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辻本 和文; 佐々 敏信; 滝塚 貴和; 高野 秀機; 向山 武彦; 早野 睦彦*; 神島 吉郎*; 横堀 仁*
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.137 - 143, 1998/00
鉛-ビスマス冷却加速器駆動消滅処理システムの概念検討を行った。冷却材流速及び燃料ピン直径とピンピッチの比(P/D)をパラメータとして、炉心出力800MWの条件で炉心形状、燃料ピン直径等を決定した。その後、初期炉心の実効増倍率が0.95となるように希釈マトリクス材濃度及びマイナーアクチノイドとプルトニウムの割合を求めた。計算には、高速炉用格子定数作成コードSLAROM、拡散計算コードCITATION-FBRを用い、核データはJENDL-3.2をもとに作成された高速炉用ライブラリーを使用した。初期燃料組成を求めた後、ABC-SCコードを用いて燃焼計算を行い、燃焼中の実効増倍率の変化を調べた。その結果、プルトニウムの割合を約40%とすることで、燃焼中の実効増倍率の変化を最小にし、なおかつ年間約10%のマイナーアクチノイド消滅率を達成できるシステムが得られることがわかった。
井田 瑞穂*; 加藤 義夫; 中村 秀夫; 竹内 浩; D.Tirelli*; S.Cevolani*
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.548 - 555, 1998/00
国際核融合材料照射施設(IFMIF)設計活動の一環として、凹壁面に沿った液体リチウム(Li)ターゲットジェット流の熱流体的安定性を調べた。IFMIFは核融合材料の試験・開発のため、ターゲットでの重陽子-Li反応で高エネルギー(約14MeV)の高中性子束照射場を供する。幅260mm、自由表面長350mm以上のLiジェットは真空中を高速(≦20m/s)で流れ、重陽子ビームによる発熱(≦10MW)を除去する。このジェット流に関し、2次元及び3次元解析を行った。ノズル出口付近でのジェット挙動:流体的安定性として、絞りノズル出口付近でのジェット流の過渡的挙動を2次元流体解析で調べた。ノズル内の圧力分布により自由表面側の流れが加速され、バックウォール側の流れが減速されることを示した。さらにノズル出口位置によりジェット厚さが制御されることを示した。3次元対流:熱流体的安定性として、激しい蒸発を起こさない程度に低くあるべき表面温度を正確に求めるため、対流が温度に及ぼす影響を解析した。実際のIFMIF条件では、対流による自由表面の温度上昇はターゲット流内での熱的不安定性を起こすには小さすぎることを示した。
杉本 昌義
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.566 - 571, 1998/00
IFMIFのように大電流ビームを利用する場合、最適設計を行い、運転時のビームロスを正しく評価するために精度の高いビームダイナミックスシミュレーションが必要である。IFMIF設計活動のひとつとして実施したパーティクル-イン-セル法に基づく高精度シミュレーションコードの内容をまとめるとともに、IFMIF-RFQへの適用例を報告する。
加藤 義夫; 中村 秀夫; 井田 瑞穂*; 竹内 浩; S.Cevolani*; Martone, M.*; T.Hua*; D.Smith*; 勝田 博司
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.541 - 547, 1998/00
国際核融合照射試験施設-概念設計評価活動(IFMIF-CDE:1997-98)におけるターゲット系設計研究の成果を以下の3項目にまとめた。(1)ターゲット系レイアウトの最適化:コスト削減のためシステムの熱応力解析とともに進めたレイアウト最適化の結果、Liハザード対策のための循環Arガス体積の約37%の削減が可能となった。(2)水ループによるターゲットLiジェット流模擬実験:水実験結果からLiジェット流は設計仕様範囲(10-20m/s)で安定であり、内部速度分布は深さ方向にほぼ直線的に10%減少すること、液膜厚さは流速に依存せずほぼ一定(Max.25
m)であることなどが予測できる。(3)コールドトラップによるトリチウム(T)除去法の解析:Swamping法を適用することにより、1次系中のTインベントリを約3g(0.65appm)に維持することが可能である。
竹内 浩; 勝田 博司; 前川 洋
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.527 - 533, 1998/00
IEAの核融合エネルギー調整委員会は今年1月にIFMIFの今後の計画の作成を求めている。本論文は、このIEAの要請に技術的な観点から答えるため、3月に開催された設計統合会議における議論を踏まえて、IFMIFの建設を要素技術の確証と技術実証試験を実施した後、IFMIFの建設を2段階で実施することによりコストの平準化を計り、IFMIFの早期実現を目指す計画についてまとめたものである。
Y.E.Titarenko*; O.V.Shvedov*; V.F.Batyaev*; E.I.Karpikhin*; V.M.Zhivun*; A.B.Koldobsky*; M.M.Igumnov*; I.S.Sklokin*; R.D.Mulambetov*; A.N.Sosnin*; et al.
