※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2008年4月
36000522
Spectrophotometric determination of plutonium in highly radioactive liquid waste using an internal standardization technique with Neodymium(III)
駿河谷 直樹; 田口 茂郎; 佐藤 宗一; 綿引 優; 檜山 敏明
Analytical Sciences 24(3), p.377-380(2008) ; (JAEA-J 03785)
- 簡便かつ迅速な分光光度法が高放射性廃液中のPuを定量するために開発された。本法では、内標準としてNd(III)を用いてPuの濃度を求めることができ、さらに分析スキーム全体をNd(III)により確認することが可能である。内標準としてのNd(III)標準を試料溶液と混合した後、PuをCe(IV)でPu(VI)に定量的に酸化した。830nmで最大吸光度を持つPu(VI)の分光光度測定を行い、同時に795nmに最大吸光度を持つNd(III)標準の測定値と比較してPuを定量した。実試料の分析に対する相対拡張不確かさは10%以内であり、検出下限は1.8mg/L(3σ)であった。本法の有効性は、同位体希釈質量分析法を用いた比較実験によって確認され、使用済核燃料再処理施設の核廃棄物管理のための分析に適用された。
36000523
Axial orientation of molecular-beam-epitaxy-grown Fe3Si/Ge hybrid structures and its degradation
前田 佳均; 上西 隆文*; 鳴海 一雅; 安藤 裕一郎*; 上田 公二*; 熊野 守*; 佐道 泰造*; 宮尾 正信*
Applied Physics Letters 91(17), p.171910_1-171910_3(2007) ; (JAEA-J 03786)
- 分子線エピタキシャル(MBE)成長させたFe3Si(111)/Ge(111)ハイブリッド構造の軸配向性をラザフォード後方散乱法によって調べた。300℃より高い温度でのMBE成長においては、Fe原子とGe原子の相互拡散によって組成が変化し、Fe3Si中にFeGeがエピタキシャル成長することを確認した。また、低温(<200℃)でのMBE成長では、軸配向性に優れ(χmin=2.2%)、十分に規則正しいDO3構造を持ったFe3Siが得られた。化学量論的組成からずれたFe3Siについては、400℃より高い温度でのポストアニールにより、組成の変化と軸配向性の劣化が起こった。本論文では、併せてFe3Si(111)/Ge(111)ハイブリッド構造の熱的安定性と界面の質に対する化学量論組成の重要性を議論する。
36000524
Giant tunnel magnetoresistance in codeposited fullerene-cobalt films in the low bias-voltage regime
境 誠司; 菅井 勇; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 松本 吉弘; 楢本 洋*; Avramov, P.; 岡安 悟; 前田 佳均
Applied Physics Letters 91(24), p.242104_1-242104_3(2007) ; (JAEA-J 03787)
- Magnetotransport properties in the low bias-voltage regime were investigated for co-deposited C60-Co films. A giant tunnel magnetoresistance (MR) ratio (ΔR/Rmax) of 80%, which is the highest in ferromagnetic metal/organic molecule systems, was found at low temperatures. The observed bias-voltage dependence of the MR ratio is expressed by an unusual exponential form, suggesting that the MR ratio of nearly 100% can be realized in the low bias-voltage limit.
36000525
Ratio of tritiated water and hydrogen generated in mercury through a nuclear reaction
真辺 健太郎; 横山 須美
Applied Radiation and Isotopes 66(2), p.122-125(2008) ; (JAEA-J 03788)
- 大型加速器施設において核破砕中性子源として使用される水銀ターゲットでは、大量のトリチウムが生成する。トリチウムは浮遊性核種であることから、加速器施設内の空気がトリチウムで汚染する可能性があり、潜在的な内部被ばく源となる。内部被ばく線量を求めるにあたり、トリチウムの線量係数は化学形により大きく異なるので、空気中に存在するトリチウムの化学形の違いは重要なファクタとなる。そこで本研究では、液体リチウムアマルガムを熱中性子照射することによって水銀中にトリチウムを生成させ、水銀ターゲットにおけるトリチウム生成を模擬し、トリチウム水(HTO)とトリチウムガス(HT)の生成割合を調べた。この結果、本実験条件下でリチウムアマルガム内に生成したHTOとHTの割合は、4:6であった。
36000526
Evaluation of nuclear knowledge management on light water reactor, high temperature gas-cooled reactor and fusion reactor; A Case study of Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI)
柳澤 和章
Atoms for Peace 1(4), p.320-335(2007) ; (JAEA-J 03789)
- 軽水炉,高温ガス炉及び核融合炉は原研が開発してきた重要な知的財産である。長期原子力知識マネジメント(NKM)の観点に立って、これら技術から得られる潜在的な利益をケーススタディした。(1)軽水炉については、納税者に対する原研研究活動の貢献は6.3ビリオンドル、費用対効果は1.5となった。(2)高温ガス炉については、水素エネルギー生産炉として使うのが利益率は高いと見積もられる。また、核融合炉は将来的に費用対便益効果が(軽水炉より)高いと推定される。
36000527
Discrimination of class I cyclobutane pyrimidine dimer photolyase from blue light photoreceptors by single methionine residue
宮沢 祐司*; 西岡 宏隆*; 由良 敬; 倭 剛久*
Biophysical Journal 94(6), p.2194-2203(2008) ; (JAEA-J 03790)
- DNAフォトリアーゼ(修復酵素)は紫外線による損傷したDNA部位を認識し、光エネルギーを利用して修復する。修復の際に必要な電子がどのように酵素内を流れるかをラン藻が持つDNAフォトリアーゼの立体構造を用いて、シミュレーションした。その結果Met353で構成される酵素の一部分が、電子流路のハブになっていることが初めてわかった。また、データベース解析の結果、DNAフォトリアーゼと共通祖先を持つ全タンパク質において、DNAを修復する機能を持つ場合はMet353が存在するが、DNAを修復できなくなった共通祖先由来タンパク質では、Met353が失われていることも明らかにできた。シミュレーションとデータベース解析がともにMet353の重要性を独立に示したことは、Met353の重要性を強く示している。
36000528
Hexagonal BCN films prepared by RF plasma-enhanced CVD
Mannan, M. A.*; 永野 正光*; 平尾 法恵*; 馬場 祐治
Chemistry Letters 37(1), p.96-97(2008) ; (JAEA-J 03791)
- 高周波プラズマ誘起化学蒸着法によりシリコン単結晶基板表面に六方晶構造を持つホウ素-炭素-窒素化合物の薄膜を合成し、その構造を調べた。蒸着の原料物質としては、ホウ素,炭素,窒素原子を含む有機分子であるトリスジメチルアミノボランを用いた。X線光電子分光法及びフーリエ変換赤外分光法の結果から、合成したBCN薄膜はB-C-N間にsp2混成軌道を持つことがわかった。また、直線偏光した放射光を用いたX線吸収端微細構造スペクトルの入射角依存性から、BCN薄膜はシリコン基板に対して、一定の角度に配向していることがわかった。
36000529
Chemistry in mega-gravity; Preparation of molecular-scaled graded materials from radical copolymerization
伊原 博隆; 阿部 泰之*; 宮本 明広*; 西原 正通*; 高藤 誠*; 小野 正雄; 岡安 悟; 真下 茂
Chemistry Letters 37(2), p.200-201(2008) ; (JAEA-J 03792)
- 超重力場下でのハロゲン化スチレンと2-エチルヘキシルメタクリレートの共重合において分子スケールでの傾斜構造が得られた。EPMAとNMRにて傾斜構造の状態を明らかにした。
36000530
Fluoride complexation of element 104, rutherfordium (Rf), investigated by cation-exchange chromatography
石井 康雄; 豊嶋 厚史; 塚田 和明; 浅井 雅人; 當銘 勇人; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 宮下 直*; 森 友隆*; 菅沼 英夫*; 羽場 宏光*; 坂牧 雅巳*; 後藤 真一*; 工藤 久昭*; 秋山 和彦*; 大浦 泰嗣*; 中原 弘道*; 田代 祐基*; 篠原 厚*; Schädel, M.*; Brüchle, W.*; Pershina, V.*; Kratz, J. V.*
Chemistry Letters 37(3), p.288-289(2008) ; (JAEA-J 03793)
- 104番元素ラザホージウム(Rf)の低次フッ化物錯体の形成を調べるため、HF/HNO3水溶液系におけるRfの陽イオン交換挙動を4価の陽イオンであるZr, Hf及びThの挙動と比較を行った。AIDA(α線測定装置結合型自動迅速イオン交換分離装置)を用いた加速器オンライン実験でRfの陽イオン交換挙動を調べた。原子力機構タンデム加速器施設において、248Cm(18O,5n)により合成した261Rf(半減期: 78s)をHe/KClガスジェット搬送法によりAIDAへ搬送し130秒間捕集した。これを250μLのHF/0.1M HNO3水溶液で溶解し、1.6mm i.d.×7.0mm又は1.0mm i.d.×3.5mmの陽イオン交換カラムへ溶離展開させ、その溶出液をTa皿に捕集した。その後、0.1M HF/0.1M HNO3によってカラム中の残留物を溶出させ、別のTa皿に捕集した。これらを蒸発乾固させた後、600mm2のPIPS検出器で261Rfのα線を測定しその分配係数を求めた。HF/0.1M HNO3においてZr, Hf, Th及びRfは、フッ化物イオン濃度の増加に従いそのK d値が減少した。これは、これらのイオンにフッ化物イオンが配位することによって、陽イオン交換樹脂への吸着性能が減少したものと考えられる。陽イオン交換樹脂への吸着の強さの順序はZr∼Hf>Rf>Thとなり、これは各元素のイオン半径の大きさの順序と一致した。
36000531
Isomeric states in 214Th and 213Th
Khuyagbaatar, J.*; Hofmann, S.*; Heßberger, F. P.*; Ackermann, D.*; Antalic, S.*; Burkhard, H. G.*; Heinz, S.*; Kindler, B.*; Lisetskiy, A. F.*; Lommel, B.*; Mann, R.*; 西尾 勝久; Schött, H. J.*; Sulignano, B.*
European Physical Journal A 34(4), p.355-361(2007) ; (JAEA-J 03794)
- Isomeric states in 214Th and 213Th were produced in the fusion-evaporation reactions of 54Cr + 164Dy and identified by means of γ-rays from the isomeric states. The life-times were determined by measureing the time difference between the signals of the implanted evaporation residues (213,214Th) and the γ-rays signals, and were obtained to be 1.24 μs for 214Th and 1.4 μs for 213Th. The proton configuration betweens the orbitals of 1h9/2 and 2f7/2 was assigned to the isomeric states in 214Th.
36000532
Qβ measurements of 158,159Pm, 159,161Sm, 160-165Eu, 163Gd and 166Tb using a total absorption BGO detector
林 裕晃*; 秋田 幸範*; 末松 倫*; 柴田 理尋*; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 市川 進一; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 長 明彦; 塚田 和明; 石井 哲朗; 小島 康明*; 谷口 秋洋*
European Physical Journal A 34(4), p.363-370(2007) ; (JAEA-J 03795)
- 全吸収BGO検出器を用いて160-165Euと163GdのQβを初めて測定し、また過去に測定した158,159Pm, 159,161Sm, 166Tbのデータを再解析した。これらの核種は、原子力機構東海タンデム加速器施設において238Uの陽子誘起核分裂で合成し、オンライン同位体分離装置を用いて核反応生成物の中から分離した。得られた質量偏差と2中性子分離エネルギーの値を、原子質量評価値や理論計算の値と比較した。
36000533
Six-party qualification program of FW fabrication methods for ITER blanket module procurement
伊尾木 公裕; Elio, F.*; Barabash, V.*; Chuyanov, V.*; Rozov, V.*; Wang, X.*; Chen, J.*; Wang, L.*; Lorenzetto, P.*; Peacock, A.; 榎枝 幹男; 西 宏; Hong, B. G.*; Jeong, Y. H.*; Gervash, A.*; Mazul, I.*; Tanaka, T.*; Ulrickson, M.*
Fusion Engineering and Design 82(15-24), p.1774-1780(2007) ; (JAEA-J 03797)
- 2005年12月にITER機器の調達分担がまとめられ、第一壁では性能評価試験の必要性が、規定された。これに基づいて、主要な内容とマイルストンを定めた「調達計画」が策定されている。中国,EU,日本,韓国,ロシア,USの6極による、1700枚の第一壁パネルの製作を考えると性能評価のための試験は不可欠である。性能評価のためのモックアップは80×240×81mm(3枚のBeタイル)の大きさで、EUとUSの試験設備を用いて熱負荷試験を行う。ITER第一壁の熱負荷条件は最大0.5MW/m2(定常)×30,000回である。標準化された方法により機械強度試験も行う。試験結果が所定の条件を満足した極のみが、ITER第一壁の調達を行うこととなる。セミ・プロトタイプの製作もITER実機の製造前に行う予定である。
36000534
Development of water leak detection method in fusion reactors using water-soluble gas
廣木 成治; 丹澤 貞光; 新井 貴; 阿部 哲也
Fusion Engineering and Design 83(1), p.72-78(2008) ; (JAEA-J 03798)
- 核融合炉の真空容器内水冷配管において冷却水を循環させたまま水リーク探知が可能な技術として、クリプトン(Kr)を水溶解トレーサーに用いる方法を提案した。試験を進めるにあたっては国際熱核融合炉(ITER)への適用を想定し、ITERの運転条件を勘案して10-3Pa-m3/sレベルの水リークバルブを試作した。また、同バルブの高圧側を水ループ回路に、低圧側をクライオポンプで排気する真空容器に接続し、水リーク箇所を通して真空中に流入するKrを四極子質量分析計で検出した。そして、同バルブを1m間隔で2箇所に取り付けた試験体を30℃に加熱しながら試験を行ったところ、m/e=84のピーク電流の時間変化において、水リークに起因する2箇所の明瞭なピーク電流増加分を確認することができた。このとき、2箇所のピーク電流変化開始時の時間差は39秒だった。一方、簡易モデルで試験体の30℃加熱に伴う自然対流の影響を考慮して流水の到達距離の経過時間依存性を計算したところ、1m間隔での時間差は44.6秒となり、計算値基準で測定値の位置検出精度として12.6%となった。本提案による水リーク探知技術の実証試験により、同技術はITER条件でも十分使用可能な見通しが得られた。
36000535
Fusion product diagnostics
笹尾 真実子*; 西谷 健夫; Krasilnikov, A.*; Popovichev, S.*; Kiptily, V.*; Kallne, J.*
Fusion Science and Technology 53(2), p.604-639(2008) ; (JAEA-J 03799)
- 磁場閉じ込め核融合における核融合反応生成物計測に関するレビューである。中性子発生率計測,中性子発生分布計測,中性子放射化測定,中性子エネルギースペクトル測定,γ線スペクトル測定及び損失アルファ粒子計測に関して、測定原理を述べるとともに、JT-60, JET等の既存の実験装置における測定例を紹介した。さらにこれらの測定法に関して、ITERへの適用を議論を行った。
36000536
Decrease of charge collection due to displacement damage by γ rays in a 6H-SiC diode
小野田 忍; 大島 武; 平尾 敏雄; 三島 健太; 菱木 繁臣; 岩本 直也; 児島 一聡*; 河野 勝泰*
IEEE Transactions on Nuclear Science 54(6), p.1953-1960(2007) ; (JAEA-J 03800)
- In order to investigate the influence of displacement damage or change collection in Sic diode, the charge generated in 6H-SiC n+p diodes by 15 MeV O ions was measured using the TIBIC (Transient Ion Beam Induced Current) system before and after γ-ray irradiations. The measured CCE (Collected Charge Efficiency) and the diffusion length reduce with increasing the equivalent displacement damage dose which is estimated using Non Ionizing Energy Loss (NIEL). It was found that the degradation of the diffusion length for p-type 6H-SiC is proportional to the square of the displacement damage dose, and this relationship is the same as that reported for n-type SiC and p-type GaAs.
