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論文

高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)の経済性評価

武井 正信*; 小杉山 真一*; 毛利 智聡; 片西 昌司; 國富 一彦

日本原子力学会和文論文誌, 5(2), p.109 - 117, 2006/06

GTHTR300では、高温ガス炉固有の安全性を生かし、安全設備を極力簡素化するとともに、発電系設計,炉心設計に独創的なアイデアを取り入れて高性能化することで、経済性の向上を図った。その結果、発電コストは約3.8円/kWhとなり、ユーザー要件である4円/kWhの目標を満足するとともに、既存の軽水炉発電プラントに対する経済的優位性の見通しを得た。

報告書

水素供給コストに関する評価

西原 哲夫; 武田 哲明

JAERI-Tech 2005-038, 40 Pages, 2005/07

JAERI-Tech-2005-038.pdf:5.01MB

日本原子力研究所では2025年頃の高温ガス炉水素製造システムの実用化を目指し、高温工学試験研究炉(High Temperature Engineering Test Reactor, HTTR)を用いて高温ガス炉と水素製造設備の接続技術,水からの水素製造プロセスである熱化学法ISプロセス技術の研究開発を進めている。燃料電池自動車の燃料として大量に水素を供給するシステムは、オフサイト型とオンサイト型に大別される。オフサイト型では水素製造コストのほかに、輸送や充填にかかわるコストも考慮しなければならない。さらに、化石燃料を利用した水素製造システムでは、二酸化炭素の処分にかかわるコストも必要になる。したがって、核熱を用いた水素製造システムの経済性評価には、水素製造コストだけではなく輸送や貯蔵を含めた総合的な水素供給コストを評価する必要がある。そこで、水素貯蔵,輸送及び充填にかかわる国内外のコスト評価結果を調査し、さまざまなオフサイト型システムとオンサイト型システムに対して、水素供給コストを評価した。

論文

高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)使用済燃料再処理

武井 正信; 片西 昌司; 國富 一彦; 泉谷 徹*

日本原子力学会和文論文誌, 2(4), p.490 - 499, 2003/12

我が国では、使用済燃料を再処理し、回収されたプルトニウムなどを有効利用する核燃料サイクルを原子力政策の基本としており、高温ガス炉についても使用済燃料のリサイクルを検討する必要がある。そこで、前処理後のウランを六ヶ所再処理施設で処理することを想定し、GTHTR300使用済燃料の再処理について、技術的成立性及び経済性を検討した。その結果、前処理工程については、燃焼法により被覆燃料粒子を取り出し、回転ディスク式粒子破壊機によりSiC層を破壊し焙焼することによりウランを取出せることが示された。さらに、劣化ウランにより希釈することにより六ヶ所村再処理施設で処理できる見通しを得た。経済性については、前処理施設の概略設計を行いGTHTR300使用済燃料の再処理単価を評価した。その結果、GTHTR300の廃棄物処理・処分単価を軽水炉と同等と仮定して燃料サイクルコストを評価すると約1.32円/kWh,再処理コストは約0.18円/kWhと評価でき、軽水炉と同等以上の経済性の見通しが得られた。

論文

高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)用高燃焼度燃料の成立性評価,その1

片西 昌司; 國富 一彦; 武井 正信; 中田 哲夫; 渡部 隆*; 泉谷 徹*

日本原子力学会和文論文誌, 1(4), p.373 - 383, 2002/12

原研では、HTTRの経験をもとに、独自の高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)の設計を行っている。GTHTR300の燃料に課される条件としては、HTTRに比べ出力密度が高いため冷却材への効率的な伝熱をはかること、最高140GWd/t程度の高燃焼度に耐えられること及び経済性を高めるため燃料コストを抑えることなどがある。これらの条件を満たすために、GTHTR300では、HTTRの燃料をさらに改良したものを使用する。この燃料について、高燃焼度における燃料健全性評価と、燃料製作コストを含む燃料サイクルにかかるコストの評価を行った。その結果、GTHTR300で予定している使用条件では、燃料は破損せず健全性を保つこと及びコストの観点でシステムの経済性の目標が達成できるとの見通しを得た。

