JAEA Abstracts

※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。

2009年10月

37001258
Study on high conversion type core of innovative water reactor for flexible fuel cycle (FLWR) for minor actinide (MA) recycling
深谷　裕司;　中野　佳洋;　大久保　努
Annals of Nuclear Energy 36(9), p.1374-1381(2009) ; (JAEA-J 06277)

　既存の軽水炉技術を用いた将来に向けての継続的なエネルギー供給を確立するため、革新的水冷却炉(FLWR)の炉心概念研究が行われてきた。導入初期段階では、現行軽水炉技術とのギャップの少ない高転換型革新的水冷却炉(HC-FLWR)による軽水炉使用済燃料からのPuのリサイクルを想定している。さらに、本研究においては、このHC-FLWRによるMAリサイクルの検討を行った。HC-FLWRにおけるMAリサイクルはMAリサイクルの早期導入可能オプションとしても有効である。HC-FLWR炉心にMAを添加することにより、ボイド反応度係数の悪化及び燃焼度の低下が発生するために、HC-FLWRによるMAリサイクルを行うためには設計の変更が必要であることがわかった。炉心設計の最適化を行うため、炉心燃焼計算を用いたパラメーターサーベイを行った。最終的な設計値は三次元核熱結合炉心計算により決定された。主な設計値としてはPuf富化度13wt%,取出し燃焼度55GWd/tであり、NpもしくはAmを2wt%添加することが可能である。このときMA低下率は1程度となる。特に、Npを添加した際は効果的に核変換が行われるため、本炉心概念は環境負荷低減に有効であると考えられる。

37001259
Polymerization of solid C₆₀ under C₆₀⁺ cluster ion bombardment
Lavrentiev, V.*;　Vacik, J.*;　楢本　洋*;　鳴海　一雅
Applied Physics A 95(3), p.867-873(2009) ; (JAEA-J 06278)

　50keV C₆₀⁺クラスターイオン衝撃によってフラーレン薄膜に起こった構造変化を報告する。C₆₀⁺イオンを照射したC₆₀薄膜は、照射量の増加に伴ってラマンスペクトルで1458cm^-1に新しいピークが観測された。ラマンスペクトルのこのような特徴は、クラスターイオンの衝突によって、C₆₀固体中に直鎖状のポリマーが形成されたことを示唆する。また、照射量が高い薄膜では、その表面で、5～10個のフラーレン分子からなる整列したC₆₀のポリマー鎖が、原子間力顕微鏡によって観測された。さらに、照射した薄膜の表面プロファイル分析により、照射中、著しいスパッタリングが起こっていることが明らかになった。これらの結果は、表面から40nmよりも深い領域でC₆₀のポリマー化が起こっていることを示す。C₆₀のポリマー相が深い領域にできるということは、検出されたC₆₀の相変換に対して衝撃波が大きな役割を果たしていることを間接的に確認するものである。

37001260
In situ real-time X-Ray reciprocal space mapping during InGaAs/GaAs growth for understanding strain relaxation mechanisms
佐々木　拓生*;　鈴木　秀俊*;　崔　炳久*;　Lee, J.-H.*;　高橋　正光;　藤川　誠司;　新船　幸二*;　神谷　格*;　大下　祥雄*;　山口　真史*
Applied Physics Express 2, p.085501_1-085501_3(2009) ; (JAEA-J 06279)

　In situ real-time X-ray diffraction measurements during In_0.12Ga_0.88As/GaAs(001) epitaxial growth are performed for the first time to understand the strain relaxation mechanisms in a lattice-mismatched system. The high resolution reciprocal space maps of 004 diffraction obtained at interval of 6.2 nm thickness enable transient behavior of residual strain and crystal quality to be observed simultaneously as a function of InGaAs film thickness. From the evolution of these data, five thickness ranges with different relaxation processes and these transition points are determined quantitatively, and the dominant dislocation behavior in each phase is deduced.

37001261
Idler pulse compression using an identical positive stretcher/compressor combination in optical-parametric chirped-pulse amplification
赤羽　温;　小川　奏;　辻　公一;　青山　誠;　山川　考一
Applied Physics Express 2(7), p.072503_1-072503_3(2009) ; (JAEA-J 06280)

　われわれはアイドラー光パルスの偶数次分散をシグナル光のパルス幅伸張に用いたのと同一の正分散媒質を通すことによって補償する非常にシンプルかつ頑強なフェムト秒光パラメトリックチャープパルス増幅を提案かつ実行した。単一の透過ガラスブロックをパルス伸張と圧縮両方に用いて前述の手法で負チャープのアイドラー光をパルス圧縮することによりサブ100フェムト秒高強度レーザーパルスが得られた。論文ではこの手法を用いた実際のフェムト秒レーザーシステムの最適なデザインについても議論している。

37001262
Economic scale of utilization of radiation in medicine in Japan
柳澤　和章;　井上　登美夫*;　早川　和重*;　塩足　春隆*;　中村　吉秀*;　松山　和矢*;　永澤　清*
Applied Radiation and Isotopes 67(7-8), p.1387-1391(2009) ; (JAEA-J 06281)

　我が国におけるラジオアイソトープ(RI)の経済規模を医学・医療,農業、及び工業利用の一部で調べた。(1)医学・医療利用の検査に使われるRIの経済規模は、1997年では1.7百万ドル、2005年では0.4百万ドルとなった。(2)農業利用分野におけるRI利用は研究開発に4百万ドル、環境防護関係に127百万ドル、そして¹⁴Cを使った年代測定に1百万ドルある。これらの合計は、1997年時点で24百万ドル、2005年時点では132百万ドルとなった。農業利用の経済規模は京都議定書の策定以後環境問題に関連した業務の増大で5倍に増加した。(3)我が国の製紙工場におけるRI (⁸⁵Kr, ¹⁴⁷Pm, ⁹⁰Cr)の利用は間接規模として8,432百万ドルある。

37001263
Sequence dependencies of DNA deformability and hydration in the minor groove
米谷　佳晃;　河野　秀俊
Biophysical Journal 97(4), p.1138-1147(2009) ; (JAEA-J 06283)

　DNA deformability and hydration are both sequence dependent and are essential in specific DNA sequence recognition by proteins. However, their relationship is not well understood. Here, systematic molecular dynamics simulations of the 136 DNA sequences that differ from each other in the central tetramer revealed that sequence dependence of hydration is clearly correlated with that of deformability. We show that the feature of this correlation can be explained by the following four typical cases. Most of rigid base-pair steps are highly likely to form an ordered hydration pattern composed of one water molecule bridging between the bases of distinct strands, but there are a few exceptions which favor another ordered hydration composed of two water molecules participating in the bridge construction. Steps with medium deformability can make both of the hydration patterns with frequent transition. Highly flexible steps do not have any stable hydration pattern. The detailed picture of this correlation demonstrated that motions of hydration water molecules and of DNA bases were tightly coupled with each other at the atomic level. These results are helpful to understand the entropic contribution from water molecules in protein or drug binding and could be applied for predicting the binding sites.

37001264
Stoichiometric study of the dielectric and magnetic properties in charge frustrated system LuFe₂O₄
道内　尊正*;　横田　祐輔*;　小松　拓磨*;　早川　弘毅*;　黒田　朋子*;　真栄田　大介*;　松尾　祥史*;　森　茂生*;　吉井　賢資;　花咲　徳亮*;　神戸　高志*;　池田　直*
Ferroelectrics 378(1), p.175-180(2009) ; (JAEA-J 06284)

　鉄イオンの電荷秩序により強誘電体となる標記物質LuFe₂O₄につき、合成条件を変えることにより酸素量を変えた試料に対する磁性と誘電性について報告する。試料作成はCO-CO₂混合ガスフロー中で行い、CO₂とCOの比を変えることで酸素量を変えた。CO₂:COのフロー比が1:5付近において、磁気転移温度が最高の240～250K近傍となったことから、この試料が最良のものと判断される。本試料の誘電率は、室温で10000近傍であった。誘電率の虚数部分から求めた活性化エネルギー0.4～0.5eV程度であり、これまでLuFe₂O₄において報告されていた0.3eVよりも大きい傾向が見られた。今後さらに測定を行い、物性の詳細のわかっていないLuFe₂O₄の性質とその起源を明らかにする予定である。

37001265
Magnetic and dielectric properties of R_0.5Ca_0.5MnO₃ (R=Eu-Lu)
吉井　賢資;　平光　雄介*;　米田　安宏;　岡島　由佳;　西畑　保雄;　水木　純一郎;　池田　直*
Ferroelectrics 379(1), p.183-190(2009) ; (JAEA-J 06285)

　標記マンガン酸化物における磁性と誘電性について調べた。磁化測定から、室温近傍でマンガンイオンの電荷秩序が起こり、100K以下程度でマンガンスピンの反強磁性が観測された。また、誘電率測定からは、室温近傍で1000程度の誘電率が観測され、誘電率の温度依存性がマンガン電荷秩序温度近傍で変化した。これは、この系の誘電性と電荷秩序に相関があることを示唆する。さらに、誘電率の損失部の解析、及び、放射光吸収分光測定の結果から、誘電応答がマンガン3d電子の移動に由来していることが示唆された。これは、通常の誘電体で見られる、イオン変位機構とは異なるものである。

37001266
Critical issues for the manufacture of the ITER TF coil winding pack
小泉　徳潔;　辺見　努;　松井　邦浩;　中嶋　秀夫;　奥野　清;　久野　和雄*;　野元　一宏*
Fusion Engineering and Design 84(2-6), p.210-214(2009) ; (JAEA-J 06286)

　ITER-TFコイルは高さ14m,幅9mのD型コイルであり、ITER工学設計で開発,試験されたTFモデル・コイルの約3倍の大きさとなっている。このため、その製作では新たな技術的課題が生じている。特に、導体長を0.05%の高精度で管理しながら巻線を実施する自動巻線技術、高さ14mのラジアル・プレート(RP)に導体を固定するカバー・プレート(CP)を約750mの長さにわたって溶接し、かつ、溶接による面外変形及び面内変形をそれぞれ2mm及び5mmに抑える技術では、これまでに経験したことがない高い技術が必要とされる。そこで、高精度自動巻線ヘッドを開発し、導体長を0.01%の高精度で測定しながら、1/3規模のD型巻線を試作して、高精度自動巻線が可能なことを示した。また、長さ1mのRP部分モデルを用いて、CP溶接試験を実施し、面外変形を0.8mmに抑えることができた。この結果から、固有歪法を用いて、実機RPのCP溶接による変形量を評価すると、面外変形が1mm、面内変形が5mmと評価され、要求値を満足できると期待できる。また、TFコイルの製作工程全般についても検討し、技術的にはその製作性に目処を立てることができた。

