BR2

金研大洗センターでは平成18年度よりベルギー・モル研究所に設置されている原子炉(BR2)を利用しての照射研究を行っております。

BR2は熱中性子炉で、実機の軽水炉条件の照射試験がCALLISTO(加圧水型条件)とMISTRAL(沸騰水型条件)によって可能です。後者のMISTRALは速中性子束が高く高照射量を必要とする照射実験にも適していますが、試料ホルダーが小さいという制約があります。一方、照射量が比較的少なく、照射温度が低い条件の基礎的照射実験にはROBINが適しており、ROBINでは原子炉運転中にキャプセルの出し入れも可能です。さらに、BR2では温度100℃以下の照射が広い照射量の範囲にわたって可能です。

表1に、BR2の各照射設備を用いて可能な照射温度と1サイクル当りの最大照射量(dpa)を示します。また、最大照射量よりかなり低い照射量の照射も可能です。例えば、同一照射孔でも、その周囲に装荷する燃料要素を少なくすると最大中性子束は約1/3に低下します。また、キャプセル軸方向の中性子束はその両端では約1/2に低下します。

表1 BR2の各照射設備と可能な照射温度と1サイクル(21日)当りの照射量
照射設備 CALLISTO MISTRAL ROBIN SPECIAL
照射温度(℃) 300〜500 200〜550 100〜350 60〜100
照射量(最大) 
DPA in Fe
0.25 (core)
0.1 (ref.)
0.4〜0.6 0.1 0.1〜0.5


照射温度の計測はCALLISTO以外は可能ですが、JMTRのように試料の温度を制御するための加熱ヒーターは使用されていません。したがって、冷却水以上の温度を必要とする照射は、試料ホルダーと試料間のガスギャップを調整して試料・ホルダーのγ発熱を利用することになります。その結果、 MISTRALでは最高550℃までの照射が可能ですが、実際の照射温度は、目標温度と冷却水温度の差の±10%の誤差を伴います。例えば、MISTRALの冷却水温度が 300℃の場合、 目標温度550℃に対し、照射温度は550 ±25℃となります。各照射設備の冷却水温度を表2に示します。

表2 BR2各照射設備の冷却水温度
CALLISTO MISTRAL ROBIN SPECIAL
250〜300℃ 180〜350℃ 65〜125℃ 〜50℃


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