※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2008年3月
36000276
Preparation, certification and validation of a stable solid spike of uranium and plutonium coated with a cellulose derivative for the measurement of uranium and plutonium content in dissolved nuclear fuel by isotope dilution mass spectrometry
駿河谷 直樹; 檜山 敏明; Verbruggen, A.*; Wellum, R.*
Analytical Sciences 24(2), p.247-252(2008) ; (JAEA-J 03603)
- 東海再処理施設では、使用済核燃料溶解液中のU及びPuの濃度を精確に求めるため、最も信頼性が高いとされている、同位体希釈質量分析法を適用している。本分析において、精確な分析値を得るためには、その基準となる標準物質の信頼性を確保することが不可欠である。これまで使用してきた標準物質は、試料に対して同位体組成が異なる235Uと239Puを含む硝酸塩の乾固物をガラス瓶の底に固着したものである。しかし、この乾固物は、物理的安定性に乏しく、時間の経過とともに試料の剥離が起こり、固着状態を保てる期間は6か月程度であり、標準物質としての健全性を長期間担保することが困難であった。本研究では、標準物質の信頼性確保の観点から、安定性に乏しかった従来の標準試料の長期安定化を、セルロースの酢酸化合物を利用したコーティング手法により試みた。その結果、セルロース化合物が形成する被膜によって、U及びPuの標準物質を長期間にわたり保護できることがわかった。
36000277
Generation of fast ions by an efficient coupling of high power laser into snow nanotubes
Palchan, T.*; Henis, Z.*; Faenov, A. Y.; Magunov, A. I.*; Pikuz, S. A.*; Gasilov, S. V.*; Skobelev, I. Yu.*; Zigler, A.*
Applied Physics Letters 91(25), p.251501_1-251501_3(2007) ; (JAEA-J 03604)
- Generation of fast ions in snow nanotubes irradiated by femtosecond laser pulses in the intensity range of 1016 - 1017 W/cm2 was investigated. The fast ion energy was measured through X-ray emission spectra of multicharged ions of oxygen. The profile of the He-β and Ly-α in He-like and H-like oxygen lines demonstrates a significant broadening, which may indicate generation of fast He-like and H-like ions with energies of up to 100 keV.
36000278
Analysis of internal motions of interleukin-13 variant associated with severe bronchial asthma using 15N NMR relaxation measurements
吉田 雄一郎*; 大栗 誉敏*; 武田 知香*; 黒木 良太; 出原 賢治*; 井本 泰治*; 植田 正*
Biochemical and Biophysical Research Communications 358(1), p.292-297(2007) ; (JAEA-J 03605)
- インターロイキン-13(IL-13)に生じた一塩基多形(R110Q-IL-13)は、IL-13とその受容体であるIL-13Rとの親和性を低下させ気管支喘息を悪化させる。変異部位は直接受容体との相互作用部位に位置していないため、野生型IL-13とIL-13-R110Qの内部運動がどのように変化しているかを調べるため、NMRによる緩和実験を実施した。その結果、IL-13-R110Qにおいてはマイクロ秒からミリ秒の時間スケールで、受容体の相互作用にかかわるD-へリックスの内部運動が増大していることがわかった。この内部運動の変化がIL-13の受容体への親和性を低下させている可能性がある。
36000279
Time evolution of palladium structure change with redox fluctuations in a LaFePdO3 perovskite automotive catalyst by high-speed analysis with in situ DXAFS
上西 真里*; 田中 裕久*; 谷口 昌司*; 丹 功*; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 小林 哲彦*
Catalysis Communications 9(2), p.311-314(2008) ; (JAEA-J 03606)
- ペロブスカイト型触媒LaFePdO3においては、排出ガスの酸化還元雰囲気変動による結晶内外へのPdの移動によって貴金属粒子の成長が抑えられる。Pdの実際の移動を直接観察するために、Pdの周りの局所構造の時間発展の様子を10ミリ秒の時間分解能でエネルギー分散型X線吸収スペクトルの微細構造(DXAFS)のその場観察により調べた。Pdの構造変化は実際のガソリンエンジンの制御周波数(1〜4Hz)に充分早く応答しており、また析出したPd粒子は極端に小さい。
36000280
Identification of a new band and its signature inversion in 174Re
Zhang, Y. H.*; Guo, S.*; Zhou, X. H.*; Ma, L.*; Guo, W. T.*; 大島 真澄; 藤 暢輔; 小泉 光生; 長 明彦; 木村 敦; 初川 雄一; 菅原 昌彦*; 草刈 英榮*
Chinese Physics Letters 24(5), p.1203-1206(2007) ; (JAEA-J 03607)
- タンデム加速器からの重イオン(27Al)ビームを用い、多重γ線検出装置GEMINI-IIにより、重イオン核反応後の即発γ線を測定し、174Reの高励起状態の準位構造を調べた。γ - γ同時計数データを解析した。既知のπ 1/2-[541]
ν 1/2-[521]回転バンドとの結合関係から、新しい回転バンドが同定された。近傍核の系統性から、このバンドはπ 1/2-[541]ν 5/2-[521]配位の上に立つ基底状態回転バンドであることを提唱した。新しいバンドは低スピン指標逆転現象を示し、新たな理論解析の必要性を示唆する結果となった。
36000281
X-ray induced photoelectrochemistry on TiO2
田村 和久; 大古 善久*; 河村 博行; 吉川 英樹*; 立間 徹*; 藤嶋 昭*; 水木 純一郎
Electrochimica Acta 52(24), p.6938-6942(2007) ; (JAEA-J 03608)
- バンドギャップエネルギーよりも数桁大きなエネルギーを持つX線をTiO2及びSrTiO3に照射した場合でもUV照射と同じ光電気化学反応が起きるかどうかについて検討した。その結果、TiO2, SrTiO3どちらの場合でもX線照射時に、UV照射時と同じく光電流・光電位・電気化学的酸化反応が確認された。また、X線照射時のIPCEが非常に高いことも明らかにした。
36000282
Characterization of electrode/electrolyte interface using in situ X-ray reflectometry and LiNi0.8Co0.2O2 epitaxial film electrode synthesized by pulsed laser deposition method
平山 雅章*; 坂本 和幸*; 平出 哲也*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 菅野 了次*; 園山 範之*; 田村 和久; 水木 純一郎
Electrochimica Acta 53(2), p.871-881(2007) ; (JAEA-J 03609)
- X線を用いたリチウムイオン電池中の電極/溶液界面の構造変化を調べるための手法について検討を行った。電極は単結晶SrTiO3基板上に、パルスレーザー堆積法により作成した。SrTiO3の面方位を変えることで、堆積するLiNiCoO2薄膜の方位を制御した。実験の結果、LiNiCoO2(110)/溶液界面では、充放電第一サイクル目で固液界面で新たな薄膜が形成されるのに対して、(003)面/溶液界面では薄膜は形成されずに、ラフネスが増加することがわかった。
36000283
Nuclear-charge polarization at scission in the 12 MeV proton-induced fission of 232Th
西中 一朗; 中原 弘道*; 永目 諭一郎
European Physical Journal A 33(2), p.231-236(2007) ; (JAEA-J 03610)
- 12MeV陽子誘起核分裂における分裂片の収率に基づいて2次分裂片核電荷分布の最確値を評価し、1次分裂片からの放出中性子数を補正することで切断点での核電荷分極を高い精度で求めた。切断点での核電荷分極の分裂片質量数依存性は、熱中性子核分裂と良い一致を示すことがわかった。この結果からアクチノイドの非対称分裂では、切断点での核電荷分極は、分裂核の質量数や励起エネルギーに依存せず、原子核の液滴的性質と分裂片の陽子数50に基づく殻構造によって強く支配されていることを明らかにした。
36000284
Identification of a K isomer in 252No
Sulignano, B.*; Heinz, S.*; Heßberger, F. P.*; Hofmann, S.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Kindler, B.*; Kojouharov, I.*; Kuusiniemi, P.*; Lommel, B.*; Mann, R.*; 西尾 勝久; Popeko, A. G.*; Saro, S.*; Streicher, B.*; Venhart, M.*; Yeremin, A. V.*
European Physical Journal A 33(4), p.327-331(2007) ; (JAEA-J 03611)
- The K-isomer with a half-life of 100 ms has been discovered in the nucleus 252No. The nucleus was produced in the fusion-evaporation reacion 206Pb(48Ca,2n)252No. The experiment was carried out at the velocity filter SHIP of GSI. The isomeric state is located at an excitation energy of 1254 keV and is interpreted as a two quasi-neutron state with K=8-. The isomeric state has direct connection to the rotational states of 8+ in 252No. Also the rotational states of 6+ and 4+ was feeded via the octupole band with K=2-. The isomeric state and the ground state was populated with the equal intensity in the fusion-evaporation reaction.
36000285
Evidence for a Kπ=1/2+ isomer in neutron-rich 185Ta
静間 俊行; 石井 哲朗; 牧井 宏之; 早川 岳人; 重松 宗一郎*; 松田 誠; 井手口 栄治*; Zheng, Y.*; Liu, M.*; 森川 恒安*
European Physical Journal A 34(1), p.1-4(2007) ; (JAEA-J 03612)
- 陽子ピックアップ反応186W(18O,19F)を用いて中性子過剰核185Taの励起状態を生成し、脱励起γ線を計測した。高エネルギー分解能を持つシリコンΔ E-E検出器を用いて散乱粒子を測定し、反応チャンネルの選別を行った。データ解析の結果、励起エネルギー406keVに半減期0.9(3)マイクロ秒を持つアイソマーなど新たに幾つかの低励起準位を観測した。近傍原子核の準位構造やアイソマーの崩壊率の詳細な分析から、今回観測したアイソマーのスピンをI=3/2,ニルソン配位を1/2+[411]と決定した。
36000286
Startup of superheavy element chemistry at RIKEN
羽場 宏光*; 秋山 隆宏*; 加治 大哉*; 菊永 英寿*; 栗林 隆宏*; 森本 幸司*; 森田 浩介*; 大江 一弘*; 佐藤 望*; 篠原 厚*; 高部 智正*; 田代 祐基*; 豊嶋 厚史; 米田 晃*; 吉村 崇*
European Physical Journal D 45(1), p.81-86(2007) ; (JAEA-J 03613)
- 理研における超重元素化学の立ち上げ状況について紹介する。理研線形加速器に付設された気体充填型反跳分離器(GARIS)とガスジェット搬送装置を組合せたシステムを新たに整備し、169Tm(40Ar,3n), 208Pb(40Ar,3n)反応で合成した206Fr, 245Fmを用いてシステムのテストを行った。GARISにより分離した後ガスジェット搬送したこれらの核種のアルファ線を回転円盤型測定装置を用いて同定した。ガスジェット効率はビーム電流に依存せず、80%以上であった。また、理研K70AVFサイクロトロンにおいてもガスジェット結合型超重元素製造チェンバーを整備した。それぞれ238U(22Ne,5n), 248Cm(18O,5n)反応で合成した255No, 261Rfのガスジェット搬送実験を行った。
36000287
Advanced studies by using the geodesic acoustic mode measurements; Experimental identification of the separatrix location and search for zonal flows from the envelope of turbulent density fluctuations
永島 芳彦*; 伊藤 公孝*; 藤澤 彰英*; 伊藤 早苗*; 矢木 雅敏*; 星野 克道; 篠原 孝司; 井戸 毅*; 三浦 幸俊; 江尻 晶*; 高瀬 雄一*; JFT-2Mグループ
Europhysics Conference Abstracts (CD-ROM) 31F, 4p.(2007) ; (JAEA-J 03614)
- トカマクプラズマ中の流れである帯状流の測定を利用し、最外殻磁気面位置を測定する方法と、乱流密度揺動の測定により帯状流の性質を検証する方法についての最新成果について発表する。測地音波と呼ばれる振動帯状流は、閉じた磁気面の内部にのみ存在することを利用し最外殻磁気面の位置を測定でき、磁場平衡解析と比較して一致を得た。また、乱流密度揺動の包絡線が測地音波周波数で変調されていることを利用し乱流密度揺動のデータから帯状流の性質についてドリフト波-帯状流理論との比較を行い初期的整合性が得られた。
36000288
Change in properties of superconducting magnet materials by fusion neutron irradiation
西村 新*; 西嶋 茂宏*; 竹内 孝夫*; 西谷 健夫
Fusion Engineering and Design 82(5-14), p.1555-1560(2007) ; (JAEA-J 03615)
- 最近の核融合炉関連研究において、プラズマ真空容器外へのポートからの中性子ストリーミングやブランケット及び遮蔽体からの中性子透過が指摘されている。よって、超伝導磁石システムは高エネルギー粒子場にさらされる可能性がある。本研究では、超伝導磁石材料に対する照射効果を評価するために、極低温照射システムを構築し、FNS/JAEAにおいて実験を行った。GM冷凍機を用いてNb3Sn, Nb3Al及びCuワイアーを4.5Kまで冷却し、極低温下で14MeV中性子を照射した。照射後、電気抵抗と臨界温度の変化を計測した。同時に、クライオスタットの外側ではGFRPと関連するその他センサーの照射実験も行い、照射後に材料特性の変化を調べた。
36000289
Evaluation of extended trubnikov emissivity to the oblique propagation and application to electron temperature measurement in a reactor-grade tokamak
佐藤 正泰; 諌山 明彦
Fusion Science and Technology 52(2), p.169-175(2007) ; (JAEA-J 03616)
- 炉心級プラズマにおける電子サイクロトロン放射(ECE)の電子温度測定においては、磁場に直交な視線の場合、相対論的効果の影響を考慮する必要があることはよく知られている。視線を磁場に対して直交から斜めにした場合、ドップラー効果が大きくなるが、相対論的効果が少なくなることが期待される。それぞれの影響を評価するために、ECEの放射輝度の数値計算を行った。まず、相対論的球対称Maxwell分布に対する斜め伝搬ECEの放射率を導出した。この式は、視線が磁場に直交する場合のTrubnikovの式の拡張にあたる。この式をもとに放射輸送の式を解いて、観測方向を全立体角にわたってスキャンした。観測方向を水平面から斜めにすることにより、測定できる電子温度が増加する。電子温度が24keV以下であれば2倍高調波の異常波が、電子温度が24keV以上50keV以下であれば基本波の正常波が、ECEを用いた電子温度測定にはベストである。電子密度,磁場,逆アスペクト比が増加すれば、測定できる電子温度が減少する。
36000290
Hydrogen isotope retentions and erosion/deposition profiles in the first wall of JT-60U
大矢 恭久*; 広畑 優子*; 中畑 俊彦*; 須田 泰市*; 吉田 雅史*; 新井 貴; 正木 圭; 奥野 健二*; 田辺 哲朗*
Fusion Science and Technology 52(3), p.554-558(2007) ; (JAEA-J 03617)
- JT-60Uで用いられた第一壁グラファイトタイル表面の水素同位体蓄積挙動を評価するために、SEM, TDS, XPS及びSIMSを用いて、主要なタイルの堆積・損耗分布及び水素同位体蓄積量を調べた。その結果、第一壁上側は厚いボロン膜に覆われていた。一方、第一壁下側ではボロンと炭素の混合膜が形成していた。ポロイダル方向の重水素分布は比較的均一であることがわかったが、TDSによる重水素脱離挙動はタイルの位置により大きく異なっていた。第一壁上側では厚いボロン膜に覆われており、重水素TDSスペクトルは第一壁下側のボロン濃度が低い膜中の重水素脱離温度と比べて低い温度で放出ピークが観測された。また、第一壁タイルにおけるD/H比はダイバータタイルで測定されたD/H比よりも明らかに大きく、第一壁へのNBIによる高エネルギーの重水素の打ち込みによる影響が考えられた。さらに、ダイバータと比較して第一壁では放電実験中の温度が573Kと低いため、打ち込まれた重水素の脱離が少なく、D/H比が高くなったと推察された。
36000291
Design progress of the ITER in-wall shielding
森本 将明; 伊尾木 公裕; 寺澤 充水; Utin, Y.*
Fusion Science and Technology 52(4), p.834-838(2007) ; (JAEA-J 03618)
- 壁内遮蔽は、ITER真空容器の二重壁間に設置される。主な目的は中性子遮蔽とトロイダルリップルの低減である。このためにボロン1〜2%添加ステンレス鋼とフェライト鋼SS430が用いられる。最近の真空容器の設計進捗に適合するように壁内遮蔽の設計を見直した。その際、延性に乏しいボロン添加鋼に過大な力がかからないよう、構造を工夫した。また、想定される真空容器の製作誤差に対し、確実に組立ができるよう、部材の寸法や、部材間のギャップを決定した。ディスラプション時に作用する電磁力が極小になるように遮蔽体の構造や固定方法を工夫した。電磁力解析の結果、遮蔽体に作用する電磁力は十分に小さいことがわかり、設計の妥当性が裏付けられた。また、フェライト鋼に作用する静磁力も電磁力解析により求めた。これらの電磁力荷重に対し構造解析を実施し、応力が許容値を下回ることを確認した。以上の検討により、シンプルで強固な遮蔽体を設計することができた。
36000292
Iron in the Japan Sea and its implications for the physical processes in deep water
高田 兵衛*; 久万 健志*; 磯田 豊*; 乙坂 重嘉; 千手 智晴*; 皆川 昌幸*
Geophysical Research Letters 35(2), p.L02606_1-L02606_5(2008) ; (JAEA-J 03619)
- 日本海の2つの海盆(大和海盆及び日本海盆)で採取した海水中の鉄(溶存鉄と可溶性鉄)濃度から、両海盆での鉄の挙動について考察した。孔径0.22μmのフィルターで濾過し、緩衝液でpH=3.2に調整した海水に含まれる鉄を溶存鉄、濾過せずにpH調整のみを行った海水に含まれる鉄を可溶性鉄とした。表層(0〜200m深)における可溶性鉄存在量は、いずれの海域でも300〜350μmol m-2で、北太平洋の外洋域に比べて5〜9倍大きく、アジア大陸から日本海への大気経由での物質輸送が鉄の存在量に大きく影響していると推測された。日本海における溶存鉄濃度は、水深1〜2kmで極大を示した。この結果は、表層で生物に取り込まれた鉄が、中・深層で分解され滞留したためであると考えられる。鉄は、海洋における生物生産を制限する重要な因子であることが指摘されているが、日本海における鉄濃度分布から、海洋における鉄の供給源と挙動について理解することが可能となった。
36000293
Correlation between voltage holding capability and light emission in a 500 keV electrostatic accelerator utilized for fusion application
花田 磨砂也; 池田 佳隆; 鎌田 正輝; 菊池 勝美; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 梅田 尚孝; 薄井 勝富; Grisham, L. R.*; 小林 信一*
IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation 143(3), p.572-576(2007) ; (JAEA-J 03620)
- 500keV, 22AのD-イオンビームを生成することを目的に開発されたJT-60U負イオン源の耐電圧特性を実験的に調べた。耐電圧は加速電圧印加直後に加速器内部で発生する発光強度と強く相関した。つまり、加速電圧印加直後の発光強度が十分に抑制された場合、加速電圧はパルス中に絶縁破壊することなく安定に維持された。さらに、発光強度と加速管に流れる電流との相関を調べるとともに、分光測定を実施することにより、発光の原因について調べた。加速管に流れる電流の向きは陰極電極から電子が放出する方向であり、大きさは発光強度と比例関係にあった。また、光の波長は420nmを中心に広く(±20nm)分布しており、イオン源の動作ガスである重水素やFRP製絶縁管の成分である炭素,酸素,水素等の輝線スペクトラムは観察されなかった。これらの結果より、耐電圧と強い相関関係にある発光はFRP自身の電子励起によるものと考えられる。本研究により、イオン源の耐電圧を改善するためには、陰極電極からの電子放出を抑制する必要があることがわかった。
36000294
Non-matching mesh gluing by meshless interpolation; An Alternative to Lagrange multipliers
Tian, R. ; 矢川 元基
International Journal for Numerical Methods in Engineering 71(4), p.473-503(2007) ; (JAEA-J 03621)
- 有限要素法で不整合メッシュの利用を許容することは、解析者に多くの益をもたらす。例えば、部分領域ごとに独立なメッシュ生成作業,部分領域ごとに制御可能な精度,制限のないメッシュ規模、などである。本論文では、不整合メッシュ利用の際に問題となる、不連続メッシュ境界における場の連続性問題を解決するために、連続場近似を保障する新しい計算スキームを提案している。本手法は、メッシュの概念がないメッシュレス法を有限要素法のメッシュ境界に適用したものであり、Lagrange未定乗数法のような既存の手法と比べて定式化が単純であり、線形代数ソルバーの変更も必要ない、という特徴を有している。本論では、提案手法を静弾性問題,波動伝播問題へ適用し、本手法の精度面における妥当性を示している。
36000295
Conceptual design of hydrogen production system with thermochemical water-splitting iodine-sulphur process utilizing heat from the high-temperature gas-cooled reactor HTTR
坂場 成昭; 笠原 清司; 小貫 薫; 國富 一彦
International Journal of Hydrogen Energy 32(17), p.4160-4169(2007) ; (JAEA-J 03622)
