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論文

Improvement of irradiation facilities performance in JMTR

菅野 勝; 桜井 進; 本間 建三; 佐川 尚司; 中崎 長三郎

JAERI-Conf 99-006, p.264 - 269, 1999/08

JMTRには、燃料及び材料の照射試験やラジオアイソトープの生産のために多種の照射装置が据え付けられている。これらの照射装置は、設計寿命に達した際には更新を行っているが、新しい照射要求に対応するため更新の都度性能の改善を実施してきた。本発表は、これらの照射装置のうち出力急昇試験設備(BOCA/OSF-1)と水力ラビット2号機(HR-2)の性能の改善について報告する。

報告書

OSF-1炉内管のHe-3ガススクリーン付仕切管の製作

菅野 勝; 小山 昇; 石井 忠彦; 中崎 長三郎; 荒瀬 功

JAERI-Tech 97-042, 53 Pages, 1997/09

JAERI-Tech-97-042.pdf:2.17MB

JMTRに設置してあるOSF-1炉内管内に装着してある仕切管のHe-3ガススクリーンが、使用寿命に到達のため平成8年9月に更新した。本報告書は、約5年間にわたって行った更新用仕切管に関する各種の検討、設計、製作及び現地更新工事についてまとめたものである。

報告書

燃料棒内酸素センシング技術の開発; 酸素センサーの特性試験

齋藤 順市; 星屋 泰二; 桜井 文雄; 酒井 陽之

JAERI-Tech 96-015, 58 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-015.pdf:1.66MB

材料試験炉部では、軽水炉等で照射された高燃焼度燃料について、その諸特性をJMTRで再照射しながら把握していくことを目的とした、新しい照射技術の開発を継続して行っている。本報告は、これらの照射技術開発の一環として進めている燃料棒内酸素センシング技術の開発のうち、固体電解質である安定化ジルコニアを用いた酸素センサーの特性試験についてまとめたものである。試験では、参照電極として、Ni/NiO、Cr/Cr$$_{2}$$O$$_{3}$$及びFe/FeOの粉末を用い、酸素センサーが示す起電力性能とその安定性、センサー寿命等について評価した。その結果、最も安定した起電力を長時間示したジルコニアセンサーの参照極は、Ni/NiO極であることを明らかにした。技術開発の最終目標は、出力急昇時の燃料棒内酸素ポテンシャルの変化を測定することである。

論文

Development of re-instrumentation technology for irradiated fuel rod

齋藤 順市; 清水 道雄; 小山田 六郎

KAERI-NEMAC/TR-32/95, 0, p.125 - 136, 1995/00

軽水炉燃料の経済性向上の観点から、高燃焼度燃料の照射挙動の解明が急がれている。特に、燃料のPCI破損メカニズムの解明には、出力変動時の燃料ペレットからのFPガス放出及び燃料の中心温度の情報は非常に重要となる。材料試験炉部では、1988年以来、高燃焼度燃料の照射挙動を解明するために、軽水炉で照射された燃料棒にFPガス圧力計及び中心温度測定用熱電対が一体となった二重計装機器を再計装する技術開発を進めている。この技術開発の結果、軽水炉で生じた燃料ペレットのクラック状態をそのまま保持し中心孔を穿孔する技術が確立され、上記の二重計装機器が照射済燃料棒に首尾良く再計装された。この再計装された燃料棒は、炉内実証試験として、JMTRの出力急昇試験を用いて再照射された。ここでは、これらの再計装技術及び実証試験の結果を報告する。

報告書

Annual report of JMTR, 1993

材料試験炉部

JAERI-Review 94-012, 83 Pages, 1994/12

JAERI-Review-94-012.pdf:2.75MB

1993年度、JMTRは、核燃料及び材料の照射研究並びにラジオアイソトープの製造のため106から109サイクル前半の運転を行った。照射実績は水力ラビットが96件、キャプセル、ガスループ及び出力急昇試験の照射設備の利用が162件である。ホットラボでは照射後試験として106キャプセルに対して各種の試験を実施した。また、設計では2種類のキャプセルを開発した。最近のトピックスとして、燃料の濃縮度低減化計画に従って、1993年度にLEU燃料炉心に移行した。核融合炉分野ではブランケット材料の開発を中心とした研究を実施している。現在、出力急昇試験を進めているが、将来更に計画を拡げていく。新しい技術として、再計装技術、遠隔自動制御クラック伝播試験機、微小試験片の試験技術及び高放射化器材の水中切断機を開発した。

