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山田 進; 板倉 充洋; 奥村 雅彦; 町田 昌彦
no journal, ,
本発表は福島長期環境動態研究(F-TRACE)の一環として実施した2次元河川シミュレーションコードを用いた福島県の浜通り5河川の河口周辺での放射性セシウムの流動及び堆積分布予測に関する研究についての報告である。特筆すべき成果は、2次元河川シミュレーションコードNays2Dを利用して、上記5河川の河口域のシミュレーションを実施し、土砂の堆積を予測したことである。通常、放射性セシウムは土砂(粘土)に吸着し、土砂とともに移動するため、土砂の堆積を予測することで放射性セシウムの堆積分布が予想できると考えられが、河川幅が広い河口域においては、土砂(特に粘土画分の粒子)の堆積分布が非一様となることが予想されている。そのため、放射性セシウムの堆積予測には2次元シミュレーションが重要な役割を果たす。そこで、2次元シミュレーションの研究開発方針を明らかにすると同時に、これまでに得られた初期的計算結果を報告し、調査結果との比較を行い、今後の研究開発の方向性を議論する。
前田 敏克; 大森 弘幸; 坂巻 景子
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長期にわたりガラス固化体に接触する可能性のある高濃度のイオン種として、処分場の支保工などに使用されるセメント系材料を起源とするCaイオンに着目し、ガラス固化体の溶解/変質挙動に及ぼす影響について検討した。その結果、Caイオンを含むpH
11.5の溶液中では、ガラス固化体の溶解/変質を抑制する働きがあることがわかった。この原因としては、ガラス固化体表面に形成される変質層中にCaが取り込まれることによって変質層の保護的な働きが増している可能性が示唆された。
吉田 啓之; 永武 拓; 高瀬 和之; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
no journal, ,
地震加速度に対する原子力システムの応答を評価するには、加速度付加時の熱流動挙動を把握する必要がある。多くの原子力システムに表れる気液二相流に対しての地震加速度の影響については、複雑な流れである気液二相流の加速度に対する応答を実験的に把握することが難しいことから、詳細な検討はほとんど行われていない。これに対し、詳細な数値シミュレーションにより、応答を評価することは可能と考えられるが、検証データベースの不足により、その妥当性を確認することができない。本研究では、三種類の簡易的な体系を用いた詳細な実験によりデータベースを構築するとともに、詳細な数値解析手法を発展させ、加速度付加時の詳細二相流挙動解析手法を開発する。地震加速度付加時の気液二相流挙動を詳細に予測できることを、構築したデータベースにより確認する。本報告では、気泡挙動に対する加振周波数の影響を開発した解析手法により評価し、三種類の実験で得られた結果と比較した結果を示す。
山下 晋; 高瀬 和之; 吉田 啓之
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故では、全交流電源喪失による炉心冷却システムの停止によって、原子炉内に設置されている燃料集合体が高温になり、その結果発生した燃料溶融が次第に拡大し、炉心の崩落を引き起こしたと考えられる。このような炉心溶融事象の進展を明らかにすることで、現在の原子炉の状況を推定するとともに、今後のアクシデントマネージメント等を検討するためには、溶融物の凝固や移行挙動を含む、炉心溶融現象を詳細に予測できる数値解析コードが必要である。そこで原子力機構では、3次元多相流体解析手法を拡張することで、このような溶融燃料の挙動を明らかとする数値解析手法を開発している。本報では、核分裂生成物を含む燃料の溶融挙動を評価するため、前報で報告した解析コードに、多成分溶融・凝固解析機能を組み込み、燃料を模擬した発熱項を有する物質と、炉内構造物を模擬した発熱項のない物質が混在した状況での解析を実施した。その結果、模擬燃料物質の溶融及び凝固や、模擬燃料物質の発熱による構造物の溶融などの一連の過程が再現できることを確認した。
鈴木 貴行; 吉田 啓之; 永瀬 文久; 阿部 豊*; 金子 暁子*
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福島第一原子力発電所事故における炉内状況を把握するためには、炉心溶融事故発生時の溶融燃料の流動挙動を評価する必要がある。溶融燃料が炉心下部から圧力容器下部に落下する際に形成される溶融ジェットの挙動は、BWR下部プレナムに存在する制御棒案内管等の複雑構造物の影響を受けることが予想される。そこで、原子力機構では、溶融ジェット挙動について、複雑構造物の影響を含め評価できる解析手法を、原子力機構で開発中の詳細二相流解析コードTPFITを拡張することにより開発している。本報告では、拡張したTPFITを筑波大学で行われた複数チャンネル模擬溶融燃料落下実験に適用し、界面形状の時間変化や、速度分布について実験と比較した結果を示す。
櫻井 健; 薮内 友紀子; 新井 信義; 澤田 誠; 山下 清信; 佐藤 信行; 虎田 真一郎; 金井塚 清一; 中村 和幸
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文部科学省からの受託事業として原子力機構が実施しているアジア10か国を対象とした「放射線利用技術等国際交流(講師育成)」事業の概要と、本事業の3本柱の一つであり、現地において実施される「フォローアップ研修コース」の現状などを報告する。
