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國分 陽子; 鈴木 大輔; Lee, C. G.; 間柄 正明; 木村 貴海; 篠原 伸夫
no journal, ,
保障措置環境試料分析法のパーティクル分析技術の開発では、今後利用の拡大が予想されるMOXから生成する粒子の分析法開発が重要な課題となってきているが、MOX粒子の同位体比同時測定法は開発されていない。本研究では、原子力機構で開発した表面電離型質量分析装置による測定法「連続昇温測定法」の昇温条件を最適化することにより、極微量MOX試料中に含まれるプルトニウムやウランを化学分離することなく、両元素の同位体比を同時に測定する方法を開発した。プルトニウム同位体比標準溶液及びウラン同位体比標準溶液を混合した試料を用いて測定条件の最適化を行った。種々の検討により決定した昇温条件で測定したところ、
Pu/
Pu比及び
U/
Uはそれぞれ保証値と一致し、各同位体のイオン強度も最大を示した。このように、連続昇温法の適用によりMOX中の極微量のPuとUを化学処理することなく、両元素の同位体比の同時測定が可能になり、この結果は保障措置環境試料パーティクル分析のための有効な手法として期待される。
藤原 武; 照沼 直広; 中山 真一
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物に含まれる主要な発熱性核種であるSr-90及びCs-137を含む元素群(以下、「発熱性元素群」と呼ぶ)を分離・回収し、必要に応じて保管して発熱量を減衰させることによる処分場設計の柔軟性向上の可能性などに着目し、回収した発熱性元素群を含む廃棄物の特性評価を進めている。発熱性元素群の分離回収方法の一つとして、無機イオン交換体(天然ゼオライトと含水チタン酸の混合物)による吸着法が提案されている。SrとCsを吸着した無機イオン交換体を、ホットプレス装置によって圧力をかけながら加熱して成型と焼結を同時に行った結果、無機イオン交換体は成型・焼結の過程で体積が1/2から1/3にまで圧縮され、コンパクトなSr-Cs焼結体とすることが可能であった。本試験で調製した焼結体は、その母材にゼオライトを含む場合には不均質な焼結体となり、チタン酸のみからなる焼結体は外見上均質な焼結体となった。
高瀬 和之; 菖蒲 敬久; 月森 和之; 村松 壽晴
no journal, ,
ナトリウム(Na)冷却高速増殖炉の実用化段階では、現行軽水炉と同等以上の保守・補修性の確保が必要である。特にNaと水とのバウンダリを形成する蒸気発生器の伝熱管については、プラント寿命中の健全性を確保する補修技術の確立が不可欠となる。そこで、3次元微細加工が可能なファイバーレーザー照射による微細貴金属粉溶接技術を、実用化段階におけるナトリウム冷却高速増殖炉に対する保守・補修技術として標準化することを目的として本研究を開始した。本報は、シリーズ発表の5番目であり、ファイバーレーザー照射時の微細貴金属粉の溶融挙動の詳細把握を目的として予備的に実施した数値解析の結果について報告する。本研究によって、溶融挙動の高精度予測には、金属粉の熱物性値が大きく影響すること及びレーザー照射による熱量を正確に模擬することが重要であることがわかった。
山田 知典; 新谷 文将
no journal, ,
原子力機構では原子力プラント全体の耐震シミュレーションを実現可能な3次元仮想振動台の構築を行っている。原子力プラントは多くの部品から構成されるアセンブリ構造物であり、これらの部品の挙動を連成させた全体シミュレーションを行う必要がある。また実稼働中の原子力プラントを取り扱うためには熱,流体等の効果を考慮したマルチフィジックスシミュレーションへの展開が期待されている。本講演では仮想振動台の実現に向け、高並列環境において各部品ごとに独立に生成されたシミュレーション情報を強に連成させることを可能とする解析プラットフォームの構築及び性能評価について述べる。
桂井 清道; 近藤 賀計; 鷲谷 忠博; 明珍 宗孝; 黒田 一彦*; 西川 秀紹*; 滝澤 毅幸*; 山下 一彦*
no journal, ,
