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論文

Socio-economic study of fusion energy at the Japan Atomic Energy Research Institute

小西 哲之; 岡野 邦彦*; 時松 宏治*; 伊東 慶四郎*; 小川 雄一*

Fusion Engineering and Design, 69(1-4), p.523 - 529, 2003/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:66.78(Nuclear Science & Technology)

最近、将来の地球規模でのエネルギー供給構成の観点での核融合エネルギーの評価が重視されており、IEA国際協力等で世界的に検討が進められている。我が国では原研を中心とした協力研究で、核融合のエネルギー源としてのさまざまな側面が定常トカマク炉をモデルに社会経済的に研究されている。炉本体やプラント概念の設計としては、初期装荷トリチウムの自給,放射性廃棄物の低減化検討,初期世代では超臨界水冷却,長期的には高温ガス冷却の高効率発電と熱利用、特に水素製造が検討されている。社会経済的には将来のエネルギー供給シナリオの検討,核融合のライフサイクル分析などを行っている。欧州のExtyern-Eをモデルにした外部性検討が開始され、核融合の環境影響,社会影響が評価されている。こうした多角的な社会経済的検討は核融合実用化への方向を探り、現在の設計,開発に反映される一方、社会に対する核融合研究開発の意義の説明にも有用と考えられる。

報告書

太陽光発電の習熟特性に関する調査

山口 雅教; 佐藤 治

JAERI-Review 2002-013, 29 Pages, 2002/07

JAERI-Review-2002-013.pdf:1.41MB

エネルギーシステムモデルを使用してエネルギー技術の将来的役割を解析する際に、発電システム間の競合の状態を合理的に模擬するため、発電システムの習熟特性を用いて価格の変動を内生的に表す方法の採用を検討している。今回は、日本のエネルギーシステムの中でその重要性が増加していくと考えられる分散型電源のうち、太陽光発電について習熟特性の調査を行い以下のことがわかった。日本の住宅用太陽光発電システム価格の進歩率(累積設置規模増倍時の価格低下率)は0.88程度であり、システム価格の68%は太陽電池モジュール部分で占められている。したがって、今後のシステム価格低下にはモジュール部分の価格低下が重要な役割を果たす。次に、モジュールの進歩率は日本及び米国ともに0.82であった。この値は、いずれも約20年間の価格調査の結果であるとともに、生産される電池の種類の変化も含んでいるため、長期的な価格低下予測には有効なデータと考えられる。現状の太陽光発電のシステム価格から計算される発電価格の習熟特性を外挿し、2010年の日本の導入目標である5000MWeにおいて、太陽光発電システムによる発電価格が市場競争力を持つ31円/kWh以下となる条件を求めると、これまでの習熟特性が継続するとの仮定の下では、耐用年数20年の場合に0.8%以下の低金利が必要となることがわかった。

報告書

エネルギーシステム研究専門部会評価結果報告書; 平成13年度事後評価

研究評価委員会

JAERI-Review 2002-012, 21 Pages, 2002/06

JAERI-Review-2002-012.pdf:2.69MB

研究評価委員会は、「日本原子力研究所における研究開発評価の基本指針」等に基づき、エネルギーシステム研究専門部会(外部専門家8名で構成)を設置し、東海研究所エネルギーシステム研究部の平成12年度までの5年間の研究開発実績について、事後評価を実施した。同部会は、平成13年12月から平成14年3月にかけて、当該部門の研究評価活動を実施した。評価は、事前に提出された評価用資料及び専門部会会合(平成14年1月23日開催)における被評価者の説明に基づき、研究評価委員会によって定められた評価項目,評価の視点,評価の基準に従って行われた。同部会が取りまとめた評価結果報告書は、研究評価委員会に提出され平成14年3月8日に審議され、妥当と判断された。本報告書は、このエネルギーシステム研究専門部会による評価結果である。

論文

Tritium issues toward fusion plants

小西 哲之; 飛田 健次; 西尾 敏; 岡田 英俊*; 栗原 良一

Fusion Science and Technology, 41(3), p.817 - 820, 2002/05

実験炉の次の段階のデモ炉にむけたトリチウム工学に関する技術的課題をレビューした。トリチウム燃料の安定供給は重要である。初期装荷トリチウムが原型炉において自給できることは指摘したが、一方余剰のトリチウム生成も問題であり、増殖率TBRの制御は今後核工学の観点で検討が必要である。トリチウムプロセス,安全の問題の力点は燃料から熱媒体に移る。事故時の安全対策は基本的にはとじ込めと除去系によるが、通常運転での放出量制御は空気及び熱媒体からのトリチウム除去回収プロセスの性能に依存する。環境影響も通常時放出が生態系に及ぼす複雑な影響が重要となる。これらの問題はいずれもエネルギーとしての核融合の社会経済的評価に影響を及ぼすので、その観点からのプラント概念の構築が必要である。

