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結城 光平*; 堀口 直樹; 吉田 啓之; 結城 和久*
Proceedings of 31st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE31) (Internet), 4 Pages, 2024/11
福島第一原子力発電所の燃料デブリは浸漬状態で冷却されている。しかし、予期せぬ水位低下が発生した場合、冷却水が多孔質構造を持つ高温の燃料デブリに接触する。このような場合、燃料デブリを早急に冷やす必要があるが、固液接触時の毛細管現象といった熱挙動は不明である。本論文では、基礎研究として、1mm以下の小孔を有する金属多孔体に接触した後の液滴蒸発特性を評価した。実験では、液滴のライフタイム曲線を得るために、孔径1, 40, 100umのブロンズまたはステンレス多孔体を用いた。実験結果から、発生した蒸気が小孔から排出されることで、多孔質体表面ではライデンフロスト現象が抑制されることがわかった。さらに、ブロンズ多孔質体では多孔質体の温度上昇と共に毛細管現象が観察され、これは微細な構造を持つ酸化膜が生成されたためであった。一方、ステンレス多孔体では低い濡れ性のため、毛細管現象は起こらず、液滴が小孔に吸い込まれて広がることはなかった。このことから、燃料デブリがステンレス多孔体と同じ特性を持つ場合には、毛細管現象による急冷を期待できないことが示された。
大内 和希; 原賀 智子; 廣瀬 和生*; 黒澤 結香*; 佐藤 義行; 渋川 雅美*; 齋藤 伸吾*
Analytica Chimica Acta, 1298, p.342399_1 - 342399_7, 2024/04
被引用回数:1 パーセンタイル:63.46(Chemistry, Analytical)従来の高線量試料分析法では被ばくリスクが高く、大量の二次放射性廃棄物が発生することから、放射線放出量を低減できる迅速な分析法が強く望まれている。このニーズに取り組むため、我々は液体シンチレーションカウンティングと2点検出によるキャピラリー過渡的等速電気泳動(ctITP)を組み合わせたSr定量法を開発した。これは、1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラ酢酸(DOTA)-
Sr錯体を1回の操作で分離・分画する方法である。高線量の放射性試料をマイクロリットルレベルで取り扱うことができ、従来のイオン交換法よりも大幅に高速であるこの方法により、実高線量廃棄物中の
Srを選択的に定量した。ctITPにおける濃縮・分離の成功は、Sr-DOTA錯体が解離不活性であることに起因する。
河口 宗道; 平川 康; 杉田 裕亮; 山口 裕
Nuclear Technology, 210(1), p.55 - 71, 2024/01
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Nuclear Science & Technology)本研究はもんじゅ模擬燃料集合体における残留ナトリウム膜及び塊の評価手法を開発し、実験的にピンの間のギャップを通ってナトリウムが流れる様子を確認した。ピン表面の残留ナトリウムの量は3種類の試験体((a)単ピン,(b)7本ピン集合体,(c)169本ピン集合体)を使って測定した。実験では、ピンの引き抜き速度やナトリウム濡れ性の改善により、残留ナトリウム量が劇的に増加することを明らかにした。さらに、169本ピンの実験により、短尺であるが模擬燃料集合体の実効的な残留ナトリウム量を測定し、模擬燃料集合体を通って流れるナトリウムの振舞いを確認した。開発した予測手法は、4つのモデル(粘性流れモデル、Landau-Levich-Derjaguin(LLD)モデル、Brethertonモデルに関わる実験式、管内の毛細管力モデル)から構築されており、その計算結果は実験の残留ナトリウム量と同程度な結果を与えた。ただし、ナトリウム濡れ性の不確かさはLLDモデルの予測値の約1.8倍である。この予測手法を使って、もんじゅの模擬燃料集合体に残留するナトリウム量を評価することができる。
中村 龍也; 正岡 聖; 山岸 秀志; 田中 浩基; 曽山 和彦; 相澤 一也
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 539(1-2), p.363 - 371, 2005/02
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Instruments & Instrumentation)キャピラリープレートは直径100ミクロン程度の多数のガラス細孔を持つ薄型ガラスプレートでありプレート上下電極に適度な電圧を印加することでガス増幅素子として機能する。本論文ではこのキャピラリープレートを中性子用のカウンタとして、あるいは、位置検出型中性子検出器用の前段ガス増幅素子として応用することを目的とし高ガス圧ヘリウム3コンバータガス中におけるキャピラリープレートの動作特性試験を行った。その結果、キャピラリープレートは6気圧5%エタンの混合ガス条件下においても以上のガスゲインを有し中性子検出用のガス増幅素子として使用可能であることを確認した。また、信号出力の立ち上がり時間が中性子捕獲反応の結果生じる二次粒子(プロトン,トリトン)の射出方向、及びトラック長に依存することを明らかにし、位置検出型中性子検出器の位置分解能を向上するために本時間情報が利用可能であることを示した。
中村 龍也; 正岡 聖; 山岸 秀志; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 相澤 一也
IEEE Transactions on Nuclear Science, 51(4), p.1519 - 1523, 2004/08
