2021年度 学院等開講科目 物質理工学院 材料系 原子核工学コース
原子力システム工学
- 開講元
- 原子核工学コース
- 担当教員
- 木倉 宏成 / 加藤 之貴 / 澤田 哲生 / 近藤 正聡 / 原田 琢也 / 内堀 昭寛
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- -
- 曜日・時限
(講義室) - 月1-2 / 木1-2
- クラス
- -
- 科目コード
- NCL.N409
- 単位数
- 200
- 開講時期
- 2021年度
- 開講クォーター
- 3Q
- シラバス更新日
- 2025年7月10日
- 使用言語
- 英語
シラバス
授業の目的（ねらい）、概要
核分裂原子力システムの基本構成および軽水炉、高速炉、高温ガス炉等の原子炉の全体システムと主要機器の設計について、原子炉理論、熱工学、材料工学等の観点に基づき講述する。特に、商業炉、次世代炉、革新的原子炉、核変換炉について、特徴と利点、欠点を相互に比較しながら解説する。受講生に種々の核分裂原子力システムの特徴を理解させることをねらいとしている。
到達目標
原子力システムの以下の項目について理解し、今後開発研究すべき原子力システムについて科学技術的に議論できる能力を身につける。
（１）核分裂原子炉の全体構成、（２）原子力システムとその設計 (i) 過去の商業炉（第１世代原子炉）、(ii) 現在の商業炉（第２世代原子炉）と新型炉（第３世代原子炉）、(iii) 次世代炉（第４世代原子炉）、(iV) 革新炉、（３）相互の比較（特徴、利点・欠点）
キーワード
原子炉、黒鉛減速炉、重水炉、軽水炉、沸騰水型炉、加圧水型炉、高速炉、ガス冷却炉、超臨界圧水冷却炉、核変換炉、革新炉
学生が身につける力
- 専門力
- 教養力
- コミュニケーション力
- 展開力 (探究力又は設定力)
- 展開力 (実践力又は解決力)
授業の進め方
講義と、各回の小テストやレポートによる理解度の確認によって進める。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 概要、 ガス冷却炉： ガス冷却高速炉 (GFR)、高温ガス炉 (HTGR) | 核分裂炉の構成の特徴とガス冷却炉の説明 |
| 第2回 | 高速炉： （１）高速炉の基礎 | 高速炉の基礎の説明 |
| 第3回 | 高速炉： （２）ナトリウム冷却炉 (SFR) （もんじゅ） | ナトリウム冷却炉もんじゅの特徴の説明 |
| 第4回 | 高速炉： （３）ナトリウム冷却炉 (SFR) （実証炉） | ナトリウム冷却実証炉の特徴の説明 |
| 第5回 | 高速炉： （４）鉛冷却炉 (LFR) | 鉛冷却炉の特徴の説明 |
| 第6回 | 軽水炉： （１）沸騰水型炉 （BWR, ABWR) | 沸騰水型炉の特徴の説明 |
| 第7回 | 軽水炉： （２）加圧水型炉 （PWR, APWR) | 加圧水型炉 の特徴の説明 |
| 第8回 | 軽水炉： （３）福島第一原子力発電所 | 福島第一原子力発電所の特徴の説明 |
| 第9回 | 軽水炉： （４）超臨界圧水冷却炉 (SCWR) | 超臨界圧水冷却炉の特徴の説明 |
| 第10回 | 核変換炉： 加速器駆動核変換炉 (ADS) | 加速器駆動核変換炉 (ADS)の特徴の説明 |
| 第11回 | 黒鉛減速炉： 炭酸ガス冷却炉 (GCR), 沸騰水型炉 (RBMK) | 黒鉛減速炉の特徴の説明 |
| 第12回 | 革新炉： （1）トリウムサイクルと溶融塩冷却炉 | トリウムサイクルと溶融塩冷却炉の特徴の説明 |
| 第13回 | 革新炉： （2）超臨界CO2冷却炉 | 超臨界CO2冷却炉の特徴の説明 |
| 第14回 | 革新炉： （３）小型炉、長寿命炉心, CANDLE炉心 | 小型炉、長寿命炉心, CANDLE炉心の特徴の説明 |
準備学修(事前学修・復習)等についての指示
学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。
教科書
講義資料はOCW-iから入手できる。
参考書、講義資料等
[1] 原子力ハンドブック，オーム社
[2] 神田ほか，原子力プラント工学，オーム社
[3] Y. Oka, "Nuclear Reactor Design," Springer
[4] "Thermal Design of Nuclear Reactors," Pergamon International Library
[5] A. E Walter & A. B. Reynolds, "Fast Breeder Reactors," Pergamon Press
[6] J. G. Yevick, "Fast Reactor Technology: plant Design," The M.I.T. Press
[7] H. Nifenecker, et al. "Accelerator Driven Subcritical Reactors," Institute of Physics Publishing
成績評価の方法及び基準
講義の際に出される演習問題及びレポート
関連する科目
- NCL.N406 ： 原子炉理論
- NCL.N403 ： 原子力材料と構造工学
- NCL.N405 ： 原子力熱流体工学
- NCL.N407 ： 原子力安全工学
- NCL.C401 ： 核燃料サイクル工学
履修の条件・注意事項
原子炉理論、原子力材料と構造工学、原子力熱流体工学を履修していることが望ましい。
連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。
加藤之貴 教授, yukitaka[at]lane.iir.titech.ac.jp, 03-5734-2967
木倉宏成 准教授, kikura[at]lane.iir.titech.ac.jp, 03-5734-3058