報告書

ハルデンプロジェクト出張報告 ATR実証炉燃料の第1出力急昇試験 データ集

加藤 正人

PNC-TN8600 94-005, 132 Pages, 1994/08

PNC-TN8600-94-005.pdf:7.95MB

平成6年8月8日$$sim$$21日にノルウェーエネルギ技術研究所ハルデンプロジェクトへ出張し、ATR実証炉燃料の第1回出力急昇試験(ランプ試験)に立ち会うとともに、すでに照射の終了している燃料の照射後試験結果について技術的な打ち合わせを行った。それら、試験結果と打ち合わせた内容は、技術資料にて報告した。本資料は、出力急昇試験にオンラインで測定した出力、被覆管伸び計装データなどの生データ集である。本試験は、ふげんにてベース照射を行ったATR実証炉燃料の破損限界を調べる目的のために、ハルデン炉にて行った第一回目の出力急昇試験である。試験は燃焼度13.0GWd/tの標準燃料と改良型燃料(Zrライナー)及び17.9GWd/tの標準燃料の3本について、目標到達線出力密度60KW/mまでのマルチステップランプ試験を行い、燃料には破損検知のため照射中の被覆管伸びをオンラインで測定できる計装を取り付けた。その結果、各燃料は、それぞれ、62.4、64.2、62.2KW/mの線出力密度まで照射され、破損することなく試験を終了した。ランプ試験中の燃料挙動として、被覆管のリラクゼーションと塑性変形を観察した。

報告書

ハルデンプロジェクト出張報告 ATR実証炉燃料の第1出力急昇試験

加藤 正人

PNC-TN8600 94-004, 184 Pages, 1994/08

PNC-TN8600-94-004.pdf:9.48MB

平成6年8月8日$$sim$$21日にノルウェーエネルギ技術研究所ハルデンプロジェクトへ出張し、ATR実証炉燃料の第1回出力急昇試験(ランプ試験)に立ち会うとともに、すでに照射の終了している燃料の照射後試験結果について技術的な打ち合わせを行った。それら、試験結果と打ち合わせた内容について報告する。ふげんにてベース照射を行ったATR実証炉燃料の破損限界を調べる目的のために、ハルデン炉にて出力急昇試験を行った。試験は燃焼度13.0GWd/tの標準燃料と改良型燃料(Zrライナー)及び17.9GWd/tの標準燃料の3本について、目標到達線出力密度60kW/mまでのマルチステップランプ試験を行い、燃料には破損検知のため照射中の被覆管伸びをオンラインで測定できる計装を取り付けた。その結果、各燃料は、それぞれ、62.4、64.2、62.2kW/mの線出力密度まで照射され、破損することなく試験を終了した。ランプ試験中の燃料挙動として、被覆管のリラクゼーションと塑性変形を観察した。また、すでに照射試験の終了しているIFA-554/555,565の照射後試験とIFA-591ランプ試験前の非破壊試験のデータについて、シェラー研究所にて照射後試験結果の技術的な打ち合わせを行い、照射後試験の試験方法、試験データについての解釈について打ち合わせた。

論文

Development of re-instrumentation technique of pressure gauge and thermocouple for irradiated fuel rod

清水 道雄; 石井 忠彦; 酒井 陽之; 小山田 六郎; 斎藤 実

Proc. of 4th Asian Symp. on Research Reactors, 10 Pages, 1993/00

軽水炉燃料の経済性の観点から、LWR燃料の高燃焼が重要な課題の一つである。高燃焼度LWR燃料の照射挙動を把握するために、FPガス圧力計と中心温度測定のための熱電対を、材料試験炉部で開発した。1985年からFP圧力計再計装技術を開発し、現在までに、BOCAキャプセルへ挿入して出力急昇試験を実施した。1988年以来、照射済燃料棒への燃料中心温度測定用熱電対を再計装する技術の開発を行っている。種々の穿孔試験をバリウムフェライトペレットを充填した模擬燃料棒を使用して行った。この開発では、穿孔の間、燃料ペレットの割れを炭酸ガスを凍結して固定する技術を、中心孔加工には、ダイヤモンドドリルを使用した。これらの開発試験は完了し、深さ54mmで直径2.5mmの中心孔がこの方法で穿孔できることが確認された。

