2016年度 熱流動・放射線計測実験   Thermal‐Hydraulics and Radiation‐Measurement Laboratory

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開講元
原子核工学コース
担当教員名
小栗 慶之  高橋 実  近藤 康太郎  片渕 竜也  澤田 哲生 
授業形態
曜日・時限(講義室)
月5-8(原講571, 原子炉研実習室, North No.2, 5F-571)  
クラス
-
科目コード
NCL.N404
単位数
1
開講年度
2016年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
2016年4月27日
講義資料更新日
-
使用言語
英語
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講義の概要とねらい

原子力工学の次の2テーマからなる基盤的知識・技術を,実験を通じて体験的に学習し,実践的学力を修得する.1)原子力熱流動実験:原子炉炉心の冷却材の挙動のうちで,単相流の熱伝達と沸騰二相流の流動様式および限界熱流束.(2)放射線計測実験:放射性原子核から放出されるアルファ線,ベータ線,ガンマ線を用いた計測技術及び物質との相互作用.
各実験の事前講義を受講した後,グループに分かれて実験を行う.その後に,原子炉理論,原子力熱流体工学,原子力安全工学,原子炉物理学実験や核燃料サイクル工学実験を履修するためにも,予め本授業科目を履修しておくことが望ましい.

到達目標

本講義を履修することで次の能力を修得する:
【到達目標】原子核工学における熱流動と放射線に関する基礎学力を修得すると共に,この分野の設計や研究開発を行う基礎能力を身につける.
【テーマ】(1)熱流動実験:原子炉の燃料が温度上昇するときの冷却材の挙動を理解し,原子炉の安全な冷却方法について議論し実験できるようにする.
(2) 放射線と物質の相互作用及び放射線測定器の原理について理解でき,また放射線を測定するための基盤的な方法について説明できる.

キーワード

熱伝達,沸騰,二相流,限界熱流束(CHF),バーンアウト,アルファ線,ベータ線,ガンマ線,半導体検出器,GM計数管,阻止能,飛程,エネルギースペクトル,ポアソン分布

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

第1回,第2回は履修者全員に対する講義形式で行う.以降は数人ずつの班に分かれ,各テーマについて各担当教員の指導の下で実験を行う.

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 原子力熱流動実験の事前講義 講義内容のレポート
第2回 放射線計測実験の事前講義
第3回 熱流動実験(実験装置の理解とヒーターピンの製作方法) 実験装置と試験部製作方法のまとめと考察
第4回 熱流動実験(単相流の熱伝達率の測定) 単相流の熱伝達率の実験データの整理と結果の考察
第5回 熱流動実験(沸騰二相流の流動様式と限界熱流束時のバーンアウトの観察) 沸騰二相流流動様式と限界熱流束の実験結果のまとめと考察
第6回 アルファ線計測実験 直接電離作用による電子へのエネルギー付与過程について,説明できるようになる.
第7回 ベータ線計測実験 飛程の揺らぎや計数率の統計的変動について説明できるようになる.
第8回 ガンマ線計測実験 物質との相互作用及び異なる検出器の特性の違いを説明できるようになる.

教科書

実験テキスト「熱流動・放射線計測実験」をプリントとして配布する.

参考書、講義資料等

[1] 影山誠三郎,沢田正三,「基礎物理実験」,朝倉書店,ISBN-13: 978-4-2541-3008-9 (1968).
[2] 青木成文,「原子炉熱工学」,養賢堂 (1965).
[3] 日本機械学会,「伝熱工学資料(改訂第5版)」,日本機械学会,ISBN-13: 978-4-8889-8184-2 (2009).
[4] 日本機械学会,「蒸気表(JSME Steam Table)」,日本機械学会,ISBN-13: 978-4-8889-8093-7 (1999).
[5] 日本アイソトープ協会,「アイソトープ便覧」,丸善,ISBN-13: 978-4-6210-2945-9 (1984).
[6] R.B. Firestone and V.S. Shirley, "Table of isotopes (8th edition)", John Wiley, New York, ISBN-13: 978-0-4711-4917-0 (1996).
[7] 柴田徳思,「放射線概論-第1種放射線試験受験用テキスト(第7版)」,通商産業研究社,ISBN-13: 978-4-8604-5057-1 (2011).
[8] 加藤貞幸,「放射線計測」,培風館,ISBN-13: 978-4-5630-2426-0 (1994).
[9] グレン F. ノル 著,神野郁夫・木村逸郎・阪井英次 訳,「放射線計測ハンドブック(第4版)」,日刊工業新聞社,ISBN-13: 978-4-2742-1449-3 (2013).
[10] 文部科学省,「放射線測定法シリーズ」,
http://www.kankyo-hoshano.go.jp/series/pdf_series_index.html.

成績評価の基準及び方法

事前講義の小テスト(20%),及び実験レポート(80%)

関連する科目

  • NCL.N401 : 原子核物理基礎
  • NCL.N405 : 原子力熱流体工学
  • NCL.N406 : 原子炉理論
  • NCL.N407 : 原子力安全工学
  • NCL.N408 : 原子炉物理学実験
  • NCL.D405 : 核燃料デブリ・バックエンド工学実験A
  • NCL.D406 : 核燃料デブリ・バックエンド工学実験B
  • NCL.N405 : 原子力熱流体工学
  • MEC.E201 : 熱力学(機械)
  • MEC.E311 : 伝熱学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修条件は特に設けない.

連絡先(メール、電話番号)    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

高橋 実 mtakahas[at]nr.titech.ac.jp, 2957
小栗慶之 yoguri[at]nr.titech.ac.jp, 3071

オフィスアワー

メールで事前予約すること.

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