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論文

ゼオライト粒子と接触したステンレス鋼の$$gamma$$線による腐食影響

加藤 千明; 山岸 功; 佐藤 智徳; 山本 正弘*

材料と環境, 70(12), p.441 - 447, 2021/12

https://doi.org/10.3323/jcorr.70.441

ゼオライト粒子は福島第一原子力発電所(1F)の汚染水の浄化のためのセシウム吸着塔内で用いられている。使用後のセシウム吸着塔は敷地内で保管されているが、ステンレス鋼製胴部の局部腐食が懸念された。この腐食リスクに対し、$$gamma$$線による影響データを照射下電気化学試験装置で取得した。また、内溶液の変化状態を実規模サイズのモックアップ試験装置で検討した。それらの結果から、過酸化水素による電位の上昇がゼオライト粒子の存在で防ぐことができ、塩化物イオンの濃化もそれほど生じないことを明らかにし、局部腐食が相当に小さく抑えられることを示した。

論文

Gas retention behavior of carbonate slurry under $$gamma$$-ray irradiation

本岡 隆文; 永石 隆二; 山岸 功

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 95, 2017/03

https://repo.qst.go.jp/records/73804

福島第一原発での汚染水処理で炭酸塩スラリーが発生し高性能容器(HIC)に保管されている。HIC上のたまり水発生原因を推察するため、高崎量子応用研究所のコバルト照射施設で模擬炭酸塩スラリーに実機HICよりも高吸収線量率で$$gamma$$線を照射した。炭酸塩濃度95g/Lのスラリーに$$gamma$$線を8.5kGy/h照射すると、水位上昇、スラリー内の気泡発生、上澄液の出現、ガス放出を観察した。本試験結果より、水位上昇の原因はスラリー内のガス蓄積による体積増加と推察された。HIC上のたまり水発生に、ガス蓄積によるスラリーの体積増加が示唆された。

論文

Effects of gamma-ray irradiation on spontaneous potential of stainless steel in zeolite-containing diluted artificial seawater

加藤 千明; 佐藤 智徳; 上野 文義; 山岸 功

Proceedings of 17th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactors, Vol.2, p.1357 - 1374, 2016/05

福島第一原子力発電所事故の汚染水処理で発生する廃ゼオライト吸着塔の腐食評価の基礎的検討として、$$gamma$$線照射下における人工海水を含んだゼオライト中のステンレス鋼(SUS316L)の電気化学試験を行った。ステンレス鋼の定常自然浸漬電位は$$gamma$$線照射により貴化し、吸収線量率の増加に従い定常自然浸漬電位が上昇した。この電位上昇は、主に放射線分解で生じるH$$_{2}$$O$$_{2}$$濃度の増加によるものであることを明らにした。一方、ゼオライト共存系では$$gamma$$線照射下の定常自然浸漬電位を低下させた。これは、ゼオライトによるH$$_{2}$$O$$_{2}$$濃度の低下によるものであり、ゼオライトの種類によりH$$_{2}$$O$$_{2}$$分解率が異なることを明らにした。$$gamma$$線照射下におけるステンレス鋼の電位上昇機構は放射線により生じるH$$_{2}$$O$$_{2}$$がステンレス鋼のカソード反応を活性化するためであり、ゼオライトはH$$_{2}$$O$$_{2}$$の生成を抑制するために電位が低下することを明らかにした。ステンレス鋼の局部腐食発生電位は、照射の有無、ゼオライトの種類や接触により大きく変化しないことから、ゼオライト共存は$$gamma$$線照射下において定常自然浸漬電位を低下させ、局部腐食発生リスクを低減できることが期待できることを明らにした。

論文

Operation of the electron accelerator and the $$^{60}$$Co $$gamma$$-ray irradiation facilities

宇野 定則; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 山崎 翔太; 上松 敬; 川島 郁男*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 172, 2016/02

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2015-022

平成26年度の高崎量子応用研究所の$$gamma$$線照射施設及び電子加速器の運転状況を報告する。$$gamma$$線照射施設はおおむね順調に稼働したが、電子加速器は34年間にわたる稼働による経年劣化のために、主に放電による故障が頻発し、約5ヶ月間停止した。$$gamma$$線照射施設第1棟,第2棟及び食品照射棟の年間運転時間は、各19,907時間、13,831時間及び7,293時間で、電子加速器では746時間であった。$$gamma$$線照射施設では2.22PBqの新線源を5本補充し、20本の古い線源を処分した。電子加速器では、前述の故障に対してその都度適切に対処をしたが、完全な修復には至っていない。

論文

A Development of super radiation-hardened power electronics using silicon carbide semiconductors; Toward MGy-class radiation resistivity

土方 泰斗*; 三友 啓*; 松田 拓磨*; 村田 航一*; 横関 貴史*; 牧野 高紘; 武山 昭憲; 小野田 忍; 大久保 秀一*; 田中 雄季*; et al.

