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青木 健; 清水 厚志; 石井 克典; 守田 圭介; 水田 直紀; 倉林 薫; 安田 貴則; 野口 弘喜; 野本 恭信; 飯垣 和彦; et al.
Annals of Nuclear Energy, 220, p.111503_1 - 111503_7, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)原子力機構は、核熱により水素を製造する原子力水素製造システムの接続技術を確立するため、HTTR-熱利用試験プロジェクトを開始し、その許認可に向けた安全設計及び安全解析を行っている。本研究では、原子力水素製造システムの適用法令及び設計基準の区分の候補の優劣を評価するための相対評価手法を提案し、それをHTTR-熱利用試験施設に適用した。評価の結果、高圧ガス保安法を熱利用試験施設(水素製造施設)に適用し、高圧ガス保安法に基づく設計基準を水蒸気改質器に適用する候補は、いずれの指標においても最下位とならず、最も優れた候補として提案された。
水田 直紀; 守田 圭介; 青木 健; 沖田 将一朗; 石井 克典; 倉林 薫; 安田 貴則; 田中 真人; 井坂 和義; 野口 弘喜; et al.
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 6 Pages, 2023/05
High temperature gas-cooled reactor (HTGR) is expected to extend the use of nuclear heat to a wider spectrum of industrial applications such as hydrogen production, high efficiency power generation, etc., due largely to high temperature heat supply capability as well as inherent safe characteristics. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) have been contracted by the Agency for Natural Resources and Energy, part of the Ministry of Economy, Trade and Industry (METI) of Japan, to conduct its Hydrogen Production Demonstration Project Utilizing Very High Temperature. The primary objective of this project is to establish "coupling technology" between HTGR and hydrogen production facility in accordance with "Green Growth Strategy Through Achieving Carbon Neutrality in 2050". From this fiscal year, JAEA initiated a program to produce hydrogen using an HTTR (High Temperature Engineering Test Reactor) to develop coupling technologies between HTGR and hydrogen production facility required for a massive, cost-effective and carbon-free hydrogen production technology. This paper describes the development plan for coupling equipment which is required for an HTTR heat application test as coupling technologies between an HTTR and a hydrogen production facility. The coupling equipment is composed of a high temperature isolation valve to prevent the ingress of the flammable gas and/or the leakage of radioactive materials for nuclear facility, a secondary helium gas circulator to feed a high temperature helium gas, and a high temperature insulation pipe to transport of a high temperature helium gas from an Internal Heat Exchanger (IHX) to a hydrogen production facility. The development plan of coupling equipment contains each target and draft schedule.
青木 健; 清水 厚志; 野口 弘喜; 倉林 薫; 安田 貴則; 野本 恭信; 飯垣 和彦; 佐藤 博之; 坂場 成昭
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 9 Pages, 2023/05
本研究では、高温ガス炉と水素製造施設を接続したHTTR(高温工学試験研究炉)-熱利用試験施設に対する安全設計方針を開発した。検討の結果、高圧ガスや可燃性ガスにより想定される災害に対して公衆安全を確保するため、水素製造施設に対しては現行の化学プラントで適用されている法規を適用する安全設計方針を提示した。また、水素製造施設の異常に伴う漏えい可燃性物質の火災爆発や水素製造施設除熱量の変動に対する原子炉施設の通常運転機能の確保等の対策を含め、水素製造施設を接続した原子炉施設特有の安全要件に適合した安全設計方針を提示した。HTTR-熱利用試験施設に対して開発された安全設計方針は、HTTR-熱利用試験施設の基本設計や詳細設計に活用される見込みである。
野本 恭信; 水田 直紀; 守田 圭介; 青木 健; 沖田 将一朗; 石井 克典; 倉林 薫; 安田 貴則; 田中 真人; 井坂 和義; et al.
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 7 Pages, 2023/05
JAEA initiated an HTTR heat application test plan to develop for coupling technology between HTGR and hydrogen production facility. The principal objective of this test plan is to establish the high safety coupling technology for coupling a hydrogen production facility to HTGR through the demonstration of a hydrogen production by the proven technology of methane steam reforming method utilizing the HTTR as a high temperature heat source. The other objective is to develop for coupling equipment such as a high temperature isolation valve, a helium gas circulator and a high temperature insulation pipe. This paper describes the overview of an HTTR heat application test plan such as a draft test schedule and test targets for the demonstration of a hydrogen production. This paper also presents basic specifications of an HTTR heat application test facility such as the HTTR modification strategy, overall system configuration and heat and mass balance at rated test operation for the demonstration of a hydrogen production. Furthermore, the operation plan during the normal start-up and shut-down processes is proposed.
