核聚变原型反应堆内部设备热影响评估研究
核聚变·原型反应堆·真空容器·热流体分析·TRACE
我们正在进行关于下一代能源的核融合发电相关的安全性研究。针对原型炉中冷却水泄露时真空容器内的压力和温度过渡现象，以及在电源丧失等情况下真空容器和内部设备的余热除去系统的过渡现象，通过使用TRACE代码进行热流动分析的建模，并对热影响进行评估。在分析建模时，我们对适用于原型炉设备的TRACE组件进行了构建和合理性评估。此外，我们正在构建从TRACE代码的输入数据到执行分析、评估结果的作为核融合反应堆热影响评估的解析技术。
海上浮动核电站的研发
浮动核电站·摇摆·倾斜·反应堆响应评估
为实现碳中和目标，正在推进浮体式核电站的下一代轻水堆开发研究（参与产业竞争力对话会（COCN）项目）。我们汇集了迄今为止的实验技术和分析技术，对浮体式核电站在摇摆和倾斜时核反应堆的响应进行评估，并开发出最合适的机械设备。特别是，关于摇摆时堆芯的核反应和电厂热流动的叠加分析，是由古谷研唯一负责的研究。此外，我们正在开发针对安全设备的防晃动措施和适合浮体摇摆的仪表控制设备，这些研究成果正通过国内外的网络进行综合评估。
提高冷却极限措施的开发
内部冷却·3D打印机·添加建模·沸腾冷却·临界热流密度
使用3D打印机制造由特殊形状合金制成的多孔传热板，这些传热板能够承受由核反应堆、聚变反应堆和高功率激光器产生的巨大热负荷（大临界热流密度），并通过实验和分析对其性能进行评估。最近的研究表明，通过安装烟囱结构可以进一步提高冷却限制。
微液滴控制方法的开发
微通道·计算流体动力学·微液滴控制
为了更安全、更快速地进行放射性物质的化学反应研究，我们正在开发一种微型的液滴控制方法。液滴越微小，则其有害性就越小，反应时间也会缩短，因此需要在更微小的尺度上控制液滴的分离、合并和生成等行为。在本研究中，通过计算流体动力学（CFD）模拟和实验实现了单个微米尺度（几微米）的液滴控制。
多维热流体分析（温度分层机制的阐明）
燃料池·粒子图像测速·温度分层·模拟
为了阐明核电站中使用过的燃料池在冷却功能丧失时发生的温度分层现象，我们对其机制进行了研究。当温度分层现象产生时，加速了冷却水的蒸发，这就可能会导致工作环境的恶化。因此，我们正试图通过在水面上覆盖油膜等方法来防止水位下降。在实验中，我们采用粒子图像流速测量（PIV）和热成像技术来分析水箱内的温度和流速变化。
晃动模拟（浮动核电站）
TRACE·溃坝·浮动核电站·仿真·CFD·晃动
我们对浮动核电站中的水池受到高波震动时的晃动进行了分析。浮动核电站的优点是可以在远离城市的地区发电。并且，即使发现了活动断层或海底火山等地形风险，也可以将它们搬到很遥远的地方。在这项研究中，我们利用系统分析代码TRACE进行了晃动分析，以验证浮动核电站对摇晃的安全性。
使用超声相控阵从容器外部检查反应堆内部结构
实验·分析·超声相控阵·无损检测·深度学习
我们正在开发一种作为钠冷却快速堆的新检查方法，即使用超声相控阵对反应堆内部结构进行检查而无需开启反应堆容器的方法。这将改善安装在钠中的设备的维护，缩短检查时间，并减轻反应堆内部结构的负担。
非接触激光测量旋转机械的预测性维护方法
实验·分析·激光位移传感器·非接触预测性维护方法·深度学习
我们正在开发一种通过使用非接触式激光位移传感器结合机器学习来诊断发电厂中使用的诸如涡轮机等旋转机械的预测性维护方法。非接触式测量可以降低安装和维护所需的成本和人工。由于数据容易受到噪声的影响，所以我们通过分类学习和深度学习对其进行分析，以预测故障。
