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上澤 伸一郎; 山下 晋; 佐野 吉彦*; 吉田 啓之
Journal of Nuclear Science and Technology, 62(6), p.523 - 541, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)東京電力福島第一原子力発電所(1F)の廃炉における汚染水対策として、日本原子力研究開発機構(JAEA)では、燃料デブリの位置や発熱、空隙率の影響を含む、空冷時の熱挙動を計算するため、ポーラスモデルを用いたJUPITERコードによる数値解析手法の開発を進めている。本研究では、ポーラスモデルを用いたJUPITERの妥当性確認を行うため、多孔質体を用いた自然対流熱伝達実験とその数値シミュレーションを実施した。実験とシミュレーションの温度と速度の分布を比較すると、多孔質体の上面付近の温度を除き、シミュレーションの温度分布は実験の温度分布と良く一致した。また、速度分布も実験結果と定性的に一致した。妥当性確認に加えて、本研究では、多孔質体の内部構造に基づく有効熱伝導率が自然対流熱伝達に及ぼす影響について検討するために、様々な有効熱伝導率モデルを用いた数値シミュレーションも実施した。その結果、多孔質媒体内の温度分布や自然対流の速度分布はモデルごとに大きく異なることがわかり、燃料デブリの有効熱伝導率は1Fの熱挙動解析における重要なパラメータの一つであることがわかった。
田上 雅彦*; 山田 泰広*; 山下 佳彦*; 宮川 歩夢*; 松岡 俊文*; Xue, Z.*; 辻 健*; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 天野 健治; et al.
JAEA-Research 2012-036, 110 Pages, 2013/02
JAEA-Research-2012-036.pdf:44.93MB
瑞浪超深地層研究所の周辺には北西-南東走向の断層が発達しており、これらの断層が地下水流動に影響を与えていることがわかっている。これらの断層は、研究所北側をほぼ東西に走る月吉断層の右横ずれ運動に伴って形成されたプルアパート構造に関連したものである可能性が指摘されているが、これらの断層の過去の活動履歴やその分布については、十分に明らかにされていない。本共同研究では、瑞浪超深地層研究所で確認されている地質構造を事例として、アナログモデル実験並びに数値シミュレーションを用いた地質構造の再現を試みた。まず、瑞浪超深地層研究所内及びその周辺において確認されている断層や剪断割れ目について古応力解析を実施し、運動像と形成時期を推定した。その結果と既往の研究をふまえて地質構造発達史を整理した。次に、現状の地質構造を再現するためのアナログモデル実験及び数値シミュレーションを実施した。再現された断層の配列・分布・発達密度といった三次元的な幾何特徴を現状の地質構造モデルと対比し、未調査地域における地質構造の発達状況を考察した。
Sn conductors for ITER toroidal field coils in Japan高橋 良和; 礒野 高明; 濱田 一弥; 布谷 嘉彦; 名原 啓博; 松井 邦浩; 辺見 努; 河野 勝己; 小泉 徳潔; 押切 雅幸; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 22(3), p.4801904_1 - 4801904_4, 2012/06
被引用回数：7 パーセンタイル：40.02(Engineering, Electrical & Electronic)ITER計画において、原子力機構は2010年3月からトロイダル磁場(TF)コイル用導体を調達している6極の中で、先駆けて実機導体の製作を開始した。TFコイルは高さ14m,幅9mで、7個のダブルパンケーキから構成されている。導体の単長は最大760mであり、通電電流値は11.8Tの磁場中において68kAである。導体はケーブル・イン・コンジット型と呼ばれるもので、900本のNbSn素線と522本の銅素線で構成されている。2010年12月までに、約60トンのNbSn素線を製作した。これは、日本の分担分の約55%に相当する。また、11本の実機導体を製作し、日本分担分(33本)の約30%に相当する。実機導体は、ほぼ毎月1本ずつ製作している。本発表では、760mの銅ダミー導体の製作を通して確立した導体製作技術を中心に、高品質を確保する品質管理技術などの量産技術を紹介する。この量産体制の確立は、ITER建設の推進に大きく貢献している。
田上 雅彦; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 山田 泰広*; 松岡 俊文*; 山下 佳彦*; 宮川 歩夢*
JAEA-Review 2010-069, p.125 - 126, 2011/02
瑞浪超深地層研究所及び周辺に分布する断層を対象として、断層の古応力解析,砂箱アナログモデル実験、及び数値シミュレーションを用いた断層の三次元分布の推定に関する京都大学との共同研究を実施した。共同研究の結果、研究所及びその周辺に分布する断層の発達過程を再現するとともに、未調査領域を含む断層の空間的な配置・延長が推定することができた。研究所において採用した本手法は、今後未調査領域の断層などの地質構造分布を推定するための技術となることが期待される。
此村 守; 小川 隆; 岡野 靖; 山口 浩之; 村上 勤; 高木 直行; 西口 洋平; 杉野 和輝; 永沼 正行; 菱田 正彦; et al.
