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Journeau, C.*; Molina, D.*; Brackx, E.*; Berlemont, R.*; 坪田 陽一
Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR2022) (Internet), 5 Pages, 2022/10
CEAは、劣化ウランを使用したUO
またはHfOを(核燃料としての)UOの 代替として用いて、福島第一原子力発電所の模擬燃料デブリを製造した。溶融燃料-コンクリート相互作用によって生じたEx-vessel模擬燃料デブリでは、酸化物相の密度が金属相の密度より軽くなる。それゆえ重い金属質の相が底に偏析する。このうち3つの金属質試料を、CEAカダラッシュ研究所でのハンドソー切断、及び同研究所のFUJISAN施設でコアボーリング装置により機械的に切断された。これらの金属ブロックのうち、2つは非常に切断しにくく(1つはUO試料、もう1つはHfO試料)、最後の1つはより簡単に切断可能であった。これらの3つの金属ブロックの金相分析(SEM-EDSとXRD)の類似点/相違点に関して議論する予定である。この経験は、福島第一原子力発電所の燃料デブリの切断・回収を視野に入れた場合、有益な学びとなる。
有吉 玄; 大林 寛生; 佐々 敏信
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1071 - 1088, 2022/09
被引用回数：1 パーセンタイル：31.61(Nuclear Science & Technology)液体重金属中の局所流速計測において、電磁誘導を用いた計測手法は効果的手法の一つである。永久磁石を利用した流速計として、Ricou and Vives' probeやVon Weissenfluh's probeが広く知られているが、これらの流速計は液温上昇に伴う永久磁石の熱減磁により、流速感度および計測体積が低下することが問題点として挙げられる。特に、永久磁石のキュリー温度を超える温度域では流速検出不能となる。そこで本研究では、流速計が持つ温度依存性の解消を目的とし、小型電磁石を内蔵する流速計を開発した。開発された流速計の直径は6mm、長さは155mmである。流速計の基本性能は、室温環境下における矩形管内水銀流れの局所流速分布計測を通して確認され、流速感度および計測体積が評価された。計測された局所流速分布は数値計算によりその妥当性が確認された。
and Tb
measured by gel electrophoresis techniques中野 純佳*; 丸茂 和樹*; 風見 綸太郎*; 斉藤 拓巳*; 原賀 智子; 半田 友衣子*; 齋藤 伸吾*
Environmental Science & Technology, 55(22), p.15172 - 15180, 2021/11
被引用回数：5 パーセンタイル：35.21(Engineering, Environmental)環境中に存在する不定形有機高分子であるフミン酸(HA)は、環境中の有害重金属イオンや放射性金属イオンと強く錯形成し、超分子集合体を形成することによって、金属イオンの移行挙動に影響を与えている。そのため、土壌や河川の環境評価や放射性廃棄物処分の安全評価において、HAと金属イオンとの超分子化挙動を解明することが重要である。本研究では、環境中に広く存在する金属イオンとしてCu、3価のアクチノイドイオンのモデルとしてTbを対象として、ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(PAGE)を基盤とする独自に開発した分析法を用いて、深層地下水由来および泥炭由来のHAと強く錯形成したCuおよびTbがHAのどの分子量帯に多く分布しているかを調査した。超分子化したHAをPAGEで分離後、HAと結合していた金属イオンを検出し、さらにUV-Vis測定および励起蛍光マトリクス-平行因子分析を組み合わせることにより、超分子が形成されたHAの分子量帯およびHAと金属イオンとの化学量論比を算出することに成功した。その結果、金属イオンやHAの由来によってそれぞれ異なる超分子化挙動を示すとともに、その原因がHA中の硫黄原子の存在量に関係していることを明らかにした。
