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前川 恵輔; 三枝 博光; 稲葉 薫*; 下河内 隆文*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価で重要な地下水流動の評価のうち、沿岸域を対象とした場合について、北海道幌延地域を事例とした地下水流動及び地下水中の塩分濃度分布の推定を行い、領域の設定,沿岸域を対象とした地下水流動評価における情報やデータの具体的な取り扱い方法の決定にいたる検討・作業の経緯,判断・決定を行った理由などのノウハウや判断根拠などの手順を、作業フローに沿って抽出し、分析・整理を行った。各作業項目における意思決定の過程はフロー図として整理した。一連の作業を通じて、沿岸域を対象とした場合の評価の考え方や手法,留意点などを示した。この成果は、今後の幌延地域の沿岸域での調査研究計画の立案における基礎的な情報になるとともに、処分事業などにおける調査・評価の検討に資する情報として重要である。
前田 茂貴; 曽我 知則; 板垣 亘; 関根 隆; 青山 卓史
no journal, ,
高速実験炉「常陽」では、高速炉用MA含有MOX燃料開発の一環としてAm含有低密度MOX燃料の高線出力試験を実施した。本報告は、シリーズ発表の1つとして高速実験炉「常陽」での照射試験及び照射条件評価について報告する。照射試験は、プレコンディショニング終了直後の過出力を模擬する出力上昇パターンで実施した。運転訓練シミュレータによる運転手順の確認に加え、炉心特性が類似している試験直前の運転サイクルにおける出力上昇予備試験により、核計装検出器の応答を実験的に把握して本試験を実施した。原子炉出力は、原子炉容器外に設置されている核計装検出器でモニタリングし、その指示値を102MWtにおいて原子炉熱出力に合うように校正した。最大原子炉熱出力は計画125MWtに対して124.8MWtを達成し、計画どおりの照射を行うことができた。照射条件評価では、モンテカルロ計算コードMCNPを用いて燃料ペレットまで詳細に模擬した解析を行い、試験燃料ピンの線出力を求めた。MCNPの計算値を、照射後試験のNd法による燃焼率測定値で補正(C/E=約0.98)し、各要素の最大線出力密度463-476W/cmを得た。
内藤 裕之; 荒木 義雄; 伊藤 主税; 原野 英樹*; 青山 卓史
no journal, ,
平成17年度から平成21年度までの5か年計画で実施している文部科学省公募研究「レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究」の平成20年度成果にかかわる3件のシリーズ発表の2件目として、安定同位体を対象とした検出試験について発表する。本研究では、平成19年度までに製作した装置を用いて、原子化用レーザ・共鳴イオン化用レーザの出力や、原子化用レーザを照射してから共鳴イオン化用レーザを照射するまでの遅延時間など、検出性能に大きな影響を与えるパラメータの最適化を行った。次に、Naエアロゾルの検出試験を行い、Na付着量とNaイオン信号積算値に直線性を確認し、集積時間180秒で42pptのNaエアロゾルを検出した。安定同位体Naに対する装置の検出感度を評価した結果、検出下限値は2.7pptであり、目標値1ppbに対して約400倍高感度であることを確認した。
Cm含有酸化物の格子定数及びペレット寸法変化高野 公秀; 赤堀 光雄; 荒井 康夫
no journal, ,
Cmを含有した(Pu,Cm)O
ペレット試料(Cm含有量5at%)を調製し、室温における格子定数とペレット寸法の経時変化を測定するとともに、表面観察を行い、自己照射損傷及びHe蓄積による影響を検討した。格子定数は2000時間で0.31%増大して一定値に飽和した後、11000時間以上に渡って変化がなかった。ペレット直径は、保管時間に対して格子定数とほぼ同様の変化を示したことから、ペレット寸法変化はフレンケル欠陥の蓄積による結晶格子の膨張が主要因と考えられ、飽和以後のHe蓄積の影響は認められなかった。格子定数変化が一定値に飽和した状態でのフレンケル欠陥濃度を推算した結果、結晶格子1.75個に対して1個であったが、11323時間におけるHe原子濃度は結晶格子121個につき1個であり、フレンケル欠陥濃度に比べてかなり低い。11330時間後にペレット端面を研磨して観察した結果、気孔内部に露出した結晶粒表面には0.1
