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報告書

令和2年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

高性能計算技術利用推進室

JAEA-Review 2021-022, 187 Pages, 2022/01

JAEA-Review-2021-022.pdf:10.11MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の論文発表は、全体の約2割を占めている。大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。大型計算機システムは、優先課題として位置付けられた福島復興(環境の回復・原子炉施設の廃止措置)に向けた研究開発や、高速炉サイクル技術に関する研究開発、原子力の安全性向上のための研究、原子力基礎基盤研究等といった主要事業に利用された。本報告は、令和2年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援、利用実績、システムの概要等をまとめたものである。

報告書

令和元年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

高性能計算技術利用推進室

JAEA-Review 2020-021, 215 Pages, 2021/02

JAEA-Review-2020-021.pdf:13.11MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の成果は、全体の約2割を占めている。大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。大型計算機システムは、優先課題として位置付けられた福島復興(環境の回復・原子炉施設の廃止措置)に向けた研究開発や、高速炉サイクル技術に関する研究開発、原子力の安全性向上のための研究、原子力基礎基盤研究等といった主要事業に利用された。本報告は、令和元年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援,利用実績,システムの概要等をまとめたものである。

報告書

平成30年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

高性能計算技術利用推進室

JAEA-Review 2019-017, 182 Pages, 2020/01

JAEA-Review-2019-017.pdf:11.11MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の成果は、全体の約2割を占めている。大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。大型計算機システムは、優先課題として位置付けられた福島復興(環境の回復・原子炉施設の廃止措置)に向けた研究開発や、高速炉サイクル技術に関する研究開発、原子力の安全性向上のための研究、原子力基礎基盤研究等といった主要事業に利用された。本報告は、平成30年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援、利用実績、システムの概要等をまとめたものである。

報告書

平成29年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

情報システム管理室

JAEA-Review 2018-018, 167 Pages, 2019/02

JAEA-Review-2018-018.pdf:34.23MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の成果は、全体の約2割を占めている。大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。大型計算機システムは、優先課題として位置付けられた福島復興(環境の回復・原子炉施設の廃止措置)に向けた研究開発や、高速炉サイクル技術に関する研究開発、原子力の安全性向上のための研究、原子力基礎基盤研究等といった主要事業に利用された。本報告は、平成29年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援、利用実績、システムの概要等をまとめたものである。

論文

Development of a design support system for geological disposal of radioactive waste using a CIM concept

杉田 裕; 蔭山 武志*; 牧野 仁史; 新保 弘*; 羽根 幸司*; 小林 優一*; 藤澤 康雄*; 蒔苗 耕司*; 矢吹 信喜*

Proceedings of 17th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE 2018) (Internet), 8 Pages, 2018/06

本論文は、原子力機構が開発を進めている、地層処分場の設計を合理的に行う設計支援システム(Integrated System for Repository Engineering: iSRE)の開発状況について国際学会において発表するものである。本システム開発の基本的な考え方として、共通のデータモデルを介してプロジェクトの3次元モデル及び関連データを共有するCIM技術を利用している。本論文では、処分事業期間における設計の繰り返しに代表される工学技術についての情報管理の特徴に適合する設計支援システムとして、"iSRE"の機能の検討・設計とプロトタイプの構築、および処分事業で実際に想定される作業を模擬した試行を通じての機能確認について示した。その結果、工学技術に関する情報管理の基礎となり得ると考え検討・設計・試作したiSREのDB機能について、期待していた機能を発揮できる見通しを得るとともに、実用化に向けた課題を抽出した。

報告書

平成28年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

情報システム管理室

JAEA-Review 2017-023, 157 Pages, 2018/02

JAEA-Review-2017-023.pdf:22.68MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の成果は、全体の約2割を占めている。大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。大型計算機システムは、優先課題として位置付けられた福島復興(環境の回復・原子炉施設の廃止措置)に向けた研究開発や、高速炉サイクル技術に関する研究開発、原子力の安全性向上のための研究、原子力基礎基盤研究等といった主要事業に利用された。本報告は、平成28年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援、利用実績、システムの概要等をまとめたものである。

論文

Development of a design support system for geological disposal using a CIM concept

杉田 裕; 河口 達也; 畑中 耕一郎; 新保 弘*; 山村 正人*; 小林 優一*; 藤澤 康雄*; 小林 一郎*; 矢吹 信喜*

Proceedings of 16th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE 2016) (Internet), p.1173 - 1182, 2016/07