- 日本原子力研究開発機構では、高温ガス炉HTTRに接続する水素製造システムの概念設計を2005年から開始した。水分解熱化学水素製造ISプロセスがHTTRに接続する水素製造設備の候補である。本報では、HTTR-ISシステムの概念検討結果を示す。HTTR接続の水素製造装置では2次ヘリウムを熱源に使用するが、ISプロセスが原子力クラスでなく化学プラントとして成立するためのシステムフローを提案しヒートマスバランスを含めた基本的成立性を確認した。最適化したHTTR-ISシステムフローを用いた評価の結果、熱効率44%及び水素製造量約1100m3/hの達成の見込みが得られた。
36000296
LET dependence of the yield of single-, double-strand breaks and base lesions in fully hydrated plasmid DNA films by 4He2+ ion irradiation
漆原 あゆみ*; 鹿園 直哉; O'Neill, P.*; 藤井 健太郎; 和田 成一*; 横谷 明徳
International Journal of Radiation Biology 84(1), p.23-33(2008) ; (JAEA-J 03623)
- 放射線によりDNAに生じる複雑な損傷の実体を調べるため、水和プラスミドDNAに4He2+イオンを照射した時の、1本鎖切断(SSB)、2本鎖切断(DSB)及び塩基損傷の収率を調べた。塩基損傷は塩基除去修復酵素処理により新たに生じるSSBとして定量した。その結果、放射線により直接生じる1本鎖切断の収率は4He2+イオンのLETに依存しなかったが塩基損傷の収率はLETの増加に伴い劇的に減少することが明らかになった。さらにDSB及び酵素処理により生じるDSBの収率の和(総クラスター損傷収率)は、実験で利用した最大のLETを除き、LETの増加に伴って増加した。これらの結果から、放射線のイオン化・励起密度が増すに連れ、修復酵素が処理できない複雑なクラスター損傷の生成頻度が増大することが示唆された。
36000297
Molecular magnetism in neptunyl(+1,+2) complexes; 237Np-Mössbauer and magnetic study
中村 彰夫; 中田 正美; 中本 忠宏*; 北沢 孝史*; 竹田 満洲男*
Journal of Alloys and Compounds 444-445, p.621-633(2007) ; (JAEA-J 03624)
- 幾つかの1価,2価ネプツニル錯体の分子磁性について磁化測定及びNpメスバウアー測定結果をもとに議論した。まず前者について、不対5f電子を2個を有する5価ネプツ二ウム(Np5+)の同系は、磁気的には、直線状の強いネプツニル(酸素(O2-)-Np(5+)-酸素(O2-))結合軸方向に磁気モーメントの揃ったアイジング磁性体として振舞うことを明らかにした。また、ネプツニル同士がいわゆる陽イオン-陽イオン結合(CCB)する系では、低温で強磁性やメタ磁性などの磁気秩序が出現することも見いだした。これらの結果を踏まえ、現在研究中の不対5f電子を1個を有し6価ネプツ二ウム(Np6+)を持つ2価ネプツニル錯体系について議論した。ここでは2価というより高い価電状態のためネプツニル(2+)同士のCCBは一般に形成されないが、Np6+に配位している「ニル」以外の酸素を窒素で置換した系を作成し、違った形のネプツニル分子間相互作用を作り出すことを試みた。現在の所この試みはまだ十分成功したとは言えないが、これらの窒素配位系では、従来の酸素配位系とは異なった幾つかの磁気的挙動を見いだしており、今後の展開が期待される。
36000298
Growth of ferroelectric bismuth lanthanum nickel titanate thin films by rf magnetron sputtering
小舟 正文*; 福島 浩次*; 山路 徹*; 多田 英人*; 矢澤 哲夫*; 藤澤 浩訓*; 清水 勝*; 西畑 保雄; 松村 大樹; 水木 純一郎; 山口 秀史*; 小高 康稔*; 本田 耕一郎*
Journal of Applied Physics 101(7), p.074110_1-074110_6(2007) ; (JAEA-J 03625)
- 高周波マグネトロンスパッタリングにより、Pt(100)/MgO(100)基板上に作製したビスマスランタンニッケル酸化物薄膜(Bi1-xLax)(Ni0.5Ti0.5)O3(BLNT)のエピタキシャル成長,構造特性,誘電特性について、X線回折,透過型電子顕微鏡,ヒステリシスループ測定によって調べられた。強誘電的BLNTはx≥0.3でc軸配向し、単結晶の正方晶構造が現れる。c/aはLaの濃度が増えるにつれて1.004から1.028に変化する。成長方向の周りに4回対称性が見られた。X線異常散乱とX線吸収スペクトルの結果より、Biはペロブスカイト構造のAを+3価で占有していることが確かめられた。12μC/cm2の大きな残留分極の値が得られた。
36000299
Enhanced annealing of the Z1/2 defect in 4H-SiC epilayers
Storasta, L.*; 土田 秀一*; 宮澤 哲哉*; 大島 武
Journal of Applied Physics 103(1), p.013705_1-013705_7(2008) ; (JAEA-J 03626)
- 六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)中のキャリア寿命低下の原因であるZ1/2センターの低減化技術として、エピ膜表面層に炭素イオン注入を行った後に熱処理を行うプロセス(炭素イオン注入/熱処理プロセス)を試みた。その結果、炭素イオンを注入し2×1019/cm3,深さ300nmの炭素過剰層を形成し、その後、1800℃,30分の熱処理を行うことで、100μm厚のエピ膜のほぼ全域にわたってZ1/2センター濃度が検出限界(1×1011/cm3)以下にまで低減されることを見いだした。また、炭素イオンのみをはじき出す200keV以下の電子線照射を行ったところZ1/2センターの増加が観測された。これより、Z1/2センターは炭素欠陥起因であり、今回の炭素イオン注入/熱処理プロセスはSiC中に過剰な炭素を供給することでセンターが消滅したと考えられる。
36000300
Phosphorus segregation and intergranular embrittlement in thermally aged and neutron irradiated reactor pressure vessel steels
西山 裕孝; 鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀
Journal of ASTM International (Internet) 4(8), 12p.(2007) ; (JAEA-J 03627)
- 原子炉圧力容器鋼に対し、熱時効、並びに中性子照射によるPの粒界偏析と粒界脆化に関する検討を行った。450℃〜550℃の温度で10,000時間まで熱時効を行い、粒界P偏析はMcLeanモデルに従い、粒界P濃度が10%増加するとシャルピー延性脆性遷移温度(DBTT)は約40℃上昇することを示した。P添加、及び熱時効により粒界脆化した材料についてマスターカーブ法による破壊靭性を行った結果、破壊靭性値のばらつきは、へき開破壊と粒界破壊という異なる破壊靭性レベルが反映されたものとなり、マスターカーブ法による標準解析によれば下限領域の破壊靭性値が非安全側に評価された。そこで、破壊靭性値の評価対象を粒界破壊に起因する破壊靭性分布の下限に偏らせることによって、合理的に粒界破壊が考慮された破壊靭性値を評価できることを示した。また、290℃で6.9×1019n/cm2(E>1MeV)までの中性子照射を行い、粒界P偏析の照射量依存性を明らかにするとともに、Pの粒界偏析に照射硬化が重畳した場合においても、マスターカーブ法における参照温度T0とDBTTのシフトがほぼ等価であることが確認された。
36000301
Electrochemical evaluation of the distribution of a metal ion at the aqueous|organic solution interface in chelate extraction
上原 章寛*; 糟野 潤*; 奥垣 智彦*; 北辻 章浩; 白井 理*; 吉田 善行; 木原 壯林*
Journal of Electroanalytical Chemistry 604(2), p.115-124(2007) ; (JAEA-J 03628)
- キレート抽出における金属イオンの水溶液と有機溶液間の分配比を、イオンの液々界面イオン移動標準ギブズエネルギー,金属イオンとキレート試薬との錯生成定数,キレート試薬の酸解離定数といった物理化学的定数を用いて評価した。これらの定数は、液々界面イオン移動ボルタンメトリーや、水銀電極を用いるストリッピングボルタンメトリーなどの電気化学的な方法と酸塩基滴定により求めた。テノイルトリフルオロアセトンやピラゾロンなどのキレート試薬によるCu2+の1,2-ジクロロエタン溶媒への抽出について、理論的に導き出した金属イオンの分配比が、抽出実験により求めた分配比と一致することを確認した。これにより、キレート抽出における金属イオンの分配比をこれらの定数を用いて予測できることを示した。
36000302
Effect of re-irradiation by neutrons on mechanical properties of un-irradiated/irradiated SS316LN weldments
土谷 邦彦; 清水 道雄; 河村 弘; Kalinin, G.*
Journal of Nuclear Materials 373(1-3), p.212-216(2008) ; (JAEA-J 03629)
- 国際熱核融合炉(ITER)では、SUS316LN-IGが冷却管及び構造材料として使用される。冷却管の接続に最も重要な項目の1つは溶接時におけるさまざまな欠陥の回復である。2種類のヘリウム生成量(3及び10appm)を持つSUS316LN-IGを、第1回目の照射により準備した。その後、未照射と照射の異なった3種類の組合せのSUS316LN-IG試料をTIG溶接法により溶接し、溶接材を製作した。その溶接材を高速中性子照射量7.5×1024n/m2,照射温度150℃で再照射した。再照射後、溶接材と母材の引張試験を20℃及び150℃で行った結果、異なった3種類の溶接材の引張特性には差が見られないこと,溶接材の引張強度及び0.2%耐力は照射母材の値とほとんど同じであることがわかった。
36000303
Thermal conductivity of AmO2-x
西 剛史; 高野 公秀; 伊藤 昭憲; 赤堀 光雄; 荒井 康夫; 湊 和生; 沼田 正美
Journal of Nuclear Materials 373(1-3), p.295-298(2008) ; (JAEA-J 03630)
- 酸化アメリシウム(AmO2-x)の熱拡散率をレーザフラッシュ法により299から1473Kまでの範囲で測定した。AmO2-xの熱拡散率は、温度の上昇とともに減少した。また、AmO2-xの熱伝導率に関しては、測定した熱拡散率,比熱及び密度を用いて評価した。AmO2-xの熱伝導率は299から1473Kまでの温度領域において、温度とともに減少する傾向を示すことが明らかとなった。また、真空中での熱拡散率測定で生じるO/Am比の減少により、AmO2-xの熱伝導率のわずかな減少を示すことも明らかとなった。
36000304
Thermal-swing extraction separation of Am(III) and Eu(III) with poly-NIPA gel crosslinked with TPEN derivative
竹下 健二*; 松村 達郎; 中野 義夫*
Journal of Nuclear Science and Technology 44(12), p.1481-1483(2007) ; (JAEA-J 03631)
- ポリ-N-イソプロピルアクリルアミド(NIPA)を六座の窒素ドナー配位子であるN,N,N',N'-tetrakis(4-propenyloxy-2-pyridylmethyl)ethylenediamineによって架橋した感温性ゲルを合成した。このポリマーネットワークは膨潤収縮特性に温度依存性を持ち、低温のpH5.3の水相中における膨潤状態でAm(III)の分配係数2000とAm/Euの分離係数18を確認した。また、Am(III)は温度上昇によるゲルの収縮によって放出されることを確認した。この特性は、このゲルを用いて温度スイングオペレーションを行うシンプルなMA/Ln分離プロセスの構築の可能性を示唆している。
36000305
Theoretical study on new bias factor methods to effectively use critical experiments for improvement of prediction accuracy of neutronic characteristics
久語 輝彦; 森 貴正; 竹田 敏一*
Journal of Nuclear Science and Technology 44(12), p.1509-1517(2007) ; (JAEA-J 03632)
- 核特性予測精度評価向上のためにバイアス因子法の適用性を高めるLC法及びPE法による拡張バイアス因子法を提案する。両手法は多数の臨界実験結果を活用して、半仮想的な実験値を作り出す。LC法は実験値の線形和の実験解析値の線形和に対する比をバイアス因子と定義する。PE法は累乗化した実験値の積の累乗化した実験解析値の積に対する比をバイアス因子と定義する。LC法における重み及びPE法における指数を、核特性予測値の分散を最小化するように決定するための定式化を行った。両手法,従来法及び先に提案された一般化バイアス因子法について理論的な比較を行い、PE法が予測精度向上のために最良の方法であることが結論される。PE法の主な利点は以下のようにまとめられる。利用できるすべての実験結果を利用することにより最も予測精度が向上する。PE法は元の設計計算値の持つ精度よりも必ず予測精度を向上する。したがって、PE法は、すべての臨界試験を有効に活用し、過去及び将来のベンチマーク試験を利用することにより、完全モックアップ体系を不要とする可能性を持つ。
36000306
Sodium void reactivity worth calculations for fast critical assemblies without whole-lattice homogenization
千葉 豪; 島津 洋一郎*
Journal of Nuclear Science and Technology 44(12), p.1526-1535(2007) ; (JAEA-J 03633)
- 格子均質化に起因する誤差を排除するため、格子均質化を行わずに臨界集合体のNaボイド反応度を計算する手法を提案する。全炉心非均質臨界集合体体系に対する離散座標法に基づく中性子輸送計算の妥当性をベンチマーク問題の計算を通して確認した。今回提案した手法と核データJENDL-3.3を用いることにより、臨界集合体のNaボイド反応度実験データを3σの実験誤差内で予測することが可能であることを示した。
36000307
Impact of partitioning and transmutation on LWR high-level waste disposal
西原 健司; 中山 真一; 森田 泰治; 大井川 宏之; 岩崎 智彦*
Journal of Nuclear Science and Technology 45(1), p.84-97(2008) ; (JAEA-J 03634)
- 分離変換技術(PT)を導入した軽水炉核燃料サイクルで発生する放射性廃棄物の処分場における定置概念が、処分前の貯蔵期間によって受ける影響を検討した。PTを導入した燃料サイクルについて、(1)分離のみ(核分裂生成物の一部を分離),(2)核変換のみ(MAを分離し核変換),(3)分離及び核変換の両方、の3つのシナリオを検討した。過渡熱解析によって、処分場における幾つかの廃棄体配置に対して必要となる処分前貯蔵期間を評価し、貯蔵期間と定置面積の関係を得た。それぞれのシナリオに対して、発熱性の廃棄体の乾式貯蔵に必要な貯蔵能力を評価した。PTの廃棄体の貯蔵と処分双方に対する貢献が議論され、分離変換の双方を導入することが廃棄物管理の規模縮小に有効であることが示された。
36000308
Synthesis and optical properties of EB induced refractive index lithography materials based on aliphatic polyimides
山下 俊*; 小川 睦樹*; 越川 博; 前川 康成
Journal of Photopolymer Science and Technology 20(5), p.739-742(2007) ; (JAEA-J 03635)
- 電子線を利用した導波路等の光学デバイス作製を目的として、耐熱性高分子であるポリイミド膜の電子線による屈折率変化を検討した。ポリイミド骨格に脂肪族アミンを導入することで、電荷移動が抑制でき、膜が透明無色化するとともに、その電子線感受性も向上した。特に、シクロヘキサン四カルボン酸二無水物とビス(4-アミノシクロへキシル)メタンからなるポリイミドはEB照射により、TM,TE両モードで屈折率が10-3以上変化した。さらに、電子線による芳香族化反応が屈折率変化の要因であることも明らかとした。
36000309
Structure of Au(111) and Au(100) single-crystal electrode surfaces at various potentials in sulfuric acid solution determined by in situ surface X-ray scattering
近藤 敏啓*; 森田 潤*; 花岡 一哉*; 高草木 達*; 田村 和久; 高橋 正光; 水木 純一郎; 魚崎 浩平*
Journal of Physical Chemistry C 111(35), p.13197-13204(2007) ; (JAEA-J 03636)
- 50mM硫酸水溶液中でのAu(111)及びAu(100)単結晶電極の表面構造の電極電位依存性について、表面X線散乱法を用いて検討した。Au(111), Au(100)面ともに、酸素吸着したまま、表面再配列が起きていることが明らかになった。
36000310
17O NMR spin-lattice relaxation in NpO2; Field-dependent cross-relaxation process driven by 237Np spins
徳永 陽; Walstedt, R. E.*; 本間 佳哉*; 青木 大*; 神戸 振作; 酒井 宏典; 藤本 達也; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 塩川 佳伸*; 安岡 弘志
Journal of Physics and Chemistry of Solids 68(11), p.2016-2019(2007) ; (JAEA-J 03637)
- 現在、八極子秩序基底状態の可能性が示唆され注目を集めているNpO2について発表を行う。発表では特に酸素核での核磁気緩和時間の測定結果を中心に報告を行う。発表者は0.5テスラから10テスラまでの広い磁場領域において測定を行い、その結果、低磁場領域においては、非常に広い温度領域にわたって大きな磁場依存性が存在することを見いだした。一方、5テスラ以上の高磁場領域ではそのような磁場依存性は全く観測されなかった。われわれはこの特異な緩和時間の磁場依存性はネプツニウム核と酸素核との間の異種核緩和によるものとして理解できることを示した。併せてネプツニウム核の核磁気緩和時間の見積りも行った。
36000311
Magnetic properties of SmRu4P12 probed by μSR
伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城; Heffner, R. H.; 西田 信彦*; 佐藤 一彦*; 菅原 仁*; 青木 勇二*; 菊地 大輔*; 佐藤 英行*
Journal of Physics and Chemistry of Solids 68(11), p.2072-2075(2007) ; (JAEA-J 03638)
- 充填スクッテルダイト化合物SmRu4P12はTMI=16.5Kにおいて磁気的な異常を伴った金属-絶縁体転移(MI転移)を示す。この物質の結晶場基底準位はΓ67四重項であると考えられており、これが多極子の自由度を有することから軌道秩序がMI転移の起源である可能性がある。われわれはMI転移に付随する磁気的な異常と基底状態を調べるために零磁場中においてミュオンスピン緩和法による測定を行った。温度の低下に伴い、零磁場におけるミュオンスピン緩和率がTMIから単調増加して行く様子が観測された。この結果は、MI転移が磁気的な自由度にかかわる現象であることを端的にあらわしている。緩和率はさらに増加し続け、3Kからミュオンスピンの回転が観測されるようになる。ミュオンによって観測された内部磁場は遅い揺らぎを伴っており、この揺らぎは0.02Kにおいてほぼ凍結されて磁気的な基底状態に至る。内部磁場の分布から、磁気基底状態における秩序構造は非整合な反強磁性であると考えられる。
36000312
X-ray diffraction study on self-organization of InAs islands on GaAs(001)
高橋 正光; 水木 純一郎
Journal of Physics; Conference Series 83, p.012006_1-012006_5(2007) ; (JAEA-J 03639)
- InAs/GaAs(001)量子ドットの分子線エピタキシー(MBE)成長と成長後のアニールについて、MBE真空槽とX線回折計とを一体化した装置を用い、微小角入射X線回折法で調べた。シンクロトロン放射光と二次元X線検出器の利用により、量子ドット内部のひずみ分布と高さが10秒以下の時間分解能で調べられるようになった。その結果、InAs/GaAs(001)の三次元島の核形成には表面拡散を介した物質輸送が主要な役割を演じていることが見いだされた。
36000313
Experimental study of three-dimensional void fraction distribution in heated tight-lattice rod bundles using three-dimensional neutron tomography
呉田 昌俊
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 1(3), p.225-238(2007) ; (JAEA-J 03640)
- 発熱する稠密7本及び14本バンドル内の3次元ボイド率分布を、中性子トモグラフィ技術を用いて計測し、熱流動の観点から系統的にボイド率データを分析した。本研究は、BWR型の次世代型水冷却炉(FLWR)設計案の燃料集合体内の沸騰現象を解明することを目的としており、7本バンドル試験は高ボイド率データの取得を、14本バンドル試験は沸騰開始から高ボイド率までを同時計測した3次元ボイド率分布データの可視化と分析のために実施した。実験データは、質量速度,発熱量,入口クオリティを実験パラメータとして大気圧条件下で取得した。本データを分析することにより、流路中央部のボイド率が外周部より高くなる現象,高ボイド率スポットが入口領域に発生する現象,蒸気の煙突と呼ばれる現象がサブチャンネルの中央部に発生することを明らかとした。
36000314
Application of bias factor method with use of exponentiated experimental value to prediction uncertainty reduction in coolant void reactivity of breeding light water reactor
久語 輝彦; 小嶋 健介; 安藤 真樹; 森 貴正; 竹田 敏一*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.73-82(2008) ; (JAEA-J 03641)
- 本研究では、実機炉心とは逆の符号を持つ反応度価値測定値、すなわち実機炉心とは逆の符号の感度係数を持つ実験値を使用する場合に従来バイアス因子法では予測誤差が増加する問題を解決するため、バイアス因子法に累乗化実験値の概念を導入し、これをFCA-XXII-1臨界実験を活用して水冷却増殖炉心の冷却材ボイド反応度の予測誤差低減へ応用した。数値計算結果から、従来法では予測精度の改善が見られなかったのに対し、累乗化実験値概念が予測精度を向上させることが確認された。よって、累乗化実験値概念が効果的に実験結果を活用するとともに、バイアス因子法の適用性を拡張するものであると結論づけられる。
36000315
Improvement of analysis technology for high temperature gas-cooled reactor by using data obtained in high temperature engineering test reactor
中川 繁昭; 栃尾 大輔; 高松 邦吉; 後藤 実; 武田 哲明
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.83-91(2008) ; (JAEA-J 03642)
- 第四世代原子炉の一つである超高温ガス炉は、水素製造と高効率発電を可能とする高温ガス炉である。高温工学試験研究炉(HTTR)は、日本で初めての高温ガス炉であり、原子炉の特性を確認する出力上昇試験において、2004年4月に原子炉熱出力30MW,原子炉出口冷却材温度950℃を達成した。2002年からはHTTRを用いた安全性実証試験を開始し、高温ガス炉の固有の安全性を実験的に実証しているところである。これらの試験で得られた試験データは、経済性の優れた超高温ガス炉を設計するために必要不可欠のものである。HTTRの試験データにより検証された解析モデルは、高温ガス炉特性の正確な解析に適用でき、超高温ガス炉の研究開発に貢献することができる。
36000316
Integrated on-line plant monitoring system for HTTR with neural networks
鍋島 邦彦; Subekti, M.*; 松石 智美*; 大野 富生*; 工藤 和彦*; 中川 繁昭
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.92-103(2008) ; (JAEA-J 03643)
