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安彦 兼次; 高木 清一*; 加藤 章一; 永江 勇二; 青砥 紀身; not registered
JNC TN9400 2000-059, 43 Pages, 2000/05
JNC-TN9400-2000-059.pdf:2.08MB
本研究では、現状技術で製作可能な高純度鉄および高純度鉄基合金の材料諸特性を把握し、先進的高速炉の構造材料および機能性材料への適用見通しを得ることを目的とする。そこで、まず10kg程度の高純度鉄及び高純度鉄基合金を超高真空対応のコールドクルーシブル溶解炉を用いて溶製した。次に高速炉の特徴である高温ナトリウム環境と高純度鉄および高純度鉄基合金との共存性、常温および高温における引張特性について検討した。また、高純度鉄基合金の高速炉構造材料に特化された性質の一つである高温クリープ特性を調べるために550
におけるクリープ試験を行い、その特性を評価した。さらに、高純度鉄の基本的材料特性である熱膨張係数や比熱、電気比抵抗などを測定し、機械的特性等含めて高速炉構造材料への見通しを評価した。特性試験および評価より以下の結果が得られた。(1)超高真空対応のコールドクルーシブル溶解炉を用いて10kg程度の高純度鉄および高純度50%Cr-Fe合金を溶製することができた。(2)常温および高温における変形挙動を理解するために高純度50%Cr‐Fe合金の引張試験を行った。その結果、高純度50%Cr-Fe合金は高温においても高強度でかつ延性を有していることがわかった。(3)高純度50%Cr-Fe合金の物理的特性(熱膨張係数や比熱等)を測定した。高純度50%Cr-Fe合金の熱膨張係数はSUS304よりも小さく、高速炉構造材料として有望であることがわかった。(4)ナトリウム腐食試験の結果、普通純度鉄は重量減少を示したが、高純度鉄は重量増加を示した。また、普通純度鉄は粒界近傍に著しい腐食が生じていたが、高純度鉄は粒界にも腐食は生じていなかった。(5)高純度50%Cr-Fe合金の550でのクリープ試験を実施した。その結果、短時間側で高純度50%Cr-Fe合金のクリープ破断強さは改良9Cr-1Mo鋼よりも高強度であるが、長時間側では同程度の強度であった。一方、クリープ破断伸びおよび絞りは改良9Cr-1Mo鋼より若干低下した。
菅谷 敏克; 堂野前 寧; 加藤 徳義; 宮崎 仁; 谷本 健一
JNC TN9410 2000-002, 149 Pages, 1999/12
JNC-TN9410-2000-002.pdf:23.51MB
建設計画を進めている固体廃棄物処理技術開発施設(LEDF)では、高線量
廃棄物である可燃物、PVC、ゴム、使用済イオン交換樹脂及び不燃物の処理方法として、「インキャン式高周波加熱」を用いた焼却溶融設備(セラミック製の廃棄物収納容器を高周波による誘導加熱で昇温し、容器内の廃棄物を対象物によって焼却・溶融する設備)を計画している。試験は、焼却溶融設備の設備設計の最適化を目的として、処理対象廃棄物に対する処理性能(処理能力、処理条件など)や運転条件及び処理中に発生するオフガス中の放射性核種の除去性能条件、また、焼却溶融後の生成物である溶融固化体の性状(核種、主要構成成分の均一性、固化体の強度など)の確認を行った。試験装置は、LEDFで実際に使用される規模の焼却溶融装置(パイロット装置)を用いた。また、放射性核種を使用したホット試験を要するものについては、実験室規模の機器を用いて行った。以下に、主な試験結果を要約する。(1)パイロット装置を用いて処理能力を確認した結果、可燃物・難燃物に対して6.7kg/h、樹脂に対して13.0kg/h、石膏以外の不燃物に対し30.0kg/hであった。また、このときの処理条件は幾つかのパラメータの中から選定し、運転温度については、可燃物・難燃物が1000、樹脂が1300、不燃物は1500、燃焼空気については、空気量は90Nmの3乗/h、空気温度は300、吹き込み速度は約20m/sが最適であった。(2)焼却溶融設備に必要な処理量が得られる一日の運転時間を確認した結果、可燃物、PVCやゴムなどの焼却対象廃棄物の焼却時間は5時間、焼却前後のキャニスタ昇温、残燃時間は各30分必要であった。不燃物などの溶融時間は、焼却灰の保持時間と石膏の溶融時間を考慮して5時間、キャニスタ昇温時間30分が必要であった。(3)パイロット装置により焼却溶融炉からセラミックフィルターまでの系統除染係数を確認したところ、実廃棄物の主要非揮発性核種(Co、Cs、Ce)に対し、10の5乗以上であった。(4)実験室規模の機器を用いて、高温オフガス中の揮発性ルテニウムを除去する高温Ru吸着塔の設計条件を確認した結果、粒径0.8から1.7mmの鉄担持シリカゲルに対して、滞留時間3秒以上を確保することで、除染係数10の3乗が得られるとともに、吸着材寿命は約1年であることがわかっ
