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飛田 健次
no journal, ,
ITERと対比させると核融合原型炉には、(1)除熱すべき熱量の増大(
加熱パワーはITERの6倍),(2)厳しい中性子照射,(3)熱利用のため冷却水入口温度が高い、という特徴がある。中性子環境下で利用可能な材料の制約のため、ダイバータ板熱流束の上限がITERの1/2程度という制約下で数倍の熱量を取り去らねばならないというダイバータ設計に原型炉の難しさがある。このような制約下でダイバータ設計を成立させるためには不純物注入による放射損失が特に重要であり、機構の原型炉SlimCSに対する評価では全入力パワーの80%の放射損失が必要になる。一方、年オーダーの連続運転となる原型炉では、低損耗であることが対向材料の必須条件になる。損耗の観点では、注入不純物による物理スパッタリングが特に問題になり、不純物イオンのシースポテンシャルによる加速及びさまざまな対向材料のスパッタリング閾値を考慮すると、タングステンが最も有望な対向材料となる。SlimCSでは、除熱条件の比較的緩やかなメインチャンバーの対向材料にはタングステンコーティング付低放射化フェライト鋼を、ダイバータにはタングステンモノブロック又はピンブロックの利用を想定している。
鎌田 裕
no journal, ,
シミュレーションコードの役割は、現象を理解すること、そして、実験結果を予測することにある。シミュレーションでは、自律・複合系をなすプラズマにおいて、各々の物理量を変化させた場合の系の反応を調べ、実験では縮退している応答を分離することができる。これは、現象を理解するためだけでなく、どの程度の外部制御性を持つべきかを評価するうえで大きな助けとなる。また、その時点での実験では到達できない領域を予測することができる。これは、実験を立案する正確性と機動力を高める。このような理由から、ITERの実験領域の予測とプラズマ制御系の設計において、シミュレーションコードの重要性は日ごとに高まっており、国際トカマク物理活動(ITPA)では、Integrated Modeling Codeの確立を最重要課題の一つとしている。現在では、JETTO, LEHIGH, ICPS, TOPICS-IB等のコードが優れた成果を挙げつつある。シミュレーションの開発には時間がかかる。段階を設定し、実験や別コードとのベンチマークを続け、精度を高めて行く必要がある。同時に、必用な実験や計測に対して要望を出すことも重要である。
原 雅人
no journal, ,
換気立坑の湧水対策として、基底礫岩部を対象としたポストグラウチング試験施工を実施し、その湧水抑制効果に関する基礎データを取得した。
郷 信広
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このシンポジウムは量子生命フロンティア研究特定ユニットの発足記念シンポジウムであるが、その構成は、野田理事及び藤木文部科学省審議官によるご挨拶に引き続き、第1部では関連学会の3名の先生方のご講演を頂いた。第2部では、特定ユニットを構成している5つの特定グループのリーダーによるそれぞれのグループの研究内容の紹介をした。その5件の発表に先立って、ユニット長として、全体の研究概要を紹介した。内容としては、1930年代以来の核科学及び1950年代以来の生命科学の大きな流れの中に、日本原子力研究所及び日本原子力研究開発機構における取り組みを捕らえ、その中で生命科学研究のあるべき姿を簡潔に捉えるべく勤めた。
田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 高木 昭*; 原 圭吾*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*
no journal, ,
J-PARCの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS)は大強度陽子ビーム電流を扱うために、非常に安定で正確なローレベルRF制御(LLRF)システムを必要とする。MA装荷の低いQ値の空胴が用いられ、2つのハーモニックの重畳のRF信号で空胴がドライブされる。ハーモニックは、加速及びバンチの整形に用いられる。DDSを基本としたフルデジタルのシステムが用いられ、DDSによって生成される各ハーモニック信号の同期は容易である。LLRFシステムのデザイン及び構成について述べる。ビームの安定化のためのフィードバック、ビームローディング補償などから構成される。製作中のモジュール群についても述べる。
羽柴 公博; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀; 瀬野 康弘
no journal, ,
地下構造物の長期的な挙動と安定性を評価するには、岩石の時間依存性挙動の解明が重要である。しかし、岩石の時間依存性や粘弾性的性質に関する研究成果は数多く報告されているものの、時間依存性に及ぼす応力履歴の影響に関する知見は少ない。そこで本研究では、凝灰岩と珪質岩を用いて多段階クリープ試験を行った。第1段階と第2段階のクリープ応力や第1段階のクリープ継続時間を種々変化させて、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響を検討した。その結果、第1段階のクリープの影響により、第2段階の初期クリープ歪速度が小さくなる場合があることがわかった。さらに、第1段階と第2段階のクリープ応力の差が小さく、第1段階のクリープ継続時間が長いほど、第2段階に及ぼす応力履歴の影響が大きくなることがわかった。凝灰岩と珪質岩の試験結果を比較したところ、珪質岩の方が、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響の程度が大きいことがわかった。
