※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2009年4月
37000465
Auger transition rates for Ar-like ions
Chung, S.-Y.*; 香川 貴司*; 森林 健悟; Kim, D. E.*
Atomic Data and Nuclear Data Tables 95(2), p.141-154(2009) ; (JAEA-J 05460)
- The Auger transition rates of the Ar-like ions have been calculated by the RCI (relativistic configuration interaction) and the FAC (flexible atomic code). The calculations have been carried out and the atomic numbers from 18 to 54, that is, from Argon to Xenon. The calculated data of Argon is shown in a good agreement with experimental data and other calculated data. These data may be important for the development of inner-shell ionization X-ray laser and ultrafast physics.
37000466
Properties of the nucleic-acid bases in free and Watson-Crick hydrogen-bonded states; Computational insights into the sequence-dependent features of double-helical DNA
Srinivasan, A. R.*; Sauers, R. R.*; Fenley, M. O.*; Boschitsch, A. H.*; 松本 淳; Colasanti, A. V.*; Olson, W. K.*
Biophysical Reviews 1(1), p.13-20(2009) ; (JAEA-J 05461)
- We review the connection between the chemical structure of the constituent nucleotides and the polymeric properties of DNA. The sequence-dependent accumulation of charge on the major- and minor-groove edges of the Watson-Crick base pairs, obtained from ab initio calculations, presents unique motifs for direct sequence recognition. The optimization of base interactions generates a propellering of base-pair planes of the same handedness as that found in high-resolution double-helical structures. The optimized base pairs also deform along conformational pathways, i.e., normal modes, of the same type induced by the binding of proteins. Empirical energy computations that incorporate the properties of the base pairs account satisfactorily for general features of the next level of double-helical structure, but miss key sequence-dependent differences in dimeric structure and deformability. The latter discrepancies appear to reflect factors other than intrinsic base-pair structure.
37000467
Association of uranyl ions with amino functional groups
香西 直文; 大貫 敏彦
Chemistry Letters 38(2), p.152-153(2009) ; (JAEA-J 05462)
- バクテリア細胞表面へのウラニルイオンの吸着機構を解明するため、アミノ基を修飾させたシリカ粒子を用いて、アミノ基へのウラニルイオンの吸着を検討した。シリカ粒子へのウラニルイオンの吸着はpHとともに増加し、特徴的な吸着端を形成した。この吸着端は、1:2型のウラニル-アミノ錯体が生成すると仮定したときに、最もよくフィッティングできた。この錯体の安定度定数はアミノ基の陽子結合定数が増加するにつれ増加し、7〜16の範囲の値をとると推定された。アミノ基修飾シリカ粒子に吸着したウラニルイオンは、1M K+イオンと接触させても全く脱離しなかった。このことは、ウラニルイオンとアミノ基が安定な内圏型錯体を形成することを示唆する。
37000468
Simulation for intergranular stress corrosion cracking based on a three-dimensional polycrystalline model
釜谷 昌幸*; 板倉 充洋
Engineering Fracture Mechanics 76(3), p.386-401(2009) ; (JAEA-J 05463)
- 応力腐食割れの解析においては亀裂発生と亀裂進展の二つの段階において異なる解析手法が必要となるが、初期の段階では既にある亀裂の周囲に新たな亀裂が発生しやすく、これは亀裂進展ともみなせるので区別が明確ではない。このような発生による亀裂の成長がどの程度の割合を占めるかをモンテカルロシミュレーションで調べて実験との比較を行った。その結果初期の段階ではその寄与が大きいことが判明した。
37000469
Mutation induction with ion beam irradiation of lateral buds of chrysanthemum and analysis of chimeric structure of induced mutants
山口 博康*; 清水 明美*; 長谷 純宏; 出花 幸之介*; 田中 淳; 森下 敏和*
Euphytica 165(1), p.97-103(2009) ; (JAEA-J 05464)
- われわれは、キク腋芽におけるイオンビームとγ線の変異誘発効果を比較し、得られた変異体のキメラ構造を解析した。腋芽に対し、2Gyの炭素イオン(平均LET 122keV/μm),10Gyのヘリウムイオン(平均LET 9keV/μm)及び80Gyのγ線を照射した。照射された腋芽から伸長したシュートの下方から5つの節を切除し、それぞれの節の腋芽から新しいシュートを伸長させた。この手順を2回繰り返した後、得られた花色変異を調査した。変異体のキメラ構造は、根から再生させた個体の花色と比較することによって解析した。花色変異体は高頻度(17.4%〜28.8%)で得られ、処理区間で変異頻度の有意な差はなかった。γ線で得られたすべての花色変異体は周縁キメラであった。一方、イオンビームで得られた変異体の幾つかは根から再生させた個体の花色と同じ花色を示した。この結果は、これらの個体がソリッドな変異体であること、つまりLIとLIII組織の両者が同じ変異細胞に由来したことを示唆している。本論文では、ソリッドな変異体がイオンビームで得られた要因について議論する。
37000470
Fuel cycle design for ITER and its extrapolation to DEMO
小西 哲之*; Glugla, M.*; 林 巧
Fusion Engineering and Design 83(7-9), p.954-958(2008) ; (JAEA-J 05467)
- ITER is the first fusion device equipped with a complete deuterium tritium fuel cycle that continuously provides fuel to the burning plasma while reprocessing its exhaust using 3 kg of tritium on site. For the tritium safety, a multiple barrier concept for confinement with detritiation systems is applied. Major part of the fusion tritium system will be verified with ITER. Toward the DEMO plant that will generate energy and operate its closed fuel cycle, breeding blanket and power train will be the major addition. Although essential process components will be similar to those to be developed for ITER, tritium inventory control and sustain the fuel supply, and minimizing environmental release will bring another level of technical challenge. The dedicated isotope separation system and adequate system for accountancy should be required as a control of tritium production. For the tritium confinement, also blanket, its coolant, and generation systems will be the critical systems.
37000471
Temperature dependence of blistering and deuterium retention in tungsten exposed to high-flux and low-energy deuterium plasma
洲 亘; 磯部 兼嗣; 山西 敏彦
Fusion Engineering and Design 83(7-9), p.1044-1048(2008) ; (JAEA-J 05468)
- タングステンでのブリスタリング挙動と滞留挙動の解明が炉心プラズマへの不純物制御やトリチウム滞留量の制御にとって重要である。本研究では、高フラックス・低エネルギーの重水素プラズマ照射によるタングステンのブリスタリングと重水素滞留の温度依存性を調べた。315Kにおいては、入射フルエンスが1027D/m2になっても、まれな低ドームのブリスタしか観測されなかった。温度の上昇とともにブリスタの数も増えるし、そのドームも高くなった。500K付近になると、2種類のブリスタが現れた。大きいブリスタ(数十ミクロンまで)と微細なブリスタ(数ミクロン以下)は、両方ともそのドーム高さと外径との比率が従来報告値の一桁以上であった。600K以上になるとブリスタの数が減るが、1000Kにおいてはブリスタが観測されなかった。また、高フルエンス照射後昇温脱離実験により、重水素滞留量が500K付近に最大値を持っていることを確認した。タングステンの温度を制御することで水素同位体プラズマによるブリスタリングと水素滞留を抑制できることを明らかにした。
37000472
Evolution of ITER tritium confinement strategy and adaptation to Cadarache site conditions and French regulatory requirements
Murdoch, D.*; Glugla, M.*; 林 巧; Perevesentsev, A.*; Stephan, Y.*; Taylor, C.*
Fusion Engineering and Design 83(10-12), p.1355-1358(2008) ; (JAEA-J 05469)
- The ITER Nuclear Buildings include the Tokamak, Tritium and Diagnostic Buildings (Tokamak Complex) and the Hot Cell and Low Level Radioactive Waste Buildings. The Tritium Confinement Strategy of the Nuclear Buildings comprises key features of the Atmosphere and Vent Detritiation Systems (ADS/VDS) and the Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) Systems. The designs developed during the ITER EDA (Engineering Design Activities) for these systems need to be adapted to the specific conditions of the Cadarache site and modified to conform with the regulatory requirements applicable to Installations Nucléaires de Base (INB), Basic Nuclear Installations in France. The highest priority for such adaptation has been identified as the Tritium Confinement of the Tokamak Complex and the progress in development of a robust, coherent design concept compliant with French practice is described in the paper.
37000473
Recent results of R&D activities on tritium technologies for ITER and fusion reactors at TPL of JAEA
山西 敏彦; 林 巧; 洲 亘; 河村 繕範; 中村 博文; 岩井 保則; 小林 和容; 磯部 兼嗣; 有田 忠昭; 星 州一; 鈴木 卓美; 山田 正行
Fusion Engineering and Design 83(10-12), p.1359-1363(2008) ; (JAEA-J 05470)
- JAEAのTPLでは、ITERに関連したトリチウム技術開発を行っており、特に、建家雰囲気トリチウム除去設備の設計研究を、ITERへの日本の貢献として行っている。トリチウムプロセス技術開発に関しては、ITERテストブランケットモジュールにおけるトリチウム回収技術開発に集中しており、セラミックプロトン導電体を、先進ブランケットシステムの有望な候補として研究している。また、一連のトリチウム安全技術にかかわる基礎研究を、ITERのみならず、原型炉に向けて、TPLで行っている。主たる課題は、トリチウム閉じ込め空間及び閉じ込めの物理的障壁材料中でのトリチウム挙動,トリチウムモニタリング・計量管理,トリチウム除去・除染である。加えて、タングステン表面での水素保持挙動を、低エネルギー高フラックス重水素プラズマ照射により研究している。本報告は、これらTPLにおける最近の成果を、ITER及び原型炉に向けて必要な研究課題という観点からまとめたものである。
37000474
Safe handling experience of a tritium storage bed
林 巧; 鈴木 卓美; 山田 正行; 洲 亘; 山西 敏彦
Fusion Engineering and Design 83(10-12), p.1429-1432(2008) ; (JAEA-J 05471)
