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中山 王克; 林田 均
JNC TN9400 2000-087, 74 Pages, 2000/07
JNC-TN9400-2000-087.pdf:3.25MB
液体金属ナトリウムの熱流動現象を定量的に把握するため、液体金属ナトリウム中の流速分布を超音波により計測する技術の開発を進めている。これまで、ナトリウム中試験を行って、その適用性を票Kするとともに課題を整理した。これを受けて、センサ特性や計測アルゴリズムの最適化を図ることを目的とした水中及びナトリウム中試験を計画しており、これらの試験に供試する高温用超音波トランスデューサを試作した。本報告は、試作した高温用超音波トランスデューサの単体特性の計測結果をまとめたものであり、試験により得られた主な知見は以下の通りである。(1)散乱超音波による流速分布計測手法において特性支配因子となる音圧分布特性を把握した。また、超音波トランスデューサによって生成される液中の音圧分布の予測式や近距離音場限界距離を計測データから導出した。(2)超音波トランスデューサの周波数帯域が、散乱波の周波数シフト計測を行うのに十分であることを確認した。また、距離方向計測範囲や散乱波の周波数シフト計測を行うのに必要な送受信回路の距離方向信号増幅仕様を導入した。(3)散乱波の周波数シフト計測システムの計測システムの計測精度評価を行う上で必要な超音波トランスデューサ単体に起因する空間分解能を推定した。
澤田 臣啓*; 吉田 孝*; 凌 甦群*; 石川 顕*
JNC TJ1400 2000-009, 95 Pages, 2000/05
JNC-TJ1400-2000-009.pdf:3.88MB
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川崎 弘嗣; 菅谷 全*
JNC TN9400 2000-018, 37 Pages, 2000/03
JNC-TN9400-2000-018.pdf:1.34MB
熱過渡の繰り返し負荷を受けた構造物の損傷を評価するため、超音波法により基礎的な検討を実施した。き裂発生以前からの損傷状態を検出するため、超音波エコー波形の解析法としてウェーブレット解析を適用した。ウェーブレット変換による時間-周波数解析を行い、超音波パラメータの評価を行った。その結果、超音波エコーの解析にいくつかの基本ウェーブレット変換を適用した結果、Gaborウェーブレットが適切であった。Gaborウェーブレット変換を用いて輝音波エコー波形を解析した結果、エコーの周波数特性において、ピーク周波数より高周波成分で音速の低下と損傷量との対応が得られた。超音波エコーの周波数解析から、2つの底面エコーB1およびB2のそれぞれのピーク周波数fpに対してその差分
fpを取ることにより、損傷量に対応したパラメータとして評価できた。損傷量に対して、微小硬さと超音波音速特性はよい相関関係が得られ、計測方法の相互利用が可能である。本研究より、超音波エコーの波形解析方法として、ウェーブレット解析が有効であり、その方法を用いてき裂発生以前の損傷状態を検出できる見通しが得られた。
羽様 平
PNC TN9410 98-073, 48 Pages, 1998/08
ミハルゾ法による未臨界度測定において、測定に付随する統計誤差を理論的に検討し、誤差を低減するための解析手法及び誤差の測定条件依存性を明確にした。統計誤差が従う理論式を原子炉雑音及び周波数解析の誤差理論より導出し、測定対象に固有の条件(即発中性子減衰定数等)や解析時の条件(周波数解析時の分解周波数幅等)に対する統計誤差の依存性を明らかにした。導出した理論式を用いて推定した誤差は測定値のばらつき(標準偏差)をほぼ再現しており、統計誤差を理論的に推定できることが確認できた。理論式を基に解析条件依存性を検討した結果、測定対象に応じて最適な解析条件が存在することが分かった。解析条件を最適にすると、最適にしない場合に比べ統計誤差が半分に低減され、同程度の統計誤差を得る場合の測定時間を4分の1に短縮することができた。本報告で導出した統計誤差の理論式を用いると、DCA実験体系における測定結果から他の測定体系で測定した場合の測定時間と統計誤差の関係を予測することができる。再処理施設に代表される溶液燃料体系の場合を予測すると、実効増倍率0.90を統計誤差1%で得る場合の測定時間は3秒程度となる。
天藤 雅之; 小鷹 幸三
PNC TN9410 97-013, 111 Pages, 1997/01