末吉 哲郎*; 上滝 哲也*; 古木 裕一*; 藤吉 孝則*; 千星 聡*; 尾崎 壽紀*; 坂根 仁*; 工藤 昌輝*; 安田 和弘*; 石川 法人
Japanese Journal of Applied Physics, 59(2), p.023001_1 - 023001_7, 2020/02
被引用回数：8 パーセンタイル：34.47(Physics, Applied)GdBa
Cu
Oy (GdBCO)コート超伝導体に対して、80MeV Xeイオンを異なる方向から照射することにより、異なる方向の柱状欠陥を一つの試料に対して導入した。その結果、45
方向から照射することで導入される柱状欠陥は連続形状でかつ直径が大きく、一方でc軸方向(0方向)から照射することで導入される柱状欠陥は不連続形状でかつ直径が小さい、ということが分かった。柱状欠陥の形態が導入方向に依存することを利用すると、臨界電流密度を効果的に向上させることができる、ということが分かった。
in GdBCO-coated conductors with crossed columnar defects around 
plane末吉 哲郎*; 岩永 泰弥*; 藤吉 孝則*; 高井 洋輔*; 向田 昌志*; 工藤 昌輝*; 安田 和弘*; 石川 法人
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 27(4), p.8001305_1 - 8001305_5, 2017/06
被引用回数：8 パーセンタイル：39.22(Engineering, Electrical & Electronic)高速重イオンを複数の方向から照射したGdBCOコート線材における磁束ピニング特性を詳細に調べた。具体的には、交差した方向からイオン照射し、交差した柱状欠陥をab面に対して対称に形成した。その際、交差角度を5度から15度まで系統的に変化させることにより、交差角度が磁束ピニング特性に与える影響も調べた。その結果、交差角度が5度の場合、臨界電流密度()の磁場角度依存性曲線において一つのピークが現れることが分かった。交差角度を15度まで広げていくと、の磁場角度依存性曲線において3つのピークが現れることが分かった。そのうち、中央の一つのピークは、面自体に磁束がピニングされる寄与で、その周りの2つのピークは交差する柱状欠陥それぞれの寄与であることが考えられる。磁場角度が面方向に近い時には、磁束線の線張力が強く、磁場角度がab面方向から離れるにつれて弱くなることを示唆していると考えられる。
末吉 哲郎*; 上滝 哲也*; 古木 裕一*; 浦口 雄世*; 甲斐 隆史*; 藤吉 孝則*; 嶋田 雄介*; 安田 和弘*; 石川 法人
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 25(3), p.6603004_1 - 6603004_4, 2015/06
被引用回数：12 パーセンタイル：50.69(Engineering, Electrical & Electronic)GdBCOコート線材に導入した不連続柱状欠陥による磁束ピン止め特性への影響を、連続柱状欠陥による影響と比較することによって明らかにした。具体的には、270MeV Xeイオン照射効果と80MeV Xeイオン照射効果を比較した。前者の場合、連続的な柱状欠陥を導入することができ、後者の場合不連続的な柱状欠陥が形成されることを、透過型電子顕微鏡観察により確認した。それぞれのイオン照射による臨界電流密度(Jc)の上昇を比較した結果、以下のことが分かった。前者の場合、柱状欠陥の導入方向と同じ方向に磁場が向いているときに、最もJcの上昇が顕著にみられ、磁場角度依存性曲線において未照射試料に見られなかったJcピークが現れた。この傾向は、後者の不連続柱状欠陥の場合にも同様に見られた。ただし、後者の場合には、柱状欠陥の導入方向以外の磁場角度においても、平均的なJcの上昇傾向がみられた。この傾向は、点状欠陥の場合でも見られており、不連続な柱状欠陥は、連続的な柱状欠陥と点状欠陥の影響を合わせ持つような効果を与えることが分かった。超伝導体の応用面からは、ある磁場角度に偏らない形でJcの大きな向上を図ることが望ましいため、不連続な柱状欠陥の導入は、材料設計上優れた手法であることが分かった。
野本 恭信; 水田 直紀; 守田 圭介; 青木 健; 沖田 将一朗; 石井 克典; 倉林 薫; 安田 貴則; 田中 真人; 井坂 和義; et al.
