鳥類の肺はガスが内部で循環できる構造をしていて、肺の内部流れは哺乳類の呼気/吸気によって生じる繰り返し往復流でなく、呼気/吸気を通じて同じ方向に流れる一方向流れである。そこで本研究では流路断面が1×1mmの矩形であり、テスト流路は20×10mmのT字型と3つのタンクで構成されたものを製作した。実験時にはそれぞれ試験液体である精製水で満たされている。実験は振動流状態のT字分岐部のポンプヘッド測定及び可視化、PIV解析を行い、加えて汎用流体解析STAR-CDを用いて、実験のモデル化を行った。

抄録全体を表示

超臨界二酸化炭素を冷媒として、原子力発電プラントの排熱を全回収するシステムを開発中である。そのキーコンポーネントである、高性能熱交換器にマイクロチャンネル熱交換器を導入する計画である。今回、マイクロチャンネル熱交換器を用いた熱負荷４ｋＷの基礎実験を行い、超臨界二酸化炭素と水との熱交換器のヌッセルト数ならびに圧力損失係数の経験式（無次元表示式）を得た。本体系と実験範囲では、チューブ型熱交換器と比べて、低圧損で約４倍の熱伝達率の促進が観察された。

抄録全体を表示

ミリスケール、サブミリスケールチャネルのような極狭隘流路内の流動と熱伝達は近年、CPU（MPU）、LSI等各種電子機器の冷却等様々な工学分野で関心を集めている。しかし、極狭隘流路内の流動では、流路内壁面と壁面近傍の流体間でslipが生じてくると言われており、通常スケールでの知識がどこまで適用可能であるかは未だに明らかにされているとは言い難い。また、気体_-_液体が混在する二相流では、流路径に対し気泡径が大きな割合を占めるため、表面張力の影響が顕著になると考えられる。　本研究では、0.2~0.6mmの水力等価直径をもった微細円管および微細矩形管流路内気液ニ相流動の摩擦圧力損失に関し実験的に検討するとともに、流動様式やボイド率、急縮小、急拡大形状損失についても検討を加えた。実験の範囲では、圧力損失二相増倍係数および流動様式は、従来の通常スケールにおける相関式および線図で整理できた。形状損失については新たな実験相関式を提案した。また、ボイド率に関しては、マイクロチャネルに対するKawahara-Kawajiらの相関式と比較適良い一致を示した。

抄録全体を表示

A new MCHE was experimentally investigated the thermal-hydraulic performance using the Supercritical CO2 WHR test loop sited at Kato Lab. in Tokyo Institute of Technology. The empirical correlations were derived in order to predict the heat transfer and pressure drop characteristics of the new MCHE for hot water suppliers. Beside, the thermal-hydraulic performance of the new microchannel heat exchanger was experimentally compared to the conventional tube heat exchanger types.

抄録全体を表示

新型マイクロチャンネル熱交換器の一種であるPCHE（Printed Circuit Heat Exchanger）はCO2ガスタービンサイクルの再生熱交換器としての利用が期待されている。コンピュータシミュレーションにより、従来PCHEに用いられてきたジグザグ流路と比較して同等の伝熱性能を持ちながら圧力損失を約1/6まで抑えることができる新型流路の設計が可能となった。その流路形状を用いた試験体を超臨界CO2試験ループに組み込んで試験を行うことで、実試験体における熱水力性能の評価および計算結果の実験検証を行う。

抄録全体を表示

高稠密格子炉心の熱設計／安全解析ではサブチャンネル解析コードが使われるが、ＢＷＲで検証されてきた既存コードの高稠密体系への適用性に関する研究は少ない。本研究ではボイド率やバンドル内横方向の気液二相流流量配分といった稠密炉心に対する適用性を評価する上でキーとなる流動特性を新たに取得した蒸気・水二相流実験データにより調べるとともに、サブチャンネル解析コードNASCAの適用性を評価した。本報告では全体計画と最高2.5MPaまでの範囲で行った蒸気・水二相流実験の内容を述べる。シリーズ発表第二報では区間平均ボイド率の特性を評価する。第三報では流量配分に対するNASCAの適用性を評価する。

抄録全体を表示

本研究シリーズでは、BWRで検証されてきたサブチャンネル解析コードの高稠密格子体系への適用性を調べるため、区間平均ボイド率やバンドル内横方向気液二相流量配分などの流動特性を蒸気・水二相流実験（最高圧力2.5MPa）で取得するとともに、サブチャンネル解析コードNASCAの適用性を評価している。本報告では、稠密19本バンドルにおいて急速仕切弁を用いて取得した区間平均ボイド率をドリフトフラックスモデルや過渡解析コードTRAC-BF1などで評価し、既存のボイド率予測手法の稠密格子体系への適用性を検討した。

