※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2009年12月
37001471
Ferromagnetism and microstructure in Fe+-implanted ZnO
Wang, D.*; Chen, Z. Q.*; Zhou, F.*; Lu, W.*; 前川 雅樹; 河裾 厚男
Applied Surface Science 255(23), p.9371-9375(2009) ; (JAEA-J 06470)
- 鉄イオンを注入した酸化亜鉛についての評価研究を行った。フォトルミネッセンス測定の結果、紫外発光を阻害する非発光中心が導入されていることがわかった。さらにラマン分光測定の結果、結晶対称性を崩す損傷が導入されていることがわかった。これらの欠陥は700度の熱処理で回復することが明らかになった。一方、X線回折測定と磁化率測定から、700度の熱処理に伴い、鉄ナノ結晶が成長し、強磁性特性が発現することが明らかになった。
37001472
Anionic fluoro complex of element 105, Db
笠松 良崇*; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; Li, Z.; 石井 康雄; 當銘 勇人*; 佐藤 哲也; 菊池 貴宏; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 羽場 宏光*; 菊永 英寿*; 工藤 祐生*; 大浦 泰嗣*; 秋山 和彦*; 佐藤 渉*; 大江 一弘*; 藤沢 弘幸*; 篠原 厚*; 後藤 真一*; 長谷川 太一*; 工藤 久昭*; 南里 朋洋*; 荒木 幹生*; 木下 哲一*; 横山 明彦*; Fan, F.*; Qin, Z.*; Düllmann, C. E.*; Schädel, M.*; Kratz, J. V.*
Chemistry Letters 38(11), p.1084-1085(2009) ; (JAEA-J 06471)
- 105番元素ドブニウム(Db)のフッ化水素酸と硝酸混合水溶液中における陰イオン交換挙動を、新規に開発した迅速イオン交換分離装置を用いて調べた。Dbのフッ化物陰イオン錯体の挙動は、近接の第6周期同族元素タンタル(Ta)の挙動とは大きく異なり、第5周期のニオブ(Nb)の挙動と似ているという特徴的な性質を示すことがわかった。
37001473
Recovery of gold with Japanese cedar wood powder
Parajuli, D.; 広田 耕一
ChemSusChem 2(10), p.965-967(2009) ; (JAEA-J 06472)
- Japanese cedar wood powder (CWP) was studied for the recovery of Au(III) from acidic aqueous solution. Changing the physical morphology of CWP by grinding to finer particles induced the sorption efficiency and solo selectivity for Au(III) on basically non sorptive matrix. The stability and significant loading capacity of CWP for gold ion without performing any chemical modification are the important results making it a 100% green biosorbent. Continuous reduction of Au(III) to gold microplates even after separation from CWP shows new research dimensions in addition to the ease of gold isolation without going through the burdens of elution and reduction. In addition, preliminary results of preparation of stable gold nano particles using γ-ray irradiated CWP-extract are also explained.
37001474
Metal co-adsorption induced √21×√21 superstructure on Si(111) surface studied by reflection high-energy positron diffraction
深谷 有喜; 松田 巌*; 橋本 美絵; 成田 尚司*; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet) 7, p.432-435(2009) ; (JAEA-J 06473)
- Si(111)-√3×√3-Ag表面上に、微量のAgやAuなどの貴金属原子を吸着させると、電気伝導度の上昇を伴って、√21×√21超構造が形成される。√21×√21-Agと√21×√21-(Ag,Au)超構造の原子配置は、これまでにさまざまな研究手法を用いて調べられており、これらの超構造はほとんど同一であると考えられる。最近、Si(111)-5×2-Au表面上へのAg原子の吸着によっても、√21×√21超構造(√21×√21-(Au,Ag))が発現することが見いだされた。この新しい√21×√21超構造の原子配置は、現在のところ全く不明である。そこで本研究では、反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、この新しい√21×√21超構造の解明を行った。√21×√21-(Au,Ag)超構造からのRHEPDパターンの強度分布とロッキング曲線の形状は、√21×√21-(Ag,Au)超構造からのものに似ていることがわかった。これらの観測結果は、新しい√21×√21-(Au,Ag)超構造が他の√21×√21超構造に近い原子配置をとっていることを示唆している。詳細な原子配置を決定するために、動力学的回折理論に基づく強度計算を行い、他の√21×√21超構造との比較から、今回の新たな√21×√21-(Au,Ag)超構造を議論する。
37001475
Phase transition of In/Si(111) surface studied by reflection high-energy positron diffraction
橋本 美絵; 深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet) 7, p.436-440(2009) ; (JAEA-J 06474)
- Si(111)-4×1-In表面超構造は擬1次元物質として知られており、120K以下で8×2構造へ相転移し、金属-絶縁体転移を起こす。しかし、8×2構造の原子配置や相転移のメカニズムについては、未だ解明されていない。本研究では、最表面に敏感な反射高速陽電子回折(RHEPD)を用いて、相転移前後のIn/Si(111)表面からのロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度計算との比較から、In原子鎖の原子変位について報告する。4×1構造のRHEPDロッキング曲線の結果から、X線回折実験で決定されたジグザグチェーン構造であることを確認した。また、低温相においては理論的に提案されている2つの8×2構造モデルを参考にして、RHEPDロッキング曲線のフィッティングを行い、最終的にヘキサゴン構造に近いモデルを得た。さらに、決定した原子位置を用いて走査トンネル顕微鏡(STM)像を第一原理的に計算したところ観察結果を再現できることがわかり、バンド構造計算からこの構造では約60meVのエネルギーギャップが現れた。以上の結果から、120Kで見られる金属-絶縁体転移は、In原子がジグザグチェーン構造からヘキサゴン構造へ原子変位することに起因していることを明らかにした。
37001476
Control of laser-accelerated proton beams by modifying the target density with ASE
余語 覚文; 桐山 博光; 森 道昭; Esirkepov, T. Z.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 長友 英夫*; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; Bulanov, S. V.; Bolton, P.; 大道 博行
European Physical Journal D 55(2), p.421-425(2009) ; (JAEA-J 06475)
- 高強度レーザー光に先んじてターゲットに入射する自然増幅光(amplified spontaneous emission: ASE)を利用して、固体ターゲットを近臨界密度プラズマに変換し、そこからのレーザーイオン加速を実証した。本発表では、ASE強度を3桁変化させることで、ターゲットの密度がレーザーイオン加速に与える効果を直接的に比較した。その結果、ターゲット密度を変化させることで、レーザー加速された陽子線のビーム方向を制御できることが明らかになった。
37001477
Procurement preparation of ITER key components by JADA
芳野 隆治
Fusion Science and Technology 56(1), p.20-28(2009) ; (JAEA-J 06476)
- 日本政府は、ITER機構が2007年10月24日に発足してすぐに、我が国の国内機関(JADA)としてJAEAを指名した。JADAでは、那珂サイトにて約80人が物納調達を担当しており、JAEAの管理部門は調達準備を支援している。調達分担についての共通理解によると、JADAは全体の16%の物納を担当する。超伝導トロイダル磁場コイルの約半分(導体の25%,TF構造物の100%,9ヶの巻線と組み立て),中心ソレノイドコイルの導体の100%,遮蔽ブランケットの遠隔保守機器,中性粒子加熱装置の高電圧部分(電源,ブッシングビーム加速器),8つのジャイロトロンと1つのランチャー,トリチウムプラントにおける空気除去系,外側のダイバータ,遮蔽ブランケットの第一壁パネルの100%,計測装置がある。最初の調達取り決めが、25%のTF導体(Nb3Sn)について、2007年11月24日にITER機構と原子力機構の間で締結された。
37001478
High thermoelectric performance of metal-substituted samples of α-Fe2O3 and computation of their electronic structures by the DV-Xα method
杉原 淳*; 鈴木 知史; 亀谷 亮平*
International Journal of Quantum Chemistry 109(12), p.2788-2792(2009) ; (JAEA-J 06477)
- 熱電変換技術は温暖化やエネルギー源の不足のため、近年重要性を増している。熱電材料の中でも酸化物系材料の研究が盛んに行われている。現在、熱電効率の高効率化のため、酸化α-Fe2O3の金属を置換した材料とその電子構造を研究している。その中で、LiFを加えて鉄を部分的に置換して(Fe,Li)2O3の材料について、DV-Xα法により電子構造を検討するとともに粉末冶金法により試料を作製して評価した。その結果、870Kで、熱電起電力は、-411μVK,抵抗率は3×10-4Ωm,熱伝導率は4Wm-1K-1という結果が得られ、鉄酸化物を基材とする熱電材料は有望であることがわかった。また、この結果から、結晶格子中のFeのLiへの部分的な置換は、フェルミレベル近傍の電荷密度を増大させ、ゼーベック係数(熱電起電力)を保ちつつ電気抵抗を減少さす役割があることが明らかとなった。さらに、400K以下では、基準となるα-Fe2O3と比べて、導電率の低下は5Wm-1K-1以下で60%の値となった。
37001479
X-ray diffraction topography of BaTiO3 at phase transition temperature
米田 安宏; 香村 芳樹*; 鈴木 芳生*
Japanese Journal of Applied Physics 48(9), p.09KF01_1-09KF01_5(2009) ; (JAEA-J 06478)
- チタン酸バリウムの相転移近傍におけるX線トポグラフィを非常にコヒーレント性の高いX線を用いて行った。コヒーレントX線を使うことによってBragg反射の中の微細構造が観測され、この微細構造の変化を追うために非常に精密に温度をコントロールしてtetragonalからcubic相への変化を追った。その結果、従来強誘電体の誘電率の変化は平均構造が変化する際に大きく変化すると思われてきたが、誘電率の変化は既に低温相であるtetragonal相で生じており、その際、強誘電ドメインの微小化に伴ったモザイクブロックサイズの変化が起きていることがわかった。
37001480
Investigation of polyamorphism in compressed B2O3 glass by the direct measurement of the density
Brazhkin, V. V.*; Tsiok, O. B.*; 片山 芳則
JETP Letters 89(5), p.244-248(2009) ; (JAEA-J 06479)
- B2O3ガラスの相対的な体積変化の精密測定を歪みゲージ法によって、9GPaまでの静水圧下で測定した。歪みゲージ法による測定の特徴を、緩和した状態及び緩和していない状態での圧縮率の測定の観点から議論した。今回の測定によって、ある程度の圧力範囲にわたった圧縮率の異常と対数的なガラス密度の緩和が観測された。今回の体積測定から得られた緩和した状態での圧縮率と、ブリルアン散乱から得られる緩和していない状態での圧縮率の間には数倍もの顕著な差があることが明らかになった。今回の圧力下の相対的な体積変化の測定と過去の構造研究及び計算機シミュレーションの結果を組合せることにより、B2O3ガラスの構造転移の基本的な特徴、すなわち、加圧による高密度化及び減圧での逆転移の双方ともある程度広がった圧力範囲でおきること、常圧でも残る高密度化は短距離秩序の変化を伴わないことが明らかになった。
37001481
Electron spin resonance study on H6+, H5D+, H4D2+, and H2D4+ in solid parahydrogen
熊谷 純*; 稲垣 宏*; 刈谷 進*; 牛田 高広*; 清水 裕太*; 熊田 高之
Journal of Chemical Physics 127(2), p.024505_1-024505_13(2009) ; (JAEA-J 06480)
- γ線照射した固体para-H2中には4本線のシャープなESR信号、para-H2-HD(1mol%)中及びpara-H2-ortho-D2(1mol%)中では50本を超えるESR信号が新たに観測された。われわれは理論計算との比較からこれらの信号がH2+-core H6+イオン及びその同位体H5D+, H4D2+, H2D4+のものであると同定した。われわれはまた同位体置換による同イオンの対称性の乱れ及び、同位体濃縮反応も合わせて観測することに成功した。
37001482
Polyamorphism in tin tetraiodide
渕崎 員弘*; 長谷 高貴*; 山田 明寛*; 浜谷 望*; 片山 芳則; 舟越 賢一*
Journal of Chemical Physics 130(12), p.121101_1-121101_4(2009) ; (JAEA-J 06481)
- 常圧ではSnI4四面体分子からなるヨウ化錫の放射光X線回折その場観察測定を行い、融解曲線の傾きが急激に変化する1.5GPaを境として、液体に二つの異なった構造があることを明らかにした。この発見は、元素だけでなく、一般の化合物においても、熱力学的に安定な不規則構造の多形が存在する証拠を与えるものである。既に発見されている2つの非晶質構造を含む、擬2元正則液体モデルに基づいて考えられる相図を提案する。分子動力学シミュレーションによって、隣あう2つの分子間において、頂点と底面を向かい合わせた配置が、低圧液体相から高圧液体相への転移に重要な役割を果たしていることが示唆された。
37001483
Quantum control study of multilevel effect on ultrafast isotope-selective vibrational excitations
黒崎 譲; 横山 啓一; 横山 淳
Journal of Chemical Physics 131(14), p.144305_1-144305_9(2009) ; (JAEA-J 06482)
- Quantum optimal control calculations have been carried out for isotope-selective vibrational excitations of the cesium iodide (CsI) molecule. Considering a gaseous isotopic mixture of 133CsI and 135CsI, the initial state is set to the condition that both 133CsI and 135CsI are in the vibrational ground level (ν = 0) and the target state is that 133CsI is in the ν = 0 level while 135CsI in the first-excited level (ν = 1). We find, using the density-matrix formalism, that perfect isotope-selective excitations for multilevel systems including more than ten lowest vibrational states can be completed in much shorter time scales than those for two-level systems. This multilevel effect comes from the large isotope shifts of the vibrational levels of ν > 1. To check the reliability of the calculation we also employ the conventional wave-packet formalism and obtain almost the same results as those with the density-matrix formalism.
