平成１７年度採択課題
 革新技術創出型研究開発（革新的原子炉技術）
| No. |
研究開発課題名 |
| 研究代表者 |
所属機関* |
開発期間（年） |
| 概要 |
| 1 |
新技術を活用した高速炉の次世代安全解析手法に関する研究開発 |
| 越塚 誠一 |
東京大学 |
5 |
| 燃料溶融を伴う高速増殖炉（FBR）の炉心損傷事故（CDA）時の炉内挙動を高精度で解析するため、炉心物質の相変化（蒸発／凝固、溶融／固化）を伴う複雑な多成分多相流の熱流動現象を取り扱えるグリッドレスなラグランジェ手法（MPS法）に基づく革新的な数値解析手法を開発する。本研究開発では、構成式に依存しない新しい計算科学（MPS法等）に基づく解析技術を既存実験を用いて検証しつつ、最終的にマクロコードを補完的に利用して境界条件を設定することによりCDAにおける物理現象に適用し、検証することで汎用的な安全解析用個別現象詳細解析コードを開発する。これにより、FBRの安全評価に適用することで、CDAが再臨界に至ることなく終息する事故事象として推移するか否かを大きな確度を持って実証することが可能となる。
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| 2 |
軽水冷却スーパー高速炉に関する研究開発 |
| 岡 芳明 |
東京大学 |
5 |
| 原子炉内冷却水を超臨界状態にすることで水冷却材の有する諸特性を大幅に改善し、発電系を含めた原子炉システム全体の簡素化・コンパクト化を実現することで高速炉のコストを大幅に低減できる可能性のある超臨界水冷却高速炉の実用化を目標としている。本研究開発では、貫流型プラント概念設計検討、炉心熱流動試験ならびに燃料被覆管の開発を実施することにより、超臨界水冷却高速炉の実現のための次段階で予定される詳細設計や実証試験のためのデータベースを構築する。
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| 3 |
レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究 |
| 青山 卓史 |
核燃料サイクル開発機構 |
5 |
| 分析対象の原子のみをレーザ光により選択的に共鳴励起・イオン化させて質量分析するレーザ共鳴イオン化質量分析方法（RIMS）により、短時間内で極微量のナトリウム漏えいを高精度で探知できる検出技術を確立する。本研究では、放射化Na（22Naあるいは24Na）分析用のRIMS装置を試作し、「常陽」の１次冷却系から採取した放射化固体ナトリウム試料をエアロゾル化して分析試験を行うことによりRIMSの放射化ナトリウムの検出性能を評価する。これにより、高速炉プラント冷却系配管からの極微量のナトリウム漏えいを迅速かつ高感度で検出でき、プラントの安全性確保を担保する有効な探知技術として実用化を目指す。
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| 4 |
高強度パルス中性子源を用いた革新的原子炉用核データの研究開発 |
| 鬼柳 善明 |
北海道大学 |
5 |
| キュリウム（Cm）等のマイナーアクチノイド（MA）含有燃料を用いる革新的高速炉システムの核設計や安全性評価に不可欠なMA核種の高精度核データの取得を目指す。本研究では、現在建設中で世界最高の中性子強度を誇る大強度陽子加速器施設（J-PARC）に中性子核反応実験用ビームラインと新たに開発する全立体角ゲルマニウムスペクトルメータ等から構成される中性子核反応実験装置を据え付け、データのほとんど存在しない244Cm等の中寿命核種や環境負荷の高い長寿命核分裂生成物の核データを測定する。これにより、高精度の核データを構築するとともに高感度解析コードシステムを開発し、MAを含む革新的高速炉システムの設計に資する。
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| 5 |
原子力システム高効率化に向けた高耐食性スーパーODS鋼の開発 |
| 木村 晃彦 |
京都大学 |
5 |
| 鉛ビスマス冷却高速炉や超臨界圧水冷却高速炉等の次世代原子力システムの重照射、高温、高腐食性環境下に耐える革新的な燃料被覆管材料として、高温強度、耐照射性ならびに耐食性をも飛躍的に向上させた高クロム酸化物分散強化型（ODS）鋼の開発を行う。本開発では、ナノ・メゾ組織制御によるODSフェライト鋼の合金設計・製造プロセスの改良、超臨界水中ならびに鉛ビスマス中の耐食性試験、燃料との共存性試験、照射試験ならびに実用化に向けた加工プロセス技術開発を行い、次世代原子力システムの燃料被覆管として700℃、250GWd/tの高燃焼度利用が可能なスーパーODS鋼の開発を目指す。
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| 6 |
ナノテクノロジによるナトリウムの化学的活性度抑制技術の開発 |
| 荒 邦章 |
核燃料サイクル開発機構 |
5 |
| ナトリウム中に超微粒子（ナノ粒子）を分散させ、ナノスケール領域で生じる原子間相互作用により液体ナトリウム自身の水との化学的活性度を抑制することで、ナトリウム冷却高速増殖炉におけるナトリウム−水反応に起因するナトリウム冷却材の潜在的危険性を低減させることを目標とする。本開発では、最適ナノ粒子の製造技術を確立するための製造試験や水反応試験によるナノ流体の反応抑制効果の試験評価や反応抑制メカニズムの解明ならびにナノ流体の特性を生かした原子炉プラント概念の検討を行う。これにより、より高い安全性と経済性を実現し得る革新的なナトリウム冷却型高速増殖炉システムの実用化概念を提示する。
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| 7 |
先進複合材コンパクト中間熱交換器の技術開発 |
| 小西 哲之 |
京都大学 |
5 |
| 異なる冷却材（ヘリウム、液体金属、超臨界水、超臨界炭酸ガス等）間での熱交換を可能とする高温強度、耐食性の優れたセラミックス製コンパクト中間熱交換器の要素機器開発を行う。本技術開発では、高熱伝導性繊維で構造強化された炭化ケイ素材料の接合技術を背景に微細なフィン付き伝熱板を積層するプレートフィン型コンパクト熱交換器要素を試作する。また、試作体の伝熱、耐久性、水素透過性等の要素性能試験や実用化のための非破壊技術試験と1/10スケールダウンモデルによる総合性能試験を実施する。これにより、原子炉側と発電系側とを中間熱交換器を介して接続する間接サイクル発電システムにおいて、異なる冷却材の自由な組み合わせによる最適化が可能となり、革新的原子力発電システムの高効率発電技術の実現に資する。
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| ※所属機関は申請時のもの。 |
