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報告書

深部岩盤における初期応力測定用プローブの製作および耐圧性能試験

加藤 春實*

JNC-TJ7400 2000-005, 20 Pages, 2000/02

JNC-TJ7400-2000-005.pdf:1.44MB

今年度は、深部岩盤における初期応力測定用プローブの測定システムのうち、ひずみゲージセルと耐圧容器の製作を行ない、ひずみゲージセルの耐圧性能試験を実施した。本報告書では、ひずみゲージセルの製作手順について詳細に説明し、静水圧下で行なったひずみゲージセルの耐圧性能試験の結果について述べた。各載荷試験における圧力-ひずみ曲線は極めて弾性的で良い再現性を示した。また、ゲージセルに温度ゲージを埋設すると、ゲージセルの変形によって温度ゲージの電気抵抗が変化するために、ゲージセルの温度を正しく測定できないことが示された。

報告書

チタン-炭素鋼 複合オーバーパックの試作

本間 信之*; 千葉 恭彦*; 棚井 憲治

JNC-TN8400 99-048, 85 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-048.pdf:4.31MB

本報は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における、人工バリアを構成する要素の一つであるオーバーパックについて、構造強度層に炭素鋼を、耐食層にチタンを用いたチタン-炭素鋼複合オーバーパックの、現有技術での製作可能性を確認するために、その設計および実規模大での試作を行った結果を報告するものである。設計に当たっては、一般の原子力施設に適用される基準により必要な耐圧厚さを計算した。また有限要素法による解析を実施して、結果の妥当性を確認した。また、オーバーパック内部に収納するガラス固化体から発せられる放射線の遮へいについて計算し、オーバーパック遮へい機能の必要性を検討した。結果、オーバーパックには輸送基準を満足するために必要な遮へい機能は与えず、別途搬送用機器等で遮へいする方式が合理的であることを示した。以上の検討をもとに実規模大での複合オーバーパックの試作を行った。耐食層の材質については、超長期の耐腐食性が期待できるチタン材のうちASTMGrade-2材を選択した。チタン耐食層の施工は、オーバーパック円筒部と平面部に分けて実施した。円筒部については内層である炭素鋼容器に円筒形に成形したチタンの外層を焼きばめ挿入する方式を採用した。また蓋部、底部などの平面部については、チタン板材の爆発圧着法による被覆方法を採用した。本体と蓋の封入溶接については、電子ビーム溶接とMAG溶接とを組み合わせて実施した。いずれの工程においても不具合等は確認されず、チタン-炭素鋼複合オーバーパックの現有技術での製作可能性が確認できた。最後に今回の試作結果をふまえ今後検討されるべき課題をまとめた。

報告書

異材簡管継手の長期信頼性評価(1)-フィールド試験体の中間検査結果-

竹内 正行; 永井 崇之; 石橋 祐三; 武田 誠一郎; 根本 健志*; 藤咲 和彦*; 大橋 和夫*

PNC-TN8410 98-116, 147 Pages, 1998/08

PNC-TN8410-98-116.pdf:8.6MB

(1)目的熱間圧延法、HIP法,爆接法により製作した管継手を酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備へ装着し、長期信頼性の評価を行う。(2)方法酸回収蒸発缶小型モックアップ試験設備のプロセス系(硝酸凝縮液、濃縮液、供給液ライン)とユーティリティ系(計装用圧空、加熱用蒸気、冷却水ライン)に、管継手試験体を装着し耐久性試験を行い、中間検査として、耐圧試験、染色浸透探傷試験、外観観察、破壊検査を行った。(3)結果【1】熱間圧延管継手については、プロセス系の濃縮液および供給液ライン、ユーティリティ系の計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ラインに装着した試験体は、約21,000時間の耐久性試験を行っても健全な状態を維持していた。しかし、プロセス系の硝酸凝縮ラインに装着した試験体は、耐圧試験において漏れが認められた。【2】HIP管継手については、プロセス系の濃縮液および供給液ライン、ユーティリティ系の計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ラインに装着した試験体は、約18,000時間の耐久性試験を行っても健全な状態を維持していた。しかし、プロセス系の硝酸凝縮液ラインに装着した試験体は、耐圧試験中に破断が認められた。【3】爆接管継手については、すべての装着位置において漏れおよび破断等は認められなかった。しかし、プロセス系の硝酸凝縮液ラインに装着した試験体は、ステンレス鋼側に肌荒れが認められた。以上、中間検査の結果から、再処理プロセスへ適用する場合、ユーティリティ系(計装用空気、加熱用蒸気、冷却水ライン)は、十分適用が可能と考えられる。プロセス系では、硝酸凝縮液のようにステンレス鋼にとって厳しい試験環境では、適用が困難と考えられる。しかし、濃縮液および供給液の温度の低い環境であれば、適用可能と考えられる。