- HTTR(熱出力30MW)のオンライン監視システムにニューラルネットワークを適用した。本システムでは、幾つかのニューラルネットワークがそれぞれ独立に、異なる構成,入出力信号,学習則で、プラント動特性をモデル化している。その中の1つである自己相関型多層パーセプトロン(MLP)は、正常な運転データのみで学習を行い、プラント全体に渡る信号を予測することで、リアルタイム監視を行うものである。その他のネットワークは、オンラインでの反応度予測及び監視,ヘリウムリークの監視を行う。オンラインテストの結果から、それぞれのニューラルネットワークが精度良い予測と信頼性のある異常検知をできることが示された。
36000317
Study of rock-like oxide fuels under irradiation
白数 訓子; 蔵本 賢一; 中野 佳洋; 山下 利之; 小川 徹
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.145-152(2008) ; (JAEA-J 03644)
- 岩石型燃料の照射挙動を評価するために、濃縮度20%のウランを添加した岩石型燃料を用いて照射試験を行った。試験には、ジルコニア単相燃料,ジルコニア粒子をスピネル、もしくはコランダム中に分散させた粒子分散型燃料を供した。照射はJRR-3にておよそ280日行った。燃焼度はおよそ11%FIMAである。パンクチャーテスト並びにガス分析を行い、ガス放出率を求めた。コランダム系燃料において、極めて高いガス放出率が観測された(88%)。また、ジルコニア単相燃料は、その低い熱伝導率より一番高い温度での照射となったが、たいへん低いガス放出率を示した(5%)。SEMやEPMAを用いて燃料の微小分析を行った。1400K以下の照射温度では、スピネルの分解及び組織の再編成は見られなかった。コランダム型燃料の組織も一様であり、組織変化は見られなかった。
36000318
Radionuclide and colloid migration experiments in quarried block of granite under in-situ conditions at a depth of 240 m
山口 徹治; 中山 真一; Vandergraaf, T. T.*; Drew, D. J.*; Vilks, P.*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.186-197(2008) ; (JAEA-J 03645)
- 高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価では、長寿命の放射性核種は廃棄体から溶出し周辺岩盤中を移行するかもしれないことが考慮される。そこで、処分場周辺岩盤内で水みちとなっている亀裂中における放射性核種の移行を理解する必要がある。そのために、日本原子力研究所(日本原子力研究開発機構に改組)とカナダ原子力公社(AECL)は5年間の協力研究でAECLの地下実験施設の地下240mの原位置条件下において、切り出し花崗岩ブロック内核種移行実験を行った。水みちとなっている亀裂帯から切り出した亀裂を含む1m3の花崗岩ブロックを用いて、Br, 模擬コロイド, 3H, 85Sr, 95mTc, 237Np及び238Puの移行実験を行い、移行実験後に亀裂面の放射能分布を分析した。放射性核種の移行については、巨視的な機械的分散,マトリクス拡散,元素ごとに特徴的な収着の影響が見られた。コロイドの移行については沈着とよどみ領域への拡散が影響した複雑な挙動が見られた。
36000319
Development of design technology on thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundles, 1; Master plan and executive summary
大貫 晃; 呉田 昌俊; 吉田 啓之; 玉井 秀定; Liu, W.; 三澤 丈治; 高瀬 和之; 秋本 肇
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.229-239(2008) ; (JAEA-J 03646)
- R&D project to investigate thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundles for Innovative Water Reactor for Flexible Fuel Cycle has been progressed at Japan Atomic Energy Agency in collaboration with power utilities, reactor vendors and universities since 2002. In this series-study, we will summarize the R&D achievements using large-scale test facility (37-rod bundle with full-height and full-pressure), model experiments and advanced numerical simulation technology. This first paper described the master plan for the development of design technology and showed an executive summary for this project up to FY2005. The thermal-hydraulic characteristics in the tight-lattice configuration were investigated and the feasibility was confirmed based on the experiments. We have developed the design technology including 3-D numerical simulation one to evaluate the effects of geometry/scale on the thermal-hydraulic behaviors.
36000320
Development of design technology on thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundles, 2; Rod bowing effect on boiling transition under transient conditions
Liu, W.; 玉井 秀定; 呉田 昌俊; 大貫 晃; 秋本 肇
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.240-249(2008) ; (JAEA-J 03647)
- 37本燃料棒曲がり効果試験体を用いて、強制循環並びに自然循環水冷却増殖炉で想定される異常な過渡変化に対して、その限界出力特性に関する研究を行った。想定される流量低下と出力上昇事象に対して、初期条件(初期質量速度や初期出力)、流量低下速度や出力上昇速度,最低下時流量や最高出力をパラメータとして多くの過渡試験を行った。その結果、曲がり体系において、想定される異常な過渡変化時の限界出力は、定常時と比べて、その違いは誤差範囲内であり、準定常と見なすことができることを実験から確かめた。また、原子力機構が開発した最新版限界出力相関式を過渡解析コードTRAC-BF1に組み込み、過渡時の限界出力の予測性能を評価した。改良TRAC-BF1が過渡限界出力を保守的に評価できることを確認した。本燃料棒曲がり体系における過渡時沸騰遷移の判定は、準定常近似が可能、すなわち定常用限界出力相関式を過渡解析コードに組み込むことで保守的に評価が可能であることがわかった。
36000321
Development of design technology on thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundles, 3; Numerical evaluation of fluid mixing phenomena using advanced interface-tracking method
吉田 啓之; 永吉 拓至*; 高瀬 和之; 秋本 肇
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.250-258(2008) ; (JAEA-J 03648)
- Thermal-hydraulic design of the current boiling water reactor (BWR) is performed by correlations with empirical results of actual-size tests. However, for the Innovative Water Reactor for Flexible Fuel Cycle (FLWR) core, an actual size test of an embodiment of its design is required to confirm or modify such correlations. Development of a method that enables the thermal-hydraulic design of nuclear reactors without these actual size tests is desired, because these tests take a long time and entail great cost. For this reason we developed an advanced thermal-hydraulic design method for FLWRs using innovative two-phase flow simulation technology. In this study, detailed Two-Phase Flow simulation code using advanced Interface Tracking method: TPFIT is developed to calculate the detailed information of the two-phase flow. We tried to verify the TPFIT code by comparing it with the 2-channel air-water and steam-water mixing experimental results. The predicted result agrees well the observed results and bubble dynamics through the gap and cross flow behavior could be effectively predicted by the TPFIT code, and pressure difference between fluid channels is responsible for the fluid mixing.
36000322
Development of design technology on thermal-hydraulic performance in tihgt-lattice rod bundles, 5; Estimation of void fraction
呉田 昌俊; 玉井 秀定; 吉田 啓之; 大貫 晃; 秋本 肇
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.271-282(2008) ; (JAEA-J 03649)
- 超高燃焼水冷却増殖炉の熱設計技術開発には、高稠密格子燃料集合体におけるボイド率評価技術が必要である。このため本研究では、ボイド率の計測及び沸騰流の流動観察を実施した。ボイド率は、中性子ラジオグラフィ技術,急閉弁締め切り法,電気的ボイド率計を用いて計測した。データは、燃料棒間隙幅1.0mm及び1.3mmの7,14,19,37本バンドル試験で大気圧から7.2MPaの条件において取得した。実験及び解析結果との比較より、(1)数値解析コードが実験結果の傾向を良好に予測できること、及び(2)TRAC-BF1コードとドリフトフラックスモデルが低クオリティ領域においてボイド率を過大評価する傾向があることを確認した。
36000323
Development of three-dimentional one-way bubble tracking method for boiling flow
玉井 秀定; 冨山 明男*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.295-305(2008) ; (JAEA-J 03650)
- 三次元one-way気泡追跡法は少ない計算資源で気液二相流の時間的・空間的変化を計算できる手法であるが、これまで非加熱の水-空気二相流のみに適用されてきた。そこで本研究では、本手法を加熱管内沸騰二相流の体系に拡張した。まず、液相温度場を計算するために一次元のエネルギー保存式を導入し、気泡と液相の熱伝達を考慮した。その他、径方向液相温度分布や過熱壁での気泡生成,気泡の膨張・凝縮などをモデル化した。実験結果との比較により、構築した手法が、加熱管内沸騰二相流のボイド率分布の傾向を良好に予測できることを確認した。
36000324
Characterization of electrode/electrolyte interface for lithium batteries using in situ synchrotron X-ray reflectometry; A New experimental technique for LiCoO2 model electrode
平山 雅章*; 園山 範之*; 安部 武志*; 箕浦 真知子*; 伊藤 真純*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 菅野 了次*; 寺嶋 孝仁*; 高野 幹夫*; 田村 和久; 水木 純一郎
Journal of Power Sources 168(2), p.493-500(2007) ; (JAEA-J 03651)
- パルスレーザー堆積法により作成したLiCoO2エピタキシャル薄膜を電極として、X線反射率測定により、電極/溶液界面の構造解析を行った。薄膜成長後に形成された不純物層が溶液に浸漬することで溶解し、新たなSEI層が形成されることがわかった。(110)面では、充放電によりラフネスが増加するが、(003)面では変化がないことがわかった。
36000325
Mechanistic study on lithium intercalation using a restricted reaction field in LiNi0.5Mn0.5O2
坂本 和幸*; 小西 宏明*; 園山 範之*; 山田 淳夫*; 田村 和久; 水木 純一郎; 菅野 了次*
Journal of Power Sources 174(2), p.678-682(2007) ; (JAEA-J 03652)
- パルスレーザー堆積法を用い、エピタキシャル成長させて形成したリチウムイオン電池正極(LiNi0.5Mn0.5O2)の充放電過程をX線散乱法により追跡した。その結果、LiNi0.5Mn0.5O2(003)面では、2次元構造を取っている金属層を通してリチウムイオンが三次元的に拡散していることがわかった。
36000326
New evaluation method of material degradation considering synergistic effects of radiation damage
三輪 幸夫; 加治 芳行; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 塚田 隆
Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering (Internet) 2(1), p.145-155(2008) ; (JAEA-J 03653)
- 次世代の超臨界圧水高速炉の炉内構造材は現行の軽水炉よりも高温で高照射量まで使用されるため、照射損傷と熱応力による材料の劣化が設計の段階で適切な精度を取り込んで考慮されなければならない。現在の経験ベースの設計基準では、構造材料の寿命は、延性脆性遷移温度の上昇のような照射後試験から得られる材料劣化事象によって決定される。しかし、照射誘起応力腐食割れ(IASCC)などの材料劣化では、照射硬化,局所的な材料組成変化,スエリング及び照射クリープなどの材料劣化因子の複合作用の影響を考慮した、合理的な設計を行うことが望ましい。本研究では、IASCCによる材料損傷をより高い精度で予測するために、異なる照射量依存性を持つ材料劣化因子を照射誘起応力緩和に関してモデル化する。そして、そのモデルを用いて炉内構造材のIASCCによる損傷挙動を供用期間に渡ってシミュレーションする。本論文では、新しい材料損傷評価法の概念と材料損傷シミュレーションのための計算コードの概要を示した。
36000327
Oxidation damage evaluation by non-destructive method for graphite components in High Temperature Gas-cooled Reactor
柴田 大受; 多田 竜也; 角田 淳弥; 沢 和弘
Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering (Internet) 2(1), p.166-175(2008) ; (JAEA-J 03654)
- 高温ガス炉(HTGR)の黒鉛構造物の酸化を非破壊的に評価する手法を開発するため、超音波法とマイクロインデンテーション法の適用性を調べた。超高温ガス炉(VHTR)の候補黒鉛銘柄であるIG-110とIG-430を均一に酸化し実験に用いた。(1)超音波音速は酸化に伴い低下し、酸化質量損失を用いて指数関数の実験式で表すことができる。(2)超音波と気孔との相互作用モデルによる超音波伝播解析では、IG-110の酸化による音速の低下がやや過小評価された。酸化の非均一性の影響の可能性が考えられる。(3)マイクロインデンテーション特性は酸化劣化を示すように変化したが、酸化損傷を特定するためには今後統計的手法によりデータのばらつきを評価する必要がある。
36000328
Core-shell structure analysis of BaTiO3 ceramics by synchrotron X-ray diffraction
安川 勝正*; 西村 道明*; 西畑 保雄; 水木 純一郎
Journal of the American Ceramic Society 90(4), p.1107-1111(2007) ; (JAEA-J 03655)
- 放射光X線回折法により、コアシェル構造をもったチタン酸バリウムのセラミックスのシェルの厚みが測定された。TEM/EDSの観察により、チタン酸バリウムのセラミックスは純粋なチタン酸バリウムのコア部と添加物を含むシェル部で構成された不均質な微細構造をもっていることが知られている。また、チタン酸バリウムのコアは正方晶であり、シェルは擬立方晶であることが知られている。立方晶の(400)反射の半値幅からシェラーの式を使って、シェルの厚みを見積もった。また、シェルの厚みは球対称なコアシェルモデルを仮定し、正方晶の体積分率を用いても求められる。これらの値はよく一致し、試料がコアシェル構造をしていることを裏付ける。この実験結果は、放射光X線回折法が、コアシェル構造の定量的解析の簡便で効果的な解析手法であることを示している。それにより、チタン酸バリウムの微細構造と誘電特性の関連を定量的に理解することが可能となる。
36000329
Characterization of electrode/electrolyte interface with X-ray reflectometry and epitaxial-film LiMn2O4 electrode
平山 雅章*; 園山 範之*; 伊藤 真純*; 箕浦 真知子*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 田村 和久; 水木 純一郎; 菅野 了次*
Journal of the Electrochemical Society 154(11), p.A1065-A1072(2007) ; (JAEA-J 03656)
- 面方位を制御してSrTiO3上に作成したLiMn2O4薄膜電極を用い、リチウムイオン電池電極/溶液界面の構造をX線反射率により検討した。ex situでの実験では、電極表面に不純物層が堆積しており、この電極を溶液に浸漬するとこの不純物層は溶解することが明らかになった。その場測定を行った結果、反応性が薄膜の面方位に依存していることが明らかになった。
36000330
Electrical and magnetic properties of an ising-type ferromagnet NpSb2
本間 佳哉*; 青木 大*; 芳賀 芳範; 酒井 宏典; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 塩川 佳伸*; 大貫 惇睦
Journal of the Physical Society of Japan 76(7), p.074715_1-074715_6(2007) ; (JAEA-J 03657)
- We succeeded in growing a single crystal of NpSb2 with the SmSb2 -type orthorhombic structure by the Sb-flux method. NpSb2 is found to be an Ising-type ferromagnet with the Curie temperature Tc = 47 K, where the ordered moment is oriented along the [001] direction. The anisotropy of the electrical resistivity suggests the quasi-two-dimensional electronic state.
36000331
Electronic band structure and fermi surface of heavy-fermion neptunium superconductor NpPd5Al2
山上 浩志*; 青木 大*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦
Journal of the Physical Society of Japan 76(8), p.083708_1-083708_4(2007) ; (JAEA-J 03658)
- Electronic band structure calculations were carried out for a new neptunium superconductor NpPd5Al2 using a relativistic linear-augmented plane wave method within a local density approximation. The Fermi energy in the band structure is found to be located just on the 5f -bands of the j = 5/2 state with the extremely narrow band width and therefore the theoretical electronic specific heat coefficient γb is extremely large, being γb =74.0mJ/K2mol, which is compared to γ =390 estimated experimentally. NpPd5Al2 is an uncompensated metal. The main electron Fermi surface corresponds to a doughnut-like flat Fermi surface centered at the Γpoint which is connected with cylindrical Fermi surfaces elongated along the X-W-P line.
36000332
Superconducting properties of Pr-based filled skutterudite PrRu4As12
並木 孝洋*; 青木 勇二*; 佐藤 英行*; 関根 ちひろ*; 城谷 一民*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 八木 健彦*
Journal of the Physical Society of Japan 76(9), p.093704_1-093704_4(2007) ; (JAEA-J 03659)
- We report on a systematic study of the superconducting characteristics and Pr crystalline-electric-field (CEF) levels of the filled skutterudite PrRu4As12 (Tc = 2.33 K). The electronic specific heat coefficient γ 〜95 mJ/(K2・mol), which is 〜1.5 times larger than that of LaRu4As12, indicates 4f-originating quasiparticle mass enhancement. The magnetic susceptibility χ(T) indicates that the CEF ground state is a Γ1 singlet and a Γ4(1) triplet first excited state lies at ΔCEF〜30 K above. A systematic comparison among PrOs4Sb12, PrRu4Sb12, PrRu4As12, and La-based reference compounds suggests that the inelastic exchange scattering and aspherical charge scattering of conduction electrons from CEF-split 4f levels play an essential role in the quasiparticle mass enhancement and in determining the value of Tc in the Pr-based filled skutterudites.