高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)の一環として開発中の回転ドラム型連続溶解槽に使用する軸受の耐久性試験結果から得られた知見を報告する。溶解槽は高線量下に置かれるため無潤滑タイプの軸受の使用が望まれるが、転がり軸受を使用する場合は揺動での切替え動作時にすべり摩擦を繰り返し生じることから高荷重に耐える軸受機種の選定には厳しい制約がある。ここでは無潤滑タイプの機種候補としてオールセラミックス転がり軸受,ハイブリッド転がり軸受,カーボンすべり軸受及び空気軸受を対象とした小型規模の耐久性試験を実施し、候補機種の絞込み結果と改善策を紹介する。
西川 弘之; 鬼沢 邦雄
no journal, ,
加圧熱衝撃時における原子炉圧力容器の健全性評価手法に関する規格・基準の妥当性確認に資することを目的に、原子力機構では確率論的破壊力学解析コードPASCAL2の整備を進めている。本研究では、肉盛溶接部に着目したPASCAL2の解析機能のうち、き裂進展評価法の改良を行った。改良したPASCAL2コードを用いて、き裂進展モデル及び肉盛溶接により生じる残留応力分布が破壊確率に及ぼす影響を評価した。この結果、過渡事象の種類に対応して、これらのモデル及び分布は、破壊確率に対し2倍以上の影響を及ぼすことが示された。
瀬川 麻里子; 甲斐 哲也; 酒井 卓郎; 篠原 武尚; 中村 龍也; 松林 政仁; 原田 正英; 及川 健一; 前川 藤夫; 大井 元貴; et al.
no journal, ,
非破壊での2次元可視化元素分析技術は基礎科学,応用科学,産業分野などからその開発・高度化が期待されている。本研究はパルス中性子を用いた2次元TOFイメージングによる核種毎の可視化・計測を目指した新技術の確立を目的とする。これまで原子力機構が開発した高速度撮像中性子ラジオグラフィ技術(HFR-NR)を基盤技術として、高速度カメラを使用した連続TOFイメージング実験をJ-PARCで実施した。本実験により中性子の共鳴特性を利用することで元素同定が可能であることを実証した。
高井 俊秀; 中桐 俊男; 稲垣 嘉之
no journal, ,
原子力機構では、水を原料とした高速増殖炉用水素製造技術として、硫酸の合成・分解反応を組合せた熱電併用プロセス(ハイブリッド熱化学法)に基づく工学試験装置を開発し、システム成立性を確認するための実験を進めている。本報では、システム高効率化のため試作した改良型SO
電解器の試験運転結果について報告する。
増田 賢太; 本田 明; 藤田 英樹*; 根岸 久美*
no journal, ,
セメント系材料と地下水との反応により、セメント系材料中の化学的状態の変化や透水性等の物理的特性の変化が起こる。このため、核種の移行挙動や他のバリア材への影響を評価するためには、セメント系材料と地下水との反応とそれに伴う化学的・物理的な状態変化を評価する必要がある。今回は、OPCペースト硬化体と人工海水との反応とそれに伴う透水性の変化を検討した。OPCペースト硬化体の透水係数は、人工海水の通水により低下した。
中山 浩成; 永井 晴康
no journal, ,
大気・陸域・海洋での放射性物質の移行挙動を包括的に予測できるSPEEDI-MPにおいて、原子力施設からの通常運転・事故時放出による放射性物質の拡散問題に対し、LES(Large-Eddy Simulation)を用いた局所域高解像度大気拡散モデルの開発を行っている。今回は、建屋の影響を受けた拡散挙動の再現性を調べるための試験計算として、建屋屋根面から排出された放射性物質拡散に関する数値シミュレーションを行い、本モデルの性能評価を行った。計算結果を既往の風洞実験結果と比較すると、建物周辺での平均風速・乱流強度がよく整合し、複雑乱流挙動がよく再現されていることが確認できた。さらに、平均濃度・変動濃度・瞬間高濃度などについても風洞実験と同様な結果が得られており、本数値シミュレーションモデルの妥当性が実証された。
石田 倫彦; 稲野 昌利; 青嶋 厚; 須藤 俊幸; 村松 健; 上田 吉徳*
no journal, ,