37001484
Recovery of palladium using chemically modified cedar wood powder
Parajuli, D.; 広田 耕一
Journal of Colloid and Interface Sciences 338(2), p.371-375(2009) ; (JAEA-J 06483)
- Japanese cedar wood powder (CWP) was chemically modified to tertiary amine type adsorbent and studied for the selective recovery of Pd(II) from various industrial waters. Batch adsorption tests were performed from 0.1 M to 5 M HCl and HNO3 conditions. The maximum loading capacity for Pd(II) studied in 0.1, 1, 3, and 5 M HCl conditions were evaluated as 1.4, 0.81, 0.36, and 0.26 mol/kg, respectively. And in 3 M HNO3 condition it was 0.6 mol/kg. Recovery of Pd(II) from real industrial solution was also performed where only Pd(II) was selectively loaded on modified CWP and was recovered using acidic thiourea with about 95 % recovery factor and 75 times preconcentration factor. Since, Pd(II) adsorption was found to be better in HNO3, the possibility of its application on the recovery of Palladium from high level liquid waste (HLW) was also studied. For this, simulated HLW prepared in 3 M HNO3 was used. The adsorption experiment was conducted in normal and in γ irradiation conditions. Interestingly, selective separation of Pd(II) was achieved with the capacities of 0.47 mol/kg in normal condition and 0.4 mol/kg for adsorption mixture irradiated for 200 h at a dose rate of 10 kGy/h.
37001485
Appropriate formulations for velocity and pressure calculations at gas-liquid interface with collocated variable arrangement
伊藤 啓; 功刀 資彰*
Journal of Fluid Science and Technology (Internet) 4(3), p.711-722(2009) ; (JAEA-J 06484)
- ナトリウム冷却高速炉のガス巻込み現象を解析するため、非構造格子系における高精度気液二相流数値解析手法の開発を実施している。本研究では、従来の計算アルゴリズムが気液界面において非物理的な挙動を導くことを明らかにし、力学的釣合い条件に基づく物理的に適切な定式化を行った。速度計算に関しては、速度及び運動量を別個に定義することで非物理的挙動を抑制し、圧力計算に関しては、気液界面における圧力と表面張力の釣合いを考慮した定式化を行った。検証として、液中上昇気泡の解析を行い、大きく歪んだ非構造格子においても、各解析条件下において構造格子における解析結果及び実験結果と一致する気泡形状が得られることを確認した。
37001486
Electro-electrodialysis of HI-I2-H2O mixture using radiation-grafted polymer electrolyte membranes
田中 伸幸; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 小貫 薫
Journal of Membrane Science 346(1), p.136-142(2010) ; (JAEA-J 06485)
- 熱化学水素製造法ISプロセスにおけるHI-I2-H2O(HIx)溶液の濃縮操作に対する新規な高分子電解質膜の適用性を評価した。電解質膜はエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)を基材として、イオン交換容量(IEC)が1.1-1.6mmol/gになるようにスチレンを放射線グラフト重合して作製した。40℃におけるHI濃縮試験を行い、電解質膜の主要な性能指標である輸率,プロトンに対する水の透過量,電流効率及び電気抵抗のIEC依存性を調べた。その結果、従来のNafionと比較して、本報で使用した電解質膜はイオン選択性が劣るものの電気抵抗が低く、HIx溶液の濃縮操作に必要な消費電力を最大で32%削減できることがわかった。
37001487
Multilevel effect on ultrafast isotope-selective vibrational excitations; Quantum optimal control study
黒崎 譲; 横山 啓一; 横山 淳
Journal of Molecular Structure (THEOCHEM) 913(1-3), p.38-42(2009) ; (JAEA-J 06486)
- We demonstrate, using optimal control theory, that perfect isotope-selective molecular vibrational excitations on the ground-state potential curve in multilevel systems can be completed in much shorter time scales than those in two-level systems. We consider a gaseous isotopic mixture of cesium iodide (133CsI and 135CsI) and, using two-level and multilevel systems, try to obtain electric fields that drive different isotopes into different vibrational levels. As a result, we find that in multilevel systems isotope-selective excitation processes can be controlled much faster, which we call multilevel effect. It is likely that this effect makes use of the large isotope shifts of higher vibrational levels than the lowest two.
37001488
Solubility of uranyl nitrate precipitates with N-Alkyl-2-pyrrolidone derivatives (Alkyl = n-propyl, n-butyl, iso-butyl, and cyclohexyl)
鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 原田 雅幸*; 森田 泰治; 西村 建二*; 池田 泰久*
Journal of Nuclear Science and Technology 46(10), p.995-999(2009) ; (JAEA-J 06487)
- ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。本研究では、硝酸濃度0～5.0Mの溶液におけるUO2(NO3)2(NRP)2(NRP=N-アルキル-2-ピロリドン,アルキル基=n-プロピル, n-ブチル, iso-ブチル,シクロヘキシル)の溶解度を測定した。その結果、UO2(NO3)2(NRP)2の溶解度は、上澄み液における硝酸及びNRPの濃度が上昇するほど減少することがわかった。溶解度は、NRPの種類にも依存し、基本的にNRPが高疎水性であるほど溶解度は減少した。また、溶解度の評価に溶解度積の導入が有効であることがわかった。
37001489
Stress intensity factor at the tip of cladding incipient crack in RIA-simulating experiments for high burnup PWR fuels
宇田川 豊; 鈴木 元衛; 杉山 智之; 更田 豊志
Journal of Nuclear Science and Technology 46(10), p.1012-1021(2009) ; (JAEA-J 06488)
- RIA-simulating experiments for high burnup PWR fuels have been performed in the NSRR and stress intensity factor KI I at the tip of cladding incipient crack has been evaluated in order to investigate its validity as a PCMI failure threshold in RIA conditions. An incipient crack depth was determined by observation of the metallographs. Hoop stress in cladding periphery during the pulse power transient was calculated by the RANNS code. Failure in elastic deformation range has never occurred with KI of less than 17 MPa m1/2.
37001490
EUV spectra from highly charged tin ions observed in low density plasma in LHD
鈴木 千尋*; 加藤 隆子*; 佐藤 国憲*; 田村 直樹*; 加藤 太治*; 須藤 滋*; 山本 則正*; 田沼 肇*; 大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; O'Sullivan, G.*; 佐々木 明
Journal of Physics; Conference Series 163, p.012019_1-012019_4(2009) ; (JAEA-J 06491)
- LHDにおける低密度プラズマ中のスズイオンからのEUVスペクトルの測定を行った。プラズマが急激に冷却し、放射崩壊に近づくときは、よく知られた13.5nm付近の発光が観測されるのに対し、プラズマが緩やかに冷却するときは、13.8～14.6nmに未同定のラインが見られた。前者は11～14価,後者は19価以上のスズイオンの発光と考えられる。
37001491
Complementary spectroscopy of tin ions using ion and electron beams
大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; 田沼 肇*; 藤岡 慎介*; 西村 博明*; 西原 功修*; 甲斐 健師; 佐々木 明; 坂上 裕之*; 中村 信行*; 大谷 俊介*
Journal of Physics; Conference Series 163, p.012071_1-012071_4(2009) ; (JAEA-J 06492)
- 多価電離スズイオンのEUV領域(波長10～22nm)の発光スペクトルを、イオンの電荷交換分光実験及び電子ビームイオントラップ(EBIT)における電子衝突励起の実験で測定した。電荷交換分光実験では、共鳴線と励起状態間の遷移が観測されたのに対し、電子衝突励起実験では共鳴線のみが観測された。両者を比較して、どのような遷移が発光に寄与しているか考察した。
37001492
Optical emission spectroscopy of excited atoms sputtered on a Ti surface under irradiation with multicharged Ar ions
本橋 健次*; 齋藤 勇一; 北澤 真一
Journal of Physics; Conference Series 163, p.012079_1-012079_4(2009) ; (JAEA-J 06493)
- Optical emission spectroscopy of excited atoms was carried out in order to investigate the sputtering processes on solid surfaces under irradiation of slow, multicharged ions. Many atomic lines of Ti I (neutral) and Ti II (single-charged ions) were observed in wavelengths from 250 to 750 nm with irradiation by Ar3+ (30 keV) on a Ti surface which was placed in a low pressure O2 atmosphere. The emission intensity of Ti I (520 nm) decreased monotonically with an increase of O2 partial pressure, whereas that of Ti I / II (670 nm, a 2nd order wavelength of 335 nm) slightly increased. From a semi-logarithmic plot of emission intensity for the 670 nm spectrum as a function of distance from the surface, the mean velocity of the excited Ti atoms and ions in a normal direction parallel to the surface, or <v⊥>, is estimated.
37001493
Combined high-resolution neutron and X-ray analysis of inhibited elastase confirms the active-site oxyanion hole but rules against a low-barrier hydrogen bond
玉田 太郎; 木下 誉富*; 栗原 和男; 安達 基泰; 大原 高志; 今井 啓祐*; 黒木 良太; 多田 俊治*
Journal of the American Chemical Society 131(31), p.11033-11040(2009) ; (JAEA-J 06494)
- セリンプロテアーゼの触媒機構を理解することを目的として、ブタ膵臓エラスターゼの高分解能中性子及びX線構造解析を正四面体型中間体を模倣する阻害剤と複合体の状態で実施した。同一の大型単結晶を用いた室温における測定の結果、1.65Å分解能の中性子回折データ及び1.2Å分解能のX線回折データを取得した。また、別の結晶を用いて100K下で0.94Å分解能のX線回折データも併せて取得した。今回の解析は、セリンプロテアーゼとしてはこれまでで最も高分解能で実施された中性子構造解析例である。中性子とX線の両解析結果から、His57とAsp102の間に形成された水素結合は結合距離が2.60Åと短く、強い水素結合であると判明したものの、水素原子はHis57に結合していた。この結果は、一説として唱えられている低障壁水素結合の特徴(水素原子がドナーとアクセプターの中間付近に存在する)は満たすものではなく、低障壁水素結合仮説を否定するものであった。また、中性子解析結果から、いわゆるオキシアニオンホールの形成とオキシアニオンホール中に阻害剤由来の酸素原子が酸素陰イオンの状態で存在していることが明瞭に示された。これより、セリンプロテアーゼの触媒機構において正四面体型中間体構造の安定化に対するオキシアニオンホールの役割が明らかになった。
37001494
First demonstration of novel method for inelastic neutron scattering measurement utilizing multiple incident energies
中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 藤田 全基*; 横尾 哲也*; 新井 正敏
Journal of the Physical Society of Japan 78(9), p.093002_1-093002_4(2009) ; (JAEA-J 06495)
- さまざまな運動量-エネルギー空間にわたる複数個の動的構造因子二次元マップを一回の測定で同時に取得できることを実験的に実証することに成功した。この方法は飛行時間測定における不感時間を減少させ、測定の効率を飛躍的に向上させるものである。J-PARCのチョッパー分光器四季を利用して得られた今回の成果は、非弾性中性子散乱測定の新たな可能性を切り開くものと期待される。
37001495
First-principles local-density approximation study of electronic structure in CeCoSi2
保井 晃; 山上 浩志; Im, H. J.*
Journal of the Physical Society of Japan 78(10), p.104705_1-104705_4(2009) ; (JAEA-J 06496)
- 遍歴Ce化合物であるCeCoSi2の第一原理バンド計算を相関交換ポテンシャルに局所密度近似(LDA)を用いた相対論的LAPW法により行った。伝導電子とf電子の混成バンドは大きな分散を持っており、それが二次元的なフェルミ面を作っていた。LDA計算で得られたフェルミ面形状や各軌道からの寄与を含めたバンド分散は、Ce 3d-4f共鳴角度分解光電子スペクトルと定性的に合っている。すなわち、LDA計算は重い電子系Ce化合物の電子構造研究を進めていくうえで良い出発点であると言える。
37001496
Possible existence of magnetic polaron in nearly ferromagnetic semiconductor β-US2
池田 修悟*; 酒井 宏典; 立岩 尚之; 松田 達磨; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 塩川 佳伸*; 太田 有基*; 杉山 清寛*; 萩原 政幸*; 金道 浩一*; 松林 和幸*; 辺土 正人*; 上床 美也*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦
Journal of the Physical Society of Japan 78(11), p.114704_1-114704_10(2009) ; (JAEA-J 06497)
- We studied the magnetic properties of a paramagnet β-US2 with the orthorhombic crystal structure by measuring the magnetization, magnetic susceptibility, specific heat and electrical resistivity under magnetic field and pressure. The 5f-crystalline electric field (CEF) scheme was determined from the experimental results The insulating resistivity is drastically changed to a metallic one under high pressure 8 GPa similar to that of the semimetallic Ising-type ferromagnet UTeS with the Curie temperature TC=87 K. From these experimental results, it was concluded that β-US2 is in the vicinity of the ferromagnetic ordering at ambient pressure. The anomalous magnetization was analyzed on the basis of the ferromagnetic cluster and discussed from a viewpoint of the magnetic polaron.