37001267
Helium isotopes as a tool for detecting concealed active faults
梅田　浩司;　二ノ宮　淳
Geochemistry, Geophysics, Geosystems (Internet) 10(8), p.Q08010_1-Q08010_10(2009) ; (JAEA-J 06287)

　伏在活断層や低活動性で変動地形の明瞭でない活断層,未成熟な活断層等、いわゆる未知の活断層と呼ばれる断層を概要調査等によって確認することは、地層処分の安全性を確保する点から重要な課題である。これらの調査技術は、近年の変動地形学や地球物理学の進歩によって高い確度で識別されることが予想されるが、さらなる信頼性の向上を図るため、これまで研究事例が少なかった地球化学的アプローチによる活断層の検出手法について検討を行い、有効である可能性が示された。

37001268
Calculation of the electronic structure of AmO₂ and Pr₆O₁₁ for XANES analysis with redox property
鈴木　知史;　西　剛史;　中田　正美;　赤堀　光雄;　平田　勝;　加治　芳行
International Journal of Quantum Chemistry 109(12), p.2744-2452(2009) ; (JAEA-J 06288)

　環境負荷低減等を目指して、使用済燃料における潜在的リスクの高いマイナーアクチノイド(MA)を核変換させる手法が検討されている。このMAの中でもアメリシウム(Am)は生成量が多く、高放射能を有しているため、既存のウラン・プルトニウム混合酸化物に添加してFBRあるいはADSで核転換を行う方式について、研究が進められている。混合酸化物中のAm原子価状態は酸素ポテンシャルや熱物性に強く影響されるため、Am原子周辺の電子状態を解明することは必要不可欠である。この一環としてAm酸化物のX線吸収端微細構造(XANES)について、スペクトルの解析を実施した。その結果から、Am L_III XANESはAm d成分の電子構造を反映していることがわかり、ピーク形成要因が明らかとなった。さらに、混合酸化物中のAmの酸化還元挙動を評価した結果、AmのHOMO(最高比占有軌道)レベルはUのHOMOレベルより低エネルギーのため、混合酸化物中でUからAmに電子が移行しやすい、つまり、Amが還元しやすくUが酸化されやすいことがわかった。また、PrのHOMOレベルはAmとほぼ同じエネルギーであり、PrがAmの模擬材料として適切であることが確認された。

37001269
Polymer electrolyte membranes having sulfoalkyl grafts into ETFE film prepared by radiation-induced copolymerization of methyl acrylate and methyl methacrylate
Hanh, T. T.*;　高橋　周一;　Chen, J.;　澤田　真一;　前川　康成
Journal of Applied Polymer Science 114(1), p.231-237(2009) ; (JAEA-J 06289)

　燃料電池用電解質膜の高温作動時の耐久性向上を目的に、アクリル酸メチルとメタクリル酸メチルの放射線共重合によるアルキルスルホン酸グラフト鎖からなる電解質膜の合成を試みた。アクリル酸メチルを33-79%含むグラフト膜をクロロスルホン酸とジオキサンの当量錯体で処理することでイオン交換容量が0.36-0.81mmol/gで導電率が0.04-0.065S/cmを示す電解質膜が合成できた。これらの値はアクリル酸メチルの含量により制御できた。得られた電解質膜は、分解の引き金となるカルボニルのα水素を含まないメタクリル酸メチルの効果により、高い熱水耐性と耐酸化性を示すことが確認できた。

37001270
Irradiation-induced grain-boundary solute segregation and its effect on ductile-to-brittle transition temperature in reactor pressure vessel steels
西山　裕孝;　山口　正剛;　鬼沢　邦雄;　岩瀬　彰宏*;　松澤　寛*
Journal of ASTM International (Internet) 6(7), 8p.(2009) ; (JAEA-J 06290)

　日本の原子炉圧力容器鋼における不純物含有量を有するA533B鋼について、粒界偏析とその脆化、すなわち延性脆性遷移温度(DBTT)について調べた。中性子照射は、材料試験炉により、照射温度563Kで、中性子照射量が1.3×10²⁴n/m²(E>1MeV)まで行った。中性子照射によって、粒界におけるリン(P),ニッケル(Ni)の濃度上昇と、炭素(C)の濃度低下が生じた。中性子照射による粒界におけるP濃度の上昇は、Pの含有率が0.02wt.%未満の場合、高中性子照射量領域(>5×10²³n/m²)でも、15%未満であることがわかった。このような粒界におけるP濃度の増加、あるいは、粒界の強度を低下させてCの濃度低下は、粒界脆化への影響はほとんどなく、DBTTの上昇は照射硬化によるものであることを明らかにした。

37001271
Amphoteric ion exchange membrane synthesized by radiation-induced graft copolymerization of styrene and dimethylaminoethyl methacrylate into PVDF film for vanadium redox flow battery applications
Qiu, J.*;　Zhang, J.*;　Chen, J.;　Peng, J.*;　Xu, L.*;　Zhai, M.*;　Li, J.*;　Wei, G.*
Journal of Membrane Science 334(1-2), p.9-15(2009) ; (JAEA-J 06291)

　放射線グラフト重合法により、モノマーであるスチレン(St)とメタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEMA)をポリフッ化ビニリデン(PVDF)フィルムへグラフトした後、そのグラフトフィルムをスルホン化とプロトン化反応により両性イオン交換膜とした。グラフト率は、照射線量とともに増加し、約60kGyで最大グラフト率が得られた。両性イオン交換膜の特性はグラフト組成に密接に依存することが確認できた。すなわち、グラフト鎖中DMAEMAの成分が高いほど、バナジウムイオン透過性とプロトン導電性は低くなった。また、作製した両性イオン交換膜をレドックスフロー電池に組み込んで、電池性能をテストした結果、両性イオン交換膜は、1.2Vの開路電圧の状態で68時間の耐久性があるのに対し、ナフィオン117膜では14時間であった。

37001272
Performance of vanadium redox flow battery with a novel amphoteric ion exchange membrane synthesized by two-step grafting method
Qiu, J.*;　Zhai, M.*;　Chen, J.;　Wang, Y.*;　Peng, J.*;　Xu, L.*;　Li, J.*;　Wei, G.*
Journal of Membrane Science 342(1-2), p.215-220(2009) ; (JAEA-J 06292)

　二段階放射線グラフト法によるETFEをベースにした両性イオン交換膜を作製した。まず、スチレンモノマーをETFEフィルムに放射線グラフトした後、スルホン化反応によりカチオン型イオン交換膜とした。次に、得られたカチオン型イオン交換膜をベースフィルムとして、メタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEMA)を放射線グラフトし、プロトン化反応により両性イオン交換膜を作製した。作製した両性イオン交換膜は、高いイオン交換容量と伝導率、低いバナジウムイオンの透過率を有することがわかった。さらに、このような両性イオン交換膜のレドックスフロー電池評価から、300時間以上の耐久性があり、ナフィオン117膜より高いエネルギー効率を示すこともわかった。

37001273
Behavior of high burn-up fuel cladding under LOCA conditions
永瀬　文久;　中頭　利則;　更田　豊志
Journal of Nuclear Science and Technology 46(7), p.763-769(2009) ; (JAEA-J 06293)

　66から76MWd/kgまで照射した高燃焼度燃料棒から採取したMDA, ZIRLO, M5, NDA,ジルカロイ-2被覆管を対象に冷却材喪失事故(LOCA)模擬試験を行った。被覆管試料に模擬ペレットを装荷した試験燃料棒を水蒸気中で加熱し、1186から1208℃にて等温酸化後、冠水により急冷した。金属肉厚の18から28%酸化させた範囲で急冷時に被覆管が破断や破砕することはなかった。原子炉運転中の水素吸収によりLOCA時の破断限界が若干低下する可能性があるが、安全上重要な破断限界が高燃焼度化によって著しく低下することはない。

37001274
Thermal conductivity change in high burnup MOX fuel pellet
中村　仁一;　天谷　政樹;　永瀬　文久;　更田　豊志
Journal of Nuclear Science and Technology 46(9), p.944-952(2009) ; (JAEA-J 06294)

　高燃焼度MOX燃料棒とUO₂燃料棒が商用炉BWRで照射された燃料棒から再加工された。試験燃料棒には、燃料中心温度計,燃料棒伸び計,内圧計が取り付けられ、ノルウェーのハルデン炉(HBWR)で再照射された。MOX燃料棒とUO₂燃料棒の燃焼度はそれぞれ84GWd/tHMtと72GWd/tに達した。燃料中心温度は、照射試験中連続して測定された。高燃焼度燃料の熱伝導率変化を測定温度と燃料挙動解析コードFEMAXI-6による計算データを比較することにより評価した。比較結果からMOX燃料の熱伝導率が約80GWd/tの高燃焼度においてはUO₂の熱伝導率と同程度であることが示唆された。熱伝導率に影響を与える固溶性FPや照射欠陥の蓄積効果が高燃焼度領域で支配的になるため、Pu原子の不純物効果が燃焼度の増加とともに次第に減少すると考えられる。

37001275
Targeted heavy-ion microbeam irradiation of the embryo but not yolk in the diapause-terminated egg of the silkworm, Bombyx mori, induces the somatic mutation
古澤　壽治*;　深本　花菜*;　坂下　哲哉;　鈴木　英子*;　柿崎　竹彦*;　浜田　信行*;　舟山　知夫;　鈴木　ひろみ*;　石岡　憲昭*;　和田　成一*;　小林　泰彦;　長岡　俊治*
Journal of Radiation Research 50(4), p.371-375(2009) ; (JAEA-J 06295)

　カイコの休眠覚醒させた卵を用いて、胚と卵黄への重イオンマイクロビーム照射の体細胞突然変異に与える影響を調べた。その結果、卵黄への照射は、5齢幼虫に成長した段階での体細胞突然変異を増加させないが、胚への照射は線量依存的に体細胞突然変異を増加させることがわかった。これらの結果から、体細胞突然変異に関して卵黄への照射によるバイスタンダー効果がないことを明らかにした。