機器故障率データはPSAの重要な要素であるが、再処理施設を対象とした機器故障率データで公開されているものはほとんどなく、原子力発電所の機器故障率データを援用しているのが現状である。一方、東海再処理施設では、1977年のホット運転開始以降の設備保全記録を「東海再処理工場設備保全管理支援システム」(TORMASS)としてデータベース化してきている。そこで、再処理施設を対象とした機器故障率データの整備に資するため、H17年度よりJNESからの受託業務として、TORMASSの保全データに加え同施設の運転データや運転にかかわる知見を活用した機器故障率算出を実施していることから、同故障率算出業務の概要を報告する。
鈴木 大輔; 國分 陽子; Lee, C. G.; 間柄 正明; 木村 貴海; 篠原 伸夫
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表面電離型質量分析装置による同位体比測定では、分子イオンの影響がほとんどないことから高精度の測定が可能である。しかし、保障措置環境試料の場合、分析対象とするウラン量が極微量のため、従来の表面電離型質量分析法を適用した場合、測定前に試料が消費されてしまうなど、測定困難な場合がある。本研究ではミクロンサイズ粒子に相当する数pg(10
g)レベルのウランの精密な同位体比測定を可能にする表面電離型質量分析装置を用いた連続昇温法の開発を行った。フィラメント電流値を徐々に上げ高いイオン強度を保ち、そのデータから同位体比を算出するなど測定条件及び同位体比算出法を明確に定めることにより精度の高い同位体比測定が可能となった。
藪内 聡; 山中 義彰
no journal, ,
地層処分にとって重要な地質環境特性を調べる地質環境調査を適切に進めるうえでは、目的に沿って柔軟に調査,解析,評価の一連の流れを適宜最適化することが必要であり、これまで蓄積されてきた経験やノウハウなどに基づく知識を活用することが重要である。このような知識をデータベースとして保管し、活用するシステムの構築を目指して、地質環境調査のうち物理探査を対象として、計画の立案からデータ取得,解析に至るまでの作業の流れをタスクフローとして整理したうえで、北海道幌延町の沿岸域において実施された物理探査を事例として一連の作業に伴うノウハウや判断根拠等の抽出・整理を行った。高密度反射法地震探査の計画立案では、既往の探査結果における不十分な情報を補うという基本的な考えや調査対象とする地質構造に直交する方向に探査測線を計画する点が重要なノウハウとして抽出された。海域電磁探査のデータ取得に関しては、漁業の操業や航行船舶の運行あるいは天候などの状況確認や波浪や海流の影響によるノイズの発生など海域探査特有の知見が得られた。
堀口 賢一; 菅谷 篤志; 田中 憲治; 圷 茂
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廃溶媒を処理する際に発生するリン酸廃液は、リン酸二水素ナトリウム(以下、NaH
PO
とする)を主成分とするpH4程度の酸性廃液である。当該廃液をセメント固化する場合、リン酸塩がセメント水和反応を阻害するため硬化不良の原因となる。そのためNaHPO充填率が低いことが問題であった。そこで、セメント系材料を使用せず、かつ廃棄物であるリン酸イオンを固化剤として利用できるリン酸マグネシウム固化方法を検討した。本報告では、ビーカー規模の固化試験結果及び固化体物性について報告する。
玉置 等史; 吉田 一雄; 石田 倫彦; 村松 健; 上田 吉徳*
no journal, ,
再処理施設の運転経験を反映した故障率はほとんど公開されていないため、再処理施設を対象としたPSAにおける評価対象事象の発生頻度評価では、原子力発電所等で整備した故障率を援用して評価を行っている。援用の適否の判断は、専門家に依存する部分が大きいことから、援用の適切性の判断の参考情報として、援用故障率の候補である他施設の既存機器故障率や機器バウンダリ等の基本情報の調査及び故障率援用に関する注意事項を整理し、専門家に提供することで、発生頻度評価の品質向上が図れる。本報告ではこのような観点から実施している援用故障率データの調査・整理・分析について述べる。
星野 貴紀; 荻野 英樹; 荒井 陽一; 加瀬 健; 中島 靖雄