使用光纤温度计同时测量温度和速度场
实验·光纤温度计·速度场测量
我们正在开发一种方法，即通过使用同一设备中的光纤温度计同时测量具有高时间和空间分辨率的温度和速度场。其中，通过对镀金光纤进行脉冲加热，使光纤的流速和温度随时间变化以同时测量光纤的温度场和速度场。
基于PIV和LIF的温度和速度场测量系统的开发
实验·分析·计算流体动力学
为了更好地理解核电站乏燃料池中的热分层现象，我们正在开发计算流体动力学(CFD)模拟模型，该模型基于粒子图像测速(PIV)和激光诱导荧光(LIF)测量温度和速度场。
使用机器学习开发基于铝的快中子反应堆钠泄露检测方法
机器学习·实验·分析·预测性维护
我们正在开发一项用于快中子反应堆的蒸汽发生器中进行早期检测钠泄露的技术。在本研究中，通过在模拟蒸汽发生器的回路中产生的气泡，并对从容器外部激光器和加速度计获得的振动数据进行监督学习，以实现对事故发生的早期检测。
开发用于乏燃料储存池的放置算法
机器学习·分析·数学算法
我们正在开发一种利用强化学习和线性规划来研究燃料放置方式的算法。由于燃料会因衰变热而加热，因此将其浸没在水池中进行储存。为了改善水池中的冷却效果，我们设计燃料布局时，要确保相对衰变热较高的燃料不会被相邻放置。
制作放射性物质分流的微通道
实验·微反应器·模拟
在核燃料再处理过程中，获取诸如溶剂提取之类的化学反应速率数据是非常重要的。当处理高放射性溶液时，可以使用微反应器以安全高效的方式获取设计所需的传递系数等数据。在本研究中，我们将开发一种在微反应器中生成微液滴的技术。
利用材料化学的新一代传感器的开发
实验·居里温度• PTC材料• 传感器
我们正在开发一种具有辐射阻性的PTC热敏电阻，作为测量核反应堆（PWR）冷却剂的堆芯出口温度的新方法。在本研究中，我们通过在现有PTC材料中添加新材料来开发具有高居里温度(电阻变化显著的点)的PTC热敏电阻。
基于增材制造技术（3D打印）的高性能传热板的研究
实验·内部冷却·3D打印机·临界热流密度（CHF）
我们使用3D打印机制造由特殊形状的合金制成的多孔传热板，这些合金能够抵抗核反应堆、聚变反应堆和高功率激光产生的巨大热负荷（大临界热流密度CHF），并通过实验评估它们的性能。
最终的沸腾和冷却
实验·图像分析·临界热流密度（CHF）·计算流体动力学（CFD）
通过分析图像中气泡的生长和流动，我们可以找到反应堆设计的最佳流动结构。通过准确把握气泡的运动，可以确定冷却水干涸的临界功率，并在设计中利用这一信息。
利用拓扑进行三维建模
3D打印机·数字孪生·尺度效应·拓扑优化
我们正在开发一种数字孪生技术，将可扩展实验(3D打印机)与集成测量、控制和模拟相结合。3D打印机被用作模具和其他容器的替代品。在本研究中，数字孪生是指仅通过一种设计就能实现实验和分析的互换性的系统。
抑制燃料池水的蒸发
实验•安全措施•乏燃料池
我们正在设计和实验一种控制反应堆燃料池中冷却水蒸发的方法。即使在失去电力供应的情况下，如福岛第一核电站事故，也能自动减少水的蒸发并抑制建筑物内温度和湿度的上升的措施。
把二氧化碳变成一种资源
电化学·催化剂·有机合成
我们正在开发一种可以将二氧化碳回收成有价值且急需的资源（如乙烯）的催化剂。二氧化碳也可以用于深埋地下，以防止全球变暖。
基于时间序列分析的设备诊断
噪声分析·机器学习·设备状态诊断·预测性维护
通过深度学习和时间序列分析，根据看似噪声的微小振动，判断设备的状态。即使从很小的信号也能预知设备的异常。