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論文

Simultaneous analysis of silicon and boron dissolved in water by combination of electrodialytic salt removal and ion-exclusion chromatography with corona charged aerosol detection

森 勝伸*; 佐柄 克哉*; 新井 香織*; 中谷 暢丈*; 大平 慎一*; 戸田 敬*; 板橋 英之*; 小崎 大輔*; 須郷 由美; 渡辺 茂樹; et al.

Journal of Chromatography A, 1431, p.131 - 137, 2016/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:44.25(Biochemical Research Methods)

Selective separation and sensitive detection of dissolved silicon and boron (DSi and DB) in aqueous solution was achieved by connecting an electrodialytic ion isolation device (EID), an ion-exclusion chromatography (IEC) column, and a corona charged aerosol detector (CCAD) in sequence. They were separated by IEC using pure water eluent. Detection of DSi and DB by the CCAD was effective for much greater sensitivity than by conductimetric detection. The EID removed salt from the sample prior to the IEC-CCAD. The combination of EID, IEC and CCAD successfully separated and determined DSi and DB in artificial seawater and hot-spring water samples by eluting pure water.

報告書

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する検討(平成25年度); 掘削影響の修復・軽減技術の開発(委託研究)

深谷 正明*; 畑 浩二*; 秋好 賢治*; 佐藤 伸*; 竹田 宣典*; 三浦 律彦*; 鵜山 雅夫*; 金田 勉*; 上田 正*; 戸田 亜希子*; et al.

JAEA-Technology 2014-040, 199 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2014-040.pdf:37.2MB

超深地層研究所計画における工学技術に関する研究は、大きく分けて、(1)「研究坑道の設計・施工計画技術の開発」、(2)「研究坑道の建設技術の開発」、(3)「研究坑道の施工対策技術の開発」、(4)「安全性を確保する技術の開発」および、(5)「掘削影響の修復・軽減技術の開発」の5項目に分類して進めている。これまでは、「第2段階」の調査研究として、研究坑道掘削工事で取得される計測データや施工データを用いた評価に基づく設計の妥当性についての検討などを中心として進めてきた。本研究は、「掘削影響の修復・軽減技術の開発」の一貫として、深度500m研究アクセス北坑道における再冠水試験のための止水壁に関する検討を実施した。具体的には、止水壁やプラグに関する国内外の文献調査を実施し、この結果を基に、設計条件の検討、解析による止水壁躯体の設計と岩盤安定性の評価、主な部材の材料選定、止水グラウトの検討などを実施した。

報告書

瑞浪超深地層研究所における工学技術に関する検討; 平成24年度(委託研究)

深谷 正明*; 納多 勝*; 畑 浩二*; 竹田 宣典*; 秋好 賢治*; 石関 嘉一*; 金田 勉*; 佐藤 伸*; 柴田 千穂子*; 上田 正*; et al.

JAEA-Technology 2014-019, 495 Pages, 2014/08

JAEA-Technology-2014-019.pdf:82.23MB

超深地層研究所計画では、「研究坑道の設計・施工計画技術の開発」、「研究坑道の建設技術の開発」、「研究坑道の施工対策技術の開発」、「安全性を確保する技術の開発」を目的として、工学技術に関する研究を進めている。本研究では、これら4項目の工学技術研究として、深度500mまでの研究坑道の施工によって取得された計測データを用いて、設計の妥当性の検討や施工管理のための計測結果の分析と課題の抽出、パイロットボーリングから得られた情報の有効性に関する評価を行うとともに、研究坑道掘削工事で適用される技術の抽出と有効性評価を実施し、今後の技術開発の方向性について検討を加えた。

論文

Integrated transport simulation of LHD plasmas using TASK3D

若狭 有光*; 福山 淳*; 村上 定義*; 三木 真幸*; 横山 雅之*; 佐藤 雅彦*; 登田 慎一郎*; 舟場 久芳*; 田中 謙治*; 居田 克巳*; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03

An integrated transport simulation code for helical plasmas, TASK3D, is developed and applied to LHD plasmas. Neoclassical transport in helical plasmas is evaluated by the neutral-network-based neoclassical transport database, DGN/LHD. Five anomalous transport models are included and the estimated temperature profiles with experiments are compared. We also take into account the differential equation for the radial electric field $$E_r$$ into TASK3D. The obtained electron and ion thermal diffusivities with the Alcator, Bohm, and gyro-Bohm models indicate anomalous thermal transport dominates for electrons, while neoclassical thermal transport plays a crucial role for ions. TASK/TX, solving surface-averaged multi-fluid equations, is also applied to the LHD plasma to examine the time evolution of $$E_r$$ and plasma rotation. The transition between the electron and ion roots, and the radial structure of $$E_r$$ has been demonstrated self-consistently.

