核燃料製造プロセスにおいて、GPU(Graphic Processing Unit)を用いて離散要素法シミュレーションの高速化に 関する研究を行った。本体系において、CPUとGPUの解析速度および計算精度を比較した。GPUによる並列計算によ り、CPUに比べて10倍以上の高速化を実現できた。また、両者の計算精度がほとんど同じになることを確認した。

抄録全体を表示

液滴衝撃エロージョンによる配管減肉のメカニズムを調べるため、粒子法を用いて単一液滴が壁面に衝突する２次元のシミュレーションをおこなった。液滴の速度によって壁面の圧力が影響を受ける様子を解析することができた。

抄録全体を表示

多孔質体の異方性を考慮したフォルクハイマー・ブリンクマン・ダルシー・モデルに対するLBMを提案する．異方性多孔質体内の自然対流解析を行い，ヌセルト数について，他の数値計算結果と比較検証する．

抄録全体を表示

ガス巻込みの直接評価が可能な高精度気液二相流数値解析手法の開発を行っている．本研究では，ガス巻込みを発生させる渦を詳細に捕えることを目的として局所的に詳細な格子分割が可能な2次元非構造解適合格子の開発と検証を行った結果を報告する．

抄録全体を表示

本研究の目的は、数値解析によって沸騰時の伝熱特性やその詳細なメカニズムを解明するための沸騰・凝縮モデルを構築することにある。本報では混相流数値解析手法であるMARSを用いたサブクール・プール沸騰の気泡成長過程に着目した数値解析を行い、別途実施された可視化実験結果や既存の理論式との比較を行った。

抄録全体を表示

低除染燃料や非均質型燃料の相状態および照射挙動評価に関する基礎的なデータ取得の一環として、H₂O/H₂ガス平衡およびO₂ガス希釈を用いた熱重量分析により(Pu,Am,Nd)O_2-xの酸素ポテンシャルを測定した。

抄録全体を表示

LuをドープしたUO2を調製し、熱重量分析法により酸素不定比を決定した。他の希土類元素をドープしたUO2との比較を通じて、UO2酸素亜定比に与える希土類元素の違いの影響を考察した。

抄録全体を表示

MA酸化物燃料の開発において、MA含有酸化物の熱物性を取得することは燃料の挙動評価を行う上で必要不可欠である。本研究では、その一環として、PuO₂の比熱測定を行い、これまでの文献値と比較検討したほか、AmO₂の熱拡散率、比熱測定を行い、AmO₂の熱伝導率を評価したのでこれについて報告する。

抄録全体を表示

UO2燃料中でのU及びOイオンの拡散挙動を分子動力学法を用いて解析した。粒内／粒界での拡散挙動の違いに着目し、拡散係数を評価した。計算手法においては、異なる原子間ポテンシャルを比較した。

抄録全体を表示

マイナーアクチノイド核変換用燃料の基礎データ整備のため、Am系酸化物のXANES測定を進めている。このうち、基礎となるAmO₂とAm₂O₃のXANESでは、異なった微細構造を示した。両者の微細構造の原因を明らかにするとともに、その結果に基づいて電子構造の検討を行った。

抄録全体を表示

新規燃料被覆管として期待されるZr-Nb合金の基礎物性について調べるため、実用化で想定されるよりも高いNb含有量を持つ試料を作製し、相状態を調べるとともに、熱物性および機械的性質を評価した。

抄録全体を表示

使用済燃料の地層処分において環境への負荷を軽減するために、使用済燃料中に含まれるマイナーアクチノイドや長寿命放射性核種を選択的に分離し、加速器等により安定核種や短寿命放射性核種に変換する分離変換技術を取り込んだ核燃料サイクルが検討されている。その核変換処理用燃料の一候補として窒化物が挙げられており、アクチノイド窒化物の熱物性等の基礎データの拡充が求められている。その中で燃料中のアクチノイドの酸化還元挙動を把握することは重要であり、酸化還元挙動に関係する結晶の電子構造解析が望まれているが、実験により解析することは非常に困難である。本研究では第一原理計算によるアクチノイド窒化物の電子構造の解析結果について報告する。