36000333
Charge-ordered state versus dimer-mott insulator at finite temperatures
吉岡 英生*; 土射津 昌久*; 妹尾 仁嗣
Journal of the Physical Society of Japan 76(10), p.103701_1-103701_4(2007) ; (JAEA-J 03660)
- 1/4充填の擬1次元電子系の有限温度における電荷秩序とモット絶縁状態の競合を理論的に調べるため、鎖間クーロン相互作用を含めた2量体化した拡張ハバードモデルを調べた。1次元揺らぎを適切に取り扱うためボゾン化法を鎖間平均場近似によって得られた有効モデルに適用した。その結果格子の特に臨界領域において2量体化、及び鎖間クーロン相互作用のフラストレーションは電荷秩序転移温度を抑制しダイマーモット絶縁体相を広げることがわかった。また、電荷秩序相でのナイトシフトの一般的な公式を求め、実験との比較を行った。
36000334
Local crystal structure of multiferroic system BiMnO3 by atomic pair distribution function analysis
樹神 克明; 飯久保 智; 社本 真一; Belik, A. A.*; 室町 英治*
Journal of the Physical Society of Japan 76(12), p.124605_1-124605_7(2007) ; (JAEA-J 03661)
- We have studied the local crystal structure of a multiferroic system BiMnO3 by means of atomic pair distibution function (PDF) analysis on neutron powder diffraction data. The domains with space group P2 or P21 whose atomic shifts break a symmetry of C-center exist in the bulk BiMnO3 with a space group C2, which is consistent with recent results of electron diffraction. The domain size is larger than 100 Å, also estimated by the PDF analysis. Because domains which have atomic shifts with different directions, typically the opposite direction, also exist, the bulk material "apparently" has a space group C2.
36000335
One-third magnetization plateau in an anisotropic (S,S')=(1,2) spin-alternating chain
利根川 孝*; 坂井 徹; 岡本 清美*; 鏑木 誠*
Journal of the Physical Society of Japan 76(12), p.124701_1-124701_8(2007) ; (JAEA-J 03662)
- スピン(1,2)交代鎖の飽和磁化の3分の1の磁化プラトーの性質について、数値対角化と密度行列繰り込み群法により理論的に解析した結果、異方性の大きさによってプラトー形成のメカニズムが2種類あることがわかり、異方性とプラトー形成メカニズムの関係を相図にまとめた。
36000336
High-resolution water window X-ray imaging of in vivo cells and their products using LiF crystal detectors
Bonfigli, F.*; Faenov, A. Y.; Flora, F.*; Francucci, M.*; Gaudio, P.*; Lai, A.*; Martellucci, S.*; Montereali, R. M.*; Pikuz, T.*; Reale, L.*; Richetta, M.*; Vincenti, M. A.*; Baldacchini, G.*
Microscopy Research and Technique 71(1), p.35-41(2008) ; (JAEA-J 03663)
- High contrast imaging of in vivo cells with submicron spatial resolution was obtained with a contact water window X-ray microscopy technique using a point-like, laser-plasma produced water-window X-ray radiation source and LiF crystals as detectors. The powerful performance of LiF crystals allowed to detect the exudates of Chlorella cells in their living medium and their spatial distribution in situ, without any special sample preparation
36000337
Energetic heavy ions accelerate differentiation in the descendants of irradiated normal human diploid fibroblasts
浜田 信行*; 原 孝光*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 小林 泰彦
Mutation Research; Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis 637(1-2), p.190-196(2008) ; (JAEA-J 03664)
- 重粒子線を照射したヒト正常線維芽細胞の生存子孫細胞において、最初に与えられた線量とそのLET値(線エネルギー付与)に依存してコロニー形成能が遅延的に低下することを、これまでにわれわれは明らかにしてきた。今回、照射によって線量・線質依存的に引き起こされた分化の進行の結果、分裂能が低下した細胞が生存子孫細胞の中に誘発されることが、このような放射線誘発遺伝的不安定性の機序である可能性を示した。
36000338
Safety evaluation on the depressurization accident in the Gas Turbine High Temperature Reactor (GTHTR300)
片西 昌司; 國富 一彦
Nuclear Engineering and Design 237(12-13), p.1372-1380(2007) ; (JAEA-J 03665)
- 高温ガス炉ガスタービン発電システム(GTHTR300)においては、安全設計上の特徴の一つとして、10E-8という低い発生頻度の事象を設計基準事象として安全解析を行うこととしている。この考えに則り、高温ガス炉における特徴的かつ冷却能力低下の観点で重要な事故である減圧事故について安全解析を行った。燃料の温度上昇,原子炉建屋の内圧上昇,燃料と炉内構造物の酸化挙動,放出された放射性物質による周辺公衆の被ばくについて評価を行った。このうち、燃料の酸化挙動については、被覆燃料粒子においてFP閉じ込め機能を担うSiC被覆層は比較的低温あるいは高酸素濃度での酸化においては安定なSiO2層が生成され燃料粒子の表面に保護膜を形成するため酸化の進展が抑えられることに着目し、SiO2層の生成条件の有無により燃料粒子の破損の有無を評価した。このような考え方により、具体的な高温ガス炉システムの設計に基づく安全評価を実施し、GTHTR300の安全設計の妥当性を確認し、システムの成立性を明らかにした。
36000339
Development of a three-dimensional CDA analysis code; SIMMER-IV and its first application to reactor case
山野 秀将; 藤田 哲史; 飛田 吉春; 佐藤 一憲; 丹羽 元
Nuclear Engineering and Design 238(1), p.66-73(2008) ; (JAEA-J 03666)
- 炉心崩壊事故の遷移過程解析のため、2次元SIMMER-IIIコードをもとに3次元炉心安全解析コードSIMMER-IVの開発が行われた。また、世界で初めてSIMMER-IVを小型ナトリウム冷却高速炉に適用し、遷移過程の初期段階における事象推移を明らかにすることを試みた。このSIMMER-IVによる解析は、制御棒案内管の存在を無視したSIMMER-IIIによる2次元解析の場合と比較された。従来シナリオは比較的早期に高い流動性を持つ燃料プールが形成されていたが、3次元的な物質配位を考慮した本解析により、それは非現実的であり、遷移過程の初期段階では崩壊炉心は低流動性を保つ傾向があることが示された。
36000340
Clarification of strain limits considering the ratcheting fatigue strength of 316FR steel
磯部 展宏*; 祐川 正之*; 中山 康成*; 伊達 信悟*; 大谷 知未*; 高橋 由紀夫*; 笠原 直人; 柴本 宏*; 長島 英明*; 井上 和彦*
Nuclear Engineering and Design 238(2), p.347-352(2008) ; (JAEA-J 03667)
- 高速炉設計基準の高度化を目的として、ラチェット疲労条件におけるひずみ制限について検討した。ラチェット変形を与える期間を1000回とし、累積非弾性ひずみをパラメータとして疲労試験を行った。累積非弾性ひずみの増加に伴い、平均応力が上昇し、疲労寿命が低下したが、平均応力が25MPa以下のときは、疲労寿命の低下はほとんど無視できた。高速炉運転条件に対して安全側と考えられるラチェット期間1000回の条件では、平均応力25MPaに対応する累積非弾性ひずみは2.2パーセントであり、現行の設計基準におけるひずみ制限値(2パーセント)により、ラチェットによる疲労寿命低下も防止できると考えられる。
36000341
An Experimental validation of the guideline for inelastic design analysis through structural model tests
渡辺 大剛*; 中馬 康晴*; 大谷 知未*; 柴本 宏*; 井上 和彦*; 笠原 直人
Nuclear Engineering and Design 238(2), p.389-398(2008) ; (JAEA-J 03668)
- 原子炉容器のナトリウム液面近傍では、炉容器軸方向に生じる温度勾配によって、熱応力が発生する。また、炉の起動時や停止時にナトリウムの液位が変動した場合、上記熱応力の繰返しが生じ、このような条件下でのラチェット挙動やクリープ疲労強度の明確化が高温構造設計上の重要課題となっている。この課題に取り組むため、ナトリウム液面近傍の負荷条件を模擬できる「液面近傍モデル試験装置」を作成し、構造物の熱ラチェット変形試験を行った。熱ラチェット挙動を明らかにするとともに、試験結果との比較により非弾性解析法の適用性を確認することができた。
36000342
Observation of spontaneously excited waves in the ion cyclotron frequency range on JT-60U
市村 真*; 檜垣 浩之*; 柿本 真吾*; 山口 裕資*; 根本 健樹*; 片野 誠*; 石川 正男; 森山 伸一; 鈴木 隆博
Nuclear Fusion 48(3), p.035012_1-035012_7(2008) ; (JAEA-J 03669)
- 本論文では、JT-60Uにおけるイオンサイクロトロン周波数帯の自発的励起波動の実験的観測に関して報告する。磁場閉じ込めプラズマ中では、非等方速度分布に起因して不安定性が駆動される。中性粒子入射による高エネルギーDイオンによる励起波動と核融合反応イオン(3He, T)による2つのタイプの揺動が観測されている。これらの揺動は、JET, TFTRで観測されるイオンサイクロトロン放射(ICE)と呼ばれるものと同じものと考えられる。本論文では、初めてこれらの励起波動の空間構造を明らかとした。ICRF加熱用のアンテナを磁気プローブとして用い、ポロイダル方向の空間構造を測定し、観測される波動が揺動磁場成分を持つことが明らかとなった。また、トロイダル方向の空間構造からDイオンに起因する揺動は磁場方向の波数が零付近、核融合反応イオンに起因する揺動は有限な波数を持つことが明らかとなった。さらに核融合反応イオンの3HeとTに関しても異なる構造が観測され、異なるアルベン波動が不安定になることが示唆された。
36000343
RF reference distribution system for J-PARC linac
小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 585(1-2), p.12-19(2008) ; (JAEA-J 03670)
- J-PARCリニアックの高周波電界には振幅・位相それぞれ1%, 1°以内という厳しい安定性が要求される。そのためさらに安定性の高い高周波基準信号が必要で、J-PARCリニアックのため新たに高安定でユニークな高周波基準信号分配システムが開発・敷設された。本システムでは基準信号を光信号に変換して、それを増幅,分岐し約60か所あるクライストロン駆動システムへ送信する。光伝送線には位相安定化光ファイバーを用いた。安定性を評価した結果、要求を十分満たす±0.2°の安定性が得られた。2007年2月には初期段階である181MeVビーム加速に成功し、現在も安定なビーム加速が行われ、順調にビームコミッショニングが進められている。
36000344
Double focusing Heusler monochromator and analyzer systems for the polarized neutron triple-axis spectrometer
武田 全康; 中村 充孝; 下条 豊; 加倉井 和久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 586(2), p.229-238(2008) ; (JAEA-J 03671)
- 日本原子力研究開発機構のJRR-3に設置されている偏極中性子3軸型分光器TAS-1の偏極解析オプションの性能が、縦横集光型のCu2MnAl(Cu Heusler)単結晶を用いた偏極モノクロメータとアナライザーを新規に導入することにより飛躍的に改善した。それまでに使っていたものと比較した試料位置での偏極中性子強度の増加は、14.7meVの中性子の場合で、30倍を超えるという結果が得られた。この新しいシステムを使って、TAS-1では、3次元中性子偏極解析を含む偏極中性子散乱実験が日常的に行われている。
36000345
Hydrogen behavior in gasochromic tungsten oxide films investigated by elastic recoil detection analysis
井上 愛知; 山本 春也; 永田 晋二*; 吉川 正人; 四竈 樹男*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 226(2), p.301-307(2008) ; (JAEA-J 03672)
- 膜中への水素浸入に伴うガスクロミック酸化タングステン膜の構造及び組成の変化を調べた。RFマグネトロンスパッタ法を用いて膜を作製したところ、基板温度600℃で単斜晶系WO3(0 1 0)面に1軸配向した膜が得られた。この膜に対して反跳粒子検出法を用いて膜中水素分布を調べたところ、膜中水素は0.24H/Wの濃度で一様に分布していた。膜表面にPdを被覆させ5%の水素を含んだArガスに曝すと膜は青く着色した。着色する際、膜の構造は単斜晶系から正方晶系に変化し、膜中水素濃度は一様に0.47H/Wまで増加した。これらの結果から、酸化タングステンのガスクロミック着色はタングステンブロンズの形成を伴うことが明らかになった。
36000346
Anisotropic proton-conducting membranes prepared from swift heavy ion-beam irradiated ETFE films
木村 祥亮*; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 片貝 良一*; 吉田 勝
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 263(2), p.463-467(2007) ; (JAEA-J 03673)
- 重イオンビームを利用し異方伝導経路を持つ固体高分子型燃料電池膜の開発を進めている。この目的に対し、ETFEフィルム基材に450MeVのキセノンイオンを照射することでナノ損傷領域からなる潜在飛跡を形成、次いでγ線グラフト重合法によりポリスチレングラフト鎖を導入、最終的にスルホン化工程を経て異方導電性電解質膜を作製した。
36000347
Elemental sensitivity in soft X-ray imaging with a laser-plasma source and a color center detector
Calegari, F.*; Valentini, G.*; Vozzi, C.*; Benedetti, E.*; Cabanillas-Gonzalez, J.*; Faenov, A. Y.; Gasilov, S.*; Pikuz, T.*; Poletto, L.*; Sansone, G.*; Villoresi, P.*; Nisoli, M.*; De Silvestri, S.*; Stagira, S.*
Optics Letters 32(17), p.2593-2595(2007) ; (JAEA-J 03674)
- Elemental sensitivity in soft X-ray imaging of thin foils with known thickness is observed using an ultrafast laser-plasma source and a LiF crystal as detector. Measurements are well reproduced by a simple theoretical model. This technique can be exploited for high spatial resolution, wide field of view imaging in the soft X-ray region, and it is suitable for the characterization of thin objects with thicknesses ranging from hundreds down to tens of nanometers.
