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損傷原子炉想定環境下にあるケーブル絶縁体の劣化メカニズム探索研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04459
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関鹿児島工業高等専門学校

研究代表者

樫根 健史  鹿児島工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (60332110)

研究分担者 田村 文裕  長岡工業高等専門学校, 電気電子システム工学科, 助教 (10804693)
菊池 崇志  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (30375521)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード放射線計測 / 部分放電 / 絶縁体材料劣化 / パルス放射線 / 材料劣化
研究開始時の研究の概要

福島第一原子力発電所の廃炉作業を加速するために、原子炉内に投入されるロボット等に使用されるケーブルが、海水や放射線によりどのような影響を受けるかを調査し、これらの影響を最小限にするための方策を見出すことを目的とした研究である。

研究成果の概要

パルス電子ビーム照射により発生する放射線の空間分布について、デジタルカメラを利用する新たな計測手法による計測・分析、および数値シミュレーションによる評価を行い、良好な相関が得られるとともに、発生する放射線の線種を同定することができた。
損傷原子炉内の温度・湿度環境を再現するための実験環境を構築し、この環境下においてエナメル絶縁体の劣化状況を調査した。この結果、高温・高湿度の環境において、部分放電開始電圧の低下がみられ、絶縁体の劣化に影響を及ぼすことが示唆された。また、試料へのβ線照射による絶縁体の劣化状況について調査し、放射線の照射が絶縁体の劣化に大きく影響することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、損傷した福島第一原子力発電所の炉心内部を想定した高温・高湿度および放射線環境において、ケーブル絶縁体がどのような影響を受けるかを調査・探求するものである。この研究成果は、損傷原子炉に投入される廃炉ロボット開発に寄与すると共に、将来に向けた放射線発生デバイス開発や放射線防護材料の創生など、多くの波及効果をもたらすものである。また、福島原発の廃炉作業の一助となり、福島の早期復興に貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation for Pulsed Radiation Source Generated by Electron Beam Irradiation Using Intense Pulsed Power Generator2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuka Fujita, Kenji Kashine, Hideki Tenzo, Kazumasa Takahashi, Toru Sasaki, Takashi Kikuchi
    • 雑誌名

      日本シミュレーション学会論文誌

      巻: 13 号: 2 ページ: 66-72

    • DOI

      10.11308/tjsst.13.66

    • NAID

      130008071152

    • ISSN
      1883-5031, 1883-5058
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 原子炉内環境模擬のための大強度パルスパワー発生装置により発生する放射線の線量率評価2022

    • 著者名/発表者名
      角凌佑,菊池崇志,佐々木徹,高橋一匡,樫根健史,斎藤栄輔,田村文裕,内田雄大
    • 学会等名
      令和4年(第32回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パルス大強度相対論的電子ビーム照射によるラムダファージの感染能の喪失2022

    • 著者名/発表者名
      森 壮流,西村泰介,高橋一匡,佐々木徹,菊池崇志,今田 剛
    • 学会等名
      電気学会 放電・プラズマ・パルスパワー研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NaCl水溶液へのパルス大強度相対論的電子ビーム照射によるOHラジカル生成量の算出2022

    • 著者名/発表者名
      長谷川 聡一,Kladphet Thanet,高橋 一匡,佐々木 徹,菊池 崇志,今田 剛
    • 学会等名
      第19回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大強度パルスパワー発生装置ETIGO-IIで生成したアブレーションプラズマの分光温度計測系の構築2022

    • 著者名/発表者名
      林莉央,田村文裕,斎藤徹,吉原慎二,荒井誉麗,角凌佑,佐々木徹,菊池崇志,樫根健史,高橋一匡
    • 学会等名
      令和4年(第32回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パルス大強度相対論的電子ビームの運動エネルギー計測~はじき出し損傷を誘起できる電子の割合~2022

    • 著者名/発表者名
      岡村柊冶,菊池崇志,佐々木徹,高橋一匡,今田剛,末松久幸
    • 学会等名
      令和4年(第32回)電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] パルス大強度相対論的電子ビームの発散角計測系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      中野竜也、菊池崇志、佐々木徹、高橋一匡、今田剛
    • 学会等名
      第18回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス大強度相対論的電子ビーム照射の線量と動物プランクトンの不活化の関係2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木千尋、菊地崇志、佐々木徹、高橋一匡、本田匠、松田朝陽、山内涼太、今田剛
    • 学会等名
      第18回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 水蒸気環境が電気モータ巻線の部分放電発生に与える影響評価2021

    • 著者名/発表者名
      松下琢海, 樫根健史
    • 学会等名
      電気学会九州支部高専研究講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 大強度パルスパワー発生装置を用いた通電加熱によって生成したWarm Dense Matterの実験と数値解析を組み合わせた温度計測の検討2020

    • 著者名/発表者名
      宮本泰成, 鵜山博也, 田村文裕, 菊池崇志, 佐々木徹, 高橋一匡, 樫根健史, 江偉華, 徳地明
    • 学会等名
      第37回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 大強度パルスパワー発生装置を用いた通電加熱型Warm Dense Matter生成実験のための放射・熱伝導数値解析による放射スペクトルの検討2020

    • 著者名/発表者名
      鵜山博也, 宮本泰成, 菊池崇志, 佐々木徹, 高橋一匡, 田村文裕, 樫根健史
    • 学会等名
      第37回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高速点火慣性核融合用材料のWarm Dense Matter物性評価のためのサーマルガンへの投入エネルギー密度取得に向けた容量分圧型電圧測定器の検討2020

    • 著者名/発表者名
      服部司真, 田村文裕, 樫根健史, 高橋一匡, 佐々木徹, 菊池崇志, 徳地明, 江偉華, 藤岡慎介, 佐野孝好
    • 学会等名
      第37回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] パルス通電加熱によって生成したWarm Dense Matterの数値解析を用いた到達温度の推定2020

    • 著者名/発表者名
      宮本泰成, 鵜山博也, 田村文裕, 菊池崇志, 佐々木徹, 高橋 一匡, 樫根健史
    • 学会等名
      第30回電気学会東京支部新潟支所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on temperature measurement by numerical simulation with experimental observation in warm dense matter generation with discharge heating by intense pulsed power generator2020

    • 著者名/発表者名
      Taisei MIYAMOTO, Hiroya UYAMA, Takashi KIKUCHI, Toru SASAKI, Kazumasa TAKAHASHI, Fumihiro TAMURA, Kenji KASHINE, Weihua JIANG, Akira TOKUCHI
    • 学会等名
      The 5th International Conference on “Science of Technology Innovation” 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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