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古閑 二郎*; 新里 卓史*
JNC TJ8400 2000-054, 48 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-054.pdf:1.23MB
再処理プロセスの運転において生成する微量成分のプロセス内挙動について数値シミュレーションを行なう上で、市販のダイナミカルシステムツールである"STELLA"の適用の可能性を検討した。前年度までの検討対象であったアジ化水素酸について、ヒドラジンと亜硝酸との反応から生成するアジ化水素酸について抽出器内の濃度の時間変化を"STELLA"でシミュレーションした。本シミュレーションでは、MIXSET-Xで各抽出器内の主要成分の定常濃度を求めた後、ヒドラジンと亜硝酸との反応から生成するアジ化水素酸について各抽出器内の濃度の時間変化を決定した。シミュレーションの結果は、前年度までの結果と同様であった。本研究の結果から、"STELLA"は微量成分のプロセス内挙動の数値シミュレーションに適用できることがわかった。
房枝 茂樹*
JNC TJ1400 99-021, 86 Pages, 1999/02
第二次取りまとめにおける地層処分システムの性能評価では、ニアフィールド性能の定量化を大きな目標としており、ここでは、評価モデルの妥当性および性能評価用データの信頼性と品質保証が技術的課題として重要視されている。この課題を達成するためには、データ、モデルおよび解析コードという個々の品質を保証するとともに、解析作業やデータ取得作業についても十分な信頼性を持たせ、それらの品質を総合して評価結果の信頼性を保証していくことが重要である。本研究では、性能評価に係わる品質情報を総合的に管理し活用できる計算機環境を整備し、第二次取りまとめ報告書における解析結果の信頼性を示すための総合的な品質保証システムの構築を目的として以下の研究を実施した。(1)品質保証フレームワークに関する検討:MESHNOTEの信頼性確保を目的として、室内試験データや原位置データに基づく確証解析の実施ならびに計画を実施した。また、実務に適用すべく品質保証要領書の改訂を実施した。・鉄含有ベントナイト中における拡散試験データに基づく確証解析を行い、MESHNOTEが妥当であることを確認し、知識ベースについて整理した。・解析報告書の管理に関する事項を品質保証要領書に追加した。(2)品質保証システムの構築:解析結果の信頼性の向上および品質保証プログラムの効率的な運用を目的として、解析管理システム「CAPASA」を基盤とした品質保証システムに係わる以下の拡張を実施した。・人工バリア幾何形状、ガラス溶解に係わるデータおよび被ばく線量換算係数を管理するための核種移行解析用データベースを構築した。また、これらデータを、CAPASAで利用可能とするためのインタフェースプログラムを構築した。・亀裂媒体中の核種移行解析コードTlGERおよび地球化学コードPHREEQCを、CAPASAに搭載した。また、人工バリア中の核種移行解析コードMESHNOTEの改良版を対象として、核種移行解析用データベースとのインタフェースプログラムを構築した。
炭山 守男*
PNC TJ1451 98-001, 247 Pages, 1998/02
PNC-TJ1451-98-001.pdf:114.43MB
本研究は、オーバーパックの候補材である炭素鋼の土壌中での長期腐食挙動を評価し、腐食モデルの開発に資することを目的に実施したものである。現在までの研究から、地層処分の環境であるベントナイト中と類似の自然環境は、淡水成粘土である。そこで、淡水成粘土中に長期間埋設された水道管を4件堀り上げ、その埋設土壌の環境と管体の腐食量を調査した。粘土中における鋼材の最大孔食深さを実測により求めると共に、極値統計手法により最大孔食深さを推定した。つぎに、過去の研究結果を加えて、そのデータの腐食速度と埋設環境因子との関係を多変量解析し、腐食因子と腐食量の関係を求めた。更に過去の研究結果を加えた最大孔食深さのデータを腐食モデルの式H=aYnに適用して、極値統計手法による値でn≒0.4の妥当な値を得た。更に、この求めた腐食モデルの式より、長期腐食の予測を試みた。しかしながら現状では、より精度の高い推定をする上でまだデータ数が不足しており、今後、データを増加していく必要がある。
長坂 和佳*; 篠崎 剛史*; 中嶋 研吾*; 野邉 潤*
PNC TJ1222 98-010, 15 Pages, 1998/02
