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高野 和也; 大木 繁夫; 小澤 隆之; 山野 秀将; 久保 重信; 小倉 理志*; 山田 由美*; 小山 和也*; 栗田 晃一*; Costes, L.*; et al.
EPJ Nuclear Sciences & Technologies (Internet), 8, p.35_1 - 35_9, 2022/12
日仏高速炉協力を通じ、仕様共通化タンク型高速炉に係る技術検討を進めている。仏実証炉ASTRID600の設計をベースに、ODS鋼被覆管を用いた高燃焼度化炉心や自己作動型炉停止機構といった日本の高速炉実用化に向けた技術の実証が可能である見通しを得た。また、コアキャッチャ等により炉容器内事象終息を目指すASTRID600におけるシビアアクシデント緩和策は、日本における安全設計方針とも整合している。ASTRID600をベースに仕様共通化を図ることで両国の炉心燃料及び安全設計分野の高速炉技術の実証に有用であることを示した。
山野 秀将; 久保 重信; 時崎 美奈子*; 中村 博紀*
Proceedings of International Conference on Topical Issues in Nuclear Installation Safety; Strengthening Safety of Evolutionary and Innovative Reactor Designs (TIC 2022) (Internet), 12 Pages, 2022/10
日本で設計された新型ナトリウム冷却高速炉の独特な設計の特徴は、設計拡張状態(DEC)において、受動的炉停止系,受動的崩壊熱除去系(DHRS),異常な過渡時スクラム失敗(ATWS)事象に対する炉内事象終息(IVR)概念である。本論文では、日本で研究された事象シーケンスのための数値解析手法を記述するとともに、典型的なATWS事象に対する受動的炉停止系及び溶融炉心物質のIVRのためのシビアアクシデント対策の有効性を示す。受動的炉停止能力のため、数値解析により、厳しいATWS事象に対して自己作動型炉停止系の有効性を示した。その際、温度応答遅れ時間を流体力学計算(CFD)コードにより評価した。また、デブリベッド冷却性評価のため、最近、3次元CFD解析コードと1次元デブリベッドモジュールを結合させた手法を開発し、受動的DHRSを用いてデブリベッド周辺の3次元流動場を模擬するとともに、コアキャッチャーでのデブリベッド冷却性を示した。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 阿部 豊*
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(3), p.278 - 290, 2019/03
被引用回数：1 パーセンタイル：8.85(Nuclear Science & Technology)ベンチュリスクラバは微小なエアロゾル粒子を除去するものであり、原子力発電所におけるフィルタ付ベントシステムの構成機器として導入されている。核分裂生成物を含むエアロゾル粒子は、ベンチュリスクラバ内に形成される液滴との衝突により除去されると考えられるが、運用時に想定され得る超高流速条件での液滴データが不足している。本研究は、超高流速条件でのベンチュリスクラバ内の液滴径データの取得とそれによる液滴径評価式の適用性確認を目的とした。まず、超高速微小液滴を観察するため、高解像度高撮影速度の光学系を開発した。続いて水-空気系の模擬試験により可視化計測し、液滴径分布とザウター平均径(SMD)を取得した。既存評価式による予測値と実験値を比較し、気相流速82-250m/sの範囲において抜山-棚沢の式がSMDを良い精度で予測できることを明らかにした。
吉澤 厚文*; 大場 恭子; 北村 正晴*
人間工学, 54(3), p.124 - 134, 2018/06
東日本大震災に端を発し、東京電力福島第一原子力発電所は、放射性物質を大量に放出する過酷事故となったが、その後冷温停止状態を達成した。しかし、福島第一原子力発電所事故に関するさまざまな機関による調査報告書は、事故に至った過程に着目している一方で、事故の拡大の防止や被害の減少についてはほとんど着目していない。本研究は、福島第一原子力発電所の3号機における、冷温停止状態達成までの過程に着目した。公開データに基づき、事故の発生から冷温停止状態達成に至るまでの時列を整理し、それらを人間工学的視点によって行為群を分類した上で、状況の回復に重要な意味をもつ対処をm-SHELモデルを援用して分析した。このようなアプローチにより、状況の回復に必要な行為に関する新たな教訓を得た。
曽野 浩樹; 塚本 導雄; 會澤 栄寿; 竹内 真樹; 深谷 裕司; 伊勢田 浩克*; 小川 和彦; 桜庭 耕一; 外池 幸太郎
