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論文

Designs of contraction nozzle and concave back-wall for IFMIF target

井田 瑞穂*; 中村 秀夫; 中村 博雄; 竹内 浩

Fusion Engineering and Design, 70(2), p.95 - 106, 2004/02

 被引用回数:17 パーセンタイル:22.65

IFMIFターゲットの液体リチウムは最大20m/sの高速で凹面状背面壁に沿って流れ、重陽子ビームによる1GW/m$$^{2}$$の高熱負荷を除去するとともに、中性子場を安定に形成することが求められている。この高速流を剥離なく生成するために考案された絞り比10の2段絞りノズルの妥当性を確認するため流体解析にて1段絞りノズルと比較した。その結果、2段絞りノズルでは高速,高絞り比でも剥離が見られず、ノズル出口での境界層厚さと自由表面流の厚さ変動の点で優れていたので、IFMIFターゲットに採用し、その具体的形状も決定した。また、ターゲットアセンブリの形状や配置を決定するため、以前実施された熱流動解析の結果に考察を加え、背面壁の曲率半径の許容範囲を明確にし、ターゲットの設計に反映させた。

報告書

高圧ドライアイスブラスト除染技術開発(III)(バレル型及び吸引型ドライアイスブラスト除染試験)

小川 竜一郎; 森下 喜嗣; 石島 昇; 谷本 健一

PNC-TN9410 97-061, 73 Pages, 1997/05

PNC-TN9410-97-061.pdf:6.11MB

核燃料施設から発生する高レベル廃棄物を除染によって低レベル化(500$$mu$$Sv/h以下)するため、102の除染係数を目標として二次廃棄物の発生が少ないドライアイスブラスト除染技術の開発を進めてきている。この除染技術においては圧縮空気で粒状ドライアイスを対象物に射出することから、小形状・軽量の対象物ではそれ自身が飛散してしまうこと、また、壁面や大型廃棄物に対しては、剥離された汚染が周囲に再付着するという問題点があった。ここでは、これらを解決する技術として、1)バレル中で小形状廃棄物の飛散を防止しながら除染する"バレル型除染法"および 2)剥離物を吸引しながら局所的に除染を行う"吸引型除染法"について、汚染を塗装で模擬した試験片を用いて基礎的データを得る試験を行った。以下に成果を要約する。(1) バレル型除染法に関する試験では試験片(ボルト)をバレル籠に入れ、噴射距離を70$$sim$$250mm、噴射圧力を7 $$sim$$15kgf/ 、噴射時間を90$$sim$$300秒、籠回転数を5 $$sim$$30rpm の範囲で変化させた。試験前後の試験片の重量を測定し、これらのパラメータと除染効果の関係を求めた。この結果、噴射距離は150mmが最適であること、また噴射圧力は10kgf/ 以上では除染効果の改善に大きく寄与しないこと、籠回転数は他のパラメータに比べて除染効果に与える影響は小さいことがわかった。除染効果を最も支配するパラメータは噴射時間であり、300秒まではほぼ時間に比例した除染効果が得られた。(2) 吸引型除染技術に関する試験では試験片(鋼板)に局所吸引カバーを当て、噴射圧力を4$$sim$$6kgf/ 、噴射時間を60$$sim$$180 秒の範囲で変化させ、除染効果との関係を求めた。また局所吸引カバー上部を開放して、局所吸引カバー上部を閉止した場合と比較した。この結果、試験条件の範囲では噴射圧力および噴射時間の増加と共に剥離能力は増大すること、および局所吸引カバーは閉止に比べて開放の場合に剥離能力が相対的に大きいことがわかった。また、上蓋を開放しても、局所吸引カバー内部の差圧は保たれ、開放部からの漏洩がないことが明らかになった。

