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IFMIF国際チーム
JAERI-Review 2005-027, 416 Pages, 2005/08
JAERI-Review-2005-027.pdf:48.34MB
国際核融合材料照射施設(IFMIF)の技術会合及び設計チームの各グループリーダーによる技術統合会合が2005年5月17日
20日に、上野の計算科学技術推進センターで開催された。会合の主な目的は、(1)サブシステムの技術検討の現状報告,(2)ターゲット系とテストセル系とのインターフェイス事項の技術検討,(3)総合設計報告書に対する日欧でのピアレヴューの結果報告,(4)サブシステムの設計・実験活動の間の調整,(5)次期活動である工学実証・工学設計活動案の審議、及び、(6)それらのIFMIF執行小委員会への報告案作成である。本報告書は、ターゲット系技術会合,テストセル系技術会合,ターゲット系/テストセル系インターフェイス会合,加速器系技術会合、及び、技術統合会合の要約を取り纏めたものである。
IFMIF国際チーム
JAERI-Review 2004-008, 219 Pages, 2004/03
JAERI-Review-2004-008.pdf:35.23MB
国際核融合材料照射施設(IFMIF)の技術会合が2003年12月4日, 5日に、京都大学の芝蘭会館で開催された。技術会合の主な目的は、(i)総合設計報告書の最終内容,(ii)IFMIFのコスト及び組織,(iii)主要システムの技術検討の現状,移行期活動の現状,工学実証・工学設計期活動案の審議である。本報告書では、これらの技術会合の要約を取り纏めた。本技術会合のアジェンダ,参加者リスト,発表資料は、付録に掲載した。
石倉 修一*; 粉川 広行; 二川 正敏; 菊地 賢司; 羽賀 勝洋; 神永 雅紀; 日野 竜太郎
JAERI-Tech 2003-093, 55 Pages, 2004/01
JAERI-Tech-2003-093.pdf:5.41MB
中性子散乱施設用液体金属(水銀)ターゲットの開発における工学的課題を明らかにするために、3GeV/1MWのパルス状陽子ビームがクロスフロー型液体金属ターゲットに入射するときの定常熱応力と動的熱衝撃解析を行った。解析モデルは、実機構造を模擬した半円筒ウィンドウ型と平板ウィンドウ型の2種類の構造を対象とし、NMTC/JAMによる核破砕発熱計算結果をもとに、衝撃解析コードLS-DYNAを用いて解析した。その結果、動的熱衝撃により発生する応力は、最も厳しい環境にあるウィンドウ中心部で半円筒型よりも平板型の方が構造設計上有利であり、応力分類として2次応力的な性質を持つことがわかった。また、ターゲット主要部に発生する応力は曲げ応力,疲労強度ともにJISの基準を満足していることがわかった。ウィンドウ内面で水銀が負圧になりキャビテーションが発生し、ターゲット容器に損傷を与えることが実験により確認されたため、生成するピットとピット先端のき裂を対象に破壊力学的観点から評価した結果、ウィンドウ先端部では定常熱応力により圧縮応力場にあり、き裂は進展しないことがわかった。また、水銀ターゲットを設計するにあたり、今後必要となるキャビテーションの評価手法について整理した。
本村 士郎*; 寺奥 拓史*; 吉田 勝彦*; 高田 弘; 前川 藤夫; 春日井 好己; 日野 竜太郎; 渡辺 昇; 古坂 道弘
JAERI-Tech 2003-054, 62 Pages, 2003/06
JAERI-Tech-2003-054.pdf:9.53MB
大強度加速器計画(J-PARC)の中核施設である物質・生命科学実験施設では、核破砕反応により発生した大強度の中性子を物質・生命科学等の先端分野の研究に利用する。中性子源ステーションの中心部に設置するヘリウムベッセルは、多重防護のための一つのバウンダリを形成する容器であるため、地震等に対し構造健全性を確保することが重要である。また、ヘリウムベッセルは中性子ビームラインの原点並びに方位を規定する構造体であるため、中性子ビームポートの位置・姿勢精度を確保することが重要である。ヘリウムベッセルに収納するターゲット,モデレータ,リフレクタ、並びにヘリウムベッセルに組付ける機器である陽子ビーム窓は放射線損傷を受けるため一定期間運転後にリモートハンドリングによる交換が必要となる。したがって、これら機器の遠隔操作による交換が容易かつ確実に実施しできるように支持構造,位置決め構造及びシール構造を与えることが重要である。本報告書は、このようなヘリウムベッセルについて、設計方針・設計条件の策定を行うとともに強度及び温度解析評価を行い、基本構造仕様を得た結果をまとめたものである。
吉田 勝彦*; 前川 藤夫; 高田 弘
JAERI-Tech 2003-019, 52 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-019.pdf:2.89MB
原研-KEKの大強度陽子加速器計画(J-PARC)の物質・生命科学実験施設の主要施設として、3GeV-1MWの陽子ビーム駆動による核破砕中性子源の建設が計画されている。本報告書は、モンテカルロ計算による遮蔽性能の評価によって全体寸法が決定された中性子源の生体遮蔽体について、コスト及び取扱いの点で最適な分割方法ならびに、強度面からの設計検討を行った結果についてまとめたものである。強度検討に関しては、異常時荷重として震度5.5(250Gal)程度の地震が発生した場合について、遮蔽体が転倒あるいは、横ズレ等しないかどうかについて検討を行った。長い支持スパンで両端支持される天井遮蔽体に関しては、中央部の最大曲げ応力,最大撓み量に関する検討を行った。
