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論文

Role of micropores, mass transfer, and reaction rate in the hydrothermal alteration process of plagioclase in a granitic pluton

湯口 貴史*; 菖蒲澤 花穂*; 小北 康弘*; 八木 公史*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 西山 忠男*

American Mineralogist, 104(4), p.536 - 556, 2019/04

 被引用回数:9 パーセンタイル:76.14(Geochemistry & Geophysics)

結晶質岩内部における過去の流体の化学的特性を復元するためには、流体の化学的特性を記録しつつ形成された変質鉱物を研究対象とすることが有効となる。そこで本研究は、中部日本の土岐花崗岩体中に認められる斜長石の熱水変質プロセスを斜長石中の微小孔の役割、物質移動、反応速度の観点から論じ、斜長石の変質をもたらす熱水の化学的特徴の変遷について検討した。斜長石の変質はアルバイト化,カリ長石化、およびイライトの形成により特徴づけられる。本研究では、(1)変質領域と非変質領域の微小孔の分布特性の相違、(2)反応式の構築による斜長石変質に伴う流入・流出成分の解明、(3)イライトK-Arの年代決定に基づく変質年代・温度条件の推定、(4)斜長石の変質をもたらす年代・温度条件における熱水の化学的特徴の時間的な推移について論じた。

論文

JSFR design progress related to development of safety design criteria for generation IV sodium-cooled fast reactors, 4; Balance of plant

近澤 佳隆; 加藤 篤志; 鍋島 邦彦; 大高 雅彦; 鵜澤 将行*; 猪狩 理紗子*; 岩崎 幹典*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 8 Pages, 2015/05

JSFR実証施設のBOP設備として燃料取扱設備、電源設備、空調・補機冷却系、建屋配置等を対象として、SDCを満足するため設計方針と評価についてまとめた。燃料貯蔵設備については原子炉冷却系と同様の考え方による除熱系の多重・多様化の強化、電源設備については従来の非常用電源の強化に加え代替非常用電源の追加、空調・補機冷却系:安全系機器の依存関係の明確化、多様化の観点から崩壊熱除去を海水冷却で行った場合の影響評価、建屋配置については外部事象評価の概要(地震,津波,風,雪)、分散配置方針、漏えい対策等を中心に安全設計クライテリア及びそのガイドラインの設定の背景となった評価結果を報告する。

論文

Evaluation of external event effects on JSFR fuel handling system

加藤 篤志; 近澤 佳隆; 鵜澤 将行*; 金子 文彰*; 井手 章博*

Nuclear Technology, 189(1), p.30 - 44, 2015/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:12.03(Nuclear Science & Technology)

福島事故を受けて、2010年設計のJSFRの燃料交換システムの対地震、津波評価を実施した。地震評価では、各機器の地震時の機器耐性余裕、及び、水プールのスロッシング評価を、福島地震動相当条件下にて実施した。津波評価では、非常用電源喪失時において安定した冷却状態へ導くシナリオ評価を行った。この結果、2010年設計のJSFRは環境への放射性物質拡散を防止する十分な性能を有することを示すとともに、炉外燃料貯蔵槽の冷却システムの改善設計について紹介する。

論文

JSFR key technology evaluation on fuel handling system

近澤 佳隆; 加藤 篤志; 小幡 宏幸*; 鵜澤 将行*; 古賀 和浩*; 千代 亮*

Journal of Nuclear Science and Technology, 51(4), p.437 - 447, 2014/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.7(Nuclear Science & Technology)

JSFRでは簡素化燃料取扱設備を提案している。革新技術であるパンタグラフ燃料交換機, 2集合体ポット,乾式洗浄, MA含有新燃料の輸送キャスク等の採否判断の評価についてまとめた。パンタグラフ燃料交換機については実物大のモックアップを製作し気中試験を行った。2集合体ポットについては冷却性促進のためのフィン構造及びコーティングにかかわる製作性の確認及び模擬ポットによる伝熱性能の確認試験が行われた。乾式洗浄については模擬燃料集合体による洗浄性能の確認試験を実施した。新燃料輸送キャスクについてはヘリウムガスキャスクの設計及びMA含有燃料の冷却性の評価ツールの整備が行われた。これらの検討によりJSFRの簡素化燃料取扱設備は実証炉に採用可能であることが確認された。