36000348
Vortex structure in weak to strong coupling superconductors; Crossover from BCS to BEC
町田 昌彦; 小山 富男*; 大橋 洋士*
Physica C 445-448, p.194-197(2006) ; (JAEA-J 03675)
- 超伝導体を応用に供する場合、超伝導体は輸送電流や自らが作る誘導磁場等の電磁場にさらされるが、侵入する磁場は量子化され量子渦糸を形成することから、その渦糸を第一原理(微視的)的モデルから理解することが望まれている。この背景下、発表者は超伝導を起こすために必要な電子間相互作用が強い強結合超伝導から相互作用が弱い弱結合超伝導までを統一的に理解できるモデルを構築し、そのモデルを数値計算して渦糸構造の特徴を明らかにする。
36000349
Direct measurement of the temporal profile of the amplification gain of the transient collisional excitation neonlike manganese X-ray laser medium
長谷川 登; 河内 哲哉; 佐々木 明; 岸本 牧; 助川 鋼太; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; 加藤 義章
Physical Review A 76(4), p.043805_1-043805_5(2007) ; (JAEA-J 03676)
- 固体をターゲットとするプラズマX線レーザーは短波長でのレーザー発振が得られるため、その増幅媒質の詳細情報が求められている。しかし、X線レーザーの増幅媒質の時間分解計測は、受動的な分光方法では不可能であり、かつ媒質自身が高電子密度プラズマであるため、可視領域のレーザーを用いた能動分光法も適応不可能であった。今回われわれは、チタンサファイアレーザーの第29次高調波(波長26.9ナノメートル)をプローブ光として用いることにより、過渡利得方式ネオン様マンガンX線レーザー媒質(増幅波長26.9ナノメートル)の増幅率の時間分解計測に成功した。得られた増幅率の立ち上がり時間及び持続時間は、それぞれ23ピコ秒,27ピコ秒であった。これらの結果は、流体シミュレーションと原子過程シミュレーションを組合せた理論計算結果と良い一致が得られた。
36000350
Average charge and its structure dependence of fragment ions under irradiation of a thin carbon foil with a 1-MeV/atom C3+ cluster ion
千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 阿達 正浩; 金子 敏明*
Physical Review A 76(6), p.063201_1-063201_6(2007) ; (JAEA-J 03677)
- 炭素薄膜(2.4μg/cm2)を透過した炭素クラスターイオンC3(1MeV/atom)の電荷量の測定を行った。薄膜透過により解離したクラスターを構成していたイオンはCCDカメラでモニターした発光型位置検出器で検出される。このCoulomb explosion imaging techniqueを応用した測定技術により検出されたクラスター構成原子の位置データから各構成原子の電荷量を見積もることができると同時に薄膜透過前のクラスター構造を推測することができる。解析の結果、薄膜透過後の構成原子の平均電荷は、環状構造(三角形構造)の方が鎖状構造よりも小さいことがわかった。さらに鎖状構造において、両端に位置するイオンの方が中心に位置するイオンよりも平均電荷は大きくなることがわかった。これらの実験結果は最新の理論値と良い一致を見た。
36000351
Cubic phases of BC2N; A First-principles study
Kim, E.*; Pang, T.*; 内海 渉; Solozhenko, V. L.*; Zhao, Y.*
Physical Review B 75(18), p.184115_1-184115_4(2007) ; (JAEA-J 03678)
- 立方晶BC2Nについて、実験で得られている異なった2つの相の理解のため、第一原理に基づく理論研究を行った。理論においても立方晶相は安定であり、各々の体積弾性率の値も実験と良い一致を見た。高密度相はC-C結合の存在によって特徴づけられるのに対し、低密度相にはC-C結合が存在しない。体積弾性率など各立方晶BC2Nの特性は、その中に存在する電子構造や化学結合に起因している。
36000352
Analysis of resonant inelastic X-ray scattering at the K edge in NiO
高橋 学*; 五十嵐 潤一*; 野村 拓司
Physical Review B 75(23), p.235113_1-235113_9(2007) ; (JAEA-J 03679)
- 反強磁性体NiOのNiK吸収端における共鳴非弾性X線散乱スペクトルの理論解析を行った。反強磁性基底状態をHartree-Fock近似で求め、内殻正孔によるポテンシャルをBorn近似で扱い、電子相関の効果を乱雑位相近似で扱った。結果として実験結果で得られているスペクトル形状とその光子波数変化依存性が定量的に説明される。
36000353
Direct observation of the energy gap generating the 1/3 magnetization plateau in the spin-1/2 trimer chain compound Cu3(P2O6OD)2 by inelastic neutron scattering measurements
長谷 正司*; 松田 雅昌; 加倉井 和久; 小澤 清*; 北澤 英明*; 辻井 直人*; Dönni, A.*; 河野 昌仙*; Hu, X.*
Physical Review B 76(6), p.064431_1-064431_5(2007) ; (JAEA-J 03680)
- 中性子非弾性散乱によりスピン1/2トライマー鎖物質Cu3(P2O6OD)2の磁性を明らかにした。シングレット-トリプレット励起に対応する9.8meVのスピン励起ギャップが観測され、磁化プラトー測定と併せてこのトライマー鎖物質の反強磁性交換作用J1=111K及びJ2=30Kが決定された。
36000354
Inelastic neutron scattering study of the spin-gap cuprate β-AgCuPO4
長谷 正司*; 松田 雅昌; 加倉井 和久; 小澤 清*; 北澤 英明*; 辻井 直人*; D"onni, A.*; 黒江 晴彦*
Physical Review B 76(13), p.134403_1-34403_5(2007) ; (JAEA-J 03681)
- 粉末試料の中性子非弾性散乱と磁化率測定によりβ-AgCuPO4の磁性を研究した。幅の広い非対称な非弾性シグナルがエネルギー遷移6.2meVに明瞭に観測され、スピンギャップの存在を明らかにした。またこの励起強度の波数依存性からこの系の最強の交換相互作用がCu-O-P-O-Cuの経路に存在することを示した。そしてこの系の帯磁率と観測されたスピンギャップが80K及び14Kの交換相互作用を持つ反強磁性ボンド交代鎖で理解できることを明らかにした。
36000355
NMR study of ordered states in NpFeGa5; Orbitally related ordering below 78 K
神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; Walstedt, R. E.*; 青木 大*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*
Physical Review B 76(14), p.144433_1-144433_7(2007) ; (JAEA-J 03682)
- 単結晶NpFeGa5のNMR研究を報告する。NpFeGa5は正方晶HoCoGa5(115)構造を持ち、2つに反強磁性秩序状態を持つ。118K以下の反強磁性相IでGa(2)(4i)サイトで観測された内部磁場は中性子回折の結果と整合していた。78Kの反強磁性相IIでは2つの異なった電場勾配テンソルを持つGa(2)サイトが現れ、軌道秩序の存在を示唆した。反強磁性相IIでの可能な四極子秩序を議論する。
36000356
Soft X-ray magnetic circular dichroism study of Ca1-xSrxRuO3 across the ferromagnetic quantum phase transition
岡本 淳*; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 寺井 恒太*; 藤森 伸一; 村松 康司*; 吉井 賢資; 間宮 一敏*; 小出 常晴*; 藤森 淳; Fang, Z.*; 武田 保雄*; 高野 幹夫*
Physical Review B 76(18), p.184441_1-184441_5(2007) ; (JAEA-J 03683)
- Sr濃度xが0.3以上で強磁性に転移するCa1-xSrxRuO3の磁性と電子構造の関係をRu 3p及びO 1s内殻吸収分光の磁気円二色性(XMCD)を用いて研究した。XMCD構造はxが0.3付近で現れ、強磁性相ではxとともに単調に増大した。XMCD強度がxとともに単調に増大することはStoner型の遍歴強磁性に見られるものであるが、Ru 3p, O 1sともにXMCDスペクトル形状に変化が見られなかったことはCa1-xSrxRuO3の遍歴強磁性が強い電子相関に影響されていることを示している。
36000357
Calculated positions of point nodes in the gap structure of the borocarbide superconductor YNi2B2C
永井 佑紀*; 加藤 雄介*; 林 伸彦; 山内 邦彦*; 播磨 尚朝*
Physical Review B 76(21), p.214514_1-214514_8(2007) ; (JAEA-J 03684)
- ボロンカーバイド超伝導体YNi2B2Cの超伝導ギャップ構造を同定するために、孤立渦糸まわりの局所状態密度を、バンド計算より得られた現実的なフェルミ面上で計算した。さまざまなギャップノード位置を仮定し、それらに対して得られた局所状態密度の中から、走査型トンネル顕微鏡の実験結果とコンシステントなものを見いだした。また、そこで見いだされたギャップ構造のもとで、比熱の磁場方向依存性を計算し、対応する実験結果と一致することを確認した。こうしてわれわれは、バンド計算と渦糸まわりの状態密度計算という二つの計算を組合せる新しい解析手法により、複数の実験結果とコンシステントな特定の超伝導ギャップ構造をYNi2B2Cに対して初めて提示することに成功した。
36000358
Observation of an extended magnetic field penetration in amorphous superconducting MoGe films
西尾 太一郎*; 岡安 悟; 鈴木 淳市; 小久保 伸人*; 門脇 和男*
Physical Review B 77(5), p.052503_1-052503_4(2008) ; (JAEA-J 03685)
- アモルファスMoGe薄膜でさまざまな膜厚dの試料で単一磁束量子による磁場分布を走査型SQUID顕微鏡で観察した。膜厚dが磁場侵入長λより薄い薄膜では、磁場分布は実効的な磁場侵入長Λ=2λ2/dによって記述され、Pearlの予言に従うことが明らかになった。またΛの温度依存性は2流体モデルで説明できる。
36000359
Band properties of the transitional nucleus 187Pt
Zhou, X. H.*; Xing, Y. B.*; Liu, M. L.*; Zhang, Y. H.*; Guo, Y. X.*; Ma, L.*; Lei, X. G.*; Guo, W. T.*; 大島 真澄; 藤 暢輔; 小泉 光生; 長 明彦; 初川 雄一; Xu, F. R.*; 菅原 昌彦*
Physical Review C 75(3), p.034314_1-034314_17(2007) ; (JAEA-J 03686)
- タンデム加速器からの18Oビームを用い、多重γ線検出装置GEMINI-IIにより、重イオン核反応後の即発γ線を測定し、187Ptの高励起状態を調べた。ν i13/2, ν 7/2-[503]及びν i213/2 ν j配位の上に立つ既知のバンドは高励起状態まで拡張され、ν 3/2-[512]及びν 1/2-[521] Nilsson軌道に起因する新たな回転バンドが観測された。Total Routhian surface計算は変形の遷移核である187Ptがβ及びγに対して非常に柔らかいことを示唆した。観測されたバンドの性質を近傍核と比較し、cranked shell模型により解釈を行った。
36000360
Nucleon direct-semidirect radiative capture with Skyrme-Hartree-Fock-BCS bound states
Bonearu, L.*; 河野 俊彦*; 渡邊 健人*; 千葉 敏
Physical Review C 75(5), p.054618_1-054618_10(2007) ; (JAEA-J 03687)
- 核子の直接及び半直接捕獲反応(DSD)断面積をハートリーフォックBCS束縛状態への遷移として計算した。変形核に対しては一粒子状態を軸対称の調和振動子基底で展開し、球対称基底に射影することにより求めた。対相関はBCS理論に基づき、スペクトロスコピック因子の計算値は116Snから124Snに対して測定値をよく再現した。208Pbと238Uの中性子DSD捕獲断面積は測定値と良く一致した。r過程で重要な122Snと132Snについての計算も行った。
36000361
Competition between normal and intruder states inside the "island of inversion"
Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J. M.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; Perry, M.*; Pepper, K.*; Pinter, J. S.*; Stoker, J.*; Volya, A.*; Weisshaar, D.*
Physical Review C 76(2), p.021301_1-021301_5(2007) ; (JAEA-J 03688)
- 30Na核が中性子20の魔法数が消滅している原子核であるということは、その電気的四重極モーメントと磁気双極子モーメントの実験データを定量的に説明することにより、われわれによって3年前初めて明らかにされた。従来基底状態に来ると思われていた正常状態がどこにあるかというのは、中性子過剰核で殻ギャップがどの程度かを知る大きな手がかりとなる。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で行われた30Neのベータ崩壊に伴うγ線分光実験により、30Naで初めて正常状態を観測したことを報告したものである。実験の結果、励起エネルギーが924keVの1+状態へ崩壊するlogft値が第一励起状態への値よりもはるかに小さく、30Neの中性子配位と924keVの状態の中性子配位が大きく異なっていることがわかった。われわれは新たにモンテカルロ殻模型計算でベータ崩壊確率を計算するコードを開発し、その結果、予言される正常状態へのlogft値と極めて近いことが確かめられた。すなわち、924keVの状態は正常状態であることが強く示唆され、中性子過剰核の殻ギャップの進化に対する大きな証拠となった。
36000362
Laser ion acceleration via control of the near-critical density target
余語 覚文; 大道 博行; Bulanov, S. V.; 根本 孝七*; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; 小倉 浩一; 織茂 聡; 匂坂 明人; Ma, J.-L.; Esirkepov, T. Z.; 森 道昭; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 中村 衆*; 野田 章*; 長友 英夫*; 木村 豊秋; 田島 俊樹
Physical Review E 77(1), p.016401_1-016401_6(2008) ; (JAEA-J 03689)
- 集光強度1013W/cm2のレーザー自発光(ASE)を厚さ7.5μmのポリイミド薄膜に照射し臨界密度近傍に制御することで、p偏光, 45fs, 1019W/cm2の高強度レーザーを用いて最大エネルギー3.8MeVのプロトン加速に成功した。プロトンビームの方向はターゲット垂直方向からレーザー進行方向(45°)へシフトしていることが明らかになった。PICシミュレーションの結果、ターゲット裏面に生じる強力な磁場が加速電場を保持し、プロトンが効率的に加速されることが明らかになった。
36000363
Spectroscopy of 36Mg; Interplay of normal and intruder configurations at the neutron-rich boundary of the "Island of Inversion"
Gade, A.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Bowen, M. D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Ettenauer, S.*; Glasmacher, T.*; Kemper, K. W.*; McDaniel, S.*; Obertelli, A.*; 大塚 孝治*; Ratkiewicz, A.*; Siwek, K.*; Terry, J. R.*; Tostevin, J. A.*; 宇都野 穣; Weisshaar, D.*
Physical Review Letters 99(7), p.072502_1-072502_4(2007) ; (JAEA-J 03690)
- 中性子数20付近の中性子過剰核では魔法数が消滅することが知られており、その領域の大きさは15年ほど前に「逆転の島」として予言された。「逆転の島」が生じるメカニズムについては諸説あったが、われわれの提唱する、殻進化による殻ギャップの狭まりという概念が有力な候補の一つである。そのメカニズムの是非を分ける一つの実験的手段として、もともと提唱された逆転の島領域を超え、より中性子過剰核でも魔法数が消滅するかどうかを調べるのが有力な方法である。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、38Siからの2陽子ノックアウト反応により、36Mgの励起状態を初めて観測した結果を報告したものである。γ線分光のデータから、この核の第一励起状態は660keVであることが初めてわかり、機構で計算されたモンテカルロ殻模型計算の予言値に近いことがわかった。また、反応断面積の解析から、魔法数が消滅する配位が基底状態の約半分を占めることがわかり、これも計算の予言と一致した。この計算だけが正しく実験値を予言したものであり、中性子過剰核における殻進化という概念を支持することとなった。
36000364
Barrier distributions derived from quasielastic backscattering of 48Ti, 54Cr, 56Fe, 64Ni, and 70Zn projectiles on a 208Pb target
光岡 真一; 池添 博; 西尾 勝久; 鶴田 薫*; Jeong, S. C.*; 渡辺 裕*
Physical Review Letters 99(18), p.182701_1-182701_4(2007) ; (JAEA-J 03691)
- 原子力機構タンデムブースター加速器からの重イオンビーム48Ti, 54Cr, 56Fe, 64Ni, 70Znを、薄膜標的208Pbに照射し、172°, 168°, 162°に超後方散乱された準弾性散乱粒子の励起関数を測定した。準弾性散乱断面積とラザフォード断面積との比を1回微分することにより、超重元素である104から112番元素を合成するための冷たい融合反応における融合障壁分布を実験的に初めて導出した。これにより、測定された融合障壁の位置は、従来用いられてきた理論値より、4〜6MeV程度低いことがわかった。また、障壁分布の形状は、接近時の励起を考慮したチャンネル結合計算結果と良い一致を示すことがわかった。
36000365
Study of X-ray emission enhancement via a high-contrast femtosecond laser interacting with a solid foil
Chen, L.-M.; 神門 正城; Xu, M. H.*; Li, Y.-T.*; Koga, J. K.; Chen, M.*; Xu, H.*; Yuan, X.-H.*; Dong, Q. L.*; Sheng, Z. M.*; Bulanov, S. V.; 加藤 義章; Zhang, J.*; 田島 俊樹
Physical Review Letters 100(4), p.045004_1-045004_4(2008) ; (JAEA-J 03692)
- 60fsのレーザーパルスの2倍高調波を銅薄膜に照射したときにKα X線の変換効率が基本波に比べて増大することを発見した。変換効率は、レーザーパルスを非線形に歪めた形状に強く依存することがわかった。変換効率は、100fsに負のチャープを与えた場合に最大となった。電子エネルギースペクトルの構造化が変換効率の増大に寄与している。シミュレーションにより、強調されたvacuum heatingの機構により高コントラストレーザーはX線発生の効率化の有用なツールであることを示した。
36000366
The T=2 mirrors 36Ca and 36S; A Test for isospin symmetry of shell gaps at the driplines
Doornenbal, P.*; Reiter, P.*; Grawe, H.*; 大塚 孝治*; Al-Khatib, A.*; Banu, A.*; Beck, T.*; Becker, F.*; Bednarczyk, P.*; Benzoni, G.*; Bracco, A.*; Bürger, A.*; Caceres, L.*; Camera, F.*; Chmel, S.*; Crespi, F. C. L.*; Geissel, H.*; Gerl, J.*; Górska, M.*; Grębosz, J.*; Hübel, H.*; Kavatsyuk, M.*; Kavatsyuk, O.*; Kmiecik, M.*; Kojouharov, I.*; Kurz, N.*; Lozeva, R.*; Maj, A.*; Mandal, S.*; Meczynski, W.*; Million, B.*; Podolyák, Zs.*; Richard, A.*; 齋藤 奈美*; 斉藤 武彦*; Schaffner, H.*; Seidlitz, M.*; Striepling, T.*; 宇都野 穣; Walker, J.*; Warr, N.*; Weick, H.*; Wieland, O.*; Winkler, M.*; Wollersheim, H. J.*
Physics Letters B 647(4), p.237-242(2007) ; (JAEA-J 03693)
- ドイツ重イオン研究所(GSI)で36Caの第一励起状態2+からの脱励起γ線を初めて測定した。その励起エネルギーは、3015(16)keVであることがわかり、鏡像核である36Sの励起エネルギーよりも276keVも低いことがわかった。殻模型により理論的にこれら両者の構造を調べたところ、sd殻を仮定した模型空間でよく説明されることがわかった。この鏡像核の大きなエネルギーのずれは、クーロン力によるトーマスエルマン効果であると考えられ、それを現象論的に取り入れた殻模型計算によりこの領域のミラー核のエネルギーシフトがよく説明されることがわかった。
36000367
g factor of the exotic N=21 isotope 34Al; Probing the N=20 and N=28 shell gaps at the border of the "island of inversion"
Himpe, P.*; Neyens, G.*; Balabanski, D. L.*; Bélier, G.*; Daugas, J. M.*; de Oliveira Santos, F.*; De Rydt, M.*; Flanagan, K. T.*; Matea, I.*; Morel, P.*; Penionzhkevich, Yu. E.*; Perrot, L.*; Smirnova, N. A.*; Stodel, C.*; Thomas, J. C.*; Vermeulen, N.*; Yordanov, D. T.*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*
Physics Letters B 658(5), p.203-208(2008) ; (JAEA-J 03694)
- フランスGANILにて中性子過剰核34Alを生成し、そのg因子の絶対値(|g|=0.539(2))を初めて測定した。そのg因子の大きさとこれまでのベータ崩壊のデータを照らし合わせて、34Alの基底状態のスピンパリティは4-が妥当であることが示された。このg因子を殻模型計算と比較した結果、中性子数20の殻ギャップから中性子が励起しないと仮定した計算では説明できず、この核はいわゆる「逆転の島」に入ることがわかった。さらにモンテカルロ殻模型によって励起を取り入れた計算をしたところ、このg因子は、中性子数20のギャップのみならずf軌道とp軌道間のギャップである中性子数28の殻ギャップの大きさにも敏感であることがわかった。
36000368
Optimization of cone target geometry for fast ignition
中村 龍史*; 坂上 仁志*; 城崎 知至*; 長友 英夫*; 三間 圀興*; Koga, J. K.
Physics of Plasmas 14(10), p.103105_1-103105_7(2007) ; (JAEA-J 03695)
- Electron energy characteristics generated by the irradiation of ultra-intense laser pulses onto solid targets are controlled by using cone targets. Two parameters characterizing the laser-cone interaction are introduced, which are cone angle and the ratio of the laser spot size to the cone tip size. By changing these parameters, the energy absorption rate, laser irradiance at the cone tip, and electron acceleration at the cone tip and side wall are controlled. The optimum cone targets for fast ignition are those with 30 degree cone angles with a double-cone geometry, and a tip size comparable to the core size, with the irradiation of a laser pulse with a spot size of about 4 times the cone tip size. Cone targets have the possibility to enhance the maximum energy of laser-accelerated protons by using a smaller angle cone depending on the laser f-number.
36000369
Dance of plants with circadian clock
新沼 協 *; 中川 繭; Calvino, M.*; 溝口 剛*
Plant Biotechnology 24(1), p.87-97(2007) ; (JAEA-J 03696)
- 概日リズムは生物が持つ約24時間周期の内因性のリズムである。シロイヌナズナの分子遺伝学的研究により、概日リズムの制御を受ける光周期依存型花成経路で主要な役割を果たす因子が、多数同定されている。しかし、花成以外で概日時計の制御下にある生理応答の分子機構に関する知見はあまり多くない。本論文では、これまでに考えられてきた概日リズム機構のモデルをまとめ、さらに概日時計による植物器官運動に関する研究の最近の進展について概説した。具体的には、(1)シロイヌナズナにおける概日時計モデルの確立の歴史,(2)シロイヌナズナの概日時計システムの修正モデル,(3)概日時計によって制御される器官運動における分子メカニズムの最近の知見,(4)トマトを用いた最新の時計生物学のモデル系と全体的な考察を示した。
36000370
Natural variation of polyglutamine repeats of a circadian clock gene ELF3 in Arabidopsis
田島 武臣*; 小田 篤*; 中川 繭; 鎌田 博*; 溝口 剛*
Plant Biotechnology 24(2), p.237-240(2007) ; (JAEA-J 03697)
- シロイヌナズナのEARLY FLOWERING 3(ELF3)は、概日リズム制御系,日長依存的な花成,胚軸の長さ,光反応において重要な機能を果たしている因子である。その機能欠損変異体は、恒明条件下においてリズム性を消失する。しかし、ELF3タンパク質は、既知のモチーフやドメインを持たず、生化学的な機能については、あまりわかっていない。今回われわれは、地球上のさまざまな地域に生息する60種類の野生型シロイヌナズナにおいて、ELF3遺伝子内のグルタミン反復配列数にNatural variationが存在することを見いだし、グルタミンの反復配列と、概日リズムの二つのパラメーターである長さと幅が有為な相関を示すことを見いだした。このことから、ELF3のグルタミンの反復配列が、概日リズム制御におけるELF3の機能に影響するかもしれないことが示唆された。
36000371
Isolation of novel gain- and loss-of-function alleles of the circadian clock gene LATE ELONGATED HYPOCOTYL (LHY) in Arabidopsis
小田 篤*; Reeves, P. H.*; 田島 武臣*; 中川 繭; 鎌田 博*; Coupland, G.*; 溝口 剛*
Plant Biotechnology 24(5), p.457-465(2007) ; (JAEA-J 03698)
- シロイヌナズナでは、二つのmyb関連タンパク質LATE ELONGATED HYPOCOTYL (LHY)とCIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED 1 (CCA1)が概日リズムの調節において、重要な役割をしている。シロイヌナズナにおいて、日長依存的な花成と胚軸の伸長は概日時計によって制御されている。われわれは、長日条件下での胚軸と花成遅延の表現型を指標に、シロイヌナズナの概日時計因子LHYの機能欠損型アリル(lhy-14)と機能獲得型アリル(lhy-2)を新規に単離した。lhy-2は機能欠損型LHYアリルであるlhy-12の形質を抑圧する変異体として単離された。lhy-12とlhy-2におけるLHYの機能喪失と獲得はLHY mRNAの異常なスプライシングによって引き起こされることがわかった。
36000372
Numerical method for the stability analysis of ideal MHD modes with a wide range of toroidal mode numbers in tokamaks
相羽 信行; 徳田 伸二; 藤田 隆明; 小関 隆久; Chu, M. S.*; Snyder, P. B.*; Wilson, H. R.*
Plasma and Fusion Research (Internet) 2, p.010_1-010_8(2007) ; (JAEA-J 03699)
- 本研究では、Newcomb方程式に基づいた物理モデルと理想MHDモデルを併用した解析手法を開発し、ELM現象の実験計測結果との比較及び統合シミュレーションによるELM現象の物理解析や、ELMの発生によるダイバータへの熱負荷の影響が大きい大型トカマク装置の設計で求められるMHD安定性解析を可能にした。本稿においては、今回開発した2つの物理モデルの併用による解析手法の詳細、及び拡張されたMARG2Dコードと欧米において開発された低nモード解析コードDCON、及び高nモード解析コードELITEとの国際ベンチマークテストにおいて良い一致が得られた結果を述べる。また、改修が予定されているJT-60における理想MHDモードの安定性について、特にピーリング・バルーニングモードの安定性に対する解析結果を中心に報告する。
36000373
High energy electron generation by laser-cone interaction
中村 龍史*; 坂上 仁志*; 城崎 知至*; 長友 英夫*; 三間 圀興*; Koga, J. K.