本研究では、不均質多孔質媒体における信頼性の高いニアフィールドの水理/核種移行計算を行なうために、有限要素法による三次元飽和-不飽和浸透流解析プログラム「TAGSAC」、ランダムウォーク法による核種移行経路抽出プログラム「S-SURF3D/TR3D」、一次元核種移行解析プログラム「CRYSTAL」の一連の解析プログラムを用いた評価モデルについて、三次元水理物質移動モデルとの比較を実施することにより妥当性の検証を行い、また、この評価モデルにおいて三次元水理/核種移行パラメータを一次元パラメータに変換する手法の体系化を実施した。また有限要素法による三次元水理/核種移行解析プログラム「MIGR96」を対象として、解析結果の信頼性を示すため解析プログラムの内容の調査・確認、解析プログラムの性能解析を実施し、数値解上の問題点を検討し、効率的に高精度な解を得るための指針を示した。また、計算を効率的に実施するために解析プログラムの改良、およびデータ生成機能の整備を実施した。
not registered
PNC TJ1603 97-001, 77 Pages, 1997/03
岩盤の1万年以上にも渡る長期の挙動を予測するためには、岩石・岩盤のミクロ構造まで考慮に入れた精度の高い解析が要求される。本研究では、まず、日本全国に分布し、岩盤構造物に広く利用されている花崗岩を用いて既存マイクロクラックの分布状況を観察した。岩盤の長期時間依存性挙動として、一定の荷重条件の下でひずみが増加していくクリープ現象と、一定の変位拘束条件の下で応力が緩和していく応力緩和現象が挙げられるが、ここでは、水浸条件下において応力緩和挙動に注目した室内実験を行った。実験供試体は上述の花崗岩である。この実験では供試体端面の変位を拘束した場合の時間経過に伴う応力変化を計測し、マイクロクラックの変化を観察した。つぎに、岩石の構成粒子レベルの応力緩和挙動を把握するために、花崗岩供試体を多結晶体で粘弾性的物性を有する複合材料と仮定し、均質化法(Homogenization Method)を用いて数値解析を実施した。均質化法とは、微視的には非均質な構造が周期的かつ規則的に配列された物体に対し、その構造を反映した巨視的な材料定数を求め、それを用いた全体解析により得られる巨視的な挙動から微視レベルの「応力分布」を求めることができる数学的な解析手法である。ここでは、上述のマイクロクラック分布の観測データを基に、微視的レベルにおけるユニットセルや界面の形状を定め、界面の粘弾性係数の違いによって、巨視的な変形特性や応力状態、あるいは微視的な応力分布がどのように変化するかについて考察した。さらに、岩質材料がその変形・破壊過程において著しい非線型性と時間依存性を示す場合を考慮すべく、均質化法による弾粘塑性解析の手法を開発した。この手法の妥当性をチェックするために、粘土を想定した弾粘塑性材料および地盤構造物の応力緩和について数値解析を実施した。
大久保 博生*
PNC TJ1222 96-008, 109 Pages, 1996/03
前年度に試行した緩衝材機能の評価結果をもとに、まず、各評価指標の定量評価式を求めるため、ケイ砂混合率、含水比、締固め圧力の3変数を説明変数とする多変数回帰式の同定を試みた。その入力データとのフィッティング状況の検討を通じ、これらの定量評価式を組み込んだ緩衝材機能総合評価解析を試行した。
大久保 博生*
PNC TJ1222 96-007, 41 Pages, 1996/03
前年度に試行した緩衝材機能の評価結果をもとに、まず、各評価指標の定量評価式を求めるため、ケイ砂混合率、含水比、締固め圧力の3変数を説明変数とする多変数回帰式の同定を試みた。その入力データとのフィッティング状況の検討を通じ、これらの定量評価式を組み込んだ緩衝材機能総合評価解析を試行した。
大久保 博生*; 高田 秀治*
PNC TJ1222 93-001, 335 Pages, 1993/02
高レベル放射性廃棄物(HLW)の地層処分システム隔離性能に関し、不確実性評価手法の調査・検討を行った。その結果、主として、1)HLW地層処分システム性能評価における不確実性の取り扱いは、基本的に知識・情報の不明確さによるところが大きい。このため、エキスパートの判断を効率的に活用する評価手法の適用が必要であること2)主観的評価手法のサーベイを通じ、効用関数法、階層分析(AHP)法、ファジィ理論などの応用事例が、1)の観点から比較的有効な方法であること3)将来シナリオの重要度を判定し得るデータ・情報等のそろっていない不確定性の大きな状況、あるいは本質的にそのような状況を扱わざるを得ない場合にはAHP法が、他方、具体的な処分場を対象に、より詳細なデータ・情報等が集積し、シナリオ重要性の判定根拠がより明確になってきた場合には効用関数法が、それぞれ適していると考えられること4)AHP法、効用関数法のいずれを用いる場合でも、ファジィ理論を組み合わせることにより、評価結果に対するエキスパートの確信度を定量化し得ることという知見が得られた。そこで、上記3)の観点から、第1ステップとしては、シナリオを構成し得る安全評価上重要なFEP's(features,events and processes)の抽出並びにモデル化(ないしはシナリオ化)の可能性を検討するプロセスに、AHP法を適用するフレームを提案した。