UTNL-R-0446, p.3_1 - 3_10, 2005/03
日本原子力研究所のTRACY施設において、平成16年6月17日に発生した安全棒誤作動による計画外停止に関し、その原因調査と再発防止対策について報告する。調査の結果、安全棒誤作動の主たる原因は、異物混入による安全棒保持力の低下と特定された。その再発防止対策として、異物の発生防止,異物が混入する機会の低減,異物の確実な検知を講じることとした。今回の経験を通じて得られた教訓が、研究炉等の運転管理に従事する関係者において広く共有されることを期待する。
高松 邦吉; 中川 繁昭
日本原子力学会和文論文誌, 3(4), p.369 - 380, 2004/12
本研究では、HTTRの安全評価で用いた2次元非定常伝熱解析コード(TAC-NCコード)を検証するため、安全性実証試験の1次冷却材流量部分喪失試験の一つである循環機停止試験の最適解析を実施し、実測値と比較した。その結果、定常解析において解析値は実測値に対して20
Cの範囲内で一致することが明らかになった。また、循環機1台及び2台停止試験の過渡解析において、炉内温度変化の解析値は実測値を十分再現できることが明らかになった。さらに、本解析モデルを用いた循環機3台停止試験の過渡解析を行い、燃料温度は上昇することなく安定状態になることを確認した。一方、HTTRの安全評価時の1次冷却設備二重管破断事故(減圧事故)の解析(安全裕度を考慮した解析)の結果と最適解析の結果を比較し、燃料温度について約100C安全裕度があることを明らかにした。これらの成果は、今後の実用高温ガス炉の開発及び第4世代原子炉(GenerationIV)の候補の一つであるVHTRの研究開発に活用できる。
片西 昌司; 國富 一彦; 辻 延昌*; 前川 勇*
日本原子力学会和文論文誌, 3(3), p.257 - 267, 2004/09
原研で設計研究を進めている高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)の事故時における冷却機能である炉容器冷却設備の設計を行った。これは、原子炉圧力容器の外に冷却パネルを設置し、原子炉圧力容器表面からの放散熱により加熱されたパネルを空気の自然循環により除熱することで炉心の残留熱を除去するものであり、完全に受動的な冷却設備であるとともに、高温ガス炉の特徴的な安全機能である。空気の自然循環により冷却パネルから効率的に除熱でき、かつ、圧力バウンダリ破損による炉室の圧力上昇に耐えて健全性を保つことのできる構造として、ダクトを組合せてパネル状にした構造を考案した。これにより、十分な除熱性能を有し、事故時の健全性も保たれる設備を設計した。また、運転制御方法,保守点検方法等を検討し、具体的な設計により、受動的な炉容器冷却設備の成立性を示した。
堀 利彦*; 千代 悦司; 山崎 正義*; 鈴木 浩幸*; 長谷川 和男
KEK Proceedings 2003-16 (CD-ROM), 4 Pages, 2004/02
原研972MHzRFテストスタンドは実機に向けたRFコンポーネントの開発・評価試験を行うとともに、超伝導空洞用のカプラー試験にもRFの供給を行っているが、この試験中に高圧停止インターロックが多発し、これを改善することが急務であった。この原因を調査したところ、クライストロンの自励発振RF電力レベルと高圧停止頻度との間には強い相関関係があることがわかったため、その主原因であるクライストロン出力空洞からの逆行電子を低減するようなクライストロン動作条件を実験的に求めた。この新しい運転条件でカプラーエージング試験を再開したところ、このStudy以前と比較して安定で継続的なRF供給が行える良好な結果を得た。
曽野 浩樹; 深谷 裕司; 柳澤 宏司; 三好 慶典
JAERI-Tech 2003-065, 61 Pages, 2003/07
JAERI-Tech-2003-065.pdf:3.11MB
日本原子力研究所の定常臨界実験装置STACYでは、2003年度に、非均質炉心での臨界実験が計画されている。当該炉心は、硝酸ウラニル溶液(
U濃縮度6wt%)及び格子間隔1.5cmの二酸化ウラン棒状燃料(U濃縮度5wt%)333本で構成される。その実験に先立ち、当該炉心の核的安全性及び核的制限値の評価を目的とする核特性解析を行った。解析対象とした項目は、臨界,反応度及び原子炉停止余裕に関するパラメータである。解析には、モンテカルロコードMVP及び核計算コードシステムSRAC,断面積ライブラリにはJENDL-3.3を用いた。計算された核特性値からそれらを補間するための簡易推定式及び当該炉心の核的制限値を評価した。また、当該実験のすべての燃料条件下において、原子炉停止余裕が安全基準に適合する見通しであることを確認した。
柳澤 宏司; 曽野 浩樹
JAERI-Tech 2003-057, 39 Pages, 2003/06