林 孝夫; 飛田 健次; 西尾 敏; 池田 一貴*; 中森 裕子*; 折茂 慎一*; 発電実証プラント検討チーム
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1285 - 1290, 2006/02
被引用回数：21 パーセンタイル：78.83(Nuclear Science & Technology)核融合炉先進遮蔽材料としての金属水素化物及びホウ化水素の中性子遮蔽性能を評価するために中性子輸送計算を行った。これらの水素化物はポリエチレンや液体水素よりも水素含有密度が高く、一般的な遮蔽材よりも優れた遮蔽性能を示した。水素解離圧の温度依存性からZrHとTiHは1気圧において640
C以下で水素を放出することなく使用可能である。ZrHとMg(BH
)は、鉄水混合材料よりも遮蔽体の厚さをそれぞれ30%と20%減らすことができる。水素化物とF82Hとの混合により
線の遮蔽性能が高くなる。中性子及び線の遮蔽性能は以下の順で小さくなる:ZrH
Mg(BH) and F82HTiH and F82Hwater and F82H。
長瀬 賢三*; 森田 昇*; 渡部 昭義*; 浅尾 豊信*
JAERI-Tech 2005-052, 99 Pages, 2005/09
JAERI-Tech-2005-052.pdf:5.92MB
アルカリ金属水酸化物をドープしたアルミノケイ酸電解質上での水分子の電気分解において、ファラデー則を超える過剰の水素が生成することを見いだした。本現象は将来の低コスト水素製造具術として期待される。そこで、本現象の技術的成立性を評価し、解決すべき技術的課題を抽出するために、反応速度,反応機構の究明及び熱力学的考察を行った。その結果、水素が低温で、かつ効率的に発生するためには、無機高分子担体上での水分子による膨潤状態の出現と印可電圧及びアルカリ金属酸化物MOHの存在が不可欠な要件であることが判明した。また、本反応機構における最も可能性のある反応機構を考察した。
武田 哲明
Proceedings of 12th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-12) (CD-ROM), 4 Pages, 2004/00
原研では、高温ガス炉を用いた熱利用システムとして核熱による水素製造システムの技術開発を進めている。本研究の目的は、HTTR水素製造システムの熱伝達性能を明らかにするとともに高空隙率で金属細線を挿入した流路の伝熱特性,圧力損失特性を取得することである。円管流路を用いた実験から、金属細線を挿入する方法が、高温条件下ではさらなる熱伝達の向上が可能であることがわかった。
赤岡 克昭; 丸山 庸一郎
JAERI-Research 2003-022, 16 Pages, 2003/10
JAERI-Research-2003-022.pdf:1.56MB
超々ジュラルミン(アルミニウム合金7075:Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.25Cr)の蒸留特性の測定と数値解析を行った。実験では378.7mgのジュラルミンを抵抗加熱蒸発装置により200C/hourの昇温速度で1500Cまで加熱し、蒸発させ、四重極質量分析計でイオン電流を記録することにより蒸発特性を測定した。シミュレーションはRaoultの法則をLangmuirの式に適用し、Runge-Kutta法を用いて解析した。その結果、蒸留の特性は実験とシミュレーションがよく一致し、蒸留によりジュラルミンをAl, Cu, CrとZn, Mgの2つの群に分離できることを明らかにした。これらの結果、蒸留による元素分別を用いた放射性廃棄物の減量が可能であることを示された。
加藤 千明
JAERI-Research 2003-013, 143 Pages, 2003/08
JAERI-Research-2003-013.pdf:22.12MB