- ITER施設では、その標準設計にて約3kgのトリチウムを30以上のZrCo水素化物ベッドに保管する。トリチウム貯蔵ベッドの安全設計・安全運転は施設の総合的な安全性の向上のための最も重要なポイントの1つである。原子力機構・トリチウム工学研究Grでは多くのZrCoトリチウムベッドを使用してきており、約20年に渡りトリチウム安全取扱経験を蓄積しつつある。これらの経験から、安全設計上考慮すべき事項は、通常の過温,過圧及びトリチウムリークの防止とともに、崩壊熱の伝達や3Heの挙動などトリチウムの崩壊の効果である。安全運転に関しては、水素化-脱水素化サイクルと、急速回収や冷却能力の低下などの非常事態での性能である。本報告は、これらにかかわる経験をまとめ、将来の核融合炉の安全の向上に資する。
37000475
Partition coefficients of Ra and Ba in calcite
吉田 泰*; 吉川 英樹; 中西 孝*
Geochemical Journal 42(3), p.295-304(2008) ; (JAEA-J 05472)
- Ra及びBaについて方解石に対する元素分配比を取得した。平衡状態での元素分配比をフリードリフト法により測定した。実験の結果、沈殿速度は極めて遅く、また、pHの値より、飽和状態は極めて低いことが示された。実験の結果、元素分配比はRa及びBaについて0.0094及び0.0047となった。Raについては、Baと同程度の値となり、共沈反応におけるBaとRaでの化学的類似性が認められた。また、BaとRaの元素分配比は同程度の値となり、取り込み傾向にイオン半径の依存性がないことが示された。方解石の沈殿速度の評価を行った結果、本実験での沈殿速度が遅く、本実験で得られた元素分配比は平衡状態でのRa及びBaの溶液及び固相中の分配を示すものであると考えられる。
37000476
Mössbauer spectroscopic evidence on the heme binding to the proximal histidine in unfolded carbonmonoxy myoglobin by guanidine hydrochloride
原見 太幹*; 北尾 真司*; 小林 康浩*; 三井 隆也
Hyperfine Interactions 181(1-3), p.179-187(2008) ; (JAEA-J 05473)
- ミオグロビン(Mb)のアンフォールディングしたヘム構造は、直接X線による構造解析ができないことによって未解決である。塩酸グアニジンでアンフォールディングした一酸化炭素ミオグロビン(MbCO*)にメスバウア分光法を適用して研究した。測定スペクトルからMbCO*は塩酸グアニジンの濃度(1〜6M)によらず一種類のスペクトルからなり、濃度とともにMbCO*のモル分率が増えている。Mbのグロビンが壊れている条件下では、MbCO*のヘム鉄のアイソマーシフトは天然Mbと異なることがわかった。このことと、既存のデータを含んで判断すると、MbCO*のヘムは近位ヒシツジンに配位したままであることを示している。
37000477
Frequency filter of seed X-ray by use of X-ray laser medium; Toword the generation of the temporally coherent X-ray laser
長谷川 登; 河内 哲哉; 岸本 牧; 助川 鋼太*; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; 加藤 義章*
Japanese Journal of Applied Physics 48(1), p.012503_1-012503_6(2009) ; (JAEA-J 05474)
- 時間コヒーレントX線レーザー発生を行うために、高次高調波をX線レーザー媒質により増幅した際に受ける影響についての考察を行った。X線レーザー媒質は、非常に狭いスペクトル幅を持つため、高次高調波の時間コヒーレント成分のみを増幅することが可能である。チタンサファイアレーザーの第29次高調波(26.9nm)を種光としてネオン様マンガンX線レーザー媒質に入射することにより、種光が大きな屈折を受けることなく増幅されることを確認した。これにより、数百フェムト秒の時間コヒーレントなX線レーザーの発生が可能となったことが示された。
37000478
Effect of oxygen partial pressure on the structural and magnetic properties of Ba(Fe0.5Mn0.5)O3-d epitaxial thin films
勝部 浩次*; 松井 利之*; 山本 博之; 馬場 祐治; 平尾 法恵; 岩瀬 彰宏*
Journal of Applied Physics 105(7), p.07D904_1-07D904_3(2009) ; (JAEA-J 05475)
- パルスレーザーを用いた蒸着法により、さまざまな酸素組成を持つBa(Fe0.5Mn0.5)O3-δ単結晶をチタン酸ストロンチウム(001)基板表面に作成し、その構造と磁性を調べた。蒸着時の酸素分圧を上げることにより、薄膜の格子定数は小さくなることがわかった。この結果は、鉄とマンガンの原子半径が、原子価状態と密接に関係しており、系統的に格子定数が変化したことを示唆している。さらに、酸素分圧は薄膜の磁気的性質にも大きく影響することがわかった。すなわち、酸素分圧の増加に伴い、酸素欠損量が減少し、試料の飽和磁化は増加する。300Kにおける飽和磁化の最大値は43emu/ccであった。X線光電子分光スペクトルを測定した結果、Fe3+(3d5)及びMn4+(3d3)の量は、酸素欠損量の減少とともに増加することがわかった。その結果、180度の結合角度を持つFe3+(3d5)-O2--Mn4+(3d3)一次元鎖上の強磁性超交換相互作用が増加し、これにより強磁性を担うスピン整列が起こったと考えられる。
37000479
Effect of atomic scale plasticity on hydrogen diffusion in iron; Quantum mechanically informed and on-the-fly kinetic Monte Carlo simulations
Ramasubramaniam, A.*; 板倉 充洋; Ortiz, M.*; Carter, E. A.*
Journal of Materials Research 23(10), p.2757-2773(2008) ; (JAEA-J 05476)
- 金属中の結晶格子により発生する応力の影響下で拡散する水素の挙動について、高精度な量子計算の結果を取り入れた非構造格子上での実行時計算を含むキネティックモンテカルロシミュレーションの手法を開発した。このシミュレーションで得られた実効的拡散係数は近似的理論による予測とよく一致する。このモデルは亀裂,転位,粒界などの欠陥と水素の相互作用に関して空間的には原子レベルの解像度を持ちつつ時間的には非常に長いスケールでのシミュレーションを可能にするものである。
37000480
Thermally stable and anisotropically conducting membranes consisting of sub-micron copper wires in polyimide ion track membranes
越川 博; 臼井 博明*; 前川 康成
Journal of Membrane Science 327(1-2), p.182-187(2009) ; (JAEA-J 05477)
- 導電性細線が埋め込まれた絶縁性高分子膜から成る複合膜を、耐熱性,耐候性に優れたポリイミド(PI)イオントラック膜のエッチングされた穿孔に銅を電気メッキすることによって作製した。膜厚12μmのPI膜にフルエンス3×103〜3×106ions/cm2のXeイオン3.5MeV/nを照射し、次亜塩素酸ナトリウム溶液でエッチングして、直径0.2〜2.9μmの穿孔を作製した。電気メッキによって穿孔内に銅線を析出させ、膜厚方向のみに導電性を持ち、熱に安定な複合膜を作製した。4端子測定による銅細線一本あたりの電気伝導率は計算値と大きな差はなかった。また、抵抗及び複合膜の構造が少なくとも400℃の熱処理に対して安定した状態を保持していた。このような高い耐熱性を持つ異方導電性膜は、電子機器への幅広い応用が期待される。
37000481
Temperature accelerated dynamics study of migration process of oxygen defects in UO2
一宮 尚志*; Uberuaga, B. P.*; Sickafus, K. E.*; 西浦 廉政*; 板倉 充洋; Chen, Y.*; 金田 保則*; 木下 幹康
Journal of Nuclear Materials 384(3), p.315-321(2009) ; (JAEA-J 05478)
- 軽水炉で使用される二酸化ウラン燃料中の酸素欠陥の移動プロセスを、温度加速法を用いて研究した。格子間酸素原子の移動は酸素欠損より遅いが、格子間原子がクラスターになると欠損より速く動くことがわかった。この結果は高燃焼度燃料のリム組織形成や平面欠陥といった現象の生成メカニズムを解明するための有力な手がかりである。
37000482
Calculations of thermodynamic properties of PuO2 by the first-principles and lattice vibration
源 聡*; 加藤 正人; 小無 健司*; 川添 良幸*
Journal of Nuclear Materials 385(1), p.18-20(2009) ; (JAEA-J 05479)
- アクチニド酸化物の物性データは取扱いが困難なことから、わずかしか報告がない。アクチニド化合物について計算科学を適用し、物性データを予測することができれば、アクチニド科学の理解が深まり、新たな燃料開発の展開が期待できる。本報告は、第一原理計算及び分子動力学計算を用いてPuO2の電子状態,フォノン分散を計算した。その結果、第一原理分動力学計算を行い、格子定数,弾性定数,熱膨張率,比熱などの物性データを得ることができた。
37000483
Effective thermal conductivity of MOX raw powder
武内 健太郎; 加藤 正人; 砂押 剛雄*; 青野 茂典; 鹿志村 元明
Journal of Nuclear Materials 385(1), p.103-107(2009) ; (JAEA-J 05480)
- 高速増殖炉用MOX燃料ペレットの製造において原料粉末として用いられるMH-MOX粉末中の径方向温度分布を測定し、粉末と雰囲気ガスの熱伝導率をあわせた実効熱伝導率を評価した。得られた実効熱伝導率は非常に小さな値を示し、粉末のO/M,嵩密度,雰囲気ガスの種類によって大きく変化することがわかった。得られた結果はHamiltonとCrosserのモデルによって解析し、粉末特性(O/M,嵩密度,比表面積,平均粒径),雰囲気ガスの熱伝導率及び温度をパラメータとした新たなモデルを作成した。作成した実効熱伝導率のモデルにより、試験結果を±12%のばらつきであらわすことができる。
37000484
Lattice parameters of (U,Pu,Am,Np)O2-x
加藤 正人; 小無 健司*
Journal of Nuclear Materials 385(1), p.117-121(2009) ; (JAEA-J 05481)
- 原子力機構では、高速炉用燃料としてマイナーアクチニド元素を含む均質な混合酸化物の開発を進めている。本研究では(U1-z-y'-y"PuzAmy'Np y")O2-x (z=0-1, y'=0-0.12, y"=0-0.07)固溶体について、X線回折測定を行い、格子定数のデータベースを改定した。さらに、データベースからイオン半径モデルにより格子定数を計算するためのモデルを作成した。そのモデルは、実験データを標準偏差σ=±0.025%で再現することができる。
37000485
Nuclear proliferation-resistance and safeguards for future nuclear fuel cycle
久野 祐輔; 井上 尚子; 千崎 雅生
Journal of Nuclear Materials 385(1), p.153-156(2009) ; (JAEA-J 05482)
- 世界的な核不拡散懸念に対し、将来の核燃料サイクルは強力な核拡散抵抗性と物理的防護を備えなければならない。一方、それによって原子力の平和利用の加速は妨げられるべきではない。核燃料サイクルからの核不拡散を達成するためには、原子力コミュニテイが世界ノーム(標準)と認めるような核拡散抵抗性モデルを開発すべきと考える。転用検知能を備えた保障措置は制度を準拠する国にとっては主要な抵抗性的役割を果たすものの、保障措置性能と技術障害性能の良好なバランスを求めることは、核燃料サイクルの設計者が民生核技術を核不拡散を含め最適化するためには不可欠となりつつある。上記のノーム確立には経済性追求も重要なチャレンジとなる。
37000486
A Practical fabrication method for the advanced heterogeneous fuel with magnesia containing minor actinides
三輪 周平; 逢坂 正彦
Journal of Nuclear Materials 385(1), p.165-167(2009) ; (JAEA-J 05483)
- The fabrication tests of the advanced heterogeneous fuel with MgO were carried out for the purpose of establishing a practical fabrication method. The advanced heterogeneous fuel consists of spheres (diameter of above 100 μm) of a minor actinides oxide and MgO inert matrix (macro-dispersed type fuel). The macro-dispersed type fuel pellets having a high density above 90 %T.D. were successfully fabricated. In addition, they showed a homogeneous dispersion of near spherical host phase granules. These were attained by optimization of the fabrication process and conditions; i.e. a preliminary heat treatment of raw powders of host phase, adjustment of pressure at granulation process, deployment of a spray-dry process for MgO sphere preparation and sintering in the He atmosphere. From these results, a practical fabrication method for the MgO-based macro-dispersed type fuel based on a simple powder metallurgical technique was established.
37000487
Location of deuterium atoms in BaZr0.5In0.5O2.75+α by neutron powder diffraction
長崎 正雅*; 伊藤 剛*; 吉野 正人*; 岩崎 航太*; 塩谷 真也*; 深澤 裕; 井川 直樹; 石井 慶信*
Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 5 (September 2008) , p.122-127(2008) ; (JAEA-J 05484)
- 燃料電池用固体電解質としての利用が期待されるプロトン伝導性物質BaZr0.5In0.5O2.75+αについて、プロトンが占める結晶位置を特定するため10Kの低温にて粉末中性子回折実験を行い、リートベルト解析及び最大エントロピー法解析を行った。試料は固相反応によって作製し、重水を含水させることで物質中にプロトンを導入した。本物質は空間群がPm-3mの立方晶プロベスカイト型構造であること,重水含前後の核密度分布図の変化からプロトン位置は12hサイト近傍に存在することが明らかになった。
37000488
Development of sodium leak detection technology using laser resonance ionization mass spectrometry
青山 卓史; 伊藤 主税; 岡崎 幸基; 原野 英樹; 渡辺 賢一*; 井口 哲夫*
Journal of Nuclear Science and Technology, Supplement 5 (September 2008) , p.43-50(2008) ; (JAEA-J 05485)
