Ensemble wind simulations using a mesh-refined lattice Boltzmann method on GPU-accelerated systems

長谷川 雄太; 小野寺 直幸; 井戸村 泰宏

Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.236 - 242, 2020/10

都市域の風況および汚染物質拡散は建造物や植生に強く影響されるため、従来のメソスケールモデルで記述することは困難である。この問題を解決するため、細分化格子ボルツマン法(LBM)を用いたGPUベースのCFDコードの開発を進めており、現在、数メートル解像度の汚染物質拡散のリアルタイム解析を実現している。しかし、このような高解像度のシミュレーションでは流れは極めて強い乱流状態にあり、計算結果は様々な計算条件の影響で大きく変化する。本研究では、このようなカオス状態のシミュレーションにおいて計算の信頼性を向上させるため、アンサンブル計算を実装し、不確かさの統計的評価を可能とした。開発したコードを用いてオクラホマシティにおける野外拡散実験JU2003の検証計算を行った。結果として、風況が実験とよく一致するとともに、トレーサガス濃度の平均値がアンサンブル計算と実験値の間でFactor2の条件(計算値と実験値の比が1/2から2倍の間にあること)を満たすことを確認した。

国際規格(ISO4037-1)に準拠した放射線測定器の性能試験に用いるX線照射場の整備

清水 滋; Zhang, Q.; 梶本 与一; 川崎 朋克; 藤井 克年

JAERI-Tech 2003-095, 52 Pages, 2004/01

JAERI-Tech-2003-095.pdf:2.66MB

国際標準化機構の国際規格ISO4037-1では、放射線防護用測定器の性能試験に用いるX線基準場が設定され、世界的に適用している。原研の現行のX線基準場は、国内の利用を前提として構築されているため国内規格に適合しているが、上記国際規格とは異なっている。このため、国際的な性能試験に対応させるため、国際規格に準拠したNarrow series, Wide series及びHigh air-kerma seriesのX線基準場を、原研放射線標準施設棟の中硬X線照射装置を用いて整備した。本論文では、整備したX線場の線質設定,各線量単位のX線スペクトル等の評価を行うとともに、上記国際規格の線質やX線スペクトルとの比較を行った。この結果、原研のX線基準場の線質は、国際規格の線質とよく一致していることが確認でき、これにより放射線防護用測定器の広範囲な性能試験を国際規格に基づいて実施できることになった。

高速実験炉「常陽」における流量制御型照射装置の開発; 開発の現状と課題

揃 政敏; 宮川 俊一

PNC TN9410 98-050, 57 Pages, 1998/05

PNC-TN9410-98-050.pdf:1.58MB

本報は、高速実験炉「常陽」において、流量過渡事象下での燃料の破損限界試験を行うことを主な目的とした、流量制御型照射装置(FLORA:Flow Control Irradiation Facility)の開発の現状と課題について報告するものである。FLORAは、米国EBR-II炉の照射装置であるFPTF(Fuel Performance Test Facility)とBFTF(Breached Fuel Test Facility)を合体したような装置で、EBR-IIでの不具合情報を生かし、流量調節にナトリウム浸漬式のアニュラー型電磁ポンプ(A-LIP:Annular Linear Induction Pump)を採用したことを特徴としている。FLORAの基本的なシステムの成立性はMK-II炉心条件で確認しているが、今後の実用化のためには、MK-III炉心条件への見直しの他、幾つかの課題の解決と装置構造の詳細化を図って行く必要がある。FLORA開発におけるこれまでの主な成果と今後の課題は、以下のとおりである。(1)開発の主な成果1)破損燃料から放出される遅発中性子先行核に基づく中性子を、FLORAに装備した中性子検出器で十分な感度をもって検出可能であることを評価した。2)キーコンポーネントである流量調節用A-LIPの、長さ1/2サイズでの炉外ナトリウム中試験まで終えた。その結果、FLORA用ポンプの要求性能である550のナトリウム中で流量300l/min吐出圧力265kPaを達成できる見通しを得た。3)想定した試験用燃料体の冷却材流量を、A-LIPの流量調節機能によってオンパワー時に100%40%程度まで調節可能で、このことによって燃料被覆管温度を十分に制御可能であることも確認された。(2)今後の課題1)プロセス検出器の開発としては、遅発中性子検出器の小型化が必要な他、電磁流量計用永久磁石の使用環境(高温と中性子照射)による減磁の影響を確認する必要がある。2)A-LIPについては、中性子照射による影響が残された課題である。このため、短尺のポンプの照射を行い、特性や絶縁性能を確認する必要がある。3)装置の性能をより確実なものとするため、水流動試験を行い詳細な圧力損失データを得る必要がある。なお、今後のFLORA開発については当面凍結し、燃料開発の進展状況とMK-I

