Numerical visualization of water-vapor flow configurations in fusion reactors during ingress of coolant events

小瀬 裕男*; 高瀬 和之; 吉田 啓之; 秋本 肇

Proceedings of 10th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 10) (CD-ROM), 8 Pages, 2002/00

核融合炉真空容器内に冷却材が侵入した場合を想定し、真空容器内で起こる熱流動現象を数値的に調べた。著者らはすでに、軽水炉の安全性評価解析コードTRACを核融合炉条件に対して利用できるように改良している。この改良TRACコードを使って、核融合炉の構成要素を縮小簡略モデルで模擬した体系で冷却材侵入時の水-蒸気系二相流挙動に関する3次元詳細解析を行った。本研究の結果、真空容器,サプレッションタンク,ドレンタンク,リリーフ配管,ドレン配管等から構成される圧力抑制システム内での蒸気と水の分離流挙動が視覚的に明らかになり、現状の圧力抑制システム設計の考え方は十分妥当であることがわかった。また、リリーフ配管の断面積,冷却材温度,真空容器温度,侵入時間等をパラメータとした一連の解析結果はモデル試験結果を高い精度で模擬できることを示した。

大強度陽子加速器計画用超伝導リニアックのシステム設計

長谷川 和男; 大内 伸夫; 椋木 健*

KEK Proceedings 2000-23, p.31 - 33, 2001/02

原研とKEKの大強度陽子加速器計画に使用する超伝導リニアックのシステム設計を行った。超伝導空洞では、加速電場勾配を決めるのは空洞内の最大電場による放電ではなく、マルチパクタリングによる発熱であるとの仮説を採用し、従来からの設計基準の変更を行った。また、ビームダクト径の見直しにより、ローレンツストリッピングを避けるQ磁石長の再評価や、エミッタンス増加を抑えるEquipartitioning条件の見直しを行った。400~600MeVの範囲で、従来の長さ109m,モジュール数21台の超伝導リニアックが、今回の設計で、それぞれ69m,15台と長さ,代数ともに大幅に削減される結果を得た。また、200~400MeVの範囲では、長さ95m、モジュール数23台であり、結合空洞型リニアックと同等規模のシステムとなることが示された。

原研-KEK統合計画用超伝導リニアックのシステム設計

長谷川 和男; 水本 元治; 大内 伸夫; 野口 修一*

KEK Proceedings 99-25, p.28 - 32, 2000/02

原研とKEKの統合計画に使用する超伝導リニアックのシステム設計を行った。エネルギー範囲397~1000MeVについて、現時点で候補となる加速周波数648と972MHzの2通りを検討した。空洞グループの分割は従来の設計よりも細分化し、加速効率の向上を図るとともに、縦方向エミッタンスの悪化に対し、より余裕を持った設計とした。Q磁石の磁場勾配はローレンツストリッピングの限界を考慮し、Equipartitioniong法に基づき決定した。この結果、7セルの空洞を6種類使い、648MHzでは247m、972MHzでは214mのリニアックをそれぞれ設計した。前者は従来設計(同じ加速エネルギー範囲の部分)とほぼ同等の長さであるが、ビームシミュレーションの結果、位相や電圧制御の誤差に対して2倍以上の余裕を持った良好な特性であることが示された。

地層処分場の操業システムに関する検討

本間 信之*; 千葉 恭彦*; 棚井 憲治

JNC TN8400 99-050, 94 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-050.pdf:3.86MB

本報では、地層処分の技術的成立性を明らかにするため、処分場の操業段階におけるガラス固化体の受け入れから人工バリア定置までの作業の具体的な方法について工学的な検討を実施した結果を報告する。まず、検討を行ううえで必要となるいくつかの前提条件を提示し、次に地上施設、アクセス施設、地下施設の区分で各施設における作業の内容と手順について検討した。さらに、各工程で必要となる具体的な機器、設備、および配置、系列数について検討し、各施設の概念を示した。これらをもとに実際の操業にかかる時間について検討した。また、操業段階で想定される事故事象をまとめ、既存の原子力関連施設を参考に放射線管理の考え方についても整理を行った。最後に今後検討されるべき課題をまとめた。