論文

赤外線放射計による核融合炉ダイバータ用銅-炭素繊維複合材料接合不良部の検出に関する研究

石井 敏満; 衛藤 基邦; 石橋 英人*; 稲垣 照美*; 岡本 芳三*

日本機械学会論文集,A, 60(579), p.2492 - 2497, 1994/11

核融合炉のダイバータは、プラズマディスラプション時にアーマタイル表面が損耗するため、交換可能な銅と炭素系材料の接合構造体が考えられる。これに伴い、交換(再接合)技術の開発や再接合後の健全性評価技術の確立が非常に重要になる。そこで本研究では、再接合後の健全性評価に、非破壊検査法として注目されている赤外線放射温度計測法の応用を試み以下のような知見を得ることができた。(1)接合されたタイルと剥離したタイルを有するダイバータ模擬試験体を利用し、タイル表面に熱エネルギーを入射した場合に、接合状態の違いにより生じる表面温度の差を、赤外線放射温度計測法により検出し、接合不良タイルを確認することができた。(2)アーマタイルに使われる炭素繊維複合材料を赤外線放射温度計測する場合に、把握しておかなければならない材料の放射率や射度係数等の各特性を計測することができた。

論文

Design of an electrostatic magnetic quadrupole accelerator

水野 誠; 小原 祥裕

Review of Scientific Instruments, 64(2), p.477 - 480, 1993/02

 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

ITER等用の負イオンを用いた高エネルギーNBIシステムにおいては、加速途中で負イオンから剥離された電子を高エネルギーまで加速させることは加速管の耐圧を低下させるおそれがあるのみならず、システムの効率を低下させる。そこで新しいタイプの静電加速システム「静電磁気四重極加速(ESMQ)」システムを提案する。本システムにおいては、静電加速系における加速電極に永久磁石を埋め込み、電極孔の領域に四重極磁場を形成し、電子を偏向させ、高エネルギーへの加速を防ぐものである。ビーム包絡線コード「TRACE」を用いて重水素及び電子の包絡線シミュレーションを行なった。その結果、電子は大きく偏向され、ほとんどの電子が下流側の電極に衝突し、電極孔を通過し次段の加速ギャップに進入する電子はわずかであること及び四重極磁場の集束効果により重水素ビームの最大発散角が小さくなることが明らかとなった。

報告書

JT-60U用B$$_{4}$$C被覆C/C材の高熱負荷試験

中村 和幸; 秋場 真人; 鈴木 哲; 横山 堅二; 大楽 正幸; 安東 俊郎; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 深谷 清; H.Bolt*; et al.

JAERI-M 92-052, 41 Pages, 1992/04

JAERI-M-92-052.pdf:4.3MB

JT-60U用第一壁として三種類のB$$_{4}$$C被覆C/C材の使用が検討されている。JT-60Uでは、第一壁は通常運転時には数十MW/m$$^{2}$$、ディスラプション時には数MJ/m$$^{2}$$もの高い熱負荷を受けると予想されているので、使用に当たってはそれら被覆材料の耐熱特性を十分に研究しておく必要がある。耐熱特性試験は、原研NBI加熱研究室の高熱負荷試験装置、JEBISを用いて、5~40MW/m$$^{2}$$、5sおよび550MW/m$$^{2}$$、5~10msの二種類の照射条件で行った。その結果、B$$_{4}$$Cをコンバージョンで被覆した材料の密着性が、CVDおよびプラズマスプレーで被覆した材料のそれよりも優ることが明らかになった。照射後試料の表面分析も、併せて行った。

論文

High heat flux experiment on B$$_{4}$$C-overlaid C/C composites for plasma facing materials of JT-60U

中村 和幸; 秋場 真人; 鈴木 哲; 横山 堅二; 大楽 正幸; 安東 俊郎; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 深谷 清; H.Bolt*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 196-198, p.627 - 632, 1992/00

