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山口 智彦; Mihalache, O.
Nuclear Engineering and Design, 401, p.112084_1 - 112084_14, 2023/01
被引用回数：1 パーセンタイル：31.61(Nuclear Science & Technology)This paper investigated a new method based on a combination of electromagnetic and ultrasonic sensors for inspecting the core support structure of the reactor vessel in sodium-cooled fast reactors from a position located outside of the vessel. Using an electromagnetic acoustic transducer (EMAT) sensor with a Halbach magnet, the feasibility of the detection of the defects in the reactor core support structure was investigated via experimental measurements using a reduced half-scale mock-up model in a sodium-free environment. The amplitude of the signal from various small slits was enhanced using a combination of EMAT sensor geometry, Halbach magnet configuration, and signal processing methodology in view of increasing the signal-to-noise ratio when the EMAT continuously scanned the area of interest for defects deep inside the metallic structure.
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
山口 智彦; Mihalache, O.; 上田 雅司
International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 59(4), p.1469 - 1477, 2019/03
被引用回数：5 パーセンタイル：33.23(Engineering, Electrical & Electronic)The paper presents the progress in the developments of an electro-magnetic acoustic transducer (EMAT) based on a Halbach magnet system optimized for detection of defects in thick plates with application to the inspection of fast breeder reactors (FBR) vessel. The defects are located far or near weld lines in small austenitic stainless steel plates or in large thick (50 mm) plates mounted in a FBR vessel mock-up. Performance of single or double units EMAT are investigated and optimised for working in industrial conditions and with cables long up to 45 m. Experimental measurements focussed on increased signal/noise ratio for detection signal from defects near or far from welds of reactor vessel.
猿田 晃一; 白濱 卓馬*; 山口 智彦; 上田 雅司
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 10(2), p.1 - 8, 2018/08
The present work is intended to investigate shear waves induced on stainless steel diaphragms by the incidence of ultrasonic waves, with the main emphasis on the understanding of the generation mechanism of the resultant second wave, in order to explore the possible use of the shear waves for improvement of the sensitivity of an optical ultrasonic sensor used for under-sodium viewers. The response of the diaphragms exposed to ultrasonic waves with different pressure profiles is measured by a heterodyne interferometer to examine the location where the shear waves are excited. The generation of the second wave is interpreted on the basis of interference of these shear waves. The effectiveness of the use of the shear waves is demonstrated by an improved sensitivity of 0.26 nm/kPa for a 3-mm-diameter and 5-
m-thick diaphragm. This sensitivity is approximately 7 times as high as the sensitivity achieved with the first wave, which is the displacement of the diaphragm caused by directly incident ultrasonic waves.
山口 智彦; Mihalache, O.
Journal of Nuclear Science and Technology, 54(11), p.1201 - 1214, 2017/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)A new design has been adopted for the steam generators (SG) tubes of the Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR) using double-wall tubes. This paper estimates and assesses the effectiveness of detecting defects in SG double-wall tubes of the JSFR by using combined high-frequency eddy current testing (ECT) and low-frequency remote field eddy current (RF-ECT) sensors. We confirm that the proposed hybrid ECT sensor is highly sensitive to small defects, fatigue cracks, and other defects even when located under support plates of tubes. The parameters of the hybrid ECT sensor are designed and optimized to detect small defects using accurate numerical simulations based on the finite element method (FEM), using an in-house developed code. The sensitivity and high performance of the hybrid ECT sensor was validated with experimental measurements.
Mihalache, O.; 山口 智彦; 白濱 卓馬; 上田 雅司
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(2), p.60 - 65, 2017/08
The adherence of sodium on the external surface of steam generator tubes (SGs) of Fast Breeder Reactors (FBR) adds an additional level of complexity in the in-service inspection (ISI) of SGs using eddy current testing (ECT). The paper focusses on research and development (R&D) of novel multi-frequency (MF) algorithms, based on ECT signals, special developed and tuned to enhance the signal from defects located on external SG tube surface and to suppress electromagnetic noise from the conductive sodium and SG support plates. The application of the MF algorithm is investigated using both three-dimensional finite element (FEM) simulations and experimental measurements from SG tubes soaked and then drained of sodium, in a sodium tank mock-up.