本論文は核燃料再処理環境中におけるジルコニウムの応力腐食割れ(SCC)に関する研究成果をまとめたもので、全文7章から成っている。1章では背景及び目的を述べた。2章では試験装置を説明した。3章では沸騰伝熱面においては硝酸の酸化力が高まり沸騰伝熱面においてSCCが生じる可能性を示した。4章ではSSRT試験からSCC感受性は硝酸濃度と温度により大きくなり、切り欠き部でSCC感受性が大きくなることを示した。また、SCC感受性は結晶配向性に影響され、圧延方向と割れ進展面が一致する面で大きくなることを示した。5章では、溶接部のSCC感受性に関して(0002)面の存在量が多いHAZ/母材境界部にてSCC感受性は高くなることを示した。6章では、硝酸の高い酸化力発生機構に関して考察し、沸騰伝熱面における酸化還元電位の上昇は、沸騰バブル相にNO等のガス状窒素酸化物成分が移行し溶液から絶えず排除されることでHNOの熱分解が加速されることにより生じることを明らかにした。7章では、総括を述べた。
edge of Mn
GaC高橋 学*; 五十嵐 潤一
Physical Review B, 67(24), p.245104_1 - 245104_5, 2003/06
被引用回数：23 パーセンタイル：70.62(Materials Science, Multidisciplinary)MnGaC強磁性相のK端におけるX線磁気円二色性の起源を、第一原理計算に基づき研究した。LDAに基づき、スピン軌道相互作用を取り入れて、Mn及びGaのK端におけるスペクトルを計算し、実験とよく一致する結果を得た。スペクトルの構造のそれぞれに対応する過程を解析し、p状態の軌道分極の機構をはっきりさせた。また、総和則を導いた。
三島 嘉一郎*; 齋藤 泰司*
JAERI-Tech 2002-014, 83 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-014.pdf:6.83MB
シビアアクシデント時の溶融燃料プールと冷却水との液液界面における熱伝達の把握を目的として、溶融ウッズメタルと蒸留水とを用いた定常及び非定常熱伝達実験を行った。定常実験では、自然対流領域から膜沸騰領域に至る沸騰曲線を取得するとともに、沸騰挙動を高速度ビデオにより観察した。非定常実験では、高温の溶融金属上に蒸留水を注入し、冷却過程における沸騰曲線を得た。得られた沸騰曲線を、固液系及び液液系に対する既存の相関式や実験データと比較し、以下の結論を得た。(1)界面の揺動が無視でき、かつ、界面に酸化膜に形成される場合には、液液系の沸騰曲線は、固液系の核沸騰及び膜沸騰領域の熱伝達相関式並びに限界熱流束相関式により概ね予測できる。(2)液液界面に酸化物が存在しない場合には、Novakovicらの水銀を用いた実験結果と同様、液液系の沸騰熱伝達は固液系の沸騰曲線により高過熱度側に移行する。(3)非定常状態における膜沸騰において、熱伝達率は、固液系の膜沸騰に対する推算値より約100%程度大きい値を示した。これは、界面全体の激しい揺動のために、みかけの熱伝達率が増大したものと考えられる。
玉田 正男; 笠井 昇; 瀬古 典明; 長谷川 伸; 川端 幸哉*; 大沼 謙二*; 武田 隼人*; 片貝 秋雄; 須郷 高信
JAERI-Tech 2001-065, 39 Pages, 2001/11
JAERI-Tech-2001-065.pdf:5.24MB
有用金属捕集材の性能評価のために設置した実海域試験装置の海上設備の安全に配慮するため、その位置を監視する装置を設計・製作した。位置監視装置は海上設備の浮体である鋼管フレームに取付け、その測位情報をGPSにより取得したのち、衛星通信回線を経て、むつ事業所及び高崎へ送信することにより、位置をモニターできるようにした。位置監視装置は損傷を避けるため、捕集材の引上・浸漬作業の終了後、鋼管フレームのコーナー上方に設置した。実海域での20日間の特性試験で、2時間毎に262データを取得し、9回の誤信号が発生した。実測精度は、223.7mであった。測位精度を向上させるため、位置監視装置用ファームウェアの改良を行った。測位分解能を0.001から0.00001とするとともに、定時刻に連続5回の測位を行い緯度・経度毎に5回の測位結果から最大値、最小値を除いた計3回の測位結果を平均化することとした。この変更にともない、標体のサイズを大きくして電池容量を大きくし、ファームウエアの作動を可能にした。改良により、誤信号は計測されなくなり、測位の平均値は6.74mまで向上し、鋼管フレームの測位をおこなうことにより、事前に漂流などを阻止可能なレベルに達した。