36000537
Hydrogen production in the γ-radiolysis of aqueous sulfuric acid solutions containing Al2O3, SiO2, TiO2 or ZrO2 fine particles
山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行
International Journal of Hydrogen Energy 33(3), p.929-936(2008) ; (JAEA-J 03801)
- Al2O3, SiO2, TiO2 or ZrO2等の酸化物粉体を含む硫酸水溶液にγ線を照射した際に発生する水素を測定した。最終生成物として発生する水素ガス量は、水溶液中の酸化物の添加量を増やすにしたがって増加し、酸化物の種類や硫酸濃度にも依存した。少量のメチルアルコールを硫酸水溶液に添加することで、最終生成物としての水素ガスの発生量は非常に効果的に増加した。これらの実験結果は、放射線分解における水溶液からの水素発生において、酸化物粉体を含まない均質系の水溶液よりも酸化物を含む非均質系の硫酸水溶液がより効果的であることを示している。
36000538
Advanced ceramics synthesized by inductively coupled plasma with inner RF antenna
中垣 圭太; 山内 俊彦; 菅野 善則*; 小林 清二*
Japanese Journal of Applied Physics 47(1), p.797-799(2008) ; (JAEA-J 03802)
- 27.12MHzRF加熱プラズマを組み込んだCVD装置を開発し、アドバンストセラミックス、特にダイヤモンドの合成研究を開始した。本装置は、4ターンRFアンテナコイルをチャンバー内部に設置した所に特徴を有する。ここでは、世界で初めて静電結合型プラズマ(CCP)が突然ある閾値パワーを超えると誘導結合型プラズマ(ICP)に遷移することを発見した。プラズマの重要な特性をダブルプローブで測定した所、Te 10eV及びne 10E11cm-3で、これは分子の解離に適した特性であった。プラズマ中の不純物を分光学的に調べたが、全く何の不純物のスペクトルも観測できなかった。低パワーRF加熱プラズマでシリコン基板上に、球状ダイヤモンドを合成できた。
36000539
Generation of soft X-ray submicron beam using Fresnel phase zone plate
錦野 将元; 川染 勇人*; 永島 圭介
Japanese Journal of Applied Physics 47(2), p.983-985(2008) ; (JAEA-J 03803)
- 軟X線レーザー(波長13.9nm)を位相型フレネルゾーンプレート(FZP)により集光し軟X線サブミクロンビームの生成を行った。用いたFZPは、厚さ50nmのSiN基盤上に厚さ250nmのPMMAを材質として形成されている。FZPの直径は500μm、最外殻幅は280nm、波長13.9nmに対する焦点距離は10mmであり、集光効率は約20%である。ナイフエッジスキャン法を用いて生成したビーム径の計測を行った結果、集光径は500nm(半値)程度で回折限界の約2倍程度まで集光していることを確認した。このときの集光強度は約1E11W/cm2と見積もられ、実験配置・軟X線レーザーの高出力化により約1E12W/cm2程度まで集光強度を上げることができると考えられる。
36000540
Modelling of hydrogen release from functional materials via cellular automaton
志村 憲一郎*; 山口 憲司; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*
Journal of Alloys and Compounds 449(1-2), p.357-361(2008) ; (JAEA-J 03804)
- 金属材料中の水素輸送に関するセルオートマトン(CA)モデルを構築した。本モデルは、脱離,表面-バルク間輸送,拡散の3部分により構成され、これを用いて、表面を介してのバルク-気相(真空)間における水素輸送の過渡応答を模擬した。計算の結果、初めて、水素が透過する下流側表面からバルク内部への逆方向の拡散が起こることが示せた。こうした現象が起こるのは、過渡初期の段階で表面拡散が律速となって脱離を抑制し、表面に水素が蓄積するからである。こうした事象は、通常の拡散方程式を解くことでは決して予測できない。なぜなら、拡散方程式において表面は単なる境界条件として処理されるにすぎないからである。このように、CA法は過渡応答を解析するのに優れた手法であると思われる。
36000541
Two-body Coulomb explosion and hydrogen migration in methanol induced by intense 7 and 21 fs laser pulses
板倉 隆二; Liu, P.*; 古川 裕介*; 沖野 友哉*; 山内 薫*; 中野 秀俊*
Journal of Chemical Physics 127(10), p.104306_1-104306_5(2007) ; (JAEA-J 03805)
- コインシデンス同時計測法を用いて、7fs及び21fsの高強度レーザーパルスに誘起されたメタノールにおける2体のクーロン爆発過程を調べた。7fsのパルスを用いた場合、C-O結合が直接切断される反応経路、CH3OH2+→CH3++OH+、と水素原子の移動を伴う経路、CH3OH2+→CH2++H2O+、のイオン放出の角度分布は、ほぼ同じであり、偏光方向から30∼40度ずれたところにピークを示す。レーザーパルス幅を21fsまで伸ばした場合には、2経路とも角度分布は偏光方向に沿った広い分布となった。これは、動的な配向効果とイオン化機構の変化のどちらか、もしくは両方の寄与である。このような角度分布の変化の度合いは、2経路によって違いが見られ、水素移動の効果を示している。
36000542
Controlling the dissociative ionization of ethanol with 800 and 400 nm two-color femtosecond laser pulses
矢澤 洋紀*; 塩山 正真*; 須田 慶隆*; 山中 美緒*; 神成 文彦*; 板倉 隆二; 山内 薫*
Journal of Chemical Physics 127(12), p.124312_1-124312_5(2007) ; (JAEA-J 03806)
- エタノール分子の時間的に重なった2色の高強度レーザーパルスを照射し、解離性イオン化過程を調べた。C-C結合解離に対するC-O結合解離の比は、2つのパルスの遅延時間の関数として変化し、伸張された400nmのパルスとフーリエ限界近くの800nmパルスを重ねたときに、本来、マイナーなチャンネルであるC-O結合解離の収量が大きく増加することが示された。
36000543
Dynamic transport simulation code including plasma rotation and radial electric field
本多 充; 福山 淳*
Journal of Computational Physics 227(5), p.2808-2844(2008) ; (JAEA-J 03807)
- A new one-dimensional transport code TASK/TX has been developed to describe dynamic behavior of tokamak plasmas. It solves simultaneously a set of flux-surface averaged equations: Maxwell's equations, continuity equations, equations of motion, heat transport equations, fast-particle slowing-down equations and neutral diffusion equations. The set of equations describes plasma rotations in both toroidal and poloidal directions and evaluates the radial electric field self-consistently. The finite element method with a piecewise linear interpolation function is employed together with the Streamline Upwind Petrov-Galerkin method. We have confirmed that the neoclassical properties are well described by the poloidal neoclassical viscous force. The modification of density profile during neutral beam injection is presented. In the presence of ion orbit loss, the generation of the inward radial electric field and torque due to radial current is self-consistently calculated.
36000544
Development of a land surface model including evaporation and adsorption processes in the soil for the land-air exchange in arid regions
堅田 元喜; 永井 晴康; 植田 洋匡*; Agam, N.*; Berliner, P. R.*
Journal of Hydrometeorology 8(6), p.1307-1324(2007) ; (JAEA-J 03808)
- 乾燥・半乾燥地域における熱・水交換過程を良好に予測する鉛直一次元の土壌モデルを開発した。このモデルには、土壌中の蒸発及び吸着を計算する新しいスキームが導入された。このモデルは、イスラエルのネゲブ砂漠において観測された地表面フラックス,土壌中温度及び土壌水分量を詳細に再現しうる。土壌中の蒸発及び吸着過程は、大気-陸面間の熱・水交換過程に大きな影響を与えると同時に、これらの予測には必要不可欠である。開発したモデルと広く用いられる陸面モデルを用いて、土壌の乾燥過程に関する数値実験を実施した。土壌中に乾燥層(DSL)が形成されるとき、大気への水蒸気フラックスは地表面よりもむしろ土壌中で生じた蒸発によって引き起こされる。また、吸着過程が地表面における水・熱バランスに影響する。日中の上向き水蒸気フラックスは、夜間吸着によって土壌に蓄えられた乾燥層内における土壌水の蒸発による。DSLが十分に発達したとき、大気-地表面間では等量の水が日中の蒸発及び夜間の吸着によって交換される。この場合、土壌中蒸発と吸着に伴う潜熱が地表面温度の日変化を大きく減衰させる。
36000545
Anion-exchange behavior of Nb, Ta, and Pa as homologues of Db in HF/HNO3 solutions
笠松 良崇; 豊嶋 厚史; 當銘 勇人; 塚田 和明; 羽場 宏光*; 永目 諭一郎
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 8(2), p.69-72(2007) ; (JAEA-J 03809)
- Dbとフッ化物イオンとの反応を調べるための基礎実験として、その同族元素であるNb, Taと擬似同族元素であるPaのHF/HNO3混酸水溶液中での陰イオン交換挙動を調べた。各元素に対するフッ化物イオンの配位の強さを、フッ化物イオン濃度[F-]の関数(1×10-6∼2×10-2M)として詳細に調べた。陰イオン交換樹脂への吸着率からKd値を算出し、Kd値のフッ化物濃度,硝酸濃度依存性から、各元素のトレーサ濃度におけるフッ化物イオンとの反応性を明らかにした。また、本実験条件において、それぞれの元素の挙動が互いに大きく異なることを見いだした。これらの結果と対象とした化学反応の平衡到達時間の測定結果から、DbのHF/HNO3混酸水溶液中での陰イオン交換実験を行うための実験条件を検討する。
36000546
Corrosion behavior of steels in liquid lead-bismuth with low oxygen concentrations
倉田 有司; 二川 正敏; 斎藤 滋
Journal of Nuclear Materials 373(1-3), p.164-178(2008) ; (JAEA-J 03810)
- 低酸素濃度の液体鉛ビスマス中における種々の鋼材の腐食挙動を明らかにするため、容器中で3000hの腐食試験を実施した。酸素濃度は450℃で、5×10-8wt%、550℃では3×10-9wt%であった。450℃では、2.25Cr-1Mo鋼を除いて、フェライト/マルテンサイト鋼のF82H, Mod.9Cr-1Mo鋼, 410SS, 430SSでは著しい腐食は観察されなかった。550℃では、耐食性が優れているとされているフェライト/マルテンサイト鋼に対してさえ、鉛ビスマスの鋼中への浸入,鋼構成元素の溶解が厳しくなった。純鉄では、Fe3O4の形成しない550℃だけでなく、薄いFe3O4の形成する450℃でも、典型的な溶解腐食が起こった。Ni, Crの溶出によるフェライト化及び鉛ビスマスの浸入は450℃, 550℃の両温度で316SS及び14Cr-16Ni-2Mo鋼で認められた。この現象は、Siを含む18Cr-20Ni-5Si鋼では大幅に緩和された。幾つかの場合、酸化膜は液体鉛ビスマス中で耐食保護膜の役割を果たさなかった。
36000547
Solidus and liquidus temperatures in the UO2-PuO2 system
加藤 正人; 森本 恭一; 菅田 博正*; 小無 健司*; 鹿志村 元明; 安部 智之
Journal of Nuclear Materials 373(1-3), p.237-245(2008) ; (JAEA-J 03811)
- 30%以上のプルトニウムを含むMOXについてタングステンカプセルとレニウムカプセルを用いた融点測定を行った。従来から行われているタングステンカプセルによる測定では、MOXの融点測定中にタングステンとプルトニウム酸化物の液相が現れ融点測定に影響することを見いだした。その反応を避けるためにレニウムカプセルを用いた測定を行った。レニウムカプセルにより得られた融点を用いてUO2-PuO2系の融点を決定した。UO2-PuO2-AmO2 3元系を理想溶液モデルと仮定し、固相線温度液相線温度をσ=±9K and σ=±16Kの精度で表すことができた。
36000548
Clarification of the mechanism of sulfur trioxide electrolysis; Evaluation of SO3 and O atom adsorbed on Pt surface
鈴木 知史; 中桐 俊男
Journal of Nuclear Science and Technology 45(1), p.1-9(2008) ; (JAEA-J 03812)
- 日本原子力研究開発機構では、高速増殖炉(FBR)で発生する熱と電気を利用した水素製造の可能性を検討している。この方法として、水を原料として硫酸の合成・分解を組合せたプロセスを選定した。このプロセス中で三酸化イオウ(SO3)ガス分解反応を行うが、この反応に関して、YSZ固体電解質とPt電極からなる電解セルを使用した電気分解を行うハイブリッド熱化学法を行うことによって、FBRで取り出し可能な約500℃まで低温化できることを実証した。しかしながら、SO3の電気分解の反応機構は明らかでなく、さらなる高性能化には、反応機構を明らかにする必要がある。したがって、SO3のPt電極表面への吸着と吸着酸素原子について第一原理計算を実施した。この結果、Pt表面上でSO3は2種類の安定配置が存在することがわかった。さらに、Pt表面上の吸着酸素原子の表面拡散のエネルギー障壁を計算したところ、0.47eVであった。また、SO3とPt表面の結合状態から、SO2は、吸着状態を経て脱離と考えられる。この結果をもとに、SO3の電気分解の反応機構を推定した。
36000549
An Assessment of multistage counter current extraction of TRU from spent molten salt into liquid metal, 2; Effect of stage efficiency, scrub stage, and TRU concentration
小林 嗣幸
Journal of Nuclear Science and Technology 45(1), p.79-83(2008) ; (JAEA-J 03813)
- 使用済溶融塩の超ウラン元素(TRU)を液体金属中に向流多段抽出する場合の分離性能を評価するための計算手法を開発した。この計算手法では段効率と洗浄段を考慮した。この手法を用いた評価よって、前論文に加え新たに次のことがわかった。液体金属としてカドミウムを用いた場合は、99%のTRUをDF=5以上で回収するために、4段以上が必要である。実用的な抽出となるためには、段効率として80%以上が必要である。合計段数が制限されている場合は、洗浄段はDFの向上にあまり有効でない。使用済塩中のTRU濃度が増加すると同伴するランタニドFPの還元剤効果によりDFが少し向上する。この抽出法でPuからNp, Am, Cmを分離することは難しく、潜在的な核拡散抵抗性を持っている。
36000550
Thermal-neutron capture cross sections and resonance integrals of the 80Se(n,γ)81m,81gSe reactions
中村 詔司; 古高 和禎; 原田 秀郎; 加藤 敏郎*
Journal of Nuclear Science and Technology 45(2), p.116-122(2008) ; (JAEA-J 03814)
- 放射化法を用いて、80Seの中性子捕獲により81Seのアイソマー及び基底状態の生成にかかわる、熱中性子断面積σ0及び共鳴積分I0を測定した。高純度の酸化セレン試料を、立教大原子炉の回転試料棚にて照射した。共鳴積分を求めるために、Cd遮蔽を用いた照射も行った。照射試料位置での中性子束をモニタするために、金,コバルトのアルミ合金線を用いた。高純度Geを用いて、照射済み試料からのγ線を測定し、そのγ線の強度から生成放射能及び反応率を求めた。Westcott's conventionに基づきσ0及びI0を求めた。80Se(n,γ)81mSe反応について、0.057±0.003b, 0.186±0.014b、また80Se(n,γ)81gSe反応について、0.536±0.046b, 0.867±0.102bと、それぞれ求められた。
36000551
Calculation of neutron nuclear data on silicon isotopes for JENDL-4
柴田 恵一; 国枝 賢
Journal of Nuclear Science and Technology 45(2), p.123-137(2008) ; (JAEA-J 03815)
- 評価済み核データライブラリーJENDL-4のために28,29,30Si中性子核データの理論計算を実施した。計算したのは、全断面積,弾性・非弾性散乱断面積,(n,p), (n,α), (n,γ), (n,2n), (n,3n), (n,np), (n,nα)反応断面積,放出中性子角度分布及び放出中性子,陽子,α粒子,γ線のエネルギー分布である。これら物理量の計算にはHauser-Feshbach理論に基づく統計模型を使用した。計算で重要な中性子及び陽子の光学模型ポテンシャルは、中性子全断面積及び中性子・陽子弾性散乱微分断面積等の測定値を再現するようにチャネル結合法で決定した。MeV領域の断面積計算では、複合核過程に加えて前平衡及び直接過程を考慮した。計算結果は既存の測定値をよく再現しており、JENDL-4の評価値として採用する予定である。
36000552
Measurements on crystal lattice strain and crystallite size in irradiated UO2 pellet by X-ray diffractometry
天谷 政樹; 中村 仁一; 更田 豊志
Journal of Nuclear Science and Technology 45(3), p.244-250(2008) ; (JAEA-J 03816)
- 高燃焼度ペレット(燃焼度41-61GWd/t)のX線回折で、結晶格子歪,結晶子径及び結晶粒間に生じる不均一歪みを測定することにより、燃焼に伴うペレット内部の結晶状態を調査し、組織変化に及ぼす照射の影響を調べた。格子定数は、燃焼度とともに単調に増加して約70GWd/tでピークを示し、それ以上の燃焼度領域では若干減少する傾向を示した。また、回折ピークの広がり具合いから求めた結晶子径は、100-200nmでありリム組織で観察される再結晶粒の大きさに近かった。格子定数と不均一歪から求めた弾性歪エネルギー密度は燃焼度とともに増加し、約50GWd/tと70GWd/tでプラトーを示した。
36000553
Electron photodetachment from iodide in ionic liquids through charge-transfer-to-solvent band excitation
加藤 隆二*; 吉田 陽一*; 勝村 庸介; 高橋 憲司*
Journal of Physical Chemistry B 111(18), p.4770-4774(2007) ; (JAEA-J 03817)
- Solvation of iodide and electrons in an ionic liquid (N,N,N-trimethyl-n-propylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide; TMPA-TFSI) was studied through the absorption spectra of the charge-transfer-to-solvent(CTTS) state of iodide and of solvated electrons. The interaction between the TMPA cation and iodide was strong, where as electrons were weakly solvated in TMPA-TFSI. We followed electron photodetachment from iodide to the ionic liquid and formation of the solvated electrons by observing absorption in the visible and near-infrared regions using a nanosecond laser flash photolysis method. The quantum yield of the photodetachment in TMPA-TFSI was estimated to be 0.34, which is much higher than that in a high-concentration aqueous salt solution previously reported. We also examined a reaction of the solvated electrons with the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Bmim-TFSI) as a solute in TMPA-TFSI. The reaction rate was determined to be 5.3×108 M-1s-1. The electrons before full solvation (dry electrons) reacted with Bmim cations efficiently. These observations suggest that the electrons in TMPA-TFSI can move easily before solvation.
