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Zhang, W.; 吉田 啓之; 高瀬 和之
no journal, ,
原子力機構では、機構論的原子炉熱設計手法開発の一環として、サブチャンネル間の流体混合量を予測可能な相関式(流体混合モデル)を、大規模シミュレーションにより得られた二相流データベースを用いて開発している。これまでの研究により、稠密炉心内サブチャンネル間の流体混合量を予測するためには、サブチャンネル間の差圧変動を正確に予測する必要があることが明らかとなっている。サブチャンネル間の差圧変動は、気液両相の分布の不均一性に起因するサブチャンネル内圧力損失分布が原因となっている。二相流の圧力損失を評価する相関式は、多くの研究者により提案されているが、時間及び空間平均された実験結果に基づくため、時間・空間的に変化する場合のサブチャンネル内圧力損失分布の評価に適用することはできない。本研究では、単一流路内のスラグモデルに基づいたサブチャンネル内圧力損失評価モデルの構築を行い、シミュレーションによる二相流データベースを用いて検証した。その結果、データベースとの若干の差異は見られるものの、定性的かつ定量的に妥当な結果が得られることを確認した。これにより、サブチャンネル間差圧変動を予測するモデル構築の見通しが得られた。
鈴木 英明; 藤田 朝雄; 藤崎 淳*
no journal, ,
人工バリア定置後のニアフィールド挙動のより現実的な理解と予測を行うためには、処分場建設に伴って生じる応力場,水理場,化学場などの変化を考慮する必要がある。例えば、坑道掘削に伴う処分坑道周辺での不飽和領域の発生は、岩盤内に空気が浸入することによる地下水の酸化還元電位の変化など、オーバーパックの腐食や核種移行の環境条件などに影響を及ぼすことが予想される。本研究は、地層処分システムで想定される熱-水-応力-化学連成挙動を予測するために開発した数値解析モデルの適用事例として、幌延深地層研究所より得られた地質環境データを用いて、坑道周辺での不飽和化に伴う地球化学特性の変化に関する解析を実施した。その結果、岩盤内に酸素が侵入することによる間隙水の酸化還元電位の変化や、地下水中に高い濃度で溶解している炭酸が脱ガスすることによる地下水pHの変化など、地下水水質変化に関するシミュレーションが可能であることを確認した。
田辺 文也
no journal, ,
JCO臨界事故の原因構造の一環として、製品硝酸ウラニル溶液均一化工程における貯塔使用から沈殿槽使用へという作業手順変更が、転換試験棟作業担当のスペシャルクルー(SC)副長によって職制上の上司である職場長の許可を求めずに計画グループ主任の許可を求めて実行されたことがあげられる。この振る舞いをもたらすうえで、職場長における転換試験棟作業にかかわる専門的権威の欠如に対する自己及び副長による認知が大きな役割を果たした。専門的権威に欠けるという職場長の自己認知は、さらに、転換試験棟の巡視をほとんど実施しないなどの転換試験棟作業に関するチェック機能不全状況をもたらす重要な要因にもなった。
千葉 敏; 平塚 靖久*; 五十木 秀一*; 尾立 晋祥*
no journal, ,
重陽子の中性子及び陽子入射反応に対する核データを250MeVまでのエネルギー範囲で評価した。中性子の全断面積は実験データをもとにGMAにより最小二乗解析により求めた。弾性散乱断面積及び角度分布とブレークアップ反応断面積はFaddeev理論により計算した。計算結果は実験値をよく再現している。
柳澤 和章; 久米 民和; 幕内 恵三*; 井上 登美夫*; 菰田 文男*; 前田 充*
no journal, ,
電子線,
線等の在来放射線を利用した工業や農業分野における製品,医学・医療分野における診療等の経済効果について最新データ(2006年度)に基づく市場調査を行い、国民生活の便益向上に果たしてきた放射線利用の役割を定量的に把握した。工業利用で最も大きな市場占有率を持つのは半導体製造であり、その販売高は4兆8千億円である。放射線寄与率は23%であってこの値を乗じた真の放射線利用経済効果は1兆820億円である。農業利用で最大市場占有率を持つのはイネの突然変異育種(全体の約90%)であり、その経済効果は2,600億円である。医学・医療における放射線利用は医科と歯科で実施され、自由診療32億円を含めた診療報酬ベースの経済効果は1兆6,200億円である。
高峰 潤; 春山 満夫; 高瀬 操; 山口 聡
no journal, ,
MOX系廃棄物のようなUとPuが混在しているものを、非破壊的に定量する場合、それぞれの存在量を決定する手法は未だ見あたらない。そこで、14MeV中性子直接問いかけ法で得られた測定データーの即発中性子成分と遅発中性子成分に着目し、それらの相関関係からPu-239及びU-235のそれぞれの存在量を決定する新たな手法を開発した。実際には、その相関関係の理論式を立て、Pu-239とU-235の比をパラメータとする実験を行い、実験値と理論値が精度よく一致することを確認した。これにより、測定データーからPu-239とU-235の存在量を決定できることを証明した。また、以前から即発中性子測定におけるバックグラウンドを大きく減らす方法として、反射体をグラファイトからステンレス又は鉄に変更することが提案されてきたが、本手法における定量精度もまた、この変更によって大きく改善されることがわかった。
