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トリチウム生産用高温ガス炉への最適リチウム装荷法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25630421
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 核融合学
研究機関九州大学

研究代表者

松浦 秀明  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50238961)

研究分担者 片山 一成  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (90380708)
連携研究者 後藤 実  日本原子力研究開発機構, 原子力水素・熱利用研究センター, 研究副主幹 (60414546)
中川 繁昭  日本原子力研究開発機構, 原子力水素・熱利用研究センター, 研究主幹 (40414544)
研究協力者 中屋 裕行  
久保 光太郎  
川本 靖子  
高良 和樹  
長住 達  
牛田 博貴  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード高温ガス炉 / トリチウム / リチウム装荷法 / 核融合炉 / 被覆粒子 / トリチウム透過係数 / リチウム装荷用ロッド / 核融合炉燃料
研究成果の概要

トリチウム生産用高温ガス炉への最適なリチウム装荷法を検討した。リチウム装荷域からのトリチウム流出を低減し、トリチウムをできだけ多く生産する観点から、ロッド状のリチウム装荷法を提示した。アルミナ管を用いて水素透過実験を行い、アルミナのトリチウム透過係数を評価した。高温ガス炉ガスタービン発電システムGTHTR300を想定したモンテカルロ中性子輸送解析の結果、180日の運転で、最大500 g程度のトリチウムを生産し、冷却材領域への流出は4-5 gとなることが示された。過去のデータに基づく解析から、ジルコニウムを用いることで、流出量をさらに1/10~1/100に低下できる可能性があることが示された。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Core Configuration of A Gas-Cooled Reactor as A Tritium Production Device for Fusion Reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Nakaya Hiroyuki, Hideaki Matsuura, Yasuyuki Nakao, Satoshi Shimakawa, Minoru Goto, Shigeaki Nakagawa, Masabumi Nishikawa
    • 雑誌名

      Nuclear Engineering and Design

      巻: 271 ページ: 505-509

    • DOI

      10.1016/j.nucengdes.2013.12.023

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tritium Production Method for The Demo Fusion Reactor by Using The High-Temperature Gas-Cooled Reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Nakaya, Hideaki Matsuura, Kazunari Katayama, Minoru Goto, Shigeaki Nakagawa, Keniji Tobita, Yuji Someya, Makoto Nakamura
    • 雑誌名

      Plasma Conf 2014 CD-ROM

      巻: -

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Evaluation of Tritium Production Rate in a Gas-Cooled Reactor with Continuous Tritium Recovery System for Fusion Reactors2013

    • 著者名/発表者名
      H. Matsuura, H. Nakaya, Y. Nakao, S. Shimakawa, M. Gotob, S. Nakagawab, M. Nishikawa
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 88 号: 9-10 ページ: 2219-2222

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2013.05.022

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた初期核融合炉用トリチウム生産法の検討―Li濃縮によるトリチウム閉じ込め性能の改善―,2015

    • 著者名/発表者名
      中屋裕行, 松浦 秀明, 片山 一成, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会「2015年春の年会
    • 発表場所
      茨城大学日立キャンパス
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いたトリチウム生産法の検討~炉型 (運転方法 運転方法 )と生産性能の関係~2014

    • 著者名/発表者名
      川本靖子, 松浦 秀明, 中屋裕行, 片山 一成, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部第33回研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2014-12-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study on Operation Scenario of Tritium Production for Fusion Reactor Using High Temperature Gas-Cooled Reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Kawamoto, Hiroyuki Nakaya, Hideaki Matsuura, Kazunari Katayama, Minoru Goto, Shigeaki Nakagawa
    • 学会等名
      21st Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy
    • 発表場所
      Anaheim, USA
    • 年月日
      2014-11-09 – 2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Tritium Confinement Performance of Alumina and Zirconium with Tritium Production in a High-Temperature Gas-Cooled Reactor for Fusion Reactors2014

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Katayama, Hiroki Ushida, Hideaki Matsuura, Satoshi Fukada, Minoru Goto, Shigeaki Nakagawa
    • 学会等名
      21st Topical Meeting on the Technology of Fusion Energy
    • 発表場所
      Anaheim, USA
    • 年月日
      2014-11-09 – 2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いたトリチウム生産のためのLi装荷用ロッド構造の検討2014

    • 著者名/発表者名
      中屋裕行, 松浦 秀明, 片山 一成, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年秋の大会」
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルミナにおける水素透過挙動2014

    • 著者名/発表者名
      牛田博貴, 片山 一成, 松浦 秀明, 深田 智, 下反元貴, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年秋の大会
    • 発表場所
      京都大学吉田キャンパス
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた初期装荷トリチウム調達法2014

    • 著者名/発表者名
      松浦秀明
    • 学会等名
      BA原型炉設計及び安全性に係る合同会合
    • 発表場所
      JAEA 国際核融合エネルギー研究センター
    • 年月日
      2014-07-30 – 2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討 (1)生産性能2014

    • 著者名/発表者名
      松浦秀明, 中屋裕行, 久保光太郎, 川本靖子, 片山 一成, 中尾 安幸, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年春の年会」
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討 (2) 生産工程と安全性2014

    • 著者名/発表者名
      後藤実, 中川繁昭, 松浦 秀明, 中屋裕行, 片山 一成
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年春の年会」
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討 (3)Li装荷方法の最適化2014

    • 著者名/発表者名
      中屋裕行, 松浦 秀明, 片山 一成, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年春の年会」
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討 (4)トリチウム閉じ込めと環境安全性2014

    • 著者名/発表者名
      片山 一成, 牛田博貴, 松田将平, 下反元貴, 深田 智, 松浦 秀明, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会「2014年春の年会」
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 核融合炉用トリチウム生産を想定した高温ガス炉へのLi化合物装荷方法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      中屋裕行, 松浦 秀明, 片山 一成, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 九州・沖縄・山口支部「第17回 支部大会」
    • 発表場所
      佐世保高等専門学校
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉トリチウム生産におけるトリチウム透過挙動に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      牛田博貴, 片山 一成, 松浦 秀明, 深田 智, 松田将平, 下反元貴, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部第32回研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ペブルベッド型高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産の検討2013

    • 著者名/発表者名
      川本靖子, 松浦 秀明, 中屋裕行, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部第32回研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いた核融合炉用トリチウム生産のためのLi化合物装荷方法の検討2013

    • 著者名/発表者名
      中屋裕行, 松浦 秀明, 片山 一成, 島川聡司, 後藤実, 中川繁昭
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部第32回研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉トリチウム生産におけるトリチウム透過に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      牛田博貴, 片山 一成, 松浦 秀明, 深田 智, 島川聡司, 中川繁昭, 松田将平, 下反元貴
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温ガス炉を用いたトリチウム製造の工学的な検討2013

    • 著者名/発表者名
      後藤実, 中川繁昭, 島川 聡司, 松浦 秀明, 中屋裕行, 片山 一成
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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