IFMIF国際チーム
JAERI-Tech 2003-005, 559 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-005.pdf:48.89MB
国際核融合材料照射施設(IFMIF)活動は1995年からIEA協力で国際的に実施されている。IFMIFは加速器を用いた重陽子-リチウム(Li)中性子源であり、核融合の候補材料の試験のため、強力な中性子場(2MW/m
,鉄に対して20dpa/年)を発生する。IFMIFの重要要素の技術リスク低減のため、3年間の要素技術確証フェーズ(KEP)が2000年に開始された。KEPでは、電流250mAでエネルギー40MeVの高出力重陽子(D+)加速器、体積9m
の液体Liを循環するLiループ,温度制御された照射試験施設,照射後試験(PIE)施設及びその他の施設を運転するのに必要なIFMIF建屋及びユーティリティのシステム設計も実施されている。本タスク報告書では、3年間に実施した加速器,ターゲット,テストセル,設計統合のKEPタスク結果について記載した。
山内 通則*; 西谷 健夫; 落合 謙太郎; 森本 裕一*; 堀 順一; 海老澤 克之*; 河西 敏
JAERI-Tech 2002-032, 41 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-032.pdf:2.62MB
ITER(ITER-FEAT)真空容器内の中性子モニターの開発を目的として、12mgの二酸化ウランを用いたマイクロフィッションチェンバーとウランのないダミーチェンバーを製作し、性能試験を行った。基本性能として、MIケーブルを取り付けたダミーチェンバーの真空リーク率、チェンバー内の導体と外側容器の絶縁性能、50Gまでの加速度に対する耐性はいずれも設計要求条件を満たした。
線に対する感度試験は日本原子力研究所高崎研究所の
Coガンマ線照射装置によって行った。それによれば、ITER-FEATブランケット背後の環境で、線に対する感度は中性子に対する感度の0.1%以下と評価できた。また14MeV中性子に対する検出器の応答は東海研究所の核融合中性子源(FNS)によって試験した。その結果、20
(室温)から250までの範囲で計数率と中性子束の良好な直線性が確認できた。遮蔽体がある場合の検出器応答は遮蔽ブランケットの模擬体を用いて試験を行い、MCNP計算の結果と良く一致したデータが得られた。それによると中性子の減速により検出器の感度は上昇するが、遮蔽体の変動による感度の変化は小さい。結論として、本マイクロフィッションチェンバーはITER-FEATの中性子モニターとして充分な性能を有することがわかった。
IFMIF国際チーム
JAERI-Tech 2002-022, 97 Pages, 2002/03
JAERI-Tech-2002-022.pdf:9.17MB
国際核融合材料照射施設(IFMIF)活動は1995年からIEA協力で国際的に実施されている。IFMIFは加速器を用いた重陽子-リチウム(Li)中性子源であり、核融合の候補材料の試験のため、強力な中性子場(2MW/m、鉄に対して20dpa/年)を発生する。IFMIFの重要要素の技術リスク低減のため、3年間の要素技術確証フェーズ(KEP)が2000年に開始された。KEPでは、電流250mAでエネルギー40MeVの高出力重陽子(D+)加速器,体積9mの液体Liを循環するLiループ,温度制御された照射試験施設,照射後試験(PIE)施設及びその他の施設を運転するのに必要なIFMIF建屋及びユーティリティのシステム設計も実施されている。本中間報告書では加速器,ターゲット,テストセル,設計統合について記載した。KEP活動は2002年12月まで継続され、その成果がIFMIF-KEPの最終報告書としてまとめられる予定である。
G.D.Spriggs*; R.D.Busch*; 桜井 健; 岡嶋 成晃
Annals of Nuclear Energy, 26(3), p.237 - 264, 1999/00
被引用回数：16 パーセンタイル：72.89(Nuclear Science & Technology)原子炉内に任意に分布した中性子源の強度を、等価な基本モード中性子源強度へ換算する係数g
を導出した。この係数の有効性を、FCA-XIX-1炉心において実証した。
大井 元貴; 勅使河原 誠; 原田 正英; 高田 弘
no journal, ,
大強度陽子加速器施設(J-PARC)の核破砕中性子源では、3GeV陽子ビームを水銀ターゲットに入射して発生させた中性子を液体水素減速材で減速し、実験装置にパルス状の中性子ビームとして供給している。反射体と減速材の設計寿命は30,000MWh(1MWで6年)であり、現在予備機の製作を進めている。使用中の1号機では、Ag-In-Cd合金デカップラーを使用しているが、残留放射能の低減のために予備機ではAu-In-Cd合金デカップラーを採用した。Au-In-Cd合金は反射体・減速材予備機のために独自に開発したものであり、合金の製造・加工方法、アルミ合金A5083とのHIP接合に関するR&Dを行っている。反射体には合金を3mm及び2mmの平板に加工し、減速材容器には減速材形状に合わせた湾曲形状への加工をそれぞれ鋳造によって行った。HIP接合においては、温度, 時間, 表面状態等をパラメータとして接合試験によって最適な条件を決定し、実機製造に反映した。反射体予備機は平成27年度末に納入され、現在はAu-In-Cd合金を内蔵した非結合型減速材およびポイズン型減速材の製作を進めている。