36000554
Reaction between diiodide anion radicals in ionic liquids
高橋 憲司*; 酒井 慎吾*; 手塚 博昭*; 比江嶋 祐介*; 勝村 庸介; 渡邉 正義*
Journal of Physical Chemistry B 111(18), p.4807-4811(2007) ; (JAEA-J 03818)
- Photodetachment of electrons from iodide ions produced diiodide anion radicals in ionic liquids containing ammonium, pyrrolidinium, and piperidinium cations. The rates of reaction between diiodide anion radicals in molecular solvents such as H2O, methanol, and ethanol could be estimated by the Debye-Smoluchowski equation, which accounts for electrostatic interactions using dielectric constants for the molecular solvents. In contrast, the rates of reaction between diiodide anion radicals in the ionic liquids were close to the diffusion limited rates for the neutral molecules, suggesting that electrostatic repulsion between the diiodide anion radicals is weakened by Coulombic shielding in the ionic liquids.
36000555
Atomic and electronic structure of new hollow-based symmetric families of silicon nanoclusters
Avramov, P.; Fedorov, D. G.*; Sorokin, P. B.*; Chernozatonskii, L. A.*; Gordon, M. S.*
Journal of Physical Chemistry C 111(51), p.18824-18830(2007) ; (JAEA-J 03819)
- 内部に任意の大きなフラーレン型の空間を持つ安定なSiナノクラスターファミリーを系統的に構築した。さらに、5員環,6員環接合を介してこれらのナノクラスターを結合することによって複合構造をデザインした。提案した物質の原子配置と電子構造を半経験的量子力学的手法を用いて計算した。それぞれのファミリー内でバンドギャップと安定性はクラスターの実効的な大きさに反比例することが明らかになった。クラスターは、親となるシリコンフラーレンから受け継いだ非常にバラエティに富む構造と対称性を持つ。複合体は、接合に関係する特異な電子構造を持った擬分子のように電子を閉じ込める。量子ドットとその複合体はその内部空間にゲスト原子を内包しうる。それゆえ、電子特性を制御可能で有望な新規ナノ材料を提供しうる。
36000556
Effect of correlations of component failures and cross-connections of EDGs on seismically induced core damages of a multi-unit site
村松 健; 劉 峭; 内山 智曜*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.122-132(2008) ; (JAEA-J 03820)
- 原子力発電施設のリスク管理への地震PSAの応用方法の検討を目的に、機器損傷相関の影響を考慮した複数基立地サイトの炉心損傷頻度(CDF)及び炉心損傷事故シーケンスの特徴について考察し、またアクシデントマネジメント方策としての電源融通の有効性についても検討した。Mark II型格納容器を有する隣接立地の二基のBWRを想定したシステムモデルを作成し、地震時のシステム信頼性解析用コードSECOM2を用い、機器損傷の相関を考慮したうえで、CDF及び炉心損傷事故シーケンスの構成を求めた。その結果、CDFが機器損傷相関の度合いに影響されることがわかった。また、NUREG-1150に決められた機器の相関係数を使用した際、一基のみのCDF,サイトにおけるCDF(二基どちらかで炉心損傷),二基同時に炉心損傷の頻度はそれぞれ1.3倍,1.2倍,2.3倍に増加した。さらに、異なるシーケンスの組合せによって二基同時に炉心損傷の可能性があることを示した。電源融通を考慮した場合は、一基のみのCDF,サイトにおけるCDF,二基同時に炉心損傷の頻度がともに減少し、電源融通はリスク低減に有効である可能性が示された。
36000557
Countermeasures planned for reducing water inflow into deep shafts at the Mizunami Underground Research Laboratory
久慈 雅栄; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 原 雅人; 南出 賢司; 杉原 弘造
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.153-163(2008) ; (JAEA-J 03821)
- 瑞浪超深地層研究所(MIU)が岐阜県瑞浪市に建設中である。MIUは深さ1,000mの2本の立坑と水平坑道群から構成される。MIUプロジェクトの目標は、深い地質環境での調査技術,解析技術,評価技術の確立、及び花崗岩のような結晶質岩における大深度での工学技術の適用範囲の拡大を図ることである。主立坑の直径は6.5m,換気立坑の直径は4.5mである。2本の立坑を接続する水平トンネルが100m間隔で掘削される。科学的研究のため深度約500mに中間ステージ、及び深度約1,000mに最深ステージが設置される予定である。主立坑,換気立坑の2006年11月時点の深度はそれぞれ180mと191mである。掘削を進めるにつれ、立坑への湧水量が増加し、プロジェクト進行に支障が生じている。湧水量を低減するために、ポストグラウトとプレグラウトが計画されている。換気立坑においてポストグラウト試験施工を実施され、その適用性が評価された。
36000558
Development of design technology on thermal-hydraulic performance in tight-lattice rod bundle, 4; Large paralleled simulation by the advanced two-fluid model code
三澤 丈治; 吉田 啓之; 秋本 肇
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(1), p.262-270(2008) ; (JAEA-J 03822)
- Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been developing three-dimensional two-fluid model analysis code ACE-3D, which adopts boundary fitted coordinate system to simulate complex shape channel flow such as a tight lattice rod bundle. In this paper, as a part of development of ACE-3D to apply to rod bundle analysis, introduction of parallelization to ACE-3D and assessments of ACE-3D are shown. In analysis of large-scale domain such as a rod bundle, even if a two-fluid model is used, a large number of computer resources are required; calculation memory, time, performance, etc. Then, this research was performed to enhance the calculation efficiency of the ACE-3D code and to achieve large-scale simulations by it. The parallelization algorithm was introduced into the code and the analytical method was improved. In order to evaluate validity of the improved ACE-3D code, the large-scale two-phase flow simulations were carried out under 37-rod bundle geometry and the simulated results were compared with the experimental results. Consequently, it was confirmed that the present ACE-3D code can be done large-scale simulations with high efficiency, and then, it is the same prediction accuracy as a conventional ACE-3D code.
36000559
Conceptual design of divertor cassette handling by remote handling system of JT-60SA
林 孝夫; 櫻井 真治; 正木 圭; 玉井 広史; 吉田 清; 松川 誠
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 2(2), p.522-529(2008) ; (JAEA-J 03823)
- JT-60SAはDEMO炉に向けてITERに寄与及び補完するトカマク型核融合装置である。JT-60SAの大きな特徴の一つはその高パワー及び長時間放電であり、その結果として、多量の中性子が発生する。真空容器の予想される放射化線量は、10年運転3か月冷却で1mSv/hを超えるため、真空容器内への人によるアクセスは制限される。そのため真空容器内機器を交換及び修理するために遠隔操作システムが必要とされている。本発表は、JT-60SAの遠隔操作システムに関するものであり、特に遠隔操作のレール展開及びダイバータモジュール(重量500kg)の交換について詳細に示している。JT-60SAのリモートハンドリング(RH)は、全18セクションのうち4箇所の水平部大口径ポート(高さ1.8m,幅0.6m)を用いる。RH機器は、プラズマ実験期間中は撤去されており、メンテナンスの前後に設置及び撤去を行う。またRH装置は、重量物用と軽量物用のマニピュレータの2種類を備えており、軽作業用のマニピュレータは、重量物用を運搬する際に展開したレール上を自走することができるビークルタイプである。
36000560
Free radical scavenger edaravone suppresses X-ray-induced apoptosis through p53 inhibition in MOLT-4 cells
笹野 仲史*; 榎本 敦*; 細井 義夫*; 勝村 庸介; 松本 義久*; 白石 憲史郎*; 宮川 清*; 井垣 浩*; 中川 恵一*
Journal of Radiation Research 48(6), p.495-503(2007) ; (JAEA-J 03824)
- Edaravone, a clinical drug used widely for the treatment of acute cerebral infarction, is reported to scavenge free radicals. In the present study, we investigated the radioprotective effect of edaravone on X-ray-induced apoptosis in MOLT-4 cells. Apoptosis was determined by the dye exclusion test, Annexin V binding assay, cleavage of caspase, and DNA fragmentation. We found that edaravone significantly suppressed the X-ray-induced apoptosis. The amount of intracellular ROS production was determined by the chloromethyl-2',7'-dichlorodihydro-fluorescein diacetate system. We found that the intracellular ROS production by X-irradiation was completely suppressed by the addition of edaravone. The accumulation and phosphorylation of p53 and the expression of p21WAF1, a target protein of p53, which were induced by X-irradiation, were also suppressed by adding edaravone. We conclude that the free radical scavenger edaravone suppresses X-ray-induced apoptosis in MOLT-4 cells by inhibiting p53.
36000561
Heavy-ion microbeam system at JAEA-Takasaki for microbeam biology
舟山 知夫; 和田 成一*; 横田 裕一郎; 深本 花菜; 坂下 哲哉; 田口 光正; 柿崎 竹彦*; 浜田 信行*; 鈴木 芳代; 古澤 佳也*; 渡辺 宏*; 木口 憲爾*; 小林 泰彦
Journal of Radiation Research 49(1), p.71-82(2008) ; (JAEA-J 03825)
- 近年の放射線生物研究領域では、細胞の低線量放射線応答機構や、放射線誘発バイスタンダー効果の分子機構,生物学的イオントラック構造などの解明が大きな課題となっているが、これらの問題の解決には、マイクロビームによる生物試料の局部照準照射が有効である。原子力機構高崎量子応用研究所の生物照射用重イオンマイクロビームシステムは、大気中でさまざまな生物試料に局部照準照射を実現することができるシステムである。このシステムは、放射線生物研究領域で課題となっているさまざまな生物応答現象の機構解明に役立つのみならず、生理学,発生学,神経生物学などの広範な生物領域における問題を解決することができるため、広く「マイクロビーム生物学」と呼べる研究領域の創成に貢献するだろう。
36000562
Possible collective spin excitation in the spin-triplet superconducting state of Sr2RuO4; Multi-band theory
野村 拓司; 平島 大*; 山田 耕作*
Journal of the Physical Society of Japan 77(2), p.024701_1-024701_10(2008) ; (JAEA-J 03826)
- Sr2RuO4のスピン三重項超伝導状態における動的スピン帯磁率を計算することで可能な集団的スピン励起を調べた。揺動的な三重対凝縮体の帯磁率への効果が考慮される。三重項対対称性はd(k)∼(kx+iky)zˆと仮定する。小さな(現実的な)相互作用の異方性では、低エネルギーのスピン波励起のモードが帯磁率の虚部にピーク構造として現れる。本研究では現実的な多バンド模型を用いて研究するがこれは以前に1バンドの模型でなされた研究の自然な拡張である。
36000563
Production of 186 mRe by proton bombardment of enriched 186W
飯村 秀紀; 堀口 隆良*; 石田 佳久*; 伊藤 光雄; 小泉 光生; 宮部 昌文; 大場 正規
Journal of the Physical Society of Japan 77(2), p.025004_1-025004_2(2008) ; (JAEA-J 03827)
- 186 mRe(半減期2×105年)は、天体中での中性子捕獲反応で生成される割合が元素合成の年代測定に影響することから注目されている核種である。中性子捕獲断面積を理論計算するには原子核のスピンを知る必要があるが、186 mReのスピンは未だ確立していない。そこで、スピンを含めてこの核種の核構造を明らかにするために、186 mReのレーザー分光を計画し、その第一歩として(p,n)反応による186 mReの生成量を測定した。実験は、タンデム加速器の陽子ビームで186Wターゲットを照射して行った。照射試料を化学分離し、γ線を測定することにより186 mReの生成量を初めて決定した。その結果、186W(p,n)186 mRe反応の生成量は、184W(p,n)184 mRe反応の生成量とほぼ等しいことがわかった。このことから、186 mReのスピンは既に知られている184 mReのスピン(I=8)と等しいと推定できる。
36000564
New insight into hierarchical structures of carbon black dispersed in polymer matrices; A Combined small-angle scattering study
古賀 忠典*; 橋本 竹治; 竹中 幹人*; 相澤 一也; 網野 直也*; 中村 昌生*; 山口 大輔; 小泉 智
Macromolecules 41(2), p.453-464(2008) ; (JAEA-J 03828)
- 中性子・X線を用いた超小角・小角複合散乱法により、カーボンブラック(CB)がポリイソプレン(PI)及びポリスチレン-ブタジエンランダム共重合体(SBR)のマトリックス中に高度に充填された系(CB/PI, CB/SBR系と記述)について調べた。その結果、以下の3点を明らかにした。(1)PI, SBR中でのCBの最小の構造単位となっているものは、高分子鎖で束縛された、複数の分割不可能なCBユニットの集合体である。(2)分割不可能なCBユニットの大きさ,形状はマトリックスを形成している高分子の種類に依存する。(3)分割不可能なCBユニットの大きさはCB/PI系の方がCB/SBR系に比べて大きいものの、その質量フラクタルの次元に関しては、両系において差が見られない。
