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論文

Development of granulation system for simplified MOX pellet fabrication process

石井 克典; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 鈴木 政浩

Proceedings of 2019 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2019) (Internet), 5 Pages, 2019/05

原子力機構は簡素化ペレット法MOX燃料製造プロセスの開発を実施している。簡素化法では、マイクロ波加熱脱硝法で製造したMOX粉末を焙焼・還元した後、湿式造粒法により流動性の改良を行っている。前報では、成型に適した造粒粉を効率的に製造するため、湿式造粒機と整粒機から構成される造粒システムが提案された。本研究では、湿式造粒機の改良を行うとともに、補助機器を追加することにより造粒システム試験装置を完成させ、WO$$_{3}$$粉を用いて装置の性能確認試験を実施し、原料粉が成型に適した粒径で流動性が良い造粒粉に転換できることを確認した。また5kgの粉末の処理に要した時間は約70分で、目標時間をほぼ満足することができた。

報告書

ナトリウム冷却炉の検討

新部 信昭; 島川 佳郎; 石川 浩康; 早船 浩樹; 久保田 健一; 笠井 重夫; 一宮 正和

JNC-TN9400 2000-074, 388 Pages, 2000/06

JNC-TN9400-2000-074.pdf:13.32MB

ナトリウム冷却大型炉については、国内外に多くの研究・運転実績があり、これに基づく豊富な知見がある。本実用化戦略調査研究では、ループ型炉1概念、タンク型炉3概念について経済性向上を主眼にプラント基本概念の検討を実施した。具体的なコストダウン方策としては、ナトリウムの特長を活かした機器の大型化、系統数削減、機器の集合・合体化などを採用している。これらの革新的な設計については、その技術的成立性に関して更なる確認を必要とするが、いずれの炉型においても経済性目標(20万円/kWe)を達成できる見通しが得られた。また、ナトリウム炉の更なる経済性向上策として、以下の項目を抽出しコストダウンの可能性を検討した。・更なる高温・高効率化追求・建設工期短縮・検出系高度化による安全系局限化・SG-ACS

報告書

超臨界圧軽水冷却高速炉の大出力化の検討

越塚 誠一*

JNC-TJ9400 2000-011, 102 Pages, 2000/03

JNC-TJ9400-2000-011.pdf:2.71MB

超臨界圧軽水冷却高速炉の大出力化の可能性を検討するため、大型の高温超臨界圧軽水冷却高速炉(SCFR-H)の設計研究を行った。臨界圧軽水冷却炉は現在の火力ボイラーの主流である貫流型直接サイクルを採用し、超臨界水を冷却材とすることで、現行の軽水炉と比較してシステムの大幅な簡素化、コンパクト化および熱効率の向上が可能になる概念である。本検討にて、ブランケット上昇流冷却型SCFR-H、ブランケット下降流型SCFR-H及び高出力型SCFR-Hの3種類の炉心を設計した。いずれも熱効率が43%を超え、冷却材密度係数を正に保ちつつ電気出力1600MWを上回る概念である。熱中性子炉であるSCLWR-H(電気出力1212MW)と、同一の原子炉圧力容器内径の条件の下に比較検討し、電気出力で最大約1.7倍増加できることが示された。出力増大という観点からは、燃料配置を稠密にできる高速炉の方が、十分な減速材領域を必要とする熱中性子炉よりも出力密度を高めることができるため有利である。すなわち、超臨界圧軽水冷却炉では、高出力を目指した高速炉にすればさらに経済性が向上すると結論できる。