抄録全体を表示

本研究シリーズでは、稠密格子体系に対する流動特性（区間平均ボイド率・気液二相流流量配分）を稠密19本バンドル試験により取得すると共に、稠密格子体系に対するボイド率予測手法の適用性を評価している。本報告では、サブチャンネル解析コード（NASCA）を用いて気液二相流流量配分試験の予測性能を評価し、NASCAコードの稠密格子体系への適用性を検討した。

抄録全体を表示

高速炉燃料集合体内の詳細熱流動評価を目的として開発している有限要素法解析コードを、ワイヤースペーサ型燃料集合体解析に適用し妥当な解が得られることを確認するとともに、複数の乱流モデルの予測特性を明らかにした。

抄録全体を表示

次世代BWR燃料の一つである「高性能9x9燃料（A型）」を対象に実施したポストBT事象模擬熱水力試験の結果とポストBT原子力学会標準の推奨相関式の適用性に関する報告を行なう。また，合わせて液膜進展挙動に関する試験データの整理結果も報告する予定。

抄録全体を表示

高性能9×9燃料（Ｂ型）の実規模模擬燃料を用いた過渡変化試験を実施し、過渡変化中の被覆管温度最高値（PCT）及びドライアウト持続時間を取得した。得られた試験データをもとにPost-BT基準の適用性について評価した。

抄録全体を表示

学会標準となるポストBT基準で推奨する相関式を熱水力動特性解析コードRELAP5/MOD1/JIN/Bに組込み、NUPECの定常・準定常・過渡の熱水力実証試験を解析し、測定値と比較した。被覆管最高温度は保守的に予測すること、ドライアウト持続時間（沸騰遷移しリウエットするまでの時間）は、学会標準推奨のリウエット相関式1では、被覆管最高温度が450℃以上になると一部で非保守的の予測となるが、同推奨のリウエット相関式2では、450℃以上においても保守的な予測となることがわかった。

抄録全体を表示

現在までは高温壁面下での濡れについて、時空間的な平均的熱伝達特性、膜沸騰蒸気膜崩壊(リウエッティング)が展開され、実験事実の定量化に成功を収めている。しかし、濡れ開始条件での熱伝達特性の瞬間的温度変動、局所的空間的変動は解明できていない。本研究では、この原因を明らかにすべく、MEMS技術を駆使した微細加工技術により伝熱面上に時間的空間的局所温度の測定が可能である薄膜熱電対温度センサーを作成、配置し、この伝熱面を用いて沸騰熱伝達特性、特に濡れ(濡れ開始温度、濡れ域の熱伝達特性)を明らかにする。

抄録全体を表示

錫を用いた小規模自発的蒸気爆発実験ならびに高温固体球を用いた蒸気膜生成・崩壊実験を行った。その結果、塩の添加によってクエンチ温度が上昇し、蒸気膜が崩壊しやすくなることで、より高温で蒸気爆発が発生するようになることを示した。この蒸気爆発促進効果は、塩添加によって膜沸騰熱伝達が向上し、生成される蒸気膜が薄くなったことに起因することを明らかにした。

抄録全体を表示

Na-水反応現象における水蒸気ジェットの挙動を理解する基礎研究として、水中に設置した単一水平円筒へArガスジェットを噴出させる実験を実施し、化学反応がないジェット体系におけるガスジェットと周囲水との混合挙動を明らかにした。

抄録全体を表示

The progression of hypothetical core disruptive accidents in metal fuel cores is strongly affected by exclusion of the molten metal fuel and cladding from the core region due to molten fuel-coolant interaction (FCI). As a basic study of molten fuel-coolant interaction (FCI) in metal fuel fast reactors, we carried out a series of experiments on the fragmentation of a single molten stainless steel (SUS304) and copper droplets, which penetrates a sodium pool at a wide range of superheating temperatures, to observe the behavior of fragmentation.

抄録全体を表示

Molten metal freezing behavior during interaction with structure was experimentally investigated with respect to core disruptive accidents of a liquid metal reactor. The experimental results were also simulated with a reactor safety analysis code, SIMMER-III. Simulation results showed encouraging agreement with the experimental results for the penetration length both observed on stainless steel and brass structures.