 被引用回数:28 パーセンタイル:9.09

JT-60U用第一壁として三種類のB$$_{4}$$C被覆C/C材の使用が検討されている。JT-60では、第一壁は通常運転時には数十MW/m$$^{2}$$、ディスラプション時には数MJ/m$$^{2}$$もの高い熱負荷を受けると予想されているので、使用に当たってはそれら被覆材料の耐熱特性を十分に研究しておく必要がある。耐熱特性試験は、原研NBI加熱研究室の高熱負荷試験装置、JEBISを用いて、5~40MW/m$$^{2}$$、5sおよび550MW/m$$^{2}$$、5~10msの二種類の照射条件で行った。その結果、B$$_{4}$$Cをコンバージョンで被覆した材料の密着性が、CVDおよびプラズマスプレーで被覆した材料のそれよりも優れることが明らかになった。照射後試験の表面分析も、併せて行った。

論文

ホットラボにおけるセル立入除染作業

中川 哲也; 佐藤 均; 坂倉 敦

デコミッショニング技報, (3), p.45 - 51, 1991/02

JMTRホットラボでは運転開始以来、原子炉の定期点検時期に合わせて年1回ホットセル内の放射性汚染除去作業を行っており、その目的は本体施設及び内装試験機器類の性能維持のための点検、保守とセル内汚染の蓄積抑制である。本投稿ではホットセル内の汚染核種、汚染レベル等の状況と従来行ってきた除染方法に更に塗膜剥離材を用いた方法を併用した、作業の改良点について述べ、被ばく量、廃棄物の低減化について記載した。

報告書

PEEKをマトリックスとした炭素繊維強化複合材料の電子線照射効果

貴家 恒男; 萩原 幸; 小田島 敏浩*; 坂井 英男*; 中倉 敏行*; 升谷 正宏*

JAERI-M 87-048, 29 Pages, 1987/03

JAERI-M-87-048.pdf:1.51MB

熱可塑性のポリアリルエ-テルスルフォン(PES),ポリアリルエ-テル・エ-テル・ケトン(PEEK)をマトリックスとした炭素繊維複合材料を調整し、その電子線照射効果を検討した。PES複合材料は3MGy以上の照射で層間剥離を起こすようになり劣化した。PEEK複合材料は180MGyの照射後も機械特性の劣化が少なく、繊維破断で破壊し、優れた耐放射線を示した。あらかじめ炭素繊維をPESで表面処理したのち複合化したPEEK-PES複合材料はPEEK複合材料より耐放射線性が劣るが、90MGy照射後も初期強度の85%を保持していた。120MGy以上の照射では繊維破断に加えて層間剥離も起こるようになった。PEEK-PES複合材料の動的粘弾性測定から、繊維表面のPESの劣化により繊維~マトリックス界面が損傷を起こし、複合材料を劣化させる事が明かとなった。

論文

放射線滅菌したポリマーの安定性,VIII; 高度に配向したポリマーの照射効果

吉井 文男; 幕内 恵三; 石垣 功

医科器械学, 56(7), p.313 - 316, 1986/00

モルホロジーの異なる高度に配向したポリプロピレン(PP)製外科用縫合糸と無配向の成形シートとの照射効果を比較した。配向試料の照射に対する安定性は、$$gamma$$線照射よりも電子線照射の方が高く、またエチレンを6%含むポリプロピレン(CPP)の方がPP単独よりも劣化しにくかった。これは無配向の成形シートと同じ結果であった。CPPは照射後1ヶ月くらいまで劣化が進むが、それ以後は全く経時劣化が認められなかった。さらにPP単独では、照射後外科結びを行った場合、酸化により表面から剥離が起きた。電子線照射したCPPは、外科結びしても表面酸化による剥離が起らず、引張り強度も医療機器基準である照射前の80%の強度を十分保持していた。したがって、CPP縫合糸は、電子線照射により十分滅菌可能であることが明らかとなった。

報告書

鈍い物体まわりの非粘性流れに及ぼす流路幅の影響 (第2報 円柱の場合)

椎名 保顕

JAERI-M 85-155, 24 Pages, 1985/10

JAERI-M-85-155.pdf:0.6MB

流路中央に円柱が置かれた場合の非粘性流れに及ぼす流路幅の影響を、写像空間に1つの湧き出しを置くモデルを用いて求め、亜臨界及び、超臨界の実験結果との比較を行った。亜臨界の場合にはh/dが0から0.667まで理論と実験の一致は良好である。超臨界の場合には剥離点近くで多少のずれが見られるものの、理論と実験の一致は比較的良い。