抄録全体を表示

微小サイズに絞られた放射光Ｘ線を用い、目的元素の吸収端前後の強度を２次元スキャン測定することで、混合塩化物中の元素の２次元分布を調べた。さらに、分布をもとにして、狙い定めた微小領域の吸収スペクトルを取得した。これらの試験測定により、電解浴を想定した混合塩化物中に目的元素が「どのような性質で、どのように分布しているか？」を調べることを可能にした。

抄録全体を表示

PWR使用済燃料からの回収ウランの再濃縮による再生燃料と、回収ウランあるいは減損ウランと回収プルトニウムのMOX燃料の燃焼特性と物質・エネルギー収支をSRACによる核特性計算解析および濃縮カスケード計算解析に基づいて検討し、軽水炉および高速増殖炉サイクルにおける、回収ウラン・回収プルトニウムの利用効率を評価した。

抄録全体を表示

二酸化セリウム中の酸素イオンフレンケル対（ＦＰ）挙動を分子動力学法によって調べた。１対のＦＰを導入した結果、酸素イオンは<100>方向に移動しやすいことがわかった。また、複数のＦＰを導入すると、二酸化セリウムの(111)面の酸素層と酸素層との間に酸素イオンがクラスターを形成することがわかった。

抄録全体を表示

MOX燃料中に不純物として混入するSiの相状態を調べるために、PuO2-SiO2反応試験を行った。PuO2-SiO2混合粉末を試験試料とし、酸素分圧をパラメータとして1350℃で熱処理を行った。PuO2-SiO2混合粉末は低酸素分圧の雰囲気で熱処理を行うことにより(Pu,Si)酸化物を形成することがわかった。

抄録全体を表示

U-Pu-Zr三元系金属燃料では、照射中の温度勾配下でUやZrが再分布することが知られている。報告者らは、多成分系が温度勾配にある時の物質分布が、系を複数個に分割して得た各領域が有する自由エネルギーの総和が最小となる事で決定されるモデルを構築した。本モデルを三元系金属燃料に適用し、物質分布について妥当な解析結果を得た。

抄録全体を表示

ＪＮＥＳでは、高速炉の炉心損傷解析コードの整備を行っている。その一環として、起因過程の燃料挙動について、軽水炉用燃料挙動解析コード FEMAXI-6コードの高速炉燃料解析への適用性について検討を開始した。

抄録全体を表示

簡素化ペレット法で要求される溶液混合時のPu富化度調整精度について、転換施設の運転データから実機における送液精度及びPu富化度調整精度の評価を行い、モックアップ設備を用いたコールド試験との比較を行った。

抄録全体を表示

核変換用マイナーアクチノイド高含有燃料の製造技術開発の一環として、超ウラン元素窒化物を模擬したDyN粒子をTiN母材に分散させた模擬燃料ペレットを調製し、DyN粒子径と含有率による製造性（母材密度、均質分散性）及び熱伝導率への影響を調べた。

抄録全体を表示

超臨界水を利用した燃料調製を提案する。このプロセスにて得られるウラン酸化物UO2+xの結晶性、粒径を様々な条件下で評価した。

抄録全体を表示

超臨界水を利用する核燃料製造において、蛍石構造をとるCeO2をモデル物質として検討している。流通式超臨界水熱合成装置を用いてCeO2の調製を行い、生成物の形状と粒径について検討を行った。

抄録全体を表示

「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環として、Gd含有Zr水素化物、Zr水素化物、Gd水素化物を作製し、その物性測定を実施した。

抄録全体を表示

ハフニウム水素化物は新規な高速炉用中性子吸収材料として期待されている。しかしながら、温度上昇による水素の放出や制御棒内の温度勾配による水素の拡散により、水素化物中の水素濃度が変化し、機械、熱および電気等の特性の変化が生じる。これらの物性値の水素濃度依存性を理解することは、水素化物中性子制御棒の設計において極めて重要である。本研究では、機械的特性に注目して、水素濃度の異なるハフニウム水素化物(HfH1.13～2.02)試料を作製し、ビッカース硬さ、弾性率およびヤング率等を測定すると共に、第一原理計算により電子状態に対する水素濃度の効果について調べた。その結果、機械的特性の水素濃度依存性は、水素結合に伴うHf-Hf間の電子密度の変化が大きく関わることを明らかにした。

