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論文

Study on loss-of-cooling and loss-of-coolant accidents in spent fuel pool, 6; Analysis on oxidation behavior of fuel cladding tubes by the SAMPSON code

森田 能弘*; 鈴木 洋明*; 内藤 正則*; 根本 義之; 加治 芳行

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 9 Pages, 2019/05

本研究では使用済燃料プールでの事故解析を目的としてシビアアクシデントコードSAMPSONの高度化を実施した。新たに組み込んだ空気中Zr酸化反応モデルの機能確認のために、既存の酸化モデルと、本研究で開発した酸化モデルを用いて、米国サンディア国立研究所の実施したBWR燃料集合体モックアップの空気中酸化試験の解析を行った。検証解析の結果に基づき、酸化反応モデルの違いが燃料棒温度変化の解析結果に及ぼす影響及び使用済燃料プール事故時の初期水位が酸化反応挙動に及ぼす影響について検討した結果を報告する。

論文

Study on loss-of-cooling and loss-of-coolant accidents in spent fuel pool, 7; Analysis on effectiveness of spray cooling by the SAMPSON code

鈴木 洋明*; 森田 能弘*; 内藤 正則*; 根本 義之; 永武 拓; 加治 芳行

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 7 Pages, 2019/05

使用済燃料プール(SFP)での事故解析を目的としてシビアアクシデントコードSAMPSONの高度化を実施した。新たに組み込んだスプレイ冷却モデルの機能確認のため検証解析を実施した。また実機におけるスプレイ流量が燃料棒温度変化に及ぼす影響評価や、効率的なスプレイ冷却の手法に関する評価等を行なった。その結果、SFPの真上からスプレイを降らせることにより、冷却水損失で大気中に露出した燃料集合体の冷却を有効に行なうことができ、燃料の破損を防ぎ得ることが示された。

論文

Study on loss-of-cooling and loss-of-coolant accidents in spent fuel pool, 8; Safety margin of spent fuel in large LOCA event by the simple assessment method

染谷 崇之*; 千年 宏昌*; 渡辺 聡*; 根本 義之; 加治 芳行

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 9 Pages, 2019/05

新規制基準の下、電力各社ではSFP冷却水損失事故時の安全評価を簡易な手計算で実施しているが、その安全裕度に関しては十分な議論がなされていない。そのため、本研究ではCFD解析によるSFP冷却水損失事故の詳細評価を実施し、簡易な手計算での評価結果と比較を行った。その結果、簡易な手計算ではCFD解析に比較して100$$^{circ}$$C程度、事故時の燃料の最高温度を高く評価することが明らかになった。

論文

Study on oxidation model for Zircalloy-2 cladding in SFP accident condition

根本 義之; 加治 芳行; 鬼澤 崇*; 金沢 徹*; 中島 一雄*; 東條 匡志*

Proceedings of Annual Congress of the European Federation of corrosion (EUROCORR 2018) (USB Flash Drive), 8 Pages, 2018/09

ジルカロイ2被覆管の短尺試験片を用いて乾燥空気及び空気と蒸気混合雰囲気での高温酸化試験データに基づく酸化モデルを提案している。使用済燃料プール事故時を模擬した長尺試験片の酸化挙動を解析するために、酸化モデルを計算熱流動解析コードに提供した。空気中での酸化皮膜成長挙動は酸化モデルを用いた計算結果により良く再現できるが、空気と蒸気混合雰囲気では過度に保守的な評価となっている。事故時の使用済燃料ラックにおける雰囲気成分の変化の影響について議論した結果について紹介する。

口頭

JSFR使用済燃料プール設備の信頼性向上に係る検討

大高 雅彦; 加藤 篤志; 近澤 佳隆; 鵜澤 将行*; 金子 文彰*

no journal, , 

JSFRの使用済燃料プールに関し、外気異常高温時の冷却性評価と冷却系補給水系設備の信頼性向上検討を行った。

口頭

使用済燃料に同伴する燃料プール内不純物の抽出工程影響評価,1; 不純物の抽出挙動

粟飯原 はるか; 比内 浩; 北脇 慎一; 中島 靖雄; 田口 克也

no journal, , 

福島第一原子力発電所の各号機には使用済燃料を冷却保管する燃料プールがあり、東日本大震災後に発生した事故により海水やコンクリート等の不純物が入り込んでいる。燃料プールに保管されている使用済み燃料についてPUREX法による再処理を想定した場合、不純物が再処理工程に同伴する可能性があるため各工程への影響が懸念される。ここでは抽出工程への影響を検討するため、模擬不純物として人工海水、モルタルを用いて硝酸溶解液を調製し、抽出実験を行った。不純物の主成分はいずれも溶媒への分配比が低く、U, Pu製品へ移行する量は影響を無視できる程度であることを確認した。

口頭

1F4未照射燃料から採取した燃料部材の詳細検査,3; 光学顕微鏡観察及びSEM/EPMAによる断面観察結果について

遠藤 慎也; 本岡 隆文; 上原 寛之; 小畑 裕希; 川又 裕; 上野 文義

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所4号機の使用済燃料プールから取り出された未照射燃料集合体より採取した3種類の部材について、原子力機構において詳細検査を実施した。本報では、光学顕微鏡及びSEM/EPMAによる部材の断面観察の結果について報告する。