- 高速炉のナトリウム漏えい検出に対する感度向上を目的として、レーザ共鳴イオン化質量分析法(RIMS)を用いたナトリウム漏えい検知技術の開発を行っている。この開発では、RIMSを適用したナトリウム漏えい検知試験装置を製作し、放射化ナトリウムを用いた試験により検出性能を評価することを計画している。本論文では、開発計画を述べるとともに、文献調査及び基礎試験で取得したデータに基づき、RIMSによるナトリウム漏えい検知プロセスについて検討した結果をまとめる。検討の結果、各プロセスにおける有望な手法として、エアロダイナミックレンズを用いたエアロゾル採取手法,レーザアブレーションによる原子化手法,波長244nm近傍のレーザによる1段階共鳴励起とパルス電場イオン化を組合せたイオン化手法等を抽出した。
37000489
EUV light source by high power laser
井澤 靖和*; 西原 功修*; 田沼 肇*; 佐々木 明; 村上 匡且*; 砂原 淳*; 西村 博明*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 島田 義則*; 山浦 道照*; 中塚 正大*; 藤田 尚徳*; 椿本 孝治*; 吉田 英次*; 宮永 憲明*; 三間 圀興*
Journal of Physics; Conference Series 112, p.042047_1-042047_4(2008) ; (JAEA-J 05486)
- 高出力EUV光源システムの開発のために、レーザー生成Snプラズマの理論的,実験的なデータベースの構築を行った。プラズマの基礎過程の理解のもとに、デブリ粒子の発生を抑止しつつ、高効率で高出力の発光を得るための、最適なレーザー及びプラズマの条件が明らかになった。先進的なターゲット製造技術や、高出力レーザーの技術の開発についても併せて報告する。
37000490
Two dimensional radiation hydrodynamic simulation for extreme ultra-violet emission from laser-produced tin plasmas
砂原 淳*; 佐々木 明; 西原 功修*
Journal of Physics; Conference Series 112, p.042048_1-042048_4(2008) ; (JAEA-J 05487)
- 次世代半導体リソグラフィ光源として用いる、レーザープラズマEUV光源の1次元及び2次元輻射流体シミュレーションを行い、最近の実験結果との比較によるベンチマークを行った。Snプラズマについての計算結果は、実験の温度,密度プロファイル,変換効率,X線スペクトルを再現した。プラズマはオパシティが大きく、輻射の自己吸収の効果を考慮することが重要なことがわかった。
37000491
Chemically stable hybrid polymer electrolyte membranes prepared by radiation grafting, sulfonation, and silane-crosslinking techniques
Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 吉田 勝
Journal of Polymer Science, Part A; Polymer Chemistry 46(16), p.5559-5567(2008) ; (JAEA-J 05488)
- 固体高分子型燃料電池は、環境負荷が小さく高効率な次世代エネルギー変換システムとして期待されており、その性能を左右するプロトン伝導性電解質膜の研究が盛んに行われている.本研究では、モノマーにp-スチリルトリメトキシシランを用いて、グラフト鎖に直接シリカを結合させることで、抜けにくいシラン架橋構造を持つ電解質膜を合成した。具体的には、ETFE膜にアルゴンガス雰囲気下で、放射線を15〜30kGy前照射した後、モノマー溶液中で60℃にて後グラフト重合することでグラフト膜を合成した。次に、このグラフト膜を塩酸溶液中シラン架橋処理及びクロロスルホン酸溶液中でスルホン化処理することで、ハイブリッド電解質膜を合成した.さらに、架橋処理及びスルホン化のタイミングが電解質膜の性能に及ぼす影響を調べた。これらの結果をもとに最適化したハイブリッド電解質膜が、高温作動の高分子型燃料電池へ適用できることを明らかにした。
37000492
Intergranular corrosion for extra high purity austenitic stainless steel in boilng nitric acid with Cr(VI)
井岡 郁夫; 加藤 千明; 木内 清; 中山 準平
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.31-37(2009) ; (JAEA-J 05489)
- オーステナイトステンレス鋼は、酸化剤を含む沸騰硝酸中で粒界腐食感受性が高まる。粒界腐食の主因は、結晶粒界での不純物の偏析と考えられている。有害不純物を100ppm以下に低減できる複合製錬技術を用いて、超高純度オーステナイトステンレス鋼(EHP合金)を開発した。開発したSUS310系EHP合金について、酸化剤を含む沸騰硝酸中での腐食特性を調べた。加工熱処理(SAR処理)したSUS310系EHP合金は、同じ不純物量の溶体化(ST)材に比べ優れた耐粒界腐食性を示した。フィッショントラック法により、ST材において粒界でのボロンの偏析が確認された。ボロンの粒界偏析が、粒界腐食の原因の一つであることが考えられる。また、ボロンを7ppm含むSUS310系EHP合金でも、提案したSAR処理により粒界腐食を抑制できることを示した。
37000493
Development of three-dimensional virtual plant vibration simulator on grid computing environment ITBL-IS/AEGIS
鈴木 喜雄; 西田 明美; 新谷 文将; 櫛田 慶幸; 阿久津 拓; 手島 直哉; 中島 康平; 近藤 誠; 林 幸子; 青柳 哲雄; 中島 憲宏
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.60-71(2009) ; (JAEA-J 05490)
- 原子力機構システム計算科学センターでは、原子力プラントの全容解析のための大規模シミュレーション技術の研究開発を実施している。特に、原子力プラントの震動応答解析のため、スーパーコンピュータを複数台接続した環境での3次元仮想振動台の構築を進めている。原子力プラントの全容シミュレーションでは、大規模なデータを処理することが課題となる。この課題克服のため、われわれは、シミュレーションのフレームワークとコンピュータのプラットフォームを提案し、構築した。コンピュータプラットフォームでは、グリッドコンピューティング基盤ITBL-IS及びAEGISにより、大規模な原子力プラントの全容シミュレーションを可能とした。また、本プラットフォームをベースとしたシミュレーションフレームワークでは、原子力施設HTTRの圧力容器と冷却システムに対する線形弾性解析に成功した。
37000494
A Design study of high breeding ratio sodium cooled metal fuel core without blanket fuels
小林 登; 小川 隆; 大木 繁夫; 水野 朋保; 尾形 孝成*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.126-135(2009) ; (JAEA-J 05491)
- MOX燃料と比較して、増殖比が高く炉心がコンパクトにできるなどの金属燃料炉心の長所を活かして、ブランケット燃料を装荷しない高増殖炉心の設計を行った。検討条件は8$以下のナトリウムボイド反応度,炉心高さ150cm,被覆管最高温度650℃、及びバンドル部圧損0.4MPa以下とした。燃料Zr含有率を6wt%としたとき、最終的な炉心の増殖比は1.34となった。Zr含有率を3wt%に低減することで、増殖比は1.40まで向上した。
37000495
Performance of core exit thermocouple for PWR accident management action in vessel top break LOCA simulation experiment at OECD/NEA ROSA Project
鈴木 光弘; 竹田 武司; 中村 秀夫
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.146-157(2009) ; (JAEA-J 05492)
- 本報は、LSTFで実施したOECD/NEA ROSAプロジェクトの最初の実験であるTest 6-1に関して、PWR頂部小破断LOCA模擬条件における炉心過熱検出用炉心出口温度計(CET)の特性をまとめたものである。破断サイズは1.9%コールドレグ破断相当であり、CET温度623K以上を検出した場合にアクシデントマネジメント(AM)として蒸気発生器2次系急減圧操作を開始することとした。しかし、炉心過熱状態の検出には約230sの時間遅れが生じ、またCETsと炉心最高温度部との温度乖離が大きかった。炉心と炉心出口部の3次元蒸気流れを含めてこれらの原因を解明するとともに、PWR条件でのCET特性への適用可能性と、原子炉水位計のような兆候ベースプラント計装による早期AM開始のための代替指標可能性とについて検討結果を述べた。
37000496
Experimental study on the effects of fault movement on the engineered barrier system
内藤 守正; 齋藤 雄也; 棚井 憲治; 油井 三和
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.158-169(2009) ; (JAEA-J 05493)
- 放射性廃棄物地層処分のサイト特性調査段階で特定することが困難な規模の断層が新たに発生し、人工バリアシステムに影響を与えると想定した場合、そのプロセスを理解するために実験的なアプローチを採用した。実験は室内試験装置を用いて行った。これまでのせん断試験の結果から、金属製のオーバーパックは緩衝材が有する可塑性により緩衝材中で回転するものの破損には至らないことが示された。また試験装置の性能によって制約される試験範囲を補完するため、数値モデルによる解析も実施した。
37000497
Numerical simulation of thermal striping phenomena in a T-junction piping system using large eddy simulation
田中 正暁; 大島 宏之; 文字 秀明*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.237-248(2009) ; (JAEA-J 05494)
- サーマルストライピング現象を対象として、熱流動場と構造材内温度場を一貫して解析する数値解析コードを開発している。本コードは、複雑形状に対応すべく境界適合座標系を使用しており、乱流モデルとしては標準スマゴリンスキーモデルを採用している。また、数値誤差の伝搬による温度振動解を抑制する機構を組み込むとともに、圧力解法についても行列解法の一つであるBiCGSTAB法をベースとしてSOR法を組み込んだ新しい解法を開発した。これらにより、安定かつ合理的な計算負荷で過渡計算を可能とした。本コードの検証として、既往のT字合流配管体系水試験を対象とした解析を実施し、コードの妥当性を確認した。
37000498
Experimental research on the effect of axial power distribution on critical power
Liu, W.; 呉田 昌俊; 高瀬 和之
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.301-312(2009) ; (JAEA-J 05495)
- 稠密格子炉心熱流動特性評価技術開発で対象とする炉心は二重炉心であり、軸方向の熱流束分布がステップ状に急峻に変化する特徴を有する。本技術開発において37本バンドル限界出力試験を実施し、各種パラメータが限界出力に及ぼす影響を明らかとしたが、軸方向出力分布に関しては熱的に厳しい条件を評価対象基準として固定しており個別評価はなされていなかった。このため、軸方向出力分布が限界出力に及ぼす影響を別途モデル実験で明らかにして、各種限界出力相関の適用性を評価することが必要であった。そこで、本研究では、二重炉心の三層分をモデル化した試験体を用いて、軸方向出力分布形状及び相対出力比が限界出力等に及ぼす影響を明らかにし、各種限界出力相関の二重炉心体系への適用性を評価することを目的としてモデル実験を実施した。その結果、軸方向出力分布の効果が明らかとなり、限界クオリティ-限界熱流束相関法と限界クオリティ-限界沸騰長相関法を相互補完的に組合せることで軸方向出力分布の影響を比較的よく相関できる見通しを得た。
37000499
The Yield, processing, and biological consequences of clustered DNA damage induced by ionizing radiation
鹿園 直哉; 野口 実穂; 藤井 健太郎; 漆原 あゆみ*; 横谷 明徳
Journal of Radiation Research 50(1), p.27-36(2009) ; (JAEA-J 05496)
- クラスターDNA損傷は、電離放射線照射により電離や励起が空間的に不均一に生じることに由来して、ある確率で多数のDNA損傷が局所的に密集(クラスター化)したものであり、二本鎖切断型と非二本鎖切断型に大別される。電離放射線によって生じる二本鎖切断は、細胞死や染色体異常といった生物学的なendpointに深く関連し生物学的に重要な損傷と考えられてきた。そのため、二本鎖切断の生成効率,修復効率さらには修復過程やシグナル伝達に至るまで、これまでに膨大な研究の蓄積がある。一方、非二本鎖切断型クラスターDNA損傷も生物効果が高いと考えられていたにもかかわらず、その検出が難しいことから研究がなかなか進まなかった。しかしながら、検出法の進展に伴い、近年研究が活発に行われてきている。非二本鎖切断型のクラスターDNA損傷が、(1)放射線によってどのくらい生成され,(2)どのようにプロセシングされるのか,(3)生物効果に関連するのか、という点に焦点をあてて研究の現状をまとめた。
37000500
Multiple γ-ray detection method and its application to nuclear chemistry
大島 真澄; 藤 暢輔; 初川 雄一; 小泉 光生; 木村 敦; 原賀 智子; 海老原 充*; 須志田 一義*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 278(2), p.257-262(2008) ; (JAEA-J 05497)
- 放射化分析分野で世界最大の「放射化分析における最近の動向(MTAA-12)」国際会議において、基調講演を行う。多重γ線検出法は核構造研究のために開発してきた手法であるが、筆者らはこれを核種定量に応用することにより、高分解能,高感度の分析が可能になることを明らかにした。この手法の原理を明らかにするとともに、核種の適用性を考察する。次に、核廃棄物中の長寿命放射性核種の定量,中性子放射化分析及び即発γ線分析に広く用いられている現状を紹介する。中性子放射化分析ではタンデム加速器施設に置かれた既存の多重γ線検出装置GEMINI-IIを用いているが、即発γ線分析では最近研究用原子炉JRR-3Mにおいて、多重即発γ線検出装置STELLAを整備し、その利用が始まった。また、所内・所外の核データ測定グループ,宇宙核物理研究グループと共同で提案したJ-PARC実験装置・ビームラインは来年度完成し、近い将来即発γ線分析への利用が期待されている。これらの将来計画を紹介する。
37000501
Lower limit of determination values for trace elements in iron certified reference materials by neutron activation analysis with multiple γ-ray detection
木村 敦; 藤 暢輔; 大島 真澄; 初川 雄一
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 278(2), p.521-525(2008) ; (JAEA-J 05498)
- 筆者らのグループでは核データ測定技術の応用研究として多重γ線放射化分析法を用いた鉄鋼中のトランプ元素の分析を実施している。高純度鉄中での定量下限値はAsで0.002ppm、Sbで0.0009ppmであった。工業的に要求される定量下限値は0.1ppmであり、本手法により鉄鋼中の微量不純物元素を精度よく定量できることが確認された。