37001497
Growth and characterization of bismuth magnesium titanate Bi(Mg1/2Ti1/2)03
米田 安宏; 齋藤 寛之; 吉井 賢資; 西田 貴司*; 早川 弘毅*; 池田 直*
Key Engineering Materials 421-422, p.30-33(2010) ; (JAEA-J 06498)
- 高温高圧合成によってBi(Mg1/2Ti1/2)O3を作製した。常圧合成ではBi2O3, Ti2O3とMgOの混合粉体を固相反応法によって焼結してもペロブスカイト構造のサンプルは得られない。常圧合成では層状ビスマス化合物の方が安定だからである。高圧合成によって得られたBi(Mg1/2Ti1/2)O3は若干の不純物が存在するもののrhombohedral構造を示していた。不純物の影響でleakyなD-Eループしか得ることができなかったが、今後、純度が向上すれば非鉛圧電体の有力なエンドメンバーとなることが期待できる。
37001498
An STM for molecules and wide-bandgap crystal
赤木 浩; Arissian, L.*; Bertrand, J. B.*; Corkum, P. B.*; Gertsvolf, M.*; Pavicic, D.*; Rayner, D. M.*; Smeenk, C.*; Staudte, A.*; Villeneuve, D. M.*; Wörner, H. J.*
Laser Physics 19(8), p.1697-1704(2009) ; (JAEA-J 06499)
- 走査型トンネル顕微鏡は、電子のトンネル確率の位置情報から、固体表面の詳細な情報を得ることができる。分子や結晶に対するイオン化確率を測定すれば、分子や結晶構造に関する情報を得ることができると考えられる。本研究では、実際にH2, N2, Br2などの小分子に対するトンネルイオン化確率の分子配向依存性や、石英,サファイア,フッ化リチウムなどの固体に対する光透過率の偏光依存性を測定し、分子や結晶構造に関する情報が得られることを示した。
37001499
Temperature dependence of corrosion of ferritic/martensitic and austenitic steels in liquid lead-bismuth eutectic
倉田 有司; 斎藤 滋
Materials Transactions 50(10), p.2410-2417(2009) ; (JAEA-J 06501)
- 加速器駆動核変換システムで使用が想定されている液体鉛ビスマスは、高温になると腐食性が強くなるため、腐食の温度依存性を把握することが重要である。本研究では、フェライト/マルテンサイト鋼,オーステナイト鋼,Si添加オーステナイト鋼を対象に、450℃から600℃の酸素飽和した鉛ビスマス中で、2000hあるいは3000hの静的腐食試験を実施した。450℃では、成長速度の遅い酸化膜形成のため腐食深さは小さいが、500℃では、酸化膜形成に加えて、粒界腐食/内部酸化,ノード形成が起こるようになる。550℃では、粒界腐食/内部酸化はフェライト/マルテンサイト鋼で広範に認められ、JPCAや316SSのオーステナイト鋼では、Ni, Crの選択的溶出と鉛ビスマスの浸入によって特徴づけられるフェライト化が起こる。600℃では、多くの鋼材で、腐食は激しくなり、フェライト/マルテンサイト鋼の粒界腐食/内部酸化には、鉛ビスマスの浸入が伴い、オーステナイト鋼のフェライト化は深くまで進む。このような酸化,溶解,鉛ビスマス浸入が複合した腐食層は、しばしば剥離し、減肉をもたらす。これに対して、オーステナイト鋼へのSiの添加は耐食性改良に有効である。
37001500
Total recovery of gold, palladium, and platinum using lignophenol derivative
Parajuli, D.; Khunathai, K.*; Adhikari, C. R.*; 井上 勝利*; 大渡 啓介*; 川喜田 英孝*; 船岡 正光*; 広田 耕一
Minerals Engineering 22(13), p.1173-1178(2009) ; (JAEA-J 06502)
- A tertiary amine type adsorption gel was prepared by the immobilization of dimethylamine onto crosslinked lignophenol (CLP) matrix. This novel product was studied for its adsorption behavior for Au(III), Pd(II), Pt(IV), Cu(II), Zn(II), Ni(II), and Fe(III) in 0.5 to 6 M hydrochloric acid medium. The result demonstrated adsorption selectivity for Au(III), Pd(II), and Pt(IV). The maximum loading capacity for these three metal ions was evaluated by isotherm study. For Au(III) an impressive value of 7.2 mol/kg of DMA-CLP was observed. The feasibility of recovery of precious metals from a mixture containing several other metal ions was studied in batch mode by using both model solution and actual industrial solution obtained after aquaregia leaching of metal components in obsolate e-devices. In addition, a number of adsorption-elution cycles were produced so as to know the feasibility of multiple uses.
37001501
Biological consequences of potential repair intermediates of clustered base damage site in Escherichia coli
鹿園 直哉; O'Neill, P.*
Mutation Research; Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis 669(1-2), p.162-168(2009) ; (JAEA-J 06503)
- To gain insights into the processing of bistranded base lesions, several potential repair intermediates following 8-oxoG removal from bistranded clusters containing 8-oxoG and DHT were assessed. Clusters, such as DHT/AP and DHT/GAP have relatively low mutation frequencies, whereas clusters, such as AP/AP or GAP/AP, significantly reduce the number of transformed colonies, most probably through formation of a lethal DSB. These results suggest that bistranded base lesions, but not clusters containing only AP sites and strand breaks, are repaired in a coordinated manner so that the formation of DSBs is avoided. We propose that, when either base lesion is initially excised from a bistranded base damage site, the remaining base lesion will only rarely be converted into an AP site or a single strand break in vivo.
37001502
The impact of the current density profile on heat transport and pedestal structure in JT-60U
浦野 創; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 藤田 隆明; 神谷 健作; 諫山 明彦; 鎌田 裕; 竹永 秀信; 大山 直幸; 松永 剛; 井手 俊介; 井戸村 泰宏; JT-60チーム
Nuclear Fusion 49(9), p.095006_1-095006_7(2009) ; (JAEA-J 06504)
- トカマクにおけるプラズマ電流分布によるHモードプラズマの熱輸送及び周辺ペデスタル構造への影響について調べた。高liのHモードプラズマにおいて高閉じ込め性能が得られることがわかった。電子密度及び電子温度分布が中心ピークする傾向が見られた。コアプラズマの閉じ込め改善度はliに強く依存して増加することがわかった。この高li化による高閉じ込めはコア部の閉じ込め改善によるものであり、周辺ペデスタル圧力に大きな変化は見られなかった。電流分布のスキャン及び電流値のスキャンの両方で、コアプラズマのエネルギー閉じ込め性能はコア部のポロイダル磁場強度の増加に伴って向上することがわかった。磁気シアの影響については今後の課題である。
37001503
Development of reversed shear plasmas with high bootstrap current fraction towards reactor relevant regime in JT-60U
坂本 宜照; 松永 剛; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 相羽 信行; 竹永 秀信; 諫山 明彦; 篠原 孝司; 吉田 麻衣子; 武智 学; 藤田 隆明; 井手 俊介; 小出 芳彦; 鎌田 裕; JT-60チーム
Nuclear Fusion 49(9), p.095017_1-095017_8(2009) ; (JAEA-J 06505)
- ITER定常運転や定常核融合炉を目指した炉心プラズマ開発には、7要素(閉じ込め,規格化ベータ値,自発電流割合,非誘導電流駆動割合,燃料純度,放射損失割合,規格化密度)を、バランスよく同時に高めた総合性能プラズマをITERや核融合炉で想定される条件(低運動量入力,電子温度,イオン温度,安全係数q95～5)で実証する必要がある。特に、経済的に優れた定常核融合炉のためには、自発電流割合と規格化ベータ値を同時に高めることが主要課題の一つである。JT-60Uでは、MHD不安定性の導体壁による安定化効果を利用して、高自発電流割合を持つ負磁気シアプラズマの高ベータ化に取り組んだ。その結果、規格化ベータ値2.7(従来の1.5倍)とともに9割の自発電流割合を得た。さらに、ITERの定常運転シナリオに匹敵する高総合性能プラズマを、ITERや核融合炉で想定される条件下で生成した。
37001504
Progress of high power 170 GHz gyrotron in JAEA
坂本 慶司; 春日井 敦; 梶原 健; 高橋 幸司; 小田 靖久; 林 一生; 小林 則幸*
Nuclear Fusion 49(9), p.095019_1-095019_6(2009) ; (JAEA-J 06506)
- Recent progress on the high power gyrotron development in JAEA is presented. The gyrotron is featured to have a triode type magnetron injection gun, a cylindrical resonator working at 170 GHz with TE31,8 mode, a water-cooled diamond window and a depressed collector. After the demonstration of ITER basic performance, the gyrotron has been operated for 3 years, and recorded 200 GJ of total output energy. In the next, a gyrotron which oscillates at higher order resonator mode, TE31,12, is designed and fabricated to study the long pulse oscillation at greater than 1 MW. In parallel, feasibility studies of a CW-power modulation for NTM (Neo classical Tearing Mode) stabilization, a dual frequency gyrotron and a rapid frequency control are carried out. It is shown that these gyrotrons will be available with present technologies.
37001505
A Half-millimetre spatial resolution fibre-coded linear position-sensitive scintillator detector with wavelength-shifting fibre read-out for neutron detection
中村 龍也; Schooneveld, E. M.*; Rhodes, N. J.*; 片桐 政樹; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 曽山 和彦
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 606(3), p.675-680(2009) ; (JAEA-J 06507)
- A fibre-coded linear scintillator detector with a half-millimetre spatial resolution was developed with wavelength-shifting fibre read-out. The head of the detector comprised a ZnS/6LiF scintillator placed on the ribbon of WLS fibres. Both ends of the fibres were coded to reduce the number of read-out photomultipliers and associated electronic circuitry. The prototype detector in which the fibre ribbon was sandwiched between two ZnS/6LiF scintillators exhibited a spatial resolution of 0.5 mm, a detection efficiency of 35% for 1-Å neutrons, and a γ sensitivity of less than 10-7. This type of detector would be useful where a submillimetre spatial resolution is required with large detector coverage such as in neutron reflectometers.
37001506
Feasibilyty study on a simplified MOX pellet fabrication process, the short process, for fast breeder reactor fuel
朝倉 浩一; 武内 健太郎; 牧野 崇義; 加藤 良幸
Nuclear Technology 167(3), p.348-361(2009) ; (JAEA-J 06508)
- 簡素化MOXペレット製造法,ショートプロセスの技術的な成立性について研究を行った。プルトニウム含有率を30%に調整した約300gのMH-MOX粉末は、転動造粒装置により後続のペレット成型及び焼結プロセスで処理可能な形態に成功裏に処理できた。転動造粒された30%PuO2-MOX粉末は、ダイ潤滑成型法により中空ペレットへ直接かつスムーズに成型可能であった。ダイ潤滑成型法を用いて調整したペレットは、従来法である粉末潤滑法により調整したペレットよりも高い引張強度を示した。このプロセスでは、グリーンペレット中の添加剤の量を約0.06wt%に制御可能であり、グリーンペレットの脱脂と焼結を同一の炉で処理可能である。転動造粒された30%PuO2-MOX粉末の平均粒径を制御することにより、1700℃ 2時間の焼結後に95%以上の理論密度を有するペレットを得ることができた。以上より、MOX中空ペレットを製造するにあたり、ショートプロセスは技術的に成立すると結論付けられる。
37001507
The Recent improvement and verification of DARWIN; Development of a new DAQ system and results of flight experiment
佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 遠藤 章; 執行 信寛*; 保田 浩志*; 高田 真志*; 矢島 千秋*; 中村 尚司
Nuclear Technology 168(1), p.113-117(2009) ; (JAEA-J 06509)
- 高エネルギー加速器施設や核燃料再処理施設の作業環境など、中性子・光子など多種類の放射線が混在する複合放射線場における被ばく線量を的確に測定可能な放射線モニタDARWINを開発している。DARWINは、以下に示す4つの特徴を有する。(1)1台で幅広いエネルギーの中性子・光子・μ粒子による線量を同時かつリアルタイムで測定可能,(2)高精度及び従来の中性子モニタと比べて10倍以上の高感度,(3)ユーザーフレンドリーなインターフェイスによる高い操作性,(4)軽量。本発表では、その基本的な特性について詳しく説明するとともに、スペクトル導出モードなど、最近追加したDARWINの新しい機能について紹介する。
37001508
Interspecies scaling of self-organ doses from a voxel mouse to voxel humans
木名瀬 栄; 松橋 信平; 斎藤 公明
Nuclear Technology 168(1), p.154-157(2009) ; (JAEA-J 06510)
- In the present study, self-AFs for photons and electrons in the spleen, kidneys, and liver of both a mouse and humans were evaluated using Monte Carlo simulations. For the mouse and human models, voxel phantoms based on computed tomography were used. The sources were assumed to be monoenergetic in the energy range 10 keV to 4 MeV and to be uniformly distributed in the spleen, kidneys, and liver. Interspecies scaling factors were determined using the results of the self-AFs for the voxel mouse and voxel human. Consequently, interspecies scaling factors were found to be dependent upon energy emitted in the source organ. It was found that the scaling factor for the photon self-AF, which is corrected by the cube root of the organ mass, shows a similar trend as a function of energy with the scaling factor for the electron self-AF.
37001509
Oxygen-deficient effect on charge ordering in spin- and charge-frustrated ferrite YFe2O4-δ
堀部 陽一*; 吉井 賢資; 池田 直*; 森 茂生*
Physical Review B 80(9), p.092104_1-092104_4(2009) ; (JAEA-J 06511)
- 電子強誘電体YFe2O4-δについて、酸素量と構造の関係を透過電子線回折によって調べた。低温から温度を上げたときの回折パターンは、強誘電相での鉄電荷秩序に由来する(1/3 1/3 1/2)反射から、約100K以上の常誘電相では(1/3 1/3 l)型の散漫散乱へと変わり、さらに高温の数百K以上ではジグザグ型の散漫散乱へと変化した。また、酸素欠損を増やした試料での測定からは、Fe-O面間の相関は減少するが、[110]方向の超構造は残ることがわかった。これらの結果から、表記系における、2次元面内の電荷秩序の安定性とFe-O面間の相互作用の重要性について議論する。
37001510
Resonant inelastic X-ray scattering in electronically quasi-zero-dimensional CuB2O4
Hancock, J. N.*; Chabot-Couture, G.*; Li, Y.*; Petrakovskiĭ, G. A.*; 石井 賢司; Jarrige, I.; 水木 純一郎; Devereaux, T. P.*; Greven, M.*
Physical Review B 80(9), p.092509_1-092509_4(2009) ; (JAEA-J 06512)
- We present a resonant inelastic scattering (RIXS) study using of CuB2O4, which contains a lattice of CuO4 plaquettes electronically isolated by B+3 ions. The observed Cu K-edge spectra show a small number of well-separated features, and the simple electronic structure of CuB2O4 allows us to explore RIXS phenomenology. We find a low-energy feature that cannot be attributed to the same charge-transfer excitation discussed in other cuprates and is likely a d → d transition thought to be forbidden under common considerations of K-edge RIXS.