m程度の微細な穴状組織が認められた。この組織がペレット焼結中あるいは保管中に生じたものか定かでないが、結晶粒内部からのHe放出の痕跡の可能性がある。
新里 忠史; 安江 健一; 中安 昭夫; 重廣 道子*
no journal, ,
放射性廃棄物の処分地選定の各段階で行われる地質環境調査に対して、原子力機構が深地層の科学的研究を通じて蓄積してきた実践的・経験的な知見を反映していくためには、調査計画の立案,調査の実施及び結果の解釈における専門家の経験やノウハウといった知識を分析・整理することが必要と考えられる。本報告では、幌延深地層研究計画における地質環境の長期安定性に関する研究のうち、隆起速度の算出にかかわる調査に焦点を当て、調査手法の選択から調査の実施及び調査結果の解釈に至る一連の作業を対象としたノウハウ及び意思決定のプロセスの分析・整理を実施した。その結果、専門家の経験やノウハウといった知識をタスクフロー及びルールとして表現することができた。
線を用いた
Seの光核反応断面積測定北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史; 秋宗 秀俊*; 宇都宮 弘章*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*
no journal, ,
Seの中性子捕獲核反応断面積評価のためにSe同位体について(,n)反応断面積の測定を波長可変の線源であるLCS線を用いて系統的に実施している。これまで測定を行ってきた
Se, 
Se, 
Seに続き、Seについて(,n)反応断面積の測定を、10MeVから15MeV付近までの測定を行った。現状の解析結果では、Seの(,n)反応断面積エネルギー依存性は、12MeV以上のエネルギーで既存値より大きい値をとっており、また、9.5MeV付近で既存値と違った挙動を示している。
建石 剛*; 谷口 直樹; 九石 正美; 内藤 守正
no journal, ,
HLW処分場施設の設計裕度拡大の観点から、80
160
Cにおけるオーバーパックの腐食挙動をアノード分極測定及び浸漬試験により検討した。アノード分極測定の結果、高温条件では炭酸塩水溶液環境において不動態化の促進が示唆された。また、浸漬試験の結果より人工海水単独系では120Cで腐食速度が極大となり、緩衝材共存系では120Cで極小となった。
石川 淳; 坂本 亨*; 森山 清史; 中村 秀夫; 中村 康一*
no journal, ,
シビアアクシデント(SA)晩期の格納容器内ソースタームを評価するため、原子力機構では、ヨウ素の再放出現象に関する実験及びヨウ素化学解析コードKicheの開発/検証を実施している。その一環として、SA解析コードTHALES2とKicheの連携解析を試み、BWR4/Mark-Iプラントの代表的な事故シーケンスに対する実機試解析を実施した。従来評価では、ヨウ素化学挙動は知見が不十分であったので、ヨウ素の化学形をCsIのみで扱っている。本研究で、ヨウ素化学挙動を考慮した評価を実施することで、従来のヨウ素の化学反応を考慮しない場合でも、圧力抑制プールのpHが7程度以上の条件下では適用可能だが、pHが7程度以下ではCV内のヨウ素浮遊割合が大幅に増加する可能性があることがわかった。本報告では、BWR4/Mark-Iプラントのすべての炉心冷却機能が喪失するTQUVシーケンスに対する解析結果及び得られた知見について報告する。
野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 川崎 武志*; 原田 雅幸*; 池田 泰久*; 川田 善尚; 森田 泰治; 菊池 俊明*
no journal, ,
ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。本研究では、沈殿法再処理システムにおけるUを選択的に沈殿させる第1沈殿工程用の低疎水性候補沈殿剤であるN-n-ブチル-2-ピロリドン(NBP)の線照射試験及び加熱試験を種々の条件で行い、その劣化機構について検討した。その結果、多官能性の劣化生成物が複数生成するため、これらがこれ以降の工程に与える影響について詳細に検討する必要があることが明らかとなった。
原田 雅幸*; 野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 川崎 武志*; 池田 泰久*; 森田 泰治; 菊池 俊明*
no journal, ,
ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。沈殿法再処理システムにおいてU(VI)のみを沈殿させる第1沈殿工程におけるPu(IV)共沈抑制のため、種々のマスキング剤の候補沈殿剤N-n-ブチル-2-ピロリドン(NBP)への添加効果を、Pu(IV)を模擬したU(IV)を使用して検討した。その結果、N, N-ジメチルアセトアミド(DMA)等のモノアミド化合物の効果が大きいことが明らかとなった。
菅原 隆徳; 大林 寛生; 西原 健司; 佐々 敏信; 大井川 宏之
no journal, ,
加速器駆動未臨界システム(ADS)の成立性にかかわる課題の一つとして、加速器と未臨界炉の境界を成すビーム窓の成立性が挙げられる。本検討では、陽子ビームの径方向プロファイルに着目し、これまでの設計検討で採用してきたガウス分布形状から、放物線形状,フラット形状に変えた場合に、どの程度温度条件が変化し、その結果座屈に対する耐性がどの程度変化するかを検討した。陽子ビームプロファイルの変化に伴うターゲット領域の発熱分布を粒子輸送計算コードPHITSにより計算し、この発熱分布を用いて熱流動解析コードSTAR-CDにより詳細な熱流動解析を行った。熱流動解析の結果から得られたビーム窓の温度分布を使用して、有限要素法解析コードFINASにより座屈解析を行った結果、座屈に至ると見込まれる外圧(座屈圧力)は、ガウス分布の場合には4.11MPa、放物線分布の場合には4.89MPa、フラット分布の場合には4.08MPaとなった。すなわち、ビームの入射形状をこれまで採用してきたガウス分布から放物線分布に変えることで、座屈圧力を約20%向上させることができる。
星野 毅; 寺井 隆幸*
no journal, ,
核融合炉の燃料となるトリチウムは、6-リチウム(
Li)と中性子との核反応により生産するが、天然のリチウムにはLiが約7.6%しか存在せず、必要なトリチウム量を確保するためにはより高濃縮のLiが必要となる。そこで、既存のアマルガム法よりも高効率で環境性に適したLi濃縮技術の実用化を目指し、イオン液体を含浸した有機隔膜を用いて、その隔膜にLiイオンを選択的に透過させて濃縮する新技術の研究開発を実施している。今までの有機隔膜は、含浸させたイオン液体が溶脱して性能が低下するため、新たに考案した両端に保護膜(ナフィオン等)を施した改良隔膜を用いて耐久性試験を実施した。改良隔膜を用いた場合、有機隔膜に含浸させたイオン液体の残存率は87%と、保護膜がない場合の63%を大きく上回ることが明らかになり、耐久性を有する隔膜の製作に見通しを得ることができた。
西 裕士; 北野 彰洋; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃
no journal, ,
未臨界状態における炉の反応度変化を、修正中性子源増倍法により測定する場合を想定し、各種未臨界状態における制御棒状態の変化と中性子検出器応答変化の関係について数値シミュレーション計算を行った。その結果から、中性子検出器の設置位置と応答変化の相関関係を分析し、その特徴を把握した。また、その際に、炉の燃焼に伴う燃料組成の変化を想定し、これによる検出器応答への影響を感度解析により検討した。これより検出器応答変化及び反応度変化に大きな影響を与えるマクロ断面積を特定した。その結果、燃焼に伴う燃料組成変化に起因する不確かさによる補正係数への影響を小さくするために、実機炉心の運転に伴う燃焼反応度変化の実績を反映することが重要であり、その方策として、同反応度変化を上記マクロ断面積の補正により調整する手法を導入することが実用性にも優れ有効と判断できた。
北野 彰洋; 西 裕士; 鈴木 隆之; 岡嶋 成晃; 兼本 茂*
no journal, ,
未臨界反応度計測システム概念を構築するために、炉雑音法と修正中性子源増倍法を組合せたシンセシス法について、数値実験による計測システムの基本アルゴリズムの検討と実機炉心での試験を想定した数値実験を実施した。修正中性子源増倍法の基準となる未臨界度を、炉雑音法により測定することを前提に、炉雑音法による未臨界度計測アルゴリズムに必要な性能を数値シミュレーションに基づき検討した。その結果、この場合の計測精度は検出器効率に大きく影響されることや、折点周波数法では計測に利用する周波数帯域を従来より低周波の振幅情報まで含めることで精度を向上できることなどを明確化した。また、この結果を踏まえ、実機炉心への炉雑音法適用を模擬した数値シミュレーションを実施した。その結果、未臨界度測定に利用可能性のある検出器設置位置を把握するとともに、高次モードの影響を避けた2検出器法が有効であることを明らかにした。