高瀬 和之; 三澤 丈治; 吉田 啓之; 森 英夫*; 江里 幸一郎
no journal, ,
超臨界圧流体が取り扱えるように拡張したACE-3Dコードの超臨界圧軽水炉の熱流動解析への適応性を評価した。評価にあたり、九州大学や原子力機構が実施した超臨界圧フレオンや超臨界圧水による円管、二重管及び7本バンドル試験体による熱流動特性試験結果をもとにして熱流動解析を行い、燃料集合体サブチャンネル内に発生するクロスフローに関する予測精度を明らかにした。本報では、早稲田大学,九州大学等との研究協力で実施した内容をシリーズ発表で報告する。
在間 直樹; 中塚 嘉明; 中島 伸一; 呉田 昌俊; 大図 章; 高瀬 操
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アクティブ測定法によるウラン廃棄物中のウラン重量測定の試み(
,n)反応を利用したパッシブ測定法によるNDAによりウラン廃棄物ドラム缶中のウラン重量を測定手法の開発を継続して実施し、一定の成果を出してきた。しかし、同時に検出感度や物質依存性の面で多くの課題も確認された。そこで、検出感度を飛躍的に向上させ、かつ物質依存性も少ないと想定されるアクティブ測定法への移行を試みた。検出系は従前と同様ヘリウム-3比例計数管であるが、DT核反応による14MeV高速中性子を発生させる加速管を追設した。また、遮蔽体・反射材として測定体系全体を囲うコンクリート壁を構築した。ウラン線源を用いた検出器応答試験を開始しデータを蓄積しつつある。
堀口 直樹*; 阿部 豊*; 吉田 啓之; 金子 暁子*; 上澤 伸一郎*
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シビアアクシデント時の格納容器の保護と放射性物質拡散抑制の観点から、放射性物質を含む高圧ガス中から、放射性物質を除去しつつガスのみを大気中へ放出する、フィルタードベントを可能とする装置が必要とされている。その有力な候補として、ベンチュリー管のスクラビング機能を使った装置(マルチベンチュリースクラバー)があるが、その設計に必要な作動特性や汚染物質を除去するメカニズムは十分には明らかとなっていない。本研究では、マルチベンチュリースクラバーを用いたフィルタードベント装置の効率的な設計手法確立を目的として、ベンチュリースクラバー内部の流動構造の把握を、可視化実験及び詳細数値解析により実施している。本報では、可視化実験により明らかとなった、ベンチュリースクラバー入口での気相流量が内部の流動構造に及ぼす影響について報告する。
大道 博行
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これまで、金属ナトリウムは光はほとんど通さないと考えられてきた。本研究では比較的安価な紫外線発生装置と観察部分に配置した窓材、結像用レンズ等光学部品を用いてリアルタイムで透過像の動画を得ることが可能であることを示す。この結果によりナトリウムを用いた原子力プラント・産業利用の可視化モニター装置開発への道を開いた評価している。同時に今回のナトリウム透過の実験結果は従来の理論では考えられない高い透過率を示しており、ナトリウムや、それの属するアルカリ金属の光学的性質の物理的解釈にも、新たな理論的課題を提供するものと期待されている。
伊藤 裕道; 川原 啓孝; 高松 操; 豊吉 晃*; 坂尾 龍太*; 村田 長太郎*
no journal, ,
高速実験炉「常陽」では、平成19年に発生した炉内干渉物による燃料交換機能の一部阻害を契機とし、炉心上部機構(UCS)の交換等にかかわる原子炉容器内観察・補修技術開発を進めている。今後実施するUCSの交換に向け、「常陽」の旧UCSジャッキアップに使用する治具を整備し、炉外機能確認試験を実施することで、設置以来30年以上交換した実績のない旧UCSのジャッキアップにこれらの治具が適用できる見通しを得た。
大倉 毅史; Feistenauer, P.*; Meisenberg, O.*; 篠永 妙子*; Tschiersch, J.*
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福島第一原子力発電所事故後に、原子力科学研究所で行われた大気中放射性物質モニタリングの結果について再評価を行った。事故直後の汚染環境下での測定におけるバックグラウンド(BG)評価について、Helmholtz Zentrum M
nchen (ドイツ)での再測定結果との比較により検証した。被ばく評価に重要なレベルの濃度の試料では、不確かさの範囲内で一致し、BGの評価方法として適切であったことが確認できた。一部の相対的低濃度の試料で差異がみられた。大気中濃度が大きく変化するときに、より適切なBG評価が困難であり、差異を生じさせていると考えられる。塵埃捕集用ろ紙(HE-40TA)の後段に配置された活性炭カートリッジ(CHC-50)から、放射性セシウムが検出されたことの原因を、放射性セシウムの粒度分布とHE-40TAの特性に着目し検証した。放射性セシウムの粒度分布は、捕集された塵埃をHE-40TAから分離し、カスケードインパクターに捕集することにより実験的に求められた。放射性セシウムの粒度分布とHE-40TAの特性から、約1%から5%程度の放射性セシウムがHE-40TAを透過していると見積もった。
横山 薫; 杉杖 典岳; 小原 義之; 竹田 宏*; Rong, D.*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; 百武 徹*
