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論文

Analytical study on removal mechanisms of cesium aerosol from a noble gas bubble rising through liquid sodium pool

宮原 信哉*; 河口 宗道; 清野 裕

Proceedings of 2020 International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 2020) (Internet), 6 Pages, 2020/08

ナトリウム冷却高速炉の燃料ピン破損事故では、核分裂生成物であるセシウムがヨウ化物,酸化物の形態として希ガスのキセノンやクリプトンと共に放出される。本研究では、エアロゾル吸着とともに気泡の膨張と変形を計算するプログラムにより、慣性沈着,沈降,拡散によるセシウムエアロゾルの除去挙動を解析した。解析では、初期気泡径、ナトリウムプールの深さと温度、エアロゾル粒子径と密度、気泡内の初期エアロゾル濃度をパラメーターとして解析した。初期の気泡径が慣性沈着による除染係数(DF)に最も感度の高いパラメーターであると結論付けた。ナトリウムプールの深さ、エアロゾルの粒子径および密度もセシウムエアロゾルのDFに重要な影響を与えるが、ナトリウム温度はDFにわずかな影響しか与えないことも分かった。この解析結果を検証するために、ナトリウムプールを上昇する希ガス気泡からのセシウムエアロゾル吸着挙動を調べる実験を計画している。

論文

Degassing behavior of noble gases from groundwater during groundwater sampling

中田 弘太郎*; 長谷川 琢磨*; Solomon, D. K.*; 宮川 和也; 富岡 祐一*; 太田 朋子*; 松本 拓也*; 濱 克宏; 岩月 輝希; 小野 昌彦*; et al.

Applied Geochemistry, 104, p.60 - 70, 2019/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Geochemistry & Geophysics)

地下水に溶存している希ガス(He, Ne, Ar, Kr, Xe)は、地下水の起源や滞留時間、涵養温度などの推定に使われる。地下水に溶存しているガスを全て定量することが望ましいが、一方で、地下水の採取に伴う溶存ガスの脱ガスを避けることは難しい。本研究は、地下水の採取に伴う溶存希ガスの脱ガス挙動について調べ、その補正方法を提案するものである。地下施設及び深層ボーリングから地下水試料を採取し、原位置の圧力を維持した状態で採取した試料と、圧力を低下させて脱ガスさせた試料との比較を行った。その結果、溶存ガス圧が低い試料(約4.6気圧以下)については、大気圧下で脱ガスさせた場合、気液平衡が成り立つことが分かった。一方で、溶存ガス圧が高い試料(約32気圧)については、気液平衡が成り立たないことが分かった。気液平衡が成り立つ試料については、脱ガスの影響を補正することが可能であるが、気液平衡が成り立たない試料については、補正が困難であり、さらなる検討が必要である。

論文

Study on safety evaluation for nuclear fuel cycle facility under accident conditions

阿部 仁; 田代 信介; 森田 泰治

JAERI-Conf 2005-007, p.199 - 204, 2005/08

核燃料サイクル施設の総合的な安全性を評価するためには、放射性物質の放出挙動評価のためのソースタームデータが必要である。本報ではおもにTRACYで取得してきた溶液燃料臨界事故時に対するソースタームデータについて報告する。過渡臨界後約4.5時間の時点におけるヨウ素の放出割合は、過渡臨界直後に調整トランジェント棒を溶液燃料に再挿入した場合で約0.2%、調整トランジェント棒を挿入せず臨界状態を継続させた場合で約0.9%であった。また、逆炉周期が約100(1/s)の場合で、Xe-141の放出割合は90%以上であった。さらに、現在計画中の火災事故に対する研究計画についても言及する。

論文

Study of plasma termination using high-Z noble gas puffing in the JT-60U tokamak

Bakhtiari, M.; 玉井 広史; 河野 康則; Kramer, G. J.*; 諫山 明彦; 仲野 友英; 神谷 健作; 芳野 隆治; 三浦 幸俊; 草間 義紀; et al.