論文

Metamagnetic behavior in heavy-fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$

竹内 徹也*; 安井 慎一*; 戸田 雅敏*; 松下 昌輝*; 吉内 伸吾*; 大家 政洋*; 片山 敬亮*; 広瀬 雄介*; 吉谷 尚久*; 本多 史憲*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 79(6), p.064609_1 - 064609_15, 2010/06

 被引用回数:39 パーセンタイル:84.44(Physics, Multidisciplinary)

Metamagnetic behavior of the heavy-fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ was studied by magnetization, de Haas-van Alphen effect, magnetoresistance, specific heat, thermal expansion and magnetostriction. Metamagnetic behavior was observed for all the physical properties at low temperatures. It is remarkable that the Fermi surfaces observed in the dHvA effect unchanges across the metamagnetic transition.

論文

Heavy fermion state in YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$

吉内 伸吾*; 戸田 雅敏*; 松下 昌輝*; 安井 慎一*; 広瀬 雄介*; 大家 政洋*; 片山 敬亮*; 本多 史憲*; 杉山 清寛*; 萩原 政幸*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(12), p.123711_1 - 123711_4, 2009/12

 被引用回数:37 パーセンタイル:83.56(Physics, Multidisciplinary)

High-field magnetization and de Haas-van Alphen effect were measured on a heavy fermion compound YbIr$$_2$$Zn$$_{20}$$. Large cyclotron masses ranging from 4 to 27 $$m_0$$ were detected in the dHvA experiment, and are found to be reduced at magnetic fields higher than 120 kOe. From the present experimental results together with the 4f-itinerant band calculations, the 4f electrons are considered to form heavy fermion state.

論文

Development of a slim manipulator type fuel handling machine for a commercialized fast reactor

近澤 佳隆; 臼井 伸一; 此村 守; 定廣 大輔*; 戸澤 克弘*; 堀 徹*; 戸田 幹雄*; 小竹 庄司*

Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 7 Pages, 2006/07

ナトリウム冷却大型炉の燃料交換機としてアームスイング式マニプレータ型燃料交換機の概念設計を実施した。耐震解析評価の結果から、軸受内部隙間に起因したガタが切込付UISと燃料交換機の干渉に及ぼす影響が大きく、軸受内部隙間をなくすことにより干渉回避を確実にすることができることが明らかになった。このため燃料交換機軸受として予圧負荷により軸受内部隙間をなくすことが可能なアンギュラ玉軸受を採用することとした。燃料交換機軸受はナトリウムベーパを含む200$$^{circ}$$Cアルゴンガス中において使用されるため、通常用いられる液体潤滑材を使用することができない。このため燃料交換機軸受に適用可能な固体潤滑仕様をパラメータとして1/10スケール軸受を用いた気中試験を実施し、内外輪MoS$$_{2}$$コーティングステンレス,セラミックボールの組合せを選定した。また、実機運転環境を模擬したナトリウムベーパを含むアルゴンガス中において実規模軸受の耐久試験を実施した。実機軸受面圧1580MPaに対して不確かさを考慮して1745MPaを負荷し、燃料交換5回相当の期間において軸受の運転に問題がないことを確認した。

論文

Structure of air-water two-phase flow in helically coiled tubes

村井 祐一*; 吉川 信治; 戸田 信一*; 石川 正明*; 山本 富士夫*

Nuclear Engineering and Design, 236(1), p.94 - 106, 2006/01

 被引用回数:54 パーセンタイル:96.34(Nuclear Science & Technology)

ヘリカルコイル伝熱管内の気液二相流挙動を従来より機構的に把握するための取り組みとして、透明なガラス製のヘリカルコイル内の空気と水の混相流を高速度カメラで撮影し、遠心力や管の曲率による二次流れによって直管内の二相流とどのような違いが生じるかを観察した。その結果、液相に作用する遠心力の影響によって直管に比してバブル流の領域が減少すること、曲率の大きな管では圧力変動周波数スペクトルが複数のピークを有すること、重力に対して遠心力が大きな場合には液相が管内のコイル中心から見た外側を主に流れるため、気相の流速が気液合成流速よりも遅くなる場合があることなどが確認された。