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福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に付着し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に再放出されないと考えられている。この状況を解析的に把握することを目的とし、焼却灰の濃度と粒径分布等に着目したセシウム挙動についての研究を行った。本件では、焼却灰の比表面積とセシウム濃度の分析結果について報告する。
横山 薫; 杉杖 典岳; 小原 義之; 竹田 宏*; Rong, D.*; 柳瀬 眞一郎*; 桑木 賢也*; 高見 敏弘*; 百武 徹*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の事故により拡散した放射性セシウムで汚染された災害廃棄物の一部は、既存の焼却施設で処理されている。セシウムは、焼却灰に付着し、バグフィルタや電気集塵機などで捕集され、外部に再放出されないと考えられている。そのため、焼却灰の濃度と粒径分布等に着目したセシウム挙動についての研究を行った。本件では、廃棄物の燃焼モデルにセシウムの付着モデルを組み込んだシミュレーション結果について報告する。
鈴木 和博; 本岡 隆文; 塚田 隆; 寺川 友斗; 市瀬 健一; 沼田 正美; 菊池 博之
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沸騰水型原子炉で照射されたジルカロイ2被覆管の孔食挙動を電気化学的手法により調査するため、孔食電位測定用試料作製技術の開発を行った。専用装置の製作と試料作製手法の確立により、高線量である照射済ジルカロイ2被覆管に対して、WASTEFホットセル内での遠隔操作による孔食電位測定を可能にした。
原賀 智子; 菱沼 行男*; 金田 結依*; 石森 健一郎; 高橋 邦明
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放射性廃棄物の処分に向けて、廃棄物試料中のアクチニド(Th, U, Np, Pu, Am, Cm)を簡易・迅速に分析する方法を開発することを目的として、キャピラリー電気泳動法の適用性を検討している。本検討では、試料分取機能を付加したキャピラリー電気泳動装置を新規に整備し、アクチニドのうち、線放出核種であるCm-244と蛍光プローブを混合した試料溶液を調製して、試料分取試験を実施した。その結果、新たに付加した試料分取部のうち、分取用溶液の流速やキャピラリー内径を調整することにより、電気泳動が可能であることを示し、さらに、アクチニドに対して安定な錯体を形成する蛍光プローブを用いることにより、電気泳動中にアクチニドの泳動挙動をモニタしながら、試料成分を分取することに成功した。
大図 章; 中村 龍也; 高瀬 操; 倉田 典孝; 春山 満夫; 曽山 和彦; 呉田 昌俊; 瀬谷 道夫
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保障措置及び核セキュリティ分野で数多く使用されているHe-3ガス型中性子検出器の代替検出器として、ZnS蛍光体にB-10あるいはLi-6の化合物を混入した固体シンチレータを用いた検出器を開発している。このタイプの検出器では、矩形状の管内に設置された長方形の固体シンチレータ板からの中性子の入射により発生した光を管の両端に設置した二つの光電子増倍管で検出する方法を採用している。このため、シンチレータで発生した光は光電子増倍管に届くまでに管の内面とシンチレータ間で多重反射して減衰するために検出器の長さが制限される。本報では、検出器の導光特性の長さ依存性を光線追跡シミュレーションで求めた計算結果と試験結果の比較について報告する。
綱嶋 康倫; 島崎 雅夫; 大橋 裕介; 田中 祥雄; 野村 光生
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ウラン製錬転換プラントやウラン濃縮プラントの操業廃棄物である澱物類については、有害物であるフッ素を多く含むため、セメント固化して廃棄体とする場合、フッ素の溶出が課題となっている。また澱物類は、硫酸カルシウムも多く含んでいるため、エトリンガイドの過剰生成による廃棄体の膨張も懸念されている。本件では、フッ素を多く含む澱物類をセメント固化した場合の固化・溶出特性を確認するとともに、フッ素の溶出や膨張を抑制する方法として酸化マグネシウム系固化材を用いた澱物類の固化・溶出試験結果を報告する。
天野 由記; 雨宮 浩樹; 村上 裕晃; 岩月 輝希; 寺島 元基; 水野 崇; 桐島 陽*; 久野 温*; 佐々木 隆之*; 窪田 卓見*; et al.
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幌延URLにて、ボーリング掘削による汚染の影響を極力排除し、原位置環境条件を保持した状態で、限外濾過手法を用いてコロイドを採取した。コロイド粒子と微量元素の相互作用に関する基礎情報を得るために、地下水及びコロイドの化学特性について評価した。
秦 はるひ; 横山 薫; 田中 祥雄; 小原 義之; 杉杖 典岳
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原子力施設の廃止措置及び処理・処分を合理的に実施するためには、廃止措置対象施設の構造的特徴や有害物の有無、放射能分布等を詳細に把握しておくことが極めて重要である。本報告では、人形峠環境技術センターにて実施する廃止措置のための事前評価の一つとして、廃棄物ドラム缶中に含まれる核種組成を指標とした分類として主成分分析を用いた手法を提案する。