36000565
Temperature-dependent nano-scale dynamics of PVA physical gel
高橋 伸明; 西田 幸次*; 井上 倫太郎*; 小川 紘輝*; 金谷 利治*; 長尾 道弘*
NSL News Letter 2007-4, p.155-157(2007) ; (JAEA-J 03829)
- ポリビニルアルコール(PVA)は、PVA溶液を高温(100度)から低温(室温)へクエンチすることにより物理ゲル化する。このPVA物理ゲルの架橋点はPVAの微結晶により構成され、85度にゲルの融点が存在する。中性子スピンエコー分光器を用い、物理ゲルの融点以下の温度領域におけるナノスケールダイナミクスの温度依存性を評価した。得られた結果を中性子小角散乱(SANS)測定結果と合わせ考察する。
36000566
The Impact of fuel cycle options on the space requirements of a HLW repository
河田 東海夫
Nuclear Engineering and Technology 39(6), p.683-690(2007) ; (JAEA-J 03830)
- 原子力を真に持続的なエネルギー源とするためには、燃料供給の持続性を保証することに加え、廃棄物の処分が永続的に行える道を確保する必要がある。後者を達成するためには、特に広大な面積を必要とする高レベル廃棄物の処分場については、単位面積あたりの廃棄物充填密度をできるだけ高めることにより、与えられた処分場の利用可能期間を極力長くする必要がある。高レベル廃棄物の場合、処分場への廃棄物充填密度の主要決定因子は発熱であり、特に半減期の長いTRU元素の発熱の影響は大きい。本報告では、代表的な核燃料サイクルオプションで生ずる高レベル廃棄物の発熱を、TRUに着目して比較し、それを除去することによる処分場所要面積低減の可能性を検討した。とくに将来のFBRサイクルでは、TRUの回収・燃焼を行うことで、単位発電量あたりに必要とする処分場面積を半分程度に低減できる可能性を示した。
36000567
Preparation of ion-track membranes of poly(p-phenylene terephthalamide); Control of pore shape by irradiation with different ion beams
鈴木 康之; 八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; Voss, K.-O.*; Neumann, R.*; 吉田 勝
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 260(2), p.693-695(2007) ; (JAEA-J 03831)
- 炭化水素系ナノ構造制御電解質膜の開発に向けて、熱安定性の高いポリパラフェニレンテレフタルアミドからなるイオン穿孔膜を次亜塩素酸ナトリウム溶液による化学エッチングで作製した。TIARAサイクロトロンからの6.2MeV/n 84Kr, 3.6MeV/n 102Ru, 3.5MeV/n 129Xeを照射した膜では、漏斗状のイオン穿孔が得られた。これに対し、ドイツ重イオン研究所UNILACからの11.1MeV/n 197Au,238Uを照射した場合には、エッチング感度が4倍以上向上し孔形状は円柱になった。ゆえに、照射イオン種(エネルギー,質量)によって、感度とともに形状制御が可能であることが明らかになった。
36000568
The Coulomb scattering in momentum space for few-body systems
西之原 聡*; 千葉 敏; 尾立 晋祥*
Nuclear Physics A 790(1-4), p.277c-281c(2007) ; (JAEA-J 03832)
- 新しく提案する境界条件を用いて、運動量表示における2体,3体、及び4体荷電粒子系を扱う。短距離力と補助ポテンシャルからなる2ポテンシャル理論に基づいて、クーロン力によって修正された短距離力を導入する。この方法では補助ポテンシャルに対する振幅を求めることが重要であるが、2体の場合に、その振幅とクーロン位相差を求めた。われわれの結果は解析解とよく一致した。通常用いられる繰り込みの方法との比較も行った。
36000569
coliSNP database server mapping nsSNPs on protein structures
河野 秀俊; 湯浅 智*; 西上 慎哉*; 由良 敬
Nucleic Acids Research 36(Database), p.D409-D413(2008) ; (JAEA-J 03833)
- DNAの一塩基置換多型(SNP)は、薬剤耐性に対する個体差の要因などとして注目されている。しかし、それが与える影響を分子レベルで解き明かす研究は進んでいない。われわれは、SNPのうち、タンパク質のアミノ酸配列を変えるnsSNPが、タンパク質の立体構造上、どこの部分に影響を与えるのかグラフィカルに表示したデータベースを開発した。可能な限り自動化されているので、今後ますます増えていくデータに対しても、週に一度のペースでデータベースを更新できる。また、幾つかのタンパク質について、アミノ酸置換とタンパク質の機能影響の関係を調べ、70%以上タンパク質内部に埋もれているアミノ酸残基の置換はタンパク質の機能に影響を与える確率が非常に高いことを示した。
36000570
Magnetic resonance studies of defects in electron-irradiated ZnO substrates
Son, N. T.*; Ivanov, I. G.*; Kuznetsov, A. Yu.*; Svensson, B. G.*; Zhao, Q. X.*; Willander, M.*; 森下 憲雄; 大島 武; 伊藤 久義; 磯谷 順一*; Janzén, E.*; Yakimova, R.*
Physica B; Condensed Matter 401-402, p.507-510(2007) ; (JAEA-J 03834)
- 酸化亜鉛(ZnO)中の欠陥の挙動を解明するために、3又は6MeV電子線照射を行ったZnOの光検知磁気共鳴(ODMR)評価を行った。その結果、浅いドナー及びZu空孔に起因するシグナルに加え、スピン1/2を有する幾つかのシグナルが観測され、このうち、LU3及びLU4とラベル付けされたシグナルがキャリアの再結合中心として働くことが判明した。また、400℃までの熱処理後もLU3,LU4は安定に存在することも併せて明らかとなった。
36000571
Vortex microscopic structure in BCS to BEC Fermi superfluids
町田 昌彦; 小山 富男*; 大橋 洋士*
Physica C 460-462(1), p.275-276(2007) ; (JAEA-J 03836)
- 原子物理学研究の最前線の対象である、フェルミ原子ガスでは、極低温にて超流動状態に転移することが確認されたが、最近、MITの研究グループにより、超流動転移をした一つの証拠として、回転運動が量子化され量子渦糸が現れることが実際に実験により確認された。この研究では、その超流動状態が極めて強い原子間の引力相互作用により、実現しており、超伝導に理論的焼き直しをすると、ほぼ室温程度の超伝導が実現しているため、観測されるさまざまなダイナミクスや励起構造等は、未だ見ぬ室温超伝導状態で起こる事象を想起させるものとして多くの物理学者の興味を惹いてきた。本研究では、こうした背景の下、超伝導において培ってきたシミュレーション技術を生かして、量子渦糸の構造を初めて明らかにしたものであり、原子物理学,超伝導物理学、そして、量子物理学全体の発展に寄与する成果と位置づけることができる。
36000572
Collective macroscopic tunneling in intrinsic Josephson junctions
町田 昌彦; 小山 富男*
Physica C 460-462(1), p.289-292(2007) ; (JAEA-J 03837)
- 高温超伝導体の結晶構造は、超伝導層と絶縁(半導体)層が交互に並んだ積層構造をしているため、結晶構造がジョセフソン接合アレイとなっていることが知られている。その一方、ジョセフソン接合は、低消費電力の下、極めて高機能の素子として機能し、原子力分野では各種放射線の高精度検出素子として用いられている。本講演では、このジョセフソン接合のアレイをなす高温超伝導体に着目し、積層した複数のジョセフソン接合が極低温(1K以下)において、どのように機能するかを明らかにする。おもに極低温では、量子効果が顕著となり、電圧状態へのスイッチが量子トンネル効果の下起こることを理論的に明らかにする。
36000573
Theory for collective macroscopic tunneling in high-Tc intrinsic Josephson junctions
町田 昌彦; 小山 富男*
Physica C 463-465, p.84-88(2007) ; (JAEA-J 03838)
- 原子力分野等において、これまで、放射線検出などのため、超伝導を利用した高精度デバイスが考案されてきたが、その動作原理については未解明な部分が多い。本研究では、高温超伝導体の結晶構造それ自身がデバイスとして機能することから、その動作機構について理論的手法を用いて研究を行った。その結果、結晶構造に由来するジョセフソン積層素子アレイの場合、スイッチングに重要な役割を果たす量子準位が積層数分だけ分裂し、マイクロ波を加えると、それらの間に遷移が起こり、スイッチング確率が積層数の2乗に比例して増加することが予言できた。この結果は、最近のドイツの実験グループの結果と同じであり、理論の正しさを証明している。
36000574
Quantum spin flop transition in nanowire ferrimagnets
坂井 徹; 岡本 清美*; 利根川 孝*
Physica E 40(2), p.359-362(2007) ; (JAEA-J 03839)
- スピン量子数1と2の量子スピンが交互に結合した鎖状の磁性化合物ナノワイヤーマグネットの磁化過程について、数値対角化と有限サイズスケーリングを用いて解析したところ、二つの異なる朝永・ラッティンジャー液体間の相転移として新しい量子スピンフロップ転移が起きることが理論的に予測された。
36000575
Exchange bias and uncompensated spins in a Fe/Cr(100) bilayer
Kim, K. Y.*; Hwang, Y. S.*; Park, J.-G.*; 鳥飼 直也*; 武田 全康; Han, S. W.*; Shin, S. C.*
Physica Status Solidi (B) 244(12), p.4499-4502(2007) ; (JAEA-J 03840)
- 交換磁気結合が働く2層膜構造のFe/Cr(100)の交換結合と保磁力の磁場中冷却効果をSQUID磁束計で調べた。磁場中冷却を行うと、新たに磁化が誘起されて、磁化の絶対値が増加した。この増加は、界面で固定されていたCrのスピンが存在することの証拠であると解釈することができる。さらに、すべてのスピンは、保磁力や磁化の増加には寄与しているものの、交換磁気バイアス効果に対してはすべてのスピンが関与しているわけではないことを見いだした。
36000576
Magnetovolume effect in Mn3Cu1-xGexN related to the magnetic structure; Neutron powder diffraction measurements
飯久保 智; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 社本 真一
Physical Review B 77(2), p.020409_1-020409_4(2008) ; (JAEA-J 03841)
- 大きな磁気体積効果をx=0.15以上で示す逆ペロフスカイト化合物、Mn3Cu1-xGexNについて中性子回折を手段として調べた。本研究は、立方晶のみならずΓ5g型の反強磁性秩序が、大きな磁気体積効果の発現に重要であることを明らかにした。この大きな磁気体積効果は、頂点共有した八面体を有する、逆ペロフスカイト構造に起因した幾何学的フラストレーションによって説明される可能性がある。
36000577
Direct and semi-direct capture in low-energy (n,γ) reactions of neutron-rich tin isotopes and its implications for r-process nucleosynthesis
千葉 敏; 小浦 寛之; 早川 岳人; 丸山 敏毅; 河野 俊彦*; 梶野 敏貴*
Physical Review C 77(1), p.015809_1-015809_7(2008) ; (JAEA-J 03842)
- 天体物理で重要なエネルギー領域において、スズ同位体の直接及び半直接中性子捕獲断面積を計算して統計模型計算結果と比較した。統計模型は安定核近傍では主要な寄与を与えるが、132Sn近傍のアイソトープにおいては急激に減少し、直接過程と逆転することがわかった。したがって直接過程は中性子捕獲天体核反応率に大きな影響を与える。逆転の起こる理由と、それがr-過程元素合成に与える意義について議論する。
36000578
Enhancement of double auger decay probability in xenon clusters irradiated with a soft-X-ray laser pulse
難波 愼一*; 長谷川 登; 錦野 将元; 河内 哲哉; 岸本 牧; 助川 鋼太; 田中 桃子; 越智 義浩; 多幾山 憲*; 永島 圭介
Physical Review Letters 99(4), p.043004_1-043004_4(2007) ; (JAEA-J 03843)
- 波長域が赤外から紫外線までのフェムト秒高強度レーザーを希ガスクラスターに照射すると効率よくレーザーエネルギーの吸収が起こることが知られており、高エネルギー粒子発生や高輝度X線源への応用が期待されている。本研究では、さらに波長の短いX線レーザーとクラスターとの相互作用の原子力機構の解明を目的としている。波長13.9nm,強度2×1010W/cm2のX線レーザーをXeクラスターに照射し、イオン質量分析計を用いて、発生したイオンの時間分解計測を行った。今までに行われている放射光を用いたXe原子を標的とした実験(Xe2+イオンの発生確率が高い)とは異なり、ダブルオージェ崩壊過程と呼ばれるXe 4d-1内殻電離状態からXe3+イオンが発生する遷移確率が高くなることを明らかにした。
36000579
Numerical simulation of a high-brightness lithium ion gun for a Zeeman polarimetry on JT-60U
小島 有志; 神谷 健作; 井口 春和*; 藤田 隆明; 鎌田 裕
Plasma and Fusion Research (Internet) 2, p.S1104_1-S1104_4(2007) ; (JAEA-J 03844)
- 本研究はJT-60Uにおける高空間分解能周辺電流分布計測を目指したゼーマン偏光計測のための高輝度リチウムビーム源の開発を目的とする。JT-60Uにおけるリチウムビーム計測配位はイオン銃から観測領域まで6m離れており、イオン銃の性能としては引き出し電流値よりもビーム発散角が重要なパラメーターとなる。本発表では今回製作した高輝度リチウムイオン銃の配位を用いて空間電荷を考慮した軌道計算を行い、引き出したビームの特性、特にイオン発生分布の違いが与える影響を評価した結果を報告する。
36000580
Application of accelerators for the research and development of scintillators
澁谷 憲悟*; 越水 正典*; 浅井 圭介*; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介; 稲玉 直子*; 吉田 英治*; 錦戸 文彦*; 山谷 泰賀*; 村山 秀雄*
Review of Scientific Instruments 78(8), p.083303_1-083303_7(2007) ; (JAEA-J 03845)
- We introduce experimental systems which use accelerators to evaluate scintillation properties such as scintillation intensity, wavelength, and lifetime. A single crystal of good optical quality is often unavailable during early stages in the research and development (R&D) of new scintillator materials. Because of their beams' high excitation power and/or low penetration depth, accelerators facilitate estimation of the properties of early samples which may only be available as powders, thin films, and very small crystals. We constructed a scintillation spectrum measurement system that uses a Van de Graaff accelerator and an optical multichannel analyzer to estimate the relative scintillation intensity. In addition, we constructed a scintillation time profile measurement system that uses an electron linear accelerator and a femtosecond streak camera or a microchannel plate photomultiplier tube followed by a digital oscilloscope to determine the scintillation lifetimes. The time resolution is approximately 10 ps. The scintillation spectra or time profiles can be obtained in a significantly shorter acquisition time in comparison with that required by conventional measuring systems. The advantages of the systems described in this study can significantly promote the R&D of novelscintillator materials.