37000502
Reduction of compton background from hydrogen in prompt γ-ray analysis by multiple photon detection
藤 暢輔; 大島 真澄; 木村 敦; 小泉 光生; 古高 和禎; 初川 雄一; 後藤 淳*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 278(3), p.685-689(2008) ; (JAEA-J 05499)
- 研究用原子炉JRR-3M C2-3-2ラインに多重即発γ線分光装置を開発している。これを即発γ線分析(MPGA)に適用し得られた結果を報告する。食物,ポリマー,環境試料の多くは水素を含んでいる。水素は中性子捕獲反応によって2.2MeVのγ線を放出するため、そのコンプトン成分によってこのエネルギーより低いエネルギー領域でのバックグラウンドを著しく増加させる。これにより従来法での検出限界が低下する問題があった。中性子捕獲反応の際に水素が同時に放出するγ線は1本だけである。MPGAでは、同時に2本以上のγ線を放出するイベントだけを選択的に取得するため水素からの影響をほとんど受け難くなる。JRR-3Mに設置されたMPGAビームラインにおいて食物,ポリマー等の測定実験を行った。その結果、MPGAによって水素からのバックグラウンドが減少していることが明らかとなった。
37000503
Oxygen potentials of (Am0.5Np0.5)O2-x
音部 治幹; 赤堀 光雄; 荒井 康夫; 湊 和生
Journal of the American Ceramic Society 92(1), p.174-178(2009) ; (JAEA-J 05500)
- Am0.5Np0.5O2-xの酸素ポテンシャルをジルコニア固体電解質を用いたEMF法で明らかにした。Am0.5Np0.5O2-xのxは、1333Kで0.02<x ≤0.25の範囲でクーロン滴定法により変化させた。xが0.021から0.25まで増加したとき、酸素ポテンシャルは-93.63から-440.18kJmol-1まで一様に減少した。酸素ポテンシャルの温度依存性についても、xが0.021〜0.243で温度が1000〜1333Kの範囲で測定した。酸素ポテンシャルの温度依存性は、これらのxや温度範囲では、ほとんど線形的であった。
37000504
Production of 99Mo for nuclear medicine by 100Mo(n,2n)99Mo
永井 泰樹; 初川 雄一
Journal of the Physical Society of Japan 78(3), p.033201_1-033201_4(2009) ; (JAEA-J 05501)
- 核医学において最も多く用いられている99Moを速中性子を用いた100Mo(n,2n)99Moにより効率よく製造できることを見いだした。12から17MeVの高速中性子の反応断面積は約1.5bと98Moの熱中性子反応断面積の10倍ほどの大きさを持ち、99Moの製造に有利である。提案されている製造法は235Uを用いることなく99Moを安定供給することへの大きなブレークスルーをもたらすことが期待される。
37000505
Pulsed EPR studies of the TV2a center in 4H-SiC
磯谷 順一*; 梅田 享英*; 水落 憲和*; 大島 武
Materials Science Forum 615-617, p.353-356(2009) ; (JAEA-J 05502)
- 炭化ケイ素(SiC)半導体中の真性欠陥の同定に関する研究の一環として、六方晶(4H)SiC中のTV2aセンターに関してパルス電子常磁性共鳴(EPR)を用いて調べた。TV2aはS=3/2、C3V対称を持つセンターであり、これまで負に帯電したSi空孔欠陥(VSi-)であると考えられていた。MeV級電子線を1018/cm2程度照射することでTV2aセンターを大量に導入したn型4H-SiCを用いて、最近接及び第二近接の29Siの超微細相互作用を考慮したEPR及びパルスEPR、さらに、パルス電子核二重共鳴(ENDOR)測定等を用いることで、TV2aが、従来考えられていた単純なVSi-ではなく、VSi-と第二近接元素が複合した欠陥であることを見いだした。
37000506
Identification of the negative Di-carbon antisite defect in n-type 4H-SiC
Gali, A.*; 梅田 享英*; Janzén, E.*; 森下 憲雄; 大島 武; 磯谷 順一*
Materials Science Forum 615-617, p.361-364(2009) ; (JAEA-J 05503)
- 炭化ケイ素(SiC)中の欠陥研究の一環として、アンチサイト炭素に関する研究を電子スピン共鳴(ESR)及び第一原理計算を用いて行った。試料はn型の六方晶(4H-SiC)を用い、300〜800℃でMeV級のエネルギーの電子線を1018/cm2程度照射することで欠陥を導入した。ESR測定の結果、Sが1/2でC1h対称を持つHEI5とHEI6とラベルつけされたシグナルが観測された。29Si及び13Cの超微細相互作用を考慮した詳細測定を行うとともに、第一原理計算によりHEI5及びHEI6の構造解析を行った。その結果、HEI5及びHEI6は、それぞれ、キュービック及びヘキサゴナルサイトのシリコン格子位置を置換した炭素原子に格子間炭素が結合したアンチサイト炭素複合欠陥(Di-Carbon Antisite)であることが同定できた。
37000507
Defects introduced by electron-irradiation at low temperatures in SiC
Son, N. T.*; 磯谷 順一*; 森下 憲雄; 大島 武; 伊藤 久義; Gali, A.*; Janzén, E.*
Materials Science Forum 615-617, p.377-380(2009) ; (JAEA-J 05504)
- 耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(SiC)の欠陥研究の一環として、低温下での電子線照射により生成される欠陥の同定を電子常磁性共鳴(EPR)を用いて行った。試料は立方晶(3C),六方晶(4H, 6H)SiCを用い、80〜100Kの温度範囲で2MeV電子線を照射した。照射後も試料を低温下で保持し、EPR測定を行った結果、LE1〜LE10とラベル付けされたスペクトルが観測された。このうち、3C-SiCで観測されたC2v対称、スピン3/2を持つLE1とラベルされたスペクトルを理論計算結果と併せて考察することで、シリコン空孔と<100>方向に存在するシリコン格子間原子のフレンケルペアが3価に荷電した(VSi-Sii)3+複合欠陥であることを決定した。
37000508
Transient currents induced in 6H-SiC MOS capacitors by oxygen ion incidence
岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 河野 勝泰*
Materials Science Forum 615-617, p.517-520(2009) ; (JAEA-J 05505)
- 炭化ケイ素(SiC)デバイスのイオン照射効果の研究の一環として、15MeV酸素イオン入射によりSiC金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタのゲート酸化膜を通して誘起される過渡電流を評価した。p型エピタキシャル六方晶(6H)SiC上に1180℃の熱酸化により35nm厚の酸化膜を形成し、アルミニウムを熱蒸着することでMOSキャパシタを作製した。15MeV酸素イオンマイクロビームを用いたシングルイオンヒット、イオンビーム誘起過渡電流(TIBIC)計測により過渡電流(SET)シグナルを取得した。その結果、SETシグナルのピーク値が印加する逆方向電圧の増加とともに増加することが明らかとなった。得られた結果をシリコンMOSキャパシタでの研究結果と比較することで、SiC MOSキャパシタのゲート酸化膜を通して誘起される過渡電流も変位電流であると帰結できた。また、SETシグナルに及ぼすγ線照射の影響を調べるため130kGyの線量までの照射を行った。容量-電圧特性に関しては5V以上のシフトが見られたが、この照射範囲ではSETシグナルには変化は見られなかった。
37000509
Effects of the surface condition of the substrates on the electrical characteristics of 4H-SiC MOSFETs
大島 武; 小野田 忍; 鎌田 透*; 堀田 和利*; 河田 研治*; 江龍 修*
Materials Science Forum 615-617, p.781-784(2009) ; (JAEA-J 05506)
- 炭化ケイ素(SiC)デバイスに最適な基板研磨技術の探索研究の一環として、表面状態の異なる六方晶(4H)SiC上に金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を作製し、電気特性と表面状態の関係を調べた。3又は1/4μ粒径ダイヤモンドによる機械研磨(MP),化学機械研磨(CMP)により異なる表面状態を作製した。サブシュレッショールド領域のドレイン電流の漏れを評価したところCMPのものは1012Aオーダーであるのに対しMPのものは表面平坦度の低下とともに漏れ電流が大きくなることが判明した。また、表面平坦度の低下とともにゲート酸化膜の耐圧が低下すること、しきい値電圧が増加することも併せて見いだされた。酸化膜耐圧は結晶表面欠陥に敏感であること、しきい値電圧は深い界面準位に影響されることから、表面平坦度の低下は結晶欠陥や界面準位の原因となることが推測され、高品質デバイス作製には表面平坦度の高い結晶が必要であると帰結できた。
37000510
Charge collection properties of 6H-SiC diodes by wide variety of charged particles up to several hundreds MeV
小野田 忍; 岩本 直也; 村上 允; 大島 武; 平尾 敏雄; 児島 一聡*; 河野 勝泰*; 中野 逸夫*
Materials Science Forum 615-617, p.861-864(2009) ; (JAEA-J 05507)
- 耐放射線性の粒子検出器としての利用が期待できる炭化珪素(SiC)ダイオードの性能を示すため、さまざまな荷電粒子を照射し、電荷収集効率(CCE; Charge Collection Efficiency)を評価した。荷電粒子として、RIから放出されるα粒子,β線及び、加速器からの重荷電粒子を利用した。低エネルギー(数MeV)の軽粒子及び高エネルギー(数百MeV)の重粒子の飛程が数十μmあることから、感受層であるエピタキシャル層の厚さが77μm及び96μmのダイオードを作製し、電荷収集量を評価した。実験の結果、従来報告例のある5.5MeVのα粒子だけでなく、56MeVのN(窒素),75MeVのNe(ネオン),150MeVのAr(アルゴン),322MeVのKr(クリプトン)イオンのエネルギースペクトルを測定することができた。
37000511
Self-consistent simulation of torque generation by radial current due to fast particles
本多 充; 滝塚 知典; 福山 淳*; 吉田 麻衣子; 小関 隆久
Nuclear Fusion 49(3), p.035009_1-035009_10(2009) ; (JAEA-J 05508)
- 1次元多流体輸送コードTASK/TXを用いて、電荷分離によって生じる径方向電流トルクが駆動するトロイダル回転の生成について調べた。ドリフト運動の影響で、典型的には準垂直NBIによって捕捉イオンが生じ続けている限り電荷分離は生じ続ける。TASK/TXと軌道追跡モンテカルロコードOFMCを組合せることで、準垂直NBIによってバルクプラズマ中に生じた径方向電流jbulkによってトロイダル回転が駆動されることを再現した。水平ポートから入射したNBが、衝突減衰トルクとjbulk× Bトルク両方の観点から最も効率よくトロイダル回転を駆動することをシミュレーションで明らかにした。高密度プラズマでは、jbulk× Bトルクは衝突減衰トルクに取って代わり、回転の主要な駆動力となる。定常状態では、トロイダル回転速度はトルク,粘性,中性粒子との摩擦,荷電交換による運動量損失で決定されることがわかった。
37000512
Prospects for stabilization of neoclassical tearing modes by electron cyclotron current drive in ITER
La Haye, R. J.*; 諫山 明彦; Maraschek, M.*
Nuclear Fusion 49(4), p.045005_1-045005_8(2009) ; (JAEA-J 05509)
- 本論文では、電子サイクロトロン電流駆動(ECCD)による新古典テアリングモード(ECCD)の安定化に関するASDEX-U, DIII-D, JT-60Uの実験結果を概括するともに、それらを用いてITERのNTM安定化において必要となる条件を検討した結果を述べている。ITERにおけるプラズマ及び電子サイクロトロン(EC)波ランチャーのパラメータを用いてNTM安定化のシミュレーションを行った結果、EC波パワーを変調しない場合、ECCD位置の許容誤差としては、1.7cm程度であることがわかった。さらに、モードロックのモデル計算を行った結果、ITERではm/n=2/1のNTMがロックするまでには数秒しかかからないことがわかった。モードロックを回避するためには、EC波ランチャーのミラー駆動速度が1cm/sの場合、1cm程度以下の空間分解能でNTM位置を同定することが必要であることもわかった。
37000513
Status of the ITER heating neutral beam system
Hemsworth, R.*; Decamps, H.*; Graceffa, J.*; Schunke, B.*; 田中 政信*; Dremel, M.*; Tanga, A.*; De Esch, H. P. L.*; Geli, F.*; Milnes, J.*; 井上 多加志; Marcuzzi, D.*; Sonato, P.*; Zaccaria, P.*
Nuclear Fusion 49(4), p.045006_1-045006_15(2009) ; (JAEA-J 05510)
- ITER中性粒子ビーム入射(NB)装置は、過酷な放射線環境中で運転され、かつITERからの中性子によって放射化する、核融合炉と同様の条件と制約のもとで稼動する最初のNB装置となる。ITER NB装置は単一の大型イオン源と加速器を用いて、1MeV, 40AのD-イオンを3600秒間にわたり加速する。最近4年間で以下の設計変更がなされた。(1)天井クレーンによってビームライン機器の保守と交換を可能とした。(2)フィラメントを用いたイオン源に代えてRF駆動イオン源を参照設計に採用した。(3)イオン生成電源と引出し電源を、従来NB装置の上階に設置したSF6ガス絶縁HVデッキから、トカマク建屋外の大気絶縁HVデッキに移した。本論文は以上の設計変更を含む2008年12月時点での設計の現状を報告する。
37000514
Tuning of RF amplitude and phase for the separate-type drift tube linac in J-PARC
Shen, G.; 池上 雅紀*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 598(2), p.361-371(2009) ; (JAEA-J 05511)
- J-PARCリニアックでは、分離型ドリフトチューブ型空洞(SDTL)の高周波振幅及び位相の調整を位相スキャン法と位相シグネチャ整合法を組合せることにより行った。15モジュールすべてのSDTL空洞について、ビーム実験の結果はシミュレーションと極めてよい一致を示し、調整の目標である振幅で1%以内、位相で1度以内の精度を十分に達成することができたと考えられる。この調整においては、調整に用いる位相範囲を特定の2つの領域に限定することにより、ビームバンチが崩れることによる影響を排し、調整精度の向上を図った。また、同様の調整方法をバンチャー空洞及びデバンチャー空洞の高周波調整にも適用し、調整の目標である振幅で1%以内、位相で1度以内の精度を達成した。
37000515
NOBORU; J-PARC BL10 for facility diagnostics and its possible extension to innovative instruments