37001276
Magnetic and dielectric properties of YbFe_2-xMn_xO₄ (0<x<1)
吉井　賢資;　池田　直*;　道内　尊正*;　横田　祐輔*;　岡島　由佳;　米田　安宏;　松尾　祥史*;　堀部　陽一*;　森　茂生*
Journal of Solid State Chemistry 182(7), p.1611-1618(2009) ; (JAEA-J 06296)

　YbFe_2-xMn_xO₄の磁性と誘電性を調べた(0<x<1)。この系は、筆者らが発見した新しいマルチフェロイック物質RFe₂O₄ (R=Y, Ho-Lu)のFeサイト置換系である。粉末X線回折測定を行ったところ、xが0から1の間で混晶となっていることを観測した。放射光吸収分光からは、Mnの価数は2+であることがわかった。この結果から、xとともに低温磁化が小さくなるという、磁化測定の結果を定性的に説明した。また、磁気転移温度及び誘電率は、xを増加するとともに減少した。この結果を、Feサイトの電子移動の減少によって説明した。すなわち、筆者らのこれまでの関連系の実験結果から、RFe₂O₄と同構造系の磁性と誘電性は電子移動によって支配されており、イオン変位が重要である通常の誘電体とは異なることを提言した。また、RFe₂O₄でのMn置換に関する応用可能性についても簡単に言及した。

37001277
Synthesis, crystal structure, and magnetic properties of Bi₃Mn₄O₁₂(NO₃) oxynitrate comprising S=3/2 honeycomb lattice
Smirnova, O.*;　東　正樹*;　熊田　伸弘*;　草野　圭弘*;　松田　雅昌;　島川　祐一*;　武井　貴弘*;　米崎　功記*;　木野村　暢一*
Journal of the American Chemical Society 131(23), p.8313-8317(2009) ; (JAEA-J 06297)

　水熱合成によって得られたBi₃Mn₄O₁₂(NO₃)の中性子回折とFT-IR解析を行い、平坦なNO₃層と二枚のPbSb₂O₆的ブロック層が交互に積層した新しい構造を有することを明らかにした。Mn⁴⁺(S=3/2)は規則的なハニカム格子を構成し、帯磁率は2次元磁性を示す。また、ワイス温度が-257Kと高いにもかかわらず、磁気長距離秩序が0.4Kまで観測されなかった。これは、最近接と次近接相互作用の間の競合に起因する磁気フラストレーションによるものであると考えられる。

37001278
Oxidation of element 102, nobelium, with flow electrolytic column chromatography on an atom-at-a-time scale
豊嶋　厚史;　笠松　良崇*;　塚田　和明;　浅井　雅人;　北辻　章浩;　石井　康雄;　當銘　勇人;　西中　一朗;　羽場　宏光*;　大江　一弘*;　佐藤　渉*;　篠原　厚*;　秋山　和彦*;　永目　諭一郎
Journal of the American Chemical Society 131(26), p.9180-9181(2009) ; (JAEA-J 06298)

　新たに開発したフロー電解カラムクロマトグラフ装置を用い、0.1Mα-ヒドロキシイソ酪酸(α-HIB)水溶液中における102番元素ノーベリウム(No)の酸化反応をシングルアトムレベルで調べた。最も安定なNo²⁺がNo³⁺に酸化され、1.0V以上の印加電圧において酸化されたα-HIB錯体がカラム中で三価状態を保持することを明らかとした。

37001279
Visualizing rattling in PrOs₄Sb₁₂ by single crystal neutron diffraction and maximum-entropy analysis
金子　耕士;　目時　直人;　木村　宏之*;　野田　幸男*;　松田　達磨;　神木　正史*
Journal of the Physical Society of Japan 78(7), p.074710_1-074710_4(2009) ; (JAEA-J 06299)

　PrOs₄Sb₁₂におけるラットリングの詳細な描像を得るため、単結晶中性子回折及びマキシマムエントロピー解析を行った。室温では、Sbカゴ中で、非等方的に広く分布するPrの核密度が得られた。通常との異なる分布形状は、Prのポテンシャルにおける顕著な非調和性を示している。室温では、Prの最大核密度はオフセンター位置に存在しているが、低温の8Kではカゴの中心へと変化する。この結果は、PrOs₄Sb₁₂におけるラットリングは、オフセンターポテンシャルを伴わない、強い非調和性を持つ振動であることを示唆している。

37001280
Resonant magnetic X-ray diffraction study on the triangular lattice antiferromagnet GdPd₂Al₃
稲見　俊哉;　寺田　典樹*;　北澤　英明*;　酒井　治*
Journal of the Physical Society of Japan 78(8), p.084713_1-084713_5(2009) ; (JAEA-J 06300)

　Resonant magnetic X-ray diffraction experiments were carried out on the stacked triangular lattice antiferromagnet GdPd₂Al₃.The experiments revealed an expected initial collinear c-axis order at T_N1 followed by an additional in-plane order at T_N2, while at the same time we found that the ground state is a helically ordered state of a very long incommensurate period of approximately 700 Å. The distribution of K-domains was highly anisotropic, and the domain with the modulation vector normal to the surface of the crystal was ascendant. Low-field magnetization is discussed on the basis of the observed incommensurate magnetic structure.

37001281
Discovery of proteinaceous N-modification in lysine biosynthesis of Thermus thermophilus
堀江　暁*;　富田　武郎*;　斉木　朝子*;　河野　秀俊;　高　ひかり*;　峯木　礼子*;　藤村　務*;　西山　千春*;　葛山　智久*;　西山　真*
Nature Chemical Biology 5(9), p.673-679(2009) ; (JAEA-J 06301)

　Although the latter part of the lysine biosynthesis, conversion of α-aminoadipate (AAA) to lysine, of Thermus thermophilus is similar to that of the arginine biosynthesis, enzymes homologous to ArgA and ArgJ are absent in the Thermus pathway. Since ArgA and ArgJ are known to modify the amino group of glutamate to avoid intramolecular cyclization of intermediates, their absence suggests an alternative N-modification system in the pathway. We reconstituted the conversion of AAA to lysine, and revealed that the amino group of AAA is modified with the γ-carboxyl group of C-terminal Glu54 of a small protein, LysW, and the side-chain of AAA is converted to the lysyl side-chain in LysW-attached forms. Lysine is subsequently liberated from LysW/lysine-fusion. Recognition of the acidic globular domain of LysW by biosynthetic enzymes indicates that LysW acts as a carrier protein or protein scaffold of the biosynthetic enzymes in this system. This study reveals the previously unknown function of a small protein in the primary metabolism.

37001282
The Characteristics of the internal transport barrier under reactor relevant conditions in JT-60U weak shear plasmas
竹永　秀信;　大山　直幸;　浦野　創;　坂本　宜照;　朝倉　伸幸;　神谷　健作;　三代　康彦;　西山　友和;　笹島　唯之;　正木　圭;　神永　敦嗣;　市毛　尚志;　Bucalossi, J.*;　Marty, V.*;　井手　俊介;　小出　芳彦;　鎌田　裕;　JT-60チーム
Nuclear Fusion 49(7), p.075012_1-075012_11(2009) ; (JAEA-J 06302)

　JT-60Uにおいて弱磁気シアプラズマの内部輸送障壁(ITB)特性を、周辺粒子供給・電子加熱といった炉心条件下で調べた。最初に、高磁場側ペレット又は超音速分子ビーム(SMBI)のITB特性への影響を調べた。ペレットやSMBIによる周辺粒子供給でも中心のイオン温度は減少しており、減少幅はITB内側で増加した。入射周波数や侵入長を最適化することにより、減少したイオン温度が回復し高いペデスタル圧力と強いITBが維持された。その結果、周辺粒子供給でも、高密度領域において高閉じ込め状態を維持することに成功した。次に、電子サイクロトロン加熱による電子加熱時のITB特性を調べた。電子温度分布の硬直性が強い場合に、電子サイクロトロン加熱によりイオン温度ITBの劣化が観測された。この時、イオンの熱拡散係数は電子の熱拡散係数とともに増加しており、イオンと電子の熱輸送の関連を示している。一方、電子温度分布の硬直性が弱い場合には、イオン温度ITBは変化しないか、もしくはさらに成長することが観測された。イオン温度ITBが変化しない場合はイオン・電子の熱拡散係数の変化はともに小さく、イオンITBがさらに成長した時はイオン・電子の熱拡散係数はともに低減した。密度揺動レベルの変化は小さいが、イオン温度ITBが劣化する場合は密度揺動の径方向相関長が長く、変化しない場合は短くなっていることが観測された。このことは、密度揺動の変化を通してITBの特性が変化していることを示唆している。

37001283
The Slow-ground-motion monitoring based on the hydrostatic leveling system in J-PARC linac
森下　卓俊;　池上　雅紀*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 602(2), p.364-371(2009) ; (JAEA-J 06304)

　J-PARCリニアックでは運転の安定性向上のため大地の変動を計測するシステムを開発した。非接触の液面計をベースとし、遠隔で0.02mm/1mmの精度で校正できるものである。システムの応答時間は大地変動計測の時間分解能に相当するものであり、シンプルな流体モデルを構築してその応答時間を解析的に評価した。このモデルは多数の液面計が連結された複雑なネットワークに拡張されたものであり、解析結果はJ-PARCリニアックに設置されたシステムにおいて実測された応答時間とよく一致した。このシステムを用いてJ-PARCリニアックの大地変動を計測した結果、潮汐によると思われる周期的な変動が観測されている。さらに、この変動量は場所により異なり、地盤の不均一性によるものと考えられる。

37001284
Recent progress on Japanese voxel phantoms and related techniques at JAEA
斎藤　公明;　佐藤　薫;　遠藤　章;　木名瀬　栄
Nuclear Technology 168(1), p.213-219(2009) ; (JAEA-J 06305)

　日本原子力研究開発機構で開発してきた日本人ボクセルファントム,開発したボクセルファントムと結合して使用するモンテカルロ計算システムの構築,これらを用いて行った被ばく線量評価用の基礎データの計算、さらにはボクセルファントム技術を応用して開発してきた放射線治療用の線量計算システムに関する話題をまとめて発表する。この中で、最近特に進展した研究の例として、直立した人間のCTデータに基づいたファントムの開発とこれを用いた線量換算係数の特徴についての議論、並びにX線治療をネットワークで支援する線量計算システムIMAGINEの実証・検証試験の結果を取り上げて、それぞれ詳細な説明を行う。また、今後のボクセルファントム関連技術の動向について議論する。

37001285
Dynamic nuclear polarization system for the SANS-J-II spectrometer at JAEA
熊田　高之;　能田　洋平;　橋本　竹治;　小泉　智
Physica B; Condensed Matter 404(17), p.2637-2639(2009) ; (JAEA-J 06306)

