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論文

Cladding technique for development of Ag-In-Cd decoupler

勅使河原 誠; 原田 正英; 斎藤 滋; 菊地 賢司; 粉川 広行; 池田 裕二郎; 川合 將義*; 栗下 裕明*; 小無 健司*

Journal of Nuclear Materials, 343(1-3), p.154 - 162, 2005/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:58.23(Materials Science, Multidisciplinary)

大強度陽子加速器計画(J-PARC)では物質・生命科学施設として核破砕中性子源の建設が進められている。早い時間減衰を持ったパルス中性子ビームを得るため、非結合型及びポイゾン型減速材を用いる。これらの減速材はデカップラと呼ぶ熱中性子吸収材を用いる。炭化硼素(B4C)が多く用いられてきた。しかしながら、MWクラスの中性子源では(n,$$alpha$$)反応のHe生成を起因とするスウェリングのため使用が困難である。そこで、B4Cに似た特性を有するヘリウム生成を伴わない共鳴吸収型の材料としてAg-In-Cd系の合金に着目した。この合金をCdの焼損の観点からAg-Cd及びAg-In合金の2枚に分割する。熱除去及びコロージョンの観点から減速材の構造材であるアルミ合金(A6061-T6)と密着される必要がある。そのため、Ag-In, Ag-Cd合金とアルミ合金とに十分な接合を得ることを目的として、熱間等方加圧接合(HIP)を用いて接合試験を行った。温度: 803K、圧力: 100MPa、保持時間: 1時間で十分な接合が得られた。特に、Ag-In板をAg-Cd板で挟み、それをアルミ合金で被覆した条件がより良い接合となった。拡散層部には非常に硬い層が観測されたが、接合部の破断応力は設計応力の20MPaを越える値であった。

論文

Silver-indium-cadmium decoupler and liner

原田 正英; 斎藤 滋; 勅使河原 誠; 川合 將義*; 菊地 賢司; 渡辺 昇; 池田 裕二郎

Proceedings of ICANS-XVI, Volume 2, p.677 - 687, 2003/07

大強度中性子源のデカップラー材として、デカップリングエネルギー1eVを達成でき、(n,$$gamma$$)反応がベースのためヘリウムガス生成量が小さい、銀・インジウム・カドミウム合金(AIC)を提案した。Cd及びB$$_4$$Cデカップラーとさまざまな観点から比較した結果、有力であると判断し、デカップラー・ライナー材として、AICを採用した。現設計において、AICは、2.5mm厚のAg-35%wtCd及び0.5mm厚のAg-15%wtInとしている。デカップラー・ライナーは、構造材のAl合金にHIPにより接合され、Al合金を通して水冷される。最適なHIP条件を見つけるために、小試験片($$phi$$20$$times$$2mm)のAg-Cd及びAg-Inを幾つかの種類のAl合金カプセル($$phi$$22mm,底厚3mm,蓋厚1mm)封入して、試験を行った。その結果、最適HIP条件として、500$$^{circ}$$C, 100MPa, 保持時間60分が得られた。さらに、より現実的なサイズである大試験片(Ag-Cd: 200$$times$$200$$times$$2.5mm, Ag-In: 200$$times$$200$$times$$0.5mm, A5083 and A6061: 210$$times$$210$$times$$21mm)による試験を行っている。

報告書

Premoderator optimization of decoupled hydrogen moderator

原田 正英; 勅使河原 誠; 甲斐 哲也; 坂田 英明*; 渡辺 昇; 池田 裕二郎

JAERI-Research 2001-016, 32 Pages, 2001/03

JAERI-Research-2001-016.pdf:1.74MB

高性能な非結合型水素モデレータの設計のために、プリモデレータ、反射体材質の選択、ライナー長さの最適化に関する検討を行った。中性子工学計算には、NMTC/JAMコード及びMCNP-4Cコードを用いた。結果から、鉛反射体下では、デカップリングエネルギー、プレモデレータの形状及び厚さを調整することにより、ベリリウム反射体下でパルス特性を凌駕することが可能であることが示された。反射体材質の選択では、鉛反射体や水銀反射体では、プリモデレータの利用により、中性子強度が増加することやモデレータ内核発熱が軽減することが示された。また、軽水プリモデレータを使用すると、パルステールが小さくなるが、重水プリモデレータを使用するとピーク強度が大きくなることも示された。中性子工学の観点から、最小のライナー長さが得られた。

論文

Analysis of WITCH/LINER experiments on heat transfer between gas-agitated steel melt and vertical wall

丸山 結; 杉本 純

Journal of Nuclear Science and Technology, 36(10), p.914 - 922, 1999/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.36(Nuclear Science & Technology)

気体流入による攪拌を伴う溶融鋼と垂直壁との熱伝達特性を明らかにするため、WITCH/LINER実験の解析を実施した。溶融鋼の固化を考慮した一次元熱伝導数値解析により、気体攪拌を伴う流体を対象とした熱伝達相関式の評価を試みた。Konsetovの熱伝達相関式を改良し、解析に適用した。解析結果と実験との比較から、改良したKonsetovの熱伝達相関式を用いることにより、WITCH/LINER実験において観測された熱伝達特性を妥当な範囲で再現できること、及びこの熱伝達相関式が気体攪拌を伴う低プラントル数流体と垂直壁との熱伝達に適用され得ることが示唆された。