Nuclear Fusion, 45(5), p.318 - 325, 2005/05

 被引用回数:40 パーセンタイル:20.36(Physics, Fluids & Plasmas)

これまで、われわれは、大量の水素ガスと小量のアルゴンガスを組合せて注入することにより、ディスラプション緩和のためにトカマク放電を急速にまた逃走電子の発生を回避しつつ停止することが可能であることを示している。今回は、アルゴンに加えて他のガス種を用いた同様の実験を実施した。具体的には、アルゴンガス,クリプトンガス,キセノンガスのそれぞれについて水素ガス注入の有る無しのケースをディスラプション緩和効果の観点から比較した。その結果、どのガス種についても、水素ガスと合わせて注入した場合には、水素ガス無しの場合と比べて逃走電子の発生が少なくまた放電停止がより早くなることを観測した。また、中でもクリプトンガス注入が(水素ガスの有る無しにかかわらず)、ダイバータ板への熱負荷低減や逃走電子の発生回避に最も効果的であったことから、放電停止のために用いるガス種の良い候補としてクリプトンが考えられることを見いだした。

報告書

高温工学試験研究炉運転中の燃料破損率推定法の開発

沢 和弘; 吉牟田 秀治*; 飛田 勉*; 佐藤 政四

JAERI-Research 97-036, 23 Pages, 1997/05

JAERI-Research-97-036.pdf:0.72MB

短半減期希ガスは主に被覆層が破損した燃料粒子から放出されるため、1次冷却材中の希ガス濃度は燃料粒子の被覆層破損率を反映する。希ガス濃度から運転中の燃料挙動を推定する方法を検討した。HTTRの1次冷却材中の放射能濃度を測定し、燃料からの希ガス放出率(R/B)値を求め全炉心又は高温プレナム領域毎の破損率を評価するモデルを開発した。最近の製造実績によると貫通破損率は極めて小さくなっているため、運転中の破損率を精度良く推定するためには、バックグラウンドとなる燃料コンパクトの汚染ウランからの放出率をできるだけ正確に評価する必要がある。本報ではHTTRの冷却系に設置される放射能測定装置を用いて運転中の燃料破損率を推定する方法を示すとともに、汚染ウラン及び破損粒子を含む燃料コンパクトからの希ガス放出モデルについて述べる。

報告書

高温高圧ガスループ中のヨウ素沈着分布

松本 実喜夫; 遠藤 泰一; 伊藤 治彦; 板橋 行夫; 猿田 徹; 横内 猪一郎; 安藤 弘栄

JAERI-M 92-212, 62 Pages, 1993/01

JAERI-M-92-212.pdf:2.09MB

高温ガス冷却炉(HTGRs)の設計及び安全解析において、燃料から放出する核分裂生成物(FP)の1次冷却系への沈着・離脱挙動を把握することは重要である。JMTRでは、高温工学試験研究炉(HTTR)用燃料照射研究に用いている高温ガス冷却ループ照射装置(OGL-1)の1次冷却系に沈着するFP分布測定を原子炉運転中及び停止後にわたって行ってきた。その結果、ヨウ素の沈着が温度上昇に対して指数関数的に減少すること、表面が冷却されている2基の再生熱交換器に系内全ヨウ素の60%が沈着することを明らかにした。また、燃料照射温度が1500$$^{circ}$$Cの場合、ヨウ素放出率は1300$$^{circ}$$Cの約100倍になることを確認した。更に、本報では、原子炉運転中と停止後によるFP沈着・離脱に係る系内ヨウ素分布の変化について報告する。

論文

Verification of fission product release model from High Temperature Engineering Test Reactor fuel

沢 和弘; 塩沢 周策; 福田 幸朔; 市橋 芳徳

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(9), p.842 - 850, 1992/09

高温工学試験研究炉(HTTR)の燃料体は、燃料棒と六角柱状の黒鉛ブロックから構成される。燃料棒は、被覆燃料粒子と黒鉛粉末からなる燃料コンパクト及び黒鉛スリーブで構成される。燃料は、低濃縮二酸化ウランの燃料核を、内側から低密度熱分解炭素(PyC),高密度PyC層、炭化ケイ素層、高密度PyC層で被覆した被覆燃料粒子である。HTTR燃料体から放出される核分裂生成物の量を評価するために、解析モデルを開発した。希ガス及びヨウ素の放出割合は、破損燃料粒子照射試験で得られた$$^{88}$$Krの放出データを基に計算する。金属性核分裂生成物の燃料核、被覆層、燃料コンパクト、黒鉛スリーブ中の移行は、拡散過程としてモデル化している。これらの解析モデルの妥当性を示すために、炉内試験において測定された放出割合と計算値の比較を行った。その結果、これらのモデルはHTTR燃料に十分適用できることが分かった。

論文

Release of short-lived noble gases from HTGR fuel with failed coated fuel particles and contaminated matrix

小川 徹; 小林 紀昭; 飛田 勉; 福田 幸朔; 斎藤 隆; 横内 猪一郎; 小畑 雅博

Nucl. Eng. Des., 132, p.31 - 37, 1991/00

 被引用回数:10 パーセンタイル:26.88(Nuclear Science & Technology)