報告書

グローブボックスの遠隔解体作業における切断粉の飛散防止対策の検討試験報告書

浅妻 新一郎; 岡田 尚; 嘉代 甲子男; 松本 正喜; 仲田 啓二*; 権守 清美*; 戸田 力也*

JNC TN8430 2003-011, 56 Pages, 2004/01

JNC-TN8430-2003-011.pdf:2.07MB

プルトニウム燃料センター環境保全部技術開発室では、プルトニウム燃料第三開発室の解体設備(工程設備解体室内設置)において、供用済みのGB及び内装設備を対象に、パワーマニュプレータ等による解体作業を通して遠隔解体技術の開発を実施している。その際、ディスクグラインダーによる切断作業では高温の切粉(火花)が発生、飛散することから防火管理上の問題があった。また、本解体設備では監視窓からパワーマニュプレタ等で遠隔操作を行う作業であるため、本操作に適した火花への対応が望まれていた。このため火花が発生する切断作業において、火花の拡散を抑制する「飛散防止用パネル」対策を考案し、モックアップ試験においてその有効性を確認した。加えて、その他の防火対策として「プレフィルタへの前面の衝立」「プレフィルタの不燃化」についてその有効性を確認した。

報告書

ナトリウム冷却FBR用熱電発電システムに関する研究; 熱電素子およびシステム化技術の開発に関する研究

鈴木 亮輔*; 田邊 健太郎*; 近藤 恒幾*; 小野 勝敏*; 戸田 信一; 笠川 勇介; 玉山 清志; 桶谷 和浩*

JNC TY4400 2003-004, 214 Pages, 2003/08

JNC-TY4400-2003-004.pdf:19.93MB

既存の原子力発電所から排出される未利用の熱エネルギーを再利用することは、近年の環境負荷低減やプラント高効率化の観点から重要になってきている。特に、高温システムの代表例であるナトリウム冷却FBRでは避けて通れない課題であることは間違いない。熱電発電システムは、これまで宇宙、軍事等の特殊用途において実用化され、その信頼性、保守性等に実績を持ち、最近では一般産業においても省エネの観点から見直されてきている。本研究では、熱電発電システムをナトリウム冷却FBRに適用して排熱回収する場合の技術的可能性について見直すことを目的としている。すなわち、基礎となる熱電変換素子の開発、モジュール化技術の開発並びに基礎実験装置と小型試験装置による確認実験を行い、モジュール熱電変換効率の評価さらにはシステム熱電変換効率評価のための基礎資料とする。

報告書

ナトリウム冷却FBR用熱電発電システムに関する研究; ナトリウムFBR用Bi-Te/Zn-Sb系熱電発電マルチモジュール技術の開発とその確証

相澤 龍彦*; 山本 重男*; Kim, S.*; Yang, J.*; 祝迫 恭*; 戸田 信一; 笠川 勇介; 坂田 英明; 桶谷 和浩*

JNC TY4400 2003-003, 100 Pages, 2003/08

JNC-TY4400-2003-003.pdf:14.97MB

原子力工学において、多量の排熱の処理は、環境負荷低減あるいは効率的なエネルギー利用に欠かせない課題である。さらに、CO2排出のきわめて少ない原子力の長所を最大限に活用するためにも、必須な技術である。従来の熱電変換素子の研究では、物質的に高効率の材料開発に重点をおいてきた。他方、排熱利用技術に関しては、排熱源の性格を考慮した取り組みが待たれるなど、排熱利用技術としての熱電発電への要望と研究開発現状とは大きくかけ離れている。本研究では、熱電発電を排熱利用手法として高効率に活用する上での課題を指摘し、それを解決する手法を開発提案し、敦賀本部国際技術センターFBRサイクル総合研修施設におけるNaループ上で確認実験することで、新しい排熱回収システムの可能性を主張する。本研究の特徴ならびに成果は以下にまとめられる。

報告書

蒸発器ヘリカルコイル内気液二相流の多次元解析

村井 祐一*; 山本 富士夫*; 石川 正明*; 酒井 康丞*; 大岩 浩司*; 戸田 信一; 吉川 信治; 玉山 清志

JNC TY4400 2003-006, 75 Pages, 2003/06

JNC-TY4400-2003-006.pdf:12.95MB

高速増殖原型炉「もんじゅ」では、蒸発器と過熱器においてヘリカルコイル形伝熱管が利用される。ヘリカルコイル形伝熱管は、U形伝熱管に比べ構造的にコンパクトで、かつ、流動の急曲折部をもたないため流力振動の発生要因が少ないという利点を持つ。一方、ヘリカルコイル形では、その経路によって内部二相流に対する定常的な遠心力の大きさに分布がある。また、複数の伝熱ループが曲率半径と距離の異なる経路を通り、それらが同じ圧力差で駆動される点で、並列流路管での動特性に位相差を生じうる。これらの現象については、伝熱および圧力損失の多次元的特性を考慮した詳細な解析を進め、より高い性能安定性を保証するよう検討しなければならない。本研究では、ヘリカルコイル内二相流の可視化・画像解析システムを構築し、これらの課題解決に資するものとする。本研究の成果は以下にまとめられる。ヘリカルコイル流路実験装置を製作し、可視化実験による流動様式マップの作成、ならびにステレオ画像処理による界面構造の抽出を試みた。また、気泡流における数値シミュレーションを遂行した。以上の研究より、以下のことが分かった。

