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石川 昌幸*; 笠原 直人
PNC TN9520 93-003, 57 Pages, 1993/03
高速炉特有の熱荷重である熱応力を主体とした構造物強度データを蓄積し、高速炉用構造設計基準の基礎となる強度評価法(クリープ疲労損傷等)開発を支援するために、構造物強度データベースシステム"STAR"を開発した。 本報告書は、構造物強度データベースシステム"STAR"において、損傷値とき裂長さ等の比較に使用するき裂データ、形状データに関する入力システムの取扱説明書である。 以下に主な機能を示す。 (1)デジタイザによる供試体形状データ(R部、溶接部位等)のオンライン入力 (2)デジタイザによるき裂位置、深さの正確な入力 (3)き裂データの属性(破面状態、母材、溶金等)も容易に入力 上記の機能により、構造物強度データベースシステム"STAR"で重要なき裂データ等が正確かつ容易に入力が出来、作業の効率が図られた。
羽賀 一男; 大坪 章; 片岡 一; 立邊 和明; 清野 裕; 水野 朋保; 渡辺 兼秀
PNC TN9420 92-013, 226 Pages, 1992/10
原子炉の熱エネルギーやラジオアイソトープの崩壊熱の利用技術の開発は、宇宙における発電源として旧ソ連、米国を中心約30年の歴史があり、一部は実用化されている。その中で原子炉用いるものでは、液体金属冷却炉が主流である。この分野における文献を、第8回宇宙原子動力システムに関するシンポジウム(米国、アルバカーキ、1991年)を中心に、国際会議稿、専門誌等から39編選び、要約それをそれぞれ作成した。本報告書の範囲は、システム全体、炉物理、冷却系、発電系、ロケット推進、耐高温材料、燃料、制御、安全性、試験計画、規制、全体計画、と多岐にわたり、これで世界における最近の全体的な開発動向が分かる。なお、本報告書は前報(PNC TN9420 91-007「宇宙動力炉に関する文献調査3」)の続編であり、文献番号はそれと通しである。
平成2年度)(動力炉分野)not registered
PNC TN1410 92-026, 113 Pages, 1992/01
本報告書は、平成2年度までの新型転換炉及び高速増殖炉にかかわる安全研究の3年間の成果について、とりまとめを行ったものである。新型転換炉の安全研究は、(1)通常時及び異常な過渡変化時にかかわる研究、(2)事故時にかかわる研究、(3)シビアアクシデントにかかわる研究の3分野で構成され、また高速増殖炉の安全研究は、(1)安全設計・評価方針の策定にかかわる研究、(2)事故防止及び影響緩和にかかわる研究、(3)事故評価にかかわる研究、(4)シビアアクシデントにかかわる研究の4分野で構成されている。さらに、本報告書では、「原子力施設の耐震安全性に関する研究」並びに「確率論的安全評価に関する研究」に含まれる高速増殖炉及び新型転換炉に関する研究課題も合わせることで、「動燃における安全研究の成果(昭和61年度平成2年度)(動力炉分野)」として、とりまとめを行った。
大坪 章; 羽賀 一男
PNC TN9410 91-205, 55 Pages, 1991/05
フロンティア研究の一環として検討を実施している可搬型炉は地球上の避地,月面上或いは深海底への設置が想定されており,従ってその運転には無線通信が必要となる。本報告書では,月面上及び深海底に設置された炉の無線運転方法について,現状技術に基づいて予備検討を行った。月面上の炉の無線運転システムについては,現在の宇宙通信システムの延長線上にあると考えられ,技術的には特に大きな課題はないと予想される。深海底の炉の無線運転システムについては,海中音響通信の分野にまだ少し課題が残っているが,技術的には解決出来ると予想される。しかし,月面上の炉については,電波の月面との往復に3秒程度かかり,又深海底の炉についても音波の海上よりの到達に深さ6,500mの場合4秒程度必要となるため,いずれの場合も炉の緊急制御を無線で行う事は不可能である。従って緊急の炉の制御は炉自身の制御システムで行う必要がある。
大坪 章; 羽賀 一男
PNC TN9410 91-185, 62 Pages, 1991/05