論文

Potential of fusion energy in the context of tritium supply

時松 宏治*; 朝岡 善幸*; 岡野 邦彦*; 小西 哲之

Fusion Science and Technology, 41(3), p.831 - 834, 2002/05

将来のエネルギー市場を環境経済モデルで解析した。2100年に大気中二酸化炭素濃度を550ppmとしながら需要を最小エネルギーコストで満たすモデルで核融合の可能性を評価すると、発電コストが市場と競合できる段階で導入された後は、建設速度の上限によりシェアが規定される。殊に導入当初は初期装荷トリチウムの供給が問題になりうる。著者らはこれが自給できることを示したが、その影響は21世紀終わりの核融合のシェアに顕著にあらわれ、核融合のエネルギー供給への貢献度を大きく高めることになる。将来の核融合開発において、トリチウム供給をエネルギーと関連して検討する必要がある。

報告書

エネルギーシステム研究専門部会評価結果報告書; 平成12年度事前評価

研究評価委員会

JAERI-Review 2001-021, 46 Pages, 2001/06

JAERI-Review-2001-021.pdf:7.98MB

研究評価委員会は、「日本原子力研究所における研究開発評価の基本指針」等に基づき、エネルギーシステム研究専門部会(外部専門家7名で構成)を設置し、東海研究所エネルギーシステム研究部が実施する研究開発課題について、平成13年度からの5年間の計画の事前評価を実施した。同部会は、平成12年9月から平成13年2月にかけて、当該部門の研究評価活動を実施した。評価は、事前に提出された評価用資料及び専門部会(平成12年9月20日開催)における被評価者の説明に基づき、研究評価委員会によって定められた評価項目,評価の基準等に従って行われた。同部会が取りまとめた評価結果報告書は、研究評価委員会に提出され平成13年3月16日に審議され、妥当と判断された。本報告書は、このエネルギーシステム研究専門部会による評価結果である。

論文

日本原子力研究所における研究開発のあゆみ

数土 幸夫; 芳野 隆治

電気評論, 86(2), p.41 - 49, 2001/02

日本原子力研究所は、昭和31年6月に設立されて以来、国の計画に従い、科学技術の総合発展に貢献する「先端的な原子力科学技術の研究開発」と原子力のかかわる科学技術の可能性を開拓する「先導的な原子力研究開発」を世界最先端の研究施設を活用して進めている。先端的な原子力科学技術の研究開発では、中性子科学,光量子・放射光科学,放射線利用,物質科学,環境科学,先端基礎,高度計算科学等の研究を推進し、原子力の総合科学としての多様な可能性を追求している。先導的な原子力科学技術では、エネルギー源の安定確保と地球環境と調和のとれたエネルギーシステムの開発を目指し、核融合炉の研究開発,将来型エネルギーシステム研究,高温工学試験研究,安全性研究,保健物理研究等を進めている。本報告では、原研における最近1年間の研究開発の主要な成果を中心に、研究の現状と動向を紹介する。

論文

日本原子力研究所における研究開発のあゆみ

数土 幸夫; 長岡 鋭

電気評論, 85(2), p.60 - 68, 2000/02

原研は昭和31年の創立以来、原子力分野における我が国の中核的総合研究開発機関として幅広い研究開発活動を進めてきた。本稿では、原研における最近1年間の研究開発の成果を中心に、研究開発の現状と動向を紹介する。

報告書

我が国の長期エネルギーシステムのモデル化

後藤 純孝*; 佐藤 治; 田所 啓弘

JAERI-Research 99-046, 167 Pages, 1999/07

JAERI-Research-99-046.pdf:8.9MB

二酸化炭素の将来的な排出削減ポテンシャルを分析するために、MARKALモデルの枠組みを利用して我が国の長期エネルギーシステムのモデル化を行うとともに、エネルギー技術特性のデータベースを作成した。まず、2050年までに利用可能な主要エネルギー源とエネルギー技術を組み込んだ基準エネルギーシステムを構築した。このシステムは、25種類の一次エネルギー源、33種類の発電・熱供給技術、97種類のエネルギー変換・貯蔵・送配技術、及び170種類の最終消費技術等で構成されている。次に、システムに含まれる個別エネルギー技術の特性に関するデータベースを作成した。特性データはエネルギーキャリアの入出力量、効率、設備利用率、耐用年数、建設費、運転維持費、CO$$_{2}$$排出係数、そのほかである。システムには多数のエネルギー技術が含まれるため、本報告書では供給サイドのモデル化に焦点を当てるとともに、最終消費技術を除くエネルギー技術のデータベースを収録した。