37001511
Identification of a Frenkel-pair defect in electron-irradiated 3C SiC
Son, N. T.*; Janzén, E.*; 磯谷 順一*; 森下 憲雄; 花屋 博秋; 瀧澤 春喜; 大島 武; Gali, A.*
Physical Review B 80(12), p.125201_1-125201_8(2009) ; (JAEA-J 06513)
- 耐放射線性炭化ケイ素(SiC)半導体デバイス開発の基礎データ取得のため、2MeV電子線照射により立方晶(3C)SiC中に生成する照射欠陥を電子常磁性共鳴法(EPR)により調べた。その結果、80～100Kでの低温照射の場合、LE1とラベル付けされたEPRシグナルが観測されることが判明した。LE1シグナルの温度依存性,EPR測定角度依存性の結果と、スーパーセルを用いた数値計算の結果を比較することで、このLE1シグナルが、+3価の電荷を持ち、[100]方向に沿った、Si空孔(VSi)と第二近接に位置するSi格子間原子(Sii)フレンケルペア型の欠陥であると同定できた。加えて、低温照射ではこのLE1シグナルが主要欠陥であり、単一の空孔型欠陥は観測されないことも判明した。さらに、室温まで温度を上昇させると、LE1シグナルが消失することも併せて明らかとなった。
37001512
Observation of an energetic-particle-driven instability in the wall-stabilized high-β plasmas in the JT-60U tokamak
松永 剛; 相羽 信行; 篠原 孝司; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 武智 学; 鈴木 隆博; 大山 直幸; 朝倉 伸幸; 鎌田 裕; 小関 隆久; JT-60チーム
Physical Review Letters 103(4), p.045001_1-045001_4(2009) ; (JAEA-J 06514)
- We have observed bursting modes driven by trapped energetic particles in the high-β plasmas where the resistive wall mode (RWM) is marginally stable by plasma rotation. This mode can directly trigger the RWM despite enough plasma rotation for RWM stabilization. Mode structure is radially extended and mode frequency corresponds to the precession frequency of the trapped particle from the perpendicular neutral beams. We have concluded that the mode is the energetic particle branch as the results of the interaction between the energetic particle and a marginally stable RWM, and then, it is named as "energetic particle driven wall mode (EWM)".
37001513
A UVB-hypersensitive mutant in Arabidopsis thaliana is defective in the DNA damage response
坂本 綾子; Lan, V. T. T.*; Puripunyavanich, V.*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 鹿園 直哉; 中川 繭*; 鳴海 一成; 田中 淳
Plant Journal 60(3), p.509-517(2009) ; (JAEA-J 06515)
- 細胞分裂周期の進行は、内的又は外的なさまざまな要因によって常にストレスを受けており、それによってDNA複製の中断や染色体の分配異常などが引き起こされることが知られている。細胞周期チェックポイントとは、こうした異常事態の際に細胞周期の進行を停止し、適切な処理が行われるまで次のステップに移行しないようにするための機構である。われわれは、シロイヌナズナの紫外線感受性変異株のスクリーニングの過程で、suv2 (sensitive to UV 2)変異株を単離した。suv2}変異株は、さまざまなDNA変異原やヒドロキシウレアに対して感受性を示し、その表現系は損傷チェックポイントにかかわるAtATRの欠損株に非常によく似ていた。さらに、SUV2蛋白質はGCN4型のコイルドコイルドメインを持つ蛋白質をコードしており、N末側にはPI3K様プロテインキナーゼのターゲット配列が2か所存在していた。そこで、SUV2蛋白質同士どうしの相互作用を酵母two-hybridの系で解析したところ、suv2は2量体を形成することが明らかになった。以上の結果から、われわれはsuv2がATRの活性を制御するATRIPのシロイヌナズナにおけるホモログであると結論づけ、AtATRIPと命名した。
37001514
Divertor impurity-influx monitor for ITER; Spectral throughput measurement on an optical prototype for the upper port and optimization of viewing chords based on computerized tomography
岩前 敦; 杉江 達夫; 小川 宏明; 草間 義紀
Plasma and Fusion Research (Internet) 4, p.042_1-042_11(2009) ; (JAEA-J 06516)
- We have developed a spectroscopic diagnostics system in ultraviolet and visible wavelength regions for monitoring ITER divertor plasmas. An equivalent-size prototype of the optical components for the upper port-viewing fan array chords has been assembled as a system to measure spectral light throughput coefficient (étendu). Collisional-radiative models for HeI and CIV are used to estimate the emission line intensities of helium ash and carbon impurity ions in a divertor plasma of a burning plasma. For the measurement of Ti, the estimated line intensity of CIV n=6-7 meets the time resolution of ITER requirement. A numerical simulation of the computerized tomographic (CT) reconstruction technique has been applied to the divertor plasma region. A Gaussian-type intensity model function with 100 mm (full-width-at-half-maximum) of the impurity emission observed by means of various pairs of fan array-viewing chords is applied based on the CT reconstructs. With the optimized pair of the upper port and the higher gap viewing chords resolve the model function with reasonable resolution. We measure the reflection of the surfaces of carbon-fiber-composite and tungsten blocks, which consist of the plasma-facing divertor target plate and the dome. The reflection of the surface of the tungsten divertor material at Hα 656.28 nm is 23%, sandblasting the tungsten surface reduces direct reflectance less than 0.7%.
37001515
Free radical scavenging and radioprotective effects of carnosine and anserine
Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦
Radiation Physics and Chemistry 12(78), p.1192-1197(2009) ; (JAEA-J 06518)
- Two histidine-containing natural dipeptides, carnosine and anserine (β-alanyl-1-methyl- L-histidine), have been examined for their antioxidant and radioprotective abilities. Pulse radiolysis studies indicated the antioxidative properties of carnosine and anserine aqueous solutions at different pHs. The rate constants for the reaction OH radical with carnosine at neutral pH were determined to 5.3×109 M-1s-1 at 300 nm, and 4.1×109 M-1s-1 at 400 nm, respectively. Carnosine and anserine also protected plasmid pUC18 DNA from X-ray radiation induced strand breaks as evidenced from the studies by agarose gel electrophoresis. Carnosine showed higher protective efficiency under the experimental conditions. Our data demonstrated that carnosine and anserine may play an important role in the maintenance of the antioxidant system.
37001516
Enhancement of plant growth stimulation activity of irradiated alginate by fractionation
Luan, L. Q.*; 長澤 尚胤; Ha, V. T. T.*; Hien, N. Q.*; 中西 友子*
Radiation Physics and Chemistry 78(9), p.796-799(2009) ; (JAEA-J 06519)
- 海洋多糖類であるアルギン酸のγ線照射した分解生成物が植物生長促進効果を有しているが、その最適な分子量範囲,濃度を見いだすために、分画を行いムギ及びダイズの生長促進効果を検討した。200kGy照射して平均分子量が約1万4千に低下したアルギン酸は、約100ppmの濃度でムギとダイズに対して成長促進効果を与えた。その分解生成物を分画すると、分子量範囲1,000から3,000のアルギン酸が20ppmの低濃度で最も成長促進効果が高いことがわかった。
37001517
Future perspectives of radiation chemistry
籏野 嘉彦
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1021-1025(2009) ; (JAEA-J 06520)
- Future perspectives of radiation chemistry are discussed by the analysis of the related information in detail as obtained from our recent surveys of publications and scientific meetings in radiation chemistry and its neighboring research fields, giving some examples, and are summarized as follows. (1) Traditionally important core-parts of radiation chemistry should be activated more. The corresponding research programs are listed in detail. (2) Research fields of physics, chemistry, biology, medicine, and technology in radiation research should interact more among them with each other. (3) Basic research of radiation chemistry should interact more with its applied research. (4) Interface research fields with radiation chemistry should be produced more with mutually common viewpoints and research interests between the two. Interfaces are not only applied research but also basic one.
37001518
Preparation of PTFE-based fuel cell membranes by combining latent track formation technology with graft polymerization
吉田 勝*; 木村 祥亮*; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1060-1066(2009) ; (JAEA-J 06521)
- 重イオンビーム照射で形成する潜在飛跡領域に選択的にグラフト重合を進行させることにより、膜厚方向に高いプロトン伝導度を持つ高分子電解質膜の開発を進めている。ポリテトラフルオロエチレンの潜在飛跡領域と膜表面層にのみ選択的にグラフト鎖を導入するため、光グラフト又はγ線グラフトの重合溶媒を検討した。その結果、光グラフトの場合はアセトン/水混合溶媒系、γ線グラフトではイソプロパノール/水混合溶媒系を用いることにより、潜在飛跡領域と膜表面層に選択的にグラフト鎖が導入できることがわかった。同じイオン交換容量を持つ電解質膜で比較した場合、イオン未照射系のプロトン伝導度が0.03S/cmにあるのに対し、Xeイオン照射系では両方の手法において0.08S/cmまで向上した。このことからイオン照射系では、潜在飛跡領域に選択的に高密度の伝導性基が充填されたと推察した。さらに、電解質膜の機械的強度は、γ線グラフト手法より光グラフト手法の方が優れていることがわかった。
37001519
The Role of a radial ion-track distribution in semiconductors studied by numerical simulations
小野田 忍; 平尾 敏雄; 大島 武; 伊藤 久義
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1116-1119(2009) ; (JAEA-J 06522)
- イオントラックの空間分布が、高エネルギー重イオンが半導体に入射することで発生する異常ノイズ(過渡電流)に及ぼす役割を解析した。イオントラック半径をさまざまに変えた条件で数値計算を実施し、過渡電流波形を求めた。実験結果と計算結果を比較した結果、数MeVの重イオンの場合、イオントラックの空間分布は過渡電流にほとんど影響を及ぼさないことがわかった。しかしながら、数百MeVの高エネルギー重イオンの場合、過渡電流波形はイオントラックの空間分布に大きく左右される結果が得られた。両者の違いは、イオントラック中心のキャリア密度が異なることによる移動度の違いに由来すると考えられる。数値計算においてイオントラック半径をペナンブラ半径と同等、もしくは小さい値とすることで、数値計算により実験結果をよく再現できることが明らかとなった。
37001520
Radiation-induced chemical evolution of biomolecules
中川 和道*; 松井 貴宏*; 泉 雄大*; 安居院 あかね; 田中 真人*; 室 隆桂之*
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1198-1201(2009) ; (JAEA-J 06523)
- われわれはグリシン(Gly)に146nmの紫外線を照射して起こる化学進化を調べた。Gly2からGly3さらにGly4へと多段反応が進むが、Gly3への進化はGly4の進化よりも小さいことがわかった。また、セリンとアラニンについてO1s吸収両域において自然二色性測定を行った。1s→π*遷移はE1M1遷移で説明できることがわかった。
37001521
Biodegradable metal adsorbent synthesized by graft polymerization onto nonwoven cotton fabric
関根 綾子*; 瀬古 典明; 玉田 正男; 鈴木 義男*
Radiation Physics and Chemistry 79(1), p.16-21(2010) ; (JAEA-J 06524)
- コットン製不織布を基材に用いたグリシジルメタクリレートのエマルショングラフト重合を行い、水銀用吸着材の合成を行った。吸着材の官能基にはエチレンジアミンとジエチレントリアミンを2種類を選定した。その結果、耐放射線性の低い天然高分子を基材に用いたものの、エマルショングラフト重合反応速度は極めて速いため、10kGyの線量でも基材に損傷を与えず、150%のグラフト率を得ることができた。得られた吸着材の水銀に対する吸着性能を分配係数を用いて評価した結果、各々1.9×105と1.0×105であった。カラムを用いた連続通液試験では空間速度100-1で1.8ppmの水銀溶液を通液させたところ、吸着材体積の16000倍まで規制値の5ppbをクリアすることができた。
37001522
Emulsion grafting of glycidyl methacrylate onto polyethylene fiber
瀬古 典明; Nguyen, T. Y. N.*; 玉田 正男
Radiation Physics and Chemistry 79(1), p.22-26(2010) ; (JAEA-J 06525)
- 基材にはポリエチレン繊維を用い、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)を界面活性剤に用いたグリシジルメタクリレート(GMA)のエマルショングラフト重合を行った。エマルション溶液を構成するミセルは5%GMAと4%SDSの系で415nm、5%GMAと16%SDSの径では、ミセル径が1840nmであり、SDS濃度の増加とともに径は大きくなる傾向を示した。その際のグラフト率は各々120%と16%であり、ミセルの径がグラフト反応効率に大きく影響することがわかった。
37001523
Radiation deterioration of ion-exchange Nafion N117CS membranes
岩井 保則; 廣木 章博; 玉田 正男; 磯部 兼嗣; 山西 敏彦
Radiation Physics and Chemistry 79(1), p.46-51(2010) ; (JAEA-J 06526)
- 電解液に浸漬させカチオン交換したナフィオンN117CS膜を室温から343Kの温度範囲でγ線・電子線にて1500kGyまで照射し、溶解イオンがナフィオンの機械的特性とイオン交換能の放射線劣化に与える影響を精査した。電解液に浸漬させたナフィオン膜を照射すると機械的特性の劣化が促進されることを見いだした。この劣化促進は電解液の照射により生じる酸素に起因することを明らかとした。また電解液の濃度がナフィオンの機械的特性の放射線劣化に強く影響した。このことは放射線環境下でナフィオン電解膜を使用する場合は金属イオン濃度を抑制することが肝要であることを示している。カチオンの種類差がナフィオンの機械的特性の放射線劣化に与える影響は小さかった。またアニオンの種類差はナフィオンの機械的特性及びイオン交換能の放射線劣化の両方にほとんど影響しなかった。ナフィオンの機械的特性の放射線劣化ではγ線照射と電子線照射間で違いが見られたが、これは線量率の違いによるものであり、照射時に消費される酸素を補うために膜外の溶存酸素を膜内に取り込むための時間の有無に起因している。
37001524
Transmission of cluster ions through a tandem accelerator of several stripper gases
齋藤 勇一; 千葉 敦也; 鳴海 一雅
Review of Scientific Instruments 80(10), p.106104_1-106104_3(2009) ; (JAEA-J 06527)
- The transmissions of carbon cluster ion beams through a tandem accelerator using different kinds of stripper gases (He, N2, CO2, SF6) with a terminal voltage of 2.5 MV were measured as a function of the gas pressure in order to select the most suitable gas for cluster ion acceleration. The results showed that the transmission increased with decreasing the mass of gas atom/molecule, that is to say, helium showed better performance than those of other gases used. In addition, the ratio of transmissions Cn, in case of using helium and nitrogen gases, increased with the size of cluster, n. Therefore, helium gas seemed to be suitable stripper gas for larger size of cluster ions in acceleration with the identical energy.
