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報告書

Compatibility of reduced activation ferritic/martensitic steel specimens with liquid Na and NaK in irradiation rig of IFMIF

湯谷 順明*; 中村 博雄; 杉本 昌義

JAERI-Tech 2005-036, 10 Pages, 2005/06

JAERI-Tech-2005-036.pdf:2.06MB

材料の照射特性は温度依存性が強いため、照射中の試料温度測定は重要である。しかしながら、中性子照射損傷が20dpa/年以上となるIFMIFの高中性子束領域において、鉄ベースの合金を照射する場合、大量の核発熱が生じるため、試料温度を正確に計測することは、不活性ガスを照射試料と試料ホルダーとの間のギャップに充てんして試料温度を試料ホルダーに埋め込んだ熱電対によって測定する従来の方式では、照射中にギャップの熱伝達率が変化するため極めて困難である。その対策としてギャップの熱伝達率がより安定と期待される液体金属(ナトリウム又はナトリウム-カリウム合金)をギャップに充てんする方法が提案(FZKが提案)されているが、液体金属と低放射化フェライト鋼との両立性に懸念があった。本報告は、このような液体金属と低放射化フェライト鋼との両立性について検討し、照射リグ設計への提案として、充てん前の液体金属の純度管理や炭素原子移行を予防する材質選択上の注意を述べる。

論文

Selection of chemical forms of iodine for transmutation of $$^{129}$$I

白数 淑郎; 湊 和生

Journal of Nuclear Materials, 320(1-2), p.25 - 30, 2003/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.27(Materials Science, Multidisciplinary)

長寿命核分裂生成物のヨウ素-129を中性子照射により安定核種に核変換できたならば、地層処分の負担軽減,環境負荷の低減につながるが、ヨウ素をどのような化合物で照射すべきかについては、解決されていない。文献調査により、適切なヨウ素の化学形を絞り込むとともに、被覆管候補材との両立性試験を実施した。CuIは空気中で安定に取り扱える数少ないヨウ素化合物の一つであるが、被覆管材料との反応が問題であった。しかし、Cuを被覆管のライナー材として用いることにより、両立性の問題を解決した。

論文

Dose intercomparison studies for standardization of high-dose dosimetry in Vietnam

H.H.Mai*; N.D.Duong*; 小嶋 拓治

IAEA-TECDOC-1070, p.345 - 351, 1999/03

ベトナム原子力委員会照射センター(IC-VAEC)と原研との協力で、VAECで用いられている重クロム酸線量計の標準的使用方法を確立するため、トランスファー線量測定による線量相互比較実験を行った。重クロム酸線量計(VAEC)は原研で照射後VAECで、またアラニン線量計(原研)はVAECで照射後原研で、それぞれ分析・読み取りがなされた。この結果、$$gamma$$線量範囲5~30kGyで両者の線量値は$$pm$$2.5%以内で一致した。さらにアラニン線量計を用いたIAEA国際線量保証サービス(IDAS)によるVAECとIAEAとの比較でも$$pm$$3%の一致が得られた。一方、VAECの重クロム酸線量計を用いた測定における不確かさを見積もった結果、95%信頼度限界で4%という値が得られ、線量相互比較結果とも整合することが明らかとなった。

論文

Design and R&D activities on ceramic breeder blanket for fusion experimental reactors in JAERI

倉沢 利昌; 高津 英幸; 佐藤 聡; 中平 昌隆; 古谷 一幸; 橋本 俊行*; 河村 弘; 黒田 敏公*; 常松 俊秀; 関 昌弘

Fusion Technology 1994, Vol.2, 0, p.1233 - 1236, 1995/00

原研で行っている核融合実験炉のための固体増殖材方式ブランケットの設計とR&Dの最近の成果をまとめた。固体増殖材ブランケットは、広範なR&Dベース、高い安全性、DEMO炉への適合性等から、実験炉の増殖ブランケットとしても魅力ある概念である。原研では、増殖材、増倍材共にペブル形状にして層状に配置した構造を提案してきており、詳細な核・熱・機械特性解析評価と製作性の検討を行うことにより設計を進めている。また、ペブル材料の特性評価、ペブル充填層の熱伝導特性評価、ブランケット構造体の製作性及びその機械特性評価等を進めた。本論文は、これら設計及びR&Dの最近2年間の進展をまとめる。

報告書

A New method of extracting tritium produced in neutron-irradiated lithium-containing pellets for liquid scintillation counting

