JRR-3冷中性子源装置の新型減速材容器に関わる熱流力設計

徳永 翔; 堀口 洋徳; 中村 剛実

JAEA-Technology 2023-001, 37 Pages, 2023/05

JAEA-Technology-2023-001.pdf:1.39MB

研究用原子炉JRR-3の冷中性子源装置(Cold Neutron Source: CNS)は、原子炉内で発生した熱中性子を減速材容器内に貯留した液体水素により減速し、エネルギーの低い冷中性子に変換する装置である。CNSから発生した冷中性子は、中性子導管を用いて実験装置に輸送され、生命科学、高分子科学、環境科学等を中心とする多くの物性研究に利用されている。中性子科学における世界の研究用原子炉との競争力を維持するためには、冷中性子強度の改善は不可欠であり、新たな知見を取り入れた新型CNSの開発を進めている。現行のJRR-3のCNSの減速材容器は、水筒型のステンレス製容器を採用しており、材質及び形状の変更により冷中性子束の強度を向上させることが可能である。そのため、新型減速材容器の基本仕様は、材質を中性子吸収断面積の小さいアルミニウム合金に変更し、さらに、モンテカルロ計算コードMCNPを用いて最適化した容器形状に変更した。これらの仕様変更に伴い、発熱や伝熱の条件に変更が生じることから、熱流力設計上の成立性を確認するため、JRR-3のCNSについて自己平衡性、熱輸送限界及び耐熱・耐圧等について改めて評価を行った。本報告書は、新型減速材容器に関わる熱流力設計上の評価を実施し、その結果を纏めたものである。

Spin excitations of the =1/2 one-dimensional Ising-like antiferromagnet BaCoVO in transverse magnetic fields

奥谷 顕*; 大西 弘明; 木村 尚次郎*; 竹内 徹也*; 木田 孝則*; 森 道康; 三宅 厚志*; 徳永 将史*; 金道 浩一*; 萩原 政幸*

Journal of the Physical Society of Japan, 90(4), p.044704_1 - 044704_9, 2021/04

https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.044704

The high-field multifrequency electron spin resonance (ESR), the magnetization, and the specific heat of single crystals of BaCoVO (a quasi-one-dimensional Ising-like antiferromagnet with ) were measured in two different transverse magnetic fields: and . A softening of the lowest ESR mode was observed near the saturation field of the magnetization around 40 T in , whereas it occurs around 10 T in , far below the saturation field. These observations were reproduced by numerical calculations using the density-matrix renormalization group methods, including the staggered magnetic fields induced by a uniform external magnetic field and the interchain magnetic exchange interaction. We found that the directional dependence of the lowest mode originates mainly from the remarkable angular dependence of the induced magnetic field. The interchain interaction is also quantitatively important for reproducing the experimental results. The directional dependence of the lowest mode is demonstrated by the particle-hole excitation of spinons using the Jordan-Wigner transformation.

Eddy current-adjusted plasma shape reconstruction by Cauchy condition surface method on QUEST

中村 一男*; Jiang, Y.*; Liu, X.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 長谷川 真*; 徳永 和俊*; 図子 秀樹*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.1080 - 1084, 2011/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2011.04.045

CCS (Cauchy Condition Surface) method is a numerical approach to reproduce plasma shape, which has good precision in conventional tokamak. In order to apply it in plasma shape reproduction of ST (Spherical Tokamak), the calculation precision of the CCS method in CPD ( = 0.25 T, = 0.3 m, = 0.2 m) has been analyzed. The precision was confirmed also in ST and decided to be applied to QUEST ( = 0.25 T, = 0.68 m, = 0.40 m). In present stage from the magnetic measurement, it is known that the eddy current effect is large in QUEST experiment, and there are no special magnetic measurements for eddy current now, so some proper model should be selected to evaluate the eddy current effect. The eddy current density by not only CS (Center Solenoid) coil but also plasma current is calculated using EDDYCAL (JAEA), the eddy currents are taken as unknown variables and solved together with plasma shape reconstruction. The result shows that the CCS method with eddy current adjustment achieves stable, accurate reconstruction of plasma shape in application to QUEST.

電子ビームによる石炭燃焼排煙処理技術

橋本 昭司; 徳永 興公

OHM(総合電気雑誌), 82(9), p.55 - 59, 1995/09

電子ビームによる燃焼排煙中の硫黄酸化物(SO)並びに窒素酸化物(NOx)の除去の原理について解説すると共に、原研、中部電力(株)、(株)荏原製作所が中部電力新名古屋火力発電所構内で共同実施した石炭燃焼排煙処理パイロットプラント試験の概要並びにその成果、及び経済性検討結果を紹介する。