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.164 - 171, 1998/00
0.13,1.2及び1.5GeV陽子で照射される
Bi,
Pb,
Cu及び
Coの薄いターゲット中における放射性核種の生成量に関して実験及びシミュレーション解析結果を報告する。生成量は高精度
線スペクトル分析装置で測定した。実験において照射量は
Al(p,x)
Na反応を利用してモニターした。総数801核種の断面積が実験データから解析され、HETC,GNASH,LAHET,INCL,CEM95,CASCADE,NUCLEUS,YIELDX,GMD,ALICEコードによるシミュレーション結果と比較した。実験はロシアのITEP研究所で実施し、測定はITEP及び原研で、シミュレーション解析はITEP,原研,LANL及びORNLで実施した。
F.Bianchi*; L.Burgazzi*; 加藤 義夫; 勝田 博司; 小西 哲之; 竹内 浩; Martone, M.*
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.556 - 561, 1998/00
核融合材料の照射試験を目的として、重陽子ビームと流動金属リチウムターゲットを用いた高エネルギー中性子源IFMIF(International Fusion Materials Irradiation Facility)の概念設計が1995~96年に行われた。この施設の安全解析を、特に安全上重要なターゲット系について行った。ターゲットは大流量の液体リチウムループを中心に構成され、バックウォールにより照射領域と分けられている。FMEA(Failure Mode Effect Analysis)により異常事象を摘出し、さらに重要な事象について安全解析を行った。リチウムの漏えいはさらに空気や水に接触すると大きな事故につながるので、設計で安全対策を講ずる必要がある。リチウム中のトリチウムも安全上重要な問題であり、この除去管理が必要である。
大山 幸夫; 水本 元治; 日野 竜太郎; 滝塚 貴和; 鈴木 康夫*; 安田 秀志; 渡辺 昇*; 向山 武彦
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.337 - 344, 1998/00
原研中性子科学研究計画では、大強度パルス及び連続ビーム核破砕中性子源を含む核破砕中性子を利用する研究施設の概念検討を行っている。この計画は、基礎科学及び長寿命核種の加速器駆動消滅処理の技術開発を、中性子を利用して推進するものである。主な施設は8MWの陽子加速器、中性子散乱研究用の5MWの核破砕中性子ターゲットステーション、消滅処理技術、核物理、材料照射、医療用RI利用、RIビームの各研究開発施設である。本編では加速器及び核破砕ターゲットの技術開発、研究施設概念設計の現状について報告する。
渡辺 昇*; 勅使河原 誠*; 高田 弘; 中島 宏; 大山 幸夫; 永尾 忠司*; 甲斐 哲也; 小迫 和明*; 日野 竜太郎; 石倉 修一*; et al.
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.3 - 10, 1998/00
原研中性子科学研究計画の基幹施設である5MW核破砕中性子源の設計概念、新提案、最適化、技術的問題点、その解決に向けてのR&D、予想される性能及びその建設の正統性に関する論議等について報告する。本計画では世界最高性能の核破砕パルス中性子源を目指すもので、その実現にはまず優れたコンセプトが不可欠であり、筆者等は広範囲の予備研究の後、ターゲット・減速材・反射体系に新しいコンセプトを提案した。このコンセプトに基づいて広範囲の最適化研究を行い、中性子ビーム強度、パルス特性において世界最高の性能が得られることを示した。またこれに付随する重要な技術的・工学的問題を整理し、その解決に向けてのR&Dについて、一定の道筋を示した。