Mihalache, O.; 山口 智彦; 白濱 卓馬; 上田 雅司
Proceedings of 3rd International Conference on Maintenance Science and Technology (ICMST 2016) (Internet), 2 Pages, 2016/11
The adherence of sodium on the external surface of steam generator tubes of Fast Breeder Reactors (FBR) adds an additional level of complexity in the in-service inspection (ISI) of SGs using eddy current testing (ECT). The paper focusses on research and development of novel multi-frequency algorithms, based on ECT, special developed and tuned to enhance the signal from defects located on external SG tube surface and to suppress electromagnetic noise from the conductive sodium and SG support plates. The application of the method is investigated using both three-dimensional finite element (FEM) simulations and experimental measurements from SG tubes soaked and then drained of sodium, in a sodium tank mock-up.
猿田 晃一; 山口 智彦; 上田 雅司
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 7(4), p.NT75_1 - NT75_8, 2016/02
We have experimentally examined the effects of the metallic diaphragms on the sensitivity characteristics of an optical ultrasonic sensor and investigated the multiplexed interrogation of the diaphragms based on WDM technique. The experimental results show that the sensitivity can be increased by use of thinner and lighter diaphragms. It has also been found that by taking advantage of the interference of the lamb waves propagating through the diaphragm, the sensitivity can be further enhanced by a factor of approximately 5 to 6 with decreasing diameter. The multiplexed interrogation based on WDM technique has been demonstrated in the case of two wavelengths. From this experimental demonstration, we consider that the interrogation time can be significantly reduced by increasing the number of multiplexed wavelengths.
猿田 晃一; 山口 智彦; 上田 雅司
EUR-27790-EN, p.209 - 214, 2016/00
We report the effects of the metallic diaphragm on the sensitivity characteristics of the optical ultrasonic sensor used in under-sodium inspection. The diaphragm is set on the wall of a tank filled with water in place of sodium to have direct contact with water on one side and air on the other side. A heterodyne interferometer is employed to detect the wave on the diaphragm induced by the ultrasonic wave emitted from a piezoelectric transducer placed in the water tank. Two kinds of waves appear on the diaphragm: the first corresponds to the incident ultrasonic wave and the second is surface wave arising from the peripheral of the diaphragm. We found that the first wave increases with decreasing thickness of the diaphragm, while the second wave is dependent on both the thickness and diameter. Moreover the second wave has larger amplitude than the first wave due to interference effect at the center of the diaphragm. This result suggests that the small amplitude of the incident ultrasonic wave can be detected with a higher sensitivity by using the second wave on the diaphragm.
山口 智彦; Mihalache, O.; 上田 雅司
Electromagnetic Nondestructive Evaluation (XVII), p.144 - 154, 2014/00
被引用回数：3 パーセンタイル：86.04(Engineering, Electrical & Electronic)強磁性体の蒸気発生器伝熱管の外表面に導電性物質であるナトリウムが付着すると渦電流探傷試験において欠陥の検出性能に影響を与えることから、著者らはナトリウム浸漬試験と電磁場解析を行い、伝熱管や構造物支持板や溶接部にナトリウムが付着した場合の試験結果を確認したので、本会議にて発表する。
Mihalache, O.; 山口 智彦; 上田 雅司
Electromagnetic Nondestructive Evaluation (XVII), p.109 - 119, 2014/00
被引用回数：3 パーセンタイル：86.04(Engineering, Electrical & Electronic)The present paper focuses on multi-frequency ECT algorithms applied specifically to the magnetic SG tubes of Monju FBR. The algorithms optimum parameters for either two and three frequencies are determined using 2D and 3D numerical Finite Element Simulations (FEM) based on codes previously developed in-house by authors.