口頭

使用済燃料プールから取り出した燃料集合体の長期健全性評価,1; 全体計画と平成26年度成果の概要

岩波 勝*; 田中 重彰*; 上野 文義

no journal, , 

福島第一原子力発電所1$$sim$$4号機の使用済燃料プール(SFP)に保管されていた燃料集合体は海水注入や建屋の損傷により生じたガレキの混入など、通常とは異なる環境履歴を経験している。そのため、今後の長期保管を考えた場合にこれらの環境履歴が燃料集合体の健全性に与える影響を評価する必要がある。本稿では上記の評価に関わる研究の全体計画と平成26年度の試験結果の概要について述べる。

口頭

使用済燃料プールから取り出した燃料集合体の長期健全性評価,6; 湿式保管における使用済燃料の健全性評価状況と課題

田中 重彰*; 岩波 勝*; 上野 文義

no journal, , 

使用済燃料プール(SFP)で海水注入や瓦礫混入を経験した使用済燃料集合体を共用プールに移送して長期に湿式保管する際の健全性維持について、要因分析による評価と課題抽出を行った。その結果、中性子照射による材料特性変化の腐食への影響、燃料部材表面の堆積物の腐食への影響を課題として抽出した。

口頭

使用済み燃料プールの事故時の安全性向上に関する研究,12; 改良SAMPSONを用いた冷却機能喪失事象解析

森田 能弘*; 鈴木 洋明*; 内藤 正則*; 根本 義之; 加治 芳行

no journal, , 

本研究ではSAMPSONの既存のモジュールに、使用済燃料プールの冷却機能喪失事故時に特有なモデルを追加して事象の解析を進めている。本発表では、プール建屋全体のモデル化、Zr-空気酸化反応モデルの追加など改良したモデルの内容と、改良コードを用いた解析結果を紹介する。

口頭

使用済燃料プールから取出した燃料集合体の長期健全性評価,1; 全体計画とH27年度成果の概要

樋口 徹*; 石岡 真一*; 田中 重彰*; 森島 康雄*; 上野 文義; 前田 宏治

no journal, , 

福島第一原子力発電所の使用済燃料プール(SFP)に保管されている燃料集合体の長期保管においては、燃料集合体の健全性に及ぼす海水注入や瓦礫混入の影響を評価することが不可欠である。本発表では、その評価に関わる研究の全体計画と平成27年度の成果概要について述べる。

口頭

燃料被覆管の酸化挙動に及ぼす環境と温度の影響

根本 義之; 加治 芳行; 小川 千尋*; 中島 一雄*; 東條 匡志*

no journal, , 

使用済燃料プール(SFP)における冷却水喪失事故を想定した安全性向上研究として、燃料破損につながる燃料被覆管の高温での酸化挙動を把握することは重要である。SFP過酷事故時の燃料プール内の雰囲気は、空気と水蒸気の混合した雰囲気となる場合があると予測される。これまでにわれわれは、日本製の被覆管材料を用いた乾燥空気中での酸化試験を実施し、酸化モデルを提案してきた。しかし、空気と水蒸気が混合した環境での知見は十分でないことから、日本製のZry4を用いてSFP過酷事故を想定した雰囲気の流量条件での酸化試験を行い、SFP過酷事故条件での被覆管材料の酸化挙動に及ぼす温度及び雰囲気中の空気と水蒸気の混合比の影響について検討を行った。

口頭

受動的サイフォンブレーカーを用いた「常陽」使用済燃料プールにおける冷却水流出対策

石丸 卓; 前田 茂貴; 三浦 嘉之; 鈴木 寿章

no journal, , 

使用済燃料貯蔵プールにおける重大事故の一つとして、「サイフォン現象等により使用済燃料貯蔵槽内の水の小規模な喪失が発生し、使用済燃料貯蔵槽の水位の水位が低下する事故」がある。燃料の著しい損傷を防止するにはプール水位確保が必須であり、当該措置は、一般的に、漏えい検出器等と連動したサイフォンブレーカーの設置・作動により達成される。高速実験炉「常陽」の使用済燃料貯蔵プールにおける水冷却浄化設備においても、同様のシステムによりプール水確保が達成されるが、ここでは、その信頼性の更なる向上に資するため、当該設備の配管に受動的サイフォンブレーク機能を付加することを検討した。燃料池水循環配管に「空気吸込管型」及び「空気吸込孔型」の、二通りの受動的サイフォンブレーク機能を付加し、実機を模擬した体系でサイフォンブレーク試験を行った。その結果、いずれの場合もサイフォンブレークを達成できることを確認し、配管破断によって、冷却水の流出が起きた後であっても、プールの液位を使用済燃料頂部から6,000mmを保つことが可能であることから、実機に適用した場合も十分な適用性を有すると評価した。

口頭

使用済み燃料プールの事故時の安全性向上に関する研究,27; SAMPSONの改良及びSFPスプレイの冷却特性評価

鈴木 洋明*; 森田 能弘*; 内藤 正則*; 加治 芳行; 根本 義之

no journal, , 

使用済み燃料プール(SFP)には炉心よりも多くの燃料集合体が保管されている場合があり、冷却機能喪失あるいはプール水喪失が発生した場合におけるSFPの事象を解析することは安全性を評価する上で重要である。そのため本研究では使用済燃料プールでの事故解析を目的として、空気中Zr酸化反応、プレイ冷却などのモデルを追加したSAMPSONコードを整備した。本発表では空気中Zr酸化反応モデルの影響、スプレイ実験を対象とした検証、及びSFP安全対策としてのスプレイ冷却の有効性評価結果を紹介する。

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