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論文

Sodium-cooled Fast Reactors

大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.

Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07

ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。

報告書

モニタリング装置用配管の設置に関わる概念設計

沖原 光信*; 矢萩 良二*; 岩月 輝希; 竹内 竜史; 村上 裕晃

JAEA-Technology 2019-021, 77 Pages, 2020/03

JAEA-Technology-2019-021.pdf:5.33MB

原子力機構東濃地科学センターでは、深地層の科学的研究の一環として、超深地層研究所計画を進めている。本計画においては、研究開発課題の1つとして地質環境特性の擾乱や回復、定常化プロセスに関するモニタリング技術の構築を挙げている。本報告書では、現在、各深度の研究坑道に設置して使用している地下水の水圧・水質観測装置を活用し、地上において地下水を採水可能とすることを目的として、立坑に設置する採水用配管の概念設計を行うものである。

論文

Extraction mechanism of lanthanide ions into silica-based microparticles studied by single microparticle manipulation and microspectroscopy

大高 稔紀*; 佐藤 辰巳*; 大野 真平; 名越 航平; 安倍 諒治*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行; 中谷 清治*

Analytical Sciences, 35(10), p.1129 - 1133, 2019/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:41.13(Chemistry, Analytical)

Single porous silica microparticles coated with styrene-divinylbenzene polymer (SDB) impregnated with octyl(phenyl)-N,N-diisobutylcarbamoylmethylphosphine oxide (CMPO) were injected into an aqueous 3 mol/L nitric acid solution containing trivalent lanthanide (Ln(III)), as a high-level liquid waste model, using the microcapillary manipulation-injection technique; and the extraction rate of Ln(III), as an Ln(III)-CMPO complex, into the single microparticles was measured by luminescence microspectroscopy. The extraction rate significantly depended on the Ln(III), CMPO, or NO$$_{3}$$$$^{-}$$ concentration, and was analyzed in terms of diffusion in the pores of the microparticles and complex formation of Ln(III). The results indicated that the rate-determining step in Ln(III) extraction was the diffusion in the pore solution of the microparticles.

報告書

瑞浪超深地層研究所における坑道一部埋め戻し試験の計画策定

戸栗 智仁*; 矢萩 良二*; 沖原 光信*; 竹内 伸光*; 黒崎 ひろみ*; 松井 裕哉

JAEA-Technology 2018-017, 161 Pages, 2019/03

JAEA-Technology-2018-017.pdf:28.26MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「国立研究開発法人日本原子力研究開発機構の中長期目標を達成するための計画」(平成27年4月1日$$sim$$平成34年3月31日)に基づき、三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)についての調査研究を進めている。本報告書は、これらの必須の課題のうち、坑道埋め戻し技術の開発として計画していた瑞浪超深地層研究所研究坑道を利用した坑道一部埋め戻し試験の全体計画等を策定した結果を述べたものである。

報告書

深度400m以深の換気立坑掘削において実施したプレグラウチングの施工結果と考察

石井 洋司; 渡辺 和彦; 神谷 晃; 早野 明; 見掛 信一郎; 竹内 真司; 池田 幸喜; 山本 勝; 杉原 弘造

JAEA-Technology 2010-044, 92 Pages, 2011/02

JAEA-Technology-2010-044.pdf:11.73MB

岐阜県瑞浪市において建設を進めている「瑞浪超深地層研究所」は、高レベル放射性廃棄物の地層処分の技術基盤を整備するため、おもに花崗岩を対象とした深地層の科学的研究を進めている。現在実施中の研究坑道掘削工事において掘削範囲の地質や地下水状況を把握するために坑道掘削に先立ちパイロットボーリング調査を行ったところ、深度400m付近の換気立坑掘削領域において深度200m付近よりも透水性は低いものの高圧の湧水が発生する可能性が高い区間が存在することがわかった。そこで坑道掘削時の湧水を抑制することを目的として掘削範囲周辺に超微粒子セメントを用いたプレグラウチングを行った。その結果、低透水性・高湧水圧の岩盤であっても湧水量低減効果を確認することができた。本報告書は、プレグラウチングの施工結果と考察,得られた技術的知見などを取りまとめたものである。

報告書

結晶質岩を対象とした坑道掘削における湧水抑制対策の計画策定と施工結果に関する考察

見掛 信一郎; 山本 勝; 池田 幸喜; 杉原 弘造; 竹内 真司; 早野 明; 佐藤 稔紀; 武田 信一; 石井 洋司; 石田 英明; et al.