抄録全体を表示

模擬物質を用いて、高速増殖炉（FBR）の炉心溶融事故（CDA）発生時における冷却性評価を模擬し、それらの結果を基に数値計算モデルを構築し、実機における冷却性評価を行っている。

抄録全体を表示

高レベル放射性廃液の固化処理に用いる直接通電式ガラス溶融炉の運転支援を目的として，ガラス溶融炉内の電位，温度，ガラスの流動および白金族粒子挙動を同時に考慮した数値解析を行った．ガラスに生じる自然対流が炉内の白金族粒子の沈降，堆積挙動に強く影響することが明らかになった．

抄録全体を表示

高レベル放射性廃液の固化処理に用いる直接通電式ガラス溶融炉を対象に，電位，温度，ガラスの流動および白金族粒子挙動を同時に考慮した数値解析を行った．溶融ガラスを炉外へ抜き出す際に，ガラスの流下流量を変化させることによって，炉内に残存した白金族元素の抜き出し特性が変化することが明らかになった．

抄録全体を表示

通常配管内の流体温度は温度計を配管内に貫通させ直接測るが、高速増殖炉「もんじゅ」においてこの方法を用いたため、ナトリウム漏洩事故が起こった。本研究では配管外面に温度計を設置することを想定し、配管外面温度データから逆熱伝導計算法を用いることにより、内部の流体温度をリアルタイムで予測する測定システムの開発を行った。

抄録全体を表示

本研究の目的は、液体噴流に生じた自由界面波を非接触測定する手法の開発である。２本のパルスレーザーを自由界面に交互に照射し、屈折光の変位を光位置検出素子で計測した。これより、接近した２ヶ所における界面傾斜角の時間変動データを得た。さらに、その相互相関関数を解析し、波の位相速度を実験的に評価した。

抄録全体を表示

実機発電プラントの大口径配管の流速分布及び流量を計測するため、超音波ドップラー式流速分布流量計を用いて、多測線同時計測を実施した結果について報告する。

抄録全体を表示

配管外に超音波振動子を設置して配管内瞬時流速分布計測が可能なクランプオン型超音波流速分布計測法は，配管内部になんら加工を施す必要が無く，設置コストの面からも魅力的な流量計測手法である．そこで，本計測手法を用いて原子炉プラント流量計測を視野に入れた金属配管内流量計測手法の確立に向けて，金属配管内の超音波透過挙動の研究を行い，高精度流量計測を目指す．

抄録全体を表示

サーマルストライピングなどの温度変動現象により配管に生じる熱応力を評価し、熱疲労による配管損傷を防止することは重要である。そのために熱流動実験・熱流動数値解析の結果から熱応力評価を行う評価システムの開発を行った。システムの評価例としてナトリウム流動ループによる熱疲労実験を評価し、検証を行った。

抄録全体を表示

サーマルストライピングなどの温度変動現象により配管に生じる熱応力を評価し、熱疲労による配管損傷を防止することは重要である。そのために熱流動実験・熱流動数値解析の結果から熱応力評価を行う評価システムの開発を行った。システムの評価例としてナトリウム流動ループによる熱疲労実験を評価し、検証を行った。

抄録全体を表示

プラント配管における閉塞分岐管では、熱成層面における温度揺らぎ現象に伴い配管構造物に高サイクル熱疲労が生じる場合がある。省令による性能規定化に伴い試験に基づいた評価指針が設けられているが、今回解析による予測・評価手法の確立を目指して、閉塞分岐管滞留部の３次元熱流体解析を実施した。閉塞分岐管への浸入深さへに対する乱流モデルと解析メッシュの影響を評価し浸入深さに関する検討を実施した。

抄録全体を表示

上流に90度ベンドを有するT字配管で、枝配管設置位置が合流部下流側における壁近傍での温度変動特性に与える影響を調べる

抄録全体を表示

経済性向上を図りコンパクト化した原子炉容器をもつナトリウム冷却高速炉における、スクラム時の温度成層化現象の解明と緩和を目的に1/10縮尺水流動試験を実施した。炉内構造物の形状として、炉心上部構造（UIS）に燃料交換機アームを通すために設けた切り込みの有無、UIS外周に設置する多孔胴の有無について、現象に与える影響を温度測定と可視化により明らかにした。切り込みは成層界面の温度勾配を急峻にし、UIS多孔胴はUISより外側の鉛直方向温度勾配を緩和する効果を有することなどがわかった。