報告書

我が国における二酸化炭素削減戦略と原子力の役割

佐藤 治; 下田 誠*; 立松 研二; 田所 啓弘

JAERI-Research 99-015, 95 Pages, 1999/03

JAERI-Research-99-015.pdf:7.17MB

我が国の長期エネルギーシステムを対象に二酸化炭素の排出削減ポテンシャルと費用に関する分析を行った。分析には、国際エネルギー機関(IEA)・エネルギー技術システム解析プログラム(ETSAP)の下で共同開発したMARKALモデルを利用した。分析対象期間を1990年から2050年までとし、今後の経済成長を仮定してエネルギーサービス需要を設定した。また、化石燃料の価格と入手可能量、原子力及び自然エネルギーの利用可能量などを仮定した。これらの前提条件の下で、原子力利用の有無、二酸化炭素回収・投棄の有無、天然ガスの利用可能規模をパラメータとした複数のエネルギー需給シナリオを作成し、二酸化炭素の排出量と費用を比較検討した。その結果、原子力利用がない場合には石炭への依存が増大して二酸化炭素の排出抑制が困難である、回収・投棄は排出削減に有効であるが、原子力利用に比べて大きな費用負担を伴う、天然ガスの利用拡大のみでは二酸化炭素を十分抑制できないなどの所見を得た。

論文

炭酸ガス排出抑制におけるエネルギーおよび技術選択; 核エネルギーと化石燃料の共生利用に向けて

安川 茂; 佐藤 治; 田所 啓弘; 梶山 武義; 新良 貴肇*; 今田 昌秀*; 下山田 佳敬*

日本原子力学会誌, 33(12), p.1131 - 1141, 1991/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.13(Nuclear Science & Technology)

日本のエネルギーシステムを対象に、2030年に至る炭酸ガス排出抑制ポテンシャルを省エネルギー、燃料切替、技術代替方策を考慮しながらMARKALモデルにより解析した。これらの方策のなかで、核エネルギーは発電やプログラムヒート利用を通して炭酸ガス排出を大幅に削減できること、すなわち1990年の総排出量の10%から2000年、2010年、2030年にはそれぞれ16%、21%、42%の消滅レベルとなることがわかった。

報告書

極限環境閉鎖系におけるコジュネレーションシステムの検討

野村 紀男; 羽賀 一男; 大坪 章

PNC-TN9410 91-298, 74 Pages, 1991/08

PNC-TN9410-91-298.pdf:2.0MB

高温可搬型液体金属冷却炉システムは、通常の地上環境とは異なる極限環境下での閉鎖系へのエネルギー供給源(300kWe用SPECTRA-L、2MWe用LUBAR)としても期待される。月面等の極限環境閉鎖系のエネルギーの供給形態としては、これまでは専ら電力だけの利用を想定してきたが、発生したエネルギーの有効利用の面から見ると、用途によっては熱そのものを併用する方が有利な場合も考えられる。そこで、原子炉を熱源とする月面基地におけるエネルギーシステムについて、発生した熱の直接利用を組み込んだ場合ん利害の得失を検討した。この検討において、1・全電化方式でエネルギーシステムを作りあげた場合と、2・熱利用が可能な項目については積極的に原子炉の排熱利用を行ったコジェネリーションシステムの場合、2つに分けて、熱・電気のエネルギーフローを示すエネルギーシステム図を作成した。コジェネレーションシステムでは、熱移送媒体として化学反応を利用(メタンガスと水蒸気の混合ガスを核燃により分解し、水素と一酸化炭素を生成する。それをパイプで輸送して、消費地でその逆反応により熱を取り出す。)した、極限環境に相応しいものを提案した。検討の結果、システムの重量を評価軸とした場合、基地の拡大によってエネルギー需要が1MWe程度になると、排熱利用を積極的に行ったコジェネリーションシステムの方が、エネルギー供給を全て電気で賄う全電化と同等あるいはそれ以上に有効となる可能性があることがわかった。最後に、コジェネリーションシステムによってエネルギーの有効利用とシステムの軽量化に両方を達成するために必要な今後の技術的課題を明らかにした。

報告書

Status of emission release and associated problems in energy systems analysis

安川 茂; 萬金 修一; 佐藤 治; 小山 茂夫*; 伊原 征治郎*

JAERI-M 87-189, 25 Pages, 1987/11

JAERI-M-87-189.pdf:1.14MB

OECD/IEA/ETSAP(経済協力開発機構/国際エネルギー機関/エネルギー技術システム分析プロジェクト)は1976年3月に開始され、以来日本原子力研究所は電子技術総合研究所と共に我が国に於ける当プロジェクト実務実施機関を担当してきた。

報告書

多目的高温ガス炉とガス冷却高速炉からなる共存エネルギー・システムの研究(II); ガス冷却高速炉の核特性評価

飯島 進; 吉田 弘幸; 堀田 雅一*

JAERI-M 82-182, 111 Pages, 1982/12

JAERI-M-82-182.pdf:3.32MB

GCFR-VHTR共存エネルギー・システムに適する1000MWeGCFRの平衡サイクルにおける核特性をまとめたものである。特に増殖性能と各種反応度効果について検討評価した。計算は群定数としてJAER-FAST VersionII 25群セットを使用し、2次元拡散および燃料計算により行った。増殖性能として平衡サイクルにおける燃料利得、増殖比および共存システムの倍増時間を計算し、反応度効果として、ドップラー、材料膨張、冷却材ヘリウム喪失と密度減少、および水蒸気侵入効果を計算した。反応度効果の結果に基づき制御系に持たせるべき反応度を設定すると共に動特性解析に必要な反応度フィー係数を算出した。

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