Plasma and Fusion Research (Internet) 2, p.018_1-018_6(2007) ; (JAEA-J 03700)
- 超高強度レーザーパルスとコーンターゲットとの相互作用における電子加速過程について2次元PICシミュレーションによる解析を行い、コーンターゲットから生成される電子特性を探った。解析の結果、レーザー-コーン相互作用に特有の二つの優位な加速過程があることが判明した。一つは、コーンターゲットの側壁に沿った加速と輸送で、電子は表面磁場と電場によりコーン先端に向かってガイドされる。二つ目は、コーン先端でのレーザー場による動重力加速で、その効果はコーン集束により強められる。これらの加速過程を理解することにより、コーンターゲットの設計と電子のエネルギー特性の制御について指針が得られると期待される。
36000374
Performance test of diamond-like carbon films for lubricating ITER blanket maintenance equipment under GPa-level high contact stress
武田 信和; 角舘 聡; 中平 昌隆; 柴沼 清
Plasma and Fusion Research (Internet) 2, p.052_1-052_4(2007) ; (JAEA-J 03701)
- 本稿では、ダイアモンドライクカーボン(DLC)被膜をITERブランケット保守装置の伝達歯車用固体潤滑材の候補として検討している。SCM440製及びSNCM420製の円盤を軟,積層及び硬DLCでコーティングした試験片を用いて、「ピンオンディスク」方式による摩耗試験を実施した。すべてのケースについて設計要求である2GPaの許容面圧,104サイクルの寿命を満足し、DLC被膜の成立性が実証された。これらの3種類の被膜のうち、軟DLCが最もよい性能を示した。
36000375
Effects of relativistic and absorption on ECE spectra in high temperature tokamak plasma
佐藤 正泰; 諌山 明彦
Plasma and Fusion Research (Internet) 2, p.S1029_1-S1029_5(2007) ; (JAEA-J 03702)
- 磁場閉じ込め装置の炉心級プラズマにおけるシンクロトロン放射損失の評価の精度を上げるために、高温プラズマからの電子サイクロトロン放射(ECE)スペクトルの評価を行っている。著者らが導出した相対論的球対称Maxwell分布に対する斜め伝搬ECEの放射率を用いて、高温プラズマからECEスペクトルを評価した。あらゆる方向に放射されたECEスペクトルは、相対論的効果とプラズマによる吸収効果の影響を考慮することにより理解でき、その強さによりECEスペクトルのパターンが変化する。例えば、垂直伝搬で弱磁場側へ放射されるスペクトルでは、基本波正常波の相対論的効果により低周波数側へシフトしたEC波はプラズマで吸収されにくく、低周波数側に独立したピークを持つ。これに対して、強磁場側へ放射されるスペクトルでは、プラズマによる吸収が強いために、低磁場側のプラズマ端に対応した周波数にピークを有する。
36000376
Modification of tomography technique for two-dimensional spectroscopic measurement in JT-60U divertor plasmas
藤本 加代子; 仲野 友英; 久保 博孝; 澤田 圭司*; 滝塚 知典; 清水 勝宏; 川島 寿人; 朝倉 伸幸
Plasma and Fusion Research (Internet) 2, p.S1121_1-S1121_4(2007) ; (JAEA-J 03703)
- ダイバータ板への熱負荷軽減に有効な非接触ダイバータでは電離・再結合プラズマが2次元分布している。本研究では非接触ダイバータプラズマのエネルギー損失過程や原子分子過程の理解に向けて、JT-60Uダイバータプラズマの2次元分光測定を行った。電離・再結合プラズマの情報は重水素のバルマー系列線を観測することで得られるため、本研究ではCCD検出器を持つ広帯域分光測定装置を用いてJT-60Uダイバータ領域を2方向から分光測定した。得られた線積分計測値から2次元発光強度分布をコンピュータ・トモグラフィー手法(最大エントロピー法)を用いて導出した。しかし、2方向データによる2次元分布の導出は計算や測定による誤差が大きく、滑らかな画像が得にくいという難点があった。本研究では計算メッシュを正方形(正方形メッシュ)から視線に沿った四角形(視線方向メッシュ)に変化させることで誤差を小さくすることを考えた。その結果、正方形メッシュより視線方向メッシュのほうが誤差が少なく、また滑らかな2次元分布を得ることができた。
36000377
Electron and nuclear pressures in electron-nucleus mixtures
千原 順三*; 山極 満
Progress of Theoretical Physics 118(6), p.1019-1042(2007) ; (JAEA-J 03704)
- 電子-原子核混合系に対して電子及び原子核の圧力をビリアル定理より定式化する。電子圧力は旧来の運動論的エネルギーの2倍とポテンシャルエネルギーの和という表現から原子核のビリアル項が差し引かれている点で異なり、旧来の電子圧力の定義が不適切であることを示す。さらに、真空中の金属においては、電子圧力,原子核圧力ともに同時に零となることを明らかにする。これは、零圧力が電子圧力と原子核圧力の相殺によって実現され、それぞれは零ではないという旧来の観点とは対照的である。これらの事実に基づいて単純な液体金属の状態方程式を導き、アルカリ金属の場合の数値検証を行う。
36000378
Defect-fluorite oxides M1-yLnyO2-y/2 (Ln = lanthanide; M = Hf, Zr, Ce, U, Th); Structure, property, and applications
中村 彰夫; 正木 信行; 音部 治幹; 日夏 幸雄*; Wang, J.*; 竹田 満洲男*
Pure and Applied Chemistry 79(10), p.1691-1729(2007) ; (JAEA-J 03705)
- 蛍石型二酸化物MO2(M=Hf, Zr, Ce, U, Th)と三二酸化物Ln1.5間の欠陥蛍石型酸化物固溶体M1-yO2-y/2(Ln=Lanthanide)の局所構造につき、151Eu, 155Gd-メスバウアー分光法により系統的な検討を加えた。Ln=151Euの一連の固溶体のEu-アイソマーシフト(IS)-組成yの測定結果から、U, Th系では母相二酸化物に基づく単純な欠陥蛍石型相が形成されるが、Zr, Hf系のいわゆる「安定化ジルコニア(ハフニア)相」は、これとは違い、中間秩序相パイロクロア型相に基づく局所(微視的)構造を持つことを明らかにした。また、Pu固化材として有望なGd系安定化ジルコニア(M=Zr, Ln=Gd)の155Gd-メスバウアー分光法による検討を行い、そのパイロクロア類似局所構造の組成依存性について、四重極分裂,線幅及び吸収強度といったメスバウアーパラメーターがすべてy=0.5の定比パイロクロア組成で極大を取り、これより組成がずれるにつれ、欠陥パイロクロア相状の微視構造が形成され、顕著に減少していくことを明らかにした。また、ベガード則から顕著なズレを示すこれら固体溶体の格子定数-組成の関係について、酸素空孔生成効果を取り入れた新たな表現式を提案した。
36000379
Negative ion production in cesium seeded high electron temperature plasmas
井上 多加志; 戸張 博之; 高戸 直之*; 花田 磨砂也; 柏木 美恵子; 畑山 明聖*; 和田 元*; 坂本 慶司
Review of Scientific Instruments 79(2), p.02C112_1-02C112_4(2008) ; (JAEA-J 03706)
- 大型負イオン源の一様性改善の実験研究において、負イオンビームと電子温度の空間分布には急峻な勾配が観察されている。Cs添加前後で、電子温度分布に変化はなかったが、負イオンビームの空間分布における勾配は、Cs添加前後で反転した。これは、Cs添加時に高電子温度プラズマ領域で負イオン生成が促進されていることを示している。本論文では簡単な解析から、負イオンの親粒子である原子状水素や陽子の生成に高電子温度プラズマが有効であり、このため負イオン生成が促進されることを明らかにした。
36000380
Symmetric and asymmetric scission properties in the fission of pre-actinides through heavy actinides
永目 諭一郎; 西中 一朗; Zhao, Y. L.*; 中原 弘道*
Romanian Reports in Physics 59(2), p.545-558(2007) ; (JAEA-J 03707)
- アクチノイドの核分裂における、対称・非対称質量分割に伴う、対称・非対称切断点の形状(核分裂片の変形度)-伸びた形状とコンパクトな形状-を系統的に考察したので報告する。それぞれの形状(変形度)は核分裂片の全運動エネルギー並びに核分裂片から放出される中性子数の値から見積もった。広範なアクチノイド領域のデータをもとに切断点形状の系統性を導き出した。これにより重アクチノイド領域で特異な現象として観測されているbimodal fissionは従来のtwo-mode fissionの一部として解釈できることを提案する。
36000381
JENDL-3.3, JEFF-3.1 and ENDF/B-VII.0 results for the doppler-defect benchmark suite
Mosteller, R. D.*; 長家 康展
Transactions of the American Nuclear Society 97, p.506-508(2007) ; (JAEA-J 03708)
- 最近、UO2とMOX燃料棒に対するドップラー反応度ベンチマーク問題が提案され、ANSの共同ベンチマーク委員会で承認された。ベンチマーク問題はピンセル体系の計算ベンチマークで、無限増倍率よりドップラー反応度を評価する。UO2燃料棒については、0.07wt%から5wt%濃縮までの問題が設定され、MOX燃料棒については原子炉リサイクルMOX燃料と兵器級MOX燃料の2種類の組成に対して、それぞれPu富化度が8wt%と6wt%までの問題が設定されている。本研究では、最新の評価済み核データ(JENDL-3.3, JEFF-3.1, ENDF/B-VII.0)と連続エネルギーモンテカルロコードMCNP及びMVPを用いてドップラー反応度ベンチマーク問題を計算し、これらの結果を比較した。MOX燃料棒についてはライブラリ間、コード間の違いはほとんど見られなかった。一方、UO2燃料棒については低濃縮の領域でMCNPとMVPの結果に約10%の違いが見られた。これは各コードで用いられる温度依存断面積データを作成する手法に原因があると考えられる。今後、この原因について詳しく調べていく必要がある。
36000382
放射光軟X線と光電子顕微鏡を組合せたナノメートルスケールの化学結合状態マッピング
平尾 法恵*; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 本田 充紀
分析化学 57(1), p.41-47(2008) ; (JAEA-J 03709)
- 固体表面の凹凸,元素分布,構造などをナノメートルスケールで調べる局所分析法は数多く開発されているが、本報告では、これらの情報に加えて、化学結合状態の分布をナノスケールで観察する手法を提案した。その原理は、化合物の内殻吸収ピークのエネルギーが同一元素であっても化学結合状態によって変化することを利用し、エネルギー可変の放射光と光電子顕微鏡(PEEM)を組合せることにより、X線照射により表面から放出される光電子をPEEMにより拡大し画像化するものである。試料としては、SiとSiO2が12.5マイクロメートル周期で並んだマイクロパターンを用いた。PEEM像の各点における輝度の放射光エネルギー依存性から、それぞれの点におけるSiの原子価状態をナノメートルスケールで明らかにすることに成功した。また、加熱によりSiO2が横方向に拡散する様子をリアルタイムで観測し、Si-SiO2界面の化学結合状態変化を明らかにした。
36000383
瑞浪超深地層研究所における研究坑道掘削の現状
見掛 信一郎; 山本 勝; 池田 幸喜; 竹内 真司; 原 雅人
土木学会岩盤力学委員会ニューズレター(インターネット) (14), 7p.(2008) ; (JAEA-J 03711)
- 瑞浪超深地層研究所における研究坑道掘削の現状を、土木学会岩盤力学委員会のWebニューズレターに掲載する。
36000384
生活の中の放射線利用; 工業利用
伊藤 久義
FBNews (374), p.1-6(2008) ; (JAEA-J 03712)
- 放射線は医療,農業,工業等の幅広い分野で利用され、放射線を直接的,間接的に使って作られた製品や技術が広く普及し、今では私達の暮らしの中に深く浸透している。特に工業利用は、経済規模で見ると放射線利用全体の8割に当たるほど盛んに行われてきた。本稿では、放射線の工業利用に的を絞り、使われている技術の概要を説明するとともに、私達の生活にどう役立てられているかについて紹介する。
36000385
革新的原子力システムの実現へ; 成果が出始めた文科省の研究開発事業,4; 抽出クロマトグラフィ法によるマイナーアクチニド回収技術の開発
駒 義和
原子力eye 53(11), p.58-61(2007) ; (JAEA-J 03713)
- 文部科学省が行う原子力システム研究開発事業の一環として、「抽出クロマトグラフィ法によるマイナーアクチニド回収技術の開発」を進めている。当該開発の状況を概説する。
36000386
IAEA/RASSCの活動状況について
伊藤 公雄
放影協ニュース (54), p.16-17(2008) ; (JAEA-J 03715)
- 国際原子力機関放射線安全基準委員会(IAEA/BSS)の活動状況として、国際基本安全基準(BSS)と安全基準体系の見直しに関する最近の審議状況を中心に解説した。
36000387
海産物摂取による大気圏内核実験からの実効線量の算出
中野 政尚
保健物理 42(4), p.329-340(2007) ; (JAEA-J 03717)
- 地球規模での環境保護が求められている現在、核燃料サイクル施設から水圏への長期的な環境影響評価もまた、原子力利用の長期的リスク低減のためにより重要になる。日本のみならず近隣諸国を含む長期的リスクの評価は、原子力産業の持続的発展に必要であると考えられる。著者は長期的海洋環境放射能評価モデル(LAMER)を使って大気圏内核実験による海水及び海底土中放射性核種の分布を再現した。LAMERは海洋大循環モデル(OGCM)と協働して大洋及び日本海での放射性物質の移流・拡散・スキャベンジング過程を計算し、正しいことが確認された。著者はモンテカルロ法により、ICRPが提案した確率論的線量を大気圏内核実験に起因する海産物摂取に関して計算することを試みた。それぞれのパラメータの偏差にも依存するが、試算においては確率論的評価の95%値は決定論的評価の95%の約半分だった。このことは、確率論的評価は核燃料サイクル施設の線量評価上、より最適化された方法であることを意味する。
36000388
高等植物の放射線耐性メカニズム; タバコBY-2培養細胞におけるDNA損傷とその修復から見えてくること
横田 裕一郎; 井上 雅好; 鳴海 一成; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 田中 淳
放射線生物研究 42(4), p.402-415(2007) ; (JAEA-J 03718)
- 双子葉植物など高等植物の多くは放射線に耐性で、個体レベルでは哺乳動物より百倍から数百倍も放射線に強いことが知られてきたが、その放射線耐性メカニズムの詳細については、ほとんど何もわかっていなかった。われわれは、タバコのBY-2培養細胞株をモデル植物細胞として放射線影響研究を進めることで、これまでに、タバコ細胞が哺乳動物細胞と比べて10倍程度も放射線耐性であること、タバコ細胞では正確な修復が困難なDNA2本鎖切断が生じにくい一方で、たくさんのDNA2本鎖切断に耐えうることを明らかにしてきた。また、最近の実験データから、タバコ細胞のDNA2本鎖切断修復能力は哺乳動物細胞とあまり変わらず、むしろ、放射線照射後に細胞内に生じる染色体異常に寛容であることがわかってきた。本総説では、これらの実験データを総合して解釈することにより、植物の放射線耐性メカニズムについての考察を進めた。
36000389
多孔性材料へ抽出試薬を担持するための放射線グラフト重合法の利用
斎藤 恭一*; 浅井 志保
放射線と産業 (114), p.4-8(2007) ; (JAEA-J 03719)
- 濾過膜として工業利用されている多孔性中空糸膜を出発材料とし、放射線を利用して、金属イオンを高速かつ高容量で捕捉できる抽出試薬担持多孔性中空糸膜に変身させた。抽出試薬の多くは、分子内に疎水性基を持っているので、グラフト鎖にも疎水性基を導入し、疎水性相互作用を介して抽出試薬をグラフト鎖に絡めることができる。このため、官能基の化学構造に制限されることなく、さまざまな抽出試薬を担持することができる。しかしながら、環境因子、例えば液のpHやイオン強度によって抽出試薬がグラフト鎖から外れ落ちる可能性がある。そこで炭素数12あるいは18のアルキル鎖をあらかじめグラフト鎖へ導入しておくことで、抽出試薬を"しっかりと"担持した。また、この膜に金属イオンの水溶液を透過させると、グラフト鎖という、その片端が出発材料に固定され、もう片端が自由な、ゆらゆらした高分子の構造を利用できるため、担持された抽出試薬のモビリティが損なわれずに無駄なく金属イオンを捕捉できるらしいことを実験から示すことができた。
36000390
J-PARCの紹介
菊地 賢司
保全学 6(4), p.49-51(2008) ; (JAEA-J 03720)
- J-PARCプロジェクトの歴史と現状,陽子加速器,物質・生命科学実験施設,ミュオン科学研究施設,ハドロン実験施設,ニュートリノ実験施設,核変換実験施設の概要について紹介した。
36000391
ITBLクライアントAPIによるADVENTURE_OptのITBL環境への実装
宮村 倫司*; 新井 健太郎*; 三村 泰成*; 吉村 忍*; 鈴木 喜雄
計算工学講演会論文集 12(2), p.655-658(2007) ; (JAEA-J 03721)
- ADVENTURE_Optは、計算力学のためのオープンソースシステムであるADVENTUREシステムのソフトウェアモジュールの一つである。システムは、大規模解析と設計を実行するために設計されている。ADVENTURE_Optは、実数値遺伝的アルゴリズムReal coded GAのような最適化アルゴリズムを使った人工物の最適化を実行でき、有限要素法は、目的関数を評価するために実行される。本論文では、ADVENTURE_Optが、日本の国家プロジェクトで開発されたグリッド環境であるITBL環境を使うために修正されている。ADVENTURE_Optを用いた計算では、有限要素解析を実行するために非常に時間を要する。本実装では、この計算がITBL環境で実行され、他の部分はパーソナルコンピュータで実行される。ITBLクライアントAPIライブラリが、システムの実装に用いられている。
36000392
自動車用インテリジェント触媒の自己再生機能
田中 裕久*; 西畑 保雄
機能材料 27(7), p.61-70(2007) ; (JAEA-J 03722)
- 自動車触媒の活性成分である貴金属が、排出ガスを浄化しながら自らもリフレッシュして高い活性を維持する「インテリジェント触媒」は、2002年にパラジウム系,05年にロジウム系,06年に白金系が実用化され、その搭載車の累計は300万台を超えている。この触媒技術は貴金属資源と環境維持を両立するソリューションとして期待されている。また、シンクロトロン放射光を用いた最先端の研究手法を実用材料の開発に直接活用した産学官協力事例としても注目されている。
36000393
植物由来の弾性ゲルを開発
瀧上 眞知子*; 長澤 尚胤; 玉田 正男
工業材料 56(2), p.62-65(2008) ; (JAEA-J 03723)
- カルボキシメチルセルロース(CMC)等の水溶性多糖誘導体が、10%以上のペースト状態で放射線橋かけし、水に不溶な化学ゲルに調製することができ、得られたゲルを酸に浸漬することにより、弾性的な性質を付与することができることを見いだした。その作製方法やその物性について解説した。放射線橋かけCMCゲルでは50%圧縮すると壊れてしまうが、酸処理すると圧縮しても壊れず、荷重を外すと元の形状に戻る。酸処理するとゲルの破壊強度は、放射線橋かけCMCゲルの約200倍の0.5N/mm2に大きくなった。また、ゲル分率は、酸の種類にかかわらず、酸の濃度が高くなるのに伴い増加した。TG-DTA測定の結果、酸処理CMCゲルには、CMCそのものの分解温度よりも高温側に、新たなピークが現れたことから、酸処理することにより分子鎖の運動が束縛され、分解温度が高くなったものと考えられる。
36000394
Aliquat336担持多孔性中空糸膜の担持量と液透過性に及ぼすAliquat336濃度と溶媒組成の効果
浅井 志保; 渡部 和男; 須郷 高信*; 斎藤 恭一*
膜 32(3), p.168-174(2007) ; (JAEA-J 03724)
- 金属を捕捉する官能基を持つグラフト鎖を、細孔の表面に付与した多孔性膜を用いると、試料溶液中のイオンが拡散する時間を低減でき、迅速分離を実現できる。本研究では、エポキシ基を持つモノマーであるグリシジルメタクリレート(GMA)を、多孔性膜の細孔表面にグラフト重合した。次にグラフト鎖中のエポキシ基の一部をカルボキシペンチルアミノ(CPA)基へ変換し、さらに塩基性抽出試薬Aliquat336を担持した。迅速処理性能を損なわずにAliquat336を高密度に担持するために、Aliquat336溶液の溶媒組成及びAliquat336濃度の効果を調べた。Aliquat336溶液の溶媒として用いるエタノール/水の混合液中での水の体積割合wvfが大きいほどAlqiaut336担持量は増大した。wvfの増加とともにグラフト鎖が伸長するからである。10%Aliquat336溶液を使って作製した膜のAliquat336担持量は1.2mol/kg-GMA膜となり、このときの透水性は、GMA膜と同等の性能であった。したがって、Aliquat336担持量と透水性を両立できることがわかった。