神林 奨; 千原 順三
Physical Review E, 53(6), p.6253 - 6263, 1996/06
被引用回数：16 パーセンタイル：58.49(Physics, Fluids & Plasmas)量子論的HNC近似を用いた密度汎関数法に基づいて、第1原理的分子動力学法を開発した。密度汎関数法はイオン電子混合系としての液体金属は、2体力のみで相互作用する中性液体として分子動力学を行えることを証明する。しかしその相互作用は液体中のイオン配列に依存したものになる。この原理に基づき、原子番号だけを与えればその液体金属の構造を定めることのできる第1原理的分子動力学法を作り上げた。これを融点近傍の5つのアルカリ金属(Li、Na、K、Rb、Cs)に適用し実験と極めてよく一致した結果を得た。この方法ではイオンイオン相関、イオン電子相関、原子間相互作用、液体中のイオンのエネルギーレベル等を自己無撞着に定めることができる。
中山 真一; 山口 徹治; 関根 敬一
Radiochimica Acta, 74(1), p.15 - 19, 1996/01
水溶液中におけるNp(IV)水和酸化物の溶解度を測定した。pHは5
11.5、温度は25C、還元剤としてチオ硫酸ナトリウム(NaSO),Fe(II)イオン,金属鉄または金属銅を用いた。また過飽和,未飽和双方から測定を行った。得られた値はlogK=-8.41
0.33であった。ただし例外的に、金属鉄共存下で10
M程度の高い値を示した。
神林 奨; 千原 順三
Molecular Simulation, 16, p.31 - 46, 1996/00
被引用回数：4 パーセンタイル：17.31(Chemistry, Physical)従来のカーパリネロの理論による分子動力学法とは異なった、新しい第1原理的分子動力学法(QHNC-MD法)を考案した。QHNC-MD法では、液体金属中の電子及びイオンに関する動径分布関数と有効イオン間ポテンシャルに対する量子的HNC方程式を、古典的分子動力学シミュレーションを用いて解く方法である。この方法では、分子動力学シミュレーションによって得られるイオン間分布関数と有効イオン間ポテンシャルを自己無撞着に決定することが可能である。また、QHNC-MD法による有効イオン間ポテンシャルの収束計算は高速であり、しかも、数千から数万個の規模のシミュレーションが可能である。この点はカーパリネロ手法と大きく異なる部分である。液体アルカリ金属に関するQHNC-MDシミュレーションから得られた静的構造因子は、X線・中性子線実験の結果と極めて良く一致し、従来のQHNC方程式の近似解に見られる欠点を取り除くことが可能となった。
大井川 宏之; 飯島 進
JAERI-Research 95-007, 93 Pages, 1995/02
JAERI-Research-95-007.pdf:2.7MB
高速炉のナトリウムボイド係数の予測精度向上に資することを目的として、FCAを使った金属燃料高速炉模擬体系XVI-1及びXVI-2、並びに、酸化物燃料高速炉模擬体系XVII-1の3集合体においてナトリウムボイド反応度価値を測定した。測定結果をJENDL-2、JENDL-3.1及びJENDL-3.2を用いて計算と比較し、ナトリウムボイド反応度価値を構成する非漏洩項及び漏洩項それぞれについて計算精度を評価した。
前田 裕司; 山川 浩二*; 松本 徳真*; 春名 勝次*; 加藤 輝雄; 小野 文久*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 97, p.491 - 494, 1995/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)放射光を利用して急冷した高純度銅単結晶のX線散漫散乱の測定を行い、電子顕微鏡では観測が困難であった空孔型の転位ループを観測した。急冷後の2次欠陥の観測は主として電子顕微鏡で精力的に行われて来た。しかしFCC金属では銅だけが2次欠陥の観測に成功していない。それは2次欠陥のサイズが小さく電顕での観察が困難である、又ガス不純物に空孔が捕獲され2次欠陥を形成するに至っていない等の理由が考えられる。放射光は高エネルギー物理学研究所のRL-4Cを利用し、逆格子点(111)の周りの散漫散乱の測定を室温で行なった。その結果、空孔型転位ループからの散漫散乱を観測した。しかしこの散乱はシャープで、強度は非常に強く、転位ループの散漫散乱の理論計算で予測されていた「caustics」散乱と考えられる。転位ループのサイズは約10