JAEA-Technology 2010-026, 146 Pages, 2010/08

JAEA-Technology-2010-026.pdf:41.08MB
JAEA-Technology-2010-026-appendix(CD-ROM).zip:83.37MB

現在、瑞浪超深地層研究所において進めている研究坑道掘削工事では、坑道掘削に先立ちボーリング調査を行い、掘削範囲の地質や地下水状況を把握したうえで坑道を掘削している。調査の結果、深度200m付近の換気立坑側や深度300m研究アクセス坑道で大量湧水が発生する可能性が高いことがわかった。このため坑道掘削時の湧水を抑制する技術として、坑道掘削に先立ち掘削範囲周辺の割れ目にセメントを注入する工法(プレグラウチング)を行った。本報告書は、プレグラウチングの計画と実施過程で得られた技術的知見を取りまとめたものである。

報告書

JRR-3熱交換器ボール洗浄方式の効率化の検討

太田 和則; 池亀 吉則; 大和田 稔; 福島 学; 大場 敏充; 竹内 真樹; 今橋 正樹; 村山 洋二

JAEA-Technology 2008-023, 31 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-023.pdf:3.3MB

JRR-3熱交換器はシェルアンドチューブ型であり、管側を2次冷却材が流れる構造となっている。洗浄方法はボール洗浄方式であり、高圧力で流れる2次冷却材中に混入させたスポンジボールによって伝熱管内部の汚れを剥離する方法である。熱交換器の性能低下は、1次冷却材炉心出口温度の上昇をもたらし、原子炉の安全安定運転に影響を与えるおそれがある。これまでの洗浄データをもとに、熱交換器洗浄方法の効率化の検討を行った。その結果、最適な洗浄ボールの種類や洗浄時間の決定方法等が明らかとなった。

報告書

逆動特性法を用いた大きな負の反応度測定法の開発

高橋 広幸; 竹内 光男; 村山 洋二

JAERI-Tech 2001-072, 58 Pages, 2001/11

JAERI-Tech-2001-072.pdf:2.89MB

逆動特性法(IKRD法)による大きな負の反応度の測定は、所定の原子炉出力の臨界状態から深い未臨界状態までの炉内平均中性子数の時間変化を測定することにより算出する方法である。中性子数の測定は、遅れ応答のないパルス信号または電流信号に変換する中性子検出器を用いて行う。電流信号出力の中性子検出器を用いる計測系の場合は、中性子数変化が3桁以上と広範囲な計測が必要となるため、信号の増幅に対数増幅器を用いることから対数増幅器の遅れ応答特性が測定結果に影響を及ぼすこととなる。そこで、逆動特性法を用いた測定手法の対数増幅器の遅れ応答特性による影響の修正法を新たに開発し、JRR-3Mシリサイド燃料初装荷炉心の特性試験時の計測記録を用いて、測定手法の妥当性及び測定精度向上の確認を行った結果、精度良く測定できることが明かになった。

報告書

定常的な中性子源の影響を受ける場合の逆動特性法による制御棒反応度価値測定手法の開発

竹内 光男; 和田 茂; 高橋 広幸; 林 和彦; 村山 洋二

JAERI-Tech 2000-054, 51 Pages, 2000/09

JAERI-Tech-2000-054.pdf:2.23MB

JRR-3M等の研究用原子炉においては、原子炉の内蔵する過剰反応等を定期的に測定し、制限値内であることを確認することなどにより、安全な運転を維持する運転管理を行っている。原子炉の内蔵する過剰反応度は、制御棒の反応度価値測定結果を用いて算出している。従来の制御棒反応度価値の測定は、炉周期法等により行っている。しかし、定常的な中性子源が存在する場合は、測定誤差が生ずることが考えられる。そこで、定常的な中性子源の影響を考慮した逆動特性法(IK法)による制御棒反応度価値の測定手法を新たに開発した。新たに開発した測定手法を用いることにより、従来手法に比較して測定精度を大きく改善できた。

論文

Superconducting RF activities at JAERI

竹内 末広; 松田 誠; 峰原 英介; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 大内 伸夫; 草野 譲一; et al.