36000395
超ウラン・ネプツニウム化合物における重い電子系超伝導
青木 大*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦
日本物理学会誌 63(2), p.129-132(2008) ; (JAEA-J 03725)
- 希土類・ウラン化合物などのf電子系化合物には従来のBCS理論では説明のできない非s波の超伝導体が存在する。しかし、これまで超ウラン・ネプツニウム化合物の超伝導体は知られていなかった。私たちは、新規化合物NpPd5Al2において初めて超伝導を見いだした。この化合物は、高い超伝導転移温度,強い常磁性効果,上部臨界磁場での一次の相転移など新奇な重い電子系超伝導体であることがわかった。
36000396
原子力プラントのための3次元仮想振動台の構築; 組立構造解析法による巨大施設解析システムの提案
西田 明美; 松原 仁; Tian, R. ; 羽間 収; 鈴木 喜雄; 新谷 文将; 中島 憲宏; 谷 正之; 近藤 誠
日本原子力学会和文論文誌 6(3), p.376-382(2007) ; (JAEA-J 03726)
- ここ数年、原子力プラントにおいて予期しえなかった事象が相次いで起こり、その安全保守性に対して従来以上に高い信頼性が求められている。しかしながら、実際の原子力プラント等を用いた保全管理実験や経年運転検証実験には膨大な費用と年月が必要である。そこで、進展著しい計算科学の力を活用して安全かつ効率的に原子力プラントの保全性評価を行おうという試みがなされるようになってきている。著者らは、将来的な原子力耐震情報管制システム構築を見据え、原子力プラント3次元全容シミュレーションの研究開発に取り組んでいる。3次元仮想振動台と呼んでいる本技術は、原子力プラントの機器,建屋,地盤の連成を考慮した実環境下での原子力プラントまるごと数値シミュレーションを最終目標とする。今般、3次元仮想振動台実現のための要素技術として、構造物を部品の組立品として扱い、部品間の連成を考慮することで巨大施設の全体解析を可能とする組立構造解析法を提案し、並列分散計算機環境においてプロトタイプを実装した。本論文では、組立構造解析法の並列分散環境におけるシステム構築について述べ、数千万自由度を有する実プラント冷却系統への適用例を示す。
36000397
モリブデン酸溶融塩を用いた乾式再処理プロセスに関する研究; 溶融Na2MoO4中における酸化ウランの化学及び電気化学挙動
水口 浩司; 安池 由幸*; 福嶋 峰夫; 明珍 宗孝
日本原子力学会和文論文誌 6(4), p.484-490(2007) ; (JAEA-J 03727)
- モリブデン酸溶融塩を用いた溶解・脱被覆一体化による新しい脱被覆プロセスを開発した。本プロセスは、被覆管などの金属は溶解せず、二酸化ウランなどのアクチニド酸化物を迅速に溶解できるという特長を有する。プロセス構築のため、モリブデン酸溶融塩中での溶解,酸化,電解の反応のメカニズムを明らかにした。不活性ガス雰囲気下でモリブデン酸溶融塩を用いて、二酸化ウランは、ウランの価数を変えることなくモリブデン酸ウランとして溶解した。溶解後の溶融塩を酸素ガスにより酸化し、XPSによりウランの価数がIV価からVI価に酸化されていることを確認した。電解では析出物の再溶解により電流効率が低下することを明らかにし、溶融塩温度を700℃とすることで析出物の再溶解を抑えることができ、陰極上に顆粒状の二酸化ウランを回収した。
36000398
東海再処理工場における保守技術開発に関する分析評価
山村 修; 山本 隆一; 野村 茂雄
日本原子力学会誌 6(4), p.491-502(2007) ; (JAEA-J 03728)
- 東海再処理工場(TRP)は、軽水炉の使用済燃料を処理対象として1960年代から1970年代にかけて米,仏,英,独,露で設計・建設された第一世代の再処理工場と同じ範疇になるが、純民生用施設としては世界初の実用規模の施設である。TRPが約30年間に経験してきたトラブル事象を分析し、保守技術開発の観点から有意義な機器故障に焦点を絞って、復旧の過程を解析し、再処理施設の保守技術の特徴と開発成果、将来プラントにおける考え方を検討した。
36000399
よくわかる核融合炉のしくみ,9; プラズマ閉じ込めの磁場を作る超伝導コイル
小泉 徳潔; 西村 新*
日本原子力学会誌 47(10), p.703-708(2007) ; (JAEA-J 03729)
- 核融合炉で使われる超伝導コイルについて、超伝導コイルの必要性,超伝導材料の種類と特性,導体・コイルの構造について解説した。
36000400
トカマクにおけるアルヴェン固有モードと高速イオンの相互作用
篠原 孝司; 武智 学; 石川 正男
プラズマ・核融合学会誌 83(11), p.873-882(2007) ; (JAEA-J 03732)
- トカマクにおけるアルヴェン固有モード周波数帯のMHD不安定性と高速イオンの相互作用にかかわる最近の動向を報告する。アルヴェン固有モード周波数帯のMHD不安定性として、最近話題になっている負磁気シア誘因アルヴェン固有モード(RSAE)や非線形性の強い高速イオンモード(EPM)について紹介し、これらによる高速イオンの輸送について記述する。
36000401
被ばく線量評価のためのファントム開発,1; ボクセルファントムの開発と利用の現状
斎藤 公明
Radioisotopes 56(10), p.621-624(2007) ; (JAEA-J 03733)
- ボクセルファントムはボクセル(voxel: volume pixel)とよばれる小直方体要素をもとに臓器・組織を表現する数値人体モデルで、一般的にCTやMRI画像に基づいてファントムを作成するため、臓器・組織の形状や位置を実際の人間に非常に近い形でモデル化することが可能である。ファントム開発の基礎技術,経験、さらには開発したファントムを汎用モンテカルロコード上で使用するための環境も整備されてきており、21世紀に入ってボクセルファントムの開発と利用が急速に進みつつある。このような状況を受けて、ICRPにおいても西欧標準人のボクセルファントムを開発し、2007年に採択された新勧告に関連した線量計算を、この標準的ファントムを用いて実施することを予定している。ここでは、日本原子力研究開発機構で開発したファントムも含めて、ボクセルファントムの開発,利用の現状と今後予想される展開について紹介する。
36000402
The Effects of ultraviolet irradiation and hypoxia on expression of glutathione peroxidase and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase in the cultured retinal pigment epithelium
明尾 潔*; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 明尾 庸子*; 平光 忠久*; 小林 泰彦
組織培養研究 26(3), p.149-157(2007) ; (JAEA-J 03734)
- Glutathione peroxidase (GPX) protects the phospholipids in the biomembrane barrier from damage by the free radicals. We studied cultured bovine retinal pigmented epithelial (RPE) cells exposed to UV-A and UV-B to try to determine the expression of GPX and glyceraldehdye-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) that are highly sensitive to oxidation. The total cellular RNA of the RPE cells was reverse transcribed by using primers for GPX and GAPDH. The quantitative real-time RT-PCR was performed to compare the effects of UV-A and UV-B irradiation on 18S ribosomal RNA (rRNA) and GPX expression using the LightCycler system. The expression of GAPDH and GPX was decreased by hyperoxia such as 20% oxygen and UV-B irradiation using electrophoresis. The LightCycler analysis, the quantitative real-time RT-PCR, showed that UV-A exposure at a small dose induced the defense mechanism against lipid peroxidation in RPE cells. However, UV-A exposure at a large dose led to a disturbance in the defense mechanism similar to that observed with UV-B irradiation; this could have a relationship with retinal diseases caused by light damage.
36000403
Measurement of the mass attenuation coefficients of Ge and BGO for high-energy γ-rays
原田 秀郎; 北谷 文人; 原 かおる; 豊川 弘之*; 海堀 岳史*; 宇都宮 弘章*
2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (CD-ROM) , p.669-672(2007) ; (JAEA-J 03735)
- 検出器材料として重要なGe及びBGO結晶について、5.1MeVの高エネルギーγ線に対するγ線吸収係数を、レーザー逆コンプトン光及び高分解能・高エネルギー光子スペクトロメータを用いて測定した。1時間の測定で1%以下の統計誤差が得られることを実証し、本測定手法がこれまで実測例の少ない高エネルギーγ線に対するγ線吸収係数の測定に有効であることを示した。また、得られた結果を理論計算値と比較するとともに、今後測定精度を高めるための展望について議論した。
36000404
High-energy-resolution monochromator for nuclear resonant scattering of synchrotron radiation by Te-125 at 35.49 keV
今井 康彦*; 依田 芳卓*; 北尾 真司*; 増田 亮; 東谷口 聡*; 稲葉 千雅*; 瀬戸 誠
Advances in X-ray/EUV Optics and Components II (Proceedings of SPIE Volume 6705) , p.670512_1-670512_7(2007) ; (JAEA-J 03736)
- サファイアの(9 1 -10 68)面への垂直入反射を用いる、125Te(核共鳴エネルギー35.49keV)の放射光核共鳴散乱用の高分解能分光器を開発した。エネルギー分解能は7.5meVであり、Δ E/E=2.1×10-7が達成された。このエネルギー域は、通常のSiを用いた高分解能分光器では反射率が低くなってしまうため、新しい分光器が必要とされてきた領域である。この高分解能分光器によって、125Teを含む物質に対して、Te元素選択的なダイナミクスの研究や、電子状態の研究が可能になると考えられる。
36000405
Design of electron cyclotron heating and current drive system of ITER
小林 則幸; Bigelow, T.*; Bonicelli, T.*; Cirant, S.*; Denisov, G.*; Heidinger, R.*; Henderson, M.*; Hogge, J.-P.*; Piosczyk, B.*; Ramponi, G.*; Rao, S. L.*; Rasmussen, D.*; Saibene, G.*; 坂本 慶司; 高橋 幸司; Temkin, R. J.*; Thumm, M.*; Tran, M. Q.*; Verhoeven, A. G. A.*; Zhom, H.*
AIP Conference Proceedings 933 , p.413-416(2007) ; (JAEA-J 03737)
- 2001年工学設計活動終了以降、電子サイクロトロン加熱電流駆動装置の設計は、物理的理解の進みや取り合い条件変更に従い、変化してきた。定格20MWの高周波電力を4台の上部ランチャー又は1台の水平ランチャーにより入射する。どちらのランチャーも、高周波ビームの広い入射角度変化が必要なため、ランチャー先端近くに回転ミラーを置く方式を用いる。高周波ビームの変調と3極が供給する170GHzジャイロトロンに対応する自由度を考慮し、IGBTによるパルスステップモジュレータで構成した直流高圧電源を使用の予定である。ジャイロトロンからの高周波は直径63.5mmのコルゲート導波管でランチャーまで伝送し、上部ランチャーと水平ランチャーとの間で導波管スイッチにより伝送方向を切り替える。加熱電流駆動装置には、3台の127.5GHzジャイロトロンと専用直流高圧電源から成り、初期電離を補助するスタートアップ装置がある。水平ランチャーからスタートアップ用高周波を入射するため、3台の170GHzジャイロトロンと伝送系を共用する。信頼性のあるITER用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置を確立するため、大電力長パルスに耐える機器の研究開発を行っている。
36000406
Large-scale simulations on thermal-hydraulics in fuel bundles of advanced nuclear reactors
高瀬 和之; 吉田 啓之; 小瀬 裕男*; 叶野 琢磨; Merzari, E.*; 二ノ方 壽*
Annual Report of the Earth Simulator Center April 2006 - March 2007 , p.223-228(2007) ; (JAEA-J 03741)
- 原子炉内熱流動挙動の詳細を大規模シミュレーションによって明らかにする研究を行っている。従来の熱設計手法ではサブチャンネル解析コードに代表されるように実験データに基づく構成式や経験式を必要とするが、新型炉開発では熱流動データベースが十分ではないため、従来手法による熱設計では高精度の予測は困難である。そこで、シミュレーションを主体とした先進的な熱設計手法を構築し、従来手法と組合せることによって効率的な新型炉開発の実現を目指している。このため、地球シミュレータを利用して次の研究を行っている。1つは将来型軽水炉の燃料集合体内二相流挙動を大規模シミュレーションによって計算機上に再現する研究であり、日本原子力研究開発機構が担当している。もう1つは、高速炉を対象にした複雑流路内乱流挙動を大規模シミュレーションによって解明する研究であり、これは東京工業大学が担当する。本報では、日本原子力研究開発機構による稠密燃料集合体内水-蒸気二相流挙動の詳細予測結果と東京工業大学による大規模乱流シミュレーションの結果について報告する。
36000407
Analysis of the function of a large-scale supra-biomolecule system by molecular dynamics simulation system, SCUBA (Simulation Codes for hUge Biomolecular Assembly)
石田 恒; 由良 敬; 叶野 琢磨; 松本 淳
Annual Report of the Earth Simulator Center April 2006 - March 2007 , p.257-263(2007) ; (JAEA-J 03742)
- 地球シミュレータは従来にはない大規模生体超分子系の分子動力学シミュレーションを可能とする計算能力を持つ。われわれは生体超分子系を扱う大規模な分子動力学シミュレーションシステムSCUBAを開発している。SCUBAは、地球シミュレータ360プロセッサ使用時でベクトル化率95%以上,並列化効率50%以上の優れた性能を達成している。本年度はSCUBAが必要とするメモリ使用量を最適化するためのチューニングをすることにより、百万原子以上からなる生体超分子の分子動力学シミュレーションを地球シミュレータ上で実行可能とした。さらに、マルチ時間ステップ法を装備することにより長時間シミュレーションを実行可能とした。そして、約200万原子からなるリボソーム(遺伝情報を翻訳する生体超分子)と新生ポリペプチドの複合体の系について分子動力学シミュレーションを実行した。結果、リボソームの機能に重要と考えられているねじれ運動を再現することに成功した。
36000408
Calculation of fission yield by macroscopic-microscopic method based on selective channel scission model
太田 雅之; 中村 詔司
Proceedings of 2006 Symposium on Nuclear Data (CD-ROM) , 5p.(2007) ; (JAEA-J 03743)
- U-235の中性子誘起核分裂を対象として、巨視的-微視的法によるチャンネル依存の核分裂ポテンシャルの計算を行った。巨視的な変形液滴の表面エネルギーとクーロンエネルギーに加えて、微視的な殻効果を同時に考慮した。分断へと向かう鞍点附近では、2つの分裂片への内部的な分裂が進んでいると考えられる。変形核にそれらの核分裂片を形状的に当てはめ、それぞれの分裂片の形状での殻効果の和が、その変形核全体の殻効果を与えると仮定した。形状的に当てはめられた分裂片における殻効果の計算に関しては、公開されている計算コードであるBarrier Codeを用いて行った。このポテンシャル計算から、選択チャンネル核分裂モデルに基づき、U-235の中性子誘起核分裂に対して核分裂収率を求め、実験結果と良い一致を得た。
36000409
Explosive growth and nonlinear dynamics of the forced magnetic island
石井 康友; 安積 正史; Smolyakov, A. I.*
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM) , 8p.(2007) ; (JAEA-J 03744)
- 本研究では、トカマクプラズマの性能劣化を引き起こす磁気島形成の機構を、プラズマ中の流れを考慮して、数値シミュレーションにより調べた。トカマクプラズマでは磁気島形成を引き起こすティアリング不安定性に対して、独立状態では安定と考えられる磁気面において磁気島が形成される現象が観測されている。このような安定な磁気面での磁気島形成は、外部摂動に起因すると考えられているが、その詳細過程は未解明である。本研究では、広範な抵抗値領域に対して数値シミュレーションを行うことにより、低い抵抗値領域で抵抗効果が顕著になる領域が存在することを明らかにした。これまでの研究では、強制磁気島は内部構造を持たない剛体として取り扱われていた。しかしながら、本研究により、磁気島の内部における非一様なトルク分布が磁気島の変形を引き起こし、初期のX点近傍での2次的な磁気再結合が生じていることが明らかになった。このようなX点近傍での磁場のトポロジー変化は、X点近傍でのブートストラップ電流の変化を通じて、新古典ティアリングモードの発生臨界値に影響すると考えられる。
36000410
Effects of "Sharpness" of the plasma cross-section on the stability of peeling-ballooning modes in tokamaks
相羽 信行; 徳田 伸二; 滝塚 知典; 栗田 源一; 小関 隆久
Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM) , 8p.(2007) ; (JAEA-J 03745)
- トカマク周辺領域で現れる理想MHDモードは、H-modeプラズマにおいて発生するエッジローカライズモード(ELMs)の原因のひとつであり、周辺部のプラズマ閉じ込め性能に影響を与える。この理想MHDモードはピーリング・バルーニングモードと呼ばれる中間のトロイダルモード数n(〜5≤n≤〜30)を持つものであり、その安定性は楕円度,三角度と呼ばれるパラメータで表されるプラズマの形状に依存することが理論的・実験的に示されてきた。本研究では同モードの安定性に影響を与える新たな形状パラメータとして「プラズマ上部における尖り度」を最外殻磁気面の上端における曲率を用いて定義し、このパラメータに対するピーリング・バルーニングモードの安定性の影響を調べた。数値計算の結果、尖り度を大きくすることはトカマク周辺の理想MHD安定性を改善することを明らかにし、同パラメータが閉じ込め性能の良いH-modeプラズマを実現するうえで重要な形状パラメータであることを示した。
36000411
Partitioning and transmutation technology in Japan and its benefit on high-level waste management
大井川 宏之; 西原 健司; 横尾 健*
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM) , p.434-442(2007) ; (JAEA-J 03746)
