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毛利 哲也; 大木 繁夫
Nuclear Technology, 20 Pages, 2025/00
被引用回数：0先行研究においてわれわれは、高速炉燃料サイクルが実用化され長期間使用された後の遠い将来におけるフェーズアウトの段階において、燃料サイクル内に存在するPuやMA(TRU)を多重リサイクルにより低減できる高速炉燃焼炉心の概念を構築した。多重リサイクルによりTRUは高次化し、反応度係数、特にドップラ係数及びナトリウムボイド反応度を悪化させることで炉心設計の成立性に影響を与えた。本研究は燃焼炉心概念が有するドップラ係数及びナトリウムボイド反応度の特性を研究した。TRUの高次化によるドップラ係数及びナトリウムボイド反応度の悪化は、高次化が引き起こす中性子スペクトルの硬化や中性子インポータンスのエネルギー勾配の急峻化といった間接効果により生じている。これへの対策として燃焼炉心概念に採用された炭化ケイ素(SiC)構造材料の被覆管及びラッパ管への使用は、C-12による中性子スペクトルの軟化効果により、TRU高次化とは逆の間接効果をもたらすことにより反応度係数を改善している。加えて構造材料としての密度が金属構造材よりも低いことによる中性子漏洩効果もナトリウムボイド反応度の改善に寄与していることを確認した。一方でSiC構造材の使用により、計算手法起因の不確かさの増加が確認されたが、この増加は容易に解消可能であり、実質的に無視できる。さらに、ブランケット燃料を有しない燃焼炉心のドップラ係数は、炉心外部からの減速された中性子の反射効果により増加していることを発見した。この特性は、TRU高次化による反応度係数悪化への新たな対策になりえる。本研究で明らかにした反応度係数についての特性は、今後のTRU燃焼炉心の詳細設計や設計改良に貴重な知見を与えるものである。
畠山 望*; 三浦 隆治*; 宮本 直人*; 宮本 明*; 荒 邦章; 下山 一仁; 加藤 篤志; 山本 智彦
Journal of Computer Chemistry, Japan, 21(2), p.61 - 62, 2022/00
Na冷却高速炉の冷却系において、蒸気発生器伝熱管破損に伴う水リーク発生時のNa水反応で生成される水素、ならびに通常運転時に伝熱管から透過する水素の存在形態に着目して、理論計算により水素挙動を推定した。
山本 智彦; 松原 慎一郎*; 原田 英典*; Saunier, P.*; Martin, L.*; Gentet, D.*; Dirat, J.-F.*; Collignon, C.*
Nuclear Engineering and Design, 383, p.111406_1 - 111406_14, 2021/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)2014年から実施している日仏ASTRID協力の一環として、日仏で炉心耐震評価を実施している。本研究では、日仏双方のシミュレーションツールを使用してASTRID炉心を対象とした地震時における炉心構成要素の水平挙動を評価した。評価の結果、日仏双方の結果がよく一致することを確認した。
山本 智彦; 松原 慎一郎*; 原田 英典*; Saunier, P.*; Martin, L.*; Gentet, D.*; Dirat, J.-F.*; Collignon, C.*
Proceedings of 2019 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2019) (Internet), 8 Pages, 2019/05
2014年から実施している日仏ASTRID協力の一環として、日仏で炉心耐震評価を実施している。本研究では、日仏双方のシミュレーションツールを使用してASTRID炉心を対象とした地震時における炉心構成要素の水平挙動を評価した。評価の結果、日仏双方の結果がよく一致することを確認した。
山野 秀将; Xu, Y.*; 佐郷 ひろみ*; 廣田 和生*; 馬場 丈雄*
Proceedings of 2016 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2016) (CD-ROM), p.1029 - 1038, 2016/04
本研究は、先進ループ型ナトリウム冷却高速炉実証施設設計において、配管の健全性を確認するため、流力振動評価を実施した。主冷却系ホットレグ配管設計及び流力振動評価設計指針について述べた後、本論文では主として流力振動評価及び健全性評価について記述する。流力振動の疲労評価では、応力集中係数等を考慮した配管の応力は代表部位において設計疲労限を下回った。したがって、本評価により、実証施設の主冷却系ホットレグ配管の健全性が確認された。
大塚 智史; 丹野 敬嗣; 岡 弘; 矢野 康英; 上羽 智之; 皆藤 威二; 古川 智弘; 加藤 章一
no journal, ,
高速炉長寿命燃料用ODS鋼被覆管の想定使用温度は最高約700
Cと高温であり、このような高温環境では冷却材の液体Na中の鋼材構成元素の溶解度が高まる結果、溶質元素の質量移行(溶出、沈着、拡散侵入)が生じることが報告されている。質量移行事象の駆動力は、被覆管と液体Na中の元素の化学ポテンシャル差と考えられるが、化学ポテンシャル差は温度だけでなくNa中不純物濃度など複数の因子に依存するため、実験データを適切に評価し、実機での事象を予測するためには、試験温度と試験時間以外の因子の影響も考慮する必要がある。本研究では被覆管の主要構成元素であるCrに着目し、Crの溶出事象のモデル化と数値計算を実施した。