被引用回数:2 パーセンタイル:18.26(Engineering, Electrical & Electronic)前段ガス増幅素子としてキャピラリープレートを適用した中性子検出用マイクロストリップガスチャンバー(MSGC)の高ヘリウム3ガス圧下における検出器性能を評価した。中性子捕獲により生成された初期電子はキャピラリープレートによりその数を増大し下流に配置されたMSGCにより収集され中性子入射位置を検出する。キャピラリープレートとMSGC素子間の電圧・電界配置を最適化することでMSGCにおける電荷収集効率を最大17%まで高めることに成功し、3気圧10%エタン混合ガスにおいて検出器システムの実効ガスゲイン600を達成した。さらに、キャピラリープレートの信号波高が信号対雑音比に優れる点に着目し、キャピラリープレートの波高値を用いてバックグランド(電子回路雑音,線による信号など)との明確な弁別を行いそのうえでMSGCアノード信号と同期のとれたもののみを計測する手法を適用することで検出器システムの低バックグランド化が図れることを実証した。
曽山 和彦; 鈴木 正年; 市川 博喜; 川端 祐司*
原子力工業, 43(10), p.36 - 41, 1997/10
最近原研及び京大炉外で開発された中性子光学応用機器の中から中性子レンズ、スーパーミラー中性子ベンター、極冷中性子ベンダー、スーパーミラー集束機器について紹介する。中性子光学応用機器は、低速中性子が全反射やブラッグ反射等の波動性を示すことを利用して、中性子を効率良く輸送、分岐、集束化等を行う装置である。中でも中性子レンズは、多数本のマルチキャピラリー(多重毛細管)ファイバー(チャネル内径10m)を1点に集束させるように配置したもので、これにより冷中性子の強度を1mm
当たりで10倍増加させることが可能である。本稿では、この中性子レンズの特性及び応用と、スーパーミラー等を応用した中性子ベンダー等について述べる。
曽山 和彦; 皆川 宣明; 渥美 卓治*; 古平 恒夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 32(1), p.78 - 80, 1995/01
被引用回数:4 パーセンタイル:48.65(Nuclear Science & Technology)多孔グラスファイバーを中性子マイクロ導管に応用するため中性子透過特性実験を行った。多孔グラスファイバーは、チャンネル内径15mの中空毛細管ガラス約1千本から成っている。特性実験は、JRR-3Mの熱中性子ビーム(2.0
を用いて行った。その結果、ファイバーの全反射臨界角は1.1mrad/
、直線ファイバーの中性子透過率は0.97/cm、中性子反射率は、0.96であることがわかった。また、湾曲ファイバー(14cm長、曲率6.2m)の場合約10%が透過することがわかった。これらの結果より、多孔グラスファイバーが中性子マイクロ導管として有効であり、中性子レンズなど集束デバイスの開発に有用であることがわかった。
横川 三津夫
JAERI-M 92-038, 69 Pages, 1992/03
本報告書では、ナビエ-ストークス方程式とエネルギー方程式を用いて数値シミュレーションを行うことによって、電子ビームによる金属溶融過程の非定常特性を明らかにした。また、固液境界面の時間発展を融解熱モデルを用いて予測した。この融解熱モデルは2相ステファン問題を用いて詳細に検討した。一方、格子数やクーラン数を変化させて、非線形項に対する1次風上差分法と高次精度差分法の適用可能限界について議論した。高次精度差分法を用いた数値シミュレーションによる溶融層形状は実験結果と一致することが分った。さらに、溶融層内の流れをモデル化したマランゴニ対流のレイノルズ数依存性について検討した。この結果、溶融層の周辺部に生じる2つの渦は、溶融層を形成する上で重要な要因となっていることが分かった。
大平 茂; 三角 昌弘; 奥野 健二; 成瀬 雄二
Proceedings of the 12th Symposium on Ion Sources and Ion-Assisted Technology, p.213 - 216, 1989/00
核融合炉第一壁材料のトリチウム透過漏洩量測定実験を行なう為に開発されたイオン源について(その構造及び重水素を使った性能試験について)述べた。本イオン源はクォーツキャピラリー型イオン源の改良型であり、低エネルギー、大電流の原子状イオンビームが得られる特徴がある。引出エネルギー200eV以上では1mA以上のビーム電流が得られた。アノード電流が高くなるとイオンビーム中の原子状イオン(D)の割合は大きくなりI
=10Aで83%に達した。イオン源内のガス圧力に対しては、イオン種の割合は高い圧力の時にD
が増加する傾向があった。
村上 義夫; 下村 安夫; 阿部 哲也; 小原 建治郎
真空, 29(6), p.245 - 250, 1986/00
大型真空容器の漏れ探しに使用するための新しいヘリウムスニッファ法について述べた。従来ヘリウムスニッファ法では微少な漏れの探知が難しいといわれていたが、本方法では、ヘリウムリークディテクタの直前に内径約0.6mm,長さ約10mのフレキシブルなステンレス鋼製細管と77Kに冷却したモレキュラーシーブ封入容器を直列に設けることにより、プローブノズルからの気体(空気)吸入量を従来法の約1000倍の0.1Pa・m/s程度まで増加させることができるようになり、10
Pa・m
/sの微小な漏れの検知も可能となった。装置設計に関して二三の考察を行った。
原賀 智子; 齋藤 伸吾*
no journal, ,
本発表は、核分析技術の基礎から応用に関係する研究者が参加する国際会議において、原子力機構の研究成果として、キャピラリー電気泳動法を用いたランタノイド(Ln)及びアクチノイド(An)イオンの分離検出法について紹介するものである。放射性廃棄物を処分するためには、放射性試料に含まれる放射性核種の濃度を評価する必要があり、高放射線量の試料に含まれるLnイオンやAnイオンの量を迅速・簡便・安全に分析する手法が求められている。そこで本研究では、極少試料量で分析が可能で、廃液の発生量も少なく、放射線の被ばくリスクを低減できる安全な分析法として、キャピラリー電気泳動-レーザー励起蛍光検出法(CE-LIF)に着目し、CE-LIFで機能するLn及びAnイオン検出用蛍光プローブを開発するとともに、動的三元錯形成反応を利用した分離検出法を確立した。本報告では、実際の試料に対する適用例として、使用済燃料溶解液中のNdイオンの検出、化学的性質が類似しているAm及びCm
イオン間の分離検出、放射性廃液試料中のUO
の特異的検出に成功した例について紹介する。