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久保 真治; 笠原 清司; 佐藤 博之; 今井 良行; 岩月 仁; 田中 伸幸; 宮下 礼子*; 田子 康弘*; 小貫 薫
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/12
固有の閉サイクル性のため熱化学法ISプロセスにて安定した水素製造を行うためには困難が伴う。これは本プロセスを実用化学プラントとして成立させるための重要な課題である。ヘリウムガス加熱にて駆動されるISプロセスにおいて、水素発生量, 酸素発生量及び原料水供給量の割合を水分解量論比に一致させる運転技術を開発した。本方法は、ブンゼン反応溶液の組成計測に基づき、二つの吸熱工程へ適切な熱量を配分するものである。本方法を組み込み、かつ、全反応工程を結合した閉サイクルプロセスを高温ヘリウムガスで駆動したプロセスシミュレーションを実施した。ヘリウムガス条件の変動に対し、化学量論的な水素及び酸素発生速度,原料水供給速度が得られたことから、本方法の有効性の見通しを得ることができた。
柴田 恵一; 岩本 修; 市原 晃; 岩本 信之; 国枝 賢; 大塚 直彦*; 深堀 智生; 中川 庸雄; 片倉 純一
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
評価済核データは原子力技術開発において重要な役割を演じる。われわれは約30年前に日本の評価済核データライブラリーの第1版JENDL-1を公開したが、それ以後、利用者からのフィードバックや最新実験値を考慮してJENDLを数回改訂した。2002年に公開したJENDL-3.3は種々の分野で使われており、その信頼性は確認されている。新たに、革新的原子炉等での使用を考え、FPやMAデータの信頼度向上に重点を置いてJENDL-4の作成を進めている。そのため、核反応モデルコードを開発した。アクチノイドデータに関しては、JENDL Actinoid File 2008として公開した。JENDL-4は2009年度の完成を目指している。
森薗 孝次; 竹内 則彦; 高山 宏一; 弟子丸 剛英; 向 和夫
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 5 Pages, 2008/10
高速増殖原型炉もんじゅは、日本初の研究開発のための高速増殖炉プラントであり、発電プラントとしての信頼性の実証とナトリウム取扱技術の確立などの研究開発を目的としている。もんじゅは1985年に建設を開始し、1994年に初臨界、1995年に40%出力を達成したが、同年末の試験運転中に発生したナトリウム漏えい事故により、以来、12年間に渡って停止状態にある。本件では、この長期停止プラントの再起動に向けた取り組みについて紹介する。
山村 修
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
東海再処理工場がこれまで約30年間に経験してきたトラブル事象を分析し、保守技術開発の観点から有用な知見が得られた機器故障に焦点を絞って、復旧の過程を解析,再処理施設の保守技術の特徴と開発成果,将来プラントに活かすべき経験等について報告する。
高橋 三郎; 菊野 浩; 白茂 英雄; 久芳 明慈; 安部 智之; 武田 誠一郎
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
日本原子力研究開発機構(原子力機構)は、1966年から現在まで40年以上にわたってMOX燃料の技術開発を行い、さまざまな経験・知見を蓄積してきた。プルトニウム燃料第三開発室(PFPF)は、それまでの第一及び第二開発室における技術開発及び運転の経験を踏まえ、1988年に世界に先駆けて遠隔自動化設備を導入し、これまで高速炉「常陽」,高速増殖炉「もんじゅ」の燃料を製造してきた。これらの燃料製造を通して、ホールドアップ問題など運転上多くの経験を積んできた。これらの経験を踏まえ、工程設備を新たに開発するとともにプロセス技術を改良してきた。その結果、製造設備の接触型保守技術を持った、遠隔自動運転によるMOX燃料製造技術がPFPFにおいて実規模レベルで実証された。
佐野 一哉; 北村 高一; 手塚 将志; 水井 宏之; 清田 史功; 森下 喜嗣
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
新型転換炉ふげんは平成15年3月29日に運転を終了し、その後は安全かつ合理的な廃止措置の実現に向け、廃止措置の準備及び必要な技術開発を進めるとともに、改訂された原子炉等規制法に基づく初めてのケースとして国に対して廃止措置計画の認可申請を行い、平成20年2月12日に認可を取得した。本発表では、「ふげん」の廃止措置計画について、廃止措置の期間を、(1)使用済燃料搬出期間,(2)原子炉周辺設備解体撤去期間,(3)原子炉本体解体撤去期間,(4)建屋解体期間の4つの期間に区分して進める解体計画の概要,放射性廃棄物量の評価や廃止措置時の安全評価の概要等について報告する。