抄録全体を表示

「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環としてハフニウム(Hf)水素化物ペレットの熱サイクル試験及び温度急昇試験を行い、温度過渡時の特性及び健全性を調べた。本報告は、特別会計に関する法律（エネルギー対策特別会計）に基づく文部科学省からの受託事業として、国立大学法人東北大学が実施した平成19年度「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の成果です。

抄録全体を表示

「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環として、板材および管材を用いた水素透過防止用コーティング（酸化およびスーパーカロライジング処理）の高度化を進め、水素透過低減性能を確認した。

抄録全体を表示

「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環として、ハフニウム水素化物中性子吸収体の高温ナトリウム(Na)による腐食特性（共存性）を調査した。

抄録全体を表示

「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する技術開発」の一環として、高速実験炉「常陽」を用いた水素化物中性子吸収材及び水素透過防止用コーティングを施した被覆管材料の照射試験及び照射後試験を実施した。本報告では、照射条件評価の結果と、EPMAの分析結果を報告する。

抄録全体を表示

「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環として、高速炉用中性子吸収材として開発された水素化物（ハフニウム水素化物、ガドリニウム含有ジルコニウム水素化物）に関し、高速実験炉「常陽」で照射試験が行われた。その後、常陽から取り出された試料について原子力科学研究所の燃料試験施設に受け入れ、照射後試験を実施した。本報告では、当施設で実施した照射後試験の概要、重量測定、X線回折結果を報告する。

抄録全体を表示

水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環として、高速炉用中性子吸収材として開発された水素化物（ハフニウム水素化物、ガドリニウム含有ジルコニウム水素化物）に関し、高速実験炉「常陽」で照射試験が行われた。その後、常陽から取り出された試料について原子力科学研究所の燃料試験施設に受け入れ、照射後試験を実施した。本報告では、当施設で実施した熱拡散率測定結果を報告する。

抄録全体を表示

　ふげんや高燃焼度の使用済燃料より回収したプルトニウムを含むMOX粉末の外運搬における熱的な影響を評価するため、輸送容器中に発熱量の異なるMOX粉末を配置した際の経時変化ならびに発熱量予測を行った。

抄録全体を表示

貯蔵および処分時の使用済燃料棒の機械的特性を評価するためには、使用済燃料ペレットの寸法変化を把握することが重要であることから、その寸法変化を予測した。そこで、今回、燃料ペレット片と被覆管のギャップを評価するとともに、使用済燃料棒の潜在的なペレット－被覆力学相互作用（Pellet-Clad Mechanical Interaction, PCMI）を考察する。

抄録全体を表示

長期保管されたMOXぺレットは自己照射により格子欠陥が蓄積し、熱伝導率が低下している。本試験では、製造後約15年間保管した燃料を用い熱処理温度をパラメータにして熱伝導率を測定し熱回復現象について評価した。 その結果、熱処理温度の上昇に従って熱伝導率が回復し、1200℃での熱処理によって熱伝導率がほぼ回復することが示された。

抄録全体を表示

「低除染酸化物燃料サイクルの成立を指向した多元系燃料の物性研究」の一環として、(Sr,Ba)-Mo-O系複合酸化物の熱伝導率解析を実施した。

抄録全体を表示

次世代軽水炉燃料としてUO2燃料に少量の酸化エルビウム（UErO1.5）を加えた燃料が研究されている。我々はErとイオン半径が近く、質量数が異なるYに注目し、Y含有UO2の熱物理的性質に関する測定を実施した。

抄録全体を表示

プルトニウムのβ崩壊にともないMOX燃料中にはAmが含有する。MOXの酸素ポテンシャルへのAmの影響について1200°C、1300°C及び1350°Cの温度に対して評価を行った。すべての温度に対して2.4%Amを含んだ試料ではMOXに比べて酸素ポテンシャルがわずかに高くなった。

抄録全体を表示

原子炉圧力容器鋼の高照射量領域における照射脆化予測に関し、ＪＮＥＳとして２００５年から６ヵ年計画で実施中であり、そのプロジェクトの概要を発表する。なお、本発表は６件からなるシリーズ発表の１番目である。

抄録全体を表示

原子炉圧力容器鋼の高照射量領域の照射脆化予測に関するプロジェクトにおいて実施した微視的組織観察結果の詳細と共に機械的特性との相関について報告する。本件はシリーズ発表である。