本論文は、原子力機構が開発を進めている、地層処分場の設計を合理的に行う設計支援システム(Integrated System for Repository Engineering: iSRE)の開発状況について国際学会において発表するものである。本システム開発の基本的な考え方として、共通のデータモデルを介してプロジェクトの3次元モデル及び関連データを共有するCIM技術を利用している。地層処分事業に適用する設計支援システムとしてのiSREの開発目標、設計要件および機能、iSREの基本構造、iSREの具体化として、保存すべきデータモデルの項目とシステム全体の構成、iSREの主要なデータベース、ならびにそれらと外部システム及び外部データベースとの連携を可能とするインターフェースの設計について示す。一部のデータベースとインターフェースの試作を行い、データモデルを作成するとともに、iSREの運用シナリオを想定しつつ、データモデルを用いたiSREの適用性の検討を行い、地層処分事業に適応するiSREの具体的な開発の見通しを得るとともに、iSREが処分場の設計に対して有用であることを確認した。

報告書

平成26年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

情報システム管理室

JAEA-Review 2015-028, 229 Pages, 2016/02

JAEA-Review-2015-028.pdf:53.37MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の成果は、全体の約2割を占めており、大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。大型計算機システムは、優先課題として位置付けられた福島復興(発電所の廃止措置・環境修復)に向けた研究開発や、高速増殖炉サイクル研究開発、核融合研究開発及び量子ビーム応用研究開発等といった主要事業に利用された。本報告は、平成26年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援、利用実績、システムの概要等をまとめたものである。

論文

Investigation of characteristics of natural circulation of water in vessel cooling system in loss of core cooling test without nuclear heating

高田 昌二; 清水 厚志; 近藤 誠; 島崎 洋祐; 篠原 正憲; 関 朝和; 栃尾 大輔; 飯垣 和彦; 中川 繁昭; 沢 和弘

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 5 Pages, 2015/05

HTTRを使った炉心冷却喪失試験では、原子炉の固有の安全性を確認するとともに、自然現象によりより安全を確保できることを示すため、炉心に制御棒を挿入せず、また、VCSを停止させて原子炉の強制冷却を停止させる。試験では、VCSの熱反射板のついていない水冷管に、原子炉の安全上問題とはならないが、財産保護の観点から局所的な温度上昇が懸念された。非核加熱試験を通して、局所的な温度上昇点が確認され、最高使用温度よりは低いが運転上の管理制限値を超える可能性のあることが分かった。冷却水の自然循環による冷却効果は1$$^{circ}$$C以内であった。このため、再稼働後早期に試験を実施するための安全確実な試験方法を確立した。

報告書

平成25年度大型計算機システム利用による研究成果報告集

情報システム管理室

JAEA-Review 2014-043, 241 Pages, 2015/02

JAEA-Review-2014-043.pdf:102.18MB

日本原子力研究開発機構では、原子力の総合的研究開発機関として原子力に係わるさまざまな分野の研究開発を行っており、これらの研究開発の多くにおいて計算科学技術が活用されている。計算科学技術活用の高まりは著しく、日本原子力研究開発機構における計算科学技術を活用した研究開発の成果は、全体の約2割を占めており、大型計算機システムはこの計算科学技術を支える重要なインフラとなっている。平成25年度は、優先課題として位置付けられた福島復興(発電所の廃止措置・環境修復)に向けた研究開発や、高速増殖炉サイクル研究開発、核融合研究開発及び量子ビーム応用研究開発等といった主要事業に大型計算機システムが利用された。本報告は、平成25年度における大型計算機システムを利用した研究開発の成果を中心に、それを支える利用支援、利用実績、システムの概要等をまとめたものである。

論文

Development of a simple reprocessing process using selective precipitant for uranyl ions; Engineering studies for precipitating and separating systems

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*; 森田 泰治; 川田 善尚*; 峯尾 英章; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 原田 雅幸*; et al.