no journal, ,
高温ガス炉と水素製造施設の高い安全性を実現する接続技術の確立を目的に、世界最高温度(950C)を記録したHTTRと商用技術が確立されている天然ガス水蒸気改質法による水素製造施設を接続するHTTR-熱利用試験を計画している。本稿では、HTTR-熱利用試験の全体計画、HTTR-熱利用試験プラントの基本仕様として、HTTR改造範囲及び水素製造施設の設備構成を含めた全体系統構成、定格運転時における全体熱物質収支を報告する。
石井 克典; 水田 直紀; 守田 圭介; 青木 健; 倉林 薫; 安田 貴則; 野口 弘喜; 野本 恭信; 清水 厚志; 飯垣 和彦; et al.
no journal, ,
高温ガス炉と水素製造施設の高い安全性を実現する接続技術の確立を目的として、世界最高温度(950C)を記録したHTTRと商用技術が確立されている天然ガス水蒸気改質法による水素製造施設を接続するHTTR-熱利用試験を計画している。本稿では、HTTR-熱利用試験の実施に向けて新設される水素製造施設の内、主要設備である2次ヘリウム冷却設備の系統構成,設備構成及び主要機器仕様の検討結果を報告する。
野口 弘喜; 石井 克典; 守田 圭介; 水田 直紀; 永塚 健太郎; 長谷川 武史; 青木 健; 高橋 豪夫; 倉林 薫; 安田 貴則; et al.
no journal, ,
2050年のカーボンニュートラルの実現に向け、水素は化石燃料に代わるクリーンなエネルギーとして、産業、運輸、家庭の各分野で大量に使用されることが期待されている。高温ガス炉は高い固有の安全性を有し、得られる850Cを超える高温熱を利用して、二酸化炭素を排出することなく、大量の水素を製造することができることから、カーボンニュートラルの実現に貢献できる。原子力機構は、高温ガス炉から得られる高温熱を利用した水素製造実証を目指したHTTR-熱利用試験を開始した。本試験では、2030年までの大量かつ安価なカーボンフリー水素製造に必要な技術開発に向け、高温ガス炉と水素製造施設の高い安全性を実現する接続技術を確立する。そのために、原子力規制委員会からの許認可取得を通じて、水素製造施設接続に伴い新たに考慮すべき事項に係る高温ガス炉の安全設計及び安全評価技術を確立させることに加え、高温ガス炉と水素製造施設の接続に必要な機器を開発する。本講演では、現在進めているHTTR熱利用試験の概要と現状を紹介する。
永塚 健太郎; 水田 直紀; 守田 圭介; 吉野 匡紀; 長谷川 武史; 石井 克典; 青木 健; 小野 正人; 高橋 豪夫; 倉林 薫; et al.
no journal, ,
高温ガス炉と水素製造施設の高い安全性を実現する接続技術の確立を目的に、世界最高温度(950C)を記録したHTTRと商用技術が確立済みの天然ガス水蒸気改質法による水素製造施設を接続するHTTR-熱利用試験を計画中である。本稿では、HTTRと水素製造施設の接続設備機器である高温断熱配管に関する技術開発項目及び計画、並びにその成果の一部として高温断熱配管に用いる断熱材候補の熱伝導率及び放出ガス量の測定結果を報告する。
菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 安田 良*; 小泉 保行; 水谷 春樹; 小林 孝徳; 村松 壽晴
no journal, ,
「軽い・薄い(価格が)安い・強い・長持ち」といったユーザーニーズに応えるデライト設計ベースの工業製品開発およびそれらを実現するためのコーティング装置に必要なレーザーコーティング技術を確立するための基板基礎研究として、金属球のレーザー照射による溶融現象を高速イメージング測定により行い、系統的現象を明らかにすることを目的として本研究を実施した。SPring-8、BL22XUにおいて30keVの放射光X線を直径200マイクロメートル程度の金属球に照射し、レーザー照射下における溶融現象を1000分の1秒、6マイクロメートルの時空間分解能で観測した結果、金属球の溶融時間はレーザー出力と線形の関係であるが、基板への広がる時間は基板と金属球の融点の大小関係に大きく依存すること、大気中と真空中では酸素の影響により振る舞いが大きく異なるなど、レーザーコーティングの高度化に役立つデータ収集に成功した。