37001525
Laser tunnel ionization from multiple orbitals in HCl
赤木 浩; 乙部 智仁; Staudte, A.*; Shiner, A.*; Turner, F.*; Dörner, R.*; Villeneuve, D. M.*; Corkum, P. B.*
Science 325(5946), p.1364-1367(2009) ; (JAEA-J 06528)
- トンネルイオン化では、最も不安定な電子軌道(HOMO)についてのみ、考えられてきた。本研究では、HCl分子のHOMOより安定な軌道(HOMO-1)からのイオン化を観測した。解離イオンを検出することでHOMO-1からのイオン化過程を抽出し、イオン化確率の分子座標系角度分布を元にその過程を同定し、さらに分子軌道計算を利用することで、全イオン化確率に対する、HOMO-1からのイオン化過程の寄与を明らかにした。
37001526
Si-doping for the protection of hydrogenated diamond-like carbon films in a simulated atomic oxygen environment in low earth orbit
横田 久美子*; 田川 雅人*; 北村 晃*; 松本 康司*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Fontaine, J.*; Belin, M.*
Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan (Internet) 7(ists26), p.Pc_37-Pc_42(2009) ; (JAEA-J 06530)
- Siドープダイヤモンドライクカーボン(DLC)に対する超熱原子状酸素(AO)照射の効果を調べた。組成比でSiを10%含むものと20%のものと二種類のDLCを試験した。試験には放射光光電子分光法(SR-PES)とラザフォード後方散乱法(RBS)を用いた。SR-PES法からAO照射によってSiO2層がSiドープDLC表面に形成されることがわかった。RBSからはAO照射によってSiをドープしないDLCの膜厚が目減りすること、それと対照的に、SiドープDLC表面に形成されるSiO2層がその下地のDLCを保護する効果があることがわかった。
37001527
Effect of KM molar mass on CMC-KM-Acid gel
笠原 崇光*; 瀧上 眞知子*; 長澤 尚胤; 瀧上 昭治*
Transactions of the Materials Research Society of Japan 34(3), p.395-398(2009) ; (JAEA-J 06531)
- 水溶性の高分子量体であるコンニャクマンナン(KM)の水溶液は粘性が高いため、加工性が悪いといった問題点がある。そこでKMの粘度を調整するため、KM粉末をガラスアンプルに入れ真空中で所定線量のγ線照射によって分解した。放射線分解したKMをカルボキシメチルセルロース(CMC)に混合して酸処理によりCMCブレンドゲルを形成し、酸処理CMCゲルの物性変化について評価した。10kGyγ線照射により低分子量化したKMの2%水溶液にCMC粉末を混合し、高分子濃度が10%のブレンド水溶液に調整し、1Mの塩酸で処理した。KMをブレンドすると酸処理CMCゲルと比較してヤング率や破壊強度が高くなり、特に破壊強度が3倍大きくなることを見いだした。また、ブレンドするKMの分子サイズがCMC分子鎖との絡み合いと酸処理によるCMC/KMゲルの凝集構造形成に関連していることを突きとめた。
37001528
生体分子の抽出に関する最新動向
下条 晃司郎
分離技術 39(4), p.236-239(2009) ; (JAEA-J 06532)
- 近年、バイオテクノロジーの発展に伴い、生物の機能を利用して、有用な物質を生産する技術が著しい進歩を遂げている。生産された生体分子は、医療・医薬・食品など多岐に渡って利用されており、人類にとって必要不可欠なものとなっている。生産された生体分子を使用するためには、大量の不純物の中に低濃度で存在する目的物を、化学的性質の類似した物質と共存している状態から、生理活性を失うことなく、高効率・高選択・高純度で分離精製を行わなければならない。このように生体分子の精製には高度な分離技術が要求されるが、一般的には、抽出,ろ過,遠心分離,膜分離,クロマトグラフィー,吸着,イオン交換,晶析,電気泳動など幾つもの分離プロセスを経て、目的の生体分子を高純度で得ることが可能となる。本稿では、生体分子の分離精製技術の1つである「抽出」について、抽出剤を利用した液-液溶媒抽出(固相抽出,固-液抽出,ソックスレー抽出などは除く)に焦点を絞り、近年の動向を幾つかの研究例を挙げながら紹介する。
37001529
オンライン固相抽出/電気化学検出法による核燃料再処理廃液中の微量ウランの迅速定量
田口 茂郎; 駿河谷 直樹; 黒沢 明; 檜山 敏明; 田中 龍彦*
分析化学 58(10), p.901-907(2009) ; (JAEA-J 06533)
- 試料を注入するだけの簡便な操作で核燃料再処理廃液中の微量ウランを迅速に定量できるオンライン固相抽出/電気化学検出システムを構築した。3M硝酸濃度に調整した試料を本システムに導入し、U/TEVA®樹脂を充填したカラムにウランを吸着捕集するとともに、共存元素を除去した。カラムに捕集したウランは、0.1M硝酸の通液により溶離し、フロー型電解セルに直接導入した。ウランの濃度は、U(VI)→U(V)の還元反応による電流値を連続的に記録し、その電流ピーク高さと濃度の関係から求めた。ウラン導入量2.5μg(25μg mL-1を0.10mL導入)に対する分析結果は2.5±0.025μg(n=5)であり、両者は調製値と良好に一致した。また、バックグラウンド電流値の標準偏差の3倍から求めた検出限界は56ngであり、1試料あたりの分析時間は約5分であった。本法を核燃料再処理施設における低放射性廃液試料に適用するために、ウランの添加回収実験を実試料に対して行ったところ、その回収率は、92%～112%と良好な結果が得られた。
37001530
深部地下水の物理化学パラメータ(pH, 酸化還元電位)の測定とその留意点
岩月 輝希; 森川 佳太*; 細谷 真一*; 吉川 英樹
地下水学会誌 51(3), p.205-214(2009) ; (JAEA-J 06534)
- 地下水の物理化学パラメータは、金属元素の挙動や物質循環にかかわる重要なパラメータである。しかしながら、その測定では電極の応答性に依存して安定値の取得に長時間を要するとともに、地下水揚水時に溶存ガスの脱ガス等により値が変化する。本研究では、深度約500mの地下水を対象として、原位置及び地上において形状の異なる複数の電極を用いて物理化学パラメータを測定し、各電極の応答性について知見を得るとともに、溶存ガスの脱ガスに伴う物理化学パラメータの変化について補正方法の構築を試みた。測定の結果、地下水揚水時の脱ガスに起因して生じるpHの変化は約0.4であり、脱ガス量を補正することで原位置の値を見積もることができた。また、酸化還元電位は約-100mVであり、おもに二価鉄,硫酸イオンと硫化鉱物,炭酸鉄鉱物の酸化還元反応が支配反応であると考えられた。pHと酸化還元電位にかかわる主要なプロセスを解析する際は、脱ガス量とその成分を把握しpHを補正することにより、誤解釈を防ぐことが重要である。電極の選択に関しては、点状電極よりも面状電極,棒状電極の方がより短時間に酸化還元電位値を取得できることが明らかになった。
37001531
低アスペクト比トカマク炉におけるアルファ粒子のリップル損失
谷 啓二*; 西尾 敏; 飛田 健次; 筒井 広明*; 三又 秀行*; 飯尾 俊二*; 青木 尊之*
電気学会論文誌,A 129(9), p.569-574(2009) ; (JAEA-J 06535)
- 低アスペクト比トカマク炉のリップル損失をモンテカルロコードで解析を行った。リップル損失はアスペクト比(A)に強く依存し、Aが2.5以上の領域ではAの8.8乗に比例することがわかった。このことは低アスペクト比トカマク炉においてはトロイダルコイルの個数を少なくできる可能性を有しており保守を容易にできることを意味する。
37001532
Phosphate conversion behaviors of FP chlorides with spent electrolyte recycling
小藤 博英; 天本 一平; 佐々木 一哉*; 安本 勝*; 高崎 康志*; 明珍 宗孝; 寺井 隆幸*
電気化学及び工業物理化学 77(8), p.597-600(2009) ; (JAEA-J 06536)
- 金属電解法から生成する高レベル廃棄物削減のため、リン酸塩転換プロセスを開発している。本研究では、熱力学計算におけるリン酸塩転換反応を基礎実験により確認した。希土類塩化物は容易にリン酸塩に転換することがわかった。さらに、転換反応の添加剤であるリン酸リチウムに関して、熱力学特性を解明するために高温での挙動を評価した。
37001533
Redox equilibria of the U4+/U3+ and U3+/U couples in molten LiCl-RbCl eutectic
永井 崇之; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 白井 理*; 佐藤 修彰*; 山名 元*
電気化学及び工業物理化学 77(8), p.614-616(2009) ; (JAEA-J 06537)
- 溶融LiCl-RbCl共晶塩中におけるU4+/U3+対及びU3+/U対の酸化還元電位を、サイクリックボルタンメトリにより求めた。これら酸化還元電位は、LiCl-KCl共晶塩中における酸化還元電位よりも負側にあるが、NaCl-CsCl共晶塩中における酸化還元電位とおおむね一致した。この関係は、溶融塩の平均アルカリイオン半径と相関が見られる。
37001534
地層処分の安全設計と安全評価について
前田 敏克
原安協だより (232), p.3-6(2009) ; (JAEA-J 06538)
- 地層処分に関して、今後、検討が必要と思われる処分場閉鎖後の安全性を担保するための安全設計に求められることと、その安全評価はどうあるべきかについての私見を述べる。安全設計については、段階的アプローチの考え方や、「現時点及び予測可能な将来を考えたときにその限りで最善の手段を技術的に講じておくことが、遠い将来の人々及び環境を防護するうえで最も合理的」という適用可能な最善技術の思想に基づいたものとすべきである。安全評価は、必ずしも将来の状態を言い当てようとするものではないが、こうやるべき、といった決まりも定まっていない。まずは、安全評価を行うにあたってのルールを決めておくことが重要である。
37001535
日本のRI研究開発の現状
石岡 典子
原子力eye 55(7), p.20-23(2009) ; (JAEA-J 06539)
- 放射性同位元素(以下、RIと略す)の人工的な生成は、古くは自然界に存在するRIによる放射線を用いた原子核反応が利用されていたが、今日では、加速器からの荷電粒子を用いる原子核反応や原子炉からの中性子を用いる核反応による生成手段が用いられている。原子炉が開発される以前は、加速器で作られたRIを利用した研究が盛んであった。現在、医学分野で利用されている加速器産のRIは、この時代に発見されたものであり、製造法の開発とともに、生命科学における基礎研究から医療現場へと利用されるようになっている。人工RIの本格的な利用が始まったのは、原子炉でつくられた多種・多量のRIが商品として米国から供給されるようになってからのことである。加速器で製造するRIも、年々、加速エネルギーやビーム強度の増大など加速器技術の進歩に伴い、生産量が増加してきている。本稿では、RIの医学利用の最近の動向、さらにわれわれが取り組んでいるRIの医学利用における研究も加えて、その有用性,将来性について述べる。
37001536
生物の放射線耐性機構を探る
鳴海 一成
放射線と産業 (123), p.28-33(2009) ; (JAEA-J 06543)
- 生物の放射線耐性は多種多様である。哺乳動物のように放射線に比較的弱い生物もいれば、強い放射線を浴びても外見何事もなかったかのように生きている生物もいる。放射線耐性の分子機構が解明されれば、それにかかわる生体高分子を医学・農学・生命科学分野で産業応用することが可能となり、放射線に弱い生物に放射線耐性を付与することができるかも知れない。本稿では、代表的な放射線性抵抗性細菌デイノコッカス,デイノコッカス以外の放射線抵抗性真正細菌,放射線抵抗性古細菌のほか、放射線耐性真菌,ワムシ,クマムシ,ネムリユスリカ幼虫などの放射線耐性真核生物を取り上げ、これらの生物の放射線耐性機構がどこまでわかっているのかを概説した。
37001537
数値的可視化手法によるレーザー溶融現象の定量評価について
高瀬 和之; 菖蒲 敬久; 月森 和之; 村松 壽晴
可視化情報 29(Suppl.2), p.113-114(2009) ; (JAEA-J 06544)
- ナトリウム冷却高速増殖炉の蒸気発生器伝熱管等の健全性を確保する補修技術を確立するため、3次元微細加工が可能なファイバーレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発を実施中である。この開発の一環として、将来の金属材料溶接技術の最適化を目指して、ファイバーレーザー照射時の微細金属粉の溶融挙動の定量評価を数値シミュレーションによって可能にする手法の開発を行っている。本報では予備的に実施した溶融挙動シミュレーションの結果について報告する。本研究によって、レーザー照射による溶接技術最適化のための数値シミュレーション技術の実現に対して見通しを得ることができた。また、定量的な評価には金属粉の熱物性値やレーザー光の減衰特性などを正確に把握する必要がある等の課題を明らかにできた。
37001538
放射線照射による多孔性ポリスチレン粒子の機能化とその特性
三島 聡子*; 浅野 雅春; 吉田 勝
高分子論文集 66(7), p.250-258(2009) ; (JAEA-J 06546)
- 放射線架橋を利用し、多孔性ポリスチレン粒子(PSD)にペクチン及びトリアリルイソシアヌレート(TAIC)を固定した。放射線は60Coからのγ線を用い、2.5～25kGyの範囲で照射し、PSDに吸着したTAIC及びペクチンを架橋重合させた。ペクチン及びTAIC固定化PSDの殺菌剤のひとつであるメチル-2-ベンツイミダゾールカルバメート(MBC)に対する吸着性能を評価した。固定化によるMBCの吸着性能の向上については、低pHでは、TAICの効果が大きく、高pHでは、ペクチンの効果が大きかった。ペクチン及びTAIC固定化PSDのMBC吸着量はペクチン及びTAICを固定化しなかったPSDに比べて1.3～3.9倍(pH3～11領域)になった。また、ペクチン及びTAIC固定化PSDは、10回の吸着・脱離実験後においても吸着能力は持続した。pHにより親水性と疎水性の特性を持つペクチン及びTAICをγ線により導入したペクチン及びTAIC固定化PSDは、広範囲のpH領域においてMBCの高い吸着性を持ち、従来の分析で必要だったpH調整の処理を省いてMBCを抽出できることがわかった。
37001539
高温高圧下でのXAFS法と回折法によるAgIの研究(MS35)
吉朝 朗*; 有馬 寛; 福井 宏之*; 奥部 真樹*; 片山 芳則; 大高 理*
日本結晶学会誌 51(1), p.66-69(2009) ; (JAEA-J 06549)
- われわれは高温高圧放射光実験によってAgIの精密な温度圧力相図を決定した。マルチアンビル高圧装置とSPring-8の放射光を利用することによって、X線回折及びXAFS測定が行われた。不規則岩塩構造相では、Agイオンが6配位席及び4配位席の両方を占有する。4配位席の占有率は、2GPa付近で最大の20%程度となる。岩塩構造から不規則岩塩構造への変化は、X線回折で観測される平均構造でははっきりしないが、XAFSで観測される局所構造でははっきりと現れた。EXAFSデバイワーラー因子からは原子間の有効二体ポテンシャルを高温高圧下でも求めることができる。圧力は有効ポテンシャルに大きな影響を及ぼし、非調和性が圧力とともに減少することが明らかになった。
37001540
フェムト秒紫外光発生及び短波長フェムト秒レーザーとナノクラスター相互作用による高効率X線発生
森 道昭; 桐山 博光; 吉村 政志*; 森 勇介*; 岡田 大; 重森 啓介*
プラズマ・核融合学会誌 85(6), p.389-392(2009) ; (JAEA-J 06550)
- 非線形光学結晶は汎用性の高いツールであるため、授業や参考書などを通じて比較的学問として触れる機会は多い。しかし、近年では非線形光学結晶においてはCLBOやYGCOBなどの短波長用非線形光学結晶の開発が行われるなど非常に多彩になってきており、また非線形光学結晶を用いた応用としても、10フェムト秒以下の高調波変換や縮退四光波混合によるOPCPA(光パラメトリックチャープパルス増幅)(増幅器)などの新たな進展。さらにこれらの進展に伴い、プラズマ物理研究でも例えば前述のOPCPAにおいては既存の増幅法と比較して高コントラスト性が期待できることから、それを導入したレーザーを用い超高強度レーザープラズマ相互作用によってMeV級陽子線発生が行われるなど、プラズマ研究に対しても大きく進展している。また、レーザー核融合においても非線形光学結晶から得られる高次高調波と基本波をハイブリッドさせ、基本波照射・高調波照射それぞれの長所を活かし効率的な爆縮を得る取り組みも行われている。このような動きも含め、本講座では「非線形光学結晶とプラズマ研究への応用」と題し、非線形光学結晶について基礎を中心に、最近のトレンドやプラズマ研究への利用など最近のトレンドについて取り上げる。