　われわれは原子力機構JRR-3研究用原子炉付属SANS-J-II小角散乱装置に合わせた、動的核スピン偏極装置を開発した。本装置は磁場3.3Tesla,最低温度1.2K,マイクロ波周波数94GHzと、スペックは一般的なものであるが、2時間以内で試料交換を行えるなどの実用性を優先したものである。また、磁気レンズを用いた超小角散乱実験に合わせ、偏極可能な試料サイズを大きくするなど、SANS-J-IIの仕様に適合させている。本装置を用いて常磁性ラジカルTEMPOをドープしたポリエチレン試料中において核スピン偏極を行い、SANSの散乱パターンに顕著な核スピン偏極の影響を観測することに成功した。

37001286
First-principle electronic structure calculations for magnetic moment in iron-based superconductors; An LSDA + negative U study
中村　博樹;　林　伸彦;　中井　宣之;　奥村　雅彦;　町田　昌彦
Physica C 469(15-20), p.908-911(2009) ; (JAEA-J 06307)

　鉄系超伝導体における鉄原子の磁気モーメントの実験と理論での食い違いを解明するために、LaFeAsO_1-xF_x(x=0.0及びx=0.125)に対してLSDA+U法による第一原理計算により電子状態を求めた。結果として、母物質及びドープされた物質の両方においてUを負にすることによって実験をよく再現することを確認した。Uが負になる理由としてはLSDAで期待される以上に鉄原子の電子軌道においてはクーロン相互作用が遮蔽されていることが考えられる。どのような状態の場合にUを負にするのが有効であるかについても議論した。

37001287
First-principle calculation for the phonon structure on iron-based superconductors
中村　博樹;　林　伸彦;　中井　宣之;　町田　昌彦
Physica C 469(15-20), p.1024-1026(2009) ; (JAEA-J 06308)

　3つの典型的な鉄系超伝導物質(LaFeAsO, BaFe₂As₂, FeSe)に対して第一原理計算によるフォノンの解析を行った。3つの物質はそれぞれ別の結晶構造を持っているが、鉄原子に関する光学フォノンはよく似た分散を示していることを発見した。さらに、FeSeに対してはフォノンの圧力効果も計算した。圧力をかけることによって鉄を含む光学フォノンの振動数が上昇し、さらにはフェルミエネルギーでの状態密度の上昇も見られた。これらの結果は高圧化での超伝導転移温度の上昇と関係する可能性がある。

37001288
Simulation study for the orientation of the driven vortex lattice in an amorphous superconductor
中井　宣之;　林　伸彦;　町田　昌彦
Physica C 469(15-20), p.1106-1109(2009) ; (JAEA-J 06309)

　弱い磁束ピン止めが多く存在するアモルファス超伝導体では、磁束の配置はグラス構造を示す。しかし、電流を印加して磁束を駆動すると、磁束構造は運動する格子構造に変化する。この運動する磁束格子の配向は磁束ピン止めに影響を受けることが実験によって観測された。われわれはシミュレーションによる実験の再現、及びそのメカニズム解明を目的とした研究を行った。時間依存するギンツブルグ・ランダウ理論を用い、磁束ピン止めが多く存在する場合の電流駆動による磁束運動を数値的にシミュレーションした。そのシミュレーションの結果、弱い磁束ピン止めが多く存在する場合、運動する磁束格子は磁束の運動する方向に第2近接磁束があることがわかった。これは磁束ピン止めがない場合に対して30度回転している。運動する磁束格子の配向が磁束ピン止めの影響を受けるという実験結果を本研究のシミュレーションで再現した。

37001289
Impulsive stimulated Raman transition on the B state of iodine molecules via repulsive states
松岡　雷士;　横山　啓一;　横山　淳
Physical Review A 79(6), p.061404_1-061404_4(2009) ; (JAEA-J 06310)

　Impulsive Raman transition on the B³Π(0⁺_u) state of the iodine molecule is reported for the first time. Several ro-vibrational states in the B state are populated with the second harmonics of a Nd:YLF laser (≤250 ns, 527nm). The population alteration with Δ v=±1 and ±2 are induced with a Ti:Sapphire laser (～30fs, 780nm, 10¹²-10¹⁴ W/cm²) and detected by the B-X dispersed fluorescence spectrum. The alteration is attributed to the Raman transition on the basis of the spectral profile, the pressure dependence, and the laser power dependence. The observed Raman transition is concluded to be a continuum resonance Raman transition mediated by upper repulsive states. Competing dissociation and ionization processes are also discussed by analyzing the laser power dependence.

37001290
Application of photoelectron spectroscopy to the measurement of the flux of X-ray free-electron lasers irradiationg clusters or biomolecules
森林　健悟
Physical Review A 80(2), p.025403_1-025403_4(2009) ; (JAEA-J 06311)

　This paper elucidates the behavior of photo-electrons produced by high-intensity short-wavelength X-rays used to irradiate clusters or bio-molecules. Furthermore, the paper also proposes the measurement of the X-ray flux irradiating a cluster or a bio-molecule by using photo-electron spectroscopy. The minimum energy of the photo-electrons informs us of the X-ray flux for each size of targets. Further, the minimum energies approximated by a simple equation agree well with the calculation results for relatively small X-ray flux.

37001291
Fine structure of the magnetic-dipole-strength distribution in ²⁰⁸Pb
静間　俊行;　早川　岳人;　大垣　英明*;　豊川　弘之*;　小松原　哲郎*;　菊澤　信宏;　民井　淳*;　中田　仁*
Physical Review C 78(6), p.061303_1-061303_4(2008) ; (JAEA-J 06312)

　準単色な偏光γ線ビームを用いて、²⁰⁸PbのスピンフリップM1遷移強度の測定を行った。解析の結果、中性子放出のしきい値以下の7.1～7.4MeVにおいて、少なくとも7つのM1遷移を確認した。測定された全M1遷移強度は、これまでの報告値よりも大きくなることが明らかになった。また、自己無撞着な乱雑位相近似による計算値との比較を行い、実験結果をよく再現することがわかった。

37001292
Angular tunneling ionization probability of fixed-in-space H₂ molecules in intense laser pulses
Staudte, A.*;　Patchkovskii, S.*;　Pavičić, D.*;　赤木　浩;　Smirnova, O.*;　Zeidler, D.*;　Meckel, M.*;　Villeneuve, D. M.*;　Dörner, R.*;　Ivanov, M. Yu.*;　Corkum, P. B.*
Physical Review Letters 102(3), p.033004_1-033004_4(2009) ; (JAEA-J 06314)

　We propose a new approach to obtain molecular frame photoelectron angular distributions from molecules ionized by intense laser pulses. With our method we study the angular tunnel ionization probability of H₂ at a wavelength of 800 nm over an intensity range of 2-4.5×10¹⁴ W/cm². We find an anisotropy that is stronger than predicted by any existing model. To explain the observed anisotropy and its strong intensity dependence we develop an analytical model in the frame work of the strong field approximation. It expresses molecular ionization as a product of atomic ionization rate and a Fourier transform of the highest occupied molecular orbital filtered by the strong-field ionization process.

37001293
Spiral charge frustration in the molecular conductor (DI-DCNQI)₂Ag
妹尾　仁嗣;　求　幸年*
Physical Review Letters 102(19), p.196403_1-196403_4(2009) ; (JAEA-J 06315)

　擬1次元分子性導体(DI-DCNQI)₂Agにおけるスパイラル型の電荷フラストレーション効果を理論的に調べた。鎖間クーロン斥力におけるスパイラルフラストレーションがいかに解消され自己組織化された複雑な電荷格子秩序鎖を引き起こすかを明らかにする。これは最近の放射光X線散乱実験を説明し、他の未解決な実験データを説明することの可能性を示唆する。

37001294
Performance of extraction kicker magnet in a rapid cycling synchrotron
神谷　潤一郎;　高柳　智弘;　渡辺　真朗
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams 12(7), p.072401_1-072401_9(2009) ; (JAEA-J 06316)

　J-PARC RCSにおける出射キッカー電磁石は初期ビーム試験において性能通り3GeVビームの出射に成功し、現在通常運転を行っている。キッカーの運転パラメーターは、磁場測定及び電源の性能測定の結果からの値とよく一致している。磁場分布の一様性は、ビームを受け入れるのに十分な制度であった。また、ビームを用いたパルス磁場のフラットトップの測定を行い、補正後には十分一様性のあるフラットトップが得られていることがわかった。スイッチング素子として用いているサイラトロンについては、当初はプレファイヤが多発したが、リザーヴァ電圧の最適化により安定運転を行うことができるようになった。

37001295
Spatial structure of volume recombination in JT-60U detached divertor plasmas
藤本　加代子;　仲野　友英;　久保　博孝;　澤田　圭司*;　滝塚　知典;　川島　寿人;　清水　勝宏;　朝倉　伸幸
Plasma and Fusion Research (Internet) 4, p.025_1-025_7(2009) ; (JAEA-J 06317)

　体積再結合はダイバータ板への熱流速及び粒子束の減少に重要な役割を果たすため、非接触ダイバータプラズマにおける体積再結合の役割を解明することは、ITERや定常炉に向けた最重要研究課題のひとつである。本研究では、非接触ダイバータプラズマを2次元で計測することにより、電離及び再結合領域の空間構造を明らかにした。また、重水素バルマー系列線の発光強度を衝突放射モデルを用いて計算した発光強度と比較して、電子温度,電子密度及び原子密度を決定した。Lモードプラズマの非接触ダイバータプラズマを、約1cmの空間分解能で、2方向から92視線(縦60視線,横32視線)で分光計測した。分光器は350～800nmの観測波長帯域を持ち、全バルマー系列線を同時に測定することができる。内側非接触ダイバータプラズマでは内側ストライク点上部の広い領域に再結合領域が存在し、外側ダイバータ板に沿って電離領域が存在することがわかった。また、両側非接触ダイバータプラズマでは内側ストライク点上部の狭い領域と外側ストライク点近傍に再結合領域が存在することを明らかにした。

37001296
Developments of high power gyrotron and power modulation technique using the JT-60U ECRF system
小林　貴之;　寺門　正之;　佐藤　文明;　横倉　賢治;　下野　貢;　長谷川　浩一;　澤畠　正之;　鈴木　貞明;　平内　慎一;　五十嵐　浩一;　和田　健次;　鈴木　高志;　梶原　健;　春日井　敦;　坂本　慶司;　諫山　明彦;　松永　剛;　森山　伸一
Plasma and Fusion Research (Internet) 4, p.037_1-037_10(2009) ; (JAEA-J 06318)

