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口頭

MOX燃料製造用造粒設備の開発

鈴木 満

no journal, , 

「もんじゅ」用燃料ペレットには、照射時のスエリングを抑えるため、低スミヤ密度燃料が採用されており、MOX粉末に密度降下剤(Pore Former: PF)を加え、焼結密度が理論密度に対しノミナル値で85パーセントとなるよう製造されている。PFはMOX粉末に比べ比重が約10分の1と小さく、MOX粉末中に均一に分散させるためには、造粒前にPFを加え、造粒したMOX粉末内にPFを閉じ込めることが重要である。造粒処理は、まずMOX粉末をタブレット状に粗成型し、ロール解砕装置で解砕後、分級装置で所定の粒径(約250から850$$mu$$m)の顆粒に分級するものであるが、分級範囲外の粉末は、再度、造粒処理を繰り返している。このため粒小の造粒粉末では、MOX粉末とPFが分離し、PFの偏析が起こり、焼結密度のバラツキが増大している。そこで、造粒粉末の粒径を制御し、分級範囲外の粉末の発生量を抑えることのできる造粒設備を開発した。

口頭

酸化物分散強化型鋼の溶接技術開発,12; 人工欠陥を用いた強度評価

関 正之; 木原 義之; 平子 一仁*; 本木 和彦*; 塚田 竜也*

no journal, , 

酸化物分散強化型(ODS)鋼被覆管の接合技術として、加圧抵抗溶接法の開発を行っている。加圧抵抗溶接部に発生する接合欠陥は、接合境界部に間隙を有する剥離欠陥が主であり、この剥離欠陥の許容寸法を明確にするため、人工的に剥離欠陥を製作し、剥離欠陥部から破壊させることができる試験検査法の選定及び剥離欠陥寸法と強度について試験を行ったので報告する。

口頭

NWASの導入と測定経験について

在間 直樹; 中島 伸一; 金田 弘司; 門 一実

no journal, , 

200リットルドラム缶に封入されたウラン廃棄物のNDA測定を中性子及び$$gamma$$線を用いて測定する装置の開発試験を行ったので、その状況を報告する。測定装置は中性子線測定用として16本のヘリウム-3比例計数管と$$gamma$$線測定用として大口径NaI(Tl)シンチレーション検出器を兼ね備えている。種々のマトリックスと異なる化学形・濃縮度のウラン線源を200リットルドラム缶に装荷して試験を行った。1年に渡る試験の結果、装置の特性を把握することができ、近々人形峠環境技術センター製錬転換施設に貯蔵されているウラン廃棄物ドラム缶の測定を開始する予定である。本研究は米国ロスアラモス国立研究所との共同研究に基づくものである。

口頭

高温工学試験研究炉(HTTR)による物質創成技術及び新型燃料利用の検討,1; 全体概要

片山 昌治*; 高松 邦吉; 沢 和弘; 高木 直行*; 大岡 靖典*; 山崎 正俊*

no journal, , 

豊田通商及び原子燃料工業との共同研究を通して、今後、自動車を代表とする日本のハイテク産業に役に立つ高温ガス炉の新たな利用として、豊田通商を中心とした(1)HTTRを用いたシリコンドーピング,(2)特定希土類の核変換による物質創成技術の開発、さらに原子燃料工業を中心とした(3)トリウムを含む新型燃料の利用の技術開発について検討を進めることとした。具体的には、(1)回転照射及び軸方向に濃度の異なるボロンフィルターを適用することで径・軸方向ともに均一度の高いSi半導体を製造可能であること,(2)相場価格と比較するためのSmとLuの生成コスト,(3)照射ブロックにおける燃料核をトリウム80%,ウラン20%の混合燃料核とした場合、許認可上の反応度欠損上限である1.8%dk/kに比べ小さく、HTTRへの装荷・運転が可能であること、等がわかった。将来、ハイテク産業と原子力産業が一体となって、地球温暖化対策,資源の有効利用等で、持続可能な社会の構築に貢献できる可能性があり、本報では全体概要を紹介する。