37001541
核融合炉における熱流体工学の基礎,2-2; ブランケットの伝熱流動
関 洋治; 江里 幸一郎; 榎枝 幹男
プラズマ・核融合学会誌 85(8), p.543-547(2009) ; (JAEA-J 06551)
- 炉心プラズマを取り囲むブランケットの役割は、トリチウム増殖,放射線遮蔽,発電のための熱エネルギー取得に大別される。これらの機能に深くかかわる熱流体現象を把握することは、ブランケット技術の発展と設計の効率化につながる。現在提案されているさまざまな形のブランケットには、冷却材として高温高圧水,ヘリウム,溶融塩Flibe,液体Liや液体LiPb,トリチウム回収系のHeパージガスなどが存在する。本報では、核融合ブランケット内に存在する熱流動現象を、現在ITERテストブランケットモジュールに対して実施されている狭窄な多流路管の流れの予測と実証試験や増殖材微小球充填層内のヘリウムパージガス流動とあわせて説明するとともに、ブランケットに必要なトリチウム増殖,中性子遮蔽,熱エネルギーの抽出の3要素にかかわる熱流動現象と工学設計との関係性を示した。
37001542
地表近傍の酸化的な水理地質環境における放射性鉱物の安定性; 岐阜県南東部,苗木地方の砂鉱床の事例
笹尾 英嗣; 小室 光世*; 中田 正隆*
資源地質 59(3), p.209-217(2009) ; (JAEA-J 06553)
- 我が国のウラン鉱床は、さまざまな地質学的事象を被りつつも長期間にわたって核種が保持されてきた事例である。このため、このような天然の事例を通じて、我が国の多様な地質環境における長期間に渡る核種の保持・移行挙動についての理解を深めることは、核種移行モデルの不確実性を低減させるとともに、地層処分の安全性に対する信頼性をさらに向上させるうえで有益である。そこで、地表近傍の酸化的な環境における核種の移行挙動を解明することを目的として、岐阜県南東部、苗木地域のウラン鉱床(砂鉱床タイプ)の試料を用いて、放射性鉱物(ジルコン,モナズ石,フェルグソン石,トール石など)の表面構造の観察と化学分析を行った。その結果、各鉱物の変質・溶食に対する安定性の程度や変質層の形成速度などを見積もることができた。また、放射性鉱物が変質を受けやすい酸化的な環境におかれた場合、ウランの溶出速度は鉱物種に依存するものの、その量は微量にとどまることが示唆された。
37001543
重要ノード発見のための大規模ネットワークの可視化
宮村 浩子; 大坐畠 智*; 中尾 彰宏*; 川島 幸之助*; 鈴木 喜雄
信学技報 109(188), p.85-90(2009) ; (JAEA-J 06554)
- 大規模ファイル共有ネットワーク可視化方式を提案する。ネットワークデータはノードと、ノード間の接続を表すリンクから構成されており、このリンク数が増加するとリンク同士が交差し、ネットワーク構造を把握するのが困難になる。そこでわれわれは、ネットワーク構造を把握し、主要なノードを探すために、リンクを表示しないマトリクス形式のネットワーク可視化方式を提案する。また、ファイル共有ネットワークのログデータを用いて、提案する可視化方式の有効性を検証する。
37001544
照射マンゴーに誘起されるラジカルの緩和現象
菊地 正博; 小川 英之*; 森下 憲雄; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦; 下山 雄平*
食品照射 44(1-2), p.9-13(2009) ; (JAEA-J 06555)
- 熱帯果実であるマンゴーの植物検疫処理として、世界的には放射線照射の利用が拡大している。将来的には我が国でも非加熱処理である照射が導入される可能性があり、有効な検知法が必要である。マンゴーのESR検知法では果実には内在性遷移金属が含まれるため、その影響を受けない解析が必要となる。そこで、鋭いメインピークについてラジカルのスピン-格子緩和時間T1とスピン-スピン緩和時間T2を解析して、照射判別に利用できるかを検討した。その結果、照射された生マンゴーから調製された検体では、緩和時間T1は線量に関係なくほぼ一定であったが、T2は吸収線量の増加とともに変化し、特に果肉のT2は線量依存性があることがわかった。照射後1日以上経過した生マンゴーの果肉から求められるT2を用いると、少なくとも照射9日目までは保存期間によらずT2の線量依存性は安定してほとんど変化しなかった。このことから、緩和時間T2を用いて生マンゴーの照射の有無を判定できる可能性が示唆された。
37001545
EB-PVD遮熱コーティングの熱サイクルによる内部応力
鈴木 賢治*; 菖蒲 敬久
材料 58(7), p.562-567(2009) ; (JAEA-J 06556)
- As the top coating, zirconia with 4 mol% yittria was electron beam-physical vapor deposited (EB-PVD) on the bond coating of CoNiCrAlY. The substrates were rotated during EB-PVD process and the rotation speeds were 5 (R5) and 10 rpm (R10). In order to investigate the change of the internal stress in the top coating by a thermal cycle, the specimen was heated from a room temperature to 1273 K, the internal stress was measured in-situ by the strain scanning method with hard synchrotron X-rays at each temperature step. For the specimen R5, the internal stress increased from about -100 MPa to about 100 MPa with the increase in temperature, then the stress relaxation of the top coating occurred over 1073 K. For the specimen R10, the internal stress did not show a tension in the heating process, it was caused by the separation between columnar structure.
37001546
放射光白色X線を用いたCTによる丸棒鋼内部き裂の観察とその先端近傍のひずみマッピング
柴野 純一*; 桐山 幸治; 梶原 堅太郎*; 菖蒲 敬久; 鈴木 賢治*; 新居 恭征*; 三浦 節男*; 小林 道明*
材料 58(7), p.596-602(2009) ; (JAEA-J 06557)
- A computerized tomography and a strain mapping near a crack tip in material were investigated using a white X-ray obtained from BL28B2 beam line at SPring-8 in Japan. The computerized tomography of the crack in the specimen was carried out by using the CCD camera that can detect indirectly the X-ray transmitted through the specimen. To measure the strain using the energy dispersive X-ray diffraction technique. As the results, the computerized tomography of the crack in the specimen under the tensile loading was practicable by using the white X-ray. The map of the internal strain near the crack tip of the specimen could be obtained using the high energy white X-ray. It was confirmed that the maximum tensile strain was distributed circularly along the crack tip estimated by CT.
37001547
Conceptual study for the hollow core of a research reactor
米田 政夫; 新居 昌至; 佐川 尚司; 楠 剛
Proceedings of 12th International Group on Research Reactors (12th IGORR) (USB Flash Drive) , 9p.(2009) ; (JAEA-J 06559)
- We carried out conceptual study of a future research reactor focused on a hollow core. The hollow core satisfied both utilizations of neutron beam and irradiation. It was indicated that the hollow core with 40.8cm-by-40.8cm had higher neutron flux in the D2O tank by 30% than a square core with 40.8cm-by-40.8cm. The hollow core could achieve almost same flux as a smaller square core with 35.7cm-by-35.7cm. Because there was the peak flux at the furthest point from the core in the D2O tank in the case of the hollow core, it was able to obtain more neutrons for neutron irradiation utilization. The hollow core had flat and large (20.4cm-by-20.4cm) irradiation area of fast neutron in the central area. There the fast neutron flux was 7.0×1014 (n/cm2/s). There is not a reactor that has such a large irradiation field of fast neutron. Therefore the hollow core is regarded as an attractive research reactor for irradiation field of fast neutron.
37001548
Refurbishment status and future program of Japan Materials Testing Reactor (JMTR)
石原 正博; 河村 弘; 新見 素二; 神永 雅紀; 堀 直彦; 長尾 美春
Proceedings of 12th International Group on Research Reactors (12th IGORR) (USB Flash Drive) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 06560)
- JMTRは、1968年に初臨界を達成した軽水減速タンク型の試験研究炉で、軽水炉の燃料・材料の照射試験や高温ガス炉,核融合炉の開発のための照射試験さらにはRIの製造に利用されてきた。しかしながら、2006年8月にいったん原子炉を停止し、2007年から4年間かけて現在原子炉の改修を行っている。再稼働後、2011年から約20年間の運転を予定しており、利用者の視点から原子炉稼働率の向上,照射費用の低減などの利用性向上にかかわる検討を進めている。本報告では、原子炉機器の更新状況について述べるとともに、JMTRの将来計画について述べる。
37001549
Investigation of optimization on in-core fuel management with high reactor-availability-factor of JMTR
竹本 紀之; 那珂 通裕; 長尾 美春
Proceedings of 12th International Group on Research Reactors (12th IGORR) (USB Flash Drive) , 11p.(2009) ; (JAEA-J 06561)
- JMTR再稼働後の利用性向上及び照射需要の増大に対処するため、燃料経済性向上の観点から、燃料使用数を増加させずに稼働率を向上するための炉心燃料管理の検討を行った。その結果、燃料交換方式を6バッチ交換方式にし、照射性能に大きく影響を与えない範囲で運転出力を変更することにより、第165サイクルと同等の負荷の炉心の場合には、現行の年間燃料使用数を増加させることなく、年間稼働率を現行の約50%から約60%に増加させることができることがわかった。
37001550
Steam-water pressure drop under high pressure condition
Liu, W.; 玉井 秀定; 吉田 啓之; 高瀬 和之; 早船 浩樹; 二神 敏; 木曽原 直之
Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 06562)
- 原子力機構では、次世代FBRで採用が検討されている、直管型蒸気発生器(SG)の熱設計手法を構築するため、高圧条件下で試験を実施し、圧力損失を含む詳細な二相流データを取得するとともに、各種相関式の評価を行っている。本研究では、これらの高圧試験を模擬した解析を行い、二相流による圧力損失の増加割合を与える二相増倍係数相関式であるMartinnelli-Nelson式,Friedel式,Chisholm式,Hancox式及び均質流モデルに対して、それぞれの予測性能を評価した。一連の評価の結果、二相増倍係数相関式にChisholm式を用いることより、40g/s～200g/sの広い流量範囲で二相流の圧力損失を予測できることがわかった。
37001551
Numerical prediction of pressure loss in tight-lattice rod bundle by use of 3-dimensional two-fluid model simulation code ACE-3D
吉田 啓之; 鈴木 貴行*; 高瀬 和之
Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM) , 11p.(2009) ; (JAEA-J 06563)
- In this paper, boiling two-phase flow analysis in a tight-lattice rod bundle was performed by the ACE-3D. In the results, the void fraction in an outermost region of the rod bundle is lower than that in a center region of the rod bundle. The tendency of void fraction distributions agreed with the measurement results by neutron radiography qualitatively. Moreover the pressure distribution in a horizontal plane induced by the void fraction distribution was the cause of bubble movement from the gap region to the subchannel region. The predicted pressure loss in the axial section without spacers accorded with experimental results with a difference of around 10%. The predicted friction pressure loss was underestimated around 20% of measured values, and the effect of the turbulence model is considered as one of the causes of this underestimation.