　電子サイクロトロン加熱電流駆動は高効率電子加熱と、新古典ティアリングモード(NTM)抑制において重要な核融合プラズマ制御手法である。近年、JT-60Uの電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、高出力ジャイロトロン開発と出力変調技術開発に成功した。1.5MW, 1秒間の安定な発振が2007年に初めて実証された。空胴及びコレクターの温度上昇の評価を行い、1.5MWでのパルス幅伸張が、110GHzジャイロトロン改造管により可能である見通しを得た。加えて、NTMに同期した0.8MW, 5kHzの出力変調ECCDを実施した。NTM同期装置が期待どおりに動作し、JT-60UでのNTM抑制実験において重要な役割を果たした。これらの開発結果により、近い将来の電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、性能を向上させるための開発に重要な知見が得られた。

37001297
Synthesis of fluorinated polymer electrolyte membranes by radiation grafting and atom transfer radical polymerization techniques
Zhai, M.;　Chen, J.;　長谷川　伸;　前川　康成
Polymer 50(6), p.1159-1165(2009) ; (JAEA-J 06319)

　放射線グラフト法と原子移動ラジカル重合法を連続して行うことで、新たなるフッ素系高分子電解質膜の合成に初めて成功した。まず、臭素含有の全フッ素系グラフト鎖を放射線グラフト重合によりフッ素系高分子基材に導入した。次に、開始剤となる臭素,臭化銅,塩基触媒の組成を最適化することで、グラフト率100%以上でポリスチレンブランチを全フッ素系グラフト鎖上に構築した。熱重量分析より、フッ素系グラフト鎖はフッ素系高分子基材と相溶化するのに対し、ポリスチレンブランチはフッ素系グラフト鎖/高分子基材と相分離していることが確認できた。ポリスチレンをスルホン化することで、ナフィオンよりも高い導電性を示す電解質膜が調製できた。さらに、この電解質膜は従来の放射線グラフト法で作製した電解質膜よりも高い化学安定性を示した。

37001298
Thermo- and pH-responsive poly(A-ProOMe)-graft-poly (AAc) membrane for selective separation of metal ions
長谷川　伸;　大橋　仁;　前川　康成;　片貝　良一*;　吉田　勝
Polymer Journal 41(7), p.533-540(2009) ; (JAEA-J 06320)

　放射線を利用して温度とpH両方に応答するグラフトゲル膜を新たに作製し、Co, Niイオンに対するLiイオンの選択透過性を、それぞれの透過係数比(P_Li/Co P_Li/Ni)から評価した。水溶性モノマーのγ線照射によりグラフト重合と架橋が同時進行することを利用して、温度応答性ポリ(A-ProOMe)ゲル膜を得た。次に、pH応答性ポリアクリル酸(ポリAAc)をポリ(A-ProOMe)ゲル膜上にグラフト重合することで、温度とpH両方に応答するグラフトゲル膜を調製した。AAcグラフト率が15%の膜は30℃, pH6.0において最も高いCo, Niイオンに対するLiイオンの透過係数比、P_Li/Co=2.8とP_Li/Ni=3.5を示した。Liイオンの選択透過性を示したグラフトゲル膜の電子顕微鏡観察から、温度応答性マトリックスに囲まれたポリ(AAc)がイオンチャンネルとなること、その隣接したカルボキシル基の金属イオンとの相互作用が、その選択透過に重要であることが明らかとなった。

37001299
Characteristics study of clear polymethylmethacrylate dosimeter, Radix W, in several kGy range
清藤　一;　市川　達也*;　金子　広久;　佐藤　良成*;　渡辺　宏*;　小嶋　拓治
Radiation Physics and Chemistry 78(5), p.356-359(2009) ; (JAEA-J 06321)

　Basic characteristics of Radix W, a commercially available undyed polymethylmethacrylate (PMMA) dosimeter conventionally used by read-out at 320 nm, ware studied in the dose range of 0.5-8 kGy, for its wide application especially to the evaluation of the sterilization dose and the quality assurance of food irradiation. The characteristics of dose response, the effect of irradiation temperature, and its stability after irradiation were examined over candidate readout wavelengths of 270-320 nm. The dose response readout at shorter wavelength is higher than that at longer wavelength, and 280 nm is the suitable readout wavelength for measurement of dose range of 0.5-8 kGy. The post-irradiation stability of dose response for 6 kGy is less than 1% within 24h after irradiation at irradiation temperature of 20 ℃. As irradiation temperature is higher, dose response is higher at irradiation temperatures in the range of -40 to 20 ℃.

37001300
Transient absorption measurement system using pulsed energetic ion
田口　光正;　Baldacchino, G.*;　倉島　俊;　木村　敦;　須郷　由美;　勝村　庸介*;　広田　耕一
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1169-1174(2009) ; (JAEA-J 06322)

　材料や生物分野において非常に強力なツールとして期待されている高エネルギー重イオンの特異的な照射効果は、重イオン飛跡周りの高密度で不均一な活性種の生成及び反応が原因と考えられている。この活性種を時間分解で定性・定量的に解析するために、パルス重イオン照射下での時間分解分光測定システムを構築した。イオン源で発生した低エネルギーの重イオンを、パルスジェネレーターからの信号によりチョッパーを高精度に制御しパルス化した後、サイクロトロンで高エネルギーに加速し、大気中にて金属セルに封入した水溶液試料に照射した。観測光は、試料セルのイオン照射位置に調整し、フォトダイオードにより検出した。KSCNを超純水に溶解したものを試料とし、220MeV C⁵⁺イオンを照射したところ、照射直後の観測光強度の変化から、KSCN水溶液中に生じたOHラジカルとSCN^-の反応により生じた(SCN)₂^-に由来する吸光度が得られた。現在のところ、H(20MeV/u), He(12.5MeV/u), C(18.3MeV/u)及びNe ion(17.5MeV/u)の照射が可能であり、測定感度は1E-5レベルである。

37001301
Development of a thermal neutron-sensitive liposome for a novel drug delivery system aiming for radio-chemo-concurrent cancer therapy
赤松　憲
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1179-1183(2009) ; (JAEA-J 06323)

　熱中性子照射によって破壊される熱中性子感受性リポソームを開発する。腫瘍に蓄積した熱中性子感受性リポソームが熱中性子により破壊されて、封入した抗癌剤が放出されるような薬物放出制御システムを構築する。リポソーム破壊に最も寄与する化学種は、水の放射線分解物である・OHと予想した。その仮説に従い、まず実験室光源である軟X線を用いてリポソームの脂質組成と放射線感受性の関係を調べた。軟X線を用いた実験で得られた結果をもとに、ホウ素化合物と抗癌剤を封入したリポソームを作製し、中性子照射による抗癌剤の放出性を調べた。軟X線を用いた基礎検討により、3成分系リポソームの放射線感受性は、(1)リポソーム懸濁液の濃度,(2)リポソーム脂質組成,(3)線量率の影響を大きく受けることが明らかとなった。(1)(2)(3)を最適化した結果、100Gy未満の線量で破壊されるリポソームを構築することができた。基礎検討をもとに作製したリポソームにホウ素化合物及び抗癌剤カルボプラチンを封入し、ホウ素中性子捕捉反応による抗癌剤放出性を調べた。その結果、照射により抗癌剤の放出速度が有意に上昇することが明らかとなった。

37001302
Applicability of convex hull in multiple detector response space for neutron dose measurements
橋本　周;　飯本　武志*;　小佐古　敏荘*
Radiation Protection Dosimetry 136(1), p.1-10(2009) ; (JAEA-J 06324)

　中性子場の変動に柔軟に対応する新しい中性子線量測定手法が、原子力機構で開発されている。これは、複数検出器の出力で定義される応答空間の閉凸空間を用いて中性子線量評価を行う多検出器法(1970年代に最初に紹介された)を適用するものである。閉凸空間は、入射中性子スペクトルに対応した中性子線量の取り得る範囲を与えるものである。この手法の実現性について、混合ガス比例計数管の応答シミュレーションを用いて検証した。単色中性子は、この閉凸空間を描き出すのに、原理的に適しているとみなされた。また、例えば、核分裂中性子を起源として理論的に導き出された中性子スペクトルのような、あらかじめわかっている物理的に可能性のある入射中性子の情報を考慮すると、閉凸空間は大幅に縮小できることが示された。

37001303
Induction of DNA strand breaks, base lesions and clustered damage sites in hydrated plasmid DNA films by ultrasoft X rays around the phosphorus K edge
横谷　明徳;　Cunniffe, S. M. T.*;　横谷　立子;　小林　克己*;　O'Neill, P.*
Radiation Research 172(3), p.296-305(2009) ; (JAEA-J 06325)

　リンK殻共鳴吸収により生じるDNA損傷である鎖切断,塩基損傷及びこれを含むクラスター損傷の水和依存性を調べた。試料には乾燥及び高水和状態のpUC18プラスミドDNAを用いた。塩基損傷は、塩基除去修復酵素であるNthあるいはFpgをプローブとして用い、これらが塩基損傷を除去した際に付加的に生じる鎖切断として観測した。いずれの損傷も、リンの共鳴励起エネルギーでその収量が低下した。これはリンのK殻共鳴により生じるLMMオージェ電子(～120eV)など低速の2次電子の極めて飛程が短いため、それが生じた部位のごく近傍に損傷を集中させるため検出できないより複雑な損傷が生成していると考えられる。また高水和DNAの方がクラスター損傷の指標となる酵素処理で付加的に生じるDNA2本鎖切断頻度を増加させたことから、低速2次電子だけでなく周囲の水分子も重要な役割を果たしていると考えられる。

37001304
Development of soft X-ray multilayer laminar-type plane gratings and varied-line-spacing spherical grating for flat-field spectrograph in the 1-8 keV region
小池　雅人;　石野　雅彦;　今園　孝志;　佐野　一雄*;　笹井　浩行*;　畑山　雅俊*;　竹中　久貴*;　Heimann, P. A.*;　Gullikson, E. M.*
Spectrochimica Acta, Part B 64(8), p.756-760(2009) ; (JAEA-J 06326)