報告書

新型転換炉実証炉燃料の照射試験計画-セグメント燃料の出力急昇試験

上村 勝一郎; 河野 秀作; 高橋 邦明; 加藤 正人

PNC-TN8020 92-005, 52 Pages, 1992/11

PNC-TN8020-92-005.pdf:1.16MB

現在、Pu開室では新型転換炉(ATR)実証炉用MOX燃料の開発を進めている。本試験計画は、実証炉用MOX燃料の標準燃料及び改良型燃料(中空ペレット、Zrライナー付き被覆管)を対象とし、燃料の破損限界及び出力過渡変化時の照射挙動を調べることを目的とした出力急昇試験に関するものである。試験燃料2体は「ふげん」において、平均燃焼度約19GWd/t及び約27GWd/tまでベース照射を行う。その後、集合体は原研で解体し、照射後試験を行う。さらに、集合体中の出力急昇試験用の燃料棒をハルデンに輸送し出力急昇試験を行う。出力急昇試験を行う燃料は、全長約520mmの短尺燃料で、破損検出のための燃料伸び計又は内圧計の計装を取付け、オンラインで計測を行う。また、出力急昇試験は、シングルステップランプ及びマルチステップランプモードで行い、60kw/mまで出力を変化させ破損限界を調べる。加えて、本試験では、燃料の破損限界を調べる他に、出力急昇試験中の照射挙動と照射後試験の結果とを合わせてATR実証炉燃料の出力過渡変化時の照射挙動を解析・評価を行う。

論文

JMTRにおける出力急昇試験設備の運転経験

小山 昇; 鍋谷 栄昭; 中崎 長三郎; 田中 勲

UTNL-R-0274, p.2-1 - 2-6, 1992/00

JMTRにおける出力急昇試験設備は、軽水炉燃料の安全性研究を目的として、昭和56年より供用を開始し、現在までに48本の燃料試料の出力急昇試験を行った。この間、照射要求に応じて、1サイクル当りの照射本数の増加、照射済燃料の再照射、燃料試料の線出力の増大BOCAキャプセルの再使用化等設備の高性能化を図ってきた。ここでは主にHe-3・BOCA照射装置、シュラウド照射装置について、照射要求の高度化とそれに伴う性能向上について具体例をあげて紹介する。

論文

原子炉開発に貢献する燃料・材料照射試験

市橋 芳徳

エネルギーレビュー, 11(10), p.11 - 15, 1991/09

JMTRで現在進めている照射試験及び将来の照射試験として検討している項目から、次の4つを選んで概要をまとめた。(1)発電用軽水炉燃料の出力急昇試験、(2)発電用軽水炉の炉心構造材の照射試験、(3)高温ガス炉用燃料・材料の照射試験、(4)核融合炉ブランケット材の照射試験。なお、本原稿は、(株)エネルギーレビューセンターより原研が依頼を受け、「原研における研究炉利用研究の現状」をまとめる際の第2章の原稿である。

報告書

PWR版FEMAXI-IIIコードによるハルデン軽水炉燃料出力急昇試験についての検討

中村 仁一; 池田 弘章*; 古田 照夫; 森 一麻*

JAERI-M 91-027, 36 Pages, 1991/03

JAERI-M-91-027.pdf:1.03MB

PWR版FEMAXI-IIIコードを用いて、ハルデン炉で行った軽水炉燃料出力急昇試験についての検討を行った。照射実験データによるコードの検証を行い、クリープダウン、燃料棒直径変化、リッジ高さについては、計算値は実測値と良い一致を示し、PWR版FEMAXI-IIIコードが、PWR型燃料棒の挙動解析に十分な性能を持つことが示された。また、このコードを用いてペレット形状の効果及び燃焼度の効果を明らかにした。一方、試験炉による出力急昇試験条件の違いについても検討を行い、炉型及び燃料仕様による出力急昇時の燃料挙動への影響を調べた。その結果、商用PWR条件及びハルデン炉条件でそれぞれ出力急昇試験を行った場合、燃料中心温度及び被覆管最大応力は、ハルデン炉軽水炉ループ内で照射した場合より、やや大きくなることが明らかになった。

論文

Some investigation on Halden LWR ramp test by FEMAXI-III(PWR version)

中村 仁一; 古田 照夫; 池田 弘幸*; 森 一麻*

HPR-339/13, 22 Pages, 1991/00

FEMAXI-IIIをPWR燃料用に改良したPWR版FEMAXI-IIIコードを用いて、ハルデン軽水炉燃料出力急昇試験についての考察を行った。出力急昇試験データを用いて、当コードの検証を行い、燃焼度20MWd/kgUO$$_{2}$$までの範囲で当コードは、PWR燃料の燃料挙動解析において充分な性能を持つことが示された。また、燃料パラメータについての考察を行い、ペレット形状と燃焼度の効果を明らかにした。このコードを用いてハルデン軽水炉燃料出力急昇試験条件とHBWR条件及びPWR条件での出力急昇時の燃料挙動の比較を行った。その結果、ハルデン軽水炉燃料出力急昇試験では、燃料中心温度、被覆管応力とも、HBWR条件及びPWR条件より小さくなることが明らかとなった。