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 4 Pages, 2005/10

NCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン)がウラニルイオンと選択的に沈殿を生成するという極めて特異な性質と沈殿物の取扱いの容易な点を利用し、使用済燃料溶解液中の大部分のウラニルイオンを選択的に沈殿させ、さらにプルトニウムをウランとともに沈殿させる、NCP沈殿法のみによる簡易再処理プロセスの開発研究を実施した。本発表では、実機概念をもとに設計・製作した沈殿生成槽,沈殿分離機の操作性,性能試験の結果について述べる。

論文

Development of Decommissioning Engineering Support System(DEXUS) of the Fugen Nuclear Power Station

井口 幸弘*; 兼平 宜紀*; 立花 光夫*; Johnsen, T.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(3), p.367 - 375, 2004/03

新型転換炉ふげん発電所は、2003年に運転を終了し、現在、廃止措置の準備が進んでいる。「ふげん」では、廃止措置のためにエンジニアリング支援システムを、3次元CADや仮想現実(VR)などの最新のソフトウェア技術を用いて開発しており、解体計画の作成に利用している。特に、VR技術による被ばく線量評価システムを開発し、試行した。本支援システムは、放射性廃棄物の定量化,放射能インベントリの可視化,解体工程のシミュレーション,放射線環境下での作業量評価、及び廃止措置の最適化等に用いるものである。また、作業者の教育訓練及び一般の理解を得るのにも有効である。

報告書

動力試験炉(JPDR)の解体における作業者被ばく線量の分析(受託研究)

白石 邦生; 助川 武則; 柳原 敏

JAERI-Data/Code 2001-028, 86 Pages, 2001/11

JAERI-Data-Code-2001-028.pdf:6.31MB

JPDR解体実地試験で収集した作業者の被ばくに関するデータを分析し、その特徴をまとめた。この結果、作業者の被ばく線量は306人・mSvであり、個人の累積最大被ばく線量は8.5mSvであること、大部分の被ばくが放射化した機器(炉内構造物、原子炉圧力容器、生体遮へい体等)の解体作業で生じていること、作業者の被ばく線量分布は施設の保守作業と類似した混成対数正規分布になることなどが明らかになった。さらに、作業領域の線量当量率に応じて作業を3グループに分類し、それに基づき平均線量当量率に対する作業者の被ばく寄与割合を算出した。これらは、将来の商業用原子力発電所の解体における被ばく評価に重要な知見となるものである。

報告書

動力試験炉(JPDR)の解体廃棄物データの分析(受託研究)

白石 邦生; 助川 武則; 柳原 敏

JAERI-Data/Code 99-050, p.113 - 0, 2000/01

JAERI-Data-Code-99-050.pdf:5.95MB

解体実地試験で収集したデータの中から廃棄物に関するデータの分析を進めその特徴をまとめた。この結果、解体実地試験から発生したすべての廃棄物(固体)は24,420トンで、このうち、放射性廃棄物は3,770トンであり、これらは施設全体の機器・構造物の65%及び10%を占めることが明らかになった。さらに、放射能レベル毎の廃棄物発生量の分析では、極めてレベルの低い放射性廃棄物が約80%、比較的レベルの高い放射性廃棄物が4%であった。他方、放射性廃棄物の多くは各種容器に収納して保管しており、その特性に関する分析では、約8,000個の容器が発生し、その平均収納効率は約0.93/m$$^{3}$$トンであった。これらの分析結果を解体実地試験が開始される前に予測した廃棄物発生量と比較し、精度良く廃棄物発生量を予測するうえで重要となる要点を明らかにした。

報告書

動力試験炉(JPDR)の解体における作業データの分析(受託研究)

白石 邦生; 助川 武則; 柳原 敏

JAERI-Data/Code 98-010, 186 Pages, 1998/03

JAERI-Data-Code-98-010.pdf:7.12MB

原研においては昭和61年から進められてきたJPDRの解体作業が平成8年3月までに完了した。この解体作業では、解体作業に関係する種々のデータを体系的に収集し、計算機に蓄積して解体データベースを構築するとともにこれらのデータを分析して解体作業の特徴を明らかにした。また、収集整理した作業データの汎用性に関する検討を行うとともに、他の原子力施設の解体作業の計画に適用することを目的にして、データの分析結果を単位作業係数や管理データの予測のための単純な数式として、より一般性のある形にまとめた。作業データの分析結果は将来の商業用原子力発電所の解体計画の作成等に適用できるものである。

論文

Experience of dismantling and technology development in the Japan Power Demonstration Reactor decommissioning program

柳原 敏

Proc. of Int. Conf. of Dismantling of Nuclear Facilities, 1, p.179 - 190, 1998/00