報告書

可搬型炉特性パラメータ解析計算

大坪 章

PNC-TN9410 98-059, 53 Pages, 1998/06

PNC-TN9410-98-059.pdf:1.23MB

動燃では宇宙・地上・深海高速炉システムの定常解析コードとしてSTEDFAST(Space, TErrestrial and Deep sea FAST reactor system)を開発している。これは、深海, 宇宙及び地上でのコジェネレーション用の動力源として用いるガスタービン発電方式高速炉システムにつき、システムパラメータの最適値を得るためのものである。今回は本解析コードを使用してパラメータサーベイ計算を行って可搬型炉特性につき研究することとした。深海炉については、40kWeのNaK冷却型の炉をベースケースとして種々の変数を変化させて計算した。深海炉では設計上重要な要素である機器重量合計と廃熱のための耐圧殻上の必要表面積に着目した。前者については発電量及び耐圧殻材料が、後者については発電量、原子炉出入口温度、海水自然循環熱伝達係数等が特に影響の大きい変数であった。宇宙炉については、40kWeのNaK冷却型の炉をベースケースとして、コンプレッサ入口温度、原子炉出入口温度、タービン入口圧力を変化させて計算した。宇宙炉の重要特性である機器重量合計には、前2者の影響が大きかった。地上炉についてはPb冷却の熱出力100MWtの炉をベースケースとして、コジェネレーション用の100$$^{circ}C$$の熱水を製造する熱交換器の伝熱管本数、コンプレッサ段数、1次系冷却材の種類を変化させて計算した。1次系冷却材をPbとNaの場合の比較では、密度がかなり異なるので当然のことであるが、1次系重量流量に関しては前者の場合後者の場合よりもずっと大きくなった。その他については、特筆するほどの大きな特性の変化は無かった。

報告書

可搬型深海炉炉心特性計算

大坪 章

PNC-TN9410 96-070, 52 Pages, 1996/05

PNC-TN9410-96-070.pdf:1.33MB

可搬型深海炉の仮想的な炉心浸水事故時に,熱中性子化した状態における未臨界性の確保を確認するため,炉心特性計算を実施した。解析対象の事故条件は,次のように設定いた。まず(1)深海で耐圧殻からの海水漏洩事故が発生し,次に(2)安全棒及び制御棒が挿入されて炉は停止する。その後(3)一次系の境界が何らかの原因で破損し,炉心内に海水が侵入する。炉心としては,プルトニウム富化度50%,ウラン濃縮度20%の酸化物燃料を用いた炉心及び,宇宙炉SP-100と同じウラン濃縮度97%の窒化物燃料を用いた炉心の2種類とした。この他に燃料ピン間のスペーサの有無の影響を検討対象とした。解析計算は主にMCNPコードを用いて行った。計算の結果,炉心内の海水量が多いスペーサの有の場合でも,燃料ピン内に熱中性子吸収特性に優れているレニウムのライナを挿入することで,炉心浸水事故時の未臨界性が確保されることが分かった。必要なレニウムライナ厚さは,酸化物燃料の場合0.15mm,窒化物燃料の場合0.27mmとなった。

報告書

地球化学検層ユニットの適応試験

島崎 智*

PNC-TJ7422 95-002, 119 Pages, 1995/08

PNC-TJ7422-95-002.pdf:4.36MB

地層科学研究における調査機器開発の一環として、深層地下水の物理化学パラメータを試錐孔内の原位置において測定するために、深度1,000m対応の地球化学検層ユニット(物理化学パラメータ測定装置)の開発を進めている。本装置については、製作段階において深度1,000mを想定した耐圧性・耐温度性などの基本性能を室内性能装置で確認しているが、実際の試錐孔内での長期間の連続計測などを行ない、性能の再確認とともに装置の適応条件や耐久性を詳細に把握しておくことが、次年度以降の調査への適応に際して必要である。そのため本業務にて、深度1,000m試錐孔(AN-1号孔)における当該装置の適応試験を実施した。本適応試験では、地球化学検層ユニットの地上試験としての現地組立て、各種試験・チェック、センサーの校正および長期測定後のセンサーのドリフト測定を行ない、孔内試験としては深度GL-966$$sim$$973mにおいて、96時間の連続測定試験を実施した。これらの試験結果と試験作業を通じて、装置の適応条件や耐久性を把握・検討した。本適応試験にて、深度1,000m対応の耐圧性・耐温度性と、センサーの測定特性などの基本性能が十分目的に適合しており、測定前後の各操作・チェックについてもほぼ所定の性能・操作性を有していることから、「地球化学検層ユニット」が深度1,000mにおける地下水の物理化学パラメータの計測に十分対応できることが確認された。