増田 賢太; 本田 明; 藤田 英樹*; 根岸 久美*
no journal, ,
セメント系材料の間隙水化学を理解することは、核種の移行挙動やほかのバリア材への影響を評価するうえで重要である。海水系地下水によるセメントペースト変質時の間隙水のpH上昇現象を理解するため、塩水による浸漬実験と解析を行った。C-S-H中に取り込まれるAl量を考慮したOPCペーストの初期水和物モデルを設定することにより、塩水によるペースト変質時のpH上昇を平衡計算より推定できるようになった。
西村 優基; 武田 聖司; 木村 英雄
no journal, ,
TRU廃棄物の地層処分の標準シナリオを対象に、パラメータとモデル不確かさの定量的評価を行うため、安全評価コードGSRW-PSAを用いて、安全評価上重要なI-129とC-14に関して決定論的・確率論的解析により線量評価と重要パラメータの抽出を行った。パラメータ設定に関しては第2次TRUレポートや既存のHLWにおける評価を参考とした。ただし、一部のパラメータに関しては最新の公開文献に基づき設定した。モデル不確かさとして人工バリア外側領域の掘削影響領域(EDZ)を対象に、EDZの核種濃度を保守的に0として人工バリアとの境界の濃度勾配を最大とする「基本ケース」と、EDZの核種濃度を移流に基づく核種移行により算出して濃度勾配を設定する「EDZ考慮境界条件」の比較を行った。両核種とも、基本ケースでは最大線量の97.5%上限値(信頼区間95%の最大)で約20
Sv/yとなり、EDZ考慮境界条件ではその1/4程度となった。基本ケースでは、重要パラメータとして、たとえばC-14で、ジルカロイ腐食速度,天然バリアにおける地下水流速・分配係数・間隙率などが抽出された。EDZ考慮境界条件ではさらに充填材に対する分配係数も重要パラメータとなった。
大木 耕一; 石橋 祐三; 無藤 克己; 小松崎 崇*; 鈴木 敏*; 助川 泰弘*
no journal, ,
ウラン廃棄物中のウラン量を測定評価することは、放射性廃棄物中の放射性物質の数量を把握するために必要である。これまで、200Lドラム缶詰め廃棄物中のウラン(U-238)量を非破壊測定する手法及び測定試験について報告した。本装置は、分解能の高いGe検出器1台及び計測部並びに対象物を回転させるためのターンテーブルから構成されており、ドラム缶を回転させ、検出器をドラム缶中央部に配置し、廃棄物中から放出される線を測定解析するものである。廃棄物中のウランには、濃縮ウラン,回収ウラン等があり、ウラン全体の放射能量を評価するためには組成の把握が必要となる。ここでは、ウランの組成を非破壊で評価する方法について検討し、その適用性を確認するために実施した測定試験について報告する。
須山 賢也
no journal, ,
臨界安全評価の信頼性向上にとって核データの精度向上は不可欠である。主要核種の核データの精度はかなり向上している現在の状況下で、今後の核燃料施設の臨界安全性評価にとって必要となる核データについて概括する。
飯田 芳久; 山口 徹治; 稲田 大介; 田中 忠夫; 大塚 伊知郎*
no journal, ,
ベントナイト系緩衝材間隙水の酸化還元電位に対するオーバーパックの腐食影響を評価するため、オーバーパックの候補材である炭素鋼を圧縮ベントナイトに埋め込み、還元環境において浸漬試験を行った。試験液のEh, pH変化を測定するとともに、炭素綱の腐食生成物を同定した。試験液のEhは時間とともに減少し、90日で約-250mVに達した。pHは60日まで変化せず、60日以降で上昇に転じた。炭素鋼の腐食生成物はマグネタイトであり、ベントナイト中に拡散した鉄はFe(OH)
, FeOOH, green rustになっていることを確認した。
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 中川 正紀; 大貫 晃
no journal, ,
自然循環運転による革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、上部プレナム内自由液面からの液滴キャリーオーバー特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。同特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本報告では可視化画像処理法を用いて圧力1.5
2.5MPaの条件において測定した液滴径及び液滴速度分布の結果を用いて、キャリーオーバー流量を評価し、蒸気流量や水面高さの影響を既存モデルと比較した。その結果、水面からの距離の増加によるキャリーオーバー流量の減衰に関して既存モデルと異なる結果が得られた。今後、モデルの改良を進める予定である。
秋江 拓志; 鈴木 元衛; 芹澤 弘幸; 荒井 康夫
no journal, ,