口頭

人工海水中におけるガラス固化体の浸出挙動

前田 敏克; 大森 弘幸*

no journal, , 

地下水の流れが遅い地層処分場では、ガラス固化体は、短期的には主構成元素Siの浸出を伴い速く溶解するものの、長期的にはガラス固化体周辺の液中Si濃度が高く維持され、化学親和力が低下し、非常に遅い速度で溶解するとされている。一方で、浸出したSiが地下水中に含まれる成分とともに安定なケイ酸塩鉱物を析出すると、液中Siが消費され、化学親和力の大きい状態が維持されることによりガラス固化体の溶解が抑制されない可能性がある。本研究では、人工海水中でガラス固化体の浸出試験を行い、海水成分がガラス固化体の溶解に及ぼす影響について検討した。その結果、人工海水中では、脱イオン水中に比べて液中Si濃度が低く抑えられ、ガラス固化体の溶解量が多くなることがわかった。また、人工海水中に含まれるMg濃度の減少が認められた。これらの結果から、人工海水中では、海水成分であるMgとガラス固化体から浸出したSiによりマグネシウムケイ酸塩鉱物が生成され、液中Siが消費されることによって、ガラス固化体の溶液に対する化学親和力の大きい状態が維持され、ガラス固化体の溶解が抑制されなかったものと考えられる。

口頭

高アルカリ条件下におけるモンモリロナイト圧縮体の溶解速度のOH$$^{-}$$活量依存性

澤口 拓磨; 角脇 三師*; 向井 雅之; 塚田 学; 前田 敏克; 田中 忠夫

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分システムにおいて止水機能が期待されているベントナイト系緩衝材は、処分施設で使用されるセメント系材料に起因する高アルカリ性地下水により長期的に劣化することが指摘されている。本研究では、高アルカリ性地下水によるベントナイト系材料の長期的な劣化挙動を評価するため、ベントナイトの主要鉱物であるモンモリロナイトの溶解速度のOH$$^{-}$$活量依存性を調べた。モンモリロナイトを圧縮成型した試料を温度130$$^{circ}$$C、OH$$^{-}$$活量0.06-0.6mol dm$$^{-3}$$の溶液に浸漬する試験を実施した結果、モンモリロナイトの溶解速度はOH$$^{-}$$活量の1.1乗に比例することがわかった。また、純粋なモンモリロナイトの溶解速度の知見に基づき、シリカ等随伴鉱物を含むベントナイト系緩衝材の溶解挙動を推察するとともに、溶解速度解析における不確実性を低減する可能性を示した。

口頭

アルカリ条件下における圧縮ベントナイトの透水係数変遷評価手法の開発,1; 長期透水試験の概要

塚田 学; 角脇 三師*; 向井 雅之; 澤口 拓磨; 片岡 理治; 前田 敏克; 田中 忠夫

no journal, , 

高レベル放射性物質の地層処分システムにおいて止水機能が期待されているベントナイト系緩衝材は、処分施設で使用されるセメント系材料に起因する高アルカリ性地下水により長期的に劣化することが指摘されている。本研究では、高アルカリ性地下水によるベントナイト系材料の長期的な劣化に伴う止水性への影響を評価した。そのため圧縮ベントナイトの乾燥密度とベントナイト配合率,変質溶液のNaOH濃度と温度をパラメータとして、アルカリ変質させた圧縮ベントナイトの透水係数を測定した。これまでの結果から、圧縮ベントナイトのアルカリ変質が進行すると、透水係数が上昇する傾向が観察されている。

口頭

高速増殖炉サイクル実用化研究開発における燃料取扱設備の検討,6; JSFR燃料取扱システムの安全性検討

近澤 佳隆; 加藤 篤志; 鵜澤 将行*; 戸澤 克弘*; 千代 亮*; 小幡 宏幸*; 西山 昇

no journal, , 

高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)ではJSFRのための簡素化燃料取扱設備の検討を行っている。本研究ではJSFR燃料取扱設備における起因事象の抽出及び主要な事象における評価を実施した。

口頭

On the cell homogenization for a lattice composed of asymmetric unit cells

千葉 豪; Van Rooijen, W. F. G.*

no journal, , 

非対称単位格子で構成される格子の特性について検討した。方向依存の均質全断面積を導入することにより、単位格子が非対称の場合であっても、通常の単位格子での均質化に基づく従来の決定論的手法により参照解をよく再現する解を得られることを示した。