　1～8keV領域で高回折効率を呈するW/CとCo/SiO₂多層膜ラミナー型平面回折格子(刻線密度1200本/mm)を開発した。Co/SiO₂回折格子においては4,6keVでそれぞれ0.41, 0.47、W/C回折格子においては8keVで0.38の高い回折効率を観測した。この特長を利用して1.7keV領域で用いることができる平面結像型分光器用としてMoSiO₂多層膜を蒸着したラミナー型不等間隔溝球面回折格子を開発した。0.9～1.8keVでの回折効率は0.05～0.20であった。また、Hf-Mα₁(1644.6eV), Si-Kα₁(1740.0eV), W-Mα₁(1775.4eV)の半値全幅は13.7eV, 8.0eV, 8.7eVであった。このことにより、1～8keV領域での多層膜ラミナー型回折格子の高回折効率性を実証したのみならず数keVでの平面結像型回折格子分光器の利用を可能とした。

37001305
軟X線磁気円二色性による希薄磁性半導体Ga_1-xMn_xAsのMnイオンの磁気的相互作用の研究
竹田　幸治;　小林　正起*;　岡根　哲夫;　大河内　拓雄*;　岡本　淳*;　斎藤　祐児;　小林　啓介*;　山上　浩志;　藤森　淳*;　田中　新*;　岡林　潤*;　尾嶋　正治*;　大矢　忍*;　Hai, P. N.*;　田中　雅明*
放射光 22(4), p.202-209(2009) ; (JAEA-J 06327)

　SPring-8 BL23SUで改良・整備を進めてきた軟X線磁気円二色性装置を用いて、希薄磁性半導体Ga_1-xMn_xAsのMn元素の磁気的特性を系統的な温度・磁場依存性測定を行って調べた。その結果、Gaと置換されたMnイオンと結晶格子の隙間に入り込んだMnイオンの間には反強磁性相互作用が存在しており、キュリー温度と結晶格子の隙間に入り込んだMnイオンの量とは明らかに相関していて、Gaと置換されたMnイオンの強磁性秩序を結晶格子の隙間に入り込んだMnイオンが阻害していることがわかった。

37001306
巨大アセンブリ構造解析のためのマトリクス連成フレームワークの基礎的検討
山田　知典
計算工学講演会論文集 14(1), p.247-248(2009) ; (JAEA-J 06329)

　原子力プラント等の重要施設の健全性評価のため大規模有限要素法解析に大きな期待が寄せられており、原子力機構では原子力プラント全体の耐震シミュレーションを実行可能な3次元仮想振動台の構築を行っている。原子力プラントは多くの部品から成り立っており、これらの部品の動的挙動を連成させ全体シミュレーションを行う必要がある。また、実稼働中の原子力プラントを取り扱うためには熱,流体等の効果を考慮したマルチフィジックスシミュレーションへの展開も期待されている。本研究では高並列環境において各部品ごとに独立に生成された剛性行列を強に連成させ、連立一次方程式ソルバーの求解を行う解析プラットフォームについて基礎的検討を行う。

37001307
動学的応用一般均衡モデルによる高速増殖炉サイクルの導入影響評価手法の開発
塩谷　洋樹;　小野　清
日本原子力学会和文論文誌 8(2), p.165-183(2009) ; (JAEA-J 06330)

　FBRサイクルを導入したときの長期的な社会経済的影響を評価するため、電力部門を詳細化してFBRサイクルを含む発電技術を明示的に取り扱える動学的一般均衡モデルを開発した。動学化にあたっては、国際投資による資本蓄積をモデル化するとともに長期的にのみ均衡状態に移行する不均衡アプローチを用いた。電力部門の詳細化においては、技術バンドルの考え方を用いた。これらの改良作業により、各国・地域における電源構成変化,電力価格,生産量や各産業の生産規模,GDPへの影響を評価可能となった。2050年にFBRを導入した場合、我が国におけるGDPへの影響は、2200年までの累積で約45兆円,世界全体では約460兆円程度と算出された。

37001308
原子力をめぐるマスメディア報道
佐田　務
日本原子力学会誌 51(9), p.686-688(2009) ; (JAEA-J 06332)

　新聞やテレビなどのマスメディアは原子力について、マイナスの側面だけを強調して報道することがある。また原子力に携わる人の間では、そのような報道が、原子力に対する世論醸成に悪い影響を与えるとの懸念が示されることがある。しかしながらマスメディアのそうした姿勢の背景には、原子力が持つ固有の要因や、それをとりまく社会状況がかかわる。さらにそこにはメディア側と、メディアに対する原子力関係者の間の認識のずれの問題もひそむ。ここではラスウェルのモデルなどをもとに、こうした原子力をめぐるマスメディア報道の構造と、それをめぐる状況の一端を分析する。

37001309
レーザー駆動超小型粒子線発生装置の医療応用に向けた研究開発
大道　博行
応用物理 78(6), p.518-522(2009) ; (JAEA-J 06333)

　最近の超短パルス超高強度レーザーにより超小型レーザー駆動粒子線発生装置の研究開発が各国で活発になっている。本小論ではこの装置開発に関連するレーザーによる粒子加速用プラズマの生成法,粒子加速機構,出射粒子線の性質などを筆者らの研究成果を中心に紹介した。また医療用粒子線までの開発課題,治療用粒子線を用いた医療側との共同実験なども簡単に紹介した。

37001310
トカマク,ST装置におけるECH・ECCDの進展
諫山　明彦;　田中　仁*
プラズマ・核融合学会誌 85(6), p.357-367(2009) ; (JAEA-J 06334)

　本論文は、プラズマ核融合学会誌の小特集「核融合プラズマにおける電子サイクロトロン加熱・電流駆動の進展」の一部である。本章では、トカマク及び球状トカマク(ST)装置における最近の電子サイクロトロン加熱(ECCD)/電流駆動(ECCD)の進展について記述している。トカマクにおける結果としては、ITER等においても重要になると考えられるトピックスとして、新古典テアリングモードや鋸歯状振動等の不安定性の制御,電流分布・内部輸送障壁・回転分布への影響,プラズマ着火・立ち上げ・放電洗浄を紹介する。またST装置における結果として、中心ソレノイドコイルを用いないECH/ECCDによるSTの起動や、最近注目されているトカマク/STにおけるバーンスタイン波加熱・電流駆動の結果を紹介する。

37001311
Effects of weld-overlay cladding on the structural integrity of reactor pressure vessels during pressurized thermal shock
西川　弘之;　勝山　仁哉;　鬼沢　邦雄
溶接学会論文集(インターネット) 27(2), p.245s-250s(2009) ; (JAEA-J 06338)

　原子炉圧力容器の内表面には耐食性向上のためステンレス鋼が肉盛溶接される。残留応力を除去するため溶接後熱処理を施すものの、母材と溶接金属の熱膨張係数の差異により、肉盛溶接部には降伏応力に近い引張応力が生じる。残留応力は加圧熱衝撃時における原子炉圧力容器の構造健全性に影響を及ぼすと考えられる。本研究では、原子炉圧力容器肉盛溶接部に存在する溶接残留応力を、汎用有限要素解析コードABAQUSを用いた熱弾塑性クリープ解析により求めた。また、構造健全性に関しては、PTS時の応力拡大係数(K値)を確率論的破壊力学解析コードPASCAL2の影響関数法を用いて算出し、肉盛溶接の影響を検討した。その結果、肉盛溶接を考慮した場合のK値は、肉盛溶接を考慮しない場合に比べて高くなることが示された。また、原子炉圧力容器の構造健全性評価時の温度裕度に関して肉盛溶接の影響を評価したところ、本研究で想定した初期き裂等の条件ではその影響は小さく、現状の構造健全性評価手法で用いられているマージンの範囲内であることがわかった。

37001312
Hollow atom production due to high intensity X-ray sources irradiating clusters and its applications
森林　健悟
AIP Conference Proceedings 1153 , p.236-246(2009) ; (JAEA-J 06339)

　We show the mechanism of the production of hollow atoms and the behavior of photo-electrons produced by high intensity X-rays irradiating a cluster or a bio-molecule. It is found that the ratio of the number of fluorescent X-ray photons from the hollow atoms to that from the singly inner-shell ionized atoms is in proportion to the X-ray flux irradiating these atoms. This ratio also may be used for the measurement of the X-ray flux. Furthermore, we have found that photo-electron spectroscopy produced by high intensity X-ray sources depends on the X-ray flux and the sizes of the targets. We also propose the measurement of the X-ray flux irradiating a cluster or a bio-molecule by using photo-electron spectroscopy for high intensity X-ray sources. The minimum energy of the photo-electrons informs us of the X-ray flux for each size of targets.

37001313
Development of planar devices using low-loss materials
伊藤　直樹*;　間瀬　淳*;　近木　祐一郎*;　瀬古　典明;　玉田　正男;　坂田　栄二*
Proceedings of 11th IEEE International Conference on Communication Technology (ICCT 2008) , 3p.(2008) ; (JAEA-J 06340)

　ミリ波車載レーダやマイクロ波・ミリ波イメージングシステムの高性能化には、効率の良い小型平面デバイスの開発が不可欠であり、アンテナ基板として、低損失材料としてフッ素樹脂(PTFE)材料の使用を図ってきた。しかし、フッ素基板と導体パターンの付着力が低いことと基板上に形成可能な導体回路パターンの形状に関する問題があった。そこで、PTFEの表面に放射線グラフト処理を行うことで、低損失高周波デバイスの実現を図った。その結果、PTFEと銅箔の剥離強度を約4倍改善できた。

37001314
Inspection of the steam generator heat transfer tubes for FBR Monju restart
高橋　健司;　椎名　章;　鬼沢　卓広;　井場木　昭治;　山口　智彦;　田川　明広
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM) , 9p.(2009) ; (JAEA-J 06341)

　日本の高速増殖原型炉「もんじゅ」は1995年のナトリウム漏洩事故以来、初めて運転再開するが、運転前に長期間停止していた機器の健全性を確認することが必要である。蒸気発生器(SG)伝熱管については、起こりうる劣化事象を検討した結果、長期保管による腐食減肉のないことを確認することで健全性を担保できることがわかった。しかし、既に据え付けられたSG伝熱管の全長の腐食減肉を直接測定する方法はないことから、3つの試験(ECT(Eddy Current Test),目視試験,漏洩試験)結果を総合的に判断し、伝熱管の健全性を確認した。3つの試験方法は、各々伝熱管の腐食減肉を直接測定はできないが、ECTにより、全長の局所減肉を、目視試験により、全面腐食とU字管の腐食を、漏洩試験によりピンポールの有無を確認することができる。これら3つの試験結果を総合評価し、伝熱管に有為な減肉と貫通欠陥がないことが確認できた。

