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神戸 満*; 角田 弘和*; 三島 嘉一郎*; 川崎 亮*; 岩村 公道
JAERI-Tech 2003-016, 68 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-016.pdf:4.37MB
本研究は、月面用の超安全・超小型原子炉RAPID-L(ウラン窒化物燃料リチウム冷却高速炉:電気出力200kW)に関するものである。原子炉はリチウム冷却の高速炉で、熱電変換システムにより発電し、廃熱はラジエーターパネルからの放射によって逃がす。RAPID-Lでは10年間連続運転が可能なウラン窒化物燃料の炉心を採用している。さらにRAPID燃料交換方式を採用する。これはカートリッジ式の一体型炉心を使う方式で、月面上でも迅速容易な燃料交換を可能にしている。したがって燃料交換後さらに10年間の運転が可能になる。本原子炉では従来型の制御棒を削除し、液体ポイズンのリチウム-6を使用する反応度制御装置(Lithium Expansion Module: LEM),原子炉停止装置(Lithium Injection Module: LIM)及び原子炉起動装置(Lithium Release Module: LRM)を採用し、無人での完全自動運転を可能とした。原子炉は総重量7.6tonで、通常のロケットにより1回で打ち上げが可能な寸法及び重量である。原子炉構造は直径2m,高さ6.5mである。信頼性向上のため可動機器を削除する方針で、エネルギー変換方式としては筆者らが開発中の高性能熱電変換システムを採用する。
神戸 満*; 角田 弘和*; 三島 嘉一郎*; 川崎 亮*; 岩村 公道
原子力eye, 48(1), p.23 - 28, 2002/01
将来の電力需要に柔軟に対処する観点で、分散電源用小型炉への期待は次第に高まっている。これは先進国での需要地近接の電源としてだけでなく、開発途上国においても今後重要となる。一方、ヒューマンエラーを排除でき、いかなる故意または過失に対しても安全な超安全炉への期待も大きい。こうしたなかで完全自動運転の可能な世界初の超安全高速炉概念RAPID-Lの成立性の見通しが得られた。本研究は原子力基礎研究推進制度の一環として電中研が原研から受託して1999年より3年計画で実施中である。電気出力200 kWで月面での使用を想定したリチウム冷却高速炉だが、地上用の超小型原子炉にも適用可能なもので、将来の原子力発電の新しい選択肢の一つとなる可能性を持っている。一方、電中研では地上用の分散電源用高速炉として各種の高速炉(RAPIDシリーズ)についても検討を行ってきた。本稿ではこれらの超安全高速炉につき、RAPID-Lを中心に紹介する。
角田 弘和*; 佐藤 理*; 岡嶋 成晃; 山根 剛; 飯島 進; 神戸 満*
Proceedings of International Congress on Advanced Nuclear Power Plants (ICAPP) (CD-ROM), 6 Pages, 2002/00
月面用高速炉RAPID-Lでは完全自動制御を達成するために、革新的な反応度制御システムLEM,LIM及びLRMを装荷する。これらのシステムでは、Li-6を液体吸収材として用いる。このLi-6は、高速炉ではこれまで吸収材として用いられたことがない。そこで、原研の高速炉臨界集合体(FCA)を用いてLi-6の反応度特性を調べた。実験では、濃縮ウランとステンレス鋼を用いてRAPID-Lの中性子スペクトルを模擬した炉心をFCAに構築し、95%濃縮Li試料を用いてLi-6の軸方向反応度価値分布を測定した。測定結果を、RAPID-L設計手法による計算結果と比較したところ、両者は良い一致を示した。この結果から、炉心設計手法に対するバイアス因子を求め、RAPID-Lに装荷するLEM及びLIMの本数を決定した。
庄野 彰; 角田 弘和; 竹村 守雄; 半田 博之
PNC TN9410 95-171, 280 Pages, 1995/06
日米共同高速炉遮蔽ベンチマーク実験(略称JASPER)の実験解析によって得られた成果のエッセンスをまとめた。9年間にわたって蓄積された成果を、(1)バルク遮蔽特性データ(2)遮蔽体形状に依存する遮蔽特性データ(3)遮蔽用核定数に関する検討結果(4)解析手法に関する検討結果の4つの観点から総合的に評価し、JASPERの成果の要点として下記の結論を得た。高速炉の遮蔽研究で重要なB
C、黒鉛、ステンレス鋼、ナトリウム等で構成される 種々の形状の遮蔽体に関するバルク遮蔽特性、ストリーミング特性及びそれらに関 する解析精度の評価に有用,情報を多数取得した。遮蔽用核定数が実験解析結果に及ぼす影響を評価し、これに基づいてJSDJ2を標準 的に使用する核定数として選定できた。2次元輸送計算コードを標準的に使用する高速炉遮蔽解析手法が整備された。メッシュ分割法等の各種計算バラメータの適切な設定方法に関する知見、3次元輸 送計算コード及びモンテカルロ計算コードの特長に関する検証データ、解析手法の 改良による解析精度改善等の成果が多数蓄積された。本書のもうひとつの目的は、実験解析成果を把握・活用する際に有用な情報をわかりやすい形で示すことにおいた。そのため、JASPERの実施経緯、実験概要等、関連文献・外部発表等に関する情報を分類して示した。また、本評価作業の対象とした全21項目の実験解析成果を項目毎に一覧表にして整理した。これらはいずれも貴重なデータベースとして活用し得る情報である。