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原子力機構では、遠心抽出器の開発を進めている。本報告では、小規模試験をターゲットとした小型遠心抽出器(ロータ内径13mm)の設計をし、その性能とロータ設計方法の検証のため実施した流動性能評価試験について報告する。
永井 晴康; 寺田 宏明; 西沢 匡人; 中山 浩成
no journal, ,
原子力緊急時対応システムとして開発したSPEEDI, WSPEEDIを発展させ、さまざまな環境研究に適用可能な数値環境システムSPEEDI-MPの開発を進めている。SPEEDI-MPの大気拡散モデル開発では、現有モデルの精度向上と機能拡張を進めるとともに、新規モデルの開発や導入により適用範囲の拡張を図っている。現有モデルの機能拡張として、WSPEEDIの大気力学モデルと粒子拡散モデルについて、六ヶ所再処理施設の環境影響評価に適用するための改良と性能評価を進めている。また、新規モデルとして、施設近傍での建造物の影響を受けた気流・乱流・拡散場を数m程度の計算格子で再現可能な高分解能大気拡散モデルを構築し、施設近傍での詳細拡散予測や安全審査における風洞実験の代替手段としての利用のほか、都市域での有害物質拡散予測に適用することを目指している。さらに、全球化学物質輸送モデルMOZART2の導入を行い、過去約50年間に世界の再処理施設から放出されたI-129の全球スケールの拡散解析を進めている。
Cm
O
の熱伝導度西 剛史; 高野 公秀; 赤堀 光雄; 荒井 康夫
no journal, ,
マイナーアクチノイド(MA)含有酸化物燃料の研究開発では、Cm添加に伴う燃料の物性変化を評価することが重要な課題の一つと考えられている。そこで本研究では、Cm含有酸化物の熱物性取得の一環としてPuCm酸化物固溶体を調製し、レーザフラッシュ法により熱拡散率を、投下型熱量法により比熱を測定し、実測に基づく熱拡散率と比熱の値からPuCmO及びPuCmO
の熱伝導度を算出した。473, 523, 573Kにおける熱伝導度の経時変化で見られる熱伝導率の低下は、
崩壊による格子欠陥の蓄積の影響を考慮したフィッティング曲線と良い一致を示したため、
Cmの崩壊による格子欠陥の蓄積に起因していることが明らかとなった。また、未損傷状態の理論密度におけるPuCmOの熱伝導度はPuCmOの熱伝導度よりも大きいことが観察され、酸化物で一般的に見られる酸素欠陥による熱伝導度の低下についても観察された。さらに、PuCmOの熱伝導度はPuOの熱伝導度と大きな差がないことも明らかとなった。
上田 吉徳*; 石田 倫彦; 玉置 等史; 村松 健
no journal, ,
我が国では原子力安全規制へのリスク情報の活用が検討されている。原子力安全基盤機構では、再処理施設のPSA手順整備に資するため同施設で想定される各種事象に対するPSAの適用研究を行っている。その一環として、再処理施設のPSAにおける発生頻度評価の品質向上に資するため、再処理施設を対象とした機器故障率データの整備を実施している。実施内容は大きく2つに区分され、1つは、我が国で唯一の運転経験である、原子力機構東海再処理施設の保全データを活用した故障率データの算出である。1つは、各種データベース中の援用データ候補について、援用データの適切性の判断にかかわる情報を調査する援用データの調査・整理・分析である。本報告では再処理施設を対象とした機器故障率データの整備の背景及び全体概要を述べる。
安藤 真樹; 福島 昌宏; 岡嶋 成晃; 山本 徹*; 安藤 良平*
no journal, ,
軽水炉MOX炉心の中性子スペクトルを模擬する試験体系をFCAに構成し、ウラン及びプルトニウムのサンプルを用いたドップラー反応度を測定し、MOX燃料のドップラー反応度評価に資するデータを取得することを計画・実施中である。本発表では、その全体計画と第1試験として実施したウラン炉心でのウランサンプルを用いたドップラー反応度測定及び解析の結果を報告するものである。本試験では、JENDL-3.3及びこれまでのFCA実験において実績のある解析手法を用い実験解析を行った結果、臨界性やドップラー反応度について良好な解析予測精度が得られることを確認した。