児島 慶造; 後藤 博幸; 福田 好博*; 三林 健次郎*; 正木 敏夫; 小林 洋昭; 浅野 博之*
PNC TN8410 98-041, 185 Pages, 1998/02
高性能溶融炉の一環として、1996年6月から7月にかけて円筒電極直接通電型溶融炉工学試験装置(JCEM工学試験装置)の第9回試験(JCEM-E9試験)を実施した。本試験では、白金族元素を含む模擬廃液(高模擬度廃液)を用い、JCEM工学試験装置における白金族元素が運転に及ぼす影響について評価を行った。その他、電極侵食量、固化ガラスの品質等、基本的な運転特性についても併せて評価を行った。JCEM工学試験装置は主要炉体を金属製電極および耐火レンガで構成したジュール加熱型溶融炉であり、溶融ガラス中に挿入した内部電極と外部電極間で通電してガラスを加熱するものである。外部電極は補助加熱炉の発熱体により加熱することが可能である。補助加熱炉は主に断熱材で構成され、金属製のケーシングで覆ったものである。本装置の溶融表面積は0.35㎡で、TVF溶融炉0.66㎡の約2分の1の規模である。本試験では、合計で13バッチのガラス製造運転を行い、3663㎏のガラスを製造した。試験の結果、JCEM工学試験装置の高模擬度廃液での処理能力は、ガラス製造速度で4.20
5.60㎏/hにあると判断され、低模擬度廃液を用いたJCEM-E8試験での結果よりも20%以上低い値であることが確認された。これは、溶融ガラス中の白金族元素の濃度分布の差による電流の集中が主な原因と考えられた。白金族元素の抜き出し性については、バッチごとの収支、およびドレンアウト後の炉内残留ガラスの観察より判断して良好な結果を得た。製造されたガラスの品質についてもTVF標準ガラスと比較しても有意な差はみられなかった。
大内 仁; 五十嵐 寛; 河村 和広
PNC TN8440 95-044, 148 Pages, 1995/10
東海事業所及び大洗工学センターにおける高温溶融技術研究成果について議論する場として第1回高温溶融技術研究会を1995年10月6日に地層処分基盤研究施設4階大会議室で開催した。当日は東海事業所、大洗工学センター、人形峠事業所、本社から45名が参加し、高温溶融技術に関連した14件の研究成果の発表があった。本報告書は、研究会の発表要旨及びOHP資料をとりまとめたものである。
五十嵐 寛; 小林 洋昭; 正木 敏夫; 野崎 昇一*; 河村 和廣; 米谷 雅之; 寺田 明彦
PNC TN8440 94-028, 173 Pages, 1994/06
本報告書は、環境技術開発部、環境技術第一開発室において平成5年度に実施された主な技術開発や試験成果についてまとめたものである。(1)溶融技術高度化試験・円筒電極直接通電型溶融炉(JCEM)技術開発として工学試験装置を用いた模擬高レベル廃液の供給試験を実施し、JCEMの通電特性、原料処理特性を把握した。・ガラス溶融炉設計手法の体系化及び運転支援のための溶融炉設計システムの概念検討を実施するとともに、システムの中核となる熱流動解析コードの検証を行った。・モックアップ2号溶融炉を用いた遠隔解体試験を実施した。・炉内検査試験装置の製作を完了し、基本性能評価試験を実施した。・コールドクルーシブル溶融技術の廃棄物処理への適用性を評価するため、金属やガラスを溶融する基礎試験を実施し、溶融特性を把握した。耐蝕性を考慮したインコネル690製の炉を製作した。・ガラス固化技術開発施設の運転保全、支援及び外部期間からの情報提供依頼に対して技術情報の円滑な利用を図るため、廃棄物研究開発データベースシステムの改良を行うとともにデータの入力を実施した。(2)高レベル廃棄物高減容処理技術開発・高レベル廃液中の沈澱物の諸物性を把握するための試験を実施した。・模擬廃液から電解法で白金族元素であるPdとRuを分離する試験を行い、定量的
河村 和広; 虎田 真一郎; 安藤 康正