杉本 太郎*; 齋藤 慎平*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 内堀 昭寛; 高田 孝; 大島 宏之
no journal, ,
Na冷却高速炉の蒸気発生器内伝熱管破損時Na-水反応現象に対する数値解析コードの妥当性評価に資するため、水中に高圧空気が噴出した際に噴流の気液界面から液滴がエントレインされる様子を可視化し、その挙動について調べた。本実験により、エントレインされた液滴の速度を算出し、その分布傾向を明らかとした。
畠山 望*; 三浦 隆治*; 鈴木 愛*; 宮本 直人*; 宮本 明*; 荒 邦章; 下山 一仁; 加藤 篤志; 山本 智彦
no journal, ,
Na冷却高速炉の冷却系において、蒸気発生器伝熱管破損に伴う水リーク発生時のNa水反応で生成される水素、ならびに通常運転時に伝熱管から透過する水素の存在形態に着目して、理論計算により水素挙動を推定した。
河口 宗道*; 甲斐 康太郎*; 澤 和弘*; 佐藤 理花; 清野 裕
no journal, ,
ナトリウム中における放射性物質(主にセシウム関係)のトラップ効果を解明するために、安定的なエアロゾルの発生・供給技術の確立に向けた研究を行っている。本発表では、主に湿式分散法の調査・検討結果を報告する。
Xu, Y.*; 佐郷 ひろみ*; 廣田 和生*; 馬場 丈雄*; 山野 秀将
no journal, ,
大口径配管の流力振動に関する研究開発成果を反映した「ナトリウム冷却高速炉1次系ホットレグ配管流力振動評価指針(案)」を用いて管内流れの乱れに起因したランダム振動による配管の構造健全性評価を行い、高速炉実証施設の1次系ホットレグ配管の健全性の見通しを得た。
甲斐 康太郎*; 河口 宗道*; 澤 和弘*; 佐藤 理花; 清野 裕
no journal, ,
湿式分散法は、試験粒子を分散させた溶液を、液滴として気中に分散し、乾燥させることで試験エアロゾル粒子を得る方法である。本研究では、粒子として酸化チタン(直径約1ミクロン)、溶媒として水を使用し、湿式分散法に関する機能確認を行った。
河口 宗道; 宮原 信哉; 宇埜 正美*
no journal, ,
Na-コンクリート反応の化学反応特性を評価するため、COMSOL Multiphysicsに熱力学データベースや最新の化学反応速度を適用してモデル開発を行った。本モデルを用いた数値計算により、各温度におけるNa-コンクリートの化学反応過程をシミュレーションできることを確認した。
河口 宗道; 宮原 信哉; 宇埜 正美*
no journal, ,
Na-コンクリート反応(SCR)はコンクリート侵食を伴いながら水素が発生するために、高速炉のシビアアクシデント評価の上で重要となる。本研究は、反応生成物の存在下における反応界面への反応物の移行・供給挙動に着目した実験を行い、主に自己終息挙動について調査・考察した。
藤村 幸治*; 白倉 翔太*; 大木 繁夫; 竹田 敏一*
no journal, ,
核変換量と安全性に係わる反応度係数の調和を考慮したMA核変換炉心概念を開発している。本報告では、本研究でMA核変換炉心の代表炉心として選定した、ナトリウムプレナム付き軸方向非均質炉心構成を有するMA均質装荷炉心の概要を述べる。また、ナトリウムプレナム領域で発生するナトリウムの沸騰に伴う反応度フィードバックを考慮できるプラント動特性解析プログラムを用いたULOF解析結果から、本MA均質装荷炉心概念の利点を示す。
山本 智彦; 渡壁 智祥; 宮川 高行*; 深沢 剛司*; 岡村 茂樹*; 藤田 聡*
no journal, ,
Na冷却高速炉で採用を検討している「3次元免震装置」の概念・仕様を提示するとともに、各種実施してきた試験・解析についてまとめ、3次元免震装置の設計成立性の見通しと実用上十分な地震応答低減効果が確保できることを示す。
山本 智彦; 松原 慎一郎*; 岩崎 晃久*; 川村 一輝*; 原田 英典*
no journal, ,
高速炉炉心は、下部支持板に自立した数百の炉心構成要素で構成されているが、熱伸び等の影響を回避するため、鉛直方向変位を拘束するための支持を持っていない。これまで地震時の高速炉炉心の3次元的な挙動を把握するために、模擬燃料集合体と振動台を使用した試験と、3次元炉心群振動解析コード(REVIAN-3D)による検証解析を行ってきた。本報では、これまで実施してきた振動試験結果とその検証解析結果を整理したうえで、今後の開発課題や設計への反映について述べる。
小島 早織*; 内堀 昭寛; 高田 孝; 大野 修司; 福田 武司*; 山口 彰*
no journal, ,
Na冷却高速炉蒸気発生器伝熱管のセルフウェステージ現象に対して多次元ナトリウム-水反応解析コードSERAPHIMを用いた解析評価を進めている。従来の解析評価では、反応温度の保守的評価の観点で伝熱管外表面は断熱を仮定しているが、セルフウェステージ進展の評価では伝熱管構造部の温度評価も重要となる。そこで本研究では、流体-構造間の熱移行影響評価を行うことを目的とし、流体-構造熱的連成モデルを構築し、SERAPHIMコードへ導入した。熱的連成あり/なしの解析をそれぞれ実施し、熱的連成モデルを考慮した場合の解析結果(温度場)に及ぼす影響を把握した。
河口 宗道; 宮原 信哉; 宇埜 正美*
no journal, ,
Na冷却高速炉のNa-コンクリート反応(SCR)に係る実験を行い、反応生成物の堆積効果により同反応が次第に停止する現象を明らかにした。また、実験後に採取した反応生成物の諸物性(密度, 比熱, 融点等)を測定した。