論文

Progress of design study on fuel handling system in JSFR against design extension conditions

大高 雅彦; 加藤 篤志; 近澤 佳隆; 鵜澤 将行*; 井手 章博*; 金子 文彰*; 原 裕之*

Proceedings of 2014 International Congress on the Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2014) (CD-ROM), p.607 - 615, 2014/04

東京電力福島原子力発電所事故を受けたJSFR燃料取扱設備の冷却機能強化のための設計研究として、設計拡張状態(DEC)における冷却機能維持のため、設計基準事故対処設備に対して独立性や多重性を有する代替冷却設備を検討するとともに、その有効性を評価した。

論文

Evaluation and improvement on external-hazard proof of JSFR fuel handling system

加藤 篤志; 近澤 佳隆; 鵜澤 将行*

Proceedings of 2012 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '12) (CD-ROM), p.475 - 482, 2012/06

福島事故を受けて、地震及び津波に対するJSFRの燃料交換設備の耐性評価を実施した。耐震評価では、福島地震を包絡する条件で機器の健全性を評価し、津波評価では、安定した冷却状態に導くシナリオを評価するとともに、全電源喪失時の実力評価を実施した。評価の結果、これら外部事象が襲った際も、外部への放射性物質の放出を防ぐ実力がJSFRにはもともと備わっていたことが明らかにされた。

論文

Comparison of sodium-cooled reactor fuel-handling systems with and without an ex-vessel storage tank

近澤 佳隆; 鵜澤 将行*; 臼井 伸一*; 戸澤 克弘*; 小竹 庄司

Nuclear Technology, 177(3), p.293 - 302, 2012/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.72(Nuclear Science & Technology)

ナトリウム冷却実用炉のための燃料取扱設備の比較評価を実施した。簡素化EVST方式と水プール直接貯蔵方式の比較評価を実施した。水プール直接貯蔵方式はEVSTを削除可能なものの新燃料,破損燃料のための専用貯蔵設備を要しシステム全体としては経済性はEVST方式と同等程度であることがわかった。このため従来技術の延長で水プール直接貯蔵方式と同等の経済性を達成可能なEVST方式を採用した。

論文

In-service inspection and repair program for commercialized sodium-cooled fast reactor

西山 昇; 小竹 庄司*; 鵜澤 将行*

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR 2009) (CD-ROM), 9 Pages, 2012/00

商用段階のナトリウム炉であるJSFRは経済性を指向してコンパクトな設計としている。商用炉は建設費を抑えて経済性を確保するとともに、運転・保守性に優れたプラントでなければならない。このためあらかじめJSFRに要求される保守・補修内容を想定し、これらの保守・補修が実施できるよう設備設計に反映するとともに、必要な検査装置を開発している。このような取り組みにより概念設計段階から、JSFRの保守・補修性の向上を目指している。

論文

Conceptual design study for the demonstration reactor of JSFR, 6; Fuel handling system design

近澤 佳隆; 加藤 篤志; 小幡 宏幸*; 西山 昇; 鵜澤 将行*; 戸澤 克弘*; 千代 亮*

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/10

JSFR実証炉の予備概念設計を提案した。FaCTフェーズIにおける安全性,パンタグラフ型燃料交換機,2集合体ポット,乾式洗浄,MA含有新燃料輸送キャスクについての採否判断結果を紹介した。

論文

Particle transport of LHD

田中 謙治*; 川端 一男*; 徳沢 季彦*; 秋山 毅志*; 横山 雅之*; 庄司 主*; Michael, C. A.*; Vyacheslavov, L. N.*; 村上 定義*; 若狭 有光*; et al.