抄録全体を表示

原子炉圧力容器鋼の，照射に伴う溶質原子クラスター内の元素分布の変化について報告する。

抄録全体を表示

原子炉圧力容器鋼の照射脆化の要因の1つと考えられているマトリックダメージの有力な候補である転位ループを透過型電子顕微鏡（TEM)で観察した結果について述べる。

抄録全体を表示

高照射量領域まで中性子照射された原子炉圧力容器鋼の粒界分析を行い、リン等の粒界偏析濃度の中性子照射による変化を明らかにした。この結果と延性脆性遷移温度の関係を検討するとともに、リンによる粒界強度の低下メカニズムの理論解析を行った。

抄録全体を表示

加圧熱衝撃(PTS)時の容器の構造健全性は、PTSに関連する重要な因子、すなわち破壊靱性、脆化予測式、想定き裂、PTS事象を考慮して評価される。本報告では、原子炉圧力容器破損確率解析コードPASCAL2を用いて、米国の手法等を参考に前記の因子に関する破損確率の試計算を行い、破損確率に及ぼす影響を評価した。また、決定論的評価手法における裕度の設定方法に関して、PFM解析におけるいくつかの変数についての感度解析を行った結果を示す。

抄録全体を表示

圧力容器溶接部の健全性評価法の規格・基準化に関する技術開発として、不純物濃度の異なる圧力容器鋼の溶接部の延性脆性遷移挙動を微小試験片により調査し、その試験片サイズ依存性を検討した。

抄録全体を表示

3次元アトムプローブとTEMによりイオン照射したFe基モデル合金のミクロ組織を調べ、溶質原子クラスタと転位ループ形成に対するMn、Ni、Si、Cuの個別元素の影響を検討する。

抄録全体を表示

軽水炉燃料被覆管について3次元アトムプローブ法および透過型電子顕微鏡を用いた微細組織観察を行い、被覆管中の金属析出物の微細組織と微量成分元素の分布を明らかにした。

抄録全体を表示

炉内の燃料被覆管腐食挙動の検討に資するため、各種腐食条件下でZr基合金の炉外腐食試験を実施し、結果を炉内腐食データと比較した。水素吸収挙動に関する検討の結果、LiOH水溶液中腐食試験結果と炉内挙動とは、比較的良い相関が見られた。同条件中の腐食挙動について、速度則に関する検討等を実施した。 *本発表は、同セッションに申し込みの宇根勝己による「Zr基合金の酸化膜特性評価　－水素吸収挙動との関連－」と関連性が強いので、本発表を、宇根による左記発表の前の順番にして頂ければ幸いです。

抄録全体を表示

Zr基合金の水素吸収挙動と酸化膜諸特性との関連性を、特に合金中のFe濃度に着目して調べた。評価項目は、微細組織・微細クラック：FE-SEM、合金元素固溶・析出：EPMA、結晶構造：ラマン分光、元素濃度分布：SIMS等である。その結果、格子欠陥構造や結晶構造に依存したZrO2酸化膜中へのFeの固溶が水素吸収率の低下と強く結びついていることが判明した。 （受付番号100317「Zr基合金の炉外腐食試験における腐食・水素吸収挙動に関する検討」に引き続いて本発表を行いたい）

抄録全体を表示

Zr合金酸化膜のカソードルミネッセンススペクトルを測定し、腐食挙動との相関を検討した。酸化膜中に固溶しているSn濃度が高いほど発光強度が強く、またFe、Cr濃度が高いほど発光強度が弱い傾向が確認された。

抄録全体を表示

単軸引張りによるZr合金の水素化物応力再配向試験を行ない、熱処理条件が再配向特性に及ぼす影響を評価した。

抄録全体を表示

0.1/0.2/0.4Fe-Zry2を高温水中での水素吸収率は高Fe化により改善した．高Fe-Zry2の酸化皮膜／母材の界面層は，低Fe-Zry2と比べると，正方晶ZrO2/単斜晶ZrO2比が高い．高分解能TEM観察にて，界面層での腐食の進行に伴う母材α-Zr→単斜晶ZrO2→正方晶ZrO2のプロセスが観察され，高Fe-Zry2と低Fe-Zry2の酸化皮膜／母材界面構造の違いが裏付けられた．

抄録全体を表示