低レベル廃液の処理実験のためのRuトレーサの調製

本木 良蔵

JAERI-Tech 98-012, 25 Pages, 1998/03

JAERI-Tech-98-012.pdf:1.2MB

動力炉核燃料開発事業団では火災、爆発事故を引き起こしたアスファルト固化施設に代わり、LWTFによる低レベル廃液の処理を計画している。この廃液には除去の困難な化学種のRuが含まれている。アイソトープ部では電池の材料の粉末を混合充填しカラムにより同種のRu化学種を除去した。現在、動燃ではこの方法について実用化に向けた開発を行っている。この実験にはRuトレーサの利用が適している。そこで原子炉照射用ターゲットやPが放出する線によるRu化学種の調製を行った。この結果、Ruの化学種はPの濃度に応じて変化し、陰イオンの化学種は別の陰イオンの化学種となるなど、除去の困難な化学種の調製が可能であり、共沈率も低下した。このように調製したRu化学種は再処理の低レベル廃液の処理法開発に利用できるものと考えられる。

Magnetic Characteristics of Ferromagnetic Stainless Steels SUS 403, SUS 410JI, TAF and SUS 405

荒 克之; 山田 政治; 角田 恒巳; 山岸 秀志

JAERI-M 86-181, 89 Pages, 1986/12

JAERI-M-86-181.pdf:3.64MB

炉内計測センサの開発に関して、マルテンサイト系ステンレス鋼SUS403,SUS410J1,TAF及びフェライト系ステンレス鋼SUS405の磁気特性を調べた。試料は焼入・焼戻し・低温焼なまし・完全焼なましの熱処理を施したものと、未処理(バ-ジン材)を用い、それぞれについて常温~800Cの範囲で各種の有用と思われる時期特性(磁化特性・透磁率・逆磁歪・キュ-リ点など)を調べた。マルテンサイト系の材料は磁気的に半硬質な性質を示し、フェライト系は比較的軟質である。常温での飽和磁束密度は約15000ガウス、キュ-リ点は材料によって幾分異なるが、720~750Cである。SUS403と405は逆磁歪も大きい。本報告書は、以上の結果をデ-タ集として纏めたもので、大型磁気装置の設計にも役立つと考える。

Behavior of ruthenium in fluoride-volatility processes, 6; Separation of ruthenium from PuF

桜井 勉; 高橋 昭

Journal of Nuclear Science and Technology, 15(8), p.633 - 634, 1978/08

https://doi.org/10.3327/jnst.15.633

フッ化物揮発法により回収された四フッ化プルトニウム(PuF)は、ルテニウムで汚染されていることが多い。このルテニウムの除去に、室温での「加水分解-フッ素処理」操作を試みた。回収したPuFに水を含んだヘリウムガスを供給、次に室温でフッ素ガスを作用させると、大部分のルテニウムがRuOとなって揮発し、PuFから分離する。一方、プルトニウムの損失は認められなかった。これより、本操作がPuFの精製にに有効なことがわかった。

Hg-197,203の製造,3; 交換反応を利用した大量金属水銀の標識

山林 尚道; 小野間 克行; 本石 章司; 山本 晧靖; 伊藤 太郎

JAERI-M 5320, 31 Pages, 1973/07

JAERI-M-5320.pdf:1.2MB

放射性水銀$、$Hgを含む水溶液と金属水銀との非均一系における同位体交換反応を利用して、大量の金属水銀を$、$Hgで標識する技術を確立した。同位体交換反応の最適条件は$、$Hgを含む0.07mol/l以下の硝酸水銀(II)-1N硝酸溶液と金属水銀の接触であった。この条件下で混合した場合、金属水銀と水銀イオンとの交換反応は10分間以内に平衡に達し、放射性水銀の金属水銀への移行率は99%以上であった。副反応として、硝酸第二水銀は硝酸第一水銀となり、溶液はさらに強い酸性を呈した。金属水銀中の水銀の自己拡散を検討し、計算で自己拡散係数を推定した。金属水銀は撹拌下で非常に速く均一混合されたが、撹拌容器が複雑になると均一混合に多くの時間を必要とした。これらのことを考慮して混合、定量分取装置を製作し、Hg400mCiと5kgの金属水銀を処理し、1本当りHg8mCi-水銀96gを含む製品を定常的に生産している。

J-PARC物質・生命科学実験施設におけるHgの放出挙動について

佐藤 浩一; 増山 康一; 田島 考浩; 吉野 公二; 関 一成; 春日井 好己; 宮本 幸博

no journal, , 

J-PARC(大強度陽子加速器施設)の物質・生命科学実験施設(MLF)は、3GeV、1MWの大強度の高エネルギー陽子ビームを水銀ターゲット及びミュオンターゲットに入射し、中性子及びミュオンを発生させ、物質科学・生物科学の研究を行う施設である。ビーム運転に伴い水銀ターゲット中で生成されるHgが、施設メンテナンスを行う特定の時期に限って排気設備を経由してスタックから放出されることが分かった。これまで検出されたHgのスタックでの週平均濃度は、2.410 1.510Bq/cmであり、排気中濃度限度の1/10,000以下である。本発表では、この放出挙動について報告する。