Verzilov, Y.*; 前川 藤夫; 大山 幸夫; 前川 洋

JAERI-Research 94-042, 31 Pages, 1994/12

JAERI-Research-94-042.pdf:1.16MB

高いシンチレーション収量を示す無機物質の液体シンチレータ溶液への新しい溶解法をリチウム含有ペレットを用いたトリチウム測定のために開発した。この方法は化学操作の簡単さ、溶解時間の短さ、高い効率・溶解度指数を持っている。化学処理と効率および溶解サンプルのシンチレータとの共存性を系統的に調べ、最適化をおこなうことによって、この手法を達成することができた。実験の結果、Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$とCH$$_{3}$$COOHを用いる従来の方法に比べ、本方法で開発された2種の混合酸を用いる方法は、ペレットの質量で2倍以上溶解できることを示し、総合的な効率・溶解度積の指数でも2倍以上の値を示し、トリチウム生成率測定に応用した場合2倍以上の感度の改善が得られた。

報告書

耐熱合金と炭火ホウ素との両立性(4) OGL-1照射下両立性試験報告(81LM-21J)

馬場 信一; 猿田 徹; 大岡 紀一; 田中 勲; 青山 功

JAERI-M 85-088, 39 Pages, 1985/07

JAERI-M-85-088.pdf:2.94MB

本報告は、日本原子力研究所が開発研究を進めている高温ガス実験炉の制御棒用被覆管材料と中性子吸収体との照射下両立性試験に関するものである。この試験の主な目的は、照射下で被覆管材料(ハステロイXR合金)と中性子吸収体(B$$_{4}$$C/C)との反応侵食挙動を調べること、および高融点金属箔(Nb、Mo、W、Re)の反応障壁効果を確認することである。照射は材料試験炉のOGL-1において熱中性子(E $$<$$ 0.11aJ)が4$$times$$10$$^{2}$$$$^{2}$$m$$^{-}$$$$^{2}$$、高速中性子(E $$>$$ 0.16pJ)は6.4$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$$$^{m}$$$$^{-}$$$$^{2}$$、雰囲気のへリウムガス温度が平均855$$^{circ}$$C、またヘリウムガス中の不純物濃度が4.0vpm以下、気体状核分裂生成物濃度が400kBg/m$$^{3}$$以下の試験条件で5Msの時間にわたり行われた。照射後試験の結果、ハステロイXR合金の反応侵食形態は局部的な領域に楕円形状の反応生成物が見られたが、これは炉外試験の結果と同様であった。本試験の中性子照射量では顕著な照射効果は表われなかったが、試料部の発熱による合金の反応侵食深さの加速化が観察された。

報告書

耐熱合金と炭化ホウ素との両立性,2

馬場 信一; 長松谷 孝昭; 村岡 進; 青山 功; 伊藤 尚徳

JAERI-M 82-196, 29 Pages, 1982/12

JAERI-M-82-196.pdf:2.41MB

多目的高温ガス実験炉の制御棒は、被覆管材にハステロイ-XR、中性子吸収体には30wt%ホウ素組成の炭化ホウ素と黒鉛の混合粉末焼結体を使用する予定である。本報はこれらの材料の高温下両立性試験の第二報で、(1)第一報と同一条件で、ハステロイ-X及びこれを改良したハステロイ-XRと混合粉末焼結体との両立性の比較、(2)長時間加熱試験及び(3)反応障壁効果確性試験について報告する。得られた結果を要約すると次のとおりである。(1)ハステロイ-XRはハステロイ-Xと同様な挙動を示し、有意な差は観察されなかった。(2)750$$^{circ}$$C-3000時間の条件でハステロイ-X表面からの浸食深さは74$$mu$$mで、850$$^{circ}$$C-2000時間では156$$mu$$mであった。(3)ハステロイ-Xの表面に反応障壁としてアルミナまたはジルコニアの粉末をプラズマ溶射した試料と混合粉末焼結体との両立性は、1000$$^{circ}$$C-20時間$$times$$5サイクルおよび1000$$^{circ}$$C-100時間の試験条件でいずれも合金自身の反応は全く観察されなかったが、被覆層の剥離あるいはクラックなどの損傷が見られたものもある。

論文

液体リチウムの化学と材料共存性に関する研究の現状

中村 規男*; 勝田 博司; 古川 和男

日本金属学会会報, 21(3), p.150 - 159, 1982/00

液体リチウムは、核融合炉の冷却材として注目されており研究論文も多い。核熱的性質が良好にもかかわらず、材料に対する腐食性が強くまた火災の危険性も大きい。最近これらに関する研究のうちから注目すべき論文のレビューを行なった。液体リチウムは、O,H,C,Nなどの非金属元素の不純物と反応し、材料の腐食と深い関係があるため液体リチウムの化学として非金属元素の分析法と溶解度および非金属元素の分配と熱力学について述べた。最近電気抵抗による不純物濃度を測定する研究がすすめられているが、Pulhamらの研究を中心に解説した。材料共存性については、鉄基合金について行なわれている研究が多いためこの傾向に沿ってレビューを行なった。その他の金属ではMoとNbについて解説した。序論的な性格ではあるが、液体リチウムに関する過去の研究を概観し解説した。