と推測される。
松林 政仁; 鶴野 晃; 市川 博喜; 古平 恒夫; 白井 英次
Proceedings of 4th Asian Symposium on Research Reactors (ASRR-4), p.192 - 197, 1993/00
JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置は1991年に完成し、その後原研内外の研究者との間で同装置を利用した協力研究が活発に行われてきている。その協力研究は、従来から中性子ラジオグラフィを利用してきた工学分野にととまらず、農学や生物医学の分野にまで及んでいるのが特徴である。農学においては、植物の根の成長及び土壌中の水の動態について研究がなされており、生物医学においては、マウス及びラットを用いてX線ラジオグラフィと相補な動物の内部情報を得ようとする研究がなされている。また工学分野においては、本装置の中性子テレビシステムを用いた流れの可視化が活発に行われている。特に気液二相流、沸騰流、液体金属の流れ等、他の実験手法に替え難い領域の流れの可視化においてその威力を発揮している。本報では、JRR-3中性子ラジオグラフィ装置を利用して行われた研究の成果を紹介する。
神林 奨; G.Kahl*
Europhysics Letters, 18(5), p.421 - 426, 1992/03
被引用回数：19 パーセンタイル：72.97(Physics, Multidisciplinary)ミクロカノニカルアンサンブルの分子動力学シミュレーションを用いて、融点近傍の液体セシウムの動的性質を考察した。シミュレーションの熱力学的条件は、308K、1.8321g/cm
であり最新の中性子実験のものと等しい。原子間ポテンシァルは、擬ポテンシャル理論を使って作成した。シミュレーション結果から得られた動的性質は、平均2乗変位、密度相関関数および動的構造因子である。中性子実験から得られた動的構造因子との比較では、短波長領域(=0.1
)を除いて、よい一致を得た。密度相関関数、動的構造因子から求めた音速は、正の分散関係を持つ。静的構造因子の第1ピークの波長より長い波長領域では、音波の伝播は、観測されなかった。動的性質や、熱力学的性質・静的性質は、実験値と非常に良い精度で一致した。
池沢 芳夫
エアロゾル研究, 5(3), p.212 - 216, 1990/00
原子炉解体では、発生する放射性エアロゾルの吸入による被爆を防止するために、切断作業にともなって発生する放射性物質の空気中への飛散率、飛散粒子の粒度分布、汚染防止囲いからの漏洩率などのパラメータの値を知る必要があり、これらのデータに基づいて、適切な呼吸保護具や汚染防止囲いを選択する必要がある。本報では、エアロゾルに関して、その発生からみた原子炉解体作業の特徴、測定評価法、吸入による被爆評価に必要な、空気中への飛散率、粒度分布などについて、JPDRの解体経験をふまえて述べたものである。
阿部 哲也; 村上 義夫; 引田 和雄*; 大澤 晴繁*; 秦 聡*
Vacuum, 41(7-9), p.1992 - 1994, 1990/00
被引用回数：7 パーセンタイル：43.6(Materials Science, Multidisciplinary)磁場閉じ込型核融合装置で使用できる耐磁場、耐放射線性を有するセラミックターボ分子ポンプの開発を行なった。このポンプは回転部をすべて窒化珪素(SiN)セラミックスで製作しており、しかもガスベアリング、ガスタービン駆動、非接触ネジシールから構成されている。今までに80l/s(排気速度)の小型セラミックポンプの開発を終え、今回は回転翼(SiN)直径210mm
、回転数25000rpmの中型セラミックポンプを試作し、各種の試験を実施した。その結果、排気速度500l/s、到達圧力4
10Paの性能を得た。