柴田 大受; 角田 淳弥; 塙 悟史; 多田 竜也; 沢 和弘; 石原 正博; 伊与久 達夫
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高温ガス炉の炉内黒鉛構造物の機械的特性の劣化を非破壊的に評価する技術として、微小押込み法(圧子の押込み特性)及び超音波法(超音波伝播特性)に着目して、平成16年度から技術開発を開始した。平成18年度までに小型の試験片を用いて評価モデルの開発を行い、平成19年度以降はそのモデルの大型構造物への適用性を検証する計画である。本報告は、非破壊的評価技術開発の計画及び概要について記したものである。
武田 哲明; 一宮 浩一*; 山内 大樹*
no journal, ,
伝熱面を加工せずに伝熱促進が可能な方法として、高空隙率の多孔性材料を用いた伝熱促進法について実験を行い、水蒸気改質器への適用を検討した結果、以下の知見を得た。高空隙率の多孔性材料として銅線を挿入した場合の実験結果では、同じ加熱量に対し、ポンプ動力一定の条件下で、環状流路の場合の約1.2から1.3倍の除熱能力がある。流路全体の平均ヌセルト数は、環状流路の約3倍となっており、多孔性流路の特長である高い熱伝達率が得られた。本方法は、ガス加熱型の水蒸気改質器反応管の伝熱促進法として、適用することが可能である。
佐藤 研二*; 武隈 明子*
no journal, ,
ナトリウム液滴燃焼挙動の現象論的解明に向けた研究の一環として、これまでにナトリウム静止液滴を対象に常温空気流中での着火燃焼実験を実施し、高速度カメラを用いた着火挙動の観察、着火遅れ時間、液滴温度の時間変化の測定を行ってきた。本研究では、ナトリウム静止液滴の乾燥空気中での着火燃焼実験を、まず液滴初期直径4mm,液滴初期温度300, 350, 400
Cにおいて空気流速を400cm/sまで拡張して、次に液滴初期温度350, 400C、空気流速100cm/sのもとに液滴初期直径を2.3mmから4.4mmまで変化させて行い、空気流速、液滴初期温度、液滴初期直径が着火挙動と着火遅れ時間に与える影響を調べた。
瀬古 典明; 笠井 昇; 玉田 正男; 市川 栄一*
no journal, ,
近年、アルミニウム合金の耐熱性の向上や燃料電池の電解質に有用な元素としてスカンジウムが注目されている。現在スカンジウムは、100%海外に依存しており資源の確保が求められている。そのため、低濃度で温泉中に溶存するスカンジウムを回収可能な吸着材を放射線グラフト重合法で合成し、その特性について評価した。pH0.5から3の酸性域で100ppbに調製したスカンジウム溶液中で2時間浸漬撹拌したところ、pH1から3の範囲での高い吸着特性を示し、pH2では98%の回収率であった。さらに、pH2に調製した40ppbのスカンジウム溶液を36C及び92Cに保った恒温水槽中で2時間浸漬撹拌させた際、92Cにおいては、わずか10分の接触で97%のスカンジウムが吸着可能であった。また、草津温泉にてスカンジウムの濃度がそれぞれ18, 40ppbである酸性温泉排水(pH1.8, 36C)及び源泉(pH1.4, 92C)中に浸漬させたところ、2時間の浸漬でそれぞれ吸着材1kgあたり70mg, 620mgのスカンジウムを回収することができた。
一宮 浩一*; 武田 哲明; 山内 大樹*
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高空隙率の多孔性材料を用いた伝熱促進法を一般の熱交換器や水蒸気改質器の伝熱促進に適用するため、アルゴンガスを使用して摂氏400度以上の高温場における環状流路の伝熱流動実験を行った。高温における物性値の変化を考慮して整理した結果、DalleDonneらの報告に見られる熱伝達特性の傾向と一致したことから、得られた試験データは水蒸気改質器の触媒管における伝熱促進のための基礎データとすることができた。
瀬古 典明; Thi Yen Ninh, N.*; 玉田 正男
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放射線グラフト重合技術を用いて作製したイオン交換繊維は、水中の金属イオンや大気中の有害ガスを効率的に除去できる。本発表では、イオン交換繊維の製造コストの低減化及び環境負荷の低減化を図るため、イオン交換繊維の前駆体を作製できるメタクリル酸グリシジル(GMA)を水系のエマルションでグラフト重合する際の合成条件の探索を行った。GMAとドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の相溶性試験は、GMA濃度5%でSDS濃度を0.2%から12%に変化させて行ったところ、SDS濃度が0.5%以上で混合溶液は透明になり可溶化した。従来、GMAをグラフト反応では、電子線を200kGy照射した後、反応溶媒にDMSOなどの有機溶媒を用いて行っていたが、エマルション系では反応が促進され、3時間の反応でグラフト率(Dg: 反応前後の重量増加により算出)は150%に達し、DMSOと比較すると、約10倍の速さで進行することがわかった。
Kavakli, P. A.*; 瀬古 典明; 玉田 正男; G
ven, O.*
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放射線グラフト重合技術を用いて金属除去用吸着材を作製した。グラフトしたモノマーの1ユニットに2個のアミドキシム基を導入可能なイミノプロプオニトリルを反応させてアミドキシム基を導入した。得られたアミドキシム基が隣接する吸着材は、これまでのアミドキシム基が単独の吸着材より良好な吸着性能を示し、ウラン,バナジウム,鉛,銅,コバルトを30分の接触時間で各々100パーセント吸着した。また、各金属に対する選択性はV