大澤 英昭; 天野 健治; 竹内 真司; 濱 克宏; 松岡 稔幸; 桝永 幸介
no journal, ,
超深地層研究所計画において実際に経験したボーリング調査計画の最適化に関して、ノウハウや判断根拠の分析・整理を行い、原子力機構が開発を進めている次世代型サイト特性調査情報統合システム(ISIS)に必要となる情報を体系的に整備した。
真辺 健太郎; 遠藤 章; Eckerman, K. F.*
no journal, ,
国際放射線防護委員会(ICRP)は、これまで線量計算に用いてきたICRP Publication 38(ICRP38)に替わる新たな放射性核種データを、ICRP Publication 107(ICRP107)として刊行した。ICRP107は、新しい核構造データを利用して整備されたものであり、線量計算の信頼性の向上に寄与するものである。そこで本研究では、ICRP107とICRP38を用いて作業者の吸入摂取に対する預託実効線量係数を計算し、放射性核種データの更新による線量係数の値への影響を検討した。90元素,774核種,1572ケースについて計算を行った結果、98のケースで線量係数が10%以上増加し、54のケースで10%以上減少した。線量係数が変化した主な理由は、放出放射線の全エネルギーデータの変更であった。その他に、半減期や壊変様式の変更によって線量係数が変化したケースも見られた。
大澤 英昭; 三枝 博光; 竹内 真司
no journal, ,
地質環境調査に関する技術の知識化に資するため、瑞浪超深地層研究所での調査研究における経験に基づき、地下水流動の調査・解析にかかわる作業のノウハウ・判断根拠等を分析・整理した。具体的には、水理試験、及び水理地質構造モデルの構築や地下水流動解析に着目して、それらの手順を踏まえて作業を細分化し、各作業において行われる意思決定のプロセスを明確にした。
大澤 英昭; 竹内 真司; 常盤 哲也; 新里 忠史
no journal, ,
原子力機構が幌延と瑞浪の深地層の科学的研究で整備した地質環境調査手法の付加体地域への適用性を検討した。既存情報に基づいて地層処分の観点から重要な付加体の地質環境特性を整理し、幌延や瑞浪の地質環境の特徴と比較した結果、原子力機構の調査手法が付加体の特徴を考慮することによりおおむね適用が可能であるとの見通しを得た。
武内 健太郎; 沖田 高敏; 関 正之; 高野 龍雄; 加藤 明文*; 鹿志村 元明
no journal, ,
高速炉サイクルの研究開発ではAm等のマイナーアクチナイド(MA)を数%含有するMOX燃料についての検討が進められている。そこで、MAを含有した高速炉用MOX燃料の熱的性能を確認するため、高速実験炉「常陽」においてAm含有MOX燃料の高線出力での照射試験を実施した。本報告では、照射試験に供した「もんじゅ」仕様を模擬した低密度のMOXペレットの製造及び燃料要素の加工に関して報告する。燃料ペレット製造では、Am含有率の高いPuO粉末及び濃縮UO粉末を原料粉末とし、均一化混合,ポアフォーマ(密度降下剤)及びバインダの添加混合,造粒,ルブリカントの添加混合,成型,予備焼結及び焼結を行い、燃料ペレットを得た。試験パラメータである燃料ペレットのO/M比及びペレット/被覆管ギャップ幅は、雰囲気制御下での熱処理及び外周研削により、それぞれの試験パラメータの目標値となるように調整した。燃料要素加工では、燃料ペレット及び各部材をSUS316相当ステンレス鋼製被覆管に充填し、タグガス雰囲気を模擬するためにKrを9%混合したHeガス雰囲気中(1気圧)で端栓を溶接して燃料要素を得た。
橋本 周; 手塚 広子*
no journal, ,
放射性物質輸送において核種ごとの危険度を考慮した表面密度限度値が取り入れられた場合、核種別の表面汚染管理を行うための理想的な方法は、スミヤ法により表面汚染のサンプルを採取し、それの核種定量分析により核種毎表面汚染評価を行うことである。しかしこれには線核種分析だけでなく
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線核種分析が必要となるとともに分析にも時間がかかるのが難点であり、輸送物の汚染検査実務には現実的方策ではない。発表では、実務的手法として、輸送物の取扱環境などを考慮して表面汚染の代表核種を選定し測定評価する方法を提案する。