高温ガス炉の燃料要素は破損粒子や黒鉛マトリックス汚染に起因するある割合の露出ウランを含んでいる。これらの露出ウランからの短半減期希ガスの放出を測定し、過去の照射試験からのデータベースと比較した。

論文

緊急時用スタックガスモニタの開発

南 賢太郎; 吉田 芳和

日本原子力学会誌, 29(7), p.656 - 663, 1987/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

原子炉事故の場合、高濃度の混合放射性希ガスの測定を行うための排気筒ガスモニタは環境での照射線量率に直接比例する指示値を与えることが望ましい。新しい方式の排気筒ガスモニタは放出源側で限定された空間にエネルギ特性の平坦な検出器とエネルギ特性を有する検出器を設置し、ここへ放射性希ガスを流し環境における照射線量率を容易に評価できるようにしたものである。エネルギ特性の平坦な検出器はAr高圧封入電離箱で製作し、エネルギ特性を有する検出器はXe高圧封入電離箱で製作した。これらの検出器の信号を用いて放出混合放射性希ガスの4$$pi$$照射線量率と$$gamma$$線平均エネルギを測定することにより環境における照射線量率を直接的に表現できる排気筒ガスモニタを作ることができる。この新しい方式は緊急時用排気筒ガスモニタに最も適している。

報告書

貫通破損粒子を含む燃料コンパクトからの短半減期希ガス・ヨウ素の放出率

小川 徹; 福田 幸朔; 小林 紀昭; 菊池 輝男; 飛田 勉; 鹿志村 悟; 菊地 啓修; 山本 克宗

JAERI-M 86-146, 21 Pages, 1986/10

JAERI-M-86-146.pdf:0.74MB

スィ-プガス照射燃料コンパクトについて、短年減期希ガス・ヨウ素の放出率(R/B)デ-タを整理した。代表核種として$$^{8}$$$$^{8}$$Krを選び、R/Bを貫通破損割合(製造時露出ウラン率、照射後酸浸出率)および温度の関数として求める経験式を提出した。その他の希ガス拡種のR/Bについては、$$^{8}$$$$^{8}$$KrのR/Bに対する比として求める方法を採った。また、ヨウ素のR/Bを予測する方法を提出した。これらの方法に従って、OGL-1燃料体(5次,6次)のR/Bを予測した結果、実測値との良い一致が得られた。

報告書

原子炉停止時における炉内核種組成の変化(SPEEDIのソースタームの情報の観点から)

甲斐 倫明; 森内 茂; 大久保 收二

JAERI-M 85-012, 42 Pages, 1985/02

JAERI-M-85-012.pdf:1.43MB

SPEEDIのソースターム計算に用いる希ガスまたはヨウ素の核種組成は線量評価上有用な情報である。原子炉事故は一般に事故に至る直前において炉出力の変化を伴うことが多い。希ガスおよびヨウ素の核種の中には半減期が数日以下の短いものが多く、これらの核種の炉内インベントリーは原子炉停止前の運転履歴に強く依存する。したがって、定格運転から原子炉停止に至ると仮定した場合の核種組成率は、原子炉停止前の運転履歴によって核種の半減期の比較的長いものでは過小評価となる。この程度は、炉出力低下率およびその期間、または原子炉停止からの時間によって幾分異なる。本報告では、線量評価の観点から希ガスの体外被曝とヨウ素の甲状腺被曝に原子炉停止前の運転履歴が及ぼす影響について述べた。

報告書

緊急時モニタリングにおける予測被曝線量評価法

南 賢太郎; 沼宮内 弼雄; 国分 守信; 吉田 芳和

JAERI-M 8966, 50 Pages, 1980/07

JAERI-M-8966.pdf:4.17MB

本報告は事故時における影響範囲の推定方法及び予測被爆線量評価を新しいモニタリング技術との関連でのべるものである。

論文

The Contribution of the double collision occurring in an atom to the yield of the ionization and excitations of noble gases irradiated by 100keV electrons

岡崎 清*; 佐藤 伸*; 大野 新一

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 48(5), p.1411 - 1416, 1975/05

 被引用回数:11

Gryzinskiの二重イオン化に対する取り扱いを利用して、100keVの電子照射で希ガス中に生ずるイオン化と励起に対する二重衝突過程の寄与を計算した。ヘリウム以外で、二重衝突は電子全体の収量の5~15%を説明する。最終的に計算で得たG値はHe、Ne、Ar、Kr、Xeの順に示すとつぎのようになった。電子のG値、2.28,2.53、3.09、3.41、3.67。励起一重項状態のG値、0.84、1.37、1.78、1.54、1.41、三重項状態のG値、0.17、0.07、0.13、0.23、0.39。

