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大釜 和也; 原 俊治*; 太田 宏一*; 永沼 正行; 大木 繁夫; 飯塚 政利*
no journal, ,
柔軟性の高いMA回収・核変換技術開発の一環として、全炉心に約20wt%の高濃度MA含有金属燃料を装荷できる高効率MA核変換用SiC/SiC複合材装荷金属燃料炉心を構築した。
藤 暢輔; 土屋 晴文; 大図 章; 古高 和禎; 北谷 文人; 米田 政夫; 前田 亮; 小泉 光生
no journal, ,
原子力機構では欧州委員会-共同研究センター(EC-JRC)との共同研究を実施しており、従来の非破壊測定(NDA)では対応できない高線量核燃料物質に適用できるNDAを開発している。本研究開発では、アクティブ中性子法(ダイアウェイ時間差分析法: DDA、中性子共鳴透過分析法: NRTA、即発ガンマ線分析法: PGA、遅発ガンマ線分析法: DGA)を高度化し、さらにそれらを組み合わせて、それぞれの特長を生かすことによって高線量核燃料物質のためのNDAの確立を目指している。平成27年度からフェーズIとして低線量核燃料測定のための研究開発を実施しており、平成30年度からはフェーズIIとして高線量核燃料測定のための研究開発を実施している。本講演では、プロジェクトの概要と、平成27年度から平成29年度までのフェーズIで得られた知見をもとに実施したシミュレーションによる装置開発や今後の計画について述べる。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部である。
大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
原子力機構では、核不拡散・核セキュリティに資する使用済み核燃料及び核変換用MA-Pu燃料等の高線量核物質の測定法を確立するため、アクティブ中性子法による非破壊測定(NDA)技術を開発している。そのNDA技術の一つであるダイアウェイ時間差分析(DDA)は、外部より中性子を照射して核燃料物質の核分裂反応を発生させ、その反応で放出される中性子を測定して核燃料物質量を定量する方法である。このため、使用済み核燃料等の高線量核物質を測定する際には、核燃料物質以外のCm等からの自発核分裂中性子の影響を受ける。本研究ではCm等からの妨害中性子(バックグランド)を模擬するために
Cf線源を用い、DDA装置内での妨害中性子の強度を変化させてDDA測定への影響を調査した。その結果、Cf線源からの妨害中性子強度が増加するにつれてバックグランドレベルは上昇したが、再処理プロセスでの溶解槽溶液に含まれるCmの自発核分裂中性子強度の10倍までは、DDA測定に影響がないことを確認した。本研究開発は、文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業費補助金」事業の一部である。
の基礎特性の評価,1; 実験的アプローチ加藤 正人; 土持 亮太; 松本 卓; White, J.*; McClellan, K.*
no journal, ,
室温から融点近傍までのCaFの基礎物性について実験的に評価した。特にCaFの高温比熱に着目し、フレンケル欠陥の生成及びブレディック転移の影響について評価した。得られた成果は、計算科学による評価の検証用データとして用いた。
三輪 周平; 堀口 直樹; 宮原 直哉*; 中島 邦久; 鈴木 恵理子; 井元 純平; Liu, J.; 唐澤 英年; 逢坂 正彦
no journal, ,
軽水炉等シビアアクシデント時における核分裂生成物化学挙動を評価するためのデータベースECUME(
ffective 
hemistry database of fission products 
nder 
ultiphase raction)を開発した。ECUMEの化学反応速度データセットには主要な化学反応とその速度定数を収納しており、セシウムやヨウ素の化学挙動へのモリブデンやBWR制御材ホウ素の影響等を速度論的に評価できることに特徴を有する。これにより環境への放出までの格納容器や建屋等の低温領域における化学形態や割合の予測精度の向上が期待される。
橋本 孝和; 岡野 正紀; 田口 克也; 永里 良彦
no journal, ,
再処理施設は、多数の施設が点在し、小口径配管や小型機器が多く系統も複雑であるうえ、広範囲に汚染されている。このような特徴を踏まえ、廃止措置計画の策定に当たり、廃棄物発生量及び廃止措置費用の評価は、複雑かつ複数の施設に対して共通的な条件下で合理的に行った。廃棄物は、施設ごとに全ての対象物をリスト化し、過去の工事実績や廃棄物容器の条件及び想定される処分場の濃度条件等から、処分区分毎の重量及び廃棄体数に整理した。廃止措置費用のうち、解体費は、他の原子力施設の実績から施設の特徴や構造、解体方法の類似性を考慮した評価式に基づき算出し、廃棄物の処理処分費用は、廃棄体化処理施設の建設・運転費を考慮のうえ、廃棄体数に処理や処分の単価を乗じて求めた。本発表では、廃棄物発生量及び廃止措置費用の算出の考え方について報告する。
吉川 信治; 佐藤 一憲
no journal, ,