報告書

Compatibility of Heat Resistant Alloys with Boron Carbide

村岡 進; 馬場 信一

JAERI-M 9185, 20 Pages, 1980/11

JAERI-M-9185.pdf:3.77MB

多目的高温ガス炉用制御材である炭化ホウ素とその被覆材の候補合金のハステロイ-X、インコロイ800との両立性試験を850~1050$$^{circ}$$Cの温度範囲である。試験の結果、1000$$^{circ}$$C以下では、合金と黒鉛入り炭化ホウ素との両立性は合金と化学量論組成に近い炭化ホウ素の両立性に比べ幾分良いが、両者共反応性に富んでいることが判明した。両合金間ではインコロイ800の方がハステロイ-Xより両立性は良い。反応の形態は合金中への炭素、ホウ素の粒界侵入が先行して起こり、続いて層状の反応生成物の見られるものがあった。合金表面近傍の反応層においてはFe$$_{2}$$B、Cr$$_{2}$$B、Ni$$_{2}$$Bの生成が認められた。反応前後のハステロイ-Xの機械的強度の変化について引張り試験により調べた所、炭化ホウ素との反応により強度の減少することが判明した。

論文

蓄熱用溶融塩と腐食

古川 和男; 沼田 博雄*

防食技術, 29(4), p.185 - 195, 1980/00

蓄熱材として溶融塩は、(1)容積当りの熱容量が大きいこと,(2)化学的に安定であること,(3)低蒸気圧であることなどから、太陽熱利用などに注目されてきている。溶融塩組成としては無限の選択があるといえるが、物性値に関する予測は比較的容易であり、選択に困難はないといえる。最も理解されていないのは、容器材料との共存性である。その原理的な面はかならずしも不明確ではないが、過去の特殊な経験事実に頼りすぎて誤解されている面があり、それを整理し必要な精製操作を明かにしつつ次の諸溶融塩の腐食特性を解説した。(1)フッ化物,(2)塩化物,(3)水酸化物,(4)硝酸塩・亜硝酸塩,(5)炭酸塩。また、腐食モニターに関する新しい研究成果をも紹介した。この開発および質量移行現象の解明などが、特に重点的に研究すべき項目であることも指摘した。

論文

Air contamination effects on the compatibility of liquid lithium with molybdenum, TZM, niobium, stainless steels, nickel and hastelloy N in stainless-steel vessels at 600$$^{circ}$$C

勝田 博司; 古川 和男

Journal of Nuclear Materials, 71(1), p.95 - 104, 1977/01

 被引用回数:10

液体Li中の空気混入の程度により、Test?、TestII、TestIIIの3段階に分けて、液体Liとモリブデン、TZM、SUS304、SUS316、ニオブ、ニッケル、ハステロイNの共存性試験を行った。各試験はステンレス製容器を用いて、600$$^{circ}$$C1000時間行われた。相対的に高純度Liを用いたTest?では、NiとハステロイNを除いた他の試料は重量増加が見られた。一方空気が混入したLiを用いたTestII、IIIでは、全ての試料で重量減少がみられた。しかも、空気混入の度合いが大きい程液体Li-Attackは激しく表れていた。Mo,TZM表面にはMONi$$_{3}$$が、Nb表面にはNb$$_{0}$$.9O$$_{0}$$.1,Nb$$_{2}$$Nが生成していた。ステンレスは304より316の方が耐食性に優れていたが、NiとCrが選択抽出された。この度合はLi中の空気混入により大きく影響を受けた。

論文

核融合炉技術の現状と展望

迫 淳; 森 茂; 井上 堅司; 大和 春海*; 太田 充; 平岡 徹; 佐野川 好母; 土井 健治; 菱沼 章道; 奥田 重雄; et al.

日本原子力学会誌, 15(11), p.712 - 758, 1973/11

先に日本原子力学会の研究専門委員会でまとめた報告書を要約したものであって、核融合炉ブランケットの機能を果たすために選ばれている固体、液体および気体物質について、その使命、考えられる物質、それらの特徴比較、特に諸材料間の共存性について今後解決されるべき問題点を中心に概説したものである。

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