本岡 隆文; 山本 正弘
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
硝酸中でのステンレス鋼の腐食挙動は通常短時間試験で調査され、試験中のステンレス鋼の腐食速度の時間変化挙動にはあまり着目されてこなかった。本論文では、硝酸中でのステンレス鋼の腐食速度の時間依存性を調査した。SUS304ULCステンレス鋼の腐食試験を、Cr(VI)又はV(V)含有沸騰硝酸溶液を用いて行った。硝酸濃度は3
8M、初期イオン濃度は0.051g/Lである。240時間の試験中、試験液は更新せずステンレス鋼のサンプルは48時間ごとに更新した。得られた結果は以下の通りであった。(1)Cr(VI)又はV(VI)含有硝酸ではステンレス鋼の腐食は加速した。高濃度硝酸及び高イオン濃度ほど腐食速度は高かった。(2)Cr(VI)含有沸騰硝酸では、8M硝酸の場合、急激に腐食速度は低下した。一方、V(V)含有沸騰硝酸では腐食速度はほとんど低下しなかった。(3)腐食速度の時間依存性は、ステンレス鋼の腐食電位と良い相関を示した。硝酸中でのステンレス鋼の腐食速度は、Cr(VI), V(V)等が含有された場合の酸化還元平衡により決定される。
林 直樹
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
J-PARCは、中性子・ミューオンを使った物質生命科学,ハドロンやニュートリノビームを使った原子核素粒子物理のための多目的の研究センターである。J-PARCの陽子加速器は、2006よりコミッショニングを開始した。2番目の加速器、3GeV Rapid-Cycling Synchrotron(RCS)は、2008年初期にcommissioningが行われ、3番目の加速器50GeV MRと実験施設がそれに続いて行われた。本論文は、RCSのコミッショニングを中心に、RCSのパワーアップ計画など今後の計画とともに、ビームコミッショニングについて報告する。
坂場 成昭; 佐藤 博之; 大橋 弘史; 橘 幸男; 國富 一彦
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
原子力機構では、日本初の高温ガス炉HTTRの核熱を用いた水素製造の実証を目的として、HTTR-ISシステムの設計研究を2005年より開始した。HTTRによる水素製造は、核熱を用いた水素製造として世界初の実証となることが期待されている。水素製造システムの候補は、水分解により水素を製造するISプロセスである。熱化学法であるISプロセスは、二酸化炭素の排出を伴わずに大量の水素を製造することが可能である。本報は、ISプロセスをHTTRに接続するうえで鍵となる技術について報告する。HTTR-ISシステムでは商用段階を見据え、経済的に成立させる技術を確立することが重要である。そこで鍵となる技術は、ISプロセスを原子力の規格・基準を用いて製作するのではなく、一般化学プラントに用いられる規格・基準を用いて製作するための安全論理の構築(非原子力級化)及びISプロセス自身のシステムの簡素化であり、いずれも経済性向上のためには必須である。非原子力級化のためには、従来の安全評価に加えて別に必要となる外部事象を検討した。また、システムの簡素化については、従来単一の機能を有していたISプロセスの化学反応器に対して複数の機能を持たせる機器の概念設計を行った。今回の提案は、将来の原子力水素の実現に向けて経済的に貢献することが期待できる。
瀬尾 俊弘; 笹尾 英嗣; 能登屋 信; 清水 和彦
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分事業の実施と安全規制の双方に寄与することを目的として高レベル放射性廃棄物処分技術に関する研究開発を行ってきた。この研究開発は地層環境,地層処分工学技術及び性能評価まで多岐に渡っている。二つの地下試験施設(瑞浪と幌延)においては、地表からの調査が完了し、主立坑及び換気立坑の掘削が進められている。火山活動や断層といった天然現象の研究も実施中である。地層処分基盤研究施設や地層処分放射科学研究施設ではニアフィールドにおける定量的な長期評価のためのモデル開発及びデータベースの整備に関連した工学技術の開発が行われている。これらの研究開発の成果及び膨大なデータを管理するために、原子力機構では実施主体と規制当局の双方を支援するための技術基盤を提供する、知識マネジメントシステムを開発する新規プロジェクトを開始したところである。
内川 貞夫; 大久保 努; 中野 佳洋; 小林 登
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
