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報告書

幌延深地層研究センターの地下施設における坑道安定性の長期モニタリング

青柳和平; 櫻井彰孝; 宮良信勝; 杉田裕

JAEA-Research 2020-004, 68 Pages, 2020/06

JAEA-Research-2020-004.pdf:6.4MB
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本報告書では、数km数kmにわたる広大な範囲で施工される高レベル放射性廃棄物の地層処分場の建設の視点で、数十年にわたり長期的かつ効率的に坑道安定性をモニタリングする技術の検証を目的として、幌延深地層研究センターに設置した支保工応力計および岩盤応力計のデータを分析した。具体的には、幌延深地層研究センターの水平坑道および立坑掘削時の力学的安定性のモニタリングのために設置した光ファイバー式および従来型の電気式の計測器のデータ取得可能期間(耐久性)を分析し、長期的な岩盤および支保工のモニタリングに適した手法について検討した。結果として、幌延のような坑道掘削による変形は大きいが湧水は少ない環境においては、岩盤変位の計測には光ファイバー式の変位計の設置が適しており、コンクリート中に埋設されるコンクリート応力計や鋼製支保工応力計といった計測器については、従来型の電気式のものでも長期的な耐久性が見込めることを示した。さらに、断層部を対象とした計測では、350m東周回坑道の計測断面において、吹付けコンクリートおよび鋼製支保工応力が、ひび割れ等の発生により耐久性が損なわれる状態に相当する使用限界と定義された基準値を超過していた。しかしながら、現時点ではクラック発生等の変状は認められなかったことから、定期的な目視点検等を実施すべきであると提案した。それ以外の計測断面については、断層部付近において一部注意を要する値を逸脱する計測値はあったものの、施工時に壁面の崩落が著しかった領域や、立坑と水平坑道の取り付け部付近では、坑道は安定した構造を保っていると判断した。

報告書

珪質泥岩(稚内層)を対象とした多孔質弾性パラメータ取得試験

青木智幸*; 谷卓也*; 坂井一雄*; 古賀快尚*; 青柳和平; 石井英一

JAEA-Research 2020-002, 83 Pages, 2020/06

JAEA-Research-2020-002.pdf:8.25MB
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日本原子力研究開発機構は、新第三紀堆積軟岩を対象とした高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発を目的として、北海道天塩郡幌延町において幌延深地層研究計画を進めている。幌延深地層研究所周辺の地質は、珪藻質泥岩の声問層や珪質泥岩の稚内層で構成され、どちらも珪藻化石を多量に含んでいる。これらの岩石は高い空隙率と低い透水性を示すことから、多孔質弾性論に基づく岩盤挙動の検討が重要であると考えられる。しかしながら、幌延深地層研究所周辺に特徴的な珪藻質泥岩や硬質頁岩については、低透水性であるという岩石の特徴や試験時の制御が容易ではないこと等を要因に、多孔質弾性パラメータの測定実績は多いと言えない状況である。そこで、珪質泥岩(稚内層)を対象として、多孔質弾性パラメータの測定実績を蓄積し、既往の研究で示唆されている拘束圧に対する依存性を確認することを目的として、多孔質弾性パラメータを取得するための岩石三軸試験を実施した。その結果、多孔質弾性パラメータのうち、排水体積弾性係数は拘束圧の増加に伴い大きくなる関係性が確認された。一方、Biot-Wills係数およびSkemptonの間隙水圧係数は、拘束圧の増加に伴い小さくなる傾向が確認された。また、岩石供試体の葉理方向によって拘束圧依存の程度が若干異なることが示唆された。