37001315
Development of observation techniques in reactor vessel of experimental fast reactor Joyo
高松　操;　今泉　和幸;　長井　秋則;　関根　隆;　前田　幸基
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 06342)

　高速実験炉「常陽」では、炉内干渉物対策の一環として、ビデオカメラを用いた炉心構成要素頂部の観察,ファイバースコープを用いた炉心上部機構下面の観察を実施した。炉心構成要素頂部の観察は、回転プラグの炉内検査孔上にデジタルビデオカメラを設置した簡易なシステムにより実施した。炉心構成要素頂部に異物や損傷がないことを確認するとともに、当該システムが約1mmの分解能を有することを実証した。炉心上部機構下面の観察においては、UCS下面と炉心構成要素頂部の間隙約70mmにファイバースコープを挿入する観察装置を新規に開発し、UCSの下面を観察した。本装置により、厚さ約0.8mmの整流格子を判別し、UCS下面の状況を把握することができた。これらの観察により、高速炉の炉容器内観察・補修技術の高度化に資する有用な知見を得ることができた。

37001316
Analytical study of the relaxation of welding residual stress by excessive loading for austenitic stainless steel piping welds
勝山　仁哉;　鬼沢　邦雄
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06343)

　オーステナイト系ステンレス鋼管溶接継手部における応力腐食割れ(SCC)の重要な駆動力である溶接残留応力に関して、地震等の弾性域を超える荷重が負荷された際の残留応力状態の変化を解析により評価した。配管突合せ溶接部を含む三次元有限要素モデルを用い、溶接により発生する残留応力を求めた後、地震荷重を模擬した曲げ及び単軸方向の荷重を変化させて解析を実施した。その結果、曲げ荷重の場合は曲げ方向に平行方向断面、単軸方向の場合は全断面において、それぞれ荷重の増加に伴い、残留応力の緩和量は増加することがわかった。この残留応力の解析結果に基づき、地震のような過大荷重はSCC進展速度を低下させる効果があることを明らかにした。

37001317
Validity of the master curve temperature dependence assumption for highly embrittled RPV materials; Results from the IAEA Coordinated Research Project (CRP-8)
Planman, T.*;　鬼沢　邦雄;　Server, W.*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06344)

　原子炉圧力容器鋼等の破壊靱性遷移曲線の形状(温度依存性)については、マスターカーブ法が規定された当初から議論がなされてきた。多くの場合、形状を一定と仮定した標準マスターカーブ法は高脆化材に対しても成り立つことが示されている。IAEA協力研究CRP-8では、関連する最新データの収集・分析を行い、MC法の規定されたASTM E1921規格が照射材に対しても妥当性であり修正不要であることを検討した。CRP-8では、形状変化に対するパラメータ評価法を提案するとともに、非均質材に対しては保守的評価のためSINTAP法の適用を推奨した。この分析結果から、照射によりわずかに曲線が低くなる傾向にあるが、通常程度の脆化では無視できることを示した。

37001318
Study on factors important to structural integrity of reactor pressure vessel during PTS with regard to fracture probability
鬼沢　邦雄;　松澤　寛*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06345)

　加圧熱衝撃(PTS)時の原子炉圧力容器の構造健全性は、破壊靱性,荷重条件,照射脆化等の重要因子を考慮して破壊力学解析手法により決定論的に評価される。確率論的破壊力学に基づく解析コードPASCAL2を用いて、原子炉圧力容器の破損確率を指標としてこれらの重要因子の評価を行った。各因子に対する感度解析の結果から、破壊靱性曲線については高温域における曲線形状の相違が大きく破壊確率に影響することが示された。新照射脆化予測法は若干高めの破壊確率を与えること、PTS解析時の熱伝達係数や肉盛溶接残留応力もある程度破壊確率に影響を及ぼすことが示された。また、関連温度シフトに対する不確かさについて、マージンを用いた現行の決定論的手法とバラ付を考慮した確率論的手法について比較検討を行った。

37001319
Development of a material strength standard for Japanese demonstration fast breeder reactor
鬼澤　高志;　永江　勇二;　若井　隆純;　浅山　泰
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06346)

　本論文では、2025年頃の運転開始を予定している実証炉構造材料に適用予定の新材料の基準化におけるJAEAの方針について検討を実施した。実証炉構造材料には、炉容器及び炉内構造物に316FRを、冷却系全般に改良9Cr-1Mo鋼を採用予定である。316FRは、JISのSUS316の規格成分範囲内で開発したオーステナイト系ステンレス鋼であり、日本の規格に規格化されていない。改良9Cr-1Mo鋼はORNLで開発されたASME Gr.91材であり、ASMEやASTMに規格化されているものの、日本の規格には規格化されていない。そのため、高速炉構造材料に採用するためには材料の規格化が必要である。これらのことから、実証炉用材料強度基準開発における課題と開発方針を検討した。

37001320
A Study of redistribution of residual stress and hardness due to welding and surface-machining at girth welded joint
望月　正人*;　勝山　仁哉;　伊原　涼平*;　森　裕章*;　三上　欣希*;　鬼沢　邦雄
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06347)

　炉心シュラウド及び再循環系配管突合せ溶接部等において、溶接や加工による引張残留応力の存在する内表面で応力腐食割れ(SCC)が検出されている。SCCに影響を及ぼす残留応力と加工硬化は、溶接及び溶接施工の前後に実施する表面工により発生することが知られている。これらの重畳効果はSCC発生を促進する可能性がある。そこで本研究では、溶接及び表層機械加工により生じる残留応力及び硬さについて、実験による評価を行った。また、解析により残留応力の発生挙動とその機構について検討を行った。その結果、表面機械加工を経て溶接を行った場合、残留応力及び硬化は溶接の影響を強く受けるものの、表面加工の影響は消失することがわかった。また、溶接後に表面機械加工を施す場合、残留応力は加工の影響を受けるが、それは表面近傍に限定されることが示された。

37001321
Fracture estimation method for pipe with multiple circumferential surface flaws
Li, Y.*;　長谷川　邦夫*;　鬼沢　邦雄;　下元　正義*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 9p.(2009) ; (JAEA-J 06348)

　供用期間中検査において、原子力発電所のステンレス鋼管にき裂が検出された場合、日本機械学会維持規格S-NA-1-2004や米国ASMEコードSec.XIに規定されている破壊評価法を用いて健全性評価が行われる。しかしながら、実際に検出される応力腐食割れでは、複数のき裂が検出されるにもかかわらず、これらの規格では単一のき裂が存在する場合の破壊評価法のみが規定されている。本報では、配管の同一断面に、任意の数・大きさの独立したき裂が存在する場合における破壊評価法を提案する。この提案法について、実験結果との比較により検証を行うとともに、数値計算によりその有効性を示した。

37001322
Experimental and analytical studies on the effect of excessive loading on fatigue crack propagation in piping materials
山口　義仁;　勝山　仁哉;　鬼沢　邦雄;　杉野　英治*;　Li, Y.*;　矢川　元基*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 9p.(2009) ; (JAEA-J 06349)

　耐震設計審査指針の改定に伴い、設計基準地震動を超えるような大きな地震動に対する残余のリスクの評価が求められている。また、新潟県中越沖地震では設計基準地震動を上回る大きさの地震が発生した。このため、SCCや疲労き裂を有する配管に負荷される過大な地震荷重の影響評価が必要である。き裂進展に及ぼす過大荷重の影響として、き裂進展速度の遅延が知られている。そこで、本研究では、沸騰水型原子力発電所の配管系で用いられる炭素鋼(STS410)とオーステナイト系ステンレス鋼(SUS316)について、実験及びFEM解析により、過大荷重によるき裂進展遅延効果の定量評価を行った。また、これらの結果を踏まえた決定論的解析及び確率論的破壊力学(PFM)解析により、大地震時におけるき裂進展及び破壊に及ぼす過大荷重の影響を評価した。決定論的き裂進展解析からは、SUS316と比較してSTS410において、き裂進展遅延効果が大きく現れることが示された。PFM解析では、破壊確率に与える地震時のき裂進展遅延の影響を検討した。

37001323
Final results of an analytical round robin exercise to support constraint effects
Scibetta, M.*;　Altstadt, E.*;　Callejas, R.*;　Lee, B.*;　三浦　直樹*;　鬼沢　邦雄;　Paffumi, E.*;　Serrano, M.*;　Tatar, L.*;　Yin, S.*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 11p.(2009) ; (JAEA-J 06350)

　国際原子力機関(IAEA)では、軽水型原子炉圧力容器への破壊靱性マスターカーブ法の適用に関する課題解決のため、国際協力研究(CRP)を行っている。このCRPにおける課題1では、マスターカーブ法により予き裂付シャルピー(PCC)試験片から参照温度T0を決定するための課題に着目し、破壊靱性試験及び解析を実施した。ラウンドロビン解析では、き裂先端近傍の応力・ひずみに着目して弾塑性有限要素法解析を用いた。ラウンドロビン解析には、9か国から10機関が参加し、浅いき裂と深いき裂を有する試験片の3次元モデルを作成して解析を行った。解析コードや解析者の相違の影響は比較的小さく、深いき裂と比較した場合、浅いき裂の試験片の方が拘束効果に対する感受性が高いことが示された。また、破壊靱性参照温度の観点では、き裂深さの影響は約40℃となることが示された。

37001324
IAEA coordinated research project on master curve approach to monitor fracture toughness of RPV steels; Final results of the experimental exercise to support constraint effects
Nanstad, R.*;　Brumovsky, M.*;　Callejas, R.*;　Gillemot, F.*;　Korshunov, M.*;　Lee, B.*;　Lucon, E.*;　Scibetta, M.*;　Minnebo, P.*;　Nilsson, K.-F.*;　三浦　直樹*;　鬼沢　邦雄;　Planman, T.*;　Server, W.*;　Burgos, B.*;　Serrano, M.*;　Viehrig, H.-W.*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM) , 13p.(2009) ; (JAEA-J 06351)