革新的水冷却炉(FLWR)は、発電炉としての経験・実績が豊富な軽水炉技術に立脚して増殖による持続的なプルトニウムの多重リサイクル利用を目指した水冷却高速炉であり、同一炉心構成のもとで燃料集合体の仕様を変更することにより、将来の核燃料サイクル環境の進展に対応した柔軟かつ高度な資源の利用を実現するものである。これまでの設計研究により、1.0を越える転換比(核分裂性プルトニウム残存比)と負のボイド反応度係数を維持してプルトニウムの多重リサイクル利用が可能であることを確認している。本論文では、FLWRの全体概念と炉心設計に関する最新成果を紹介する。
横山 賢治; 沼田 一幸*; 羽様 平; 石川 眞
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
次世代炉物理解析コードシステムMARBLEのために、炉定数調整及び設計精度評価のためのソルバーを新規に開発した。この開発では、ソフトウェアとしての拡張性を確保するためにオブジェクト指向設計を適用した。新ソルバーでは、不確かさ評価法を追加するのが簡単になるよう設計されており、拡張バイアス法を実装することで確認を行った。新ソルバーは従来コードシステムの機能をすべて再現しており、MARBLEシステムの炉定数調整・設計精度評価の標準ソルバーとして利用することが可能である。
越塚 誠一*; 守田 幸路*; 有馬 立身*; Zhang, S.*; 飛田 吉春; 山野 秀将; 伊藤 高啓*; 白川 典幸*; 内藤 正則*; 岡田 英俊*; et al.
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
ナトリウム冷却高速炉(SFR)における炉心損傷事故(CDA)のさまざまな複合現象に対して、COMPASSと名づけられたコンピューターコードを開発している。COMPASSコードは、Moving Particle Semi-implicit(MPS)手法という枠組みの中で、熱流動・構造・相変化を含むマルチフィジックス問題を解析するように設計されている。その開発プロジェクトが、2005年度から2009年度までの5年間で、6組織により実施されてきた。本論文では、2007年度におけるプロジェクトの成果が報告される。検証計画に従って、融体固化・閉塞形成,溶融プール沸騰,ダクト壁破損の3つの検証計算が行われた。また、COMPASSコード開発をサポートするため、数値計算手法の基礎研究,金属燃料の共晶反応に関する物質科学、及びSIMMER-IIIによる解析が行われた。
佐藤 智徳; 宇賀地 弘和; 塚田 隆; 内田 俊介
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
流れ加速型腐食(FAC)は炭素鋼の表面酸化被膜の溶出が、高い表面流速により加速される現象である。本研究では、チューブ型の炭素鋼試験片によるFAC速度のその場測定により、150
C中性純水中でのFACにおける炭素鋼の合金元素の影響を評価した。結果は以下のとおりである。(1)炭素鋼標準材でのFAC速度は流速の1.2乗に依存した。(2)FACは0.03%以上Crを含む炭素鋼では測定下限以下まで低減された。(3)0.1%Niを含む炭素鋼ではFACの低減が確認された。(4)NiによるFAC低減効果と、Crによる低減効果の違いを表面被膜の化学組成分析により確認した。(5)CuのFACへの影響は確認されなかった。また、流速がFAC速度に与える影響についての試験結果も報告する。
鈴木 美寿; 滑川 卓志; 浅野 隆; 仁井田 浩二*
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
高速増殖炉燃料サイクル研究開発プロジェクトの先進的MOX燃料製造プロセスにおいて、MOX粉末の飛散を抑えるために提案されている閉じ込めボックス内のプルトニウム計量管理特性について調べるための研究が実施された。ボックス内の強制対流によって誘起された流速場を計算し、MOX粒子の挙動を数値的に評価した。また、キュリウム及びプルトニウムから放出される自発及び誘導核分裂中性子による放射線場を、モンテカルロ計算コードであるPHITSによって計算した。非破壊検査手法を用いたプルトニウムの遠隔監視技術を、将来の保障措置手段として適用する可能性について調べた。
小林 嗣幸*; 難波 隆司*; 河辺 幸成*; 鷲谷 忠博
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
日本原子力発電(JAPC)は日本原子力研究開発機構(JAEA)と共同でFBR実証炉燃料集合体の解体・せん断技術の開発を実施している。ここで開発する解体技術は機械式切断によるラッパ管切断を基本としたものであり、せん断技術としてはせん断後の燃料粉化率を高めるため短尺せん断技術を採用している。これまでに機械式切断要素試験として各種砥石によるラッパ管材の切断試験を行い切断工具の選定を行うとともに耐久性等の切断性能を把握した。また、解体後の燃料ピン束のハンドリング性能の評価として、搬送装置を試作しマガジン装荷性能等を確認した。本報ではこれらの研究開発成果について報告する。