Fusion Science and Technology, 58(1), p.70 - 90, 2010/07

 被引用回数:17 パーセンタイル:78.18(Nuclear Science & Technology)

LHDプラズマにおける粒子輸送特性を調べた。密度摂動実験から拡散係数と対流速度を導出し、それらのパラメータ依存性を調べるため磁場配位と衝突周波数をスキャンした。磁場配位の効果を調べるためには、磁気軸をR$$_{ax}$$=3.5mから3.9mまで変化させた。磁気軸を変化させることにより、新古典輸送が大きく違ってくるために、その効果を広範囲で調べることが可能である。電子温度依存性と1/$$nu$$領域とプラトー領域を分けるヘリカル捕捉周波数で規格化した衝突周波数($$nu$$$$_{h}^{*}$$)依存性について、中性粒子ビーム入射のパワースキャンを行った。その結果、新古典輸送の寄与が大きい場合はホローな密度分布、寄与が小さいときはピークした分布になることを明らかにした。大きな新古典輸送の寄与は、同じ電子温度では外側シフト配位で見られ、同じ磁気軸では高い電子温度、低い$$nu$$$$_{h}^{*}$$で観測された。しかしながら、R$$_{ax}$$=3.5mでは、異なる傾向が観測されており、高い電子温度の時にピークした密度分布が得られた。

論文

Comparative study on advanced fuel handling systems for JSFR

近澤 佳隆; 鵜澤 将行*; 臼井 伸一*; 戸澤 克弘*; 小竹 庄司

Proceedings of 2010 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '10) (CD-ROM), p.10142_1 - 10142_9, 2010/06

A comparative study on the JSFR fuel handling system has been conducted. Construction cost, safety and operation were compared between the reference system with EVST and the evolutional system without EVST. The result shows that the advanced systems cannot provide clear advantages even they adapt innovative technologies.

論文

Development of the JSFR fuel handling system and mockup experiments of fuel handling machine in abnormal conditions

加藤 篤志; 平田 慎吾; 近澤 佳隆; 宇都 成昭; 小幡 宏幸*; 小竹 庄司*; 鵜澤 将行*

Proceedings of 2010 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '10) (CD-ROM), p.692 - 699, 2010/06

JSFRに採用する燃料交換機の異常時の対応性を把握するため、実規模モックアップを用いた試験を実施した。

論文

Experimental investigation of particle pinch associated with turbulence in LHD heliotron and JT-60U tokamak plasmas

田中 謙治*; 竹永 秀信; 村岡 克紀*; Michael, C.*; Vyacheslavov, L. N.*; 横山 雅之*; 山田 弘司*; 大山 直幸; 浦野 創; 鎌田 裕; et al.

Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10

トロイダルプラズマにおける密度分布を決定するパラメータを明らかにするために、LHDヘリカルプラズマとJT-60Uトカマクプラズマの比較研究を行った。両装置において異なる密度分布の衝突周波数依存性が観測された。LHDプラズマでは、衝突周波数が減少するにしたがって磁気軸位置R$$_{rm ax}$$=3.6mでは密度分布のピーキング度が減少し、R$$_{rm ax}$$=3.5mではわずかに増加した。一方、JT-60Uでは衝突周波数が減少するにしたがって密度分布のピーキング度は増加した。LHDプラズマでのR$$_{rm ax}$$の違いによる衝突周波数依存性の違いは、乱流輸送の寄与の違いであると考えられる。R$$_{rm ax}$$=3.5mのLHDプラズマでは、大きな乱流輸送がトカマクと同様な衝突周波数依存性を作り出している。両装置のコア領域において、密度分布が違う場合に揺動の変化が観測されている。JT-60Uでは、密度分布がピーキングした場合に径方向の相関が強くなることが観測された。このことから、粒子拡散と内向き対流速度が増大していることが示唆される。R$$_{rm ax}$$=3.6mのLHDプラズマでは、揺動レベルの増加がホローな密度分布を持つ高パワー加熱時に観測され、拡散の増加を示唆している。ピークした密度分布からホローな密度分布への変化は、新古典輸送の寄与増大による対流速度の内向きから外向きへの変化により引き起こされている。以上の結果よりLHDプラズマの密度分布の衝突周波数依存性は、新古典輸送と乱流輸送の両方によるものであることを明らかにした。

論文

Effect of cation on HTO/H$$_{2}$$O separation and dehydration characteristics of Y-type zeolite adsorbent

