2025年度 (最新) 学院等開講科目工学院機械系原子核工学コース

原子力化学工学特論

開講元: 原子核工学コース
担当教員: 中瀬正彦
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: NCL.C403
単位数: 100
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月19日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義は原子燃料サイクルの主要工程であるウラン同位体分離工程と使用済み原子燃料再処理工程に注目し、ウラン同位体分離工程の設計に必要な基礎理論として多数の分離ユニットを結合して高度分離を達成するためのカスケード理論を、原子燃料再処理の主工程である溶媒抽出プロセスの設計に必要な抽出プロセス論を習得して、それら工程の設計法を習得します。

到達目標

【授業の到達目標】　　本講義では原子燃料サイクルの主要工程であるウラン同位体分離と使用済み核燃料再処理の理解に必要な基礎理論である分離カスケード理論と抽出プロセス論を習得することを到達目標とします。更に、これらの理論は原子力プロセスだけでなく、高純度物質製造に利用でき、多数の分離装置を組み合わせた複雑な分離系設計の基礎が習得できます。
【テーマ】ウラン同位体分離技術、核燃料再処理技術など原子燃料サイクルの主要工程を理解させると同時に、これら技術開発の基礎となる分離カスケード理論、抽出プロセス論を習得できます。

実務経験のある教員等による授業科目等

実務経験と講義内容との関連 (又は実践的教育内容)

教員は実際の放射性同位元素や核燃料を用いた研究に従事してきている。また、適宜外部の実務経験者をお呼びし、貴重な話をしていただく予定である。

キーワード

原子力化学工学, 核燃料再処理, 湿式再処理, 乾式再処理, 抽出プロセス論、サイクルシミュレーション、原子力政策

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

100分の授業と数回のレポート

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	原子燃料サイクルの構成とその特徴、イントロダクション	既往の原子燃料サイクルの構成とその特徴を化学工学の観点から理解する。初回は講義全体の概要を説明しつつ、原子力化学工学の重要性を俯瞰する。
第2回	六ヶ所再処理工場の概要と化学工学	日本原燃における六ヶ所再処理工場の概要、事業とその現状について化学工学の観点から理解する。
第3回	乾式再処理と化学工学-1	初回の湿式再処理に加えて、ここでは乾式再処理や金属燃料をベースとしたサイクルについて、化学工学の観点から理解を深める。
第4回	乾式再処理と化学工学-2	乾式再処理をベースとしたサイクルについて、化学工学の観点から理解を深める。
第5回	溶媒抽出の化学工学	原子燃料再処理と溶媒抽出、化学工学的手法によるプロセス解析手法等を理解する。
第6回	原子力と環境と化学工学	原子力と環境との結節を学び、化学工学的手法による解釈の方法を学ぶ。
第7回	サイクルシミュレーション	核燃料サイクルシミュレーターの概要を理解し、核燃料サイクルの合理化と将来シナリオを化学工学の観点も踏まえて学習する。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

講義内容では多数のトピックスにふれる。学修効果を上げるため、講義で出てきた不明点は授業後によく調べ、課題と復習をそれぞれ概ね100分を目安に行うことをお勧めする。

教科書

Benedict、Pigford and Levi : Nuclear Chemical Engineering, McGraw Hill

参考書、講義資料等

未定

成績評価の方法及び基準

講義への参加とその理解度を評価する。概ねレポートで成績を評価する。

履修の条件・注意事項

特になし

その他

講義内容の順番が入れ替わる可能性があります。