報告書

鈍い物体回りの非粘性流れに及ぼす流路幅の影響 (第一報 垂直平板の場合)

椎名 保顕

JAERI-M 85-154, 16 Pages, 1985/10

JAERI-M-85-154.pdf:0.35MB

2枚の平行な壁に囲まれた流路中央に鈍い物体が置かれた場合の物体回りの流体力学的特性を非粘性流理論を用いて求め、それを垂直平板の場合に適用した。物理平面から等角写像を用いて得られる写像平面に湧き出しを置くことによりはく離流線を形成する。わき出しの強さ、位置などの未知量を定めるために背圧係数の経験値が導入される。背圧係数としてホドグラフ法による値を用い、両者の結果の比較を行った。本理論は高温ガス炉炉心内レストレイントリングの抵抗を求める一手法を提供するものである。

報告書

JT-60モリブデン第1壁への炭素および炭化チタン被覆 (臨界プラズマ試験装置設計報告・151)

中村 博雄; 荻原 徳男; 稲川 幸之助*; 高橋 善和*; 伊藤 昭夫*

JAERI-M 85-022, 52 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-022.pdf:2.88MB

本報告は、JT-60モリブデン第1壁の不純物対策のために1980年度に行なった炭素および炭化チタン破覆の検討結果について述べたものである。今回の試験には破覆材料として炭素および炭化チタンを選んだ。破覆方法は、炭素が放電分解法、炭化チタンがホローカソード式物理蒸着法とした。膜厚は、20$$mu$$mとした。蒸着温度は、炭素が周囲温度、100$$^{circ}$$C、200$$^{circ}$$C、300$$^{circ}$$Cとした。400$$^{circ}$$C以上の温度では、5$$mu$$m以上の安定な膜が得られなかった。一方炭化チタンは、蒸着温度が周囲温度~700$$^{circ}$$Cで20$$mu$$m以上の安定な膜が得られた。制作膜の性能評価として、平均析出速度、膜厚分布、結晶構造解析、表面および破断面観察、析出膜中のガス分析、組成分布、および熱サイクル試験を行なった。熱サイクル試験の結果、炭素膜は1回の熱サイクルで剥離した。一方、炭化チタン膜は、10~100回の加熱で局所的に剥離した。以上から、JT-60への適用は炭化チタン膜の方が有望である。

論文

放射線照射したタマネギ鱗葉表皮の剥離性

青木 章平; 久米 民和; 川嶋 浩二*

食品総合研究所研究報告, 43, p.90 - 93, 1983/00

放射線処理によるタマネギ鱗葉表皮の剥離性の変化を測定し、適正線量の検定、あるいは照射処理の検出への応用の可能性について検討した。照射直後の鱗葉表皮の剥離性は5~10kred照射では非照射と大差なく、30kred以上では著しく増大した。5~10kred照射したタマネギを常温貯蔵した後、10kredの追加照射を行うと鱗葉表皮の剥離性が著しく増大した。非照射のものに同様の追加照射を行っても剥離性はさほど増大せず、また低温貯蔵しておいたタマネギに10kradの照射を行っても剥離性の増大は認められなかった。この照射処理によるタマネギの鱗葉表皮の剥離性の増大は、鱗葉表皮と多肉組織との間の中間組織が照射によって破壊されたことに起因すると考えられた。以上の結果、発芽防止を目的として照射されたタマネギは鱗葉表皮の剥離性の変化を用いて、低温貯蔵したタマネギとの区別に応用できるものと考えられた。