高燃焼度54本クラスタ燃料集合体の「ふげん」への少数体装荷が計画されており、その設置変更許可中請には炉内滞在中における上記燃料の健全性を確証しなければならない。燃料要素の健全性評価では、燃料被覆管表面のスペーサとの接触部に生じるフレッティング摩耗深さが設計許容値を越えないことを確認することが重要である。フレッティング摩耗の進展特性では、燃料要素の振動(流力振動)特性が重要な因子となることから、上記燃料についても炉心流動条件下での振動特性、特に摩耗進展速度に直接影響する振幅値を正確に把握しておく必要がある。本報告書では、振動計測用燃料要素を組込んだ54本クラスタ燃料集合体をコンポーネント・テストループに装荷し、各種流動条件下で行った振動測定結果を示す。流力振動での周波数特性では、105Hz及び160Hz近傍に卓越した周波数が観察され、フレッティング摩耗解析コード(流力振動計算部)で求めた振動モードおよびその固有振動数と概ね一致した。流力振動振幅は、総流量および蒸気重量率の増加で増大し、その傾向は従来の上記解析コードによる計算結果と一致するが、低流量領域での振幅測定値が計算値に比べ大きく現れた。この差については、解析コード内の振動振幅計算式を改良、すなわちPaidousisの式を主に全流量に依存する成分と主に蒸気重量率に依存する成分に分離し、各々について最適な定数を決めることにより、安全側に縮小できることが確認された。本燃料の流力振動振幅値は、「ふげん」用28本クラスタ燃料、ATR実証炉用36本クラスタ燃料のいずれに対しても増加するが、今回の試験での流動条件範囲では、最大でも2
m(実効値)程度の振幅値であった。流動条件と振幅値との関係から、「ふげん」装荷が予定されているチャンネルでの流動条件においては振幅値は1.9mと予想され、コンポーネント・テストループで実施した本燃料集合体の耐久試験条件での振幅値(1.7m)との差も僅かであり、「ふげん」装荷時の振幅値変化が、耐久試験で実測しているフレッティング摩耗進展特性に及ぼす影響は小さいと考えられる。
王 元林
PNC TN9410 93-203, 57 Pages, 1993/03
進行波還流型レゾナントリング(TWRR)の特性について、解析と試験の結果を比較評価した。還流部の特性解析では、マイクロ波(RF)の反射,結合係数,方向性の効果を考慮した。加速管部の解析では、一定インピーダンス型と電場一定型構造の加速管についてRF特性を解析し、ビームローデングのある場合とない場合の比較評価を行った。また、結合係数一定の場合と電流値の変化に合わせて最適な結合係数になるように設定した場合の比較も行った。Q値については、還流部のみの場合と加速管部も含めた総合的なものについても求めた。試作したTWRRを用いて、低出力と高出力のRF試験を行った。試験の結果をもとに、TWRRの安定性について解析評価した。また、同様にTWRRを用いて、クライストロンの窓部(RF窓)単体の特性についても評価した。その結果、特性解析の結果と試験結果は、良く一致することが確認された。
荒 克之; 坂佐井 馨; 岸本 牧
MAG-93-91, p.37 - 56, 1993/03
生体磁界計測における逆問題は解を一意に定めることが困難な問題である。この事実を、Maxwellの電磁方程式をベースに理論的に明らかとした。つぎに、ビオザバールの法則のフーリエ変換から、生体磁界計測の物理的意味づけを行い、生体内電流とそれが作る生体外部の磁界を結びつける空間伝達関数を導き、その性質を求めた。空間伝達関数のカットオフ周波数から生体磁界計測用マルチチャンネルSQUIDシステムの最適チャンネル数を検討した。また、逆問題の近似計算を行う場合のセンサの最適配置について3次元配列が望ましいことを理論的に検討して確認した。逆問題計算手法の評価のためにベンチマーク問題の作成を提案した。
荒 克之; 坂佐井 馨; 岸本 牧
Nonlinear Phenomena in Electromagnetic Fields, p.193 - 196, 1992/00
電流分布およびそれが作る磁界との間の関係はビオ・ザバールの法則で記述されるが、この法則式のフーリエ変換から電流分布と磁界との間の空関伝達関数を導いた。この空関伝達関数の周波数特性を調べたところ、バンドパスフィルター特性を有する1つの伝達関数とロウパスフィルタ特性を有する2つの伝達関数より成立していることがわかった。このフィルタ特性のカットオフ周波数から磁界を計測する場合の空間サンプリング間隔を求めた。電流分布および磁界のx,y,z成分についての関係式は空間伝達マトリックスで結ばれる。磁界計測値から逆に電流分布を求めるにはこのマトリックスの逆マトリックスを求めなければならないが、空間伝達マトリックスの逆対称性故に行列式がゼロとなり逆問題の解は1意に定まらない。そこで、完全反磁性超電導体の導入による指向性磁界計測法を提案した。
上林 有一郎
JAERI-M 6508, 114 Pages, 1976/04
トカマク型プラズマ閉じ込め装置におけるプラズマ柱の水平方向変位に関する動特性モデルについて述べ、このモデルにもとずき、JT-60のプラズマ柱の水平方向変位に関する周波数特性を求め、コイル時定数等の相違によりもたらされる特性の相違に検討を加えた。