前田 幸宏; 山口 智彦; 上田 雅司; 藤木 一成*
日本保全学会第10回学術講演会要旨集, p.599 - 601, 2013/07
高速増殖原型炉「もんじゅ」では、1次主冷却系配管の供用期間中検査として、ナトリウム漏えい検出器による連続漏えい監視や目視試験に加え、代表部位に対する体積試験を行う計画であり、高温構造設計の妥当性を確認する観点から、代表部位として原子炉容器出口から中間熱交換器入口に至る高温配管のエルボ部を選定し、応力集中部(横腹部)及び両端の周方向溶接部に対し、配管外表面から超音波探傷を行う。検査時における作業員の被ばく低減のため、遠隔・自動で検査するための装置が開発され、供用前検査での使用経験と関連技術の進歩を踏まえ、装置の更新と改良が行われた。本稿では、改良後の検査装置について、モックアップを用いて実施した機能試験の結果及び実際に「もんじゅ」の配管に取り付けて動作確認を実施した結果について報告する。
Mihalache, O.; 山口 智彦; 上田 雅司
Abstracts of Electromagnetic Nondestructive Evaluation Series, p.42 - 43, 2012/07
The present paper focuses on electromagnetic simulations of ECT for helical SG tubes and large SP models. Large scale 3D simulations are validated by comparison with experimental measurements conducted in a mock-up test in our laboratory. State of the art parallel numerical simulations using an electromagnetic code developed with a hybrid OpenMP-MPI approach for very large FEM models are conducted using up to 1024 CPUs in Fujitsu BX900 supercomputer. The availability of large models offers new insights into ECT for large structures in FBR, where electromagnetic interference can appear due to close proximity of multiple tubes.
西村 昭彦; 菖蒲 敬久; 岡 潔; 山口 智彦; 島田 幸洋; Mihalache, O.; 田川 明広; 山下 卓哉
レーザ加工学会誌, 17(4), p.207 - 212, 2010/10
高速増殖炉の熱交換器伝熱管に発生する微小亀裂を検査し補修するため、複合型光ファイバスコープを用いたプローブ試作機を開発した。本プローブはレーザー加工ヘッドと渦電流探傷装置も構成品に加えられている。超短パルスレーザー蒸発は、材料表層の加工硬化層の除去に用いることができる。加えて、スポットレーザー溶接が微小亀裂の補修に用いられた。このプローブシステムは、熱交換器の寿命を延ばすことにより、安全かつ経済的な選択肢を高速増殖炉の保守保全に与えることができる。
Mihalache, O.; 山口 智彦; 上田 雅司; 宮原 信哉
International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 33(3-4), 6 Pages, 2010/00
高速増殖原型炉「もんじゅ」の蒸気発生器伝熱管は、140本の伝熱管がヘリカル形状に密接に配置され、蒸気発生器の中に格納されている。伝熱管の検査には、渦電流探傷試験(ECT)を適用する。このように伝熱管が密集した環境では、渦電流が隣の管にも流れることから検出感度に影響を与えることが懸念される。著者らは、複数の伝熱管が存在した場合や伝熱管サポート部での影響について3次元の電磁場解析で定量的に明らかにした。
西村 昭彦; 岡 潔; 山口 智彦; 赤津 朋宏*; 関 健史*; Mihalache, O.; 島田 幸洋; 田川 明広; 山下 卓哉
日本保全学会第6回学術講演会要旨集, p.250 - 253, 2009/08
高速増殖炉の熱交換器伝熱管の保守保全のため、新型のプローブシステムの設計及び製作を行った。本報告ではシステムの要素技術のうち、複合型光ファイバスコープとレーザー及び画像撮影システムを結合させるカップリング装置及びレーザー加工ヘッドとECT探勝システムを動作させるソフトウェアの開発について述べる。