Proceedings of 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-11) (Internet), p.130 - 133, 2015/11

In order to develop semiconductor devices with MGy radiation resistivity, we are developing power metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFETs) based on silicon carbide (SiC) semiconductors. The $$gamma$$-ray irradiation responses of power SiC-MOSFETs were studied under various irradiation temperatures and humidity with various gate-bias conditions. Making comparisons between these responses, the optimum device operating condition and a better device structure were derived and MGy resistivity was achieved. Besides, $$gamma$$-ray irradiation tests for a motor-driver circuits consisting of SiC-MOSFETs were carried out, and as a result, their continuous operation up to 2 MGy was confirmed.

論文

Corrosion of the stainless steel in the zeolite containing diluted artificial seawater under $$gamma$$-ray irradiation

加藤 千明; 佐藤 智徳; 中野 純一; 上野 文義; 山岸 功

Proceedings of 2014 Nuclear Plant Chemistry Conference (NPC 2014) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2014/10

福島第一原子力発電所事故の水処理で発生する廃Cs吸着塔の長期保管の基礎的検討として、$$gamma$$線照射下における人工海水を含んだゼオライト中のステンレス鋼(SUS316L)の電気化学試験を行った。$$gamma$$線照射にはコバルト60線源を使用し、吸収線量を5kGy/hから400Gy/hに制御した。その結果、ステンレス鋼の孔食発生電位は$$gamma$$線照射の影響を受けないが、ステンレス鋼の定常自然浸漬電位は$$gamma$$線照射により貴化することが明らかとなった。この$$gamma$$線照射による定常自然浸漬電位の貴化はゼオライト共存により抑制された。廃Cs吸着塔のようなゼオライトが共存する環境は、$$gamma$$線照射におけるステンレス鋼の局部腐食発生リスクを低減できることが明らかとなった。

論文

Performance of $$gamma$$ lrradiated p-channel 6H-SiC MOSFETs; High total dose

Lee, K. K.; 大島 武; 伊藤 久義

IEEE Transactions on Nuclear Science, 50(1), p.194 - 200, 2003/02

https://doi.org/10.1109/TNS.2002.807853
 被引用回数：27 パーセンタイル：84.34(Engineering, Electrical & Electronic)

六方晶炭化ケイ素(6H-SiC)エピタキシャル基板上にpチャンネルの金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタを作製し、$$gamma$$線照射による特性の変化を調べた。$$gamma$$線照射は室温,印加電圧無しの状態で10$$^{8}$$rad(SiO$$_{2}$$まで行った。その結果、しきい値電圧は線量の増加とともに負電圧側にシフトすること、チャンネル移動度は10$$^{6}$$rad以上の線量で低下していくことが明らかになった。チャンネル移動度をnチャンネルSiC MOSFETと比較すると一桁程度早く低下するが、Si MOSFETと比較すると約100倍の放射線耐性があることが見出された。電流-電圧特性のsubthreshold領域を解析することで界面準位,酸化膜中固定電荷の発生量を見積もったところ、界面準位の発生とともにチャンネル移動度が低下することが見出された。同様な解析をnチャンネルSiC MOSFETとSi MOSFETにも行ったところ、pチャンネルSiCも含め全てのMOSFETのチャンネル移動度と界面準位の発生量には同一の関係があり、チャンネル移動度の低下の機構は界面準位発生量で説明できると帰結できた。

論文

Effects of temperature during irradiation and spectrophotometry analysis on the dose response of aqueous dichromate dosimeters

H.H.Mai*; 橘 宏行; 小嶋 拓治

Radiation Physics and Chemistry, 53(1), p.85 - 91, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(97)00295-8
 被引用回数：5 パーセンタイル：44.25(Chemistry, Physical)