岩井 保則; 鵜澤 将行*; 山西 敏彦

Fusion Science and Technology, 54(2), p.462 - 465, 2008/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:31.93(Nuclear Science & Technology)

将来の核融合プラントでは100kg/h超の高濃度トリチウム水の発生が見込まれている。高濃度トリチウム水処理システムの第一ステージへの適用が見込まれる気相吸着処理システムについて検討を行った。システムに使用する吸着剤には水分吸着容量の大きさとトリチウム水との非反応性からゼオライトを候補とした。吸着塔のサイズをコンパクトにするためには高い同位体分離性能に加え、迅速な水分脱離性能を持つゼオライトが必要となる。本研究ではY型ゼオライトの同位体分離性能と水分脱離性能に与えるカチオン種の影響を明らかとした。静的法で求めた同位体分離係数は1.1-1.2の範囲となった。水分脱離では可動水分容量は操作温度により決まり、室温ではNa$$>$$Ca$$>$$Kの順となった。これらゼオライトからの水分脱離は細孔内拡散に支配され、パージガスの流速には依存しなかった。また脱水操作の初期段階では操作温度の影響は小さいが、圧力スイングは脱水に効果的であることを示した。

論文

Particle transport and fluctuation characteristics around the neoclassically optimized configurations in LHD

田中 謙治*; Michael, C.*; Vyacheslavov, L. N.*; 横山 雅之*; 村上 定義*; 若狹 有光*; 竹永 秀信; 村岡 克紀*; 川端 一男*; 徳沢 季彦*; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 3, p.S1069_1 - S1069_7, 2008/08

LHDでの密度分布の測定結果と密度変調実験で評価した粒子輸送係数について報告する。磁気軸位置,トロイダル磁場,加熱パワーを変えたデータセットを用いることにより、さまざまな新古典輸送レベルに対して解析を行った。新古典輸送が極小化された配位(磁気軸位置3.5m,トロイダル磁場2.8T)では、ピークした密度分布が観測された。このとき、ピーキング係数は衝突周波数の減少に対して緩やかに増加しており、この傾向はJT-60Uでの測定結果と同様である。そのほかの条件では、ピーキング度は衝突周波数の減少とともに低減した。新古典輸送の寄与が大きい場合は、ホローな密度分布が観測されている。新古典輸送理論と実験で評価した粒子輸送係数の比較から、極小化の条件は両者で異なることを明らかにした。このことは、新古典輸送の極小化が、乱流輸送の極小化と異なることを示唆している。ホローな密度分布とピークした密度分布では、乱流揺動の空間分布が異なっていることが観測された。この乱流揺動は、イオン温度勾配モードが不安定な領域で存在している。

論文

Comparisons of density profiles in JT-60U tokamak and LHD helical plasmas with low collisionality

竹永 秀信; 田中 謙治*; 村岡 克紀*; 浦野 創; 大山 直幸; 鎌田 裕; 横山 雅之*; 山田 弘司*; 徳沢 季彦*; 山田 一博*

Nuclear Fusion, 48(7), p.075004_1 - 075004_11, 2008/07

 被引用回数:28 パーセンタイル:73.66(Physics, Fluids & Plasmas)

トロイダル系プラズマにおける粒子輸送を系統的に理解するために、JT-60UトカマクプラズマとLHDヘリカルプラズマでの密度分布を低衝突領域にて比較した。JT-60UのELMy Hモードプラズマでは、規格化半径0.5の衝突周波数が無衝突領域にある場合には密度分布尖塔度は衝突周波数が減少するにしたがって増大した。このことは、乱流輸送による内向き対流粒子束が密度分布形成に大きな影響を与えていることを示唆している。LHDプラズマでは、新古典輸送が低減された磁場配位の場合には、同様の衝突領域においてJT-60Uに近い密度分布尖塔度の衝突周波数依存性が観測された。一方、新古典輸送が上記ケースより大きい場合には、密度分布尖塔度は衝突周波数とともに減少する傾向を示した。LHDプラズマでは、ヘリカルリップルによる新古典輸送が大きい場合には新古典輸送が密度分布に大きく影響しており、新古典輸送の効果が小さくなると乱流輸送が支配的なトカマクでの衝突周波数依存性に近づくことを明らかにした。このように、トカマクとヘリカルで粒子輸送を支配する物理機構に共通性と相違性の両側面が観測された。

論文

Studies on the behavior of tritium in components and structure materials of tritium confinement and detritiation systems of ITER

小林 和容; 磯部 兼嗣; 岩井 保則; 林 巧; 洲 亘; 中村 博文; 河村 繕範; 山田 正行; 鈴木 卓美; 三浦 秀徳*; et al.