Proc. of 8th Workshop on RF Superconductivity, 1, p.233 - 236, 1998/00

原研には高周波超電導技術と加速器に応用してきた、あるいは応用し始めたグループが3つある。1つは原研タンデムブースターで、46台の超電導空洞からなる重イオンリニアツクを1994年に完成させ、その後故障なく高い性能を維持し、重イオン核物理等の実験に奉仕している。次は原研自由電子レーザーで、世界に数少ない超電導電子リニアックを用いた自由電子レーザーを1995年に稼動開始し、レーザー発光の実験を遂行している。3つ目は陽子加速器の開発グループである。原研では中性子科学研究用1.5GeV陽子リニアツクの高エネルギー部を超電導リニアックによることを決めた。このグループでは$$beta$$(=ビーム速度/光速)=0.5の超電導空洞の開発に着手し、テストで高い性能を得た。以上3グループの活動状況と成果の概要を発表する。

口頭

Structure investigation on layered cathode materials of lithium-ion battery

米村 雅雄*; 神山 崇*; 石垣 徹; 森 一広*; Harjo, S.; 岩瀬 謙二*; 竹内 要二*; 佐々木 厳*; 右京 良雄*

no journal, , 

LiMO$$_{2}$$(M=Ni,Co, etc.)のような積層岩塩型構造材料は再充電可能なリチウムイオン電池の陽極として有望な候補材料である。しかしながら、これらの材料は、構造や熱特性が不安定なため、リチウムのインターカレーション又はその逆のプロセス中に電気化学的な性質が劣化する。一方、Mg添加系のLi(M,Mg)O$$_{2}$$のように、LiMO$$_{2}$$の中のMに別の元素を添加することによって良いインターカレーションサイクル安定性を示す。本研究では、Li(Ni,Co,Al,Mg)O$$_{2}$$系材料にMgを0$$<$$Mg$$<$$0.1添加し、それに伴う構造変化を中性子回折を用いて詳細に調べた。

口頭

JRR-3重水冷却設備ヘリウム圧縮機の更新

大場 敏充; 大和田 稔; 福島 学; 竹内 真樹; 宇野 裕基; 村山 洋二

no journal, , 

JRR-3は、最大熱出力20MWの低濃縮ウラン軽水減速冷却プール型の研究用原子炉である。本原子炉施設の炉心及び炉心構造物で発生される熱は、1次冷却設備,重水冷却設備の熱交換器を介し、2次冷却設備に伝達される。2次冷却設備に伝達された熱は最終的な熱の逃げ場である冷却塔を通して大気に放出される。JRR-3では、炉心で発生する中性子を効率よく実験に用いるため、炉心の周りに重水反射体が設けられており、重水冷却設備は重水反射体で発生する熱を2次冷却系に伝達するために設置されている。重水冷却設備は重水系及びヘリウム系で構成しており、ヘリウム系は重水の劣化防止、及び重水の放射線分解により生じる分解ガスを重水に戻し回収するために、重水のカバーガスであるヘリウムガスを循環している系統である。ヘリウム圧縮機はヘリウムガスを循環させるための機器であり、ヘリウム系において重要な役割を担っている。本報告書では、ヘリウム圧縮機を経年変化に対する予防保全の観点から更新したため、更新に至るまでの経緯と更新時の改良点について述べる。

口頭

瑞浪超深地層研究所における湧水対策工の現状と課題

草野 隆司*; 田村 秀行*; 矢萩 良二*; 牛田 和仁*; 延藤 遵*; 黒田 英高; 原 雅人; 竹内 真司; 松井 裕哉; 山本 勝; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構は、瑞浪超深地層研究所において深度約1,000mの2本の研究坑道建設を進めている。坑道掘削に伴う湧水対策工とその課題について換気立坑を中心に述べる。研究坑道は、パイロットボーリング調査結果に基づき、大量湧水が予想される換気立坑においては、プレグラウチングを実施しながら掘削を行っており、2008年2月時点で深度200mに達している。今後施工箇所が深くなることと、これまでのプレグラウト結果を考慮しつつ、施工の合理化とコストダウンを図っていく。

口頭

ITERダイバータ不純物モニター及びIRサーモグラフィーの開発と壁での反射の影響の評価

竹内 正樹; 杉江 達夫; 小川 宏明; 草間 義紀; 海老澤 克之*; 若林 邦朗*; 成相 恭二*; 谷本 亜紀*; 清原 元輔*

no journal, , 

ITER計画において、日本が調達する計測装置であるダイバータ不純物モニター及びダイバータIRサーモグラフィーの概念設計の進展について報告する。ダイバータ不純物モニターに関して、新しく設計した上部ポート及び水平ポートの光学系に対して機械設計及び熱・構造解析を行い、上部ポートに設置する先端部光学系は十分な冷却能力を有していることが明らかになった。また、その場校正に用いるマイクロレトロリフレクターをつけたシャッターについて、その機構を簡素化するための設計を行った。ダイバータIRサーモグラフィーに関して、空間分解能を評価するために内側用光学系での光線追跡によるスポットダイアグラムの直径と検出器のピクセルの大きさを比較検討した。その結果、1-4$$mu$$mの波長域では、ダイバータ板上で要求されている3mmの空間分解能が得られる見通しである。また、光学シミュレーションソフト「Light Tools」を用いて壁での反射の影響の評価を始めており、その初期結果も報告する。