36000581
Effect of energy relaxation of H0 atoms at the wall on the production profile of H- ions in large negative ion sources
高戸 直之*; 松下 大介*; 藤野 郁朗*; 畑山 明聖*; 戸張 博之; 井上 多加志
Review of Scientific Instruments 79(2), p.02A503_1-02A503_4(2008) ; (JAEA-J 03846)
- 原子力機構の大型負イオン源「10アンペア負イオン源」内での、水素原子H0生成と輸送過程を3次元モンテカルロ輸送コードで数値的に解析した。Cs添加による表面生成負イオンH-生成促進があるものと仮定し、イオン源内の負イオン生成分布をも計算した。この解析では、水素原子から負イオンが表面生成する過程における水素原子のエネルギー緩和過程に注目した。解析結果は、水素原子の壁でのエネルギー緩和過程を考慮することによって、負イオン生成の空間分布は水素原子の生成分布を反映することが明らかになった。
36000582
Analysis of electron energy distribution of an arc-discharge H- ion source with Monte Carlo simulation
藤野 郁朗*; 畑山 明聖*; 高戸 直之*; 井上 多加志
Review of Scientific Instruments 79(2), p.02A510_1-02A510_3(2008) ; (JAEA-J 03847)
- 負イオン源におけるH-イオン生成量の予測と最適化のために、電子エネルギー分布関数(EEDF)解析が必要である。われわれはタンデム型アーク放電イオン源のEEDFを解析する数値計算コードを開発した。これは、カスプ,フィルター、そして引出し電極中の磁石の効果を考慮した、3次元モンテカルロシミュレーションコードである。電子間のクーロン衝突は滝塚モデルに、また幾つかの非弾性衝突はnull-collision法に基づいて取り扱う。このコードを原子力機構10アンペア負イオン源体系に適用した結果、電子密度のオーダーは実験結果と良い一致を見た。加えて、本シミュレーションにより得られたEEDFは実験結果と定量的によく一致した。
36000583
Numerical analysis of H- ion transport processes in Cs-seeded negative ion sources
松下 大介*; 高戸 直之*; 畑山 明聖*; 井上 多加志
Review of Scientific Instruments 79(2), p.02A527_1-02A527_4(2008) ; (JAEA-J 03848)
- 表面生成H-イオンの引き出し機構理解のため、その輸送過程を数値計算した。本計算では、原子力機構の10アンペア負イオン源体系において、H-イオン引き出し確率を計算するために、3次元モンテカルロ輸送コードを適用した。H-イオン引き出しに及ぼす(1)磁気フィルター磁場、並びに(2)中性粒子(H0及びH2)との衝突、の効果を系統的に調べた。その結果、低ガス圧条件下では、H-イオン引き出しは磁気フィルター磁場に大きく依存することが判明した。さらに、フィルター磁場がなければ引き出されるH-イオン量は10アンペア負イオン源での実験結果よりも低くなるはずとの結果が得られた。今後さらに局所電場構造他の影響を議論する。
36000584
KEKCB electron cyclotron resonance charge breeder at TRIAC
今井 伸明*; Jeong, S. C.*; 小柳津 充広*; 新井 重昭*; 渕 好秀*; 平山 賀一*; 石山 博恒*; 宮武 宇也; 田中 雅彦*; 岡田 雅之*; 渡辺 裕*; 市川 進一; 株本 裕史; 長 明彦; 乙川 義憲; 佐藤 哲也
Review of Scientific Instruments 79(2), p.02A906_1-02A906_3(2008) ; (JAEA-J 03849)
- KEKCBは、18GHzの電子共鳴型(ECR)イオン源で、タンデムに設置された短寿命核分離加速実験装置(TRIAC)の一部として、上流で生成され質量分離された短寿命原子核の1+イオンを、ビーム軸上のECRプラズマに入射することで、多価のイオンへその場変換する装置である。これまでの開発研究によって、クリプトン,キセノン等のガス状元素やバリウム,インジウム等の非ガス状元素に対して、質量/電荷比が7以下の多価イオンにまで変換する効率を、それぞれ7%, 2%にまで向上することができた。また、短寿命な同位元素による測定と比較することで、この変換効率は、1秒程度の半減期を持つ同位元素に対しては、変わらないことを確かめた。従来見られていた出力ビーム中のバックグランドは、プラズマ壁及び電極の全アルミ化,高圧純水洗浄等により、108ppsから600ppsにまで落とすことができた。
36000585
Direct observation of hydrogen trapped by NbC in steel using small-angle neutron scattering
大沼 正人*; 鈴木 淳市; Wei, F.*; 津崎 兼彰*
Scripta Materialia 58(2), p.142-145(2008) ; (JAEA-J 03850)
- 水素脆性は鉄鋼材料の破壊の大きな要因である。水素脆性の抑制には、材料中にナノサイズの炭化物を析出させ、そこに水素をトラップさせることで水素の粒界や転位への拡散を抑える方法がある。われわれは水素がナノサイズの炭化ニオブ析出物にトラップされる挙動を明らかにするために、中性子小角散乱法によるナノ構造評価を行った。試料として97.62Fe-0.23C-0.25Nb-1.90Niの水素チャージ材と未チャージ材を用意し、小角散乱プロファイルの比較を行い、水素が炭化ニオブ析出物の表面にトラップされやすいことを明らかにした。
36000586
Effect of Timoshenko coefficient in wave propagation analysis of a three-dimensional frame structure
西田 明美
Theoretical and Applied Mechanics Japan 56, p.57-65(2007) ; (JAEA-J 03852)
- 原子力プラントにおいてその安全性と機能性を維持することは、非常に重要な課題である。著者は、配管系構造物における応力波伝播現象及び減衰機構の解明を目的とし、複雑な配置を有するフレーム構造物の波動伝播特性に関する研究開発を行っている。これまでに、波動伝播特性解明のために有効な手法であるスペクトル要素法(SEM)を拡張し、数値シミュレーションを実施している。一般に、フレーム構造物の波動伝播解析では、比較的高周波までよい近似を与えるという理由からTimoshenkoの理論がよく用いられている。このTimoshenko理論は曲げとせん断変形を連成させるためにTimoshenko係数を用いている。Timoshenko係数は、断面内のせん断変形分布から計算されるが、このせん断変形分布はある種の仮定(理論)に基づいている。現在さまざまな理論が提案されているが、本論文ではCowperの理論の再検討を試みた。Timoshenko係数と分散関係の検討,数値シミュレーションによる衝撃力作用時の配管の波動伝播解析を行い、Timoshenko係数の評価が応答に与える影響が無視できないことを示した。
36000587
河床縦断形のシミュレーション
三箇 智二*; 安江 健一
地形 29(1), p.27-49(2008) ; (JAEA-J 03853)
- 地下水などの地質環境の長期的な安定性を評価するためには、地形勾配や土被りが将来的にどの程度まで変化するのかを予測することが重要な課題となる。このアプローチとしては、地形変化のプロセスを明らかにし、一連のプロセスの中で現在がどういう段階にあるかを把握し、これから地形がどのように変化していくかを予測することが必要となる。このような地形変化のうち、河床低下は比較的変動が大きいため地下水流動に影響すると考えられ、この変化を予測することは安定性評価の重要な1項目となる。この観点から、本論文では地質分布を考慮した河床縦断面形のシミュレーションを行った。その結果、侵食形態の違いは地質分布で説明可能であり、シミュレーションを用いることで現在の地形特徴が復元できることを示した。
36000588
炉工学の課題は何か
飛田 健次
電気学会誌 128(2), p.86-89(2008) ; (JAEA-J 03854)
- 将来の核融合エネルギーを魅力あるものにするための炉工学技術を解説する。一つはブランケット技術であり、核融合エネルギーの多目的利用のためには高温材料の開発が不可欠であり、SiC/SiC複合材料及びリチウム鉛液体増殖ブランケットがこの有力候補である。また、このようなブランケットは誘導放射能の低減及び廃棄物の低減に有効であり、環境側面での核融合の受容性を向上しうる。経済性の改善のためには、短期間で炉内機器の交換が可能なメンテナンス方式の開発が不可欠であり、炉内保守の比重を減らしホットセルでの炉外保守が中心になる方式に移行する必要がある。
36000589
Development of low-alkaline cement using pozzolans for geological disposal of long-lived radioactive waste
三原 守弘; 入矢 桂史郎*; 鳥居 和之*
土木学会論文集,F 64(1), p.92-103(2008) ; (JAEA-J 03855)
- 長半減期放射性廃棄物処分の安全評価における不確実性を低減させるため通常のセメント硬化体の浸出液のpHよりも低い低アルカリ性セメントを開発した。低アルカリ性セメントを開発するにあたり、シリカフュームを多量に添加することが有効であるが、多量のシリカフュームの添加は施工性の低下を招く。このため、シリカフュームの一部をフライアッシュに添加した低アルカリ性セメントを開発した。このセメントは、自己充填コンクリートへの適用が可能であり、高強度,低乾燥収縮及び低発熱性のコンクリートとなることから、処分システムの構造部材や充填材に適用可能であることが示された。
36000590
プルトニウム化合物の超伝導と電子状態
芳賀 芳範; 青木 大*; 大貫 惇睦
FSST News (109), p.1-4(2006) ; (JAEA-J 03856)
- 2002年に最初のプルトニウム化合物超伝導体が見つかって以来、超ウラン元素やその化合物に対する関心が高まっている。本グループは、東北大学及び大阪大学と共同でプルトニウム化合物超伝導体PuRhGa5及びパウリ常磁性体PuIn3の単結晶を育成しその低温物性を測定した。PuIn3では初めてフェルミ面を実験的に観測することに成功し、遍歴5f電子がフェルミ面を形成することを明らかにした。
36000591
日本原子力研究開発機構「量子生命フロンティア研究特定ユニット」の紹介
斎藤 公明
保健物理 42(4), p.301-306(2007) ; (JAEA-J 03857)
- 平成18年7月に発足し研究活動を行っている量子生命フロンティア研究特定ユニットの概要について紹介する。本ユニットは、従来、原子力機構内の異なる部署で実施されてきた生命科学研究を集結させて、原子力機構の特徴を最大限に活かした優れた研究成果を挙げることを目指して組織されたものである。従来組織を横断して有機的な連携体制を実現することで、中期計画に記された研究をより深める研究を実施することを狙っている。本ユニットで実施している研究内容は、(1)放射線の生物影響メカニズムの解明,(2)量子ビームを利用したタンパク質構造機能研究,(3)量子ビーム技術の医療への応用研究に大別され、現在5つの特定グループを組織して研究を進めている。本稿では、ユニット発足の狙い,組織の特徴について概説するとともに、上記の3つの研究の内容についてまとめて紹介する。
36000592
放射性炭素; 環境中移行のモデル化に関する国際的な取り組み
小嵐 淳
保健物理 42(4), p.321-328(2007) ; (JAEA-J 03858)
- 14Cは、核燃料サイクルに伴う公衆の被ばく線量評価の観点から特に重要な核種である。国際原子力機関(IAEA)では、2003年9月にEnvironmental Modelling for RAdiation Safety(EMRAS)プロジェクトを立ち上げ、その中にトリチウムと14Cの環境中移行をターゲットにしたワーキンググループ(TCWG)を設置して、モデル予測と実測データの比較を通して両核種の環境中移行モデルの検証を行ってきている。TCWGでは、現在14Cに関連する2つのシナリオが展開され検討が進められている。そのうちの1つは著者が提案した"Rice scenario"であり、1991年から2001年の10年間に渡って原子力機構が取得してきた東海再処理施設に関連する14Cのモニタリングデータを使用したものである。本報告では、TCWGにおける14Cの環境中移行モデル化に関する検討事項について、特に"Rice scenario"の内容を中心に解説する。
36000593
FDG-PET検査における体外計測から臓器線量への換算係数の評価
津田 啓介; 木名瀬 栄; 福士 政広*; 斎藤 公明
保健物理 42(4), p.349-352(2007) ; (JAEA-J 03859)
- FDG-PET検査は、クリニカルPETとして注目されている。FDGを用いたクリニカルPETの被検者数は、今後大きく増加することが予測されるため、被検者に対するFDG-PET線量評価は、ますます重要になる。これまで、臓器線量を評価する場合、ICRPの線量評価法に基づき、FDG投与量に線量換算係数を乗じて算出することにより行われてきた。しかし、ICRPの線量評価法は、平均的な欧米人の体格をもとに線量換算係数が整備されているため、日本人の体格に適した線量評価法になるとは必ずしもいえない。そこで本研究では、FDG-PET検査における高精度臓器線量評価法の開発に着手し、その第一段階の研究として、日本人成人ボクセルファントムを用いて、臓器表面での吸収線量から線源臓器の自己吸収線量を評価する換算係数をモンテカルロ計算により取得した。本研究の結果、FDG-PET検査における、信頼性の高い脳の線量評価法を新たに提案し、評価に必要な線量換算係数をモンテカルロシミュレーションにより求めた。本研究により、被検者の脳表面での吸収線量から、容易に当人の脳の吸収線量を推定することが可能となった。
36000594
バイオ・材料科学研究用イオン加速器技術の開発
荒川 和夫; 齋藤 勇一; 倉島 俊; 横田 渉
加速器 4(4), p.299-308(2008) ; (JAEA-J 03860)
- TIARA(イオン照射研究施設)は、先端バイオ技術及び材料科学研究専用加速器施設として世界に先駆け建設されたものであり、K110AVFサイクロトロン,3MVタンデム加速器,3MVシングルエンド加速器,400kVイオン注入装置から構成されている複合加速器施設である。本施設では、水素からビスマスまでの多種類のイオンを幅広いエネルギーで加速できる。本報告は、バイオ・材料科学の研究を推進するためにTIARAで独自に開発した加速器の磁場高安定化技術,フラットトップ加速技術,カクテルビーム加速技術,クラスターイオン加速技術,マイクロビーム形成技術,シングルイオンヒット技術などを紹介した。
36000595
ITBLを用いた原子力材料シミュレーション環境構築の取り組み
辻田 祐一*; 有馬 立身*; 出光 一哉*; 中島 憲宏; 鈴木 喜雄; 木村 英雄
近畿大学工学部研究報告 (41), p.87-92(2007) ; (JAEA-J 03861)
- 大規模な計算機資源を利用してプルトニウム含有燃料の分子動力学法シミュレーションを行うために、ITBL計画によって構築されたグリッドコンピューティング環境を用いた計算機シミュレーション環境の開発を行った。ITBLシステムが提供するクライアントAPIを用いることで、シミュレーションに必要な計算パラメータを対話的に入力することが可能で、かつ個々のジョブを独立に実行することを実現した大規模並列計算機環境利用支援クライアントアプリケーションを構築することができた。さらに、ITBL環境上の並列計算機で出力された計算結果をクライアント端末上の可視化アプリケーションと連携することを可能とした。
36000596
植物分子イメージングによる光合成機能の可視化
河地 有木
光合成研究 17(3), p.74-78(2007) ; (JAEA-J 03862)
- 植物分子イメージング的手法により、生きた植物の光合成機能を可視化した。PETISと11C標識二酸化炭素を用いて、光合成の場である葉における炭素の動態を撮像し、得られた画像データを解析することにより、「炭素固定速度」と「ショ糖送り出し率」という光合成機能のそれぞれを個別に定量することに成功した。さらに、「炭素固定速度」と「ショ糖送り出し率」の葉内における機能強度分布を示す機能画像の構築にも成功した。本手法は光合成に伴う炭素動態の空間的な計時変化を非侵襲的かつ定量的に計測でき、短寿命放射性同位元素を用いているため繰り返し測定が可能であることから、さまざまな環境に応答する植物の光合成機能モニタリングに最適な手法といえることについて解説した。
36000597
多孔性膜に接ぎ木した疎水基-親水基共存型高分子鎖への中性抽出試薬の担持
澤木 健太*; 浅井 志保; 渡部 和男; 須郷 高信*; 斎藤 恭一*
膜 33(1), p.32-38(2008) ; (JAEA-J 03863)
- 中性の抽出試薬TOPO(トリオクチルホスフィンオキシド)を利用して高効率に金属イオンを分離することを目的とし、高分子鎖を細孔表面に接ぎ木(グラフト)した多孔性膜にTOPOを担持した。TOPOを高密度に担持し、しかも担持後の透水性を保持するために、親水基であるジオール(2OH)基と疎水基であるオクタデカンチオール(C18S)基を高分子鎖へ導入した。2OH基は、細孔内部に凝集し、細孔を塞いでいるTOPOとグラフト鎖上部との結合を弱める効果があり、TOPO担持後に純水を透過させることによって容易にTOPOが除去され、膜の透水性が回復した。C18S基は、グラフト鎖間へ浸透したTOPOと疎水性相互作用することによって、TOPOをグラフト鎖間に安定に保持した。したがって、2OH基とC18S基を組合せることによって、透水性と担持量とを両立したTOPO担持多孔性膜を作製できることが示された。金属吸着容量は、0.66mol-Bi(III)/kg-TOPO膜となり、市販の抽出クロマトグラフィー樹脂と同等、あるいはそれ以上の値であった。さらに、担持されたTOPOのすべてがBi(III)の捕捉に利用され、従来材料に比べて、TOPOは金属を効率よく捕捉できることが示された。
36000598
高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究の成果
根岸 仁; 小竹 庄司; 丹羽 元
日本原子力学会誌 50(3), p.174-180(2008) ; (JAEA-J 03864)
- 原子力機構では高速増殖原型炉「もんじゅ」などの研究開発成果を踏まえて、高速増殖炉実用化に向けた「高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究」を電気事業者,電力中央研究所,メーカ各社の参画を得て実施した。その目的は高速増殖炉サイクルの適切な実用化像とそこに至るまでの研究開発計画を2015年頃に提示することである。今後、重点的に研究開発を行う有望な高速増殖炉サイクル概念として、開発目標への適合可能性に最も優れ、これまでの開発実績及び今後の国際協力の可能性から技術的実現性の高い概念であるナトリウム冷却炉(MOX燃料)・先進湿式法再処理・簡素化ペレット燃料製造法を選定した。
36000599
代表点法を用いた放射能測定器の効率校正
三枝 純
日本放射線安全管理学会誌 6(2), p.111(2007) ; (JAEA-J 03865)
- 体積試料中の放射能を高精度で定量するための新しい方法として、代表点法を開発した。この方法はモンテカルロ計算により決定される体積試料の代表点において、標準点状線源を用いた一点校正を行うことにより、効率校正を行うものである。本報では、代表点法の具体的手順と検証例,今後の展望について解説する。
36000600
Preparation of extractant-impregnated porous sheets for high-speed separation of radionuclides
石原 量*; 梅野 太輔*; 斎藤 恭一*; 浅井 志保; 桜井 聡; 篠原 伸夫; 須郷 高信*
日本イオン交換学会誌 18(4), p.480-485(2007) ; (JAEA-J 03866)
- A novel method of preparing for an extractant-impregnated porous sheet with high values of adsorption rate and capacity for metal ions is described. First, an epoxy-group-containing polymer chain was appended onto a commercially available porous sheet by radiation-induced graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA). Second, n-octadecylamine was introduced into the graft chain via an epoxy-ring opening reaction. Third, bis(2-ethylhexyl)phosphate (HDEHP) was impregnated onto the n-octadecylamino group. An yttrium solution was forced to permeate through the pores of the HDEHP-impregnated porous sheet. The higher permeation rate of the yttrium solution led to the higher adsorption rate of yttrium ions because of a negligible diffusional mass-transfer resistance of the metal ions to the HDEHP impregnated.