オンライン臨界安全監視システムの開発研究(III)

not registered

JNC TJ1400 99-004, 110 Pages, 1999/02

JNC-TJ1400-99-004.pdf:2.42MB

臨界安全監視システムは高い信頼性と新しい手法を容易に取り込むことのできる柔軟性が必要である。この様な観点から1997年にはシステムの基本構成を報告した。ここでは、この基本デザインに新たに加えるべきシステムと手法について報告すると共に、1996年のDCA実験データの解析結果を報告した。1:本報告書では、先ず、ガンマ線信号を用いたFeynman-法による未臨界度推定モジュールと、その信号取得に必要となる高速パルス信号処理系の追加を提案した。ガンマ線信号に対してFeynma-法を用いることにより原子炉の減衰定数を推定することが可能であることが最近報告されており、このモジュールを追加することは、計数率の広い範囲に亙って臨界安全監視システムの信頼性を高めるものと考えられる。2:昨年度、ARMAモデル同定と平行して信号解析を行う冗長系として最小2乗法に基づくアダプティブフィルタ(ADF)アルゴリズムモジュールを報告したが、この手法は有色雑音が混入する信号に対してパラメータの収束が遅くなることが知られており、ここでは近年注目されているブロックアルゴリズムの基礎理論と、これを実現するための跳躍アルゴリズムについて報告した。3:アナログ信号系では不可避の電源雑音を除去するノッチフィルタを設計法を実際のソフトウェアにつ臨界安全監視システムは高い信頼性と新しい手法を容易に取り込むことのできる柔軟性が必要である。この様な観点から1997年にはシステムの基本構成を報告した。ここでは、この基本デザインに新たに加えるべきシステムと手法について報告すると共に、1996年のDCA実験データの解析結果を報告した。1:本報告書では、先ず、ガンマ線信号を用いたFeynman-法による未臨界度推定モジュールと、その信号取得に必要となる高速パルス信号処理系の追加を提案した。ガンマ線信号に対してFeynma-法を用いることにより原子炉の減衰定数を推定することが可能であることが最近報告されており、このモジュールを追加することは、計数率の広い範囲に亙って臨界安全監視システムの信頼性を高めるものと考えられる。2:昨年度、ARMAモデル同定と平行して信号解析を行う冗長系として最小2乗法に基づくアダプティブフィルタ(ADF)アルゴリズムモジュールを報告したが、この手法は有色雑音が混入する信号に対してパラメータの

地層処分システムに関する設計研究

窪田 茂*; 秋好 健治*; 奥津 一夫*; 堀田 政国*; 雨宮 清*

PNC TJ1449 98-001, 1944 Pages, 1998/02

PNC-TJ1449-98-001.pdf:76.65MB

本研究は、地層処分システム全体の詳細検討を行い、我が国の自然環境条件に即した実現可能な処分施設の詳細仕様について検討するとともに、地層処分システムの設計解析手法の整備を進めることを目的とするものである。既往の研究成果及び昨年度実施した「地層処分システムの設計研究」の研究成果を踏まえ、本年度は以下の項目について検討を実施した。 1設計研究に係る条件整備 2人工バリア及び処分施設に関する設計・製作技術の検討 3処分施設に関する事前調査及び建設・操業・閉鎖に関する検討 4安全対策及び経済性に関する検討 1では、地層処分システムの具体例を示すための場である仮想地質モデルの作成、設計検討に用いる代表的な岩盤物性値の設定、設計の基本的考え方の整理等を行った。 2では、人工バリアシステム構築のための検討として、緩衝材の力学的安定性の検討、複合現象の評価解析、ガス発生・移行の検討、緩衝材の製作・施工技術に関する検討を行った。また、広域地下水流動解析、空洞安定解析を実施し、その結果に基づき 3の検討の前提となる処分場レイアウトを仮想地質モデル中に設計するとともに、設計した処分場の評価という位置づけで熱-水連成解析を行った。 3では、主として 2で設定した処分場の仕様に基づき、事前調査から閉鎖までの方法及び工程の検討を行うとともに、各段階におけるモニタリング項目の検討を行った。 4では、建設・操業・閉鎖において想定される事故事象の整理及び事故時の対策の考え方の整理、事前調査から閉鎖までの単価についてモニタリングも含めての調査・整理、地層処分施設における安全管理の考え方の整理を行った。

