁石の上下鉄心コアの間に調整用の0.3mm厚の絶縁材のスペーサーを入れ、発生する磁場を調整した。これにより、2358Gauss-cmあった積分磁場を-71.6Gauss-cmまで減少させることができ、ビームの軌道からのズレを6mmから1mm以下にすることができた。

変形燃料ピンバンドル内熱流動評価手法に関する研究,1; ピンバンドル内側の速度場計測

越智 大輔*; 染矢 聡*; 岡本 孝司*; 大島 宏之; Li, Y.*; 吉田 智*

no journal, , 

高速増殖炉の高い安全性・効率を確保するには、高精度かつ実用的な熱流動場の予測手法が不可欠であり、その開発には要求される予測精度以上の精度を持つ実測データが必要である。本研究では、高速増殖炉燃料ピンバンドルを模擬した7本ピンバンドル体系熱流動計測装置を用い、速度場計測を実施した。

液中に噴出する不足膨張気体噴流の可視化

内田 光則*; 染矢 聡*; 岡本 孝司*; 大島 宏之

no journal, , 

ナトリウム冷却高速炉蒸気発生器の伝熱管破損時安全評価を目的として、ナトリウム-水化学反応を伴う噴流の挙動や、その影響で発生する周辺伝熱管ウェステージ現象を評価するための数値解析手法を開発している。解析手法の開発において、液体中への高圧気体噴出挙動を解明するとともに検証用データを取得することが重要な課題となっていることから、本研究では、水中空気不足膨張噴流の可視化実験を実施した。実験により、噴流形状,到達距離,拡がり角度,周囲液体の連行挙動,噴流中の液滴速度等、解析手法の検証に有用なデータを取得した。また、空気側圧力の変化が噴流の挙動に及ぼす影響を明らかにした。

Future direction of material irradiation test service in the experimental fast reactor Joyo

曽我 知則; 板垣 亘; 染谷 博之; 山本 雅也; 飛田 公一

no journal, , 

Joyo is the main fast neutron irradiation facility to develop fuels and materials for fast reactor in Japan. After restart of Joyo, we would like to play a role of center of fast neutron irradiation experiments in the world. In order to make the multipurpose utilization encourage and compatible with the Japanese fast reactor R&D project, several ideas are discussed now. This presentation outlines several ideas regarding future material irradiation service using Joyo such as (1) New device to increase high dose irradiation space for external users, (2) Periodical shuttle rig service to abridge turnaround time, and (3) Flexible rig design to meet various experimental needs.

「常陽」新規制対応の進捗と再稼働後の照射条件拡大

齋藤 拓人; 山本 雅也; 染谷 博之*; 板垣 亘; 前田 茂貴; 高松 操

no journal, , 

高速実験炉「常陽」は、現在、再稼動のための原子力規制委員会による新規制基準への適合確認に係る審査が行われており、その進捗を報告する。また、再稼動後の高速中性子照射施設としての役割を向上させるため、日本国内の照射に関する研究者に「常陽」の運転再開後の照射機能を報告するとともに、照射機能向上に関する意見交換を実施する。