36000601
Rapid separation of actinides using an anion-exchange polymer chain grafted onto a porous sheet
浅井 志保; 間柄 正明; 桜井 聡; 篠原 伸夫; 斎藤 恭一*; 須郷 高信*
日本イオン交換学会誌 18(4), p.486-491(2007) ; (JAEA-J 03867)
- A diethylamino (DEA) group as an anion exchanger was introduced into a polymer chain grafted onto the pore surface of a porous sheet. The resultant porous sheet was cut into disks to fit a cylindrical cartridge (DEA cartridge) and the adsorption-elution behaviors for actinides were investigated. U and Pu in 10 M HCl-0.1 M HNO3 were adsorbed on the DEA cartridge, and quantitative recoveries were achieved with 7 M HNO3 and 1 M HCl, respectively. The elution curves of Pu with 10 M HCl-0.1 M HNO3 and 1 M HCl overlapped irrespective of its flow rate. The flow rates of the loading and stripping solutions permeating through the pores of the DEA disk were 6-10 times higher than those through the interstices of an anion-exchange-resin-bead-packed column.
36000602
多重イオン同時照射による低放射化フェライト鋼の照射硬化促進
安堂 正己; 若井 栄一; 大久保 成彰; 荻原 寛之; 沢井 友次; 大貫 惣明*
日本金属学会誌 71(12), p.1107-1111(2007) ; (JAEA-J 03868)
- 低放射化フェライト鋼の高照射量でのヘリウム効果を評価するため、現在HFIR炉による中性子照射実験を進めている。低放射化フェライト鋼においては、ヘリウム効果の評価はニッケル・ボロン等の添加元素による方法が主となるが、添加元素の効果の影響のため、その評価は容易ではない。そこで、本研究では低放射化フェライト鋼F82H鋼の照射硬化に対するヘリウムの影響について、同時イオン照射実験により調べた。照射実験は、原子力機構高崎量子応用研究所のTIARA施設にて、540, 630Kにて40dpaまでの範囲で照射を行ったのち、微小硬さ測定を行った。その結果、F82H鋼の照射硬化が著しい630Kにてヘリウム同時照射を実施した場合、ヘリウム総注入量300appm程度では、損傷のみによる硬化量と同じであったが、総注入量3000appmでは、20%程度の硬化の促進が生じることがわかった。この結果から、ヘリウムは照射硬化が著しい条件においては、硬化への影響が小さいことがわかった。
36000603
表面プラズモンの基礎と応用
永島 圭介
プラズマ・核融合学会誌 84(1), p.10-18(2008) ; (JAEA-J 03870)
- 金属やプラズマのように自由電荷を持つ物質表面では、表面電荷の集団振動である表面プラズモン(あるいは、プラズマ表面波)が存在できる。この集団振動が外部から与えた電磁波と結合した系は表面プラズモンポラリトンと呼ばれる。この表面波が存在できるのは、磁場が横波であるTMモードの場合だけである。1つの境界面にTMモードの電磁波を入射した場合、振幅反射率の特異点(分母がゼロになる点)が表面プラズモンの共鳴条件に一致し、この条件から表面プラズモンの分散関係が得られる。ここでは、実際の実験系に見られるような複数の境界面がある場合について、多波干渉理論を用いて表面プラズモンの正確な分散関係を求めた。さらに、この分散関係を用いて、表面プラズモン共鳴を応用した高時間分解かつ高空間分解のイメージング測定法について議論した。
36000604
核融合炉機器の遠隔保守に関する開発の現状
武田 信和; 角舘 聡; 中平 昌隆; 柴沼 清
プラズマ・核融合学会誌 84(2), p.100-107(2008) ; (JAEA-J 03872)
- プラズマ装置内での遠隔機器のみによる保守作業が1998年にJETにおいて世界で初めて実施されて以降、真空容器内機器の遠隔保守の重要性は増すばかりである。特に、将来の原型炉においては、その経済性を左右する重要な要素の一つでもある。現在建設中のITERにおいても、ブランケットやダイバータに対する真空容器内での保守作業は遠隔機器のみで行うことを予定しており、これを可能とするためのさまざまな装置・機器類の設計や要素試験等が進められてきた。本解説は、核融合炉機器の遠隔保守について、おもにITERを例として、その開発の現状について紹介するものである。
36000605
中性子イメージングの原子力工学への応用
竹中 信幸*; 安田 良; 齋藤 泰司*; 呉田 昌俊
Radioisotopes 56(10), p.699-707(2007) ; (JAEA-J 03873)
- 本報は、論文誌内連載講座「中性子イメージング技術の基礎と応用」の応用編の一部として、中性子ラジオグラフィの原子力工学への応用例を大学と共著で解説したものである。中性子ビームを用いたイメージングは、原子力分野では比較的古くから応用されてきた技術で、おもに照射済原子炉燃料・材料の照射後試験における非破壊検査と原子炉の安全性や新型炉開発のための熱水力研究が行われており、本連載ではそれらの例を紹介する。原子力機構は本連載内の「核燃料・材料試験」及び「原子炉機器内二相流の可視化と計測」について解説する。「核燃料・材料試験」では、非破壊試験としての原子力分野における中性子イメージングの位置づけ,既存の装置,撮像手法,最近の成果について記す。「原子炉機器内二相流の可視化と計測」では、中性子ラジオグラフィを原子力機器の研究開発に応用した事例を紹介する。
36000606
Gafフィルム線量計とイメージスキャナを組合せた簡便なイオンビームの2次元線量相対分布計測システム
上松 敬; 花屋 博秋; 小嶋 拓治
Radioisotopes 57(2), p.87-98(2008) ; (JAEA-J 03874)
- サイクロトロンを用いた材料科学やバイオ技術の研究開発では、イオンビームを大面積に均一に照射することが要求されている。従来の測定技術では高空間分解能での2次元線量分布測定が難しかった。そこで、飛程の短い重イオンビームにも応用可能なGafフィルム線量計HD-810とパソコン用スキャナ(光学分解能:5.3μm)を組合せ、2次元線量相対分布測定システムを開発した。本システムでは、スキャナのRGB色成分で線量応答感度が違うことに着目し、分布が推定しにくく線量が予測しにくいスポットビームでも、1回の照射だけで、RGB色成分のうちの線量測定可能範囲が適切な色成分を選択し解析することにより、相対分布測定を可能にした。また、CCDとCIS(3LED)の各方式のスキャナの特性を測定した結果、線量応答性は機種により異なるが、0から数百Gyの領域で線形であった。このことから、いずれの方式の市販スキャナでも、あらかじめ校正用に照射した既知のフィルムで応答曲線を作成することにより、簡便で高空間分解能での2次元線量相対分布の測定が可能であることを明らかにした。
36000607
日本卸電力取引所の取引状況と回帰分析による価格予想
下境 芳典
社会経済研究 (56), p.37-47(2008) ; (JAEA-J 03875)
- 本論では、日本卸電力取引所(JEPX)の市場状況を、公開データをもとに概観するとともに、回帰分析の手法を用い、市場を基礎的に分析した。さらに市場価格を、予想することが可能であるかどうか検証した。その結果、約定価格(システムプライス),約定量,売り入札量,買い入札量を時系列で観察すると、一定の傾向や規則性が観測できた。さらに、システムプライスと買い入札量の間には相関関係があること,システムプライスには短期間では自己相関の関係があることがわかった。これらの結果をもとに価格予想式を構成し、価格を予想した結果、上方バイアスがあるものの、予想可能であることが示された。
36000608
Effects of γ-ray irradiation on olfactory adaptation to benzaldehyde in Caenorhabditis elegans
坂下 哲哉; 浜田 信行*; 鈴木 芳代; 池田 大祐*; 簗瀬 澄乃*; 石井 直明*; 小林 泰彦
宇宙生物科学 21(4), p.117-120(2007) ; (JAEA-J 03876)
- 神経系のモデル生物として知られる線虫(C. elegans)のベンズアルデヒド嗅覚順応(ベンズアルデヒドに曝露された線虫がベンズアルデヒドに対する化学走性を低下させる学習)に対するγ線照射の影響を調べた。興味深いことに、ベンズアルデヒド嗅覚順応のための条件付けの際に放射線を照射しても、NaClの化学走性学習で観られたような照射直後の化学走性の低下が観察されなかった。また、照射1時間後において、ベンズアルデヒド嗅覚順応の進行が最大線量の照射によって抑制されることがわかった。これらの結果は、ベンズアルデヒド嗅覚順応に対する放射線照射の影響が、NaCl化学走性学習に対する影響と、現象あるいは機構において異なることを示唆する。
36000609
表面改質処理におけるピッティング損傷形態; 表面硬化処理による損傷抑制効果
直江 崇; 大井 俊志*; 粉川 広行; 涌井 隆; 二川 正敏
材料 57(2), p.159-166(2008) ; (JAEA-J 03877)
- J-PARCの物質生命科学実験施設には、核破砕中性子源水銀ターゲットが設置される。水銀ターゲット内では、陽子線入射時の水銀の熱膨張に起因する圧力波が発生する。この圧力波の伝播過程でキャビテーションが発生し、水銀を包含するターゲット容器にピッティング損傷を付加する。ターゲット容器内壁に対して、被覆処理や表面硬化処理などの表面改質処理を施すことで、ピッティング損傷を抑制し、容器寿命を延長することが期待される。本報では、ターゲット容器構造材であるオーステナイト系ステンレス鋼に対して種々の表面改質処理を施し、容器内で生じる急激な圧力変化を模擬した衝撃圧力負荷試験を行い、表面改質処理による損傷抑制効果について検討した。その結果、被覆層と基材界面の急激な力学特性変化に起因するせん断応力により、被覆層ではき裂や剥離が観測され、十分な損傷抑制効果が得られないことを示した。また、表面改質によるピッティング損傷抑制には、厚さ方向に緩やかに変化する硬さ勾配が有効であるという指針を得た。
36000610
Production and chemistry of transactinide elements
永目 諭一郎; 羽場 宏光*
Encyclopedia of Chemical Sciences, Engineering and Technology Resources (Internet) , 76p.(2008) ; (JAEA-J 03878)
- 超アクチノイド元素の合成と化学的性質に関する研究が最近著しい進歩を遂げている。これまでに報告されている超アクチノイド元素の合成や核的性質並びに化学的性質に関する研究成果をレビューする。合成に関してはインフライト分離装置と組合せたシングルアトム検出による新元素の合成と同定法を紹介する。またシングルアトムを対象とした迅速化学分離装置の開発とそれに伴う超アクチノイド元素の化学的性質に関する最新の成果を解説する。
36000611
IASCC crack growth rate of neutron irradiated low carbon austenitic stainless steels in simulated BWR condition
茶谷 一宏*; 高倉 賢一*; 安藤 昌美*; 仲田 清智*; 田中 重彰*; 石山 嘉英*; 菱田 護*; 加治 芳行
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems (CD-ROM) , 9p.(2007) ; (JAEA-J 03879)
- 中性子照射したコンパクトテンション試験片を用いたき裂進展速度試験を実施した。0.516から1.07×1025n/m2(E>1MeV)まで照射した316L及び304L母材と0.523から0.541×1025n/m2(E>1MeV)まで照射した316L及び308L溶接金属のき裂進展速度試験を288℃,定荷重,低応力拡大係数及び電気化学腐食電位条件で直流電位差法を用いて実施した。母材のき裂進展速度は、中性子照射量が増加するにしたがって増加した。母材及び溶接金属のき裂進展速度は、電気化学腐食電位レベルが減少するにしたがって明らかに減少した。
36000612
The Effects of residual stress on corrosion behavior of ion irradiated type 316L stainless steel
近藤 啓悦; 三輪 幸夫; 大久保 成彰; 加治 芳行; 塚田 隆
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems (CD-ROM) , 11p.(2007) ; (JAEA-J 03880)
- 炉内構造材料であるSUS316Lを用いて、照射と残留応力の複合作用が材料の腐食特性に及ぼす影響について検討した。曲げ変形拘束によって表面に引張残留応力を負荷された試験片と変形拘束なしの試験片に対して、温度330℃で1∼45dpaまでイオン照射実験を実施した。照射試料に対して電気化学的再活性化法による腐食試験を実施した結果、変形拘束下で照射された試験片の耐食性劣化が抑制されていることが明らかとなった。また、照射材について3次元アトムプローブ分析を実施した結果、転位周辺にNi, Siが富化しCr, Feが枯渇していることが確認され、また偏析の程度は変形拘束なしの試験片において大きいことが明らかとなった。これらのことから照射中の残留応力は、転位などの照射欠陥シンク近傍の溶質元素の照射誘起偏析挙動とその結果誘引される腐食特性変化に影響を及ぼしていることが示唆された。
36000613
Grain boundary character of cracks observed in IASCC and IGSCC
三輪 幸夫; 加治 芳行; 塚田 隆; 加藤 佳明; 冨田 健; 永田 暢秋*; 堂崎 浩二*; 瀧口 英樹*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems (CD-ROM) , 14p.(2007) ; (JAEA-J 03881)
- 照射誘起応力腐食割れ(IASCC)の進展挙動との関係を検討するため、IASCCのき裂進展部の粒界性格分布を、方位像顕微鏡を用いて測定した。測定は、JMTR炉内照射下き裂進展試験及び照射後き裂進展試験によりき裂を進展させた試験片について実施した。その結果、IASCCき裂はおもにランダム粒界を進展したが、小傾角粒界(Σ1),双晶粒界(Σ3)及び対応粒界(Σ5-27)でもき裂が進展していた。すなわち、小傾角及び双晶粒界では元素偏析による粒界の耐食性劣化が小さいことが知られているが、そのような粒界でもSCCき裂が進展することがわかった。IASCCが進展したき裂の粒界性格分布を、著者のこれまでの研究結果である熱鋭敏化SUS304鋼,低炭素ステンレス鋼再循環系配管溶接継ぎ手模擬材及び実機シュラウド材の各材料における粒界型応力腐食割れ(IGSCC)のき裂進展部の粒界性格分布と比較した。その結果、IASCCとIGSCCにおいてき裂が進展する粒界性格の割合が異なり、その割合は照射材の変形挙動と関連のある可能性が考えられた。
36000614
Deformation behavior around grain boundaries for SCC propagation in hardened low-carbon austenitic stainless steel by micro hardness test
長島 伸夫*; 早川 正夫*; 塚田 隆; 加治 芳行; 三輪 幸夫; 安藤 昌美*; 仲田 清智*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems (CD-ROM) , 15p.(2007) ; (JAEA-J 03882)
- 日本の沸騰水型軽水炉プラントにおいて低炭素ステンレス鋼製の炉心シュラウドや再循環系配管において応力腐食割れが見つかっている。ここでは、粒界型応力腐食割れが溶接金属周辺の硬化した熱影響部を伝播していた。硬化した熱影響部を模擬するために室温で10%及び30%冷間加工した低炭素オーステナイトステンレス鋼316Lの強化挙動及び局所的な塑性変形をミクロ硬さ試験装置により測定するとともに、原子間力顕微鏡を用いて観察した。き裂先端の塑性域を模擬するために、降伏点(0.2%塑性ひずみ)までの引張変形を付与した。本研究の結果、316Lの粒界型応力腐食割れ進展メカニズムの1つは、粒界強化挙動と粒界近傍の局所的な塑性変形と関係していることがわかった。
36000615
CGR behavior of low carbon stainless steel of hardened heat affected zone in PLR piping weld joints
安藤 昌視*; 仲田 清智*; 伊藤 幹朗*; 田中 徳彦*; 越石 正人*; 小畠 亮司*; 三輪 幸夫; 加治 芳行; 早川 正夫*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems (CD-ROM) , 16p.(2007) ; (JAEA-J 03883)
- 実機PLR配管を模擬した溶接継ぎ手から作製したSUS316NG鋼の試験片を用いて、BWR環境を模擬した水中で長期間の応力腐食割れ進展試験を行った。試験片は溶接部過程での熱収縮により硬化した熱影響部から作製し、そのような部位での傷の進展挙動を評価するための応力腐食割れ進展速度線図を得ることを目的とした。鍛造管材と引き抜き管材の溶接継ぎ部が、幾つかの溶接方法で作成した。得られた応力腐食割れ進展速度は、溶体化熱処理材から得られた進展速度よりも速くなった。硬化したSUS316NGのき裂進展速度は、材料や溶接方法によらず、硬さと関連性を持っていた。硬さが210から250Hvの範囲では、き裂進展速度は硬さの増加とともに大きくなった。低炭素ステンレス鋼の硬化した熱影響部で応力腐食割れ進展速度が加速される機構は、き裂先端のひずみ分布及びAFM画像に基づいて推定された。き裂先端での塑性ひずみ勾配と粒界に沿った局所的ひずみの相互作用が重要であると予想された。
36000616
Applicability of heat transfer enhancement method using porous material to nuclear hydrogen production system
武田 哲明; 一宮 浩一*
Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM) , 4p.(2007) ; (JAEA-J 03884)
- 日本原子力研究開発機構では高温ガス炉(HTGR)により得られる高温の熱を用いて、天然ガスの水蒸気改質法による水素製造システムの技術開発を進めてきた。高温ガス炉水素製造システムでは高温のヘリウムガスにより水蒸気改質器の反応管を加熱する。このシステムでは、水蒸気改質器の反応管外表面に直交フィンを設け、この反応管をガイド管内に挿入した環状流路構造を採用している。しかしながら、フィン付き反応管の製作性や加工に伴う構造強度の低下を考慮しなければならない。そこで、水蒸気改質器の流路構成を模擬した試験装置を用いて伝熱流動実験を行い、高空げき率多孔性材料を用いた伝熱促進法と水蒸気改質器への適用性を検討した。
36000617
Numerical simulation of fluid mixing phenomena in boiling water reactor with advanced interface tracking method
吉田 啓之; Zhang, W.; 三澤 丈治; 大貫 晃; 高瀬 和之
Proceedings of 3rd Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM '07) & 11th International Conference on Enhancement and Promotion of Computational Method in Engineering and Science (EPMESC-11) (CD-ROM) , 10p.(2007) ; (JAEA-J 03885)
- Thermal-hydraulic design of the boiling water reactor (BWR) is performed by correlations with empirical results of actual-size tests. Development of a method that enables the thermal-hydraulic design of nuclear rectors 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 BWRs using innovative two-phase flow simulation technology. In this paper, the numerical results applied to the fluid mixing phenomena in the current boiling water reactor rod bundles and tight lattice rod bundles adopted in the innovative FLexible-fuel-cycle Water Reactor (FLWR) are shown and the existing correlations for the fluid mixing phenomena are evaluated by use of these results. And statistical evaluations of numerical simulation results are also performed to develop analytical method to confirm or modify the correlations for fluid mixing phenomena. In these statistical evaluations, attention was focused on instantaneous fluctuation characteristics of fluid mixing. With the calculation of correlation coefficients between the differential pressure and gas/liquid mixing coefficients, the time scales of fluid mixing were evaluated.