長沖 吉弘; 菊地 晋; 一宮 正和
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
FBRサイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)が2006年から進められている。本研究では、2015年に実証施設及び実用施設の概念設計を提示するため、FBRサイクルの革新的技術にかかわる設計研究と試験研究が進められている。そして、その成果は2025年からの実証炉の運転開始につなげられる。研究開発は、高い性能を発揮するFBRサイクルに必須の革新的な技術の具体化に向けて、段階的に進められる。2010年までの研究開発の目的は、革新的技術の採否判断である。原子炉の開発を推進するため、プロジェクトのガバナンスが構築された。さらに、幾つかの研究開発は、GNEP, GIF, INPROといった国際協力の枠組みを用いて効率的に進められる。
榎枝 幹男; 谷川 尚; 鶴 大悟; 廣瀬 貴規; 江里 幸一郎; 横山 堅二; 大楽 正幸; 関 洋治; 鈴木 哲; 毛利 憲介*; et al.
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
Japan is performing R&Ds on Test Blanket Module (TBM) based on the Water-Cooled Solid Breeder (WCSB) concept, aiming at prototypical module test of DEMO blanket using ITER. This paper presents major achievements, such as, the design of the TBM including interfacing structure, development of Hot Isostatic Pressing (HIP) joining technology for the first wall with built in cooling channel, successful fabrication of near full-scale TBM first wall mock-up, evaluation of the thermo-mechanical performance of a solid breeder pebble bed and the safety assessment, including Failure Modes and Effect Analysis (FMEA) and Postulated Initiating Event (PIE) selection and preliminary safety analysis.
小貫 薫; 久保 真治; 寺田 敦彦; 岩月 仁; 竹上 弘彰; 奥田 泰之; 笠原 清司; 田中 伸幸; 今井 良行
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
日本原子力研究開発機構では、熱化学水素製造法ISプロセスの研究開発を進めている。これまでに、1週間に渡る水素発生速度毎時30リッター規模の閉サイクル水素製造実験に成功し、この成果を踏まえて、炭化ケイ素セラミックスを素材とする熱交換器を組み込んだ硫酸工程機器の開発研究を行ってきた。加えて、プロセスフローシートの解析、また、高効率水素製造の実現に向けて、ブンゼン反応器及び電解電気透析器の研究開発、及び、HI-H
O-I系の高圧気液平衡の測定を進めている。
中野 政尚; 武石 稔
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
核燃料サイクル施設からの液体廃棄物は各施設の基準に従い認可放出されている。これまでは、個々の施設の影響が十分に小さく、多国間の複合的評価の必要性は小さかった。しかし、地球規模での環境問題に対する関心の高まりや、世界的な原子力エネルギーの需要増大を受け、今後ますます多国間に渡る複合評価が必要となる。本研究では、海洋大循環モデルを用いて、世界の原子力施設からの放出による長期多国間影響を定量的に計算し、大洋におけるトリチウム分布を明らかにした。また、海産生物摂取による集団線量,実効線量を評価した。それとあわせて大気圏内核実験によってもたらされたトリチウムについても同様に計算,評価した。評価の結果、たとえ六ヶ所再処理施設が本格稼動しても、地球規模で線量が問題になるようなレベルにはならないことが確認された。