前川 藤夫; 及川 健一; 原田 正英; 甲斐 哲也; 明午 伸一郎; 春日井 好己; 大井 元貴; 酒井 健二; 勅使河原 誠; 長谷川 勝一; 池田 裕二郎; 渡辺 昇*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 600(1), p.335-337(2009) ; (JAEA-J 05512)
- J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)の中性子源JSNSの第10番目の中性子ビームラインであるNOBORUが建設された。NOBORUの第一目的はJSNSの中性子性能を研究することである。NOBORUにより、JSNSで発生する記念すべき最初の中性子パルスの測定を行い、そして施設診断を目的として中性子のパルス形状,スペクトル,強度分布等を測定する計画である。NOBORUはテストポートとしての性格も併せ持ち、革新的実験装置開発のための試験も積極的に受け入れる。現在、NOBORUを利用した幾つかの革新的実験装置の実証実験を計画中である。
37000516
Exotic nuclei and Yukawa's forces
大塚 孝治*; 鈴木 俊夫*; 宇都野 穣
Nuclear Physics A 805(1-4), p.127C-136C(2008) ; (JAEA-J 05513)
- 不安定核では、安定核とは異なる殻構造が出現することが近年示唆されており、その様相やメカニズムについての研究が進められている。発表者らは、不安定核の殻模型計算をもとに独自の殻進化(不安定核において殻構造が変化すること)描像を提唱し、その普遍性について研究してきた。本論文では、殻進化を引き起こすメカニズムとして有力であるテンソル力が、不安定核でどのような殻構造を生み出すかを示すとともに、テンソル力を取り入れた殻模型計算の結果について議論する。テンソル力を入れたsd-pf殻模型相互作用を新たに構築し、それによって中性子数28領域の不安定核構造を計算した結果、魔法数核であるシリコン42が変形し、最近の実験値とよく一致することが示された。これは、テンソル力が殻ギャップの変化を通じて変形を引き起こすことを示す初めての例であり、テンソル力駆動変形と名付けた。
37000517
Large Eddy Simulation of highly-fluctuational temperature and velocity fields observed in a mixing-tee experiment
Coste, P.*; Quemere, P.*; Roubin, P.*; Emonot, P.*; 田中 正暁; 上出 英樹
Nuclear Technology 164(1), p.76-88(2008) ; (JAEA-J 05514)
- T管内の温度変動を伴う混合現象に関する水流動試験(WATLON)について、TRIO-Uコードを用い、LESと有限体積法に基づく解析を実施した。TRIO-Uコードでは、非構造格子となる4面体要素を用い、T管に向かう配管内での発達した乱流を模擬するために、主管と枝管の上流部に周期境界を有する「ペリオディックボックス」を用いた。この乱流状態の模擬は、計算の予測精度向上に貢献した。主管の上流側にエルボがある場合、エルボで発生する2次流れがT管での温度分布と変動特性に影響を及ぼすことが示唆された。
37000518
Lowest energy structures of self-interstitial atom clusters in α-iron from a combination of Langevin molecular dynamics and the basin-hopping technique
阿部 陽介; 實川 資朗
Philosophical Magazine 89(4), p.375-388(2009) ; (JAEA-J 05516)
- Langevin分子動力学法とbasin-hopping with occasional jumping(BHOJ)法を結びつけることにより、アルファ鉄中での格子間原子型(SIA)クラスターの最安定配位のサイズ依存性を系統的に求めた。最安定配位探索の高効率化のため、あるSIAクラスターにおいて相対的に結合の弱い原子をランダムに抽出し、他のSIAに隣接するサイトに移動させるlong jumpingプロセスを新たに導入した。求めた最安定配位における結合エネルギーを算出し、KMC法や反応速度論において直接使用可能な解析表現を得た。
37000519
Hole localization in strongly correlated and disordered systems; DMRG studies for 1-D and 3-leg ladder random Hubbard models
奥村 雅彦; 山田 進; 谷口 伸彦*; 町田 昌彦
Physica C 468(15-20), p.1241-1244(2008) ; (JAEA-J 05517)
- 強相関系における不純物効果は、高温超伝導体などで重要な役割を果たすと考えられているが、その理解は進んでいない。特に、超伝導発現の舞台であるホールドープ系における両者の競合についてはその解析の難しさから、現状ではあまり研究が進んでいない。そこで、われわれは、強相関効果と強ランダムネス効果を同等に扱うことができる、密度行列繰り込み群法を用いてこれらの効果の競合によってどのような現象が起こるかを調べた。具体的にはまず1次元のアンダーソン・ハバード模型において、ホールを少量ドープした場合を調べた。その結果、ホールの局在による絶縁体形成という新しい現象を発見した。さらに、われわれは3レッグ系でも同様の現象が起こることを確認した。この結果から、ホールの局在による絶縁体形成は強相関強ランダムネス系におけるユニバーサルな現象であることが期待される。
37000520
d5/2 proton hole strength in neutron-rich 43P; Shell structure and nuclear shapes near N=28
Riley, L. A.*; Adrich, P.*; Baugher, T. R.*; Bazin, D.*; Brown, B. A.*; Cook, J. M.*; Cottle, P. D.*; Diget, C. A.*; Gade, A.*; Garland, D. A.*; Glasmacher, T.*; Hosier, K. E.*; Kemper, K. W.*; 大塚 孝治*; Rae, W. D. M.*; Ratkiewicz, A.*; Siwek, K. P.*; Tostevin, J. A.*; 宇都野 穣; Weisshaar, D.*
Physical Review C 78(1), p.011303_1-011303_5(2008) ; (JAEA-J 05518)
- ミシガン州立大学超伝導サイクロトロン研究所にて、44Sから1陽子ノックアウト反応の断面積を測定することにより、43Pの励起状態の構造を研究した。この実験によって、5/2+と考えられる多数の励起状態を生成し、それらの生成確率から、分光学的因子を引き出した。その結果、1009keVの励起状態への分光学的因子は特に大きな値となることがわかった。この結果を発表者らの殻模型計算と比較した結果、実験で得られた分光学的因子の分布はテンソル力による殻構造の変化及びそれによる43Pの変形を示すものであることがわかった。すなわち、殻ギャップがテンソル力によって狭まることで変形しやすくなった結果、一粒子強度関数がより広い励起エネルギーに渡って分散するということを意味したものである。
37000521
Intermediate-energy Coulomb excitation of 30Na
Ettenauer, S.*; Zwahlen, H.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; Lecouey, J.-L.*; Mueller, W. F.*; 大塚 孝治*; Reynolds, R. R.*; Riley, L. A.*; Terry, J. R.*; 宇都野 穣; 米田 健一郎*
Physical Review C 78(1), p.017302_1-017302_4(2008) ; (JAEA-J 05519)
- ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰核30Naの中間エネルギークーロン励起実験が行われ、基底状態からのB(E2)が初めて測定された。この実験でγ線が1本観測され、B(E2;2+gs →3+1)=147(21) e2fm4が得られた。この原子核は、以前発表者らの殻模型計算によって中性子数20の魔法数が消滅する核であるとされており、大きなB(E2)値が予言されていた。この実験で大きなB(E2)値が得られたことから、発表者らの描像が妥当であることが確かめられた。一方、殻模型計算では基底状態から4+へ励起するB(E2)値も大きく、この実験で見えることが期待されたが、見つからなかった。その原因については今後の実験及び理論の研究が待たれている。
37000522
Intruder excitations in 35P
Wiedeking, M.*; Rodriguez-Vieitez, E.*; Fallon, P.*; Carpenter, M. P.*; Clark, R. M.*; Cline, D.*; Cromaz, M.*; Descovich, M.*; Janssens, R. V. F.*; Lee, I.-Y.*; Deleplanque, M.-A.*; Macchiavelli, A. O.*; Stephens, F. S.*; Teng, R.*; Wang, X.*; Ward, D.*; Wu, C. Y.*; Zhu, S.*; 大塚 孝治*; 宇都野 穣; Volya, A.*
Physical Review C 78(3), p.037302_1-037302_4(2008) ; (JAEA-J 05520)
- アルゴンヌ国立研究所タンデム加速器施設(ATLAS)で、208Pb(36S, Xγ)反応により、35Pの励起状態を生成し、そこから脱励起するγ線を観測することによって、35Pのエネルギー準位を構築した。その結果、約5MeVの励起エネルギーに多数の新しい状態を発見した。殻模型計算と比較した結果、魔法数20を仮定したsd殻模型計算ではこれらの多くの状態は出てこないため、これらは中性子数20の殻ギャップから中性子が1個励起する状態、もしくは2個励起する状態であると考えられる。発表者らが行ったモンテカルロ殻模型計算では、実験で観測された多数の状態が存在することが示された。これらの励起エネルギーは35Pにおける中性子数20の殻ギャップを敏感に反映するものであるため、モンテカルロ殻模型計算で使われた有効相互作用が妥当であり、35Pでは大きな殻ギャップが存在することが確かめられた。
37000523
Intruder configurations in the A=33 isobars; 33Mg and 33Al
Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; Perry, M.*; Pepper, K.*; Pinter, J. S.*; Stoker, J.*; Volya, A.*; Weisshaar, D.*
Physical Review Letters 101(14), p.142504_1-142504_4(2008) ; (JAEA-J 05521)
- ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、中性子過剰核33Mgからのベータ崩壊から、33Alの励起状態を初めて観測した。その結果、1618keVから上に多数の励起状態が存在することがわかった。33Alは中性子数20魔法数が消滅する原子核の領域、いわゆる「逆転の島」と呼ばれる領域の端に属し、その核構造は魔法数消滅の理解に対して重要な情報を与える。実験で得られたエネルギー準位を発表者らのモンテカルロ殻模型計算と比較した結果、第一励起状態の位置など全体的に良い一致が見られた。これは、モンテカルロ殻模型で予言する、0粒子0空孔状態と2粒子2空孔状態の共存を示している。また、ベータ崩壊のlogft値から、親核33Mgの基底状態は正パリティを持つことが示唆されるが、これは磁気モーメントで示唆される負パリティの基底状態と食い違っていることがわかった。この解釈については、今後の実験及び理論研究の課題として残った。
37000524
Analytical method for the evaluation of field modulation inside the rf-shielded chamber with a time-dependent dipole magnetic field
菖蒲田 義博; 入江 吉郎*; 五十嵐 進*
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams 12(3), p.032401_1-032401_24(2009) ; (JAEA-J 05522)
- J-PARCの3GeVRCSでは、銅ストライプで覆われたセラミックチェンバーを真空チェンバーに用いている。これらの銅ストライプにはコンデンサーがついており、周回するビームに対しては低インピーダンスに外から誘起される場と同じ周波数を持つ電流に対しては高インピーダンスになるように選んである。このような銅ストライプで覆われたセラミックチェンバー内での場の揺らぎについて、ダイポール磁場が励起された場合について議論することは、ビームの品質を維持するうえで極めて重要なことである。ここでは、それを正確に早く評価できる理論について紹介する。
37000525
52Fe translocation in barley as monitored by a Positron-Emitting Tracer Imaging System (PETIS); Evidence for the direct translocation of Fe from roots to young leaves via phloem
塚本 崇志*; 中西 啓仁*; 内田 博*; 渡辺 智; 松橋 信平; 森 敏*; 西澤 直子*
Plant & Cell Physiology 50(1), p.48-57(2009) ; (JAEA-J 05523)
- The real-time translocation of iron (Fe) in barley (Hordeumvulgare L. cv. Ehimehadaka no.1) was visualized using the positron-emitting tracer 52Fe and a positron-emitting tracer imaging system (PETIS). PETIS allowed us to monitor Fe translocation in barley non-destructively under various conditions. In all cases, 52Fe first accumulated at the basal part of the shoot. Fe-deficient barley showed greater translocation of 52Fe from roots to shoots than did Fe-sufficient barley. In the dark, translocation of 52Fe to the youngest leaf was equivalent to or higher than that under the light condition, while the translocation of 52Fe to the older leaves was decreased, in both Fe-deficient and Fe-sufficient barley. This suggests the possibility that the mechanism and/or pathway of Fe translocation to the youngest leaf may be different from that to the older leaves. When phloem transport in the leaf was blocked by steam treatment, 52Fe translocation from the roots to older leaves was not affected, while 52Fe translocation to the youngest leaf was reduced. We propose a novel model in which root-absorbed Fe is translocated from the basal part of the shoots and/or roots to the youngest leaf via phloem in graminaceous plants.
