研究室について

熱水力実験・解析と原子炉物理両方の側面から原子力の安全性へ貢献する

原子炉工学研究室は、北海道大学工学部・大学院工学研究科、エネルギー環境システム専攻に属し、核分裂炉の安全、有効利用、また、加速器を用いた研究を行っています。エネルギー資源を持たない我が国が、文化的で安全な社会を維持していく上で、地球に優しく安定したエネルギー源の確保は不可欠です。地球温暖化による異常気象の顕在化、中国・インドなどの経済発展による石油高騰など、迫りくる課題を最も確実に解決できるエネルギー源は、化学反応の 100 万倍以上ものエネルギー密度を有する核分裂反応を利用する原子力エネルギーです。一方で、その利用にあたっては、福島第一原子力発電所で事故が生じ近隣地域住民に深刻な被害を与えたことを真摯に反省し、安全思想の上に立って高い安全性と安心感を獲得できる原子力発電所を開発することが何よりも重要となります。この観点から、当研究室では、核分裂炉の安全性をより一層高め有効に活用することを目的として、また将来の外惑星探査や海洋開発も視野に入れて、各種の研究を続けています。


研究分野

原子力発電所の安全性研究

・福島第一原子力発電所の事故では、津波によって全交流電源が喪失したため、核燃料を冷却することが出来ず、核燃料の溶融、原子炉圧力容器・格納容器の破損に至り、大量の放射能が環境に放出された。今後、より有効に、さらに、より安心して原子力エネルギーを利用していくため、フィルタードベントやコアキャッチャー、隔離時復水器(IC)に関する研究を行っている。フィルタードベント装置に関わる研究について述べる。過酷事故時には原子炉格納容器の内圧が許容範囲を超えて上昇するため、「ベント」により格納容器内を減圧する必要がある。ベントの際に格納容器内の放射能が環境に放出されることを防ぐため、放射能を濾し取るフィルターを設置したベントシステムを「フィルタードベント」と呼ぶ。今後、我が国の原子力発電所にはこの装置の設置が義務付けられることになり、当研究室では、システム内の高温蒸気の挙動や放射能除去性能などを定量的に把握するための実験を行っている。

原子力推進惑星間航行用大型宇宙船の開発

・将来の外惑星である火星への人類の移住を想定した原子力推進宇宙船の開発計画が米国 NASA で推進されている。外惑星や太陽系外の深宇宙への航行には、長期に亘る航行を短縮するためにイオンエンジンやプラズマ電磁圧縮推進エンジンを用いて光速に近い速度まで全長約 200m の巨大宇宙船を加速する必要がある。本研究では、長期に亘って高い出力を得ることができる液体金属ナトリウム冷却高速炉を高温源とし、24 基のスターリングエンジンを作動させて、直径約 50m のラジエータパネルから宇宙空間に輻射で排熱する発電システムの成立性検討を行っている。

原子炉物理シミュレーション・核データに関する研究

・原子炉内の中性子の振る舞いや核分裂連鎖反応を数値的に模擬するための研究を幅広く行っている。現在は、核燃料の燃焼にかかわる複雑な計算モデルを、数学的な手法を駆使することで簡略化する自動アルゴリズムの開発や原子力発電プラントの安全解析や放射性廃棄物管理等で重要となる崩壊熱や核種生成量の不確かさ定量化などを行っている。これらの解析は研究室で独自に開発されている汎用炉物理解析コード CBZを利用している。


より詳細な内容は研究内容をご覧ください。


最新情報&更新情報

2015.10.1 研究実績を更新しました。

2015.4.1 学部四年生が配属されました。

2015.2.19 研究内容に2014年度卒業論文・修士論文を追加しました。

2015.2.12 写真館に卒論修論発表会を追加しました。

2015.2.12 修士2年、川本の投稿論文"Numerical solution of matrix exponential in burn-up equation using mini-max polynomial approximation"がacceptされました。

2015.2.4 本研究室の学生がケネディ米国駐日大使と懇談を行い日米の教育制度やエネルギー問題含む諸課題に関して意見交換しました。

2015.1.07 Webページをリニューアルしました。

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