論文

核融合炉用に開発されたプラズマ溶射アルミナ電気絶縁膜の繰返し衝撃試験

金成守康; 阿部哲也; 古作泰雄; 丹澤貞光; 廣木成治

日本原子力学会誌, 43(12), p.1228 - 1234, 2001/12

https://doi.org/10.3327/jaesj.43.1228

被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

プラズマ溶射法によってステンレス鋼基材表面に析出させたアルミナ電気絶縁膜の繰り返し衝撃力に対する電気絶縁破壊耐久特性を実験的に調べた。衝撃試験は、アルミナ膜同士及びアルミナ膜とステンレス鋼基材の2種類の組み合わせについて行い、それぞれの組み合わせに対して、平均衝撃圧力,640,1,130及び2,550MPaを印加した。衝撃試験中に行った耐電圧測定から、アルミナ膜同士の衝突における衝撃耐久性は平均衝撃圧力640MPaで76,000サイクルを示し、平均衝撃圧力の増加とともに減少した。他方、アルミナ膜とステンレス鋼基材の衝突におけるアルミナ膜の衝撃耐久性は、アルミナ膜同士の場合と比較して約2.7倍に改善された。衝撃試験後のSEM観察から、アルミナ膜の厚さは、衝撃サイクル数が増加するにしたがって逆比例関係で減少し、バルク材に見られるような脆性破壊はなかった。

報告書

プラズマ溶射によって形成されたアルミナ電気絶縁コーティング膜の繰り返し衝撃荷重に対する耐久性

金成守康*; 阿部哲也; 榎枝幹男; 豊田真彦*; 馬越俊光*; 清水克祐*; 森順二*; 高津英幸

JAERI-Research 98-029, 23 Pages, 1998/06

JAERI-Research-98-029.pdf:2.51MB

プラズマ溶射によってステンレス鋼基材上にNi-Cr中間層を介し形成されたアルミナ電気絶縁コーティング膜(アルミナ膜)の繰り返し衝撃荷重(638MPa)に対する電気絶縁耐久性(耐電圧1kV)を、アルミナ平端面の接触を伴う落錘試験を用いて評価した。繰り返し衝撃荷重に対するアルミナ膜の電気絶縁耐久性は、70,000回以上だった。絶縁破壊に至るまでのアルミナ膜の経時変化を調べるために、所定の回数だけ落錘試験を行った試料について、アルミナ膜表面及び断面のSEM観察を行った。その結果、アルミナ膜厚は、落錘試験開始時228mであったが、衝撃回数に比例して直線的に減少し、その速度は2.43nm/回だった。絶縁破壊時のアルミナ膜厚は落錘試験開始時の約21%であり(約50m)、その断面はアルミナ膜とNi-Cr中間層との混在相を示していた。

論文

Manufacturing and testing of a Be/OFHC-Cu divertor module

荒木政則; D.L.Youchison*; 秋場真人; R.D.Watson*; 佐藤和義; 鈴木哲

Journal of Nuclear Materials, 233-237(PT.A), p.632 - 637, 1996/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(96)00101-8

被引用回数：5 パーセンタイル：45.11(Materials Science, Multidisciplinary)

次期核融合実験炉、例えば、ITERでは、プラズマ対向機器表面材料にベリリウム、炭素系材料及びタングステンが選定されている。特に、ベリリウムは第1候補材料であるため、原研ではベリリウムと銅の接合体開発研究を進めてきた。そこで、この開発研究で培った接合技術を適用して、25mm角、厚み2mm及び10mmのベリリウムタイル各2個を1本の銅製冷却管に真空ロー付けしたダイバータ試験体を製作した。加熱実験は、日米核融合協力のもとで、米国サンディア研究所の電子ビーム照射装置を用いて、ITER等のダイバータ部で予想される熱負荷条件で各々のタイルに対して行った。本論文は、ベリリウム/銅接合体の接合特性及び加熱実験結果について述べるとともに、今後の開発課題についても言及した。

論文

Design and R&D activities on ceramic breeder blanket for fusion experimental reactors in JAERI