JNC TN9400 2004-035, 2071 Pages, 2004/06
JNC-TN9400-2004-035.pdf:76.42MB
ナトリウム冷却炉、鉛ビスマス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉及び水冷却炉について、革新技術を導入し炉型の特徴を活かした炉システム概念を構築し、その概念の成立の見通しを得るための検討を行うとともに、設計要求への適合性を評価した。その結果、2015年頃に高速増殖炉技術を実用化するためには、現状の知見で課題とされた項目で画期的な技術革新がないかぎり、ナトリウムを冷却材して選択することが合理的であることが明らかとなった。
加藤 崇; 辻 博史; 安藤 俊就; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 河野 勝己; 押切 雅幸*; et al.
Fusion Engineering and Design, 56-57, p.59 - 70, 2001/10
被引用回数：18 パーセンタイル：75.44(Nuclear Science & Technology)ITER中心ソレノイド・モデル・コイルは、1992年より設計・製作を開始し、1999年に完成した。2000年2月末に原研に建設されたコイル試験装置への据え付けが終了し、3月より第1回のコイル実験が開始され、8月末に終了した。本実験により、コイルの定格性能である磁場13Tを達成したとともに、コイルに課せられた設計性能が十分に満足されていることを実証することができた。本論文は、上記実験結果につき、直流通電、急速励磁通電、1万回サイクル試験結果としてまとめる。また、性能評価として、分流開始温度特性、安定性特性、クエンチ特性についても言及する。
寺門 恒久; 岡野 潤; 島田 勝弘; 三浦 友史; 山下 睦樹*; 松川 誠; 細金 延幸; 辻 博史; 安藤 俊就*; 高橋 良和; et al.
JAERI-Tech 2001-056, 24 Pages, 2001/08
JAERI-Tech-2001-056.pdf:1.17MB
国際熱核融合実験炉(ITER)の工学設計活動の一つとして、中心ソレノイド(CS)モデルコイルの開発が、日本、欧州連合、ロシア及び米国の共同で1992年から開始された。CSモデルコイルの通電試験は、日本原子力研究所那珂研究所の試験設備を用いて、国際共同実験チームにより行われた。通電試験には、直流通電試験とパルス通電試験があり、このうち直流通電試験は超電導磁石研究室の低電圧電源を用いた。一方、パルス通電にはJT-60のポロイダル磁場コイル電源を使用した。本レポートは、このパルス通電を行うために実施したJT-60ポロイダル磁場コイル電源の改造や、制御特性改善のためのリアルタイム制御手法の改良、及び得られた試験結果について報告する。
辻 博史; 奥野 清*; Thome, R.*; Salpietro, E.*; Egorov, S. A.*; Martovetsky, N.*; Ricci, M.*; Zanino, R.*; Zahn, G.*; Martinez, A.*; et al.