口頭

シビアアクシデント晩期の格納容器内ソースターム評価,20; 格納容器内における有機ヨウ素生成モデル

森山 清史; 千葉 慎哲; 田代 信介; 中村 秀夫; 中村 康一*

no journal, , 

シビアアクシデント時の格納容器内における有機ヨウ素生成には、壁面の塗膜に残存する有機溶媒の溶出,その放射線分解による有機ラジカルの生成、それとヨウ素の反応などがかかわる。原子力機構で開発したヨウ素挙動解析コードKicheについて、このような有機ヨウ素生成にかかわるモデルとして、ペイントからの有機物溶出及び低酸素雰囲気に適用できる有機ヨウ素反応モデルを開発した。本モデルを用いて、原子力機構での実験及びカナダAECLのRTF実験の解析を行い、実験結果をよく再現できることを示した。

口頭

シビアアクシデント時の格納容器内の現実的ソースターム評価,6; 格納容器内ガス状よう素再放出挙動試験と解析

森山 清史

no journal, , 

平成17-21年度に原子力安全基盤機構からの受託研究として格納容器内におけるヨウ素化学挙動に関する研究(ガス状ヨウ素試験,ヨウ素化学挙動モデル開発)を実施した。ガス状ヨウ素試験においては、種々の条件でCsI水溶液の$$gamma$$線照射を行う小型試験により、放射線化学反応によるガス状ヨウ素放出におけるpH,温度,有機物,気相成分等の影響に関するデータを得た。また、試験データについてヨウ素化学挙動解析コードにより検討した。

口頭

アルカリ条件下における圧縮ベントナイトの透水係数評価手法の開発,2; 物質移行-変質連成計算コードによる解析

片岡 理治; 向井 雅之; 澤口 拓磨; 塚田 学; 角脇 三師*; 前田 敏克; 田中 忠夫

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分システムにおいて止水機能が期待されているベントナイト系緩衝材は、処分施設で使用されるセメント系材料に起因する高アルカリ性地下水により長期的に劣化することが指摘されている。本研究では、高アルカリ性地下水によるベントナイト系材料の長期的な劣化挙動を評価するために開発したコードの適用範囲等を明らかにするため、ベントナイト透水係数に関する実験データを用いた検証計算を実施した。ベントナイト-砂混合圧縮成型体をアルカリ溶液にて変質させた試料を用いた長期透水試験の実験結果に対し、物質移行-変質連成解析計算コードを用いて解析を行った。実験値と比較した結果、モンモリロナイトの変質が50%以下であれば、透水係数の解析結果は実験値をよく再現しており、ベントナイト系緩衝材の止水機能における変動幅を当該コードによって評価できる見通し並びにその適用範囲を示した。

口頭

核燃料サイクル技術とインフラ整備の進展に対応した水冷却高速炉FLWRの炉心設計

内川 貞夫; 中野 佳洋; 大久保 努

no journal, , 

軽水炉技術に立脚した水冷却高速炉FLWRの炉心として、MOX燃料棒とUO$$_{2}$$燃料棒を集合体内で非均質(アイランド型)に配置したFLWR/MIX設計概念をもとに、プルサーマル用MOX燃料加工等の軽水炉サイクルインフラを利用した導入フェーズ、高速炉サイクルへ移行するフェーズ、燃料再処理等の高速炉サイクルインフラを利用して運転するフェーズについて、各フェーズでのニーズや制約条件に対応したPu利用を実現する設計概念を構築し、その性能を評価した。

口頭

TIARAの高エネルギー準単色中性子校正場における高精度フルエンス導出法の確立

志風 義明; 谷村 嘉彦; 堤 正博; 吉澤 道夫

no journal, , 

20MeV以上の中性子エネルギー中性子に対する校正場は、国内で未整備である。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの数十MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、標準校正場の開発を進めている。加速器を用いた校正場の利用のためには、高精度のフルエンス導出法の確立が必要である。そこで、反跳陽子カウンターテレスコープを開発して、校正点におけるフルエンスを絶対測定により精度よく測定した。また、フルエンスを直接モニタできる透過型のフルエンスモニタ及びユーザーフレンドリーな計数システムを開発した。さらに、絶対測定の結果をもとに値付けしたフィッションチェンバを実用基準検出器として利用し、実験ごとにモニタの換算係数を求める校正手法を決定した。これらにより中性子フルエンスの高精度な導出法を確立し、国内唯一の数十MeV領域の高エネルギー中性子校正場の基本条件が完成した。

口頭

代理反応の理論研究の現状

千葉 敏; 緒方 一介*; 橋本 慎太郎; 有友 嘉浩

no journal, , 

代理反応の理論研究の状況を説明する。これまでに発表した半古典的な模型に加えて、量子力学なチャンネル結合模型を用いて2中性子移行で生成される原子核のスピン分布の推定を行った。また、重イオン入射反応と軽イオン入射反応による代理反応は、反応機構の違いに応じた特徴的な角度分布を生成することもわかった。