報告書

深海炉成立性に関する詳細検討

大坪 章

PNC-TN9410 95-030, 40 Pages, 1995/04

PNC-TN9410-95-030.pdf:1.49MB

深海炉は、米国のSNAP宇宙炉研究及び密閉ブレイトンサイクル開発という既存技術を利用し、且つ仏国ERATO宇宙炉設計研究を参考にしつつ、耐圧殻を冷却器の伝熱板として用いるという今までにない新概念を導入して、設計概念を構築したものである。既にこの深海炉の技術的成立性について検討した数多くの動燃報告書を作成したが、これらの報告書で検討されなかった詳細な項目に関してこの度検討を行ったものである。具体的な検討項目は次の通りである。Na水反応時のNaOH、24Na放射化、耐圧殻熱応力、遮蔽材材料、耐圧殻漏水確率予想、損傷深海炉の回収。既発行の報告書の検討に加えて本報告書の詳細検討によって、筆者は深海炉の技術的成立性は確証されたと考える。

報告書

人工バリアの信頼性向上及び高度化技術の研究(最終報告書)

not registered

PNC-TJ1150 95-003, 155 Pages, 1995/03

PNC-TJ1150-95-003.pdf:6.71MB

放射性廃棄物地層処分のオーバーパックについて、チタンあるいは銅と炭素鋼を組み合わせる複合オーバーパックの仕様と製作方法を検討し、構造解析を行ってその概念をまとめた。また製作に関連する品質管理項目を調査した。さらに諸外国で研究中の複合オーバーパックについて仕様、機能等を調査して整理し、今回の検討と合わせて複合オーバーパックの製作に関する研究課題を整理した。一方、人工バリアの信頼性向上のための試験設備として、オーバーパックの耐圧性、オーバーパックの溶接性能、緩衝材の施工性、シーリング性能及び人工バリアの機械的安全性の5テーマについて、性能を確認する試験設備について概念を構築し、それぞれの設備の具体化に必要な技術開発課題を整理した。

報告書

人工バリアの信頼性向上及び高度化技術の研究(報告書概要)

not registered

PNC-TJ1150 95-002, 24 Pages, 1995/03

PNC-TJ1150-95-002.pdf:0.65MB

放射性廃棄物地層処分のオーバーパックについて、チタンあるいは銅と炭素鋼を組み合わせる複合オーバーパックの仕様と製作方法を検討し、構造解析を行ってその概念をまとめた。また製作に関連する品質管理項目を調査した。さらに諸外国で研究中の複合オーバーパックについて仕様、機能等を調査して整理し、今回の検討と合わせて複合オーバーパックの製作に関する研究課題を整理した。一方、人工バリアの信頼性向上のための試験設備として、オーバーパックの耐圧性、オーバーパックの溶接性能、緩衝材の施工性、シーリング性能及び人工バリアの機械的安全性の5テーマについて、性能を確認する試験設備について概念を構築し、それぞれの設備の具体化に必要な技術開発課題を整理した。

報告書

実大固化体高圧RI浸出試験装置

関 晋; 大内 康喜; 比佐 勇; 江村 悟

JAERI-M 6382, 53 Pages, 1976/01

JAERI-M-6382.pdf:1.37MB

本報告書は、実大固化体高圧RI浸出試験裏置の設計、概要およびその性能についてまとめたものである。この装置の特長は、200lドラム缶大のセメント供試体を用いて、深海5000mにおける条件(圧力500kg/cm$$^{2}$$G、水温2$$^{circ}$$C、水平流速1~2cm/sec)を所定時間でつくり出し、それを長時間にわたって保持することができるものである。この装置は、1977年に実施を予定されている低レベル放射性廃棄物の試験的海洋処分に備えて、セメント均一固化体の耐圧性ならびに同固化体からの放射性物質の浸出性の研究に主として用いられる。

口頭

耐圧性の向上を目的とした固体増殖水冷却ブランケットの構造検討

谷川 尚; 佐藤 聡; 権 セロム; 榎枝 幹男

no journal, , 

固体増殖水冷却方式のブランケット開発の一環として、筐体の形状変更による耐圧性の向上に取り組んでいる。水冷却方式のブランケットでは、経済性を高めるために冷却材の条件を高温、高圧にすることが望まれる。トリチウム増殖比を高めるためには、筐体内部の増殖領域に設置する冷却管の肉厚は小さくすることが望まれる。この冷却管が破断すると、筐体には冷却材により内圧が負荷される。筐体の破損を防ぐためには、圧力逃し機構などによる負荷の低減とともに、耐圧性能を高めるための筐体形状の工夫が有効であると考えられる。箱型では筐体の肉厚が大きくなるため、耐圧性の観点で有利となる形状について内部構造を含めた構造概念を検討し、成立性について議論する。

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