Nuclear Fusion, 41(5), p.645 - 651, 2001/05
被引用回数：58 パーセンタイル：82.72(Physics, Fluids & Plasmas)ITERを構成する3群の超伝導コイルでは、中心ソレノイド・コイルが最も高い磁場13Tを0.4T/s以上の速度で急速励起するパルス動作が要求される点で、最も技術的難度の高いコイルである。そこで中心ソレノイド・コイル工学設計の妥当性を確認し、併せてコイルの製作技術を開発する目的で、中心ソレノイド・モデル・コイルの開発が進められてきた。約8年をかけて完成したモデル・コイルの実験がこの程、国際共同作業として原研で実施され、技術開発目標をすべて満足する実験成果と貴重な技術データが得られた。
金子 義彦*; 島川 聡司; 長尾 美春; 山下 清信; 竹内 光男; 山根 剛
JAERI-Research 97-003, 70 Pages, 1997/02
JAERI-Research-97-003.pdf:1.79MB
燃料追加法及び中性子吸収置換法を含む、大きな正の反応度を測定する在来の実験方法を炉物理の観点から分析した。その結果、超過倍率が約15%
Kを超える領域に入るといずれの実験手法共約20%もの系統誤差を生ずる可能性のあることがわかった。この問題を克服するために、実験の解釈の修正を提案した。この修正法では、実測される現実炉心の実効増倍率の増分に転換してから加算することにより超過倍率が決定される。当然のことながらこの指導原理において修正因子fは超過倍率ができるだけ正確に求められるものが選択される。修正法を用いると、在来法では避けられなかった系統誤差はほとんど消失する。また、超過倍率の評価は、修正因子fの計算に使う炉定数の曖昧さにあまり影響を受けない。本報告は修正法の基本的な成立性を記述するものである。
金子 義彦*; 山根 剛; 島川 聡司; 山下 清信
日本原子力学会誌, 38(11), p.907 - 911, 1996/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)積分計数法は原子炉の臨界未満度を決定する制御棒落下実験で広く使用されてきた。制御棒の挿入開始にともなって起る中性子密度の減衰は、その挿入度が低いと遅れる。一点動特性に基づく解析によると、これまで使われてきた積分計数法では、たとえ挿入時間が1~2秒の領域でも反応をかなり過小評価してしまう。高温工学試験研究炉(HTTR)については挿入時間は4~6秒に拡大される。この問題に対処するため遅れ積分計数法を提案する。この方法では、制御棒の落下が完了してから積分計数を始め、また、それ以前の計数に対する補正は瞬時挿入を仮定した一点炉動特性モデルを用いた計算により実施する。その理由は、制御棒落下の遅れの中性子密度減衰の遅れへの影響はその時点でほとんど消失するからである。この方法によれば20ドルもの大きな負の反応度が系統誤差2%の範囲で決定し得る。
山田 泰広*; 山下 佳彦*; 宮川 歩夢*; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 田上 雅彦
no journal, ,
瑞浪超深地層研究所の北には土岐花崗岩と瑞浪層群を変位させる月吉断層が分布しており、見かけの変位からは逆断層とみなされていた。しかし、ENE-WSW走向の断層が右ステップに屈曲する部分に形成された月吉チャネル構造や、NNW-SSE方向に平行に発達する断層群の配置関係は、土岐挟炭累層の堆積当時に月吉断層が右横ずれしたことを想像させた。この作業仮説を裏付けるべく、砂箱実験装置を用いて月吉断層の運動を再現するアナログ実験と、三次元数値シミュレーションを実施して、月吉断層の南盤側に現状の地質構造と同様の断層や陥没地形を復元することを試みた。アナログ実験では、現状の月吉断層の三次元形態のブロックモデルを作って右横ずれさせることで、現在の地質モデルに類似した地質構造を再現することに成功した。このようなアナログ実験は、調査の及ばない地表や地下領域における地下構造の検討や、地質構造の発達過程の解析に有効な手段であると言える。
室屋 裕佐*; Lin, M.; Han, Z.*; 山下 真一; 上田 徹*; 籏野 嘉彦; Mostafavi, M.*; 勝村 庸介
no journal, ,
高温・超臨界水の放射線化学は、現行型軽水炉や次世代型超臨界水冷却炉における水化学の基礎として重要である。しかし、高温下における放射線化学反応は常温下よりも著しく速いため従来構築されてきたナノ秒電子線パルスラジオリシスや
線ラジオリシスでは直接計測が困難であった。そこで本研究では、高温・超臨界状態までの放射線化学反応をピコ秒時間分解能で計測可能なパルスラジオリシス装置を開発し、これを用いて超臨界状態(400
C, 40MPa)までの水の放射線分解過程の計測に成功した。
上澤 伸一郎; 小野 綾子; 山下 晋; 佐野 吉彦*; 吉田 啓之
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の原子炉格納容器(PCV)内燃料デブリの熱挙動を推定するため、JUPITERコードへの多孔質体モデル追加による燃料デブリ熱挙動解析手法の開発を進めている。本報では、燃料デブリの多孔質体内部構造として、気泡分散型、トラス構造型、粒子充填層型を仮定したときのPCV内熱挙動へ与える影響について報告する。各構造型に対して燃料デブリ内の温度分布を比較したところ、粒子充填層型の燃料デブリの温度が最も高かった。これは、燃料デブリの点接触を仮定した粒子充填層型では、有効熱伝導率が低く評価されたことに起因する。一方、気泡分散型では、燃料デブリが結合しているため有効熱伝導率が高く、最も燃料デブリ温度が低かった。トラス構造型は、両構造の中間値程度であった。PCV内の熱挙動は多孔質体内部構造により大きく異なり、より正確な熱挙動の推定には多孔質体内部構造を把握と、対応した有効熱伝導モデルの開発が必要である。