　国際原子力機関(IAEA)では、軽水型原子炉圧力容器への破壊靱性マスターカーブ法の適用に関する課題解決のため、国際協力研究(CRP)を行っている。このCRPにおける課題1では、マスターカーブ法により予き裂付シャルピー(PCC)試験片から参照温度T₀を決定するため、課題に着目し、破壊靱性試験及び解析を実施した。試験参加機関は、数種の試験片形状で、幾つかの鋼材を用い、さまざまな条件下で破壊靱性試験を実施した。得られた結果について、参照温度T₀に関して、試験片形状と寸法の観点で比較が行われた。この結果から、PCC試験片を用いた際のT₀と大型試験片のT₀とのバイアスは、既往の文献における他の鋼材でのバイアス(-11℃から-45℃)と比較して、それほど大きくないことが示された。また、この知見は、バイアスの大きさやばらつきは試験鋼材に依存するという知見と一致した。

37001325
Super ODS steels R&D for fuel cladding of next generation nuclear systems, 4; Mechanical properties at elevated temperatures
古川　智弘;　大塚　智史;　井上　賢紀;　奥田　隆成*;　阿部　冨士雄*;　大貫　惣明*;　藤澤　敏治*;　木村　晃彦*
Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM) , p.9221_1-9221_7(2009) ; (JAEA-J 06352)

　われわれの研究グループでは、重金属冷却高速増殖炉及び超臨界水冷却高速増殖炉用の燃料被覆管として、優れた高温強度と高耐食性の両方を兼ね備えた酸化物分散強化型フェライト鋼(スーパーODS鋼)の開発を進めている。本報では、開発中のスーパーODS鋼の高温における機械的強度特性について評価した結果について報告する。

37001326
Study of an aqueous process using hydrochloric acid for radioactive waste containing uranium
大橋　裕介;　綱嶋　康倫;　村田　雅人
Proceedings of 2nd International Conference on Sustainable Development through Nuclear Research and Education (Nuclear 2009) (CD-ROM) , p.161-168(2009) ; (JAEA-J 06353)

　ウランの精錬転換技術の開発により、約1500トンの固体ウラン廃棄物が発生しており、人形峠で保管されている。そのうちフッ化カルシウム系廃棄物は最大で20%のウランを含有し、また使用済みNaFについては最大30%のウランを含有している。これらは浅地中処分が可能なように、ウランを回収する必要がある。塩酸による処理の結果、CaF₂系廃棄物は塩酸に99.8%溶解し、NaF廃棄物は100%溶解した。また、ウランはCaF₂溶液及びNaF溶液から選択的に回収され、回収率はそれぞれ98%及び99.7%であった。この結果よりこれらの廃棄物は合理的に処分できることがわかった。

37001327
Fracture resistance of silicon carbide composites using various notched specimens
野澤　貴史;　谷川　博康;　Park, J.-S.*;　香山　晃*
Proceedings of 33rd International Conference on Advanced Ceramics and Composites (CD-ROM) , p.65-76(2009) ; (JAEA-J 06354)

　SiC/SiC複合材料はさまざまなエネルギー産業における有力な材料である。実用化に向けた主要な項目に、擬延性複合材料の設計基準の開発がある。そのため、亀裂進展挙動の解明は必須である。このような背景のもと、複合材料の破壊抵抗の定義は重要で、本論文ではさまざまなノッチ試験片を用いて評価する。初期検討により、非線形破壊力学を主体とした破壊抵抗の解析法の高度化を実施した。本解析法により、非可逆エネルギーの寄与を分離評価することが可能となった。本手法をナノインフィルトレーション遷移共晶相で作製されたSiC/SiC複合材料に適用したところ、(1)ノッチ鈍感性,(2)有意な試験片サイズ効果がないこと,(3)優れた亀裂抵抗が明らかとなった。

37001328
Research and development of crystal purification for product of uranium crystallization process
矢野　公彦;　中原　将海;　中村　雅弘;　柴田　淳広;　野村　和則;　中村　和仁*;　田山　敏光;　鷲谷　忠博;　近沢　孝弘*;　菊池　俊明*;　平沢　泉*
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.143-150(2009) ; (JAEA-J 06355)

　The behaviors of impurities and applicability of sweating and melting-filtration operations to the purification for UNH crystal were investigated experimentally on a beaker and an engineering scale. With regard to behaviors of impurities, the conditions of cesium and barium precipitation were surveyed and it was clarified that there were most impurities on the outside of UNH single crystal and that they make no eutectoid with UNH. On the other hand, it is confirmed that sweating and melting-filtration operations were effective in principle by the experiment with uranium and simulated FP system. After that, its effects verified by beaker scale experiments with the system including plutonium and irradiated fuel. Additionally, engineering scale tests were carried out with a Kureha Crystal Purifier (KCP) type testing device to evaluate that its performance was suitable for UNH purification. This work was supported by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan (MEXT).

37001329
Adsorbents development for extraction chromatography on Am and Cm separation
駒　義和;　佐野　雄一;　森田　泰治;　朝倉　俊英
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.1056-1060(2009) ; (JAEA-J 06356)

　使用済高速増殖炉燃料の再処理システムの一部として高酸性溶液からのアクチニド(III) (An(III))のクロマトグラフィー技術を研究している。クロマトグラフィー吸着材は多孔質シリカ支持体に溶媒抽出で用いる抽出剤を保持したものである。幾つかの抽出剤(CMPO, TODGA, HDEHP及びBTP)を2段階のフローシート(An(III)/ランタニド(Ln) (III)回収とAn(III)/Ln(III)分離)に用いることについて調べた。CMPOとTODGA吸着材は、Am, Cm及び核分裂生成物元素のクロマトグラムからAn(III)-Ln(III)回収の潜在的な候補であり、HDEHP及びBTP吸着材はAn(III)/Ln(III)分離のそれである。抽出剤を除去し再び保持した再生吸着材は元と同じ吸着特性を示した。

37001330
Development and verification of a migration model for minor actinide redistribution
小澤　隆之;　加藤　正人
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.2036-2044(2009) ; (JAEA-J 06357)

　マイナーアクチニドのひとつであるアメリシウムはMOX燃料中でプルトニウムとともに径方向に再分布することが、照射後MOX燃料の照射後試験で確認されている。このようなアメリシウムやプルトニウムの再分布挙動をモデル化することは、MOX燃料の熱伝導度や融点といった熱物性に影響を及ぼすことから燃料設計上重要である。そこで、ここでは、固相内の熱拡散と気泡内の蒸気輸送を考慮した再分布モデルを開発し、常陽で行った2%Np-2%Am-MOX燃料の照射試験結果を用いて検証した。その結果、ここで開発したアメリシウム及びプルトニウムの再分布モデルによる径方向分布の計算値は、照射後試験結果として得られている実測値とよく一致する結果が得られることを確認した。

37001331
1/1.8縮尺部分モデルによるナトリウム冷却高速炉内ガス巻込み現象に関する実験研究
江連　俊樹;　木村　暢之;　宮越　博幸;　上出　英樹
第14回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集 , p.423-424(2009) ; (JAEA-J 06358)

　ナトリウム冷却型高速炉における炉容器内の自由液面からのガス巻込み現象評価を目的として、炉容器上部プレナム液面付近を縮尺比1/1.8で模擬した部分モデル試験装置を用いて水試験を実施した。本試験装置を用いて、実機起動時で予想されるガス巻込み発生形態及び発生条件を把握した。その結果、実機ではガス巻込みを抑制できる見通しを得た。また、ガス巻込みが発生しない条件では下降流速が液面まで到達しないことにより、ガス巻込みが抑制されることを示した。

37001332
大型ナトリウム冷却高速炉(JSFR)の自然循環崩壊熱除去に関する試験研究
上出　英樹;　宮越　博幸;　渡辺　収*;　江口　譲*;　古賀　智成*
第14回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集 , p.427-428(2009) ; (JAEA-J 06359)

　大型ナトリウム冷却高速炉の実用化を目指し、完全自然循環方式の崩壊熱除去システムについて、試験と解析を組合せた研究開発を進めている。試験では1次主冷却系の自然循環に関する縮尺水試験,崩壊熱除去系と中間熱交換器に挿入する崩壊熱除去用冷却器の自然循環と伝熱特性に関する部分モデルナトリウム試験を実施している。ここでは、ナトリウム試験の成果を中心に、すべての系統が自然循環となる崩壊熱除去系の2次側ナトリウム系統,空気冷却器空気側の待機運転から起動時の過渡特性,熱交換器の伝熱特性など、試験結果を報告する。

37001333
東海再処理施設における火災報知設備の非火災報低減化対策
石井　貴広;　清水　和幸;　酒井　克己;　伊波　慎一
日本保全学会第6回学術講演会要旨集 , p.289-293(2009) ; (JAEA-J 06360)

　現在、東海再処理施設の自動火災報知設備は、約40の施設に感知器が約5000個設置されている。この自動火災報知設備では、2001年1月から2009年5月までの約8年間に51件の非火災報が発生しており、原因の約半数は感知器内部の結露が原因であった。この感知器の結露対策として、感知器取付け用の台座を製作し、取付けた。この台座は、天井面から感知器を離した状態におくことで、結露の水滴が感知器ベース部を伝い、感知器本体裏側に浸入することを防止するとともに、感知器裏面が配管経路の温度,湿度環境と接触するのを避け、室内と同じ温度,湿度環境におくことで、感知器内部の結露発生を防止するものである。この結果、対策を施した感知器については非火災報が発生していない。本報では、改善策とその他の非火災報の原因と対策について述べる。

37001334
東海再処理施設における非常用電源設備(無停電電源装置)の保全管理
西田　恭輔;　檜山　久夫;　柴田　里見;　岩崎　省悟;　伊波　慎一
日本保全学会第6回学術講演会要旨集 , p.294-297(2009) ; (JAEA-J 06361)

　再処理施設の負荷の中には、使用済核燃料物質を処理する施設の特質として、放射線管理上重要な臨界モニタや放射線管理機器等、給電の中断が許されないものがあり、これらの機器は無停電電源装置を介して給電を行っている。本報告では、重要設備である無停電電源装置の機能を維持するために実施している定期的な点検,部品交換,装置更新等の状況について述べる。

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リスクベースメンテナンスにおける炉管クリープの損傷係数の算出方法
渡士　克己
日本保全学会第6回学術講演会要旨集 , p.337-341(2009) ; (JAEA-J 06362)

　米国石油協会規格API-581 Jに示される炉管のクリープ破断のしやすさの評価では時間消耗則が用いられている。本報は、当該評価方法の破断しやすさの評価方法を改良して、API評価体系の枠組みの中で使用できる方法を示している。APIの規格では8種類の破損モードの損傷係数の合計値を用いて破損発生のしやすさを評価するため、炉管のクリープ破断の損傷係数も整合性を保つために標準化している。

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