JAERI-Tech-2003-057.pdf:2.76MB
定常臨界実験装置(STACY)の次期実験炉心構成の核的安全設計を検討するために、6%濃縮硝酸ウラニル溶液を燃料とした80cm直径円筒炉心の核特性を計算解析によって評価した。本解析では、中性子断面積データとして最新の核データライブラリJENDL-3.3を使用した。SRACコードシステムの拡散コードCITATIONと連続エネルギーモンテカルロコードMVPを用いて中性子拡散及び輸送計算を行った。ウラン濃度(最大500gU/l),遊離硝酸濃度(0~8mol/l),ガドリニウム及びホウ素の可溶性中性子毒物の濃度をパラメータとして炉心の臨界液位を得た。評価の結果、すべての臨界炉心はSTACYの運転に要求される過剰反応度,反応度添加率,安全棒による停止余裕に関する安全基準に適合することが確認された。
井田 瑞穂*; 中村 秀夫; 中村 弘史*; 中村 博雄; 江里 幸一郎; 竹内 浩
Fusion Engineering and Design, 63-64, p.333 - 342, 2002/12
被引用回数：43 パーセンタイル：90.89(Nuclear Science & Technology)国際核融合材料照射施設(IFMIF)の液体リチウム(Li)ターゲットの健全性を評価するために熱流動解析を実施した。重陽子ビーム照射時のLi沸騰を抑制するため、ターゲットに凹面状背面壁を採用し、遠心力によりLi沸点を344
から約1100に上昇させた。一方、一平方メートルあたり1GWのビーム照射を受けてもLi最高温度は400であり、十分な温度余裕が有ることを示した。また、この遠心力場での対流が液体Li表面温度上昇に与える効果も調査し、温度上昇は無視できることを明らかにした。さらに、Li循環ループの過渡熱流動解析も実施し、ビーム電流が250mAから0mAへと変化する最も厳しい2本の加速器の停止時でもLi固化までに300秒の時間的余裕があることを明らかにした。この結果を温度制御方法の検討に反映させた。
小田野 直光; 石田 紀久; 落合 政昭
JAERI-Research 2001-044, 53 Pages, 2001/10
JAERI-Research-2001-044.pdf:2.35MB
MR-1Gは都市のオフィスビルへの熱供給のための熱出力1MWtの超小型原子炉である。MR-1Gの炉心設計として、原子炉負荷率44%を仮定した場合に燃料無交換で10年間の長期炉心寿命を達成する炉心の核的検討を行った。燃料棒配置,U濃縮度について検討し、濃縮度を8.5wt%とすることで設計条件を満足できる炉心仕様を得た。種々の核的安全性にかかわるパラメータについて確認を行うとともに、反応度係数,出力分布等の核特性を評価し、設計条件を十分満足するものであることを明らかにした。また、受動的原子炉停止系に採用した反射体落下による炉停止性能の解析を行い、炉物理の観点から成立性を確認した。
照射管理課*
JNC TN9440 2000-008, 79 Pages, 2000/08
JNC-TN9440-2000-008.pdf:2.33MB
本報告書は、第35サイクルの照射試験終了に伴う運転実績、照射実績等の各種データについて関係者への周知、活用を図ることを目的にまとめたものである。第35サイクルの主な照射試験は以下のとおりである。・日仏交換照射(C4F)・太径燃料ピン照射試験(バンドル照射:C6D)・炉心材料照射(CMIR-5-1)・実証炉及び大型炉用構造材料の材料強度基準策定への反映(SMIR)・スペクトル効果及び加速照射効果確認試験(UPR-1-5)・「常陽」サーべイランス照射条件の確認(SVIR)・大学連合からの受託照射(SVIR)また、第35サイクルにおける炉心燃料の最高燃焼度はPFD253の67,600MWd/t(要素平均)である。
藤田 朋子
JNC TN9400 2000-038, 98 Pages, 2000/04
JNC-TN9400-2000-038.pdf:7.49MB
実用化戦略調査研究の一環として、有力な候補プラントの1つであるナトリウム冷却MOX燃料大型炉心について、再臨界回避方策の評価を実施した。実証炉の炉心崩壊事故解析等による従来の知見から、流量低下型事象時に炉停止に失敗し、大規模な溶融燃料プールが形成されて初めて、径方向揺動等による燃料の移動集中が生じ、厳しい即発臨界現象に至る可能性があることが分かっている。再臨界の可能性を排除するために、炉心物質の再配置を制御するCMR(Controlled Material Relocation)概念に基づいた再臨界回避方策の候補として、内部ダクト付き集合体、LAB(下部軸ブランケット)一部削除型集合体が提案されている。これらの方策についてSIMMER-IIIコードを用いた予備解析を実施し、CMR有効性の比較検討を行った。検討した候補のうち、内部ダクト付き集合体が最も燃料流出が早く、再臨界回避方策として有力である見通しを得た。LAB一部削除集合体でも、若干燃料流出は遅くなるが有望な候補である。しかしながら、中央ピンにUAB(上部軸ブランケット)を残す場合は、炉心下方でのFCIによって炉心燃料領域内に燃料が再流入するため、炉心性能へ著しい影響を与えない限り、中央ピンのUABも削除する方が良い。中央ピンの燃料軸長の長短が燃料流出挙動に与える影響は小さく、むしろUAB有無の影響が重要である。