口頭

単一微粒子計測法によるリン系抽出剤を含む高分子被覆多孔質シリカ/溶液系におけるユウロピウム移動機構解析

大高 稔紀*; 佐藤 辰巳*; 中谷 清治*; 名越 航平*; 安倍 諒治*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行

no journal, , 

硝酸溶液中におけるリン系抽出剤を含浸させた高分子被覆多孔質シリカへのEuの分配過程を顕微蛍光法で追跡した。Eu分配速度の高分子架橋度やEu濃度、CMPO含有量依存性から、Eu移動機構を検討した。

口頭

油吸着シートを用いたMo(VI)及びZr(IV)の新規分離技術の基礎研究

安倍 諒治*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行

no journal, , 

高レベル放射性廃液に含まれるMo(VI)及びZr(IV)はMAの吸着を阻害する。しかし、これまでの研究成果からZr(IV)の溶離は困難であることが確認された。そこで、Mo(VI)及びZr(IV)の新規分離方法として、油吸着シートにHDEHP抽出剤を含浸したHDEHP含浸シートの適用を試みた。HDEHP含浸シートの評価方法として、バッチ式吸着試験及びカラム試験により評価し、概ね良好に吸着されることが確認された。

口頭

抽出剤含浸吸着材のSty-DVB担持体の架橋度が吸着・溶離特性に及ぼす影響

Pe, E.*; 安倍 諒治*; 名越 航平*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行

no journal, , 

マイナーアクチノイド(MA)分離・回収の前処理としてCMPO吸着材によるEu(III)の分離に着目し、CMPO吸着材におけるEu(III)の静的吸着挙動、動的溶離挙動の基礎的な検討を行った。

口頭

抽出剤含浸不織布を用いたMo(VI)及びZr(IV)の吸着特性の評価

安倍 諒治*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行

no journal, , 

高レベル放射性廃液に含まれるMo(VI)及びZr(IV)は、MA(III)回収工程の前に予め除染されていることが望まれている。これまでの研究により、HDEHP抽出剤によってこれらの除染が可能であることが明らかとなっている。本研究では、ニ次廃棄物発生量の低減を目指し、Mo(VI)及びZr(IV)の新規分離媒体として、不織布にHDEHP抽出剤を含浸したHDEHP含浸シートの適用を検討している。本研究ではバッチ式吸着試験及びカラム試験を用いてHDEHP含浸シートの吸着性能評価を行ったので報告する。

口頭

Sty-DVB担持体の架橋度による抽出剤含浸吸着材の吸着・溶離特性の変化

Pe, E.*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行; 名越 航平; 安倍 諒治*

no journal, , 

マイナーアクチノイド(MA)分離・回収の前処理としてCMPO吸着材によるEu(III)の分離に着目し、CMPO吸着材におけるEu(III)の静的吸着挙動、動的溶離挙動の基礎的な検討を行った。架橋度5, 15, 20%ではCMPO吸着材表面における反応が支配的であり、良好に溶離が進行したが、架橋度10%では吸着サイトが吸着材の細孔内にも存在し、拡散が律速になりリーディングが生じたものと推察された。

口頭

CMPO-HDEHP吸着材を用いた単サイクルMA回収プロセスの開発,1; 希土類洗浄工程

櫻井 智明*; 安倍 諒治*; 片井 雄也*; 松浦 治明*; 新井 剛*; 渡部 創; 佐野 雄一; 竹内 正行

no journal, , 

既往の研究成果より、抽出剤含浸吸着材であるCMPO-HDEHP吸着材は、協同抽出効果を発現することが明らかとなっている。また、CMPO-HDEHP吸着材に抽出された金属イオンの溶離は困難であり効果的な溶離剤の選定には至っていない。そこで本研究では、効果的な溶離剤の選定のため詳細に検討を行った。本研究では、新規の溶離液としてNa$$_{3}$$(C$$_{3}$$H$$_{5}$$O(COO)$$_{3}$$)溶液を選定し溶離試験を行い、Ndの回収率80%を達成した。

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