低線量及び高線量測定用の二種類の銀添加重クロム酸溶液線量計について、$$^{60}$$Co-$$gamma$$線に対する線量応答の照射中及び吸光度測定中の温度依存性を調べた。照射中の温度が5~25$$^{circ}$$Cの範囲では、線量応答は基準とした25$$^{circ}$$Cにおける応答と変わらなかったが、25~60$$^{circ}$$Cでは温度とともに徐々に減少する。ASTEM1401-96では5~50$$^{circ}$$C全範囲を直線近似し、約-0.2%/$$^{circ}$$Cの温度係数を与えているが、今回の結果からは、照射温度Tの時の応答と25$$^{circ}$$Cの時の応答との比R$$_{T}$$は、R$$_{T}$$=1.022-2.73$$times$$10$$^{-4}$$T-2.44$$times$$10$$^{-5}$$T$$^{2}$$で表すことができる。比較のため25~50$$^{circ}$$Cの範囲を直線近似して求めた係数は、線量範囲2~10kGy及び10~50kGyについてそれぞれ-0.20及び-0.23%/$$^{circ}$$CとASTMの値とほぼ一致した。吸光度測定中の溶液の温度がモル吸光係数に与える影響は、5~50$$^{circ}$$Cの範囲では認められなかった。

論文

Irradiation and ESR analysis temperature dependence of the gamma-ray response of alanine-polystyrene dosimeters

小嶋 拓治; 森下 憲雄; 伊藤 久義; S.Biramontri*

Applied Radiation and Isotopes, 47(4), p.457 - 459, 1996/00

https://doi.org/10.1016/0969-8043(95)00278-2
 被引用回数：4 パーセンタイル：39.38(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

冷凍食品照射における工程管理や超電導磁石使用の大型加速器施設で用いられている材料・機器部品等の劣化診断を目的とした線量測定、またレファレンス線量計としての信頼性確保のため、アラニン線量計の多様な条件下における特性を明らかにすることが望まれている。そこで、アラニン-ポリスチレン線量計のガンマ線応答について、線量5kGy照射温度-196~+30$$^{circ}$$C、及び線量範囲0.1~10kGy、ESR測定温度0~+50$$^{circ}$$Cの条件下の特性を調べた。照射温度依存性については、すでに報告した温度係数+0.24%/$$^{circ}$$C(0~+70$$^{circ}$$C)が-15$$^{circ}$$Cまで適用できることが確認されたが、-78$$^{circ}$$C及び-196$$^{circ}$$Cではこの係数を用いた補正値より実際の応答は約8%低い値となった。また、ESR信号強度は測定温度にボルツマン定数に基づく絶対温度の逆数の関数で依存し、線量に依らず0~+50$$^{circ}$$Cの測定温度範囲で平均-0.25%/$$^{circ}$$Cの係数をもつことがわかった。

報告書

Co-60線源の分離による照射効率と線量均一度の向上

星 龍夫

JAERI-M 86-157, 35 Pages, 1986/11

JAERI-M-86-157.pdf:1.11MB

線源を2分割し、適当な間隔をおいて配置すると効率的で均一な照射を行なえることを実証した。またCo-60線状線源を中心におく円筒型照射装置及びCo-60平板線源によって照射するコンベア照射装置の照射性能を高めるため線源間隔の最適地を求めた。

報告書

An Experimental Study of Induced Activity in Type 316 Stainless Steel by Irradiation in D-T Neutron Fields

池田 裕二郎; 関 泰; 前川 洋; 大山 幸夫; 中村 知夫

JAERI-M 83-177, 75 Pages, 1983/10

JAERI-M-83-177.pdf:1.49MB

誘導放射能計算コードシステム、THIDA、の検証を行うために、316ステンレス鋼(SS316)中の誘導放射能の実験をFNS加速器を用いて行った。SS316試料をターゲットから10cm(体系無し)、12.6cmおよび22.6cm(Li$$_{2}$$O-Cブランケット模擬体系中)に置き、D-T中性子照射を行った。照射後、10分から約1ヶ月の冷却時間を置き、試料中に生成した誘導放射能から放出する$$gamma$$線スペクトルをGe(Li)検出器で測定した。測定した$$gamma$$線全強度をTHIDAによる計算値と比較した。その結果、一つの測定を除き実験値と計算値は$$pm$$15%以内で良く一致し、SS316に関して、THIDAコードシステムの有効性を示すことができた。しかしながら、個々の$$gamma$$線強度に関し、幾つかの不一致が観測された。その不一致に関し、THIDAコードシステム並びに核データライブラリーの観点から検討を行い、問題点を明らかにした。