抄録全体を表示

日本原子力研究開発機構システム計算科学センターでは、原子力グリッド基盤(AEGIS:Atomic Energy Grid InfraStructure)の研究開発を推進している。本研究開発の目的は、原子力研究の基盤となるグリッド環境の構築である。本研究開発の主要なターゲットの一つとして、原子力プラントのための3次元仮想振動台の構築がある。ここでは、原子力プラントの機器、建屋、基礎、地盤の連成を考慮した数値解析による実条件・実環境下での原子力プラントまるごとシミュレーションを目標としている。本講演では、AEGISの前身にあたるグリッド基盤技術および本技術の3次元仮想振動台のプロトタイプへの適用について述べる。

抄録全体を表示

ここ数年にわたり、原子力プラントの配管破損事故や、長周期地震動による巨大施設の火災などの予期しえなかった事象が相次いで起こった。そのため、原子力プラントなどの社会基盤システムにおいても、安全保守性に対して従来以上に高い信頼性が求められるようになってきている。しかしながら、実際の原子炉や原子力プラントを用いた保全管理実験や経年運転検証実験には膨大な費用と年月が必要であり、また時には高い危険性を伴うこともある。このような現状をふまえ、進展著しい計算科学の力を活用して安全かつ効率的に原子力プラントの保全性評価を行おうという試みがなされるようになってきている。著者らは、将来的な原子力耐震計算情報管制システム構築を見据え、原子力プラント３次元全容シミュレーションの技術開発に取り組んでいる。「３次元仮想振動台」とよんでいる本シミュレーション技術は、原子力プラントの機器、建屋、地盤の連成を考慮した実環境下での原子力プラントまるごと数値シミュレーションを最終目標とする。上記システム構想のもと、「３次元仮想振動台」実現のための一要素技術として、構造物を構成部品の集積体として扱い、部品間の連成を考慮することで巨大施設の全体解析を可能とする技術を提案し、分散並列計算機環境において実装した。本論文では、３次元仮想振動台のシステム概念を示すとともに、組立構造解析法の分散並列環境におけるシステム構築について述べ、数千万自由度を有する原子力プラント冷却系統への適用例を示す。

抄録全体を表示

人工衛星や宇宙探査機の電源として、これまでは化学電池、燃料電池、太陽電池、RI電池が主に利用されてきたが、将来の宇宙開発の高度化、大規模化を考えると、より大きな電力が長期にわたって要求されることは明らかである。本研究では、原子炉の出力密度の高さからくる小型化の容易さ、寿命の長さ等の性質が、深宇宙における電源としての利用に適していると認識し、原子力を利用した有人宇宙船の熱電供給システムについて検討した。

抄録全体を表示

発電所運転員のチーム内コミュニケーション能力向上を目的とした、ゲームによる訓練を実施した。訓練中の発話内容からチームの特性を分析した。

抄録全体を表示

単なるヒューマンファクター（ＨＦ）知識の習得だけではなく、受講者の職場での意識・行動変容を目指して実施されているＨＦ教育について一部教育内容を見直した上で効果測定を実施した。その結果、教育内容の見直しにより受講者に対する教育効果が高まっていることがわかった。

抄録全体を表示

原子力プラントの安全性向上のためには、訓練の質のより一層の向上が望まれている。本研究グループでは、運転訓練プログラムのより一層の効率化を目指して、訓練シナリオの客観的評価方法として、認知工学的複雑度に基づく特徴付けの手法を提案しその基本的な有効性を確認している。本報告では、提案手法の妥当性を評価するために、熟練インストラクタによる主観的評価との整合性について検討を行った結果について述べる。

抄録全体を表示

組織成員を安全の配慮や安全行動へ導く組織環境を安全風土として、1999年から安全風土の質問紙調査をしてきた。その後2002年の東電問題を受けてモラル関連項目を追加するとともに原子力発電所で質問紙調査を実施した。因子分析の結果、「組織の安全姿勢」、「直属上司の姿勢」、「安全の職場内啓発」、「安全配慮行動」、「モラル」、「知識・技能の自信」の6つの要因を抽出した。重回帰分析でこれらの要因間の関係を分析した結果、個人要因である「安全配慮行動」と「モラル」は、組織要因である「組織の安全姿勢」、「直属上司の姿勢」、「安全の職場内啓発」と有意に関係していることが認められた。従って、「組織の安全姿勢」、「直属上司の姿勢」、「安全の職場内啓発」は安全風土の要因と考えられる。