高橋 健司; 椎名 章; 鬼沢 卓広; 井場木 昭治; 山口 智彦; 田川 明広
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM), 9 Pages, 2009/07
日本の高速増殖原型炉「もんじゅ」は1995年のナトリウム漏洩事故以来、初めて運転再開するが、運転前に長期間停止していた機器の健全性を確認することが必要である。蒸気発生器(SG)伝熱管については、起こりうる劣化事象を検討した結果、長期保管による腐食減肉のないことを確認することで健全性を担保できることがわかった。しかし、既に据え付けられたSG伝熱管の全長の腐食減肉を直接測定する方法はないことから、3つの試験(ECT(Eddy Current Test),目視試験,漏洩試験)結果を総合的に判断し、伝熱管の健全性を確認した。3つの試験方法は、各々伝熱管の腐食減肉を直接測定はできないが、ECTにより、全長の局所減肉を、目視試験により、全面腐食とU字管の腐食を、漏洩試験によりピンポールの有無を確認することができる。これら3つの試験結果を総合評価し、伝熱管に有為な減肉と貫通欠陥がないことが確認できた。
C年代測定に基づく木曽川デルタの形成プロセス大上 隆史*; 須貝 俊彦*; 藤原 治*; 山口 正秋*; 笹尾 英嗣
地学雑誌, 118(4), p.665 - 685, 2009/00
隆起・侵食は処分場の深度を減少させ、地下水流動系の変化を引き起こす可能性があるため、地層処分の長期安全性を評価するうえで考慮すべき重要な地質学的事象である。侵食量については、河川上流域の比較的狭い範囲を対象としてはダムの堆砂量を利用して見積もられているが、下流域から上流域までを含む広い範囲を対象としては行われていない。このような広い範囲を対象とする場合、侵食された土砂は河口付近の平野に堆積するため、そこでの堆積量を見積もることにより、侵食量を推定することができる。しかし、海岸沿いの平野は海水準変動の影響を強く受けるため、その形成プロセスは複雑である。そこで、海水準変動の影響を受けて形成された平野の事例として、濃尾平野の形成プロセスを検討した。具体的には、海岸からの距離が異なる複数のボーリングコアを用いて、堆積物の堆積相解析によって濃尾平野の地形地質断面を作成するとともに、多数の放射性炭素年代によって等時間面を求めた。この結果、海水準の上昇に伴って内湾が拡大したのに対し、海水準の下降に伴ってデルタが前進したことが明らかになるとともに、内湾の拡大速度とデルタの前進速度が示された。
長谷川 和男; 浅野 博之; 千代 悦司; 堀 利彦; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 近藤 恭弘; 滑川 裕矢; 小栗 英知; 大越 清紀; et al.
Proceedings of 24th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2008) (CD-ROM), p.55 - 57, 2009/00
J-PARCリニアックは2006年11月にビームコミッショニングを開始し、2007年1月には所定のエネルギーである181MeVの加速に成功した。その後、リニアックは後段の3GeVシンクロトロンのビームコミッショニングのためのビームを供給し、さらに下流の50GeVシンクロトロンや中性子ターゲットのコミッショニングにもビームが用いられた。イオン源はセシウム不使用の負水素イオン源であり、安定なビームを供給し運転時間は3,000時間を越えた。高周波源としては20台の324MHzクライストロンを使用し、平均で6000時間以上、大きなトラブルなく運転を実証した。ここでは、こうしたJ-PARCリニアックの運転経験について報告する。
堀 利彦; 山崎 正義; 山口 誠哉*; 長谷川 和男; リニアック高周波源グループ
NIFS-MEMO-55, p.289 - 292, 2008/03
972MHz立体回路で使用される主要RFコンポーネントであるWR975規格の導波管と、J-PARCリニアック仕様サーキュレータの大電力下での位相変動を計測した。これはJ-PARCリニアックの400MeVエネルギー回復を実施するときの高周波源立体回路の機器仕様を決定するための一環として行ったものである。当面の運転条件である平均パワー45kW時での導波管とサーキュレータの位相変動(RFが供給され熱平衡に達したときとコールドな状態との差)は約6度と計測された。導波管におけるこの数値は、RFの安定化を図るための恒温化対策(導波管の水冷)を行うか否かを判断する重要な値であり、今回の検証実験と324MHzの位相制御システムでの実績から、実機の導波管は空冷でも十分な性能を有することが判明した。
