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報告書

高温融体中への水ジェットの貫入と直接接触沸騰に関する研究

柴本 泰照

JAERI-Research 2005-016, 127 Pages, 2005/08

JAERI-Research-2005-016.pdf:4.54MB

高温の融体の表面に注がれる水の沸騰は、融体中に水が侵入することで伝熱面積が拡大することとあいまって、高効率の熱伝達を提供する。本研究は、融体中に水が強制注入される場合(冷却材注入モード)について、融体と水との間の力学的・熱的相互作用を支配する現象を解明し、将来の工業上の応用に資することを目的としている。同現象は冷却材注入モード以外の他の燃料-冷却材相互作用(FCI)の結果として生じることも指摘されており、FCI素過程の解明に資することも期待できる。本研究では、実験的なアプローチとして、高速度撮影中性子ラジオグラフィ並びに新たに開発したプローブを採用し、融体-水-蒸気混相流の可視化と計測を行った。このような手段によっても、実験的に得られる情報には依然として限界があるが、関連現象から得られる知見との比較を含め、実験データの詳細な分析を行った。その結果、本現象の特徴である高効率な熱伝達を安定に達成させる条件について、安定性を支配する因子を明らかにし、その成立条件を示すことに成功した。さらに、本現象のような流体自由表面の移動を伴う現象の解明に有用な、界面付近の速度場・圧力場を界面形状の時間変化から算出する方法を開発した。

論文

Reactivity effect measurement of neutron interaction between two slab cores containing 10% enriched uranyl nitrate solution without neutron isolater

外池 幸太郎; 三好 慶典; 大久保 清志

Journal of Nuclear Science and Technology, 40(4), p.238 - 245, 2003/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.75(Nuclear Science & Technology)

STACYにおいて、低濃縮($$^{235}$$U濃縮度10%)の硝酸ウラニル水溶液を内蔵する同形の2ユニットを用いて、中性子相互干渉の反応度効果を測定した。一つのユニットの厚さは350mm,幅は690mmであり、二つのユニットの間隔が0mmから1450mmまで可変である。溶液の条件はウラン濃度約290gU/L,遊離硝酸濃度約0.8規定,温度24$$sim$$27$$^{circ}$$C,溶液密度約1.4g/cm$$^{3}$$であった。反応度効果はユニット間隔に応じて495mmから763mmまで変化した臨界液位から評価した。また、立体角法、及び連続エネルギーモンテカルロコードMCNP-4Cと核データライブラリーJENDL3.2を用いた数値計算によっても反応度効果を評価した。本報告ではこれらの反応度評価結果を比較する。

論文

ITER materials R&D data bank

田中 茂; R.Matera*; G.Kalinin*; V.Barabash*; 毛利 憲介*

Journal of Nuclear Materials, 271-272, p.478 - 485, 1999/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.56(Materials Science, Multidisciplinary)

ITER真空容器内材器(ダイバータ、第一壁、ブランケット、真空容器等)構成材料に関係する工学R&Dで得られた膨大な実験生データを蓄積して、設計に有効利用するため、「ITER材料関連R&Dデータバンク」を構築した。ベリリウム、タングステン、炭素系材料、銅合金、ステンレス鋼等の単体材料の熱機械的特性(中性子照射効果含む)に加えて、これら材料間(Be/Cu,W/Cu,CFC/Cu,Cu/SS,Cu/Cu,SS/SS)の各種接合(ロウ付け、HIP、爆着、摩擦接合、プラズマスプレー等)の熱機械的特性(中性子照射効果含む)、さらにこれら接合法を用いて製作された水冷模擬試験体の高熱負荷繰返し疲労試験の結果を収録した。またプラズマ対向材料(Be,W,CFC)のプラズマ壁相互作用(スパッタリング及びディスラプション時熱負荷による損耗、水素同位体の吸蔵、放出)及び各種冷却管の限界熱流束に関する実験データも収録した。

報告書

Measurement and theoretical analysis of neutron-induced neutron-emission reactions of $$^{6}$$Li at 10 to 20MeV region

茨木 正信*; 馬場 護*; 松山 成男*; 千葉 敏; 戸ヶ崎 康*; 柴田 恵一; 岩本 修; A.J.Koning*; G.M.Hale*; M.B.Chadwick*