抄録全体を表示

原子力発電所職員の職能を大きく分けると、発電部門、保修部門、管理部門に分類できる。これらの各職能における安全風土の特徴を分析するため主成分分析を実施した。第2主成分は「幹部肯定型」と「職場活動肯定型」の特徴を対比する合成変数であり、第3主成分は「規律型」と「意思疎通型」の特徴を対比する合成変数であると解釈した。この分析結果から、現場業務主体の発電部門は「職場活動肯定型」の特徴があり、机上業務主体の管理部門は「幹部肯定型」であり「規律型」、現場業務も机上業務もある保修部門は「幹部肯定型」であり「意思疎通型」の特徴があることが示された。

抄録全体を表示

　ABWR浜岡５号機は電動式の制御棒駆動機構（ＦＭＣＲＤ）を採用しており、自動出力調整系（ＡＰＲ）による制御棒操作を含めた運転自動化が図られている。ＡＰＲは、制御棒引き抜き開始から定格出力到達までの起動過程を臨界近接、昇温昇圧、発電機並列後の出力上昇といった各段階に分けてサポートしている。臨界近接から昇温昇圧過程においては、炉心の反応度変化を核計装で検知し、過大な反応度が投入されることのないように適切に制御棒を操作しながら、定められた温度上昇率で炉心を昇温昇圧する。また、発電機並列後の出力上昇時には、ＡＰＲのサブシステムである熱的制限監視装置（ATLM）によって、線出力密度（LHGR）や限界出力比（CPR）といった熱的制限を守りながら、制御棒または再循環ポンプ（ＲＩＰ）を自動操作して、プラントを定格出力に到達させる。これら自動機能を利用した起動および出力上昇は順調に行われ、運転員の負担を軽減しながら高速起動を実現した（第２サイクルの発電機並列から定格電気出力到達までの所要時間は１２時間５０分）。

抄録全体を表示

本研究ではニューラルネットワークを用いて反応度を監視し、異常を早期に発見することを目的としている。HTTRへの適用を検討した。

抄録全体を表示

原子炉の動特性モデリングに用いられるニューラルネットワークを利用して、PWR型原子炉の異常診断を行う。

抄録全体を表示

プラントの信頼性向上のため、プラントの異常時に運転員の監視判断を支援するシステムを開発しており、開発したシステムを新型中央制御盤に組み込み、実機プラントへの導入を検討した。

抄録全体を表示

新型中央制御盤に組み込んだ異常時・事故時運転支援システムについて、実機プラントへの導入に際し知識データベースと検証方法を検討した。

抄録全体を表示

近未来の運転員支援システムの一形態として提案しているコオペレータのための、対話的支援情報表示インタフェースを検討した。ここでは、対応操作効果に関するコオペレータの推論結果を、対話的に詳細度を変更して表示するインタフェースを考察し、プロトタイプシステムの構築を行った。

抄録全体を表示

革新炉機器に対するリスク評価に基づく構造設計秘術を開発するための一環として、き裂進展評価モデルの開発を進め、特に熱応力下や熱・機械荷重重畳状態で非弾性変形の影響も含めて高精度に評価できるモデルを構築した。

抄録全体を表示

構造物モデル試験体を用いた繰り返し熱応力条件、一次応力＋繰り返し熱応力条件での疲労き裂伝播試験を実施し，き裂進展評価法の妥当性を検証する。

抄録全体を表示

革新炉のリスクベネフィット設計技術の開発に必要な、信頼性評価モデルを構築した。

抄録全体を表示

本研究で開発した信頼性評価コードを用いて、ナトリウム冷却炉、ヘリウムガス冷却炉および超臨界水冷却炉など実機革新炉の原子炉容器の信頼性評価を実施し、それの適用と合理化によって得られた経済性向上効果及び既往構造設計基準の合理化効果について報告する。

抄録全体を表示

信頼性及び経済性向上のためにリスクベネフィト設計技術の実現を目指している。ここではその概念を紹介する。

抄録全体を表示

使用済み燃料の中間貯蔵方式のうち、ボールト貯蔵の浅地下貯蔵の施設概念を提示し、従来概念である地表貯蔵方式との比較などを行なう。シリーズ投稿のその１とする。

抄録全体を表示

使用済燃料をボールト貯蔵方式で浅地下に貯蔵する貯蔵施設について、急斜面地形/硬質岩サイトの地下空洞に設置する施設となだらか斜面地形/軟質岩サイトを開削して設置する施設について検討した。本報では施設計画について紹介する。

抄録全体を表示