Nuclear Fusion, 47(12), p.1645 - 1651, 2007/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:12.38(Physics, Fluids & Plasmas)

トリチウム閉じ込め・除去は、核融合炉の安全性の要となる重要な課題である。本研究では、上記閉じ込め・除去システムの機器及び構造材料におけるトリチウムの挙動に関する基礎実験研究を行い、(1)トリチウムのコンクリート壁中の浸透挙動,(2)異常時の触媒性能における放出の恐れのあるSF$$_{6}$$ガスのトリチウム除去設備に対する触媒被毒効果の影響,(3)除去設備の再生水を処理するシステムの主要機器である電解セルの対放射線耐久性を明らかにした。

論文

Development of ceramic electrolysis method for processing high-level tritiated water

磯部 兼嗣; 鵜澤 将行*; 山西 敏彦; 栗田 晃一*

STI/PUB/1284 (CD-ROM), 7 Pages, 2007/04

核融合炉で発生する高濃度トリチウム水からのトリチウムの回収は、インベントリー管理や燃料循環の観点から重要な課題である。ITERでは高分子電解膜を用いた水処理法が採用されるものの、この処理法では放射線劣化のため高濃度トリチウム水の処理には対応できない。このような高濃度トリチウム水処理に適用可能な方法として、放射線劣化のないセラミック固体電解質を用いた水処理法がある。そこで、セラミック固体電解質を用いた水処理法に必要とされる水分解効率の高い電極の開発を行っている。今回、新たには酸化セリウム(セリア)を用いた2種類の電極を作製し、その水分解効率を評価したところ、最大で従来電極の3倍の効率を達成した。

論文

Studies on behavior of tritium in components and structure materials of tritium confinement and detritiation systems of ITER

小林 和容; 磯部 兼嗣; 岩井 保則; 林 巧; 洲 亘; 中村 博文; 河村 繕範; 山田 正行; 鈴木 卓美; 三浦 秀徳*; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

トリチウム閉じ込め・除去は、核融合炉の安全性の要となる重要な課題である。本研究では、上記閉じ込め・除去システムの機器及び構造材料におけるトリチウムの挙動に関する基礎実験研究を行い、(1)トリチウムのコンクリート壁中の浸透挙動,(2)異常時の触媒性能における放出の恐れのあるSF$$_{6}$$ガスのトリチウム除去設備に対する触媒被毒効果の影響,(3)除去設備の再生水を処理するシステムの主要機器である電解セルの対放射線耐久性を明らかにした。

論文

Progress in microwave diagnostics and physics issues in magnetically confined plasmas

間瀬 淳*; 近木 祐一郎*; 北條 仁士*; 吉川 正志*; 板倉 昭慶*; Chujo, T.*; 徳沢 季彦*; 川端 一男*; 長山 好夫*; 大山 直幸; et al.

Fusion Science and Technology, 51(2T), p.52 - 57, 2007/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:26.87(Nuclear Science & Technology)

磁場閉じ込め装置で生成した高温プラズマを計測するためにマイクロ波技術が用いられてきた。干渉計,反射計,散乱計,放射計といった計測器によって、安定性・波動現象・揺動による異常輸送といったプラズマの物理研究のため、プラズマの主要パラメータが計測されている。近年のマイクロ波技術やコンピューター技術の進展に伴い、プラズマの2$$cdot$$3次元像を計測することが可能な次世代の計測技術が開花しつつある。その一つである、マイクロ波を用いたイメージング計測は、プラズマの物理研究を行ううえで期待されている。本論文では、最近のマイクロ波計測技術の進展とそれらを用いた実験結果についてレビューする。

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