37000526
Thermal stability of proton exchange fuel-cell membranes based on crosslinked-polytetrafluoroethylene for membrane-electrode assembly preparation
澤田 真一; 八巻 徹也; 川人 慎平*; 浅野 雅春; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 前川 康成
Polymer Degradation and Stability 94(3), p.344-349(2009) ; (JAEA-J 05525)
- 固体高分子型燃料電池では、電解質膜と電極を熱圧着して一体化させた膜電極接合体(MEA)が用いられる。そこで架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を基材とする高分子電解質膜のMEA作製を目標とし、その熱安定性を評価した。電解質膜を200〜350℃の一定温度で加熱してから純水で洗浄した後、膜の残存重量,イオン交換容量(IEC),プロトン伝導度を測定した。IECと伝導度は、200℃までは減少しなかった。ところが加熱温度が250℃になると、両者は急激に低下した。これは、スルホン酸基とベンゼン環のラジカル開裂、又はスルホン酸基どうしの脱水縮合に起因すると考えられる。得られた知見に基づき、架橋PTFE電解質膜と炭素電極を200℃で熱圧着させることで、電気抵抗の低いMEAを作製できた。
37000527
Thermal stability of ion-exchange Nafion N117CS membranes
岩井 保則; 山西 敏彦
Polymer Degradation and Stability 94(4), p.679-687(2009) ; (JAEA-J 05526)
- イオン交換がナフィオンN117CS膜の熱安定性に与える影響を精査した。アルカリ金属によるイオン交換はナフィオンN117CS膜の熱安定性向上に効果的であった。特にナトリウムイオンとのイオン交換はナフィオンN117CS膜の熱安定性を顕著に向上させることがわかった。イオン交換による熱安定性向上は、アルカリイオンが最も効果が高く、次いで二価イオン,三価イオンの順であった。二価イオンや三価イオンによるイオン交換ではイオン半径の大きさと熱安定性に相関が見られた。ナフィオン内の分子運動が活性化する温度は脱水温度と続くスルホン基の分解温度の間に存在することを見いだした。またイオン交換したナフィオンでは分子運動が活性化する温度はH型ナフィオンより顕著に高くなることを見いだした。
37000528
Application of the relativistic DV-Xα molecular orbital method to γ-uranium alloys with transition metals
栗原 正義*; 平田 勝; 尾上 順*; 中松 博英*
Progress in Nuclear Energy 50(2-6), p.549-555(2008) ; (JAEA-J 05527)
- γ相ウラン金属と4d, 5d遷移金属で構成される合金の電子状態を相対論DV-Xα法により解析した。ウランの5f, 6d軌道と遷移金属のd軌道との相互作用を解析して、ウラン金属中での各遷移金属の安定性を評価した。
37000529
Estimation of yields of hydroxyl radicals in water under various energy heavy ions
田口 光正; 木村 敦; 渡辺 立子; 広田 耕一
Radiation Research 171(2), p.254-263(2009) ; (JAEA-J 05528)
- 高エネルギー重イオン照射は特異的な照射効果を引き起こすため、その特性を利用した基礎・応用研究が行われている。本研究では、水中化学反応において最も重要と考えられている、水酸化(OH)ラジカルについて、照射イオンの核種やエネルギー,経過時間をパラメータとして、生成物分析法により実験的に収率を求めるとともに、モンテカルロコードを用いたシミュレーションを行った。フェノール水溶液にHe, C, Ne及びArイオンを照射し、生成物の収量から重イオン照射初期に生成した水酸化OHラジカルの収率を求めた。その収率は、水中における重イオンの比エネルギーの減少とともに減少すること、同一比エネルギー核種では原子番号が大きくなるにつれて小さくなること、さらに平均反応時間の経過に伴い小さくなることを明らかにした。
37000530
Comparison of ICP-MS and SIMS techniques for determining uranium isotope ratios in individual particles
江坂 文孝; 間柄 正明; Lee, C. G.; 桜井 聡; 臼田 重和; 篠原 伸夫
Talanta 78(1), p.290-294(2009) ; (JAEA-J 05529)
- 単一ウラン粒子の高感度・高精度な同位体比分析法の開発のために、本研究では脱溶媒システムによる試料溶液導入を利用した誘導結合プラズマ質量分析法について検討を行った。標準ウラン粒子を用いて行った実験の結果、234U, 236Uに関してはこれまでよりも数倍の感度向上及び測定精度の向上が達成された。実試料を用いて行った実験の結果では、分子イオンによる干渉の影響などを排除することができ、従来法の二次イオン質量分析法に比べて正確な測定が可能であった。以上のことより、脱溶媒システムを利用した誘導結合プラズマ質量分析法が単一粒子の分析に有効であることが示された。
37000531
Proposal of vibration table in an extended world by grid computing technology for assembled structures
山田 知典; 新谷 文将; 西田 明美; 櫛田 慶幸; 中島 憲宏
Theoretical and Applied Mechanics Japan 57, p.81-87(2008) ; (JAEA-J 05530)
- 現実の地震をコンピュータ上において模擬し、現実世界とデジタル空間において協調した実験が可能な仮想振動台を構築する。このためデジタル空間において組立構造物の解析を行うための方法論と必要とされる膨大な計算資源を可能とするための計算機環境について本論文で述べる。
37000532
革新的水冷却炉用燃料被覆管のための熱変形挙動評価試験法
石島 暖大; 井岡 郁夫; 木内 清; 金子 哲治*; 大久保 努; 山本 正弘
圧力技術 47(1), p.12-17(2009) ; (JAEA-J 05532)
- 次期軽水炉として研究開発が行われている革新的水冷却炉(FLWR)の燃料被覆管は、温度分布,構造荷重及び内圧が定常的に変化する環境に晒される。そこで、この燃料被覆管の耐久性を評価するため上記条件を同時に制御可能な熱変形挙動評価試験法を開発し、ジルカロイ-2に対して試験を行うとともに、試験条件を模擬した構造解析結果と比較することで試験法の妥当性を確認した。試験時間中の変形量は、内圧,外力,温度分布を与えることで変動し、実機の条件に極めて近いデータが得られることがわかった。また、弾性範囲内で計算した変形量の予測結果とも一致し、熱変形挙動評価試験法の妥当性が確認された。
37000533
エネルギー回収型リニアックによる次世代放射光源のための高輝度電子発生技術
飯島 北斗; 永井 良治; 西森 信行; 羽島 良一
電気学会論文誌,C 129(2), p.253-258(2009) ; (JAEA-J 05533)
- 極低エミッタンス,大電流の高輝度電子源は、エネルギー回収型リニアックを利用した次世代放射光源の最も重要な要素である。こうした高輝度電子源は、時間・空間の両方において整形されたレーザーに駆動されるDCフォトカソード電子銃によって実現される。波形整形されたレーザーによって電子バンチ形状の制御を行うためにはカソードの高速の時間応答性が要求される。そこでわれわれは量子カスケードレーザー(QCL)の原理に基づく新しいフォトカソードを提案する。QCLに見られる超格子構造では、それぞれの井戸層の準位が一致しているため、電子は障壁層を共鳴トンネル効果によって抜けてくる。これにより光電子放出の時間応答性が高速になりレーザーの波形整形による電子バンチ形状の制御を可能にする。
37000534
Al(111)表面における超音速N2ビームによる極薄AlN膜形成
寺岡 有殿; 吉越 章隆
電気学会論文誌,C 129(2), p.294-295(2009) ; (JAEA-J 05534)
- 超音速N2分子線を用いて473KでAl(111)表面を直接窒化した。並進運動エネルギーしきい値は1.8eVであった。2.0eVでは窒素の吸着曲線は直線を示した。これは吸着阻害層が形成されないことを示唆している。Al2p光電子スペクトルが高結合エネルギー側にわずかな化学シフトの肩構造を示したことから、AlN層にはサブ窒化成分が含まれていると考えられる。
37000535
JMTRを用いた放射性医薬品製造プロセスの整備計画
飯村 光一; 坂本 太一; 菅野 勝; 堀 直彦
FAPIG (178), p.14-18(2009) ; (JAEA-J 05535)
- 日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターでは、2011年度に材料試験炉(JMTR)を再稼働させる予定で改修計画が進められている。再稼働後におけるJMTRの有効利用の一環として、放射性医薬品として核医学の分野で最も多く用いられているテクネチウム-99m(99mTc)の親核種であるモリブデン-99(99Mo)の製造が計画されている。99Moは、その供給をすべて輸入に依存している状況にあることから、産業界と共同で99Moの一部国産化を目指すものである。本書では、99Moの製造に必要な照射装置の選定や照射後工程において製品化のために必要な装置等の基本計画について紹介する。
37000536
重い電子系超伝導体UPd2Al3に対する軟X線放射光角度分解光電子分光
藤森 伸一; 斎藤 祐児; 岡根 哲夫; 藤森 淳; 山上 浩志; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦
放射光 22(1), p.11-19(2009) ; (JAEA-J 05536)
- 超伝導を示す重い電子系化合物UPd2Al3の電子状態に対して、軟X線領域の放射光を用いた角度分解光電子分光法を行い、その電子状態に対する研究を行った。この化合物の超伝導と磁性を担っているU 5f電子に由来する重い準粒子バンドが実験的に観測され、U 5f電子は遍歴的な性質が強いこと、また、バンド構造は温度変化を示し、低温での遍歴状態から高温における局在状態へと変化することが明らかとなった。これらの結果は、この化合物の超伝導モデルに対しても重要な情報を与えている。
37000537
「ふげん」廃止措置のための残存放射能量の評価
北村 高一; 林 宏一; 森下 喜嗣; 丹治 和拓*
放射線 34(1), p.53-63(2008) ; (JAEA-J 05537)
- 廃止措置を実施していくにあたっては、施設の残存放射能量を可能な限り精度よく評価したうえで、公衆の被ばく線量や放射性廃棄物の発生量等の安全性評価を実施し、適切な解体撤去方法・手順等に反映していくことが重要である。「ふげん」は、一般軽水炉と異なる原子炉構造であり、施設内の放射能量を推定する知見が比較的少ないことから、放射化量評価においては、原子炉運転中の段階から取得した数多くの中性子束分布や試料採取による実測データと解析値との比較評価をし、解析値の妥当性を検証すること、汚染量評価においては試料採取のほか、記録による汚染履歴調査等の幅広い調査等を反映して評価することが必要である。「ふげん」がこれまでに実施してきた廃止措置のための残存放射能量の評価手順及び結果について報告する。
37000538
Biological dose estimation for charged-particle therapy using an improved PHITS code coupled with a microdosimetric kinetic model
佐藤 達彦; 加瀬 優紀*; 横谷 立子; 仁井田 浩二*; Sihver, L.*
放射線科学 52(2), p.47-53(2009) ; (JAEA-J 05538)
- 従来、別々に研究されてきたマイクロドジメトリとマクロドジメトリの知見を融合し、粒子線治療における新たな生物学的線量評価法を構築した。具体的には、マイクロドジメトリ分野で放射線種の違いによる生物効果比(RBE)を表すために利用されてきたLineal Energyの概念をマクロドジメトリ分野で利用されてきた粒子線輸送計算コードPHITSに組み込み、従来の計算コードでは評価できなかった粒子線治療による腫瘍部や正常組織など巨視的な空間内における細胞生存率を計算可能とした。発表では、確立した計算手法の概要からその応用まで幅広く紹介する。
37000539
過去から現在までの長期的な地形変化が地下水流動特性に与える影響の解析的評価の試み
尾上 博則; 笹尾 英嗣; 三枝 博光; 小坂 寛*
日本原子力学会和文論文誌 8(1), p.40-53(2009) ; (JAEA-J 05539)
- 高レベル放射性廃棄物の地層処分においては、長期の時間スケールで生じる地質学的事象が地下深部の地下水流動や水質などに与える影響を理解し、それを予測することが重要である。地下水流動の観点では、特に地下水流動の駆動力である地形分布の長期的な変化を推定し、それが地下深部の地下水流動に及ぼす影響を評価する必要がある。そこで、本研究においては古水理地質学的研究手法を用いて、地形の長期的な変化が地下水流動特性に与える影響を評価した。具体的には、岐阜県東濃地域を対象として、広範囲における古地形分布を概括的に推定したうえで、それを考慮した地下水流動解析を実施した。また、断層の存在が地下水流動特性に及ぼす影響についても検討した。その結果、地形変化や断層の存在が、動水勾配や地下水の流速,移行特性に及ぼす影響の程度を概略的に把握することができた。また、主要な尾根や谷の位置など、大局的な地形分布が変わらない場所であれば地下水の移行経路は大きくは変化しない可能性が示唆された。さらに、結果に基づき長期的な地形変化による地下水流動特性の変化を効率的に把握する手法について提案した。
37000540
多段型ヨウ化水素分解器を用いた熱化学法ISプロセスにおけるヨウ化水素工程の検討
大橋 弘史; 坂場 成昭; 今井 良行; 久保 真治; 佐藤 博之; 加藤 竜馬*; 橘 幸男; 國富 一彦
日本原子力学会和文論文誌 8(1), p.68-82(2009) ; (JAEA-J 05540)
- 熱化学法ISプロセスにおいて、ヨウ化水素分解反応の未分解ヨウ化水素のリサイクルに起因する再生熱交換器による再生熱交換量の低減及び分離回収機器の削減を目的とし、プロセス内のヨウ化水素酸溶液による反応生成物ヨウ素の除去と分解反応を繰り返す多段型ヨウ化水素分解器についての検討を行った。解析の結果、ヨウ素除去による分解率の向上及び未分解ヨウ化水素の回収により、リサイクル量を低減することが可能であり、リサイクル量低減の観点からは、気液の流れは向流とし、電気透析器の濃縮側出口からのヨウ化水素酸溶液の全量を低温で供給することが最適であった。また、多段型ヨウ化水素分解器出口からの分解ガス中に含まれるヨウ化水素及びヨウ素を大幅に低減することが可能であることより、複数の再生熱交換器及び分離回収のために設置していた機器を削除することにより簡素化した新たなヨウ化水素工程の系統構成を提案した。提案したヨウ化水素工程の熱物質収支を評価した結果、再生熱交換器による交換熱量を約1/3以下に低減することが可能となった。
37000541
乾式再処理より発生する塩廃棄物の酸化物への転換処理
佐藤 史紀; 照沼 仁*; 新井 修*; 明珍 宗孝
日本原子力学会和文論文誌 8(1), p.83-94(2009) ; (JAEA-J 05541)
