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寺門 正之; 関 正美; 下野 貢; 五十嵐 浩一*; 満仲 義加*; 諫山 明彦; 安納 勝人; 池田 佳隆
JAERI-Tech 2003-053, 25 Pages, 2003/06
JAERI-Tech-2003-053.pdf:3.23MB
臨界プラズマ試験装置(JT-60U)では、電子サイクロトロン加熱(ECH)装置を用いて、局所的にプラズマを加熱あるいは電流駆動しプラズマの性能向上実験を実施している。また、プラズマの熱伝導率を測定し閉じ込め性能を調べるため、ECH装置の高周波源であるジャイロトロンの高周波出力を数十から数百Hz程度に変調し、プラズマ中へパルス的に入射している。JT-60Uでは、ジャイロトロンのアノード電圧を制御することで高周波出力の変調運転に成功した。アノード電圧を約10%変化させることで、変調度が約80%の出力変調運転を行うことができる。変調周波数は、12.2Hz~500Hzである。なお、出力変調運転中に主モードの発振効率が低下することにより放射器が加熱される。この原因は、放射器入口部における寄生発振と推測される。しかし、放射器の温度を監視することでジャイロトロンを保護することができる。
中村 武彦; 中村 仁一; 笹島 栄夫; 上塚 寛
Journal of Nuclear Science and Technology, 40(5), p.325 - 333, 2003/05
被引用回数：2 パーセンタイル：18.30(Nuclear Science & Technology)BWRの不安定性による出力振動時にスクラム不能過渡事象(ATWS)が重なった時の高燃焼度燃料の挙動を調べるため、出力振動を模擬した条件での照射済燃料の照射試験をNSRRにおいて実施した。この試験では燃焼度25及び56GWd/tUの照射済燃料を、約2秒周期でピーク出力が最高50から95kW/mに達する4回から7回の出力振動条件で照射した。この出力振動条件は、NSRRの6本の調整棒をコンピュータ制御により高速で引抜き・挿入を行うことで実現した。燃料棒の変形は、368J/gまでの燃料エンタルピ範囲では、反応度事故(RIA)条件で行った試験結果と同等であった。変形はペレット-被覆管機械的相互作用(PCMI)によって生じ、おおむね燃料エンタルピに比例した。ラチェッティングによる変形の累積は見られなかった。他方、FPガス放出はRIA試験に比べて小さく、これら2種類の過渡試験では放出メカニズムが異なることを示した。
中村 仁一; 中村 武彦; 笹島 栄夫; 鈴木 元衛; 上塚 寛
HPR-359, Vol.2, p.34_1 - 34_16, 2002/09
BWRにおいては、ボイド発生による出力低下とボイドの消滅による出力上昇が繰り返され、原子炉出力が増幅的に振動する出力振動が起こりうる。このBWRの出力振動時の燃料挙動を明らかにするため、2種類の照射済燃料の模擬出力振動試験をNSRRにおいて実施した。一つは、高燃焼度燃料の挙動を明らかにするための高燃焼度BWR燃料(燃焼度56GWd/t)の試験であり、他の一つは、高出力条件下での燃料挙動を明らかにするための20%高濃縮燃料(燃焼度25GWd/t)を用いた実験である。被覆管伸び,燃料スタック伸び,被覆管温度等の燃料挙動データが得られた。DNBは、これらの試験では生じなかった。出力振動中に被覆管伸び,ペレットスタック伸びによりPCMIが観察されたが、被覆管の残留伸びは非常に小さかった。出力振動時の燃料挙動を炉内データ,照射後試験データにより議論し、燃料挙動解析コードFEMAXI-6とFRAP-T6の計算結果を実験結果と比較した。
中村 武彦; 片西 昌司; 加島 洋一; 谷内 茂康; 吉永 真希夫; 寺門 義文
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(3), p.264 - 272, 2002/03