清澄試験機の内部点検装置の基本設計

not registered

PNC TJ8164 97-003, 77 Pages, 1997/03

PNC-TJ8164-97-003.pdf:6.5MB

本業務は、動力炉・核燃料開発事業団殿が従来より設計・検討している高速炉燃料再処理機器試験施設(以下「RETF」と言う。)の主要機器の一つである清澄試験機の内部点検装置について検討したものである。本業務では、RETF用清澄試験機において、溶解液中に含まれる不溶性の固体成分の試験機内部への捕集状況等を確認する内部点検装置の基本設計として、内部観察システム及び運転診断システムのシステム及び要素技術の検討を実施し、システム及び各技術要素の基本仕様を設定すると共に、清澄試験機への適用に向けての課題等を抽出した。本業務で検討を実施した主な項目は以下の通りである。1)内部観察システムのシステム及び要素技術基本仕様の検討2)運転診断技術検討および診断システム基本検討3)内部点検装置のRETF設計への反映検討

地層処分システムの設計手法の開発(2)

栗原 雄二*; 宮崎 清*; 五十嵐 治世*; 玉野 達*; 速水 卓哉*; 田中 達也*

PNC TJ1201 96-001, 288 Pages, 1996/02

PNC-TJ1201-96-001.pdf:49.37MB

本研究は、人工バリア及び処分施設に要求される性能を確保し得る技術的方法を具体的に明らかにするために必要な地層処分システムの設計手法を開発することを目的とするものである。昨年度の研究成果を踏まえ、本年度は以下の項目について実施した。1.GISCAEの改良開発2.データベースの開発検討3.断層離間距離の検討4.解析による設計検討5.サイト特性調査手法の検討この内、1のGISCAEの改良開発では、熱解析の結果をより明確に把握するための改良を行うと共に、IRISに適用可能な画像処理ツールの調査を行った。2のデータベースの開発検討では、積算単価データベースとして3ケースの処分場建設単価の積算を行うと共に、岩盤工学データベースとして地下発電所における岩盤物性の調査を行った。3の断層離間距離の検討では、断層破砕帯の規模とレイアウトの関係を調査し、事例においては幅100m規模の断層は処分場として避け、幅20m程度の断層は処分区画として避けていることがわかった。また、空洞掘削が破砕帯部に与える力学的影響に関する感度解析では、坑道径の約3倍以上の離間距離において影響はごく小さいという結果を得た。4の検討では、掘削段階を考慮した2次元飽和-不飽和浸透流解析を行い、不飽和物性値の解析結果に対する影響を調べると共に、3次元解析に向けての課題の抽出を行った。また、3次元の熱解析では昨年度の解析の検証を行い。本年度の解析結果が昨年度の4ケースの解析の内の1ケースに合致することがわかった。5の検討では、段階を考慮したサイト特性調査の目標や内容、対象領域、調査期間の検討を行い、適用が考えられる調査手法について、いくつかの観点からその適用性の検討を行った。

深海潜水調査船用高速炉システムの概念検討

大坪 章; 羽賀 一男

PNC TN9410 92-050, 71 Pages, 1992/02

PNC-TN9410-92-050.pdf:1.26MB

宇宙開発用の小型液体金属冷却型原子炉の概念を,最大潜水深度10,924mおよび8,000mの潜水調査船に適用する検討を進めた。本システムの一次冷却材はNaKで,原子炉容器出口温度は680と550の2ケースとした。二次系にはHe‐Xeガスを作動流体とした密閉ブレイトンサイクルを用いた。出力は20kWeである。NaKの原子炉容器出口温度について熱流力解析を行い,熱効率,交換熱量,ガスならびにNaKの流量・温度を求めた。これに基づいてそれぞれの機器の概略寸法を定め,本システムの構成概念を明らかにし,ついでこれを搭載した潜水調査船についてそのイメージ図を作成した。