- 日本では高レベル放射性廃棄物(HLW)処分の負担軽減を目指した分離変換技術の研究開発が行われている。将来の核燃料サイクルの廃棄物管理における分離変換技術の導入効果を明確に示すことを目的に、UO2-LWR, MOX-LWR, MOX-FBRで生じる使用済燃料について、HLWの処分に要する処分場面積を定量的に議論した。解析では、分離プロセスとして、(1)従来型PUREX法,(2)マイナーアクチニド(MA)の核変換,(3)核分裂生成物(FP)の群分離,(4)MAの核変換とFPの群分離の4種類を仮定した。検討の結果、LWRでもFBRでもMOX燃料を用いる場合、処分場面積をUO2燃料と同程度の広さとするにはMA核変換が必要であることがわかった。また、燃料種類,炉の種類,再処理前冷却期間によらず処分場面積をさらに低減するには、MA核変換とFP群分離を組合せる必要があることを示した。
36000412
Pyroprocessing technology development in Japan
井上 正*; 小山 正史*; 明珍 宗孝; 荒井 康夫
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM) , p.728-737(2007) ; (JAEA-J 03747)
- 金属燃料と乾式再処理の組合せは、国の評価により我が国のFBRサイクルシステム開発の副概念として選定され、国際協力を利用しつつ基盤的な研究を進めることが求められている。現在、電力中央研究所(電中研)と原子力機構が中心となり、金属燃料と乾式再処理を組合せたFBR燃料サイクルに関する要素技術開発を進めている。また、原子力機構が提案しているマイナーアクチニド核変換を主目的とする加速器駆動システム用の窒化物燃料も乾式法により再処理されることが想定されており、そのための研究も行われている。本報告では、金属電解法を中心として、電中研及び原子力機構で行われてきた我が国における乾式再処理技術開発に関する最近の成果を紹介する。
36000413
Progress of nitride fuel cycle research for transmutation of minor actinides
荒井 康夫; 赤堀 光雄; 湊 和生
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM) , p.980-988(2007) ; (JAEA-J 03748)
- 原子力機構が進めているマイナーアクチニド核変換を目的とした窒化物燃料サイクルに関する最近の研究の進展を紹介する。炭素熱還元法によるネプツニウム,アメリシウム及びキュリウムを含む多元系マイナーアクチニド窒化物固溶体の調製、それらの焼結ペレットの調製、希釈材としてZrNやTiNを含有した窒化物の調製を行っている。ウランの代わりに希釈材を添加した(Pu,Zr)N及びPuN+TiNペレットを含有した燃料ピンをJMTRで照射して、照射後試験から基本的な燃料挙動を把握した。窒化物燃料の乾式再処理に関しては、(Pu,Zr)N及びPuN+TiNの溶融塩電解挙動を明らかにしたほか、液体Cd陰極に回収したアメリシウムを蒸留窒化法により窒化物に転換した。これら一連の研究により、実験室規模ながらマイナーアクチニド核変換用窒化物燃料サイクルの成立性に見通しを得た。
36000414
Feasibility study of accelerator driven system proposed by JAEA
菅原 隆徳; 西原 健司; 辻本 和文; 岩永 宏平; 倉田 有司; 佐々 敏信; 大井川 宏之
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM) , p.998-1007(2007) ; (JAEA-J 03749)
- JAEAでは加速器駆動核変換システム(ADS)の成立性を高めるための設計検討を実施している。炉心出力平坦化については、炉心内の被覆管最高温度が約600℃という現状を改善するため、燃料中のZrN希釈材の体積割合を各サイクル初期において調節する方法を検討した。検討の結果、炉心を4領域に分け、ZrN体積割合を調節することで、被覆管最高温度が約490℃にまで低減できるという結果を得た。ADSの安全解析については、設計基準外事象としてビーム過出力事象(UBOP),流量喪失事象(ULOF)を対象に、高速炉用炉心崩壊過程解析コードSIMMER-IIIにより解析を行った。解析の結果、JAEAで検討しているADSでは、これらの事象においても炉心崩壊に至らないことが示された。ビーム窓設計については、座屈圧力に対する設計裕度を増加させる方法の検討を行った。検討では半球モデルを使用し、有限要素法による解析結果を用いた。その結果、陽子ビームによる発熱の低減が、座屈圧力に対する設計裕度の増加に効果的であることがわかった。
36000415
Electrolysis of uranium nitride containing fission product elements (Mo, Pd, Nd) in a molten LiCl-KCl eutectic
佐藤 匠; 岩井 孝; 荒井 康夫
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM) , p.1090-1098(2007) ; (JAEA-J 03750)
- 本研究は、窒化物燃料の乾式再処理技術開発に資するため、代表的な核分裂生成物であるMo, Pd, Ndを添加した模擬照射済みUNペレットの溶融LiCl-KCl共晶塩中における電解挙動を調べた。サイクリックボルタンメトリー(CV)及び分極曲線の測定結果より、いずれの試料もUN単体と同じく参照電極に対して-0.75Vよりも貴の電位でUNが陽極溶解した。これらの結果をもとに陽極電位を参照電極に対して-0.65〜-0.60Vとして模擬照射済みUNペレットの定電位電解を行った結果、いずれの試料もUは大部分が溶解し液体Cd陰極中に回収されたが、Mo, Pdは溶解せずに陽極に残留し、Ndは溶解後溶融塩中に残留した。
36000416
Status of reduced enrichment program for research reactors in Japan
宇根崎 博信*; 太田 和則; 井上 猛
Proceedings of International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors 2007 (RERTR 2007) (Internet) , 11p.(2007) ; (JAEA-J 03751)
- 日本の研究炉におけるウラン濃縮度低減計画の状況をレビューした。日本では、14基の研究炉と臨界実験装置が運転されている。そのうちRERTR(Reduced Enrichment for Research and Test Reactors)計画に関連するのは、京都大学原子炉実験所のKUR及び日本原子力研究開発機構のJRR-4, JMTR, JRR-3である。原子力機構におけるJRR-4, JMTR, JRR-3に関する低濃縮化計画は1999年に終了し、低濃縮ウランを使用した運転を順調に行っている。京都大学原子炉実験所においては2006年2月に、高濃縮ウランを使用したKURの運転が終了した。KURの低濃縮ウランへの全炉心転換に対する設置変更許可取得を行い、2008年に使用前検査を受検し、合格する予定である。なお、これによって日本における低濃縮ウランへの炉心転換は完成する。
36000417
原子力機構・東海タンデム加速器の現状
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 花島 進; 阿部 信市; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; 中村 暢彦; 沓掛 健一; 大内 勲; 堀江 活三; 吉田 忠
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集 , p.9-12(2007) ; (JAEA-J 03752)
- 2005年度のタンデム加速器の運転日数は182日であった。最高端子電圧は19.1MVを記録し、18MVで計8日間の実験利用が行われた。利用されたイオン種は21元素であり、18Oの利用が全体の約2割で、1H, 7Li, 136Xeの利用はそれぞれ約1割を占め、1H, 7Liはおもに短寿命核加速実験での一次ビームに利用された。加速器の定期整備では通常の整備項目以外に、高電圧端子内イオン源を高電圧端子の180°偏向電磁石の上流側に移設する作業を行った。この配置により質量電荷比の近いビームを精度よく分離し加速管へ入射できるようになった。また負イオンビーム入射ラインのミスアライメントの修正を行った結果ビーム通過率が改善した。昨年度はタンク開放を必要とする故障が2件発生し、どちらも高電圧端子内の180°電磁石電源に起因するものであった。高エネルギー加速器研究機構と共同で進めている短寿命核加速実験施設の実験利用が開始され、8Liを用いた実験が行われた。今後、年間50日の短寿命核ビームを用いた実験が行われる予定である。
36000418
化学的不純物アクティブ制御による原子炉材料長寿命化の研究開発
坂場 成昭
第2回原子力システム研究開発事業成果報告会資料集 , p.176-177(2008) ; (JAEA-J 03753)
- 文部科学省受託事業である「化学的不純物アクティブ制御による原子炉材料長寿命化の研究開発」における平成18年度から平成19年度の成果について報告する。主な成果は以下のとおりである。(1)炉心における高温放射線場における支配的な化学平衡を解明するため、不純物相互のあるいは炉心黒鉛との熱平衡についてコードを用いて解析し、さらに放射線分解によるラジカル反応については第一原理をもとに平衡状態を検討し、HTTRの実験値により検証することにより、炉内における支配的な化学反応を明らかにした。(2)高温材料(ハステロイXR)の構造健全性維持に優れた化学的不純物組成をクロムの相安定図により検討した結果、0.1〜500ppmの範囲の不純物濃度範囲では、高温高圧下で脱炭領域となる一部の組成においても一酸化炭素の注入により浸炭側に導ける見通しが得られた。(3)ハステロイXRの高温下での不純物による腐食形態を評価するため、シール機構に工夫を施した高温腐食試験装置を製作し、腐食試験を実施した。その結果、不純物組成により腐食増量が時間により単調増加とならず、酸化による増量と脱炭による減量の進行速度に相違が生じることが示唆された。
36000419
液体Gaを用いた高効率マイナーアクチノイド分離回収技術の開発
林 博和
第2回原子力システム研究開発事業成果報告会資料集 , p.220-221(2008) ; (JAEA-J 03754)
- 原子力システム研究開発事業「液体Gaを用いた高効率マイナーアクチノイド分離回収技術の開発」の研究開発の背景とねらい,研究開発成果,今後の展望について紹介する。本技術開発では、高速増殖炉サイクルに適用可能な液体金属抽出法においてこれまで研究開発が行われてきたCdやBiより優れた性能を示す可能性のある液体金属であるGaの適用性を確認し、経済性の飛躍的向上が可能な乾式法による高効率MA分離回収プロセスの成立性を確認することを目的として、平成17年度から19年度までの3年計画で以下の4項目の技術開発を行っている。(1)トレーサー量を用いた分配挙動基礎試験では、トレーサー量の希土類とMAを使用して溶融塩-液体Ga系の分配挙動を測定し、MA分離性能を概略評価する。(2)液体Ga中のMA及びFP基礎物性試験では、液体Ga中のMA及び模擬FP元素である希土類元素の溶解度及び活量を測定する。(3)分配挙動試験では、マクロ量のMAと希土類の分離回収試験を行い、効率の高いMA分離回収を実証する。(4)プロセス検討では、液体Gaを用いた液体金属抽出法によるMA回収設備の基本設計を行い、物量を評価する。
36000420
放射線架橋利用によるフッ素系電解質膜の作製
吉田 勝; 浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成
電池部材の高性能化と信頼性の向上 , p.59-70(2007) ; (JAEA-J 03757)
- 本レビューは、電解質膜の基材になる高分子フィルムのグラフト重合性やこれらの基材を用いて作製された電解質膜の機械的特性及び耐久性を向上させるため、電解質膜に導入した化学架橋剤の効果及び作製法の高度化により得られた直接メタノール型燃料電池用電解質膜の開発についての成果を中心にまとめたものである。具体的には、ETFE基材へ2つのモノマーと2つの化学架橋剤を放射線グラフト重合後、さらに放射線架橋構造を付与することにより、耐久性の大幅な向上を実現し、メタノール燃料の透過をナフィオン比で1/10に抑制した。この電解質膜の70℃で15%メタノールを燃料とした単セルの発電試験から、最大出力密度がナフィオンの約2.2倍に相当することもわかった。
36000421
原子炉の核特性
森 貴正; 岡嶋 成晃; 奥村 啓介; 久語 輝彦
原子力ハンドブック , p.111-142(2007) ; (JAEA-J 03758)
- 原子力ハンドブック(オーム社)第3章「原子炉の科学技術」,第1章「原子炉の核特性」として、原子炉核特性にかかわる基盤技術について取りまとめた。内容は以下のとおりである。(1)原子炉の臨界条件,(2)原子炉内中の中性子スペクトル,(3)原子炉の動的ふるまい,(4)原子炉の反応度係数,(5)燃料の燃焼,(6)原子炉の種類,(7)核計算法の基礎,(8)炉物理試験。
36000422
高レベル放射性廃棄物の貯蔵と処分; 研究開発
石川 博久
原子力ハンドブック , p.756-762(2007) ; (JAEA-J 03759)
- 原子力ハンドブックの改定にあたり、高レベル放射性廃棄物の貯蔵と処分に関して、高レベル放射性廃棄物の地層処分の研究開発状況を執筆する。まず、我が国における研究開発の経緯として地層処分研究開発の歴史を述べ、次に各国研究開発の進捗状況について概説する。次に、我が国の研究開発状況として各機関の役割,地質環境技術分野,工学技術分野,安全評価技術分野,地下研究施設,知識基盤の構築の順に研究開発状況を記述する。
36000423
高速炉臨界集合体を用いた炉物理試験
岡嶋 成晃
日本原子力学会第39回炉物理夏期セミナー「炉物理試験の基礎と実践」テキスト , p.140-149(2007) ; (JAEA-J 03760)
- 本報告は、高速炉臨界集合体を用いた炉物理試験についてレビューしたものである。報告では、これまでの高速炉開発,高速炉核特性の特徴,高速炉臨界実験装置,炉物理試験での測定項目,実験解析,具体的な5つの実験例,炉物理実験データ保存に関する国際活動について、紹介している。
36000424
高速炉の直管型2重管蒸気発生器管板の熱応力評価,2; 大規模詳細熱応力解析
羽間 収; 新谷 文将
日本機械学会2007年度年次大会講演論文集, Vol.1 , p.685-686(2007) ; (JAEA-J 03762)
- 次世代高速炉を実現するための革新技術の一つとして、直管型二重伝熱管蒸気発生器の採用が検討されている。しかし、これを実現するためには、厳しい機械的・熱的環境において7000本もの伝熱管を保持できる大型管板の開発が重要になっている。実現に向けて耐圧上有利な球形管板及び新材料の採用が検討されているが、これは従来設計法が適用できないため、管板の開発にあたって、まずは最大応力発生箇所及び最大応力値を把握することが必要となった。本報では、球形かつ表面に伝熱管保持用スタブ構造を持つ3次元複雑形状構造である球形管板中の最大応力発生箇所及び最大応力値を把握するため実施した大規模詳細熱応力解析の結果について報告する。
36000425
表面熱伝達率が非均一の場合の水平円柱内固相の融解過程
椎名 保顕; 小木 浩通*; 稲垣 照美*
日本機械学会熱工学コンファレンス2007講演論文集 , p.245-246(2007) ; (JAEA-J 03763)
- 水平円柱内固相が非均一表面熱伝達率の条件下で融解する過程を数値解析により求めるとともに、実験結果と比較した。また、この場合の円柱内レイリー数を評価する手法を示した。非均一表面熱伝達率で融解する場合、円柱内レイリー数が約1000以下では自然対流が形成されても円柱内の支配的伝熱機構は熱伝導となる。しかし、融解が進行し、円柱内レイリー数が約1000を超えると自然対流の影響が現れる。円柱径が大きく、融解の大半の領域で円柱内レイリー数が1000より大きい場合には、円柱内において自然対流が支配的な伝熱機構となる。この場合、融解に及ぼす非均一表面熱伝達率と均一表面熱伝達率の違いは固相底部付近のみに局在され、融解過程は均一表面熱伝達率の場合とほぼ等しくなる。
36000426
円柱細線を伝熱面間に挿入した水平多孔質層内の自然対流
椎名 保顕; 菱田 誠*; 石川 広太*
日本機械学会東北支部第42期総会・講演会講演論文集 , p.137-138(2007) ; (JAEA-J 03764)
- 潜熱蓄熱で、伝熱面間に金属細線を挿入し、実効熱伝導率を高める伝熱促進法を用いた場合の融解時自然対流特性を明らかにするため、水平伝熱面間に円柱細線を高い空隙率で垂直に設置した場合の自然対流発生レイリー数を解析で求めるとともに、実験を行い結果を比較した。この場合xy方向の浸透度に対するz方向浸透度の比は1/2となる。その結果、 臨界レイリー数RaCは実効熱拡散率の比ξの減少とともに小さくなり、ダルシー数Daが大きくなると一定値を示すこと、RaCはξ→0, Da→∞の場合で最小値692.5をとることが明らかとなった。また、実効熱拡散率の比=1の場合には実験と解析はよく一致することが示された。
36000427
Calculation of fission product yield with selective channel scission model
太田 雅之
EUR-22794-EN , p.99-102(2007) ; (JAEA-J 03767)
- 核分裂収率を計算するために、選択チャンネル核分裂モデルを提案している。今回の研究では、チャンネル依存の核分裂障壁について、以下の仮定に基づいて、核分裂収率の質量分布を計算した。まず、(1)チャンネル依存の核分裂障壁は、Q値と分裂片間のクーロンポテンシャルの差で与えられるとした。すなわち、分裂片間のクーロンポテンシャルは、基底状態での2つの分裂片の半径と、その分裂片の間の核力相互作用の距離の和で求められるとした。ここでは、核の基底状態での形状は、KTUY質量公式における報告値を用いた。また、(2)鞍点附近のポテンシャルは、簡単のため二次曲線で近似した。今回、Th-232, U-235, Pu-239, Pu-241の中性子誘起核分裂に対する収率の質量分布を求めた。分裂片質量A=140-150(及びA=85-95)の領域において差がみられるものの、報告値と大まかな一致を示した。さらに、マルチモードランダム破断モデルにおける対称・非対称分裂と、本解析における核の形状の伸びに関して議論した。
36000428
Divertor density measurements using mm-wave interferometer in JT-60U
竹永 秀信; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; 坂本 宜照; 坂田 信也
NIFS-PROC-68 , p.62-65(2007) ; (JAEA-J 03782)
- JT-60Uにおいて、ダイバータ密度測定のためにミリ波干渉計を開発した。種々のプラズマフェーズにて行った測定結果により、ELMy Hモードフェーズを除いては同システムの有効性を示した。ELMy Hモードフェーズでは、屈折の効果と考えられる信号強度の大きな低下があり、そのため同フェーズでは測定ができなかった。ELM free Hモードへの遷移時においては、Dα発光強度の急激な低下とともにダイバータプラズマ密度にも急激な低下が観測された。また、QHモードと呼ばれるELMを伴わないHモードでは、1.5kHz程度の低周波な振動がダイバータプラズマ密度に観測された。さらに、ミリ波干渉計をモニター、ダイバータ部へのガスパフをアクチュエーターとして使用し、ダイバータプラズマ密度の帰還制御に成功した。
36000429
Particle-chemical analysis of uranium and plutonium
篠永 妙子*; Donohue, D.*; Klose, D.*; 久野 剛彦*; 久野 祐輔*; 江坂 文孝; 江坂 木の実; 間柄 正明; 桜井 聡; 臼田 重和
STI/PUB/1298 (CD-ROM) , p.525-531(2007) ; (JAEA-J 03783)
- 環境試料中の個々のウラン,プルトニウム粒子の同位体比分析法の開発を目的として、単一粒子の摘出,溶解,化学分離,質量分析(表面電離質量分析及び誘導結合プラズマ質量分析)を組合せた方法の検討を、標準試料を用いて行った。発表では、表面電離質量分析及び誘導結合プラズマ質量分析法の結果を比較し、その有効性について議論するとともに、本法を実試料の分析へ適用した結果についても報告する。
36000430
Development of safeguards environmental sample analysis techniques at JAEA as a network laboratory of IAEA
桜井 聡; 間柄 正明; 江坂 文孝; 平山 文夫; Lee, C. G.; 安田 健一郎; 伊奈川 潤; 鈴木 大輔; 井口 一成; 國分 陽子; 宮本 ユタカ; 篠原 伸夫; 臼田 重和
STI/PUB/1298 (CD-ROM) , p.791-799(2007) ; (JAEA-J 03784)
- 原子力機構では、保障措置の強化に貢献するため環境試料中の極微量核物質の分析技術の開発を進めている。拭取試料を対象としたバルク分析とパーティクル分析については基本技術を確立し、2003年にはIAEAネットワーク分析所としての技術認定を取得し、国内試料及びIAEAからの依頼試料を分析し、信頼性の高いデータを得ている。現在は分析技術の高度化として、バルク分析における分離スキームの改良や同位体比測定の感度向上,パーティクル分析におけるマイナー核種の同位体比測定やフィッショントラック-表面電離型質量分析法の開発を進めており、これらの概要を報告する。
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