UCuPbCoであった。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*
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Ti(0001)表面の超音速窒素分子ビームによる窒化反応をリアルタイム光電子分光法で解析した。窒素の吸着曲線と窒化状態の基板温度依存性を調べた。超音速窒素分子ビームの運動エネルギーは0.03eVから1.99eVとした。基板温度は27C, 200C, 400Cとした。放射光のエネルギーを668eVとした。N1s光電子スペクトルを26秒間隔で連続的に測定した。27Cと200CではN1s光電子ピークは二つの成分からなり、400Cでは三つの成分から構成されることが明らかとなった。
佐藤 和義; 閨谷 譲; 丸尾 毅; 向井 悟*; 内田 正治*; 惣万 芳人*
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ITER施設の一次冷却水は、核融合反応により生じる構造物や冷却水等からの誘導放射線及び中性子の減速過程で生じる放射線によって放射線分解される。この際生じる分解生成物は配管の腐食等に寄与する恐れがあるため、この種類や量を評価し、必要に応じて生成物を除去する水処理施設を適切に選定する必要がある。このため、配管材料の健全性を評価するために核分裂軽水炉のコード(WREC)を用いて一次冷却水の放射線分解生成物の発生量や濃度の変化を求めた。その結果、配管腐食に寄与する恐れのある酸素濃度は、軽水炉(PWR)の管理値より十分に低い値を示しており、設計条件を満たす水質管理を達成することにより、水の分解生成物による配管腐食への影響は小さいと考えられる。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
no journal, ,
放射線グラフト重合法により合成したホスホン酸-スルホン酸型二官能性繊維は、樹脂に比べ100倍以上の通液速度に対しても良好な金属吸着が可能であり、pH1付近の酸性領域においても3価の鉄イオンなどを高速で吸着可能であることが確認されている。また、リン酸基,ホスホン酸基にジルコニウムを担持させた吸着剤はフッ化物イオン,リン酸イオン,ヒ酸,亜ヒ酸イオンなどを高選択的に吸着することが知られている。本研究ではフッ化物イオン吸着剤の開発を目的として、ジルコニウムがリンのオキシ酸イオンと強く結合する特性をいかし、ホスホン酸-スルホン酸型二官能性繊維にジルコニウムを担持させた新規吸着剤のフッ化物イオン吸着挙動を検討した。その結果、10ppmのフッ素溶液からフッ素を吸着除去可能なことがわかった。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
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放射線グラフト重合技術を用いて作製したイオン交換繊維は、水中の金属イオンや大気中の有害ガスを効率的に除去することが可能であり、従来のイオン交換樹脂と比較して、吸着容量や吸着速度が著しく向上することが知られている。本研究ではイオン交換繊維の製造コストの低減化及び環境負荷の低減化を目的として、スチレン又はクロロメチルスチレンを水系でグラフト重合を行い、その合成条件の探索を行った。その結果、線量50kGy,界面活性剤濃度3%,モノマー濃度1%においてグラフト率100%に至った。これらのより低線量でモノマー濃度を大幅に削減することが可能となった。
山口 美佳; 水谷 朋子; 篠原 邦彦
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広報チーム「スイートポテト」は、平成7年12月に発生した「もんじゅ」ナトリウム漏えい事故を契機に、地域住民の視点に立って、専門用語をできる限り少なくした、わかりやすい原子力理解促進活動を推進するために、比較的地域住民に近い視点に立てる女性職員により、平成8年に結成された。ここでは、平成13年度より、若年層にエネルギーや原子力, 放射線などに対して正しい知識や関心を持ってもらい、原子力への理解促進を図ることを目的に行っている、近隣小中学校における出張授業について報告する。
古川 智弘; 青砥 紀身; Konys, J.*; Mueller, G.*
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重金属冷却高速炉の開発課題の一つに、構造材料及び炉心材料の冷却材(鉛ビスマス)中における耐食性がある。本研究では、12Cr鋼溶接継手及びそのアルミニウム表面改質材を対象に、酸素濃度制御下流動鉛ビスマス中における腐食特性を調べた。試験には、ドイツ・カールスルーエ研究所が所有する流動鉛ビスマス中腐食試験装置"CORRIDA"を使用し、550Cにおいて最大5000時間の腐食試験を実施した。試験部における鉛ビスマスの流速は2m/secであり、鉛ビスマス中酸素濃度は、H
/HO比を調整したAr混合ガスの鉛ビスマス中の通気によって調整し、5E-7mass%に維持した。その結果、12Cr鋼溶接継手の腐食(酸化)挙動は、その母材の挙動と同様であり、溶接継手処理に伴う有意な影響は認められないことがわかった。また、アルミニウム表面改質材では、ほとんど酸化が生じておらず、また液体金属腐食と称される腐食挙動も観察されなかった。