PNC TN8600 93-003, 269 Pages, 1993/02
第11回KfK/PNC高レベル廃棄物管理会議をドイツ、カールスルーエ原子力センター及びベルギー、PAMELAガラス固化施設で開催した。本会議は、PNCとKfKとの協力協定に基づいて、毎年日本とドイツで交互に開催されているものである。昨年KfKで開催予定の会議は、双方の日程調整がつかず開催できなかったため、第11回の今回は、一昨年以降の双方の進捗状況について情報を交換した。PNC側からは、TVFの紹介、大型メルタの確証試験結果、ガラス固化体特性について発表し、KfK側からは、WAK再処理施設廃液固化試験結果、中国向けメルタの製作、米国ハンフォード1/10スケールメルタ試験状況について発表があった。さらに、メルタ運転、設計、白金族元素挙動、ガラス品質について詳細な議論を行った。またWAK廃液の固化試験のために運転されている高炉底勾配メルタ(K-6′)及び同じ建屋内に設置されたハンフォードメルタ、INE施設内で製作中の中国向けメルタ(K-W3)を見学した。KfKでは、これまで蓄積した技術を基に、国際的な研究開発ビジネスを展開するという方法でメルタ技術開発力を維持・強化している。今後の技術情報の入手は、KfKと第3者との契約のために制約されることが考えられる。契約先である中国、米国の技術者は、KfKの試験に参加しており、PNCからも協定に基づく技術者の受入れ、試験への参加は可能とのことである。PAMELAガラス固化施設は、1991年10月にユーロケミー再処理工場廃液のガラス固化処理を終了し、現在メルタの解体作業を行っている。今回の訪問では、メルタ解体現場の見学と技術打合せを行い、解体技術及び固化体品質に関する情報を収集した。本会議では、メルタ技術等を中心に、今後のTVF運転及び大型メルタ設計を進める上で有益な情報を得ることができた。
室川 佳久; 真道 隆治; 上野 勤; 本橋 昌幸; 市野沢 仁; 川上 一善; 三宮 都一
PNC TN8470 93-010, 110 Pages, 1993/02
ガラス固化技術開発施設の開発棟に設置した、マスタースレーブマニプレータの設計及び据付工事の詳細内容を取りまとめ報告する。本報告書の主要な内容を次に示す。1)ガラス固化技術開発施設M/Sマニプレータ工事の目的・概要及びスケジュール2)動燃及び施工業者の組織体制3)工事の仕様及び設計条件4)工事の方法及び手順5)官公庁検査及び動燃自主検査6)工事中の不具合事例とその対策7)設計及び工事に関する反省と今後の課題
室川 佳久; 真道 隆治; 市野沢 仁; 上野 勤; 本橋 昌幸; 狩野 元信; 新沢 幸一*
PNC TN8470 93-007, 123 Pages, 1993/02
ガラス固化技術開発施設(以下「TVF」という。)の固化セルは、従事者の被ばく低減化、施設の稼働率の向上を図るため全遠隔保守方式を採用した。このためセル内に設置したラック、溶融炉等の高放射性物質を内包する機器は、動燃が開発を実施してきた両腕型マニプレータ及びインセルタレーンを主とする遠隔操作機器によって、保守することが可能であることを設計条件としている。本試験は、スクラッバラック模擬体、溶融炉(TVF用実機)及びその付属品の遠隔保守性を確認することにより、それまでに進めて来た設計の妥当性を確認し、その結果を実機の設計及び製作に反映することを目的として実施した。試験の結果、TVFの固化セル内に設置する機器等の遠隔保守に対する設計の妥当性を確認することができた。なお、保守対象品のバランス等の細部に改善すべき点が見出されたが、これらについては工場製作中のラックに反映した。試験に当たっては、東海事業所の実規模開発試験室(以下「EDF-III」という。)の模擬セル、両腕型マニプレータ(BSM)、クレーン等の遠隔保守設備を利用した。本資料では、EDF-IIIで実施した遠隔保守試験の結果を報告する。
覚方 邦江; 新沢 幸一*; 木村 一英; 田多井 和明; 室川 佳久; 真道 隆治; 本橋 昌幸
PNC TN8470 93-005, 118 Pages, 1993/01