36000618
XAFS studies on actinide-pyridine-diamide complexes for development of an innovative separation process
塩飽 秀啓; 矢板 毅; 小林 徹; 沼倉 正彦; 鈴木 伸一; 岡本 芳浩
Proceedings of 4th Workshop on Speciation, Techniques, and Facilities for Radioactive Materials at Synchrotron Light Sources (Actinide-XAS-2006) , p.301-306(2007) ; (JAEA-J 03886)
- アクチノイド(An)やランタノイド(Ln)錯体の結合と構造について、有機配位子のイオン認識機構を解明するために、放射光を用いて詳細に調べている。一般的に酸素ドナー系配位子は、使用済核燃料廃液や高レベル放射性廃棄物からAnとLnの両方を分離することができる。酸素ドナー配位子の分離能力は、イオンの表面電荷密度の順番、An4+>AnO22+>An3+=Ln3+>AnO2+となっている。そのため、An3+とLn3+を分離することはできない。そこでわれわれは、N,N'-dimethyl-N,N'-diphenylprydine-2, 6-carboxyamide(DMDPh-PDA)という新しいタイプの配位子を合成した。PDAは窒素原子と酸素原子をドナーとするハイブリッドタイプの配位子であるため、An4+>An3+>AnO22+>Ln3+>AnO2+というユニークな分離順番を作り出すことができる。これは、共有結合性と立体障害の組合せから生じていると考えられる。An/Ln-PDA錯体のXAFS構造解析の結果を示すとともに、PDAとAn, Lnの分離メカニズムについて議論する。
36000619
Analytical procedure on fluid mixing phenomena in boiling water reactor core with advanced interface tracking method
吉田 啓之; 三澤 丈治; 高瀬 和之; 秋本 肇
Proceedings of 5th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference (FEDSM 2007)(CD-ROM) , 7p.(2007) ; (JAEA-J 03887)
- Thermal-hydraulic design of a boiling water reactor (BWR) is performed by correlations with empirical results of actual-size tests. Development of a method that enables the thermal-hydraulic design of nuclear rectors 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 BWRs using an innovative two-phase flow simulation technology. For this design method, we are developing an advanced interface tracking method that improves fluid volume conservation, to enable high accuracy prediction of two-phase flow fluid mixing phenomena in the fuel bundles. It was incorporated in the detailed two-phase flow simulation code: TPFIT. And the vectorization and parallelization of TPFIT code was conducted to analyze enormous amounts of data. In this study, to verify the TPFIT code performance, the TPFIT code was applied to the air-water and steam-water bubbly two-phase flow in various flow channels and the numerical results were compared with experimental results. Furthermore, the numerical results applied to the fluid mixing phenomena in boiling water reactor rod bundles are shown, and the existing correlations for the fluid mixing phenomena are evaluated by use of these results.
36000620
Numerical evaluation of fluid mixing phenomena in boiling water reactor using advanced interface-tracking method
吉田 啓之; 永吉 拓至*; 高瀬 和之; 秋本 肇
Proceedings of 5th Joint ASME/JSME Fluids Engineering Conference (FEDSM 2007)(CD-ROM) , 8p.(2007) ; (JAEA-J 03888)
- Thermal-hydraulic design of the current boiling water reactor (BWR) is performed by correlations with empirical results of actual-size tests. 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 using innovative two-phase flow simulation technology. In this study, a detailed Two-Phase Flow simulation code using advanced Interface Tracking method: TPFIT is developed to calculate the detailed information of the two-phase flow. In this paper, firstly, we tried to verify the TPFIT code by comparing it with the existing 2-channel air-water mixing experimental results. Secondary, the TPFIT code was applied to simulation of steam-water two-phase flow in a model of two subchannels. The fluid mixing was observed at a gap between the subchannels. The existing two-phase flow correlation for fluid mixing is evaluated using detailed numerical simulation data. This data indicates that pressure difference between fluid channels is responsible for the fluid mixing, and thus the effects of the time averaged pressure difference and fluctuations must be incorporated in the two-phase flow correlation for fluid mixing.
36000621
Shielding analysis at the upper section of accelerator-driven system
佐々 敏信; 大井川 宏之
Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Applications and Utilization of Accelerators (AccApp '07) , p.628-632(2007) ; (JAEA-J 03889)
- マイナーアクチニドの核変換を行う鉛ビスマスターゲット/冷却ADSでは、陽子ビームを鉛直方向から導入する。この構成では、ビームダクトは炉上部へのストリーミングパスとなるため、遮蔽解析を行った。炉上部の陽子ビーム制御用マグネットの放射化解析を行い、日本の法令に基づく作業者の作業時間が10分程度となること,延長するためには追加遮蔽が必要であることを明らかにした。また、タンク型炉心で挿入される蒸気発生器内の水の放射化解析を行い、二次冷却系への遮蔽対策が不要であることを示した。
36000622
Conceptual study of actinide reformer using high-power proton accelerator
佐々 敏信; 西原 健司; 菅原 隆徳; 大井川 宏之
Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Applications and Utilization of Accelerators (AccApp '07) , p.904-909(2007) ; (JAEA-J 03890)
- MOX燃料を用いるLWR及びFR燃料サイクルでは、アメリシウム(Am)とキュリウム(Cm)の取り扱いが、燃料健全性の観点から重要となる一方、地層処分する際にも課題となる。そこで、AmとCmを塩化物溶融塩を燃料とし、加速器駆動未臨界システムを用いて効率よく核変換するアクチニド改質システムを提案した。改質システムでは、AmとCmを発電サイクルから回収し、乾式再処理に適する塩化物溶融塩燃料とすることで、AmとCmの取り扱い上のデメリットを緩和している。システムは10MW級の陽子加速器とタングステン製核破砕ターゲット及び溶融塩未臨界炉心から構成し、システム所用電力を自給できる構成とした。出力170MWのシステム1基に対して発電用軽水炉10基に相当する年間100kgのAm及びCmを供給可能である。
36000623
Current plan of J-PARC transmutation experimental facility
佐々 敏信; 大井川 宏之
Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Applications and Utilization of Accelerators (AccApp '07) , p.949-955(2007) ; (JAEA-J 03891)
- J-PARC計画で建設を予定している核変換実験施設は、臨界集合体と600MeV陽子ビームを受ける核破砕ターゲットを有する施設である。J-PARCの建設状況から、建設を2期に分割して臨界集合体と30kWビームダンプを先行して着手することとし、予備的な研究計画の募集を行った。ADS,先進高速炉,核データ,核物理,医学利用をはじめとする30を超える提案と100名を超える参加希望があった。これらの提案に沿うべく、実験施設設計の再検討に着手し、放射能の高いマイナーアクチニド燃料の利用やその燃料組成を検討するための感度解析を実施し、設備仕様の確定を進めた。
36000624
Mechanical properties and microstructural stability of advanced ferritic/martensitic steel under irradiation
矢野 康英; 山下 真一郎; 赤坂 尚昭; 渡辺 精一*; 高橋 平七郎
Proceedings of 9th China-Japan Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering jointed with CAS-JSPS Core-university Program Seminar on Fusion Materials, System and Design Integration , p.2-5(2007) ; (JAEA-J 03892)
- PNC-FMS被覆管の照射後引張特性に及ぼす高速中性子照射効果の影響を組織面から調査した。試験片は高速実験炉「常陽」の材料照射リグを用いて照射した。照射温度は、773∼1013Kで、照射量は11∼102dpaであった。組織の安定性については、北海道大学超高圧電子顕微鏡を用いた電子線照射試験により中性子照射後の組織との比較検討を行った。
36000625
Research and development activities on partitioning and transmutation of radioactive nuclides in Japan
湊 和生; 一宮 正和; 井上 正*
Proceedings of 9th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation , p.35-43(2007) ; (JAEA-J 03893)
- 最近の日本における原子力及び核燃料サイクル政策について概説する。2005年10月に原子力委員会の「原子力政策大綱」、2006年3月に「第3期科学技術基本計画」が決定され、それらに基づいた「原子力立国計画」,「原子力分野における研究開発の推進方策」が策定又は議論されている。そこでは、日本の原子力利用を支える技術として、分離変換技術を基盤的に着実に進めることが記載されている。高速炉増殖サイクルについては、2025年ごろまでの実証炉、2050年より前までの商用炉の導入を目指すことが示されている。また、日本においては、商用の高速炉サイクルを用いる分離変換技術の研究開発、及び階層型核燃料サイクルにおいて核変換専用の加速器駆動未臨界炉を用いる分離変換技術の研究開発が行われている。これらの研究開発の現状について概要を示す。
36000626
JAEA activities on nitride fuel research for MA transmutation
荒井 康夫; 赤堀 光雄; 湊 和生
Proceedings of 9th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation , p.117-126(2007) ; (JAEA-J 03894)
- 原子力機構における長寿命マイナーアクチノイド(MA)核変換用窒化物燃料に関する研究活動状況を報告する。原子力機構が提案している加速器駆動システム(ADS)を用いた長寿命MAの核変換では、MAを主成分とする窒化物が未臨界炉心燃料として用いられる。ここでは、窒化物燃料に関する最近の研究の中から、MA含有窒化物の調製,MA含有窒化物及び燃焼度模擬窒化物の物性測定,使用済窒化物の乾式処理技術並びにウランフリー窒化物の照射挙動に関する研究成果を取り上げて紹介するものである。
36000627
Activities on ADS at JAEA
大井川 宏之; 西原 健司; 辻本 和文; 武井 早憲; 菊地 賢司; 倉田 有司; 斎藤 滋; 水本 元治; 佐々 敏信; 菅原 隆徳; 岩永 宏平; 濱口 大; 大内 伸夫
Proceedings of 9th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation , p.371-382(2007) ; (JAEA-J 03895)
- 原子力機構では、長寿命放射性廃棄物の核変換専用システムとして、加速器駆動未臨界システム(ADS)の研究開発を実施している。ADSは、FBRと共生することで、商用発電用FBRサイクルの信頼性や安全性の向上に寄与できる。原子力機構では、ADSの研究開発として、核・熱流動・構造設計,ビームトリップ時の過渡解析,鉛ビスマス核破砕ターゲットの開発,材料研究,コスト評価等を進めている。さらに、J-PARCの一環として、核変換実験施設を建設する予定である。
36000628
3次元仮想振動台の開発・適用研究
西田 明美; 新谷 文将; 松原 仁; 羽間 収; 中島 憲宏
安全研究フォーラム2008参考資料集 , p.93-94(2008) ; (JAEA-J 03896)
- 本課題は、部品レベルで実プラントを模擬して、地震応答解析が可能な計算科学的手法を用いた3次元仮想振動台を開発することを目的としている。従来の地震応答解析法の保守性や地震PSAにおける機器損傷確率評価への活用により、安全性の向上に資するための調査研究を行う。まずは質点系モデルによる解析や実測値との比較検討を可能とする仕組みを整備する。将来的にはPRA/QRA手法への適用方策に繋げられるようにする。
36000629
梁の波動伝播解析におけるTimoshenko係数効果
宮崎 明美; 鶴 秀生*
第56回理論応用力学講演会講演論文集 , p.299-300(2007) ; (JAEA-J 03897)
- 原子力プラントにおいてその安全性と機能性を維持することは、非常に重要な課題である。著者らは、配管系構造物における応力波伝播現象及び減衰機構の解明を目的とし、複雑な配置を有するフレーム構造物の波動伝播特性に関する研究開発を行っている。これまでに、波動伝播特性解明のために有効な手法であるスペクトル要素法(SEM)を拡張し、数値シミュレーションを実施している。一般に、フレーム構造物の波動伝播解析では、比較的高周波までよい近似を与えるという理由からTimoshenkoの理論がよく用いられている。このTimoshenko理論は曲げとせん断変形を連成させるためにTimoshenko係数を用いている。Timoshenko係数は、断面内のせん断変形分布から計算されるが、このせん断変形分布はある種の仮定(理論)に基づいている。現在さまざまな理論が提案されているが、本論文ではCowperの理論の再検討を試みた。フレームの断面形状と分散関係の検討,数値シミュレーションによる衝撃力作用時の配管の波動伝播解析を行い、Timoshenko係数の評価が応答に与える影響が無視できないことを示した。
36000630
核融合の研究開発
牛草 健吉; 関 昌弘; 二宮 博正; 乗松 孝好*; 鎌田 裕; 森 雅博; 奥野 清; 柴沼 清; 井上 多加志; 坂本 慶司; 秋場 真人; 大平 茂; 田中 知*; 高津 英幸; 寺井 隆幸*; 西谷 健夫; 山西 敏彦; 林 君夫; 西川 正史*; 林 巧; 上田 良夫*; 室賀 健夫*; 實川 資朗; 竹内 孝夫*; 松井 秀樹*; 杉本 昌義; 飛田 健次; 岡野 邦彦*; 小西 哲之*
原子力ハンドブック , p.906-1029(2007) ; (JAEA-J 03898)
- 原子力ハンドブックの第VIII章核融合の研究開発において、核融合炉の概念,炉心プラズマ物理と炉心制御技術,国際熱核融合実験炉(ITER)計画,核融合ブランケット技術,核融合燃料循環処理技術,核融合炉用材料技術,核融合動力炉概念とシステム工学課題について、研究の現状を解説する。
36000631