日本混相流学会*; 三流体詳細熱流動解析コード検討専門委員会*
PNC TJ9565 92-001, 173 Pages, 1992/05
本研究は、三流体モデルに基づく熱流動解析の高度化を目的としている。高度化の対象は、流れのモデル、構成方程式、数値計算手法の3項目である。各項目に対して、現状の調査検討が実施された。その結果、高度化の方策を提示することができた。また、今後の構成方程式の高度化に役立つ水・蒸気系及び水・空気系実験データベースが収集された。数値計算法に関しては、計算効率を向上させるための方法が提示された。この方法により、計算速度は約20倍に向上した。
森永 正彦*; 斉藤 淳一*; 加藤 真人*; 一色 泰志*; 脇山 博文*; 加納 茂機; 吉田 英一
PNC TY9623 92-001, 73 Pages, 1992/04
Li冷却高速炉用の構造材料として、これまでの研究でNb基およびMo基合金を候補材料として選択し、その材料設計および特性評価を行ってきた。これらの合金の中から候補材の成分を更に絞るため、本年度は3元系合金について引張強度の簡易的予測手法、密度の予測手法の検討および2元系および3元系合金についてナトリウムに対する耐食性評価手法の検討を行った。3元系のNb基合金およびMo基合金をトリアーク炉で溶製し、高温硬さ試験、923K、1000hのナトリウム中腐食試験、密度測定、組織観察を行った。さらにNb基2元系合金についてナトリウム中腐食試験を行い、腐食に対する合金効果を検討した。(1)前年度導出した2元系合金に関する引張強度の簡易的予測手法(成分元素間の原子半径差およびヤング率差に基づく)が3元系合金に拡張できることを明らかにした。(2)密度の予測が合金元素の密度の組成平均で予測できることを明らかにした。(3)ナトリウムに対する腐食に関し、合金効果を明らかにし、耐食性を予測するため新たに耐食性係数を導出した。この他に1373KにおけるMo-Re-W系の部分状態図を作成した。上記の結果をもとに、最も有望な候補合金系としてNb-W-V-Zr系合金およびMo-Re-W-Zr系合金を選択した。
武田 精悦*
PNC TN7410 90-004, 41 Pages, 1989/12
ストリパプロジェクトの第2フェーズでは、処分場サイト研究のため、第1フェーズに引き続き、手法と技術に関する開発を継続した。クロスホールの研究は、以前には到達できなかった信頼性と現実性でもって結晶質岩中の割れ目を調査することが可能であることを示した。ストリパ研究サイトにおける地下水の流れは、地球物理学的手法によって把握された主要な割れ目中に集中することが明らかにされた。その主要な割れ目は幅広い板状で、高低透水係数のパッチ状の部分を含む。ストリパにおいて、地下水組成に関するデータを考慮し、別れ目水理、地下水のトレーサーの移行に関する詳細な研究を進めることにより、割れ目系結晶質岩での地下水の流れに関する知識は大きく増大した。ストリパでの研究は、割れ目系にとって基本的な幾何学的特性や水理特性に関する分布の特徴とそのパラメータが決定できるデータを取得・解析できること、従って性能評価研究に必要な経験の一部として、あるサイトを他のサイトと比較できることを示した。移行の試験は、地下水の流れが岩盤中で非常に不均一に分布することを示した。それはトリチウムの測定と合わせ、流れの多くの部分が他のチャンネルからほとんど独立したチャンネルで起こっているという考えを強く支持する。今後は割れ目系結晶質岩での流れを記述する適当な数学モデルの開発にさらに大きな努力を払う必要がある。ストリパでの水理地球化学研究は又、溶質のソースとして新しく母岩中の流体包有物を考える必要があることを示した。ストリパでは溶質の年代は地下水の年代と全く異なり、それより数億年古いかもしれない。さらにこの溶質は全間隙率(total porosity)とも関係している。流体包有物は余剰の(residual)又は流れに関係のない間隙(non-flow porosity)だが、それは応力場の変化によって引き起こされる微少割れ目を通じ、流れの間隙率(flow porosity)の一部となると思われる。ストリパにおいて、岩盤中の人工による開削からの水の流れの密封と制御(redirection)について試験を行った結果、様々なプラギングと密封試験によってそれが現実性のあることが判明した。粉末を高度に圧縮して適当な形にしたNaベントナイトは、処分場の試錐孔、シャフト、トンネルを密封する上で非常に実用的であることがわかった。初めは局所的に未飽