ナトリウム冷却高温高速炉およびリチウム冷却炉と、密閉ブレイトンサイクルシステムを用いた、電気出力200kWeの6,500m級潜水調査船用動力源の概念設計を行った。原子炉としては、以前可搬型炉として設計したSPECTRA炉を採用した。耐圧殻は、10%Ni鋼の超高張力鋼製で、形状は内径3mの球を横に2球連結した形をしている。原子炉システムよりの排熱は以前から検討している耐圧殻中を熱伝導で伝導し、海水中へ放熱する方式を用いた。本概念設計作業により、高速炉を用いた深海調査用の動力源が技術的に十分見込みがある事が確認された。
野村 紀男; 羽賀 一男; 大坪 章
PNC TN9410 91-125, 75 Pages, 1991/04
可搬型炉研究の一環として、月面あるいは宇宙空間で活動を行うためのエネルギー供給源の概念検討を行っている。月面炉について前報では、径方向については月面の土であるレゴリスによって自然放射線のレベルまで減衰させることが可能であるが、軸方向については遮蔽物が原子炉の上部を覆う約2mのレゴリスと原子炉付属設備しかなく、許容できる限度まで低減することが困難であると報告した。一方軌道上炉では、遮蔽はプラントの一部として始めから備えつけていなければならない。そこで、原子炉と発電設備を結ぶ軸上に設置する遮蔽にいついて最適な構成を求める解析を実施した。解析にあたって遮蔽厚は1m以内とし、遮蔽重量はできる限り低く抑えるという条件を設定した。解析では、遮蔽材にベリリウム、タングステン、水素化リチウム、ステンレス鋼を用いて合計厚さ90cmの多重層構造とすることにより遮蔽体から25m離れた居住区域となる場所の線量当量率の合計が14.4
/hと計算された。この値は、宇宙空間における原子炉からの影響の制限値として先に提案した4.6Sv/hを担保していないが、遮蔽体後方に設置される原子炉付属設備や居住区域に設けられる宇宙線の遮蔽壁により、実際には原子炉からの影響は基準値を下回ると予測される。
野村 紀男; 羽賀 一男; 大坪 章
PNC TN9410 91-107, 40 Pages, 1991/03
可搬型炉研究の一環として概念検討を進めている月面上原子動力プラントSPECTRA-Lの遮蔽構造を定める上から、月面上でも地上と同様に放射線に対する何らかの限度を設定する必要がある。しかしながら、月面上あるいは宇宙空間(以後月面上と言う)で放射性物質等を取扱う場合、銀河や太陽から放出される宇宙線の影響が大きいため、地上の線量当量限度をそのまま適用することはできない。そこで、本書では、地上の外部放射線による線量当量限度の値を踏まえた上で、月面上の線量当量限度について検討した。本検討から、月面で作業する作業者の生涯の線量当量限度案として2.0Svを、また1年間の線量当量限度案として、ICRPの1990年勧告で示された事故の制御や緊急の救済措置における線量当量限度である0.5svよりも低い0.4Sv/yを提案する。また、1カ月の線量当量限度は1年間の限度を計画的に守るため0.04svとすることが妥当であろう。原子炉に関しては、原子炉からの影響が、作業者が原子炉へ常時接近することが可能な位置で年線量当量限度の10%以下、すなわち40msv/yにおさえることが望ましいとした。SPECTRA-L運転中の月面の土壌であるレゴリスの遮蔽効果の1次元解析によると、径方向で約11.5m離れれば原子炉からの影響はないと評価された。また本検討の中で、1・稼働中は作業者が原子炉施設へ近づかなくても管理が可能なシステムとすること、2・居住区周辺は磁気を利用した放射線シールドや作業性の良い防護服の素材の開発を行うことにより被ばく防止を図ることを提案した。居住区域の線量当量限度は、十分な遮蔽設計を行い無用な被ばくをできる限り低減するための措置を施す必要がある。また、地下立地(ジオフロント)を採用し、原子炉施設付近で作業する場合も、月面上に出ることを極力避けるため、地下道を利用して目的の建家へ向かう設計が良い。
野村 紀男; 羽賀 一男; 大坪 章
PNC TN9410 91-100, 73 Pages, 1991/03
超小型の液体金属冷却高速炉を月面用エネルギー供給システムに利用すると、エネルギーの長期間安定供給が可能であるだけでなく、必要とされるエネルギーが多いほど太陽電池などの他のエネルギー供給システムと比べてコスト面での競争力が高い。研究中の月面可搬型炉SPECTRA-Lは、宇宙輸送機に搭載して月面までの輸送を行うが、その際の安全評価上の想定事象として、ここでは打ち上げ失敗による宇宙輸送機の爆発、及び墜落、それに係る原子炉の損傷、核燃料物質の飛散等を考えた。本書では、このような想定事象に対する安全性の考え方を整理するとともにその評価を実施した。その結果、以下に示す知見が得られた。1)宇宙輸送機の打ち上げ失敗により原子炉が海上もしくは地上へ落下しても未臨界性を担保することができる。2)核燃料物質の漏洩・飛散を想定した場合の環境への影響1・放射性雲による外部被ばくは、自然放射線によるそれを下回る。2・空気中の核燃料物質の吸入による内部被ばくは、想定される最大濃度でも一般公衆の線量当量限度を超えない。3・地上の表面密度については、晴天時、降雨時(降雨量:10mm/h、100mm/h 、1000mm/h) いずれも、