倉沢利昌; 高津英幸; 佐藤聡; 中平昌隆; 古谷一幸; 橋本俊行*; 河村弘; 黒田敏公*; 常松俊秀; 関昌弘

Fusion Technology 1994, Vol.2, 0, p.1233 - 1236, 1995/00

原研で行っている核融合実験炉のための固体増殖材方式ブランケットの設計とR&Dの最近の成果をまとめた。固体増殖材ブランケットは、広範なR&Dベース、高い安全性、DEMO炉への適合性等から、実験炉の増殖ブランケットとしても魅力ある概念である。原研では、増殖材、増倍材共にペブル形状にして層状に配置した構造を提案してきており、詳細な核・熱・機械特性解析評価と製作性の検討を行うことにより設計を進めている。また、ペブル材料の特性評価、ペブル充填層の熱伝導特性評価、ブランケット構造体の製作性及びその機械特性評価等を進めた。本論文は、これら設計及びR&Dの最近2年間の進展をまとめる。

論文

Thermal cycling tests of plasma facing components for Fusion Experimental Reactors at JAERI

荒木政則; 秋場真人; 鈴木哲; 大楽正幸; 横山堅二; 伊勢英夫*; 中村和幸; 関昌弘; 田中茂

Proc. of the 14th Symp. on Fusion Engineering,Vol. 1, p.357 - 360, 1992/00

次期核融合実験炉(ITER/FER)の開発研究において、プラズマ対向機器(ダイバータ、第1壁)は、熱的に厳しい環境下にさらされ、かつ、異種材料接合体構造であるため、接合体としての構造性能も要求される。このため、プラズマ対向機器が繰り返し熱負荷を受けた場合の耐久性及び健全性を評価する必要があり、冷却構造を有したダイバータ及び第1壁の小規模試験体を製作し、繰り返し熱負荷を与えた熱サイクル試験を行った。試験の結果、以下のことを明らかにした。1)第1壁試験体では、0.2MW/m $^{2}$ 、定常の熱負荷条件下で健全であることを確認した。2)他方の0.6MW/m $^{2}$ 、定常を模擬した実験では、ボルト部で溶融したため、ボルト材質を含む構造の見直しが必要である。3)ダイバータの10MW/m $^{2}$ 、定常熱負荷を模擬した実験では、表面材料及び接合部の健全性を確認した。さらに、一部の接合体では、1000サイクル、12.5MW/m $^{2}$ 、定常熱負荷に対し、微少クラックは確認されたが、表面温度の変化はなく、持ちこたえた。

報告書

Progress Report on Safety Research of High Level Waste Management for the Period April 1984 to March 1985

中村治人; 田代晋吾

JAERI-M 85-090, 77 Pages, 1985/07

JAERI-M-85-090.pdf:1.94MB

高レベル廃棄物処理処分に関する1984年度の研究内容をまとめたものである。主な点は次の事項である。(1)廃棄物ガラス固化体の耐久性試験を行った、特に浸出挙動について実施した。また、貯蔵施設の事故時におけるソースタームを評価するため、模擬キャニスタ中のCsの揮発について研究した。(2)緩衝材及び岩石中の放射性核種の拡散について研究した。また、キャニスタ材の耐久性試験として、室内照射試験及び実地下水を使うための原位置試験を実施した。ホット試験はWASTEFで実施し、原位置試験は地表近くの花崗岩岩盤内で実施した。

口頭

Surface alternation of Cr $_{2}$ O $_{3}$ -CoO-Al $_{2}$ O $_{3}$ -doped iron-phosphate glasses containing fission products during immersion in water and heating in vacuum

矢野哲司*; 立野隼人*; 岸哲生*; 沖田壮史*; 松山加苗*; 宮本真哉*; 小藤博英; 明珍宗孝

no journal, ,

Surface alternations of Cr $_{2}$ O $_{3}$ -CoO-Al $_{2}$ O $_{3}$ -doped Iron-Phosphate Glasses containing simulated fission products on heating after water immersion test are investigated. Iron-phosphate glasses doped with Cr $_{2}$ O $_{3}$ -CoO-Al $_{2}$ O $_{3}$ show quite high chemical durability. Valences of iron and doped Chromium ions have been found to play important roles to form water-resistant glass surface from the analysis of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

発表形式

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