口頭

「ふげん」におけるクリアランスモニタの性能確認

川越 慎司; 東浦 則和; 後藤 哲夫*

no journal, , 

「ふげん」に設置したクリアランスモニタについて、換算係数の相対誤差r2及びバックグランド変動に起因する相対誤差r1のデータを取得したうえで、「検出限界値」を算出し、換算係数の妥当性を確認した。

口頭

JRR-3における天然Mo照射による$$^{99}$$Mo生成量の検討

米田 政夫; 広瀬 彰; 反田 孝美; 和田 茂; 石川 幸治*

no journal, , 

現在、核医学の分野で多く使用されている放射性医薬品であるテクネチウム99m($$^{99m}$$Tc)の安定供給について、多くの国がその実現可能性の検討を行っている。我が国では、JMTRが主体となってこの実現に向けた準備を進めており、JRR-3がその補完的役割を担うことが期待されている。現在、$$^{99m}$$Tcの親核種である$$^{99}$$Moの製造手法は高濃縮ウランを核分裂することにより生成しているが、この手法では高濃縮ウランの使用及び他の核分裂生成物の発生等の問題がある。このため、ウランの核分裂を使用しない方法として、天然Moを用いて$$^{98}$$Mo(n,$$gamma$$)$$^{99}$$Mo反応による$$^{99}$$Mo生産が検討されている。そこで、本評価において、JRR-3の各照射孔を使用した場合の$$^{98}$$Mo(n,$$gamma$$)$$^{99}$$Mo反応による$$^{99}$$Moの生産量について核計算コードMVPを用いた解析により明らかにした。計算体系において、実体系に近くなるようにキャプセル及び酸化モリブデンペレット等のモデリングを行うことにより計算精度向上を図った。解析の結果、垂直照射設備RGを使用することにより、7日照射で約31TBq(約800Ci)、1運転サイクルでは約93TBq(約2500Ci)の$$^{99}$$Moを生産できることがわかった。

口頭

セリウム媒体電解酸化法を用いたTRU廃棄物除染にかかわる基礎試験

石井 淳一; 小林 冬実; 内田 昇二; 住谷 正人; 梅田 幹

no journal, , 

再処理施設等から発生するTRU廃棄物の発生量低減化技術の開発を目的として、二次廃棄物発生量が少ない特徴を有するセリウム媒体電解酸化法による除染技術に関するコールド基礎試験を実施した。試験により、金属材表面の溶解速度,除染液の再利用回数等のデータを取得した。

口頭

Zr-Nb合金の水素化及び照射効果に関する研究; Zr-H二元系原子間ポテンシャルの開発

宇田川 豊; 山口 正剛; 阿部 弘亨*; 関村 直人*

no journal, , 

ジルコニウム結晶中における水素化物の核形成はおもに転位・積層欠陥・粒界等の欠陥への水素偏析に端を発すると考えられる。水素化物核形成の素過程解明のため、これらの面欠陥と水素の相互作用を適切に取り扱うことのできるジルコニウム-水素二元系原子間ポテンシャルの開発に取り組んだ。第一原理計算評価値及び実験データを参照解とし、原子埋め込み法により定式化したポテンシャル関数を3次スプライン関数として合わせ込むことにより、積層欠陥,自由表面,空孔と水素の結合エネルギーをよく再現するポテンシャルパラメータを決定した。

口頭

七フッ化ヨウ素ガスを用いた系統除染に関する基礎的研究,1; プラント運転データを用いたウラン化合物付着メカニズムと速度の推定

横山 薫; 秦 はるひ; 杉杖 典岳; 百武 徹*; 武藤 明徳*; 笹倉 万里子*; 箕輪 弘嗣*; 鈴木 和彦*

no journal, , 

七フッ化ヨウ素を用いた除染手法は、ウラン濃縮プラントのような六フッ化ウランを取り扱った施設の系統除染手法として知られている。本報告では、七フッ化ヨウ素を用いた系統除染のメカニズムを分子レベルで解明することを目指した研究のための基礎的情報の整備として、プラント運転データを用いた、プラント機器内部に付着するウラン化合物である四フッ化ウランの生成過程の推定結果、四フッ化ウランの付着速度の推定結果及び四フッ化ウランと七フッ化ヨウ素の活性化エネルギーについて報告する。

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