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論文

Off-gas processing system operations for mercury target vessel replacement at J-PARC

甲斐 哲也; 内田 敏嗣; 木下 秀孝; 関 正和; 大井 元貴; 涌井 隆; 羽賀 勝洋; 春日井 好己; 高田 弘

Journal of Physics; Conference Series, 1021(1), p.012042_1 - 012042_4, 2018/06

At J-PARC an Off-gas processing system has been utilized to a purging process before the target vessel replacement and an air-flow control procedure to minimize radioactivity release during the replacement. In 2011 the first replacement was carried out after a 500 MWh operation, and the tritium release was measured. It was suggested that the tritium release must be less than that measured at the replacement in 2011 even at the nominal operation of 5,000 MWh. Some procedures of an air-flow control and a rubber plug insertion have been introduced from the replacements in 2013, resulting that the amount of tritium release could be reduced to less than that released in 2011 at the nominal operation.

口頭

改良型パルスフィルタエレメントの基礎試験

鈴木 一之; 中村 芳信; 三好 竜太; 須貝 英司; 林 晋一郎; 内田 敏嗣*

no journal, , 

東海再処理工場の溶解・清澄工程で使用しているパルスフィルタは、処理を重ねると徐々にスラッジによる目詰まりが生じる。種々のスラッジに対応するため、粉末金属焼結型ろ材に代わる積層金網焼結型ろ材の基礎試験を実施した。

口頭

気体廃棄物処理設備が水銀ターゲット容器交換で果たす役割

甲斐 哲也; 内田 敏嗣; 木下 秀孝; 関 正和; 植野 英樹; 羽賀 勝洋; 粉川 広行; 涌井 隆; 直江 崇; 高田 弘

no journal, , 

J-PARC核破砕中性子源施設では、2014年夏に水銀ターゲット容器からの照射後試験(PIE)試料片切出し、及び容器交換作業を行った。容器内に生成・蓄積したトリチウムは、作業前にヘリウムを注入しこれを気体廃棄物処理設備に引き込むフラッシングを行っても十分に回収できず、容器が大気開放された時に設計目標の放出管理値に近い量が排気される懸念があった。対策として、大気開放時には気体廃棄物処理設備でガス引込運転を行い、水銀循環系の内部へ向かう気流を形成し、外部への放射性ガスの放出を抑制した。この結果、PIE試験片切出作業における放射性ガス放出量を、2011年に行った気流制御を伴わない同作業と比較して、1/6程度に留めることができた。今回の累積ビーム照射量を考慮すると、気流制御による実質的な抑制効果は1/30程度と評価できる。また、ターゲット容器交換作業(2011年にも気流制御を実施)では、使用済ターゲット容器配管に閉止栓をすることや、合理的な気流制御を行った結果、放出量は累積ビーム照射量の比から推定した量の7割程度となった。この一連の作業により、放射性ガスの放出量を、施設計画時の設計目標値を下回るように制御する手法の見通しを得た。

口頭

J-PARCの照射後水銀ターゲット容器用運搬キャスクの遮へい設計

原田 正英; 内田 敏嗣; 関島 光昭; 羽賀 勝洋; 粉川 広行; 木下 秀孝; 高田 弘

no journal, , 

J-PARCの核破砕中性子源では、大強度3GeV陽子ビームを水銀ターゲットに入射させ、発生する中性子ビームを様々な実験装置に供給している。ステンレス316L製の水銀ターゲット容器は、ビーム照射等に伴う材料特性の劣化のため、最大でも5000MWh程度の照射後に交換する計画である。照射後水銀ターゲット容器は、物質・生命科学実験施設の保管スペースに一時的に保管した後、J-PARC内の別の保管用建屋に運搬し、保管する計画である。この運搬のためには、専用の運搬キャスクを準備する必要があり、平成28年度その準備に着手した。運搬キャスクは、高度に放射化した照射後水銀ターゲット容器を収納し、運搬キャスク表面の線量が所内輸送基準(2mSv/hr以下)を満足する遮へいが必要となる。そのため、照射後水銀ターゲット容器実機の線量実測値を活用し、粒子輸送計算コードPHITS及びMCNPX、誘導放射能計算コードDCHAIN-SPを駆使して、精度の高い遮へい計算を行った。その結果、鉄で、最大厚さ22.5cmの遮へいが必要であることが分かった。

口頭

J-PARC核破砕中性子源における照射後水銀ターゲット容器の運搬キャスクの設計

原田 正英; 内田 敏嗣; 関島 光昭; 羽賀 勝洋; 粉川 広行; 木下 秀孝; 高田 弘; 佐藤 浩一; 増山 康一

no journal, , 

J-PARCの核破砕中性子源の照射後水銀ターゲット容器を事業所内の別の保管用建屋へ運搬するために、運搬キャスク表面の線量が(運搬基準を満足する)2mSv/h以下となる遮蔽設計、1.6m落下時に、遮蔽性能や気密が担保される構造設計等、運搬規則を満足する運搬キャスクの設計・検討を行った。遮蔽評価では、ターゲット容器の実機を模擬した三次元計算モデルを構築し、PHITSやMCNPXによる粒子輸送計算シミュレーションとDCHAIN-SPによる残留放射性核種生成量計算とを組み合わせて、線量評価を実施した。さらに遮蔽評価の信頼性を上げるために、保管中の照射後ターゲット容器の線量の実測データとの比較を行った。実測値との比較から、照射後水銀ターゲット容器(ステンレス製)では、容器自身の放射化による線量だけでなく水銀の核破砕反応による成分の容器への付着及びステンレス中の不純物であるコバルトによる放射化が線量増大に寄与していることが分かった。これらを設計へと反映させた運搬キャスクを設計した。

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