芳野 隆治; 小関 隆久; 徳田 伸二; 飯尾 俊二*; 山崎 耕造*
プラズマ・核融合学会誌, 76(2), p.116 - 126, 2000/02
トカマク核融合実験炉ITERを設計する物理基準を明確にするために行われてきた、Disruption, MHD及びプラズマに関する物理R&Dの研究成果を記述している。ディスラプションにおける熱消滅、プラズマ電流消滅垂直位置移動現象とハロー電流、逃走電子、緊急停止、ディスラプション回避、エラー磁場不安定性、新古典ティアリングモード、抵抗性壁モード、先進トカマク運転におけるMHD安定性、プラズマ制御について研究の現状と今後の課題を示している。
田中 利幸
核データニュース(インターネット), (63), p.2 - 8, 1999/00
HTTRの臨界試験は、1998年7月から燃料装荷を開始し、11月10日初臨界、12月16日全炉心構成、99年1月21日臨界試験を終了した。これまでに得られた核特性に関する測定結果及び評価について報告する。
海江田 圭右; 原 邦男; 有金 賢次
原子力年鑑'98/'99年版, P. 216, 1998/12
JRR-2は平成9年5月9日に解体届けを提出し、第1段階の解体工事を平成9年8月に着手し、平成10年3月に終了した。第1段階の解体工事では、原子炉の機能停止のため制御棒駆動装置を撤去し、燃料の再挿入ができないよう燃料孔に封印蓋を取付けた。また、重水及び熱遮蔽軽水を抜き取り、重水を保管した。発表では、以上の第1段階の解体工事の状況及び今后の計画について紹介する。
藪内 典明; 中沢 利雄; 高橋 博樹; 島崎 潤也; 星 蔦雄
JAERI-Tech 97-057, 54 Pages, 1997/11
舶用炉において、原子炉運転操作の自動化範囲の拡大を進めている。原子炉通常運転操作の全自動化に引続き、異常時対応操作の中で、スクラム後の対応操作の自動化を行った。作製した自動化システムは、(1)スクラム関連作動設備の動作確認機能、(2)スクラム後対応操作の自動化、(3)主要パラメータの選定・維持操作の自動化で構成され、スクラムによって引き起こされる過渡変化の早期収束とその後の主要パラメータの選定・維持を図るものである。手動操作の自動化では、運転員の経験に基づく運転員知識を取り込み自動化を行った。その結果原子力船シミュレータでの検証では、原子力船「むつ」のスクラム時データと比較して、原子炉蒸気の早期遮断が可能となり、プラント状態の早期の安定的収束を得ることができた。
河野 康則; 芳野 隆治; 閨谷 譲; 近藤 貴; 伊世井 宣明; 石田 真一; 飛田 健次; 波多江 仰紀; 伊丹 潔; 逆井 章; et al.
24th EPS Conf. on Controlled Fusion and Plasma Physics, 21A, p.501 - 504, 1997/00
急速放電停止時における逃走電子の発生を抑制できることを実験的に示した。電流クエンチ時の大きな一周電圧により加速される電子が、逃走電子まで加速される前に大きな磁場揺動で排出されることがわかった。磁場揺動は外部ヘリカル磁場コイルの励磁により増大させることができた。典型的な値として、径方向のn=1モード磁場揺動値;B
が~18ガウス(あるいはそのトロイダル磁場との比;B/B
が~0.07%以上)あれば、電流クエンチ率;dI
/dtが-100MA/sのときでも逃走電子発生は抑制される。
河野 康則; 芳野 隆治; 閨谷 譲; 近藤 貴; 伊世井 宣明; 石田 真一; 飛田 健次; 波多江 仰紀; 伊丹 潔; 逆井 章; et al.
Fusion Energy 1996, Vol.1, p.345 - 357, 1997/00
JT-60Uで開発されたキラーペレット入射による急速電流停止法は、ITERなどのトカマク型核融合炉のディスラプション緩和や装置の緊急事態発生時における速やかなプラズマ放電停止の有望な手法である。一方、キラーペレットによる急速電流停止時には高エネルギーの逃走電子の発生が指摘されており、この逃走電子を抑制することが課題となっている。そこで逃走電子を抑制しつつ放電を停止する手法の確立を目的とした研究を行った。その結果、外部ヘリカル磁場発生コイルの使用やトロイダル磁場温度を低下することにより電流停止時の磁場揺動強度を増大させることで、逃走電子を抑制できることを明らかにした。