福島第一原子力発電所3号機の事故時に計測された圧力容器(RPV)及び格納容器(PCV)の圧力変化を再現する水蒸気と水素の発生履歴、及びRPVからの気相漏洩規模を、熱流力解析コードGOTHICを用いて逆算定した。解析した期間は、炉内の水位が燃料有効部頂部(TAF)に到達してから、原子炉自動減圧システム(ADS)が作動して圧力容器(RPV)圧力が減少し始めるまでである。2011年3月13日6:30頃以降ADS作動までのRPVとPCVの圧力挙動からこの間RPVからPCVへの漏洩があったと考えられるが、この漏洩経路と漏洩面積を複数のシナリオについて評価したところ、漏洩面積は高々1cm
程度と評価された。この面積は開状態のSRVの流路断面積に比べて大幅に小さく、ADS作動後の主な蒸気の流れはSRVから圧力抑制室(S/C)を経由したものであったと推定される。
谷口 拓海; 今泉 憲*; 並木 仁宏*; 大杉 武史; 黒木 亮一郎; 菊地 道生*; 山本 武志*; 金田 由久*; 芳賀 和子*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の汚染水処理から発生する廃棄物をセメント等で低温固化処理する場合の基礎データを取得する目的で、セメント及びAAM(Alkali-activated materials)の試験体を作製し、照射試験を行った。試験概要及び得られた結果の一部を紹介する。
鈴木 恵理子; 中島 邦久; 西岡 俊一郎*; 三輪 周平; 堀口 直樹; 井元 純平; Liu, J.; 唐澤 英年; 逢坂 正彦
no journal, ,
核分裂生成物化学挙動データベースECUMEEの要素モデルセットには、シビアアクシデント解析コードへ組み込み可能なモデルを収納しており、多様な化学条件を考慮できることに特徴を有する。改良したステンレス鋼へのセシウム化学吸着モデルでは、気相中セシウム濃度やステンレス鋼中ケイ素濃度の影響を考慮でき、セシウムの炉内高温領域分布のより正確な評価に資する。
加藤 潤; 谷口 拓海; 並木 仁宏*; 今泉 憲*; 寺澤 俊春*; 大杉 武史; 曽根 智之; 中澤 修; 黒木 亮一郎; 駒 義和
no journal, ,
放射性廃棄物処理に適用実績のある固化技術について、2017年度に福島第一原子力発電所の汚染水処理二次廃棄物への適用性評価に向けた課題が抽出された。本報告では2018年度実施の、抽出された課題に対する検討を紹介する。
-air premixed flame inside of a vessel; Numerical simulations by using XiFoamThwe Thwe, A.; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎; 門脇 敏
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物容器内の水の放射線分解により発生する水素の燃焼と爆発の危険性を減らすためには水素燃焼現象および特性を理解する必要があり、そのためにCFDは重要な役割を果たしている。本研究では、勝身ら[長岡技術科学大学]による水素-空気爆発実験から推定された新しい層流火炎速度モデルをオープンソースコードXiFoamソルバーに実装して、解析格子サイズ(2mm
0.625mm)によるしわ状火炎への影響を明らかにするために、水素-空気予混合火炎伝播シミュレーションを行った。その結果、格子サイズを1mm以下とすることで、着火から0.003秒から0.006秒までは火炎温度と火炎半径はほぼ同じであることと、0.006秒以降で火炎に固有不安定性効果による温度, 伝播速度の加速効果が現れることがわかった。解析格子サイズが小さくなると、点火領域の格子点数の増加とともに火炎温度が上昇して火炎半径も大きく、実験と同様な、しわ状火炎面を確認できるようになった。
佐藤 一憲; 吉川 信治
no journal, ,
福島第一原子力発電所13号機では、燃料をはじめとする炉心物質の一部が原子炉圧力容器(RPV)を破ってペデスタル領域に落下した。圧力計, 水位計などのデータを総合的に分析し、炉心物質のペデスタルへの主要な落下時間を評価した結果、1号機は0.5hr以下、2号機は2.5hr程度、3号機は7hr程度と推定された。
井元 純平; 西岡 俊一郎*; 中島 邦久; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦
no journal, ,
福島第一原子力発電所において水蒸気の壁面凝縮等により圧力容器上部構造材へ化学吸着したCsが溶出される場合、この溶出したCsは水相を介した長期的なソースタームの1つとなる可能性がある。そこで、この溶出挙動を明らかにするため、ステンレス鋼に化学吸着させたCsの室温における水への最長50日間の溶出試験を実施した。その結果、ステンレス鋼に化学吸着したCsは長期間においても水に微量に溶出し続けることが分かり、長期的なソースタームの1つになり得ることが示唆された。
中島 邦久; 鈴木 恵理子; 西岡 俊一郎*; 三輪 周平; 堀口 直樹; 井元 純平; Liu, J.; 唐澤 英年; 逢坂 正彦