- 乾式再処理から発生する塩廃棄物の処理を目的に、酸化ホウ素(B2O3)と水蒸気を用いた酸化物への転換法の検討を行った。CsCl塩及びNaCl-CsCl共晶塩を対象とした処理試験を実施し、転換率等の基礎化学データを取得した。さらに、この処理法の化学反応を理解するため、溶融塩(NaCl, CsCl),溶融酸化物(NaO, Cs2O, B2O3)及びガス(H2O, Ar, HCl, NaCl, CsCl)を考慮した、熱力学平衡計算に基づく反応解析を実施した。当該解析の妥当性を実験との比較で確認したうえ、適切な酸化転換の処理条件(処理温度,水蒸気及びB2O3付加量等)を検討した。
37000542
量子ビームが切り拓く未来,2; バイオ・環境・エネルギーに貢献する荷電粒子・RI利用研究
南波 秀樹; 田中 淳; 伊藤 久義
日本原子力学会誌 50(12), p.785-789(2008) ; (JAEA-J 05542)
- 前回の解説では、近年技術革新のキーテクノロジーとして世界的に注目されている量子ビームの応用研究の概要について紹介した。γ線,電子線やイオンビームを用いた荷電粒子・RI利用研究は、量子ビームの利用の中でも最も長い歴史を持ち、学術研究分野はもとより、工業,農業,医療活動の幅広い分野において、さまざまな形で利用されている。本稿では、この荷電粒子・RIを用いたバイオ技術・医療応用・環境・エネルギー分野での研究開発を紹介する。
37000543
量子ビームが切り拓く未来,4; 光量子・放射光利用技術のフロンティア
水木 純一郎; 青木 勝敏; 小池 雅人; 横山 啓一
日本原子力学会誌 51(2), p.88-93(2009) ; (JAEA-J 05543)
- 電磁波である光は、中性子線や電子線,イオンビームの量子ビームと本質的に異なる存在であり、お互いに相補的な関係にある。本稿では、現代科学を牽引するレーザ光と放射光の利用技術開発の最先端の現状について解説し、それぞれの威力,魅力を感じていただきたい。
37000544
核拡散抵抗性と保障措置; 次世代核燃料サイクル設計における核不拡散対策の基本的考え方
久野 祐輔; Choi, J. S.*
日本原子力学会誌 51(2), p.94-99(2009) ; (JAEA-J 05544)
- 次世代の原子力システム、特に再処理等核燃料サイクルの設計が本格化するに際し核不拡散対策としての保障措置や核拡散抵抗性技術を取り込んでいくためには、まず保障措置や核拡散抵抗性の考え方の整理が重要である。本稿では、INPRO, GIFにおける議論などを紹介するとともに、核拡散抵抗性の基本的な考え方、すなわち核拡散抵抗性の必要性について、それがどのように効をなすのか、そこにおける保障措置の位置づけや効果,設計において考慮すべき抵抗性対策の要点について解説する。
37000545
高レベル放射性廃棄物の地層処分をめざして; トイレなきマンションから持続可能な社会へ
清水 和彦
日本原子力学会誌 51(3), p.153-159(2009) ; (JAEA-J 05545)
- 原子力発電に伴って発生する高レベル放射性廃棄物は何万年にもわたって放射能が持続する。いつまでも人間が管理しておくわけにはいかない。「トイレなきマンション」と揶揄されるが、世界は半世紀も前から、深地層への埋設処分を目指して取り組んできた。日本でも1976年から研究を進めている。その成果を集大成した2000年レポートを契機に、日本の地層処分は事業段階に踏み出した。2002年から実施主体であるNUMOが候補地を募集しているが、まだ調査に入った地域はない。世界を見ても、高レベル放射性廃棄物の処分を開始した国はなく、多くの国が計画の遅延や見直しを余儀なくされている。日本では、2030年代中頃に地層処分を開始する計画であり、まだ25年から30年の猶予がある。ただし、そこに到達するためには、今から候補地を確保し、段階的な調査に基づく意思決定のプロセスをたどっていく必要がある。正念場を迎えた日本の地層処分事業を推進していくため、国,NUMO,電気事業者が取り組みを強化している。研究開発が果たすべき役割も大きい。
37000546
イオン交換法によるオキソ酸イオンの選択的分離・回収
三村 均*; 山岸 功
日本イオン交換学会誌 20(1), p.23-36(2009) ; (JAEA-J 05546)
- 使用済核燃料中の核分裂生成物には極めて高い品位で白金族元素などの希少金属が含有されている。これら原子力レアメタルのうち、Mo及びTcは金属材料,化学や電気産業及び医療の分野で非常に重要である。近年、環境負荷低減及び核種の有効利用の観点から、使用済燃料の再処理で発生する高レベル廃液からの原子力レアメタルの選択的分離及び回収に関心が高まっている。高レベル廃液からの原子力レアメタルの選択的分離・回収及びこれらの有効利用は、廃棄物を有用資源に変換するとともに、廃棄物の処理・処分の合理化を達成することができる。原子力レアメタルの分離では、従来の溶媒抽出法に比べて、コンパクトなカラムプロセスに適したイオン交換法が有望な方法と考えられている。本報では、(1)核燃料サイクルにおける原子力レアメタル、特にMo及びTcなどのオキソ酸イオン生成と特性,(2)有望なイオン交換体の分離特性、及び有効利用技術についてまとめた。
37000547
高温ガス炉ガスタービン発電システム用軸流式ヘリウムガス圧縮機の端壁境界層厚さの抑制方法に関する研究
高田 昌二; 滝塚 貴和; Yan, X.; 國富 一彦; 稲垣 嘉之
日本機械学会論文集,B 75(749), p.11-18(2009) ; (JAEA-J 05547)
- 高温ガス炉ガスタービン発電システム用軸流式ヘリウムガス圧縮機の1/3スケール,4段の圧縮機モデルにより、ヘリウムガスを作動流体とした空力性能試験を実施した。試験装置は、直径500mmのロータを定格回転数10800rpmの電動機で駆動する。初段動翼高さ34mmである。試験条件は、入口圧力0.88MPa,温度30℃,流量12.47kg/sとした。高ボス比・多段型となるヘリウムガス圧縮機では、端壁境界層厚さが大きくなり、効率が低下しやすい。端壁境界層では、翼端すき間流れや二次流れの発生により旋回流が発生して軸流速度が低下する。旋回流に合わせて翼端壁近傍の翼入口角を大きくすることで、軸流速度の低下を抑制することができる。試験と3次元数値解析により、翼入口角による端壁境界層における軸流速度への影響を明らかにした。また、20段の実機圧縮機の断熱効率が約90%となることを予測した。
37000548
極低濃度及び高濃度トリチウム量を知る
百島 則幸*; 林 巧
プラズマ・核融合学会誌 85(1), p.36-40(2009) ; (JAEA-J 05548)
- 極低濃度のトリチウム測定は一般環境資料に対して行われており、ここでは低バックグラウンド液体シンチレーション計測法と環境試料の前処理法及び近年注目を集めている質量分析法について解説した。極高濃度のトリチウム計測・計量については、最も大量に管理するトリチウム貯蔵設備での計量手法を取り上げ、ITERの標準設計にも採用されている通気式熱量計量方式に焦点を当てて、±1%程度の精度で計量管理できうる開発の現状を解説した。
37000549
ヘキサシアノ鉄(II)酸ニッケル-水酸化鉄(III)共沈法を用いた海水中γ線放出核種分析法
中野 政尚; 國分 祐司; 佐々木 剛志*; 武石 稔
Radioisotopes 58(2), p.61-69(2009) ; (JAEA-J 05550)
- 放射性同位元素(137Cs)及び安定元素を用いて、ヘキサシアノ鉄(II)酸ニッケル-水酸化鉄(III)共沈法による海水中γ線核種分析方法の回収率確認実験を行った。添加した137Csの99%をヘキサシアノ鉄(II)酸ニッケル沈殿に、Ce, Co, Mn, Ru, Zn, Zrの88〜94%を水酸化鉄(III)沈殿に回収できた。同法は、操作が短時間かつ簡単で、同時に複数件の分析も容易であること等、環境放射線モニタリングにおいて、非常に効率的で実用的な分析方法である。
37000550
Modeling of the atomic processes and photo emission of the plasmas for the EUV source
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 田沼 肇*
レーザー研究 36(Suppl.), p.1132-1135(2008) ; (JAEA-J 05551)
- EUVリソグラフィの実現のために、高出力,高効率の光源の実現が重要と考えられており、Snをターゲットとしたレーザー励起プラズマ(LPP)光源の輻射流体シミュレーションにより特性の評価と動作条件の最適化を行っている。本研究では、シミュレーションに用いる輻射輸送係数の理論計算を行った。HULLACコードで計算した原子データをもとに衝突輻射モデルを構築し、得られた結果を実験と比較して検証,改良を行った。主要な発光線波長を電荷交換分光法の実験結果で校正したこと、及びサテライト線の効果を適切にモデル化した結果、シミュレーションはよく実験を再現するようになった。プラズマを低密度化すると発光スペクトルが狭窄化することから、炭酸ガスレーザー励起が高効率化のために有利なことが示唆された。
37000551
Radiation reaction in the interaction of ultra-high irradiance lasers with electrons
Koga, J. K.
AIP Conference Proceedings 1024 , p.25-30(2008) ; (JAEA-J 05553)
- In recent years there has been rapid development of ultra-high irradiance lasers. Coincidently, high energy quasi-monoenergetic ultra-short electron bunches have been generated using such lasers in laser-plasma interaction experiments. We show that the combined use of such lasers and electron bunches can result in large amounts of radiation. A 1 GeV electron is shown to lose 96% of it's energy in the interaction with an ultra-high irradiance laser of 2×1022 W/cm2.
37000552
Octupole collectivity in 94Zr
藤 暢輔; 大島 真澄; 小泉 光生; 長 明彦; 木村 敦; 菅原 昌彦*; 後藤 淳*
AIP Conference Proceedings 1090 , p.189-193(2009) ; (JAEA-J 05554)
- 多くの球形核では低励起準位に3-が存在する。陽子数=40と中性子数=50, 56のサブシェルにより90Zrから96ZrまでのZr同位体はほぼ球形であると期待されるが、陽子2p3/2→1g9/2と中性子2d5/2→1h11/2により大きな八重極集団性を持つ可能性がある。原子力機構タンデム加速器により94Zrを380MeVに加速し、セルフサポートのPbターゲットによるクーロン場により励起し、放出されるγ線を多重γ線検出装置GEMINI-IIにより検出し、反跳粒子を位置感応型粒子検出装置LUNA-IIにより検出した。得られた実験データをGOSIAを用いて解析し、E2及びE3マトリクスエレメントを得た。マトリクスエレメントより得られるB(E3)は94Zrが大きな八重極集団性を持つことを示唆していた。
37000553
Accelerators
Koga, J. K.
Applications of Laser-Plasma Interactions , p.53-79(2008) ; (JAEA-J 05556)
- In this chapter we give an overview of the various mechanisms by which electrons can be accelerated by an ultra-intense short pulse laser and address recent achievements in this field. This chapter is divided into two sections: single electron motion in a laser wave and laser wake-field acceleration.
37000554
Numerical simulation of boiling two-phase flow in tight-lattice rod bundle by 3-dimensional two-fluid model code ACE-3D
吉田 啓之; 三澤 丈治; 高瀬 和之
Proceedings of 16th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-16) (CD-ROM) , 10p.(2008) ; (JAEA-J 05557)
- Japan Atomic Energy Agency (JAEA) develops a three dimensional two-fluid model analysis code ACE-3D, which adopts boundary fitted coordinate system in order to simulate complex shape channel flow. In this paper, boiling two-phase flow analysis in a tight lattice rod bundle is performed by ACE-3D code. The parallel computation using 126CPUs is applied to this analysis. In the results, the void fraction, which distributes in outermost region of rod bundle, is lower than that in center region of rod bundle. At the height of z=0.5m, void fraction in gap region is higher in comparison with that in center region of the subchannel. However, at the height of z=1.1m, higher void fraction distribution exists in center region of the subchannel in comparison with gap region. The tendency of void fraction to concentrate in gap region at vicinity of boiling starting point, and to move into subchannel as water goes through rod bundle, is qualitatively agreement with the measurement results by neutron radiography. And the predicted pressure loss of test section almost agreed with experimental results. To evaluate effects of two-phase flow model used in ACE-3D code, numerical simulation of boiling two-phase in tight lattice rod bundle with no lift force model is also performed. From the comparison of numerical results, it is concluded that the effects of lift force model are not so large on void fraction distribution in tight lattice rod bundle.