被引用回数：9 パーセンタイル：50.00(Nuclear Science & Technology)原研NSRRでは制御系を改造し、異常過渡時の燃料挙動を調べるための高出力過渡運転(台形パルス運転)を実現した。この運転により、数ミリ秒間で最高出力23GWに達する単一パルス運転に加え、最高出力10MWの高出力運転を数秒間程度続ける運転が可能となった。この運転のために開発した1点動特性モデルによるシミュレータを用いた計算と運転試験により、台形パルス運転でのNSRRの特性を評価した。本報では、台形パルス運転でのNSRRの能力,運転限界,制御棒価値やフィードバック反応度等の特性について議論する。また、この台形パルス運転によりBWRの出力振動を模擬した運転が可能となった。
峰原 英介
応用物理, 71(2), p.214 - 216, 2002/02
われわれは超伝導リニアックによるFELに着目して開発を進め、平成10年2月に当時世界最高出力の0.1kW(キロワット)を記録した。その2年後、電子銃,高周波源,光共振器等の改良により、電流値,パルス幅,電流密度が桁違いに改善され、変換効率も7%になり、出力は、2.34kWとそれぞれ世界最高の値を達成した。この発振では、従来の常電導リニアックより1000倍以上長い時間の電子ビームを発生させ、ピーク出力1ギガワット(GW)の赤外光(22ミクロン)を得た。この効率と出力の増加は、超伝導リニアックにより初めて実現された高密度電流高精度加速による新しい「高縮重度超放射」発振の発見によるもので、理論限界を大きく越える高い効率と3.4サイクル250fsの極短パルスが得られた。この極短パルス高出力自由電子レーザー技術を簡潔に解説する。
石川 信行; 鈴木 勝男
JAERI-Research 98-055, 31 Pages, 1998/09
JAERI-Research-98-055.pdf:0.86MB
沸騰水型原子炉(BWR)の低流量・高出力の運転領域ではボイド反応度フィードバック効果のために炉出力振動が発生することが報告されている。この対策として、BWRには低流量・高出力状態になった際に、あらかじめ選択された制御棒を挿入して炉出力を低下させるシステム(SRI system)が導入されている。本報告ではそのような際に、原子炉出力を安全に低下させる方法として2自由度制御系を適用した原子炉出力制御法を提案する。設計した制御系により炉出力振動を抑制し、かつ所望の速さで炉出力低下が図れることを簡単な原子炉動特性モデルを用いた数値シミュレーションで確認した。
金野 秀敏*; 林 光二; 篠原 慶邦
Journal of Nuclear Science and Technology, 29(6), p.530 - 546, 1992/06
温度と自動制御からの遅れフィードバックを持つ1成分原子炉動特性(非線形)を研究している。炉出力振動を生起する必要条件は、これら2つの異なった遅れフィードバック間の競合である事が示される。モデルは、炉出力振動の特徴から、付加雑音源を持つ確率ファンデルポール方程式に変換され、これによって非線形相互作用の重要性と外来雑音の効果は質的に理解できる。振動の飽和振幅の推定のための理論的方法もまた、飽和振幅のより精確な理論的予測のために開発した。
鈴土 知明; 林 光二
Proc. of a Symp. on Nuclear Reactor Surveillance and Diagnostics,Vol. 1, 12 Pages, 1991/00
簡単な非線形微分方程式からカオスと呼ばれている複雑な解が得られることが知られている。原子炉の非線形性によってもたらされた複雑な挙動がカオス的挙動に帰結することができ、原子炉動特性および原子炉制御についてある種のヒントが得られるかもしれない。改良前のNSRRの雑音信号から2つのカオスの重要な特徴量、フラクタル次元および最大リアプノフ指数が評価された。解析の結果、当原子炉で観測された出力振動はカオス的である可能性が高いことがわかった。またこれらの2つの特徴量の、実際の原子炉の監視および異常診断への応用方法について独自の提案をし、従来の方法との比較を行った。その結果、新しい方法は原子炉の状態のより広い範囲にわたって利用可能であることがわかった。