報告書

第4回低減速スペクトル炉に関する研究会報告書; 2001年3月2日、東海研究所、東海村

中塚 亨; 石川 信行; 岩村 公道

JAERI-Conf 2001-013, 263 Pages, 2001/09

JAERI-Conf-2001-013.pdf:13.37MB

原研が革新的原子炉として研究を進めている低減速スペクトル炉について、最新の研究成果を報告するとともに、所内関連部門の研究者、及び大学、研究機関、電力会社、原子力メーカー等の所外研究者との情報交換を行い、研究の効率的推進に資することを目的として、「第4回低減速スペクトル炉に関する研究会」を平成13年3月2日に開催した。本報告書は、その研究会における発表及び討論の内容を取り纏めたものである。発表は以下の8件である。「低減速スペクトル炉研究の現状」「低減速スペクトル炉のコスト評価」「軽水炉MOX燃料再処理技術の現状」「MOX燃料軽水炉のミクロ炉物理学」「超臨界圧軽水冷却高速炉」「FBR実用化戦略調査研究フェーズ1について」「自立安全性を有する小型一体型PWRについて」「低減速スペクトル炉によるプルトニウム利用」。

報告書

水素エネルギー研究の現状と高温ガス炉水素製造システムの将来展望

宮本 喜晟; 小川 益郎; 秋野 詔夫; 椎名 保顕; 稲垣 嘉之; 清水 三郎; 小貫 薫; 石山 新太郎; 片西 昌司; 武田 哲明; et al.

JAERI-Review 2001-006, 147 Pages, 2001/03

JAERI-Review-2001-006.pdf:9.2MB

水素に関する研究の現状を把握し、原研が進めている核熱による水素製造研究開発の位置づけを明らかにするため、水素製造を中心にした研究の現状と今後の展望について検討した。水素の取り扱いに関する特性を明らかにするとともに、将来の水素製造に対する法整備が必要になること、また、原子炉施設との関係では水素の火災爆発に対し離隔距離の考え方が実務的であることを示した。水素製造法を総括し、核熱利用水素製造技術の課題を明らかにした。さらに、核熱水素製造の経済性を評価し、化石燃料燃焼方式より経済性のあることを明らかにした。このほか、我が国のエネルギー需要構造からみて、原子力による高効率発電と化石燃料の代替となるエネルギーの需要が多いことを示した。さらに、今後の水素利用の方法としては燃料電池自動車の燃料としての利用が有望で、燃料電池自動車の導入予測に対応して2020年から2030年では100MWtの高温ガス炉が最大30基程度必要となることがわかった。

報告書

OECD/NEA廃止措置協力に関する活動状況と参加プロジェクトの現状(受託研究)

バックエンド技術部

JAERI-Review 2000-013, 49 Pages, 2000/09

JAERI-Review-2000-013.pdf:3.26MB

原子力開発の初期に建設された施設を中心に世界各国で廃止措置プロジェクトが進められており、原子力施設の廃止措置は世界的な課題となっている。経済協力開発機構・原子力機関では将来の廃止措置に備えて、共通する問題点の協議、情報交換等を目的に「原子力施設廃止措置プロジェクトに関する科学技術情報交換協力計画協定」を1985年9月に締結し、協力が進められた。本協力は、現在12か国が参加しており、世界各国の廃止措置に関する情報を交換するうえで、非常に重要な役割を果たしつつある。参加プロジェクトは、原子力発電所、再処理施設、核燃料・放射性物質取扱施設、等があり、その規模も研究用原子力施設から商業用原子力施設(原子力発電所)まで多岐に及んでいる。また、これらの参加プロジェクトに関する情報交換とは別に、廃炉費用評価、廃棄物再利用、除染技術、等に関する作業部会が設けられ、より具体的に現状技術の評価が行われた。このうち、廃炉費用評価、廃棄物再処理に関する作業部会では、その目的を終了し報告書が公開されている。本報告書はこれらの協力における1999年10月までの活動について述べたものである。

報告書

HTGRへの$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{3}$$U供給を目的としたTh-ブランケットLMFBRの検討

吉田 弘幸; 太田 文夫*

JAERI-M 7763, 60 Pages, 1978/07

JAERI-M-7763.pdf:1.84MB

HTGR-LMFBRからなる共存エネルギー・システムの燃料自給性を満足させるLMFBRを見出すことを目的として、Puおよび$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{3}$$Uについて良好な増殖性能を有するTh-Blanket LMFBRについての検討を行った。本システムでのHTGRは0.85の転換比を仮定し、LMFBRには1000MWe級conventional two zoned core LMFBR、Axial-parfait heterogeneous core LMFBRを考慮した。本研究の結果、増殖性能(燃料自給性)に加えて、安全性(Na-ボイド係数)、経済性(燃料サイクルコスト)の点から見ても、Axial-parfait heterogeneous core LMFBRが上記共存システムに投入されるLMFBRとして適しているとの結論を得た。

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