論文

Estimation of irradiation history of a spent fuel by gamma-ray spectroscopy

田坂 完二

Nuclear Technology, 29(2), p.239 - 248, 1976/02

https://doi.org/10.13182/NT76-A31583
 被引用回数：1

使用済燃料の$$gamma$$線スペクトルからその燃焼履歴を推定する方法が開発された。Ge(Li)検出器で測定した$$gamma$$線スペクトルを標準スペクトル法により解析し、各フォトピークの面積から対応するFPの生成量を求める。燃焼履歴は各FPの生成量を再現するように最小2乗法により求められる。その為燃焼時間を数タイムステップに分割し、各タイムステップの各FPの生成に対する寄与率をあらかじめ求めておく。寄与率の計算はBatemanの式を繰返し使い解析的に行う。本方法はJRR-4で約4年間使用されたMTR型の燃料要素に適用され満足な結果が得られた。本方法は出力分布の時間変化の大きい発電炉の燃料要素の燃焼履歴の推定にも有効である。各燃料要素の燃焼履歴から燃焼度やFPの生成量などを求めることができる。解析結果の精度を向上する為には解析に使用する核データの精度の向上が必要である。

報告書

原子炉内放射線による抵抗線ひずみゲージの照射挙動

熊谷 勝昭; 横尾 宏; 北原 種道; 海江田 圭右

JAERI-M 6200, 22 Pages, 1975/08

JAERI-M-6200.pdf:0.79MB

原子炉内の放射線環境下における抵抗線ひずみゲージの挙動を調べるために一連の照射実験を行った。ベークライト基材、アドバンス(ニッケル-銅合金)素線のゲージをステンレス鋼又はアルミニウム合金の板に接着し、JRR-2に設置されたインパイル・ヘリウムループTLG-1中でゲージ温度を一定(約80$$^{circ}$$C)に保ちながら約300時間照射した。このときのみかけひずみ及び素線-被測体間の基材に流れるリーク電流などを測定した。結果は次のように要約できる。(1)照射によるゲージ感度の変化及びゲージの絶縁劣化は殆んどなかった。(2)みかけひずみは放射線強度に依存して発生するものと、照射積算量に依存して発生するものの2つに分類できる。両者ともゲージ抵抗が減少する方向の変化であった。(3)前者のみかけひずみは主に$$gamma$$線によって基材中に流れるリーク電流に基ずくものであると考えられる。一方後者の原因は明確にすることができなかったがゲージ素線の放射線損傷による抵抗減少と推定される。(4)ハーフブリッジ又はフルブリッジ法により、みかけひずみを補償して、動的ひずみは勿論、短期間の静的ひずみも充分測定できる。

報告書

JRR-4使用済燃料の解体検査と燃焼度測定

足立 守; 松野 見爾; 内山 順三; 佐藤 博; 高柳 弘; 両角 実

JAERI-M 5225, 55 Pages, 1973/04

JAERI-M-5225.pdf:2.47MB

1968年から1969年かけて、JRR-4の破損燃料検出器指示値が漸増した。炉内でflux tiltingおよびsipping法により調査をおこない、炉心装荷燃料18本中の1本に異常のあることが認められた。その燃料の解体検査の結果、燃料板15枚のうちの1枚に破損が確認された。本報告はこの時おこなった解体検査の結果と破損の情況をまとめたものである。破損原因はミート中に存在していた初期ボイドによるものである。燃料要素の平均燃焼度を求めるため、$$gamma$$スキャンニングをおこなった。$$^{1}$$$$^{3}$$$$^{7}$$Csの化学分析値を用いて平均燃焼度の絶対値を求め、3.92%を得た。この値と熱中性子束分布をもとに算出した計算値との差異について詳細に検討をおこなった。

論文

Infrared absorption spectrum of NaNO$$_{2}$$ single crystals after gamma-ray irradiation

下司 和男; 高木 豊

Japanese Journal of Applied Physics, 3, p.126 - 127, 1964/00

https://doi.org/10.1143/JJAP.3.126

抄録なし

口頭

$$gamma$$線照射時のゼオライト層での放射線分解ガス挙動

本岡 隆文; 山岸 功

no journal, , 

ゼオライトIE96と人工海水(ASW)の混合物を試験管に投入し、Co-60$$gamma$$線を照射した。ゼオライトが人工海水に全浸水したケースでは、ゼオライト位置はわずかに上昇し(1.8%)、ゼオライト層上に人工海水層が形成された。線量増大とともに人工海水層の厚みは増大した。一方、排水後のゼオライト保管容器内を模擬したケースでは、ゼオライト層の位置変化はなかった(0.0%)。

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