ガラス固化技術開発施設の非常用発電機の設置及び第二中間開閉所改造工事は,本施設建設工事の一環として,非常用発電機の設置については,平成元年3月より平成3年5月にかけて又,第二中間開閉所改造工事については,平成元年9月より平成3年2月末にかけて工事を行った。本報では,本工事の契約,設計,許認可,工事の詳細内容を報告した。本報の主な内容は,次のとおりである。(1) ガラス固化施設非常用電源系システムの概要(2) 全体工程と予算・契約(3) 非常用発電設備システムの設計(4) 第二中間開閉所の改造設計(5) 非常用発電設備製作据付工事(6) 第二中間開閉所改造工事(7) 総合連動試験(8) 許認可業務と国の使用前検査
覚方 邦江; 福永 俊夫*; 田多井 和明; 木村 一英; 石川 一富*; 新沢 幸一*; 本橋 昌幸
PNC TN8470 93-004, 83 Pages, 1993/01
ガラス固化技術開発施設(以下「本施設」という)は、昭和63年より建設を開始し、電気設備工事(以下「本工事」という)については、昭和63年9月より工事着工し、平成3年7月末を以って完了した。本報では、本工事の契約、工事、検査等の詳細内容を報告した。本報の主要な内容は、次のとおりである。(1)工事の目的及び概要(2)工事の仕様及び条件(3)工事の方法及び手順(4)施工上の技術的検討事項(5)工事の延人数及び工数(6)検査(7)工事中の不具合事例とその対策(8)反省と今後の課題
山本 勝; 前島 清夫*; 峰山 広行*; 新沢 幸一*; 真道 隆治; 本橋 昌幸; 上野 勤
PNC TN8470 93-003, 115 Pages, 1993/01
ガラス固化技術開発施設(以下「本施設」という。)の管理棟工事(以下「木工事」という。)は、平成元年9月25日より現地工事を開始し、約2.5年の工期を要して、平成3年2月28日に竣工した。管理棟は、地上4階より構成し、1階部分にプロセス機器へ圧空・純水等を供給するユーティリティ室と非常用発電機を設置する発電機室を設け、2階以上には運転員の居室を設けた。本報では、本工事を建家工事、電気設備工事、換気空調給排水設備工事の各工事に区分し報告した。本報の主要な内容は次の通りである。(1)工事の目的及び概要(2)工事の仕様及び条件(3)工事の方法及び手順(4)施工上の技術的検討事項(5)工事の延人数及び工数(6)検査(7)反省と今後の課題
平成2年度)(核燃料施設等分野)not registered
PNC TN1410 92-031, 170 Pages, 1992/01
本報告書は、平成2年度までの核燃料施設にかかわる安全研究の5年間の成果について、とりまとめを行ったものである。核燃料施設分野の安全研究は、(1)核燃料施設に共通する研究、(2)再処理施設に関する研究、(3)プルトニウム取扱施設に関する研究、(4)放射性廃棄物の処理・貯蔵に関する研究の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」に含まれる核燃料施設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)(核燃料施設分野)」として、とりまとめを行った。
高橋 武士*; 間野 正*; 大鷹 秀生
PNC TN1410 91-033, 15 Pages, 1991/05
高レベル放射性廃液のガラス固化処理時にガラス溶融炉から発生するオフガスの処理技術の開発のために、モックアップ試験にいくつかの処理機器を設置して、それらのエアロゾル及び揮発性ルテニウムに対する除去性能の確認を行った。この結果、サブマージドベッドスクラッバ、デミスタについて、エアロゾル、揮発ルテニウムに対するDFを確認することができた。これらの機器はガラス溶融炉オフガスを処理する機器として期待する性能を有していることがわかった。
22日動燃東海事業所および東京にて開催)坪谷 隆夫; 高橋 武士; 吉岡 正弘; 五十嵐 寛; 菖蒲 康夫
PNC TN8100 91-030, 278 Pages, 1991/04
本資料集は、第10回PNC/KfK高レベル廃棄物管理会議(1990年11月18日22日、動燃事業団の東海事業所および東京にて開催)において、双方から発表されたOHP資料をとりまとめたものである。KfK側の発表内容は、KfK-INEでの高レベル廃棄物に関する技関開発の概要、K-6'メルタの運転結果、オフガス処理設備の特性、メルタ内のシミュレーション結果、耐火物および電極材料と溶融ガラスの反応に関するものである。PNC側の発表内容は、ガラス固化技術開発の現状、モックアップ3号のメルタの運転経験および白金族元素の抜き出し性評価、Ru、Cs、Srおよび粉塵のオフガスへの移行評価ならびに準揮発性元素の模擬廃液仮焼時の揮発率評価、メルタ内のシミュレーション技術開発、新電極材料および新耐火物材料の開発に関するものである。