JAERI-Research 98-032, 28 Pages, 1998/06

JAERI-Research-98-032.pdf:1.31MB

入射中性子エネルギー11.5,14.1及び18.0MeVにおける$$^{6}$$Liからの中性子放出反応の二重微分断面積を測定した。このデータ及び他の測定により得られたデータを基に、$$^{6}$$Liの中性子全断面積と弾性散乱の角度分布を5MeVから数10MeVにわたるエネルギー領域で再現できる光学ポテンシャルを構築した。このポテンシャルは、DWBA理論による計算を通して、第一励起準位(励起エネルギー2.186MeV)への非弾性散乱の角度分布をも良く再現できることが分かった。次に、連続状態への遷移に伴う中性子スペクトルの解析を、終状態における相互作用模型をDWBA形式に拡張したモデルを用いて、中性子、重陽子と$$alpha$$粒子への3体崩壊において、重陽子と$$alpha$$粒子の相互作用が支配的であるという仮定の基に行った。この仮定及び模型は、Q-値範囲で-9MeVまでの低励起状態に対応する遷移の中性子スペクトル及び角度分布を良く記述できることが判明した。一方、入射中性子と$$^{6}$$Li内の$$alpha$$粒子の準弾性散乱に対応するQ-値領域では計算値とデータの一致は良好ではなく、準弾性散乱の寄与ができない可能性が示唆された。

論文

Plasma control experiments in JT-60U

芳野 隆治; JT-60チーム

Proc. of 36th IEEE Conf. on Decision and Control, 4, p.3709 - 3714, 1997/00

JT-60Uにて実証したプラズマ制御実験について示す。(1)定常・非定常状態における多変数非干渉制御によるプラズマ位置・形状の能動制御。(2)消滅速度の遅いプラズマ電流消滅における、能動的なプラズマ位置・形状制御によるプラズマと壁の相互作用の回避。(3)プラズマ電流消滅時に大半のプラズマ電流が高速の電子(逃走電子)で駆動される場合のプラズマ電流の低減とプラズマ位置・形状制御。(4)消滅速度の速いプラズマ電流消滅における、受動的に真空容器等に流れるトロイダル渦電流を用いたプラズマ位置制御(中立平衡点にプラズマの電流中心を設定すれば位置移動が発生しない。)(5)DD核融合反応で発生する中性子の発生率のフィードバック制御などの試み。

報告書

中性子相互干渉体系に関するJACSコードシステムのベンチマーク計算

野村 靖; 井上 寛*; 奥野 浩

JAERI-M 86-082, 50 Pages, 1986/06

JAERI-M-86-082.pdf:1.21MB

原研で開発したJACSコ-ドシステムの内、モンテカルロ法計算コ-ドKENO-IVと多群定数ライブラリ-MGCLの組み合わせにより、米国で公開された相互干渉体系の臨界実験デ-タを用いてベンチマ-ク計算を実施し、計算精度を検証したので結果を報告する。実験体系は全部で4種類、108ケ-スあり、燃料の種類、物質的・化学的性状、ユニットの形状寸法、ユニット間の距離、配列形状、反射条件等が多種多様に変化している。また、keff計算値は0.945~1.025までの範囲に分布する結果になった。この分布の広がりはKENO-IVの統計計算の誤差から予測されるものより2~3倍大きく、keff計算値にバイアスエラ-を生じている事が考えられる。このkeff計算値にバイアスエラ-を生ずる原因として、燃料中の中性子の減速度、反射条件及びユニット間の距離の変化が確かめられた。

論文

A Radiochemical study on the existence of dineutron

音在 清輝*; 関根 俊明; 荒川 隆一*; 畑 健太郎; 斎藤 直*; 馬場 宏

Z.Phys.,A, 311, p.303 - 309, 1983/00

ダイニュートロン$$^{2}$$n(2個の中性子が原子核的に結合した系)の存在の有無を放射化学的な手法によって研究した。$$^{9}$$Be(n,$$alpha$$)$$^{6}$$He$$^{ast}$$反応によって生じる$$^{6}$$Heの第一励起状態$$^{6}$$He$$^{ast}$$が2個の中性子を同時に放出して崩壊する時に$$^{2}$$nが生成することを期待し、原子炉の速中性子でBeを照射した。$$^{2}$$nの生成を確認するには、同時にAlを照射し、$$^{2}$$$$^{7}$$Al($$^{2}$$n,p)$$^{2}$$$$^{8}$$Mg反応によって生成する$$^{2}$$$$^{8}$$Mgを検出する、という方法を採用した。BeとAlとを離して照射した場合には検出された$$^{2}$$$$^{8}$$Mg放射能は副反応$$^{2}$$$$^{7}$$Al{(n,p)(n,$$gamma$$)+(n,$$gamma$$)(n,p)}$$^{2}$$$$^{8}$$Mg反応による放射能より強くなかったが、BeとAlの合金を照射した場合にはその数倍強かった。前者の実験からは$$^{2}$$nの生成は10$$^{7}$$回の中性子2個の同時放出につき1回以下という結論が得られた。一方、後者の実験において見出された$$^{2}$$$$^{8}$$Mgは必ずしも$$^{2}$$nによって誘起されたとは言えず、$$^{9}$$Be(n,$$alpha$$)$$^{6}$$He,$$^{2}$$$$^{7}$$Al($$^{6}$$He,$$alpha$$p)$$^{2}$$$$^{8}$$Mg反応によって生成した可能性が強く、$$^{2}$$nの存在は確認できなかった。

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