報告書

反応度事故模擬条件下における細径BWR燃料のふるまい

柳澤 和章; 藤城 俊夫; 堀木 欧一郎; D.Chen*; 竹内 毅吉*

JAERI-M 91-211, 93 Pages, 1992/01

JAERI-M-91-211.pdf:10.17MB

我が国の沸騰水型原子炉(BWR)で使用されている燃料棒は、現在Zrウイナー付の8$$times$$8BJ型(外径約12.3mm、加圧量約0.3MPa)が主流を占めている。これに対して、燃料棒の熱負荷をさらに低減し、高燃焼度時における性能のより一層の向上を目的とした、細径BWR燃料(外径約11.0mm)がヨーロッパ先進国を中心に幅広く使用されており、近い将来、我が国にも導入される可能性がある。本報は、この細径BWR燃料について、Zrライナーの有無及び燃料初期加圧量の大小を実験パラメータとした反応度事故(RIA)模擬実験を、原研NSRRを用いて遂行した結果について報告するものである。

報告書

1次元単一モード非線形自由電子レーザー(FEL)増幅コード; 使用マニュアル

岸本 泰明; 小田 久子*

JAERI-M 89-061, 59 Pages, 1989/05

JAERI-M-89-061.pdf:1.37MB

自由電子レーザーの基本設計に有用である、実空間1次元・単一モードの非線形FEL増幅コードが作製された。ウィグラー磁場はヘリカル形状で与えられ、電子ビームの安定伝搬のための縦磁場、ビームのエネルギー広がり、さらに、任意形状のTapered Wigglerが考慮されている。また粒子間の静電的な相互作用が取り入れられているため、コンプトン領域から、ビームの電流密度の大きなラマン領域の比較的広い動作領域に渡っての非線形過程まで含めた、FELの動作特性が解析できる。ここで開発されたFELコードは、約97%のベクトル化率を有しており、装置設計の最適化を行うためのパラメータスタディにも通している。

報告書

ジルコニウム・ライナ管における局所変形

永瀬 文久; 内田 正明

JAERI-M 88-058, 26 Pages, 1988/03

JAERI-M-88-058.pdf:1.71MB

ジルコニウムライナ管はPCIによる局所的な機械的応力を緩和する。この緩和の機構を調べ定量的な把握を行うために、ソッジングを模擬してジルコニウムライナ管とジルカロイー2管の内側から局所変形を加え、ジルコニウムライナのふるまいと効果を調べた。

報告書

その場コーティング時の粒子のまわり込みに関する実験的検討

阿部 哲也; 小原 建治郎; 横倉 賢治; 長谷川 浩一; 岡野 文範

JAERI-M 83-087, 16 Pages, 1983/06

JAERI-M-83-087.pdf:0.6MB

その場コーティング時の粒子のまわり込み機構を検討するため、JT-60ライナーおよびRFランチャー模型を使って、粒子のまわり込み実験を行なった。その結果、アルゴン圧8$$times$$10$$^{-}$$$$^{2}$$Paの条件下で同軸マグネトロンスパッタ方式で蒸発させたコーティング粒子は大部分、直進していることがわかった。長管を使用した場合の長手方向距離とまわり込み量との関係を実験式で表わせることを示した。

論文

Pyrolytic carbon coating within pores of graphite

小川 徹; 井川 勝市; 岩本 多實

Journal of Nuclear Materials, 80(1), p.184 - 186, 1979/00

 被引用回数:1

黒鉛開気孔を熱分解炭素でふさぐことによって、ガス不透過性、機械的性質等の改良をはかることができる。同法をHTGR燃料の黒鉛スリーブに応用することにより、燃料棒を密封型に近づけることができ、被覆粒子破損率の許容限を上げることが期待できる。また、トカマク型核融合炉のライナー用黒鉛の、水素プラズマに対する両立性を改善することも可能であると考えられる。実験では、窒素ガスをキャリアーとしてノルマルヘキサンを反応室内に送り込み、適当な温度・圧力を選ぶことにより、黒鉛小試料の開気孔内に熱分解炭素を被覆した。さらに、同様の条件下でアルミナ細管内に蒸着した熱分解炭素の金相観察・OPTAF測定から、気孔内蒸着物の性状を推定した。

論文

Stabilizing effect of a resistive liner on kink instabilities

田中 正俊; 津田 孝; 竹田 辰興

Nuclear Fusion, 13(1), p.119 - 120, 1973/01

 被引用回数:12

プラズマ柱のキンク不安定に対するライナの効果を検討した。ライナを表面電気伝導度をもつうすい層とみなして、分散式を導く。プラズマの電流分布は一様とした。安定条件はライナの存在によらないが、成長率は小さくなる。JFT-2など現在のトカマク装置では、ライナの安定化効果が大きいことが結論された。

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