22日動燃東海事業所および東京にて開催)坪谷 隆夫; 高橋 武士; 吉岡 正弘; 五十嵐 寛; 菖蒲 康夫
PNC TN8100 91-029, 82 Pages, 1991/04
第10回PNC/KfK高レベル廃棄物管理会議(1990年11月18日22日、動燃事業団の東海事業所および東京にて開催)の概要を報告する。この会議は、昭和55年に動燃事業団とドイツKfK(Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh)間で締結された協力協定に基づいて実施されるものであり、今回で10周年を迎えた。この会議では、両国における原子力情勢がお互いに紹介された。また、廃棄物の管理状況が紹介され、特に高レベル廃棄物のガラス固化技術を中心として情報交換が行われた。さらにガラス固化技術に関しては、ガラス溶融技術、オフガス処理技術、ガラス物性および品質管理技術について詳細な討論が行われた。本報告書は、これらの発表・討論の内容を要約したものである。
吉岡 正弘
PNC TN8600 91-001, 68 Pages, 1991/02
1.SPECTRUM'90への出席および発表・本会議はANS主催の廃棄物トピカルミーティングとして84年以降、2年毎に開催されている国際会議であり、高レベル、低レベル、TRU、再処理、使用済燃料、そして地層処分等広範囲にわたる廃棄物管理について、日本からの50名を含む約300名の参加者を集めて行われた。高レベル廃棄物のセッションで白金族問題を炉底部温度を制御する運転により解決する方法の成果をまとめて"Evaluation of Glass Melter Operation using Highly Simulated Waste for TVF"として口頭発表した。本法は従来、炉底部温度を上げる方向で解決を図ろうとした方法と逆に、温度を下げて解決を図るもので、信じ難い様子であった。また、この運転においても動燃が開発した45度の炉底勾配、およびボトムドレンが必須であることを強調した。なお、本問題を解決するのにKfKでは炉底勾配をさらに大きくする(75度)方法をとっており、それに至る経緯および成果が発表された。本会議では、白金族元素に関する発表はKfKからと2件であったが、発表後、意見交換する機会を持ち、セラミックメルタを採用している国はもちろん、金属メルタのフランスでも白金族元素含有廃液の処理において同様の問題を抱えており、動燃が、一歩先んじて、白金族問題の解決方法を確立した意義は大きいという感想を持った。2.サバンナリバーサイトの訪問・サバンナリバーではDWPF(Defense Waste Processing Facility)で処理する廃液中の白金族元素の含有量がTVFに比べて非常に小さいということから白金族問題の認識は有りながらも、その挙動を評価する試験等は実施されて来なかった。しかし、今回の訪問で白金族元素の挙動に関して議論した結果、今まさに白金族元素に関する研究を本格的に開始しようとしていることがわかった。これらは開発施段であるTNXに新しく設置されたDWPFの1/9スケールのIDMS(Integrated DWPF Melter System)を使って白金族元素の長期にわたる供給試験を実施しようというものである。DWPFは建屋および機器の搬入、据付けを全て終了し、通水作動試験が始められている。1991年3月からは、模擬廃液を用いた全プロセスのコールド運
清宮 弘; 山田 一夫; 黒羽 光彦; 斉藤 誠美; 富川 裕文; 斉藤 徹*; 萩谷 慎一*
PNC TN8410 90-082, 90 Pages, 1990/09
東海事業所の高レベル放射性物質研究施設(CPF)において、高レベル放射性廃液ガラス固化試験に使用してきたガラス溶融炉の解体をホットセル内で遠隔操作により行なった。ガラス溶融炉は、金属性のケーシング及び電鋳レンガ等から構成されている。ケーシング部はプラズマ切断法により、レンガ部はブレーカなど遠隔操作型に改良した治具類を用い解体した。解体は、特に大きな問題もなくプラズマ切断機、解体治工具類のホットセル内での使用についての知見を得るとともに、解体条件等を把握できた。今回の経験は、プラズマ切断機等によるセル内でのガラス溶融炉の解体技術の確立に大いに役立つものと考えられる。