CADデータを活用した原子力施設の大規模3次元地震応答解析
西田 明美; 塩見 忠彦*
日本建築学会2007年度大会学術講演梗概集 , p.1071-1072(2007) ; (JAEA-J 03899)
- 原子力施設の安全性を従来以上の信頼性を持って検証するために、近年発達の著しい計算科学技術を活用し、安全かつ効率的なプラントの安全性検証に貢献することが強く求められている。そのような中、われわれの室では、中期計画として並列分散計算機環境における3次元仮想振動台システムの開発に取り組んでいる。今般、3次元仮想振動台で実現を目指している、複雑・大規模構造物である原子力施設全体規模の3次元振動解析を可能とするシミュレーションシステムのモデルデータとして大洗研究開発センターHTTR建屋データを利用し、地震応答解析を実施した。この建屋応答を機器等の支持部の入力とすることで、機器等の詳細な応力評価が可能となる。図面に基づくCADデータから部品ごとに異なるメッシュ精度でデータ作成を可能とするシステムを構築し、これまでに開発してきた部品間の不整合問題を解決できる技術と合わせることで、煩雑なモデル化作業の負荷を低減することが可能となり、建屋と機器を連携させた原子力施設全体規模の3次元振動解析の実現の見通しを得たので、本稿にて報告する。
36000632
Development of a unit conversion channel access server for J-PARC LINAC
佐甲 博之
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.402-403(2007) ; (JAEA-J 03900)
- ビームコミッショニングでの効率的なビーム調整とモデルとの比較のためには各磁石の物理値による制御とモニタリングが不可欠である。J-PARCリニアックの四極,二極,ステアリング磁石のEPICSによる磁石電源制御システムの電流値による機器レコードと接続し、対応する磁場値レコードを構成し、電流値と磁場値の変換を行い、磁場値による磁石制御,磁場値のモニタリングを行う単位変換チャンネルアクセスサーバを開発した。各磁石の電流値と磁場値の変換関数は、シミュレーションあるいは磁場測定データへのフィットで求められた。変換関数(電流から磁場へ)から逆変換関数(磁場から電流へ)が解析的に求められるように、3次までの多項式を採用し、電流の領域を低,中,高電流領域に分割し、それぞれの領域でパラメータ化した。各磁石のパラメータはデータベース管理され、サーバ用の入力ファイルの形式で自動生成するシステムを開発した。 このサーバは2007年12月の最初のビーム試験から使用されてきた。約200個のリニアックの磁石に対して変換を行っているが、数か月間安定に動くことが確認された。
36000633
J-PARC 972MHz RFテストスタンドの活動状況2007
堀 利彦; 山崎 正義; 千代 悦司; 鈴木 浩幸; 青 寛幸; 平野 耕一郎; 長谷川 和男
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.425-427(2007) ; (JAEA-J 03901)
- 原子力機構原子力科学研究所内の陽子加速器開発棟地下2階に設置されている972MHz RFテストスタンドの2007年度の活動状況を報告する。本年度はJ-PARCリニアックのビームコミッショニングが本格化したことに伴って、その活動は昨年度同様大幅に縮小したが、以下に主な活動項目を示すと、(1)実機対応のクライストロンオイルバスからの絶縁油漏れ対策,(2)70W半導体アンプ(972クライストロン励振用)の結露対策,(3)ACSバンチャー空洞初号機のRF窓温度再試験,(4)972クライストロン3号機でのRF窓温度上昇試験並びに、立体回路RF機器の温度上昇試験である。特に窓温度試験では、窓温度を測定する非接触の赤外線放射温度計をあらかじめオフライン上で温度較正することで計測精度を上げる工夫を行い、(1)クライストロン定格出力時(平均電力:90kW)の温度上昇が約70℃であること,(2)窓の冷却方式は間接冷却でも十分に実機の使用に耐えること、などの新たな知見を得た。
36000634
RF feedback systems of the J-PARC LINAC
Fang, Z.*; 穴見 昌三*; 道園 真一郎*; 山口 誠哉*; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.507-509(2007) ; (JAEA-J 03902)
- J-PARCでは2006年10月から181MeV陽子リニアックのビームコミッショニングが開始された。RF電力供給源は4台の半導体アンプと20台のクライストロンで構成される。それぞれのRF源では、加速器電場を振幅,位相それぞれ±1%, ±1度で安定化させるため、cPCI上で動くRFフィードバック制御システムによりRFの制御が行われる。本論文では、RFフィードバック制御システムの性能について詳細を報告する。
36000635
J-PARCリニアック高周波源システムの性能
小林 鉄也; 千代 悦司; 堀 利彦; 鈴木 浩幸; 山崎 正義; 穴見 昌三*; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 道園 真一郎*; 山口 誠哉*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.510-512(2007) ; (JAEA-J 03903)
- J-PARCリニアックでは2006年10月からRFシステムすべての大電力運転が開始され、順調に空洞エージングが進み、2007年1月には目標の181MeV加速に成功した。ビームコミッショニングにおいて、これらRFシステムには大きなトラブルがなく、ほぼ順調に稼働し、要求される安定性を満たすことができた。ビームローディング補償についても、FB制御だけでは補償できないビーム立ち上がりのリップルをFF制御により完全に補償できることができた。その他、実際の運転におけるRF制御の性能について詳細を報告する。
36000636
J-PARC LLRFのPLC制御
鈴木 浩幸; 千代 悦司; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 長谷川 和男; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*; Fang, Z.*; 内藤 富士雄*; 福井 佑治*; 田中 宏和*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.513-515(2007) ; (JAEA-J 03904)
- 大強度陽子加速器(J-PARC)のLinacは現在、BUNCHER1∼2, CHOPPER, RFQ, DTL1∼3, SDTL1∼15, DEBUNCHER1∼2で構成されており高周波源としKlystoron20台,半導体アンプ4台の計24台が稼動している。それらの主な制御の中核にはPLCを使っており、低電力高周波の制御もPLCで行っている。今回、新たにビーム加速運転の効率化のために、3つの制御モード,SlowStart機能,QuickRecovery機能,自動チューナー制御機能をPLCに付加した。今までインターロックによるビーム遮断に対しては加速器全体に少なからず影響を与えていたが、今回この3つの機能を追加したことによりほとんどが自動化されビーム遮断に対しての影響、ビームが加速できるまでの待ち時間を最小にすることが可能になった。本発表ではこれらの3つの機能を紹介するとともに、低電力高周波のPLCの現状についても紹介する。
36000637
J-PARCリニアックにおける高周波源運転の現状
山崎 正義; 千代 悦司; 小林 鉄也; 堀 利彦; 鈴木 浩幸; 穴見 昌三*; 川村 真人*; 福井 佑治*; 南茂 今朝雄*; Fang, Z.*; 山口 誠哉*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.516-518(2007) ; (JAEA-J 03905)
- 大強度陽子加速器施設(J-PARC)のリニアックでは周波数324MHzのMアノード型パルスクライストロンを運転(繰り返し25Hz, RF幅600μs)し、ビームコミッショニングが進められている。高周波源は、6台のクライストロン用直流高圧電源,20台の324MHzクライストロン,4台の半導体増幅器で構成され、励振系として24台の低電力RF制御(LLRF)システムがある。これまで高周波源においては、テストスタンドによる各種パラメータの取得,2006年10月よりクライストロン用高圧電源の試験調整,加速空洞のコンディショニングと順次進めてきた。11月からビームコミッショニングが開始され、2007年6月末までに2週間以上の連続運転を8回(2週間7回,3週間1回)実施している。その間の2007年1月にはビームコミッショニングの当初目標であった負水素イオンビームをエネルギー181MeVの加速に成功し、高周波源としてこれらに貢献した。ビームコミッショニング時の高周波源運転状況は、大きな不具合もなくおおむね順調である。本発表では、これまでの高周波源運転の状況及び実施したメンテナンス等について報告する。
36000638
J-PARCリニアック棟の漏洩電波対策
千代 悦司; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸; 山崎 正義; 堀 利彦; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 山口 誠哉*; 穴見 昌三*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.519-521(2007) ; (JAEA-J 03906)
- J-PARCセンターリニアック棟には、高周波源が24式設置され、これらの機器は電波法で定める高周波利用設備に該当し、設置には総務大臣の許可が必要である。このため、高周波源からの電波漏洩を法規に定める最大許容値以下に抑制しなければならない。高周波源からの電波漏洩箇所は、おもに(a)同軸管接続部,(b)同軸型ダミー負荷,(c)同軸型高調波フィルタ,(d)半導体増幅器からであった。(a)∼(c)の電波漏洩箇所は、外導体を確実に金属接触化することにより漏洩を低減した。一方、(d)からの電波漏洩を低減することは困難であった。これらの対策を施した結果、敷地境界での漏洩電波強度は、許容値以下であることを確認した。
36000639
Tuning of RF amplitude and phase of J-PARC DTL and SDTL
Shen, G.; 佐甲 博之; 佐藤 進; 池上 雅紀*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.522-524(2007) ; (JAEA-J 03907)
- J-PARCリニアックのビームコミッショニングにおいてRFの振幅と位相の精密調整を行った。位相スキャン法を用いて、全RF空洞、すなわち、バンチャー,デバンチャー,DTL(Drift Tube LINAC),SDTL(Separate-type DTL)について調整を行った。測定されたビームエネルギーの絶対値とモデルを比較することにより、位相に関して1度、振幅に関して1%以内の精度で正確な設定値が決定された。本論文ではRF調整の詳細な方法を発表する。
36000640
Monitor system of RF waveform stability of J-PARC LINAC
Shen, G.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.525-527(2007) ; (JAEA-J 03908)
- J-PARCリニアックの高周波源は1%以内の振幅精度と1度以内の位相精度を持つ加速電場を維持する必要がある。高周波波形の安定性を監視するため、各高周波モジュールに対し一台の商用のオシロスコープが使用される。このオシロスコープを制御するため組み込み型EPICS IOCが開発された。本論文は、高周波波形安定性監視システムの実装の詳細と現状を記述する。
36000641
Transverse matching in J-PARC LINAC ccmmissioning
佐甲 博之; Shen, G.; 上野 彰; 大川 智宏; 秋川 藤志*; 池上 雅紀*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.598-600(2007) ; (JAEA-J 03909)
- 2006年12月から2007年6月まで、J-PARCリニアックビームコミッショニングにおいて横マッチングの調整を行った。横マッチング調整はSDTL, ACS, L3BTの3つのセクションにある各4台のワイヤスキャナを使用し、DTL3, SDTL, MEBT2, L3BTの各セクション4台ずつのシングレット励磁の四極磁石を使用した。まず、ワイヤスキャナでビームプロファイルを測定し、RMS幅を求める。4台でのx, y方向のRMS幅を同時に再現するように、上流部の横方向のTwissパラメータとエミッタンスを求める。XALオンラインモデルによりresponse matrixを計算しNewton法により最適解を求める。次に、ワイヤスキャナ位置でのマッチング条件、すなわち横方向のαとβパラメータが4台のワイヤスキャナで一致する、という条件を満たすように、上流部の四極磁石4台の最適な磁場設定値を求める。同モデルによりresponse matrixを計算しNewton法により最適解を求めた。この方法により、各マッチングセクションでのマッチングファクター4%以内を達成した。
36000642
Beam based alignment of J-PARC LINAC
Shen, G.; 佐甲 博之; 佐藤 進
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.598-597(2007) ; (JAEA-J 03910)
- J-PARCリニアックのビームコミッショニングにおいて、ビームベースアライメント法により四極磁石の中心位置とビーム位置モニタの相対的な誤差を測定した。この方法では、四極磁石の磁場と上流のステアリング磁石の磁場を変更し、下流のビーム位置モニタのレスポンスを測定する。四極磁石の中心のオフセットはビーム軌道のずれを解析することにより求められる。測定は全シングレット励磁の四極磁石に対して行われた。位置調整の精度は数十ミクロン以内を達成した。本論文では調整過程の詳細と測定結果について述べる。
36000643
J-PARC L3BTのビームコミッショニング
大川 智宏; 池上 雅紀*
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM) , p.766-768(2007) ; (JAEA-J 03911)
- L3BTは、J-PARCの線形加速器と3GeV RCSを結ぶビーム輸送系である。線形加速器の第I期のビームコミッショニングは、2006年11月から開始されている。第I期のビームコミッショニングでは、0度ダンプと30度ダンプを含むL3BTの約半分しか使用できないが、その範囲内で、マッチング,偏向電磁石の調整,軌道補正等を実施した。ビームコミッショニングの際には、加速器をモデル化するためにTRACE3D, XAL等のシミュレーションコードを使用しているが、これまでのビームコミッショニングで得られた測定結果とシミュレーション結果は、基本的には一致することを確認した。
36000644
燃料電池用電解質膜
八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
最新導電性高分子全集; 高導電率化/経時変化の抑制/汎用有機溶媒への溶解性向上 , p.268-280(2007) ; (JAEA-J 03912)
- 導電性高分子の一つとして、固体高分子型燃料電池(PEFC)用の電解質膜を取り上げる。まず、その要求特性や開発動向を概説し、その後で著者ら独自の放射線プロセスによる研究例を紹介する。後者では、はじめに高分子材料の加工技術として放射線による架橋とグラフト重合を概説し、次にこの2つを組合せることで進めている電解質膜の作製とPEFC応用に関する取り組みを報告する。
36000645
Influence of ion-charge state on damage morphology of ion tracks in dark mica
Lang, M.*; Hasenkamp, W.*; 石川 法人; Medvedev, N.*; Neumann, R.*; Papaléo, R.*; Trautmann, C.*; Voss, K.-O.*; 八巻 徹也
GSI Report 2007-1 , p.313(2007) ; (JAEA-J 03913)
- 金雲母のイオントラックにおける損傷領域に対し、照射イオンの電荷が及ぼす影響を調べた。照射は、ドイツ重イオン研究所UNILACに加え、原子力機構のタンデム加速器(東海),サイクロトロン(高崎)で行った。UNILACにおけるビームは、ターゲット手前で約3μm厚のアルミ箔を通るため、イオン速度で一義的に決まる平衡電荷状態にあるのに対し、イオン源から直接導かれる原子力機構のビームはそれよりも低い非平衡電荷状態にある。このことを利用して、電荷数がそれぞれ+23, +15と異なり同エネルギー(それぞれ373, 388MeV)の58Niビームを金雲母に照射した後、フッ化水素処理した表面を走査フォース顕微鏡で観察した。その結果、後者でエッチピットが小さく不均一であり、イオン電荷と密接に関連するエネルギー損失の違いを反映していると考えられた。
36000646
Preparation of ion-track membranes of poly(p-phenylene terephthalamide)
八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 康之; 吉田 勝; Neumann, R.*; Voss, K.-O.*
GSI Report 2007-1 , p.332(2007) ; (JAEA-J 03914)
- ポリパラフェニレンテレフタルアミドからなるイオン穿孔膜を次亜塩素酸ナトリウム溶液による化学エッチングで作製した。TIARAとドイツ重イオン研究所UNILACからの数百MeV∼GeV級重イオンビームを併用することで、エッチング感度が大きく変化した結果、漏斗状及び円柱状のイオン穿孔を作製することができた。このような感度変化は、照射イオン種のLETだけでなく速度にも依存することが示唆された。
36000647
JRR-3熱交換器ボール洗浄方式の効率化の検討
太田 和則; 池亀 吉則; 大和田 稔; 村山 洋二
UTNL-R-0466 , p.7-1-7-10(2008) ; (JAEA-J 03915)
- JRR-3熱交換器はシェルアンドチューブ型であり、管側を2次冷却材が流れる構造となっている。洗浄方法はボール洗浄方式であり、高圧力で流れる二次冷却材中に混入させたスポンジボールによって伝熱管内部の汚れを剥離する方法である。熱交換器の性能低下は、1次冷却材炉心出口温度の上昇をもたらし、原子炉の安全安定運転に影響を与えるおそれがある。これまでの洗浄データをもとに最適な洗浄ボールの種類や熱貫流率回復値と洗浄時間の相対関係を明らかにし、熱交換器洗浄方法の効率化を立案した。
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