no journal, ,
核分裂生成物化学挙動データベースECUMEの熱力学データセットには、実験等により新たに検出されたセシウムとホウ素やケイ素との化合物等の熱力学データを収納している。これにより、炉内高温領域におけるセシウム化合物の化学形態や割合、鋼材に化学吸着したセシウムの再蒸発挙動をより正確に評価することが可能となる。ECUMEをシビアアクシデント解析コード等へ適用することにより、核分裂生成物の放出移行挙動に影響を及ぼす化学挙動を考慮できるようになり、ソースターム高度化への貢献が期待される。
高木 聖也; 高野 公秀
no journal, ,
MA核変換用窒化物燃料に関して、ポアフォーマ添加による焼結密度制御のための基礎的な知見を得るために、様々な材質の熱分解性ポリマー微粒子をDy
Zr
N模擬窒化物燃料に添加して焼結試験を行った結果を報告する。
前田 亮; 常山 正幸*; 瀬川 麻里子; 藤 暢輔; 中村 詔司; 木村 敦
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設BL04に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)では、熱外から冷中性子の中性子を用いたPGA測定が可能であるうえ、パルス中性子ビームを利用した飛行時間測定を行うことにより、イベント毎に中性子のエネルギーを特定することができる。PGA測定では試料に水素が含まれている場合、水素だけでなく水素以外の元素の測定感度にも影響し測定精度が悪化してしまう。Mackey等は熱中性子を用いたPGA測定の場合、球形の試料を使用することで測定感度の変化を除去できると報告した。本研究ではANNRIでの熱外から冷中性子を用いたPGA測定(TOF-PGA測定)において、水素が測定感度に与える影響を確かめるため球形と板状の試料を用いて測定を行った。球形試料の評価結果では、熱中性子のエネルギーである25meVでは感度は余り変化せず、5meVでは試料が大きくなるほど感度が下がり、1eVでは感度が上昇した。これは散乱時の中性子のエネルギー変化を反映しているものと考えられる。本発表では板状試料の評価結果、モンテカルロシミュレーションとの比較により得られる熱中性子散乱則S(
, 
)の影響、及び感度変化の補正についても報告する。
菊地 晋; 古賀 信吉*; 栗原 成計; 高田 孝; 大島 宏之
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の安全基盤技術として、マルチレベル・シナリオシミュレーションシステムの開発を進めている。本報告では解析コードのV&Vに資するため、ナトリウム冷却高速炉の固有事象であり、安全評価上重要となるNa-コンクリート反応に関する基礎試験及び試験後分析の結果について述べる。
片岡 頌治; 高野 雅人; 佐藤 史紀; 齋藤 恭央
no journal, ,
低放射性廃棄物処理技術開発施設(LWTF)では、東海再処理施設で発生した低放射性廃液やリン酸廃液をセメント固化する計画である。このうち低放射性廃液については、核種分離(共沈・限外ろ過, Cs・Sr吸着)を実施し、スラリ廃液と硝酸塩廃液に分離した上で、硝酸塩廃液については、硝酸根分解処理によって炭酸塩廃液とし、セメント固化を計画している。セメント固化設備の安全性評価の目的で、セメント固化体から発生する水素ガス量を評価する必要があるが、セメント固化体の水素生成G値〔G(H)〕は、使用するセメント材の組成や固型化される廃液成分等によって異なる。本研究では、実機で想定される組成(硝酸根の分解率)を持つ炭酸塩廃液を用いた固化体を作製した上で、
線照射してG(H)を測定した。セメント固化体のG(H)は0.020.04(n/100eV)であり、OPCを水で混練した固化体のG(H)[0.080.15(n/100eV)]と比較して非常に小さな値であった。また、保管期間28日以降G(H)がほぼ一定であることから、保管期間の増加はG(H)に影響しないことが判明した。
寺島 顕一; 冠城 雅晃; 坂本 雅洋; 松村 太伊知; 藤田 学*; 奥村 啓介
no journal, ,
中性子用積算線量計であるバブル線量計(BD)は、ガンマ線に不感、外部電源不要、目視確認が可能、中性子フルエンス率に応じた照射時間調整、などの特長を持っており、福島第一原子力発電所(1F)におけるデブリ検知や容器の非破壊測定への適用が期待できる。そこでBDの適用性評価を目的とし、中性子照射試験を行って基礎データを取得した。
諸井 悠里子*; 桐島 陽*; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*; 北村 暁; 紀室 辰伍
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分の代替オプションの一つとして、使用済燃料の直接処分が検討されている。この際、燃料溶解速度が重要なパラメータの一つとなる。本研究では、高濃度の炭酸イオンを含む模擬地下水におけるUOの溶解挙動を調査し、溶液中の炭酸イオン濃度が高いとウランの溶出が促進されることを明らかにした。