1996年3月にJPDRの解体作業が完了し、既存の技術により原子力発電所を安全に解体撤去できること、また、新たに開発した技術が実際の解体作業に有効に活用できることなどが証明されるとともに、解体作業で発生する廃棄物量の低減化等、今後検討すべき課題も明らかになった。原研では、現在、JPDR解体作業の経験を反映して、除染技術、放射能測定技術、汎用遠隔解体技術、システムエンジリアリング技術等の開発を進められている。我が国では、原子力開発の初期に造られた幾つかの施設は老朽化し、廃止措置が必要である。JPDR解体作業の経験、また、その経験に基づく新たな技術開発の成果は、将来の商業用原子力発電所や各種原子力施設の廃止措置計画に有効に活用されるものである。本報は、JPDR解体作業の経験と技術開発の現状について記述したものである。

論文

Systems engineering approach to planning of nuclear power plant decommissioning; Application of JPDR dismantling data to Tokai Power Station Decommissioning

柳原 敏; 助川 武則; 田辺 憲男*; 高谷 純一*

Proc. of SPECTRUM'98, p.269 - 274, 1998/00

JPDRの解体実地試験において各種作業データを収集・分析して、解体作業の特徴を明らかにした。また、解体作業に要した人工数と機器重量など、人工数と特定の指標との関係を明らかにして、人工数や被ばく線量等を予測する計算モデルを開発した。さらに、開発した計算モデルを原子炉デコミッショニング管理のための計算コードシステム(COSMARD)に適用するとともに、COSMARDを用いて東海発電所の解体計画を検討した。この結果、さまざまな廃止措置シナリオに対して、人工数等の管理データの特徴が明らかになり、COSMARDにより作業計画を効率的に検討できることがわかった。本報告書は、JPDR解体作業データの分析結果、また、東海発電所の解体計画の検討結果に関して述べたものである。

論文

Systems engineering approach to planning and evaluation of nuclear power plant decommissioning

柳原 敏; 白石 邦生; 助川 武則; 立花 光夫

Proc. of 5th Int. Conf. on Nucl. Eng. (ICONE-5)(CD-ROM), 6 Pages, 1997/00

JPDR解体プロジェクトにおける技術開発の1つとして、原子力発電所の廃止措置を安全で効率的に実施するための各種条件を総合的に検討することを目的に、システムエンジニアリングに関する研究を実施した。本研究では、JPDRの解体作業からさまざまな作業データを収集するとともに、その分析を進め、廃棄物の発生量、作業人工数、作業者被ばく線量、解体装置の性能等に関して、解体作業の特徴を明らかにした。また、基本となる作業項目(単位作業)を抽出し、それらに対して作業人工数等の諸量を計算するモデルを作成するとともに、解体計画の作成にJPDR解体プロジェクトの知見等を反映するエキスパートシステムの開発を進めた。これらは、将来の我が国の商用発電炉の廃止措置計画の検討に役立つものである。

報告書

Reactor Engineering Department annual report; April 1, 1995-March 31, 1996

原子炉工学部

JAERI-Review 96-012, 292 Pages, 1996/09

JAERI-Review-96-012.pdf:9.91MB

本報告は、平成7年度における原子炉工学部の研究活動状況をとりまとめたものである。当該年度に原子炉工学部において推進された主要な研究活動は、新型炉の概念設計及びTRU消滅処理等への工学的応用を目的とする大強度陽子線形加速器の開発である。さらに原子炉工学部では、基礎基盤研究として核データと群定数、炉理論及びコード開発、炉物理実験及び解析、核融合中性子工学、放射線遮蔽、原子炉計測及び計装、原子炉制御及び診断、伝熱流動並びに炉工学施設、加速器施設及び伝熱流動施設の技術開発を行っている。また、高温ガス炉、核融合等の原研プロジェクト研究及び動燃事業団の高速炉研究への協力も推進している。本報告書では、原子炉工学部が運営を担当する研究委員会の活動報告もとりまとめられている。

論文

Conceptual design study of accelerator-driven systems for nuclear waste transmutation

滝塚 貴和; 西田 雄彦; 佐々 敏信

Proc. of 2nd Int. Conf. on Accelerator-Driven Transmutation Technologies and Applications, 1, p.179 - 185, 1996/06

原研では国の群分離・消滅処理技術研究開発長期計画(オメガ計画)のもとで加速器駆動消滅処理システムの概念設計研究を進めている。2つの型式のシステム概念;固体システム及び溶融塩システムについて検討した。固体システムは熱的特性が良く、乾式再処理に適合した窒化物燃料を用いる。溶融塩システムについては、ナトリウム・ベースの塩化物溶融塩と鉛ベースの塩化物溶融塩の比較、検討をする。大強度陽子加速器を用いた加速器駆動消滅処理のための工学実験及び実証試験の技術課題と研究施設構想を議論する。

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