口頭

SAUNA system upgrade for certification of the Takasaki IMS station

冨田 豊; 熊田 政弘; 若林 修二; 木島 佑一; 山本 洋一; 小田 哲三

no journal, , 

A SAUNA system was installed for monitoring of radioxenon at the Takasaki IMS station (JPX38) in Japan in December, 2006. The test operation had been performed from 2007 to 2014, and valuable monitoring data and operation and maintenance experiences were obtained. Though the CTBTO planned to start system upgrade of the JPX38 for certification in April, 2013, the upgrade plan was postponed since JPX38 detected radioxenon isotopes early in April, 2013, which were derived from the third nuclear test announced by North Korea. To prevent missing data during the period of upgrade, the TXL was installed near JPX38 as an alternative measurement system and started to operate in January, 2014. The JPX38 upgrade was carried out from January to April, 2014 to replace some parts with new ones and to implement some new functions. Stability and reliability of the JPX38 are definitely increased by these improvements. JPX38 obtained the certification on December 19, 2014.

口頭

High precision noble gas isotope measurement by NGX multi-collector noble gas mass spectrometer

田村 肇; 國分 陽子; 梅田 浩司

no journal, , 

原子力機構は、地質環境長期安定性評価確証技術開発の一環として、ヘリウムの蓄積年代およびネオン同位体組成の測定のために、東濃地科学センターにIsotopX製NGX希ガス質量分析計を導入した。Morikawa (2004)では、瑞浪層群・瀬戸層群、土岐花崗岩中の地下水について、岩石中の$${}^{21}Ne/{}^{4}He$$生成比から、原子核反応由来の$${}^{21}Ne/{}^{22}Ne$$の変動は0.5%と見積もっており、この差を識別できる性能が必要である。NGX-004はネオン同位体の同時分析が行えるように、1m/zずつ離したファラデーカップ2基および二次電子増倍管1基を有している。本報告ではその性能評価結果を報告する。大気を希釈した試料のネオン同位体を分析した結果、0.2%の不確かさでネオン同位体組成を得ることができた。

口頭

JAEA's recent activities related to CTBT verification regime

山本 洋一; 木島 佑一; 冨田 豊

no journal, , 

本報告はCTBT検証に関連する原子力機構の最近の活動についてまとめたものである。核実験に対するCTBT国際検証体制の確立に向け、原子力機構はCTBT国際監視制度施設や国内データセンター(NDC)の暫定運用を実施している。2017年9月の第6回北朝鮮核実験では、CTBT放射性核種観測所データの解析評価結果を国等へ適時に報告し、CTBT国内運用体制に基づく国の評価に貢献した。また、CTBT機関(CTBTO)の核実験検知能力の強化を目的に、原子力機構は2017年の日本政府の拠出に基づき日本の幌延(北海道)とむつ(青森県)でCTBTOとの新たな希ガス共同観測を開始した。

口頭

Status report on Japanese NDC-2; current status of Xenon joint measurement project at Horonobe and Mutsu

山本 洋一; 木島 佑一; 冨田 豊

no journal, , 

度重なる北朝鮮の核実験を踏まえ、日本政府はCTBTOの核実験検知能力強化を目的として2017年2月、希ガス観測プロジェクトのための資金を拠出した。CTBTOは、当面の間日本の北海道から東北で観測を行うこと、既に日本での観測に経験と実績のある原子力機構を実施協力機関とすることが目的に適うと判断した。これを踏まえ、原子力機構は、北海道幌延町有地, 青森県むつ市の原子力機構大湊施設に移動型希ガス観測装置を新たに設置し、CTBTOとの共同観測プロジェクトを実施中である。本プロジェクトの現状について報告する。

口頭

Importance of noble gas monitoring in CTBT verification technology and observation results in Takasaki radionuclide monitoring station

山本 洋一; 木島 佑一; 冨田 豊

no journal, , 

放射性核種の監視は対象とする爆発事象が核実験であったかどうかを判断する唯一の手段である。地下核実験では、核爆発により生成された放射性核種の中でも希ガスは不活性で他の物質よりも地上に漏れ出てくる可能性が高いため、特に重要である。CTBTでは希ガスで監視対象としているのは4つの放射性キセノン同位体のみである。2006年10月の北朝鮮の一回目の核実験の後、希ガス観測装置が日本の高崎放射性核種監視観測所に設置され、2007年1月から放射性キセノンの観測を行っている。ここでは、高崎放射性核種監視観測所での放射性キセノンのこれまでの観測結果と放射性キセノンバックグラウンドの特徴について報告する。

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