37001552
Numerical investigation of thermal striping near core instruments plate around control rod channels in JSFR
田中 正暁; 大島 宏之; 村上 諭*
Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM) , 12p.(2009) ; (JAEA-J 06564)
- ナトリウム冷却大型炉の炉上部機構下面におけるサーマルストライピング現象を対象として、制御棒チャンネル周辺の局所熱流動現象に着目した局所解析モデルを構築し、現象把握と影響緩和方策を適用した結果について報告する。
37001553
Study on velocity field in a wire wrapped fuel pin bundle of sodium cooled reactor; Detailed velocity distribution in a subchannel
佐藤 博之; 小林 順; 宮越 博幸; 上出 英樹
Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM) , 13p.(2009) ; (JAEA-J 06565)
- 高燃焼度炉心を用いた高速炉の設計検討がなされている。この高燃焼度炉心の実現には、ワイヤー巻き燃料集合体内の詳細な流速分布を評価する手法の開発が必要であり、そのための検証データが求められている。ここでは、実機の2.5倍拡大7ピン集合体モデルを用いて、3本のピンに囲まれたサブチャンネル内の詳細な流速分布を粒子画像流速計測法により求めた。燃料ピン間のギャップ部垂直断面では、ワイヤー近傍の流速が低下する非対称な分布を形成すること、サブチャンネル内の水平断面では、ワイヤーを回り込む流れの計測に成功した。今後これらのデータは、評価手法検証に利用される。
37001554
Measurement of surface heat flux and surface temperature in nucleate pool boiling using micro-thermocouples
Liu, W.; 高瀬 和之
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM) , 6p.(2009) ; (JAEA-J 06566)
- 沸騰メカニズムを定量的に評価することを目的として、表面温度,表面熱流束を高密度かつ高速度で同時計測できるシステムを開発した。本計測システムは、高速度で熱起電力を記録する一次系と、二層での多チャンネルの熱起電力データをもとに、加熱面表面温度と熱流束の変化を計測するための逆問題解析を含む2次系から構成される。現象の早い非定常沸騰サイクルを追従するために、二層に渡り熱電対素子を伝熱ブロック内部に高密度に装着する技術を開発し、共同陽極を持つ微細T型熱電対を開発した。本計測システムを用いて、沸騰サイクルにおける気泡真下の表面熱流束と表面温度を計測した。大きな気泡の形成に伴う表面温度の低下及び表面熱流束の上昇を計測できた。
37001555
Two-phase cross flow between subchannels in a tight-lattice rod bundle
Zhang, W.*; 吉田 啓之; 高瀬 和之
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06567)
- 改良界面追跡法による二相流詳細解析コードTPFITを使って、稠密燃料集合体内サブチャンネル間に発生するクロス流れに関する数値解析を行い、その結果をもとに稠密燃料集合体内のクロス流れを定量評価できる相関式の開発を行った。従来の熱設計手法におけるクロス流れを評価する相関式は、燃料棒が正方に配置された条件で取得した実験結果をもとに構築されているため、燃料棒が三角ピッチに配置された稠密炉心への適用については十分な検討は行われていない。そこで、大規模シミュレーションによる数値データベースをもとにサブチャンネル間に発生する微小な差圧変動について統計処理を行い、新たなクロス流れ相関式を導出した。本報では、新たな相関式の導出とその適用性について検討した結果を述べる。
37001556
Network computing infrastructure to share tools and data in GNEP
Kim, G.; 鈴木 喜雄; 手島 直哉
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM) , 8p.(2009) ; (JAEA-J 06568)
- Network computing infrastructure for sharing tools and data was implemented to support international collaboration. In designing the system, we focused on three issues: accessibility, security, and usability. For the first issue, SSL-VPN technology was adopted to access computing resources beyond firewalls. For the second issue, PKI-based authentication mechanism was used for access control. Shared key based file encryption was also used to protect against information leakage. The introduction of the authentication gateway enables to strengthen the security. To provide high usability, WebDAV was used to provide users with a function to manipulate distributed files through a windows-like GUI. These functions were integrated into a Grid infrastructure AEGIS. Web applications were developed on the infrastructure for dynamic community creation and information sharing. In this paper, we discuss design issues of the system and report the implementation of a prototype applied to share information for the international project GNEP.
37001557
A Script generator API for the full-scale three-dimensional vibration simulation of an entire nuclear power plant within AEGIS
Kim, G.; 鈴木 喜雄; 手島 直哉; 西田 明美; 山田 知典; 新谷 文将; 武宮 博; 中島 憲宏; 近藤 誠
Proceedings of 1st International Conference on Parallel, Distributed and Grid Computing for Engineering (PARENG 2009) (CD-ROM) , 12p.(2009) ; (JAEA-J 06569)
- We developed the Script Generator API to support users to develop Grid-enabled client application. The Script Generator API automatically generates a Grid-enabled workflow script needed to execute jobs on a Grid system. Using the Script Generator API enables users to use a Grid environment without consciousness of a Grid computing system. In this paper, we show the implementation of the Script Generator API in our Grid infrastructure and its utilization to the Full-scale 3D Vibration Simulator for an Entire Nuclear Power Plant. By developing a Grid-enabled client application for the Full-scale 3D Vibration Simulator, we confirmed the usability of the Script Generator API.
37001558
Development of an eddy current testing technique for inspecting inner corrosion of cladding
宮地 紀子; 勝山 幸三; 永峯 剛
Proceedings of 46th Annual Meeting of "Hot Laboratories and Remote Handling" Working Group (HOTLAB 2009) (CD-ROM) , 5p.(2009) ; (JAEA-J 06570)
- 照射された高速炉用燃料ピン被覆管の健全性を、非破壊で確認するための技術開発を進めてきた。本試験では、高速実験炉「常陽」で照射した燃料ピンを対象に、被覆管内面腐食の確認を目的として渦電流探傷を行い、同技術を用いた腐食探傷の可能性を検討した。非照射模擬燃料被覆管を対象とした腐食探傷の結果、周波数32kHzを用いて30μm程度の腐食箇所を探傷できる結果を得た。また渦電流信号値と被覆管肉厚の間には相関があり、被覆管肉厚が減少すると信号値が大きくなる傾向を示した。「常陽」で照射した燃料ピンの腐食を探傷した結果、腐食が最大でも14μmと小さく、渦電流信号から腐食箇所を確認することはできなかった。しかし、本試験では被覆管の物理的変化が、信号に影響を及ぼす可能性があることが示唆された。
37001559
Remote maintenance technology for a large scale hot laboratory
坂本 直樹; 吉川 勝則; 櫛田 尚也; 勝山 幸三; 永峯 剛
Proceedings of 46th Annual Meeting of "Hot Laboratories and Remote Handling" Working Group (HOTLAB 2009) (CD-ROM) , 5p.(2009) ; (JAEA-J 06571)
- 日本原子力研究開発機構の照射燃料集合体試験施設(Fuels Monitoring Facility:以下「FMF」)は、高速実験炉「常陽」など高速炉で照射したプルトニウム含有燃料集合体の照射後試験を行うための施設として1978年にホットインした。FMFは、使用済燃料を集合体単位で取扱うために、高い遮へい性能のあるホットセルを有するだけでなく、大型のホットセル(試験セル)を設置している。そして、この試験セル内は、集合体や燃料ピンの解体時に試験試料の酸化等の影響をなくすため、常時、窒素ガス雰囲気になっていることが特徴である。一方、試験セル内に設置されている機器は、経年劣化に加えて高放射線による劣化が著しいため、性能を維持するためには定期的なメンテナンスが必要である。しかし、被ばくの観点から作業員がセル内で作業することは困難であるため、セル外から遠隔でメンテナンスできるように設計されている。本報では、セル内クレーン設備を中心としたFMFの遠隔保守技術の有効性と、この約30年間に渡る遠隔保守の実績について報告する。
37001560
Replacement technique for front acrylic panels of a large size glove box using bag-in / bag-out method
遠藤 慎也; 沼田 正美; 市瀬 健一; 西 雅裕; 古宮 友和; 桜庭 直敏; 宇佐美 浩二; 冨田 健
Proceedings of 46th Annual Meeting of "Hot Laboratories and Remote Handling" Working Group (HOTLAB 2009) (CD-ROM) , 6p.(2009) ; (JAEA-J 06572)
- 東海研究開発センター原子力科学研究所WASTEFでは、αγセル内機器のメンテナンスやTRU窒化物燃料の基礎物性試験を行うための大型グローブボックス(メンテナンスボックス)が設置されている。当該グローブボックスのアクリルパネルの一部には、劣化による微小き裂が生じており、安全な運転を行うためにパネル交換が必要となった。しかしながら、従来のパネル交換手法では、グローブボックス全体の除染やグリーンハウス内でのALS作業が必要となり、交換作業には多くの時間と人手が必要である。また、ALS作業に伴う汚染等のリスクも高くなる。そこでグローブボックスで物品等の搬出入に用いられているバックイン/バックアウト法を大型グローブボックスのパネル交換に適用したパネル交換手法を開発した。この方法は、交換するパネルを大型バックで覆い、バック内でパネル交換作業を実施するためにグローブボックスの除染やグリーンハウス設置が必要なくなり、パネル交換時のALS作業を削減することが可能となった。本交換手法をWASTEFのメンテナンスボックスのパネル交換に適用し、従来手法と比べて約1/5の人工でパネル交換を実施した。従来手法と比べて作業時間の短縮かつ安全な交換作業及び放射性廃棄物の低減化が可能であることを確認した。
37001561
Adv.-ORIENT cycle; Its scientific progress and the engineering feasibility
小澤 正基; 鈴木 達也*; 小山 真一; 山岸 功; 藤田 玲子*; 岡田 賢*; 蓼沼 克嘉*; 三村 均*; 藤井 靖彦*
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.1117-1126(2009) ; (JAEA-J 06573)
- Feasibility studies on Adv.-ORIENT Cycle are progressed allowing to use hydrochloric acid as well as nitric acid. Tertiary pyridine resin enabled to separate MA/Ln and then Am/Cm precisely from the irradiated nuclear fuel, and very pure Am and Cm products were recovered. Catalytic electrolytic extraction of RMFP(Rare Metal Fission Product) was verified. RMFP-deposit electrodes made from simulated HLLW showed high catalytic reactivity on electrolytic production of hydrogen. Hastelloy-B and Ta were confirmed their anti-corrosiveness in highly concentrated hydrochloric acid media. Thermo-chemical stability for Tertiary Pyridine Resin was verified in either HCl or HNO3 media toward its practical use in the reprocessing. The separation and utilization of RMFP in spent fuel would not only open a new direction in fuel cycle mission, but also improve the existing process performance of reprocessing, vitrification and the repository tasks.
37001562
Study on FBR core concepts for the LWR-to-FBR transition period
丸山 修平; 川島 克之; 大木 繁夫; 水野 朋保; 大久保 努
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.1548-1556(2009) ; (JAEA-J 06574)
- As part of the Fast Reactor Cycle Technology Development Project (FaCT), sodium-cooled fast reactor core design efforts have been made to cope with the TRU fuel composition changes expected during an LWR-to-FBR transition period. Since there are remarkable correlations between the burnup reactivity and the safety parameters such as the sodium void reactivity and the Doppler coefficient, it is possible to identify the design envelopes including any TRU compositions in the LWR-to-FBR transition period. The key core characteristics are assessed for both U-Pu core (Pu recycle scenario) and TRU core (TRU recycle scenario). As a result, general characteristics in the FaCT core design to cope with TRU composition changes are grasped.