報告書

TiC被覆層の特性と黒鉛材料の耐食性および機械的性質におよぼすTiC被覆の効果

依田 真一; 井岡 郁夫; 奥 達雄; 梅川 壮吉*

JAERI-M 82-089, 23 Pages, 1982/07

JAERI-M-82-089.pdf:1.46MB

多目的高温ガス炉炉心部の黒鉛材料は、冷却ヘリウムガス中に含まれる微量O$$_{2}$$、H$$_{2}$$O、CO$$_{2}$$などの不純物ガスにより腐食され、その物理的機械的性質が劣化する。そこで、IG-11黒鉛に高温で熱的安定性に優れたTiCを表面接覆し、その腐食雰囲気中での耐食性と機械的性質について調べ検討した。TiC被覆により腐食環境下(大気中、873K)における腐食速度は、約1/3に減少し、IG-11黒鉛材料の耐食性を向上させることができた。しかしながら、3~4時間の腐食においては、TiC被覆層の剥離が生じた。また腐食後のヤング率は、同時間腐食後の非被覆黒鉛に比べ、その減少量は約半分に抑制された。曲げ強度においては、約4時間腐食後までほとんど強度劣化は認められず、その後はIG-11黒鉛材料と同様な傾向で減少した。これらの結果より、TiC被覆は、黒鉛材料の耐食性の向上に、極めて効果的であることが明らかとなった。

報告書

JMTR可燃性毒物燃料の開発

小山田 六郎; 中山 富佐雄

JAERI-M 9434, 67 Pages, 1981/04

JAERI-M-9434.pdf:4.23MB

この論文は、JMTR用可燃性毒物燃料の開発のために行った、燃料板及び天然ほう素入り側板の試作、並びにこれらの照射試験及び照射後試験の結果について報告するものである。燃料芯材のウラン含有率を現在の22w/oから30w/oに増加するために、燃料枚の製作は粉末冶金法によった。また、ほう素入り側板の製作は燃料板とほぼ同様の工程によった。照射試験及び照射後試験は満足すべき結果が得られた。ただし、同じ条件下で照射された4枚の燃料板のうちの1枚に酸化膜の剥離が観察されたが、なぜ1枚の燃料板にのみにかかる現象がみられたかの原因を明確にすることかできなかった。上記試験に加えて、燃料要素の及び全炉心での照射試験が予定されていた。しかし諸般の情勢によりプログラムは中止となった。

論文

JFT-2におけるin-situコーティング

横倉 賢治; 長谷川 浩一; 木島 滋; 大麻 和美; 鈴木 紀男; 大塚 英男

真空, 24(4), p.173 - 177, 1981/00

本報告ではJFT-2装置における安定な高温プラズマを得るための実用的In-situコーティング方法を述べるとともに、チタン被覆厚の変化に伴うプラズマ特性の改善結果を報告する。また、実際のプラズマ壁で生じた剥離の現状をとりあげ、そのメカニズムと原因を考察する。 結果を簡単に述べる。プラズマ壁の一部に10~100$AA$程度のチタンをコーティングすることにより、プラズマ中の酸素不純物は1/10に低減し、チタン皮膜厚を500$AA$程度まで増加すると酸素不純物は1/30に減少する。しかし以後チタン被覆厚を増加させても大きな効果は見られない。プラズマ平均電子密度の上限も同様であり、JFT-2ではK=6程度が最大である。また、プラズマ壁での剥離の主なる原因は、早期に剥離したチタン被膜堆積また、リミター、プラズマ壁等がプラズマによりスパッターされ、その粒子が堆積する。これらにより、各所に連鎖現象が生じる。

口頭

Na冷却高速炉における大口径配管の流力振動評価に関する研究,44; ショートエルボ内壁面の圧力変動に入口流速が与える影響

小野 綾子; 田中 正暁; 小林 順; 上出 英樹

no journal, , 

JSFRのホットレグ配管の一部にはショートエルボが用いられており、運転条件に対応する高レイノルズ数域における過大な流力振動の発生が懸念されている。流動変動と密接に関連する配管内の圧力変動は流力振動の加振力となりうる。本研究では、実機ホットレグ配管の複雑な入口流速条件に焦点を当て、エルボの入口流速条件が配管内で生じる剥離に対して及ぼす影響や等方的な乱れに及ぼす影響を調べ、結果として配管内圧力変動がどのような影響を受けるかについて、配管内圧力計測を行うことで明らかにした。

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