線放射体による汚染物質を管理区域から搬出する際の基準0.4Bq/cm2 を下回る。なお、上記2)の評価で、核燃料物質が5%漏洩し、それがエアロゾル状になると仮定しているが、実際には核燃料物質はペレット(セラミック)化され、燃料ペレットは燃料ピン、冷却材(金属)、原子炉容器等によって多重に防護されており、落下による衝撃により核燃料物質が大気中へ放出されてもその全てが微小なエアロゾルになるわけでないため、保守側の評価値と考えている。
村上 昌俊*
コークダイジェスト, (39), p.33 - 38, 1963/00
原子力産業はまだ若い、エンリコ・フェルミがはじめてウランの連鎖反応に成功し、原子力利用の扉を開いてからわずかに20年にすぎない。一つの大型発電炉の建設に、少くとも5年の歳月を要するニとなあわせ考えれば、この20年がいかに短かい期間であるかが容易にうなずけるであろう。しかも、現在世界にはすでに約400基の研究炉と約30基の大型発電炉が完成していることを考えれば、その急速な発展にはただ驚嘆のほかはない。ともかく、原子力産業はまだ極めて若い、それだけに夢もまた多い。ラジオアイソトープの広汎な利用面を別として、動力面だけから考えても船舶、鉄道、航空機、ロケット等輸送機関への応用、直接発電への発展の可能性癒合反応によって無限の海水をエネルギー資源として利用する計画にいたるまで、原子力利用の将来の夢ははてしなく広がってゆく。
堀 雅夫
日本機械学会誌, 65(520), p.656 - 658, 1962/00
有機物を原子炉の冷却材、減速材として使用する考えは、原子力開発の初期のころからあったが、本格的な研究が行なわれ出したのは1953年ごろからである。1956年にはアイダホ州の原子炉試験場で実験炉OMREの建設が始められ、1957年に臨界に達した。引読いてオハイオ州ピクワ市に動力試験炉PNPFが、また原子炉試験場に実験炉EOCRが建設されている。そのほか実験炉、原形炉、動力炉、船用炉等が各国で計画されている。これら有機物冷却(減速)炉の研究開発は、主としてアメリカのノースアメリカン航空会社の原子力部門であるAtomics International(A.I.)社によって行なわれている。
森島 淳好
日本機械学会誌, 65(520), p.662 - 665, 1962/00
液体金属炉はナトリウム等の液体金具を冷却材として使用する液体金属冷却炉と、LMFRのように液体金属の中にウランを数百ppm溶かし込んで、液体金属それ白身を燃料体とする液体金属燃料炉に大別され、前者は更にSGRのような熱中性子炉とエンリコフェルミ炉のような高速中性子増殖炉に分けられる。動力用高速炉の冷却材としては熱伝達特性がすぐれ、しかも減速効果の小さいものが要求されるので、液体金属をおいて他に適当なものがなく、高速炉は液体金属の特性を最も有効に使用したものと言えるが、液体金属を冷却材として扱う技術の点では熱中性子炉と同様に考えてよいし、熱中性子炉において開発された技術は、高速中性子増殖炉にとって重要な寄与をすることになるであろう。
鳥飼 欣一; 大内 信平
日本機械学会誌, 65(520), p.666 - 670, 1962/00
われわれが半均質炉というとき、その定義は明らかではないが、固体減速材中に核分裂性物質を均一に分散したものを燃料とし、主としてこれと減速材とよりなる炉を本文では便宜上半均質炉と称する。半均質炉の構想は古くはF.Danielsにより1944年にたてられ、約2年ほど研究された。その後、イギリスHarwell研究所のFortesqueによって1956年ごろより研究が進められ、これは1959年、ヨーロッパ原子力機関(ENEA)の共同原子力開発計画の一つとしてとりあげられ、12箇国の参加のもとにDragon Projectと名づけられ、1960年4月建設を開始した。熱出力20MWであるが電力はつくらない。