37001563
Numerical simulation on thermal-hydraulic characteristics in fuel assemblies of supercritical water cooled reactors using two-fluid model analysis code ACE-3D
中塚 亨; 三澤 丈治; 吉田 啓之; 高瀬 和之
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.1690-1693(2009) ; (JAEA-J 06575)
- 超臨界圧軽水炉の燃料集合体内の熱流動特性を把握するため、原子力機構では三次元二流体モデル解析コードACE-3Dの機能の拡張を行っている。この一環として、本研究では、超臨界圧軽水冷却高速炉(スーパー高速炉)の燃料集合体について熱流動特性の解析を行った。解析対象は、燃料集合体を簡略模擬した19本バンドル集合体であり、(1)チャンネルボックスに接するサブチャンネル,(2) (1)に接するサブチャンネル,(3) (1),(2)の内側に位置するサブチャンネルの3種を含む。チャンネルボックスの影響と、燃料棒表面温度の周方向依存性について得られた結果を示す。
37001564
Nuclear nonproliferation technology development program for future nuclear energy systems in Japan
千崎 雅生; 井上 尚子; 久野 祐輔; 難波 隆司
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.2128-2132(2009) ; (JAEA-J 06576)
- 日本は非核兵器国としてLWRサイクルを含む民生用原子力燃料サイクルを確立してきた。そして、現在は2050年の商用運転を目指して高速炉燃料サイクルを次世代原子力システムの一部として開発を行っている。高速炉サイクルとそれに伴う核不拡散技術の開発プログラムは日本においては主としてJAEAによって実施される。開発するシステムが国際的に容認されるために必要な4分野が特定された。これらは、(1)核拡散抵抗性の高い技術,(2)先進保障措置技術,(3)核拡散抵抗性評価技術,(4)原子力セキュリティと核物質防護技術、である。開発するシステムが抵抗性が高く、拡散の脅威に対して堅牢であると認識されるために、各々の分野で、原子力システム・プロセス設計者と核不拡散・保障措置の専門家の間での密接なコミュニケーションが必須である。
37001565
Decommissioning program of FUGEN and current activities
手塚 将志; 水井 宏之; 松嶌 聡; 中村 保之; 林 宏一; 佐野 一哉; 南光 隆; 森下 喜嗣
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.2815-2821(2009) ; (JAEA-J 06577)
- 「ふげん」は電気出力165MWの重水減速・沸騰軽水冷却・圧力管型原型炉であり、25年間の運転の後、2003年3月に運転を終了し、廃止措置計画が昨年2月に認可されたことを受けて廃止措置段階に移行した。本発表では、廃止措置の期間を使用済燃料搬出期間,原子炉周辺設備解体撤去期間,原子炉本体解体撤去期間,建屋解体期間の4つの期間に区分して進め、2028年度までにすべての作業を完了する計画としている「ふげん」の廃止措置計画について紹介する。また、現在、使用済燃料搬出期間の作業の一部として進めている、タービン建屋での主蒸気系や給水系等の解体撤去作業、及び重水系設備の解体を容易にするために重水系に残留しているトリチウムを通気や真空引きにより行っている乾燥除去作業、並びに放射線遮蔽や粉じん抑制のために水中で行う原子炉本体の解体方法の検討状況を紹介する。
37001566
Microstructure and mechanical property changes in fuel cladding during RIA-type temperature transients
永瀬 文久; 杉山 智之; 更田 豊志
Proceedings of OECD/NEA Workshop on Nuclear Fuel Behaviour during Reactivity Initiated Accidents (CD-ROM), 8p.(2009) ; (JAEA-J 06578)
- 温度遷移における燃料被覆管のミクロ組織及び機械特性の変化を調べ、さまざまなRIA条件下での広範な温度範囲における燃料挙動を評価するために実験を行った。被覆管の延性は温度上昇とともに基本的に増大する。水素化した被覆管の延性は300から473Kの間で明確に増大するが、473から573Kでの増大は小さい。RIAタイプの速い温度遷移では再結晶による延性増大は期待できない。一方、1100K以上で起こる相変態は急激に起こり機械特性に影響を及ぼす。870K以上では水素化物リム中の水素化物が固溶するため、水素化物リムが及ぼす影響はないと考えられる。
37001567
Influence of initial conditions on rod behaviour during boiling crisis phase following a reactivity initiated accident
Georgenthum, V.*; 杉山 智之
Proceedings of OECD/NEA Workshop on Nuclear Fuel Behaviour during Reactivity Initiated Accidents (CD-ROM), 9p.(2009) ; (JAEA-J 06579)
- In the frame of their research programs on high burnup fuel safety, the IRSN and JAEA performed a large set of tests devoted to the study of PWR fuel rod behaviour during Reactivity Initiated Accident (RIA) respectively in the CABRI and NSRR. The test conditions are different in terms of coolant nature, temperature and pressure. In the CABRI reactor, tests were performed so far with sodium coolant at 280 ℃ and 3 bar. In the NSRR most of the tests were performed with stagnant water at 20 ℃ and atmospheric pressure, but recently a new high temperature high pressure capsule has been developed which allows up to 280 ℃ and 70 bar. This paper discusses the influence of test conditions on rod behaviour during boiling phase, based on test results and SCANAIR code calculations. The study shows that when the boiling crisis is reached, the initial inner and outer rod pressure have an essential impact on the clad strain and possible ballooning.
37001568
Numerical analysis and simulation of behavior of high burnup PWR fuel pulse-irradiated in reactivity-initiated accident conditions
鈴木 元衛; 杉山 智之; 宇田川 豊; 永瀬 文久; 更田 豊志
Proceedings of OECD/NEA Workshop on Nuclear Fuel Behaviour during Reactivity Initiated Accidents (CD-ROM), 11p.(2009) ; (JAEA-J 06580)
- 高燃焼度PWR燃料を用いて、高温高圧水中で行われた2ケースのNSRR実験をRANNSコードで解析した。一方のケースでは被覆管は破損し、他方のケースでは非破損であったがDNBが発生した。解析結果は破損した被覆管の金相観察と比較され、破損を決める条件が、初期クラック深さや温度,応力の観点から考察された。これらの評価に基づき、初期温度の効果に関する感度解析、及び商用炉での仮想的なパルス照射条件でのシミュレーションを行った。これらの結果を相互に比較し、被覆管の破損の可能性について考察した。
37001569
Applicability of NSRR room/high temperature test results to fuel safety evaluation under power reactor conditions
杉山 智之; 梅田 幹; 宇田川 豊; 笹島 栄夫; 鈴木 元衛; 更田 豊志
Proceedings of OECD/NEA Workshop on Nuclear Fuel Behaviour during Reactivity Initiated Accidents (CD-ROM), 12p.(2009) ; (JAEA-J 06581)
- Pulse irradiation tests of high burnup light water reactor fuels were performed at the Nuclear Safety Research Reactor (NSRR) in order to investigate transient fuel behavior and fuel failure limit under the reactivity-initiated accident (RIA) conditions. This paper presents new data from the NSRR high temperature tests at 250 to 290 ℃ as well as data from the room temperature tests at around 20 ℃, and discusses the applicability of these data to the fuel safety evaluation under power reactor conditions.
37001570
Current RIA-related regulatory criteria in Japan and their technical basis
更田 豊志; 杉山 智之
Proceedings of OECD/NEA Workshop on Nuclear Fuel Behaviour during Reactivity Initiated Accidents (CD-ROM), 12p.(2009) ; (JAEA-J 06582)
- This paper will describe current Japanese regulatory criteria concerning fuel behavior during postulated reactivity-initiated accident (RIA) and experimental data providing technical basis with those criteria. The current safety evaluation guideline for the reactivity-initiated events in light water reactors was established by the Nuclear Safety Commission (NSC) of Japan in 1984 based mainly on the results of the NSRR experiments. In the guideline, an absolute limit of fuel enthalpy during an RIA is defined to avoid mechanical forces generation. The guideline also defines an allowable limit of fuel enthalpy for fuel design as a function of difference between rod internal pressure and system pressure. Because only limited number of data had been available, a series of experiments with pre-irradiated fuel rods were initiated in 1989 in the NSRR. After a series of experiments, the NSC issued a regulatory report regarding behavior of burnup fuels during a postulated RIA in 1998.
37001571
Water chemistry test at the Japan Materials Testing Reactor
塙 悟史; 知見 康弘; 西山 裕孝; 中村 武彦
Proceedings of Symposium on Water Chemistry and Corrosion in Nuclear Power Plants in Asia 2009 , p.221-225(2009) ; (JAEA-J 06583)
- 原子炉の冷却材である水は炉内構造材料の腐食挙動を支配するため、炉内環境における水化学を把握することは炉内構造物の健全性を評価するうえできわめて重要である。JAEAでは、炉内腐食環境を評価する解析ツールの検証やベンチマークに使用できるデータの取得を目的に、水化学試験を計画している。水化学試験では、照射場の線量率や冷却材流速,照射場へ供給される水質などをパラメータに、腐食電位センサー等を用いて照射場の水化学レスポンスを評価する。現在、水化学試験を行うための照射試験装置のJMTRへの設置を進めており、2013年からの試験開始を予定している。
37001572
Uncertainty reduction of hydrologic models using data from surface-based investigation
唐崎 健二*; 伊藤 一誠*; Wu, Y.*; 下茂 道人*; 澤田 淳; 前川 恵輔; 畑中 耕一郎
Proceedings of TOUGH Symposium 2009 (Internet), 9p.(2009) ; (JAEA-J 06584)
- We present some examples of using information other than pressure data to constrain the model. The initial model was constructed using information from surface geology and a few boreholes. Inversion analysis of pressure implied the existence of a low-permeability rock. We then used river flow data and temperature data from a hot spring as a basis for estimating the recharge flux, which suggested that the overall permeability of the modeled area could be one order of magnitude larger than that of the base model. Next, we simulated a saltwater washout process and compared the simulated salinity distribution with the salinity data from a borehole. We found that a better match to the salinity data is obtained if the increase of permeability is taken up by the fault zone rather than uniformly by the entire model. A smaller-scale match to the temperature, pressure, and density profiles from two boreholes indicated that there was a low permeability fault in between the two boreholes.
37001573
Numerical assessment of the influence of topographic and climatic perturbations on groundwater flow conditions
三枝 博光; 安江 健一; 尾上 博則; 守屋 俊文*; 中野 勝志
Stability and Buffering Capacity of the Geosphere for Long-term Isolation of Radioactive Waste; Application to Crystalline Rock , p.257-267(2009) ; (JAEA-J 06585)
- 東濃地域を事例として、地形変化及び気候変動が地下水流動特性に与える影響を評価することを目的とした地形変化シミュレーション及び地下水流動解析を実施した。その結果、これらは地下水流動特性に影響を与えているとともに、その影響の大きさは、断層などの周辺岩盤と透水性のコントラストを有する地質構造と地下水の主流動方向の位置関係によっても異なることが明らかとなった。また、本研究を通じて、地形変化及び気候変動が地下水流動特性に与える影響を評価するうえで、地形変化シミュレーションと地下水流動解析を組合せた手法が有効であることが明らかとなった。
37001574
稠密燃料集合体内圧力損失に対する揚力モデルの影響の評価
吉田 啓之; 鈴木 貴行*; 高瀬 和之
第14回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集 , p.119-120(2009) ; (JAEA-J 06586)
- 原子力機構では数値解析を主体とした燃料集合体熱設計手法の確立を目指し、三次元二流体モデルを用いた二相流解析コードACE-3Dを開発している。本報告では、ACE-3Dコードを、稠密燃料集合体内圧力損失の評価に適用し、実験値と比較した結果を示すとともに、圧力損失に対する揚力モデルの影響について検討した結果を示す。実験値には、原子力機構で実施した稠密37本模擬燃料集合体による伝熱流動試験結果を使用した。揚力モデルを使用することによって燃料集合体内のボイド率分布を高い精度で予測できることがわかった。また、圧力損失に関して10%程度の誤差で予測できることを確認した。
37001575
原子力プラント全容解析のための接合部連成モデリングの研究開発
西田 明美
第3回原子力システム研究開発事業平成20年度成果報告会資料集(CD-ROM) , 2p.(2009) ; (JAEA-J 06587)
- 大規模地震発生時の原子力プラントの耐震性を評価し健全性の裕度を示すことは非常に重要かつ迅速な対応が望まれる課題である。本事業では、不具合の生じやすい部品と部品の接合部に着目し、接合部の接合効果を考慮できる物理モデルを提案することにより、大規模複雑構造物である原子力プラントの全体的挙動・局所的挙動双方を把握できる解析システムを構築し、これにより次世代炉設計における耐震性評価に貢献することを目的とする。平成18年度から開始された本事業における平成20年度の成果として、接合部連成モデルの調整,ハイブリッド実験結果と考察,接合部連成モデルの実プラントシミュレーションへの適用についてまとめた。
37001576
パルス伸張・圧縮に同一の正分散媒質を用いた光パラメトリックチャープパルス増幅法
山川 考一; 赤羽 温; 小川 奏; 青山 誠
電気学会光・量子デバイス研究会資料OQD-09-61 , p.13-16(2009) ; (JAEA-J 06588)
- チャープパルス増幅(CPA)法を用いた高強度極短パルスレーザーは、通常パルス伸張及び圧縮に用いる回折格子対等の精密光学素子が環境の変化に弱く伝送効率も低いため、レーザー加工等の産業分野では普及が進んでいない。この問題を克服するため、本研究では光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)で発生するアイドラー光の偶数次の分散がシグナル光と逆転する性質を利用して、シグナル光パルス伸張に用いた同一の分散媒質にアイドラー光を通すことでパルス圧縮する実験を行った。得られた自己相関波形から、ガラスブロック透過及び非透過のアイドラー光のパルス幅はそれぞれ73.9fs及び290fsとなり、パルス伸長/圧縮に用いた同一の分散媒質によりアイドラー光がパルス圧縮されることを確認した。
37001577
原子力バックエンドにおける配位子創出研究の最前線
佐々木 祐二; 鈴木 伸一; 小澤 正基
ファインケミカル 38(10), p.47-62(2009) ; (JAEA-J 06589)
- 使用済核燃料中のアクチニドや核分裂生成物を分離するための、最新の配位子研究をレビューした。再処理ではTBPに替わる非リン系のモノアミドが、日・仏を中心とした研究開発の遡上にある。MA/Ln分離,Am/Cm分離などf-元素や、軽白金族などd-元素の分離においてもソフトな窒素ドナーを含んだ分子設計や分離手法に多くのバリエーションがあり、それぞれ最適化が進められている。今後、選択性及び抽出容量など通常要件に加え、炭化水素系希釈剤や高濃度硝酸媒体との両立性,耐放射線性,火災・爆発性など、原子力特有の課題を克服しなければならず、実放射性廃液を用いた試験を通じ鍛えあげることが求められる。新しい配位子研究への期待は大きい。
37001578
絞り熱量計を用いた液滴クオリティ計測
玉井 秀定; 永吉 拓至; 上遠野 健一; 伊東 敬; 高瀬 和之
日本混相流学会年会講演会2009講演論文集 , p.2(2009) ; (JAEA-J 06590)
- 自然循環運転による革新的水冷却炉や中小型BWRにおいては、上部プレナム内自由液面からの液滴キャリーオーバー特性の高精度予測が設計上解決すべき重要課題となっている。この液滴キャリーオーバー特性を実験的に把握し、機構論的な予測技術を開発するための基盤研究を、原子力エネルギー基盤連携センターの軽水炉熱流動技術開発特別グループにおいて進めている。本研究では、データベース構築のために、等エンタルピ変化を利用した絞り熱量計を用いて、圧力1.5-2.5MPa,蒸気見かけ速度0.4-1.9m/sの条件において、自由液面からの高さに対する液滴クオリティ分布を計測した。その結果、これまで試験データ点数が限られていた液滴クオリティが0.001より大きくなる高蒸気流束領域のデータを取得できた。新たに取得した高蒸気流束域のデータに関しても、圧力依存性,蒸気見かけ速度依存性,自由液面からの高さ依存性は従来の知見と同様であることがわかった。
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2009年12月
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