報告書

先進湿式MOXプラントのコスト評価

紙谷 正仁; 小島 久雄

PNC-TN8410 97-220, 33 Pages, 1997/12

PNC-TN8410-97-220.pdf:1.63MB

動燃では、PUREX法をベースとした低除染再処理と簡易な燃料製造法からなる「先進湿式MOX」の概念を提案している。これは再処理/燃料製造/炉の設計境界条件を大幅に合理化あるいは変更し、湿式MOXサイクルを金属燃料サイクル並の簡素なサイクルに変更しようという構想である。この概念では、核燃料物質を低除染でリサイクルすることで抜本的な再処理の簡素化を行う。これに伴って燃料製造工程も遠隔保守セル構造となることから、再処理・燃料製造を一体化した施設内に配置し、廃液処理設備やユーティリティ等を共有することで設備合理化を図る。本報告は、こうした基本コンセプトのもとに施設概念を構築し、建設費の評価を行った結果をまとめたものである。建設費の評価は、現行技術で建設した場合の「現行プラント」、現在継続されているR&Dを反映し、現行の高除染サイクル技術を高度化した場合の「基準プラント」、先進湿式MOXの概念を採用した場合の「先進プラント」の各ケースについて行った。その結果、現行プラント(処理能力;50/y)の建設費を1した場合、基準プラント(50/y)、先進プラント(100t/y及び50/y)の建設費は、それぞれ0.60,0.66,0.50と評価された。

論文

Development of a power divider in the $$H$$ plane using posts in a rectangular waveguide for the next generation lower hybrid current drive antenna

関 正美; 前原 直; 福田 裕実; 池田 佳隆; 今井 剛; 広川 二郎*; 新井 宏之*

Fusion Engineering and Design, 36(2-3), p.281 - 287, 1997/05

 パーセンタイル:100

次世代低域混成波電流駆動(LHCD)アンテナに用いられる、多分岐電力分配器のための高周波特性解析コードを開発した。このコードで計算された電力分配比や反射率が、無反射負荷の条件下で20分岐電力分配器の測定値とよく一致した。また、測定値との比較から、無反射負荷なのにもかかわらず、伝播可能な高次モードが高周波特性に強く影響を及ぼしていることがわかった。テーパー導波管のスロープが急なほど、高次モードの発生が多く、高周波特性がテーパー導波管の長さによって敏感に変わることが示された。

報告書

1,000m対応水理試験装置(高温環境型)の設計

平田 洋一*; 後藤 和幸*; 小川 賢*

PNC-TJ7439 96-002, 88 Pages, 1996/03

PNC-TJ7439-96-002.pdf:2.7MB

本業務は、現存の1,000m対応水理試験装置を基に孔内部構造の簡素化、試験精度、機動性、および耐久性を向上させるためのシステムと、高温環境下で正常に動作できる電子回路の設計を実施したものである。孔内装置部のシステム設計は、発熱防止型電動バルブと電磁バルブの装備、内部配管および部品配置の最適化、更に操作性や点検整備性を考慮し、技術仕様で示された項目を満足した。また、電子回路は、上記システムの変更に伴った再設計を行うと共に、装置に必要な電子部品の中から高温に対応出来ないものを洗い出し、その部品と同等以上の性能で且つ高温に対応する部品を調査し選定した結果、環境温度70$$^{circ}C$$以下で動作可能な回路を設計することができた。

論文

Analysis of E-plane multi-junctional power divider for LHCD plasma heating

植田 裕之*; 滝沢 康博*; 新井 宏之*; 関 正美; 前原 直; 福田 裕実

Proceedings of 1996 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC '96), 4 Pages, 1996/00

次世代の低域混成波電流駆動用(LHCD)アンテナでは、伝送系導波管数を削減できる簡素化構造アンテナの開発が必要であり、その最適化設計のためには解析コードの開発が不可欠である。原研が提案する「多分岐導波管とテーパー導波管の組み合わせ」による簡素化アンテナ内の電磁界解析を、モードマッチング法にて行った。簡素化アンテナ内に存在する電場がTE01モードのみならば、電界方向のパワー分配は一様であるが、20分岐導波管をテーパー管に接続した場合、パワー分配比の解析結果はテーパー管長により敏感に変化した。これは接続部で発生する高次モードの影響である。周波数が8GHz用の簡素化アンテナを試作し、この測定に際して、-20dB以下の終端器および-25dBの結合度を持つプロープを開発し、再現性のある高周波測定を可能とした。20分岐導波管におけるパワーおよび位相の測定結果は、解析結果との良い一致が示され、コードの妥当性が得られた。したがってこの解析コードを用いて、分岐導波管でのパワーの差や位相のズレを少なく抑えるような最適化設定が可能である。

論文

High reflection LH experiments with the JT-60U launcher with oversized waveguides

Tuccillo, A. A.*; S.Podda*; 関 正美; 朝倉 伸幸; 井手 俊介; 池田 佳隆; 木村 晴行; 近藤 貴; 内藤 磨; 牛草 健吉; et al.