37000555
Operating experience of the J-PARC Linac
長谷川 和男; 浅野 博之; 千代 悦司; 堀 利彦; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 近藤 恭弘; 滑川 裕矢; 小栗 英知; 大越 清紀; 鈴木 浩幸; 上野 彰; 山崎 正義; 穴見 昌三*; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 池上 清*; 川村 真人*; 内藤 富士雄*; 南茂 今朝雄*; 田中 宏和*; 山口 誠哉*
Proceedings of 24th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2008) (CD-ROM) , p.55-57(2009) ; (JAEA-J 05559)
- J-PARCリニアックは2006年11月にビームコミッショニングを開始し、2007年1月には所定のエネルギーである181MeVの加速に成功した。その後、リニアックは後段の3GeVシンクロトロンのビームコミッショニングのためのビームを供給し、さらに下流の50GeVシンクロトロンや中性子ターゲットのコミッショニングにもビームが用いられた。イオン源はセシウム不使用の負水素イオン源であり、安定なビームを供給し運転時間は3,000時間を越えた。高周波源としては20台の324MHzクライストロンを使用し、平均で6000時間以上、大きなトラブルなく運転を実証した。ここでは、こうしたJ-PARCリニアックの運転経験について報告する。
37000556
NIEL analysis of radiation degradation parameters derived from quantum efficiency of triple-junction space solar cell
佐藤 真一郎; 宮本 晴基; 今泉 充*; 島崎 一紀*; 森岡 千晴*; 河野 勝泰*; 大島 武
Proceedings of 33rd IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-33) (CD-ROM) , 5p.(2008) ; (JAEA-J 05560)
- InGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池の放射線劣化モデル構築のために、50keV〜10MeVの幅広いエネルギー範囲のプロトンを照射することで劣化させた三接合太陽電池の外部量子効率のシミュレーションを、1次元光デバイスシミュレータPC1Dを用いて行った。その結果、短絡電流及び開放電圧を実験結果と比較して5%以内の精度で再現することができ、このモデリングの妥当性を確認することができた。さらに、各サブセルにおけるベース層の多数キャリア濃度枯渇係数と少数キャリア拡散長の損傷係数を見積り、これらがNIELを指標として表現できることを見いだした。
37000557
Study for evaluation of the influence of long-term climate change on deep groundwater flow conditions; Integration of paleo-climatology and hydrogeology
安江 健一; 三枝 博光; 尾上 博則; 竹内 竜史; 新里 忠史
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 7p.(2008) ; (JAEA-J 05561)
- 東濃地域を事例とした地下水流動の数値シミュレーションの結果、気候変化に伴う涵養量の変化が地下水流動に影響を与えることがわかった。このことは解析地域の長期的な気候変化とそれに伴う涵養量の変化の把握が必要であることを示している。このことを踏まえて、さらに本研究では、将来の涵養量の推定手法を示し、既存データから涵養量の推定に必要な蒸発散量が年平均気温からある程度推定できることを示した。また、花粉化石分析の結果から東濃地域の氷期の気温は日本列島の最北部地域における現在の気温と同程度であり、日本最北部地域の現在の表層水理情報が東濃地域の氷期の涵養量推定に役立つ見通しを得た。
37000558
The Groundwater pressure response due to shaft excavation and its possible application for characterizing hydrogeological structure
戸谷 成寿; 竹内 竜史; 徳永 朋祥*; 愛知 正温*
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 7p.(2008) ; (JAEA-J 05562)
- 瑞浪超深地層研究の建設は2003年に開始された。2006年から2007年には立坑及びGL-200mの水平坑道から複数のボーリング掘削が実施され、これに伴い、周辺の地下水圧モニタリング孔において、deformation-induced effectに類似した特異な水圧応答が観測された。観測結果は、遮水性を有すると考えられる既知の断層を境目に水圧応答が異なっていることを示している。本研究では、今回観測された特異な水圧応答を用いた、地下水理地質構造推定の可能性について述べる。
37000559
Hydrochemical records on long-term changes of deep groundwater system, Japan
岩月 輝希; 水野 崇; 濱 克宏; 國丸 貴紀
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 9p.(2008) ; (JAEA-J 05563)
- 地下水流動状態の長期的な変遷にかかわる推測手法を構築するために、岐阜県東濃地域の結晶質岩,北海道幌延地域の堆積岩を対象として、鉱物の沈殿状態や同位体に基づく解析を行った。その結果、結晶質岩においては、層状沈殿鉱物の解析が有効であることがわかった。一方、堆積岩においては、沈殿鉱物が地下水の循環よりも閉鎖系における物質循環を反映していることが明らかになった。
37000560
Fluid electric conductivity logging; Useful application for charactreization of water-conducting features
竹内 真司; 天野 健治; 竹内 竜史; 三枝 博光
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 9p.(2008) ; (JAEA-J 05564)
- Fluid electric conductivity logging (FEC logging) and other fluid logging techniques have been carried out in the deep borehole in the granite to identify water-conducting features (WCFs). Also transmissivity have been estimated from the FEC logging and compared with the one estimated from hydraulic packer testing targeted on the same WCFs. From the results of the investigations, FEC logging can be used for identification of WCFs in detail than the other fluid logging techniques. Transmissivity estimated from FEC logging can be used for the supplement for the one from hydraulic testing in the borehole without the skin effect such as due to drilling mud and/or due to drilling damage. Based on the results above, one of the efficient methods for better understanding the groundwater flow in the borehole, that is the FEC logging for identification of the WCFs followed by the hydraulic testing focusing on the identified WCFs, is addressed.
37000561
GEOMASS; The Application to characterizations of groundwater flow in the Mizunami Underground Research Laboratory project in Tono area
大山 卓也; 三枝 博光; 尾上 博則; Guimerà, J.*; White, M. J.*; Robinson, P.*
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 10p.(2008) ; (JAEA-J 05565)
- For effective characterization of geological environment, it is important to rapidly construct the conceptual model of geological environment based on the field-based investigation data and to identify issues for further investigation. The GEOMASS system has been developed by Japan Atomic Energy Agency in order to evaluate groundwater flow in deep underground. This system provides an integrated simulation system environment for both geological and hydrogeological model development, and groundwater flow simulations. JAEA has been tested the application of the GEOMASS system by applying to characterizations of groundwater flow during the Surface-based Investigation Phase and the Construction Phase in the Mizunami Underground Research Laboratory project in the Cretaceous Toki granite in the Tono area, central Japan. This paper describes the groundwater simulation results and the applicability of GEOMASS system to characterizations of ground water flow.
37000562
Relationship between fractures and flow paths in granitic rock at the Mizunami Underground Research Laboratory site
早野 明; 中俣 公徳; 鶴田 忠彦; 竹内 真司
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 10p.(2008) ; (JAEA-J 05566)
- Appropriate control of water inflow is necessary for underground excavations, not only to avoid the risk of overwhelming water inflow but also saving the cost of pumping and/or water treatment. Therefore, understanding the characteristics of fractures which acted as flow paths is indispensable. A few rounds of borehole investigations and geological mapping were conducted to understand the characteristics of flow paths at the Mizunami Underground Research Laboratory. We identified flow paths by analysing the data from borehole TV survey and geological mapping. We confirmed that low and high-angle flow paths are distributed in a Low-Angle Fracture Zone in the upper part of the Toki granite. In addition, we confirmed that altered minerals, such as chlorite and sericite, filling high angle fractures are present in the fault, which functions as a barrier to groundwater flow near the main shaft. Meanwhile, flow paths closely relate to fractures filled with calcite.
37000563
Hydrogeological characterization for estimation of hydraulic responses due to construction of the Mizunami Underground Research Laboratory
三枝 博光; 下茂 道人*; 熊本 創*; 尾上 博則; 竹内 竜史; 竹内 真司; 大山 卓也
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 10p.(2008) ; (JAEA-J 05567)
- 超深地層研究所は、結晶質岩(花崗岩)を主な対象とした深地層の研究施設の一つであり、この計画では、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として、深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備を全体目標の一つとした調査研究が進められている。超深地層研究所計画における地下水流動特性評価においては、水理調査と水理地質構造モデルの構築,地下水流動解析を繰り返し実施してきた。このモデル化・解析は、地下施設への地下水流入量及び地下施設建設が周辺環境へ与える影響の推定を目的として実施した。その結果、モデル化・解析結果の信頼性向上及び妥当性確認のために必要な水理地質構造などを抽出することができた。また、研究施設建設中の水圧応答データを用いたモデルの妥当性確認及び更新を行った。本稿では、これらの結果について紹介する。
37000564
GEOMASS; An Integrated geological and hydrogeological modelling and visualisation system in complex geological environments
Guimerà, J.*; 三枝 博光; 尾上 博則; 大山 卓也; White, M. J.*; Robinson, P.*
Proceedings of 36th International Association of Hydrogeologists Congress 2008 (IAH 2008) (CD-ROM) , 10p.(2008) ; (JAEA-J 05568)
- The synthesis of research programmes, for understanding deep groundwater flow, needs proper tools that permit the integration of all or part of the indicated fundamental aspects of hydrogeological characterization. In this respect, the GEOMASS system, which is composed a preprocessor, including geological modelling, and postprocessor for the core named FracAffinity, has been developed. The FracAffinity solves for steady and transient 3D flow in saturated and unsaturated conditions and permits embedded deterministic or stochastically generated 2D fractures in a continuous porous domain. The most outstanding feature of GEOMASS is the ability to integrate highly complex geological models with the requirements of hydrogeological ones. FracAffinity has been applied to simulate a large number of hydrogeological situations. In addition, part of the saturated, unsaturated fracture flow capabilities of the code has been tested with commercial software, resulting in significant enhancements.
37000565
Flow instability research on steam generator with straight double-walled heat transfer tube for FBR; 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 6th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-6) (USB Flash Drive) , 5p.(2008) ; (JAEA-J 05569)
- 次世代FBR開発で検討されている、直管型蒸気発生器(SG)の成立性評価には、運転条件の決定に不可欠な流動不安定発生限界を高精度で予測できる熱設計手法が必要である。SG熱設計手法で用いられる、各種相関式の改良及び検証に資するため、原子力機構では、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している。本研究では、TRACコードを使って、これらの一連の試験を模擬した解析を行い、高圧条件下での圧力損失を検証した。その結果、ボイド率,単相流の摩擦損失と二相流の摩擦損失の計算に、それぞれTRACベースドリフトモデル,Pffan相関式及びMartinelli-Nelson二相増倍係数を用いることにより、圧力損失を保守的に予測することがわかった。
37000566
A Large-scale parallel computing of boiling two-phase flow behavior in advanced light water reactors
高瀬 和之; 吉田 啓之; 三澤 丈治
Proceedings of 8th International Meeting on High Performance Computing for Computational Science (VECPAR '08) (CD-ROM) , p.437-447(2008) ; (JAEA-J 05570)
- 将来型軽水炉内を流れる沸騰二相流挙動を大規模並列シミュレーションによって明らかにする研究を行っている。このようなシミュレーション技術を確立することによって、従来よりも原子炉の効率的な熱設計が可能になり、時間的,コスト的にも大きなメリットが期待できる。このためには、地球シミュレータやAltix3700Bx2に代表されるスーパーコンピュータの利用が不可欠であるとともに、これら計算機性能を最大限に利用できる超高並列プログラミング技術の開発・整備が必要である。そのため、著者らが開発した二相流解析コードに対して、引数の次元数が異なる問題を解決するため引数個々に配列を宣言する、サブルーチンの並列呼び出しを可能にするため部分配列要素を実引数とする、MPIサブルーチンを直接呼び出して通信させる擬ハイパープレーン法で並列化する、などの改良を行い、従来よりも10倍近い高速化を達成できる見通しを得た。本論文では、地球シミュレータを利用して行った将来型軽水炉内の二相流特性に関する高並列大規模数値計算の結果を示すとともに、今後の新型炉開発におけるシミュレーションを主体としたDesign by Analysis実現の可能性についても言及する。
37000567
Irradiation energy dependence of ion probes on soft error rate in SOI-SRAM
阿保 智*; 杢野 由明*; 木野村 淳*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 大島 武; 岩松 俊明*; 高井 幹夫*
Proceedings of 8th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-8) , p.183-186(2008) ; (JAEA-J 05571)
- テクノロジーノード180nmと90nmの2世代のSRAM(Static Random Access Memory)での放射線耐性評価を、300-1000keVのプロトン及び0.8-6.0MeVのヘリウムイオンを用いて行った。評価試料として、バルク基板上のSRAMと放射線耐性が高いとされるSOI(Silicon on Insulator)基板上のSRAMの2種類を用いた。プロトンを用いた180nmノードSRAMの放射線耐性評価では、バルクSRAMは照射エネルギーに関係なく総照射量によりハードエラーが発生することに対して、SOI-SRAMは全くハードエラーが発生しなかった。また、SOI-SRAMでのソフトエラー発生率は、SOIボディでの過剰キャリア生成量が最大となる450keVのプロトン照射時に最大となりさらに高いエネルギーでプロトンを照射した場合には、ソフトエラー発生率が減少することを明らかにした。ヘリウムを用いた90nmノードSOI-SRAMの放射線耐性評価でも、180nmノードSOI-SRAMと同様にSOIボディでの過剰キャリア生成量に依存してソフトエラー発生率が変化することを明らかにした。
37000568
Charge collection from SiC MOS capacitors irradiated with oxygen ion
岩本 直也; 小野田 忍; 大島 武; 児島 一聡*; 河野 勝泰*
Proceedings of 8th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-8) , p.191-194(2008) ; (JAEA-J 05572)
- 炭化ケイ素(Silicon Carbide, SiC)を基板材料として作製した金属-酸化膜-半導体(Metal-Oxide-Semiconductor, MOS)キャパシタにおけるシングルイベント効果(Single Event Effect, SEE)について研究を行った。SiC MOSキャパシタにMeV級の酸素イオンを入射し、発生する過渡電流を測定した。さらに過渡電流から電荷収集量を評価した。電荷収集量は、入射イオンが15MeVのとき最大値を示した。これは、ドリフト-拡散モデルと呼ばれるダイオードにおける電荷収集モデルとも一致する結果であった。SiC上のMOSキャパシタにおいても、同モデルを適用することで電荷収集量の評価が可能であることが明らかになった。
37000569
Development of optical fiber detector for measurement of fast neutron
八木 貴宏*; 三澤 毅*; Pyeon, C.*; 宇根崎 博信*; 代谷 誠治*; 川口 真一*; 岡嶋 成晃; 谷 和洋*
Proceedings of International Conference on the Physics of Reactors, Nuclear Power; A Sustainable Resource (PHYSOR '08) (CD-ROM) , 8p.(2008) ; (JAEA-J 05573)
- 燃料板のギャップのような狭い空隙に中性子検出器を挿入して、リアル・タイムで高速中性子を測定するために、光ファイバーを用いた中性子検出器が開発されてきた。この検知器は、先端が中性子を検出する物質とZnS(Ag)のようなシンチレーターの混合体で覆われた光ファイバーから成る。高速中性子用の光ファイバー検出器には、中性子を検出する物質として、これまで232Thが利用されてきた。これは、232Thが高速中性子と核分裂反応を起こすことを利用している。しかし、232Thが核燃料物質であることから、その使用場所が限定されてしまう。そこで、本研究では、232Thを利用しないで高速中性子を測定することができる新たな光ファイバー検出器を開発し、その検知器特性を調べた。検出器特性を調べるために、D-T中性子発生装置のターゲット近傍の高速中性子束分布及び高速炉臨界実験装置における高速中性子束分布測定を行い、放射化法による結果と比較した。その結果、ZnS(Ag)を用いた新たな光ファイバー検知器による高速中性子束分布測定結果は放射化法で測定した結果と一致し、ZnS(