照射中及び貯蔵中に高速炉燃料中に生成するHe量を、燃焼計算コードシステムSWATを用いて、
崩壊,酸素の(n,)反応及び三体核分裂を考慮して評価した。また、高速炉燃料中でのHe生成量を簡易的に評価するための評価式を定式化し、定式化結果とSWATによる詳細計算結果を、比較検討した。その結果、簡易評価式により得られたHe生成量とSWATによる詳細計算結果の差異は、おおむね10%程度以下であった。
線スペクトロメータ効率校正用コードシステム; CREPT-MCNP三枝 純; 小古瀬 均; 高村 篤*; 杉田 武志*
no journal, ,
これまでに、線スペクトロメータの効率校正を行う方法として「代表点法」を開発した。代表点法を円滑に実施するため、CREPT-MCNPコードシステムを整備・公開した。CREPT-MCNPは、Windows PC環境でGUI形式で動作する。本コードシステムには、体積試料の計数効率曲線に等価な計数効率曲線を与える点(代表点)を探索するための機能や、代表点で測定した計数効率に対し自己吸収効果の補正を行う機能などが含まれている。適用対象は、p型及びn型Ge半導体検出器により測定可能な、エネルギー範囲が20keVから2MeVの光子である。
山根 祐一
no journal, ,
核燃料溶液などで臨界事故が生じたとき、出力は最大に達した後、振動しながらも徐々に単調減少に転じる。その後、再び臨界となって出力が上昇に転じるまでの時間及び出力が冷却能力で決まる一定の値まで回復するまでの時間を最高温度や冷却能力の関数で表す式を導出したところ、TRACYの実験値をよく再現した。
角脇 三師; 山口 徹治; 向井 雅之; 飯田 芳久; 田中 忠夫
no journal, ,
地層処分における緩衝材の候補材であるNa型ベントナイトは、構造材のセメント等に由来するCaとのイオン交換反応により、Ca型化する可能性がある。Ca型化したベントナイトは膨潤性が小さく、それに伴って透水係数も高くなるという報告があり、透水係数に対するCa型化の影響を評価することが重要である。しかしこれまでCa型化率を制御した透水試験によって透水係数を取得した例はなかった。本研究では、これまでに系統的なデータが存在しないCa型化の影響を、イオン強度の影響とともに調べるため、Ca型化ベントナイトとNa型ベントナイトを所定の割合で混合してCa型化率3070%相当に調整し、そのベントナイトとイオン交換平衡となるNaCl-CaCl混合溶液を通水することで、Ca型化率を制御した透水試験を実施した。通水溶液のイオン強度は0.11.0mol dm
とした。その結果、Ca型化率が高くなるほどベントナイトの透水係数は上昇し、イオン強度依存性が小さくなる傾向が得られた。すでに取得されていたNa型ベントナイト及びCa型化ベントナイトの透水係数は、この傾向の延長上にあることがわかった。
呉田 昌俊; 熊田 博明; 久米 悦雄; 染矢 聡*; 岡本 孝司*
no journal, ,
液体金属冷却型高速増殖炉の炉心熱流動評価手法の信頼性向上に資する詳細データを整備するため、ダイナミック中性子トモグラフィ(DNCT)と命名した4次元熱流動計測技術の開発を進めている。本研究開発では、DNCTによる速度計測を実現するためのデータ処理手法を研究し、バネモデル粒子追跡法を発展させてトレーサの速度と軌跡を計測する技術を開発した。本報では、DNCT解析システムに実装した速度計測法と、研究用原子炉JRR-4を用いて得た基礎データで速度と軌跡を計測した結果に関して報告する。
星野 清一; 山田 文香*; 向井 雅之; 山口 徹治; 田中 忠夫
no journal, ,
セメント-ベントナイトの相互作用による鉱物の変化を明らかにするため、粒状のセメント硬化体及びベントナイトを混合した状態で22365日間変質させ、双方の鉱物を同定した。その結果、変質期間数十日の早い段階から鉱物相の変化が認められた。セメント,ベントナイトともに変質によって初期鉱物が減少し、二次鉱物としてC-S-Hと推定される鉱物が生成することを明らかにした。本結果は、相互の変質によってC-S-H組成の鉱物を生成するとしている多くの計算結果を定性的に支持するものであった。
森山 清史; 田代 信介; 平山 文夫*; 丸山 結; 中村 秀夫; 渡部 厚*
no journal, ,
シビアアクシデント晩期の格納容器内ガス状ヨウ素挙動を把握するため、ヨウ化セシウム水溶液にCo-60線を照射したときのガス状ヨウ素生成量等を測定する実験を行った。pH緩衝剤によりpHを制御した条件下で、pH,鉄イオン,塩素イオン及び有機物の影響を調べるパラメータ試験を実施した。また、機構論的ヨウ素化学挙動モデルによる解析的検討を行った。
佐藤 庄平; 奥野 浩
no journal, ,
温度反応度係数を把握することは臨界安全評価上重要である。本研究では、温度を変化させた体系の反応度を2次式でフィッティングさせることでMOX燃料の温度反応度係数を算出した。計算の結果、温度反応度係数は、H/(Pu+U)によらず常に負の値をとること、H/(Pu+U)の増加に対して温度反応度係数が減少する傾向にあること、及びMOX密度依存性がないことが明らかになった。