電子ビームによる排煙処理パイロット試験結果

南波 秀樹; 徳永 興公; 橋本 昭司; 田中 雅*; 小倉 義己*; 土居 祥孝*; 青木 慎治*; 井筒 政弘*

JAERI-Tech 95-013, 6 Pages, 1995/03

JAERI-Tech-95-013.pdf:0.57MB

本報告書は、乾式で同時に脱硫・脱硝ができる電子ビーム照射式排煙処理法の技術的確立を図ることを目的として、中部電力(株)新名古屋火力発電所の構内に、実際の石炭燃焼排煙(12000mN/h)を用いたパイロットプラントを建設し、平成4年11月から平成5年12月にかけて行った実証試験の成果をまとまたものである。

電子ビームによる石炭火力発電所排煙処理実証試験

土居 祥孝*; 林 和昭*; 井筒 政弘*; 渡邊 茂治*; 南波 秀樹; 徳永 興公; 橋本 昭司; 田中 雅*; 小倉 義己*

エバラ時報, (166), p.56 - 64, 1995/00

原研、中部電力、荏原製作所の共同研究のため、処理規模12000m/hrの電子ビーム排煙処理パイロットプラントを中部電力新名古屋火力発電所構内に建設した。電子ビーム量、ガス温度、アンモニア吹込み量等の諸条件を変えて試験を行い、電子ビーム法により従来の排煙処理法で得られる最高水準以上のSO、NO除去効果が得られることを確認した。また、副生物は窒素肥料として極めて有効であることを明らかにした。

Pilot-scale test for electron beam purification of flue gas from coal-combustion boiler

南波 秀樹; 徳永 興公; 橋本 昭司; 田中 雅*; 小倉 義巳*; 土居 祥孝*; 青木 慎治*; 井筒 政弘*

Radiation Physics and Chemistry, 46(4-6), p.1103 - 1106, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0969-806X(95)00331-Q

原研、中部電力、荏原製作所は共同で、名古屋の新名古屋火力発電所構内の石炭燃焼ボイラーからの排煙(12000Nm/hr)を電子線を用いて処理するパイロット試験を行った。14ヵ月間の運転を通して、この方法は適当な運転条件(線量、温度)を設定することにより、SO(250-2000ppm)とNO(140-240ppm)の広い濃度領域で、従来技術以上の高い効率でSOとNOを同時に除去できることが実証された。このパイロットプラントは操作が容易で、充分な制御性と耐久性を持ち、重大な問題もなく長期間の運転が行えた。この処理で生成する副生物(硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム)は良好な品質を持つ窒素肥料であることが実証された。

Electron beam treatment of flue gas from a municipal waste incinerator

徳永 興公; 青木 康; 佐藤 章一; 須田 昇一*; 宮本 和千代*; 鈴木 良治*; 青木 慎治*

Applications of Isotopes and Radiation in Conservation of the Environment, p.105 - 114, 1992/00

電子ビーム照射による都市ごみ燃焼排煙のNO,SO,HClを同時に除去する研究を行った。実際の排煙の組成Nと同じ組成の模擬排煙を粉末状の水酸化カルシウムを添加しながら電子ビーム照射した。その結果、150Cで10kGyの電子ビーム照射によって脱硝率75%、脱硫率及び脱塩化水素ガスはほぼ100%が得られた。脱硝率は、照射温度依存性が大きく、照射温度が低い方が大きかった。このプロセスにおけるNO,SO,HClは、水酸化カルシウムと反応して、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム及び塩化カルシウムとしてドクフィルター2は、電気集じん器で回収できた。

Electron beam treatment of coal-fired flue gas

南波 秀樹; 徳永 興公; 佐藤 章一; 加藤 雄平*; 田中 雅*; 小倉 義己*; 青木 慎治*; 鈴木 良治*

3rd Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research; Global Environment and Nuclear Energy, 5 Pages, 1991/00

工場からの硫黄酸化物(SO)、窒素酸化物(NO)等の有害物質の放出は、世界各国で重要な問題となっている。火力発電所からの石炭燃焼排煙は、とりわけ規制の十分でない国々においては、環境汚染の主要な元凶であると考えられている。電子線照射法は、乾式同時脱硫脱硝法であること、副生物が肥料であること等の特長を持つ排煙処理法である。本研究は、諸外国における他の試験よりもより低濃度のSO、NOを含む石炭燃焼排煙からの電子線による脱硫脱硝を目的として行った。実験は模擬石炭燃焼排煙を用い、流通系で行った。模擬排煙にアンモニアガスを添加した後、電子線を照射した。ガス温度は、照射の有無にかかわらず一定に保った。SOの除去率は低温ほど向上した。多段照射によるNOの除去効率の増加が見られた。目標脱硫脱硝率(94%,80%)は、7.6kGyで達成された。

Technology development for environmental preservation by electron irradiation

佐藤 章一; 徳永 興公; 新井 英彦; 橋本 昭司

Transactions of the American Nuclear Society, SUPPL.61, p.425 - 430, 1990/00

電子線照射を利用する環境保全に役立つプロセスの開発を進めた。(1)排煙からの脱硫・脱硝同時処理プロセス、(2)下水処理場からの放流水の殺菌処理プロセス、及び(3)下水汚泥の殺菌・高速コンポスト化プロセスについて、開発の現状を述べる。