報告書

もんじゅ蒸発器内部熱流動解析用MSGコードの改良; 水・蒸気側逆流解析機能の追加およびポスト処理機能の強化

戸田 信一; 吉川 信治; 渡辺 収*; 岸田 雅子*; 桶谷 和浩*

JNC TN4400 2003-005, 106 Pages, 2003/05

JNC-TN4400-2003-005.pdf:3.82MB

もんじゅ蒸発器内部熱流動解析用MSGコードMSGに対して、水・蒸気側モデルの逆流解析機能、および、ポスト処理にアニメーション機能をそれぞれ追加改良・整備した。具体的には、ヘリカルコイル型伝熱管内の水・蒸気側モデルにおける各分割ノードに圧力点を持たせることにより、局所的な逆流についても解析可能なように改良した。また、圧力計算点の増加に伴い実用的な計算時間で処理可能なようにマトリクスソルバーについても合わせて改良した。これは、圧力、エンタルピーを同時に解く必要があるが、ブロック・ヤコビ法を適用することにより、マトリクスに優対角性をもたせ緩和法を用いて効率よく処理することを可能としたものである。試計算として、定常取得計算を手動トリップ時のSGブローダウン解析を行い、改良したMSGコードの計算機能を確認するとともに、解析結果をまとめた。 また、ポスト処理としてSG胴側ナトリウム温度分布の時系列変化をアニメーション化する機能を追加した。これは、特に過渡変化時における全体的な熱流動挙動の把握に効果的であり、今後の解析処理能力・効率の向上に役立てることができる。

口頭

ナトリウム冷却実用炉の燃料取扱設備の概念設計,1; 全体システムの検討

臼井 伸一; 近澤 佳隆; 此村 守; 戸澤 克弘*; 堀 徹*; 戸田 幹雄*; 池田 博嗣

no journal, , 

ナトリウム冷却実用炉に適合する燃料取扱システムの検討を行い、取扱設備の概念設計を行った。炉内燃料取扱設備については原子炉容器の小型化に適合する概念とするとともにその他設備についても簡素化した概念を取り入れ設備全体の合理化を図った。

口頭

ナトリウム冷却実用炉の燃料取扱設備の概念設計,2; 炉内燃料取扱設備の検討

近澤 佳隆; 此村 守; 臼井 伸一; 戸澤 克弘*; 堀 徹*; 戸田 幹雄*; 池田 博嗣*

no journal, , 

ナトリウム冷却実用炉に適合した炉内燃料取扱設備構成を検討した。燃料交換機は原子炉容器径縮小のため切込付炉心上部機構に適合した可変アーム式スリム型マニプレータ燃料交換機、炉内中継方式は燃料交換時間短縮のため2集合体ポット固定ラック式を採用した。燃料交換時間評価では2集合体ポット採用により燃料交換時間の大幅短縮の可能性があることを示した。機器速度は燃料交換時間短縮化のため高速化を想定してるが、特に、ナトリウムで動作する燃料交換機グリッパ等については、今後、試験等により高速動作時の耐久性を確認する必要がある。

口頭

ナトリウム冷却実用炉の燃料取扱設備の概念設計,3; 炉外燃料貯蔵設備の検討

堀 徹*; 戸澤 克弘*; 戸田 幹雄*; 近澤 佳隆; 臼井 伸一; 池田 博嗣*

no journal, , 

ナトリウム冷却炉の燃料取扱設備のうち、物量の約40%を占める炉外燃料貯蔵設備について、構造工夫により、ナトリウム容器である炉外燃料貯蔵槽(以下、EVSTと称する)のコンパクト化を図るとともに、鋼製プラグの温度成立性を評価した。

口頭

ナトリウム冷却実用炉の燃料取扱設備の概念設計,4; 使用済燃料水浸漬システムの検討

戸澤 克弘*; 堀 徹*; 戸田 幹雄*; 近澤 佳隆; 臼井 伸一; 池田 博嗣*

no journal, , 

ナトリウム冷却実用炉の燃料取扱設備において、燃料表面のナトリウム除去のために廃棄物量を低減した簡素な乾式洗浄設備を検討し、ナトリウム-水反応時を防止するため水蒸気による不活性化と組合せた水浸漬システムを構築した。

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