報告書

JMTR出力急昇試験設備の開発(その3) (BOCA照射設備特性試験の結果)

中田 宏勝; 瀬崎 勝二; 中崎 長三郎; 石井 忠彦; 伊藤 治彦; 阿部 弘

JAERI-M 85-021, 36 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-021.pdf:1.37MB

材料試験炉では、軽水炉燃料ピンの出力急昇試験を行うための設備(BOCA/OSF-1)の開発と設備を昭和53年度より行って来た。本報告は、前報(JAERI-M8533及び同9343)に引き続き、昭和56年の9月から12月にかけて実施したBOCA照射設備の特性試験の結果をまとめたものである。特性試験では、まず装置の長期運転性能を確認したのち、BOCA照射設備を構成する沸騰水キャプセル、キャプセル制御装置及び$$^{3}$$He出力可変装置について原子炉運転中に各種測定を実施した。その結果、BOCA照射設備は軽水炉燃料ピンをBWR条件下において2倍以上の変化幅をもって最大50kW/mまで出力急昇させると云う目標をほぼ満足していることを確認した。また、各装置も設計どうりの性能を有し、安定して作動することが確認された。

報告書

$$^{3}$$He-BOCA出力急昇試験設備の開発,2; 試験計画と$$^{3}$$He-BOCAの設計

中田 宏勝; 瀬崎 勝二; 永堀 浩; 石井 忠彦; 伊藤 治彦; 土田 昇; 阿部 弘; 中崎 長三郎; 伊藤 昇; 小向 文作; et al.

JAERI-M 9343, 37 Pages, 1981/03

JAERI-M-9343.pdf:1.85MB

材料試験炉では、軽水炉燃料ピンの出力急昇試験に必要な「$$^{3}$$He出力制御型沸騰水キャプセル(略称$$^{3}$$He-BOCA)」の開発・整備を昭和53年度より行っている。本報は、前報(JAERI-M8533)に引続き、主に昭和54年から55年にかけて行った各種検討と試験の結果をまとめたものである。出力急昇試験設備としては、新燃料のみならず照射済燃料ピンを、軽水炉と同等の条件下で大量に試験できるものとすることを目標に開発を進めている。今期は主に、BWR条件下で燃料を照射するためのBOCA本体及びBOCA制御装置と、燃料ピンの発熱量を変えるための$$^{3}$$He出力可変装置の詳細設計を行うとともに、設計を確認するために一連の試験を行った。また、$$^{3}$$He-BOCAにより行う出力急昇試験の計画を検討し、実施のための準備を進めた。

報告書

$$^{3}$$He-BOCA出力急昇試験設備の開発,1; 開発計画と設備概要

中田 宏勝; 石井 忠彦; 伊藤 治彦; 阿部 弘; 中崎 長三郎; 瀬崎 勝二; 永岡 芳春

JAERI-M 8533, 35 Pages, 1979/11

JAERI-M-8533.pdf:1.58MB

JMTRでは、昭和44年以来各種燃材料の照射試験を行って来たが、昭和53年度より5ヶ年計画で軽水炉燃料ピンの出力急昇試験を行うのに必要な「He-3出力制御型沸騰水キャプセル(略称$$^{3}$$He-BOCA)」の開発・整備を行うことになった。同キャブセルは、加圧静止水を熱媒休とする照射装置であり、簡単な装置で軽水炉と同等の圧力・温度条件が得られ、かつキャブセル周囲に設けるHe-3ガスのスクリーンにより燃料ピンの発熱量を容易に変えられるものである。完成後の設備は新燃料のみならず照射済燃料ピンを大量に試験できる能力を有し、BWRおよびPWR条件下で出力急昇試験の他パワーサイクルを行うことができる。本報告では$$^{3}$$He-BOCAの原理や開発計画について説明するとともに、BOCAの基本的伝熱特性を調べるために行った炉外予備実験の結果、BWR条件下で短尺燃料ピンを出力急昇できることを目標として概念設計した$$^{3}$$He-BOCAの概要、などについて述へる。

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