AIP Conference Proceedings 355, p.114 - 117, 1995/00

JT-60Uにおいて結合条件を変えた場合での低域混成波(LH)電流駆動実験が行われた。用いられた電流駆動用アンテナは電力分配型であり、オーバーサイズのテーパー導波管を採用して構造の簡素化が図られているのが特徴である。このタイプのアンテナでは、結合条件を変えて電流駆動し得る限界の結合条件を知ることは重要であり、次世代大型トカマクでのLH電流駆動の運転条件を決めるばかりでなくLHアンテナ設計の鍵となる。今回の実験では、アンテナを第一壁内へ引き込むことによって結合条件を変え、主導波管内の反射率が35%に達する範囲でLH電流駆動した。測定された反射率は、ラングミュアプローブ計測から求めたアンテナ前面での密度を用いた理論計算結果と良く一致した。この理論計算では、反射波によるオーバーサイズテーパー管内の高次モード生成が考慮されておらず、この実験条件では高次モードの影響が少ないことが示唆された。また、LH電流駆動性能は、反射率が25%までならば大きくは劣化しないことが見出され、理論からの予想結果と矛盾しない。

論文

Conceptual design of integrated reactor with inherent safery

朝日 義郎; 菅原 一郎*; 小林 敏樹*

Nuclear Technology, 91, p.28 - 50, 1990/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:67.02(Nuclear Science & Technology)

IRISの設計では受動的機器のみで燃料健全性を保障することに主眼を置く。大きなヒートシンクを持つので格納容器内の平均化エンタルピは非常に低く(58kcal/kg)熱容量は非常に大きい(10Gcal/$$^{circ}$$C)。1次流路は2重サイフォンを持ち、主循環ポンプをSG出口に持つ。受動性が高いので、いろいろな系統が簡素化されたり、除去されたのみならず、プラント配置条件が緩和されている。計算によって、幾何学的及び熱流力的諸パラメータを決めた。大きな負荷遮断にも対応できるように炉制御ロジックを設計した。安全解析を行ない、事故時に原子炉は受動的に停止すること、特にLOCAの時には炉外プール水が受動的にECC水として挙動することを確認した。制御棒がないので、ボイド係数が負であるという条件が特に重要である。ヒートパイプを用いて大気を崩壊熱除去の究極的ヒートシンクとして利用しているこので猶予時間が非常に長い。

口頭

Study on the condition of MOX granules suitable for constant die filling in MOX fuel pellet production

赤司 雅俊; 仁科 匡弘; 森本 恭一; 加藤 良幸; 加藤 正人

no journal, , 

MOX造粒粉を用いた充填試験を行い、燃料ペレット製造における金型充填に適したMOX造粒粉の特性評価を行った。その結果、試料の平均粒子径とハウスナー比が金型充填に対する指標となることがわかった。

口頭

湿式造粒法によるMOX原料粉末の流動性改良技術開発; 造粒機の性能評価

石井 克典; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 鈴木 政浩

no journal, , 

簡素化ペレット法の原料粉末の流動性改良技術開発として、装置構造が簡素で容器壁内面への粉末付着が少ない湿式造粒機を試作し、装置性能を把握するために模擬粉末を用いた造粒試験を実施した。

口頭

湿式造粒法によるMOX原料粉末の流動性改良技術開発; 造粒粉の粒度分布調整試験

石井 克典; 川口 浩一; 瀬川 智臣; 鈴木 政浩

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、将来の高速炉用MOX燃料製造プロセスとして、簡素化ペレット法の研究開発を実施している。整粒機による粉砕処理を行うことにより、湿式造粒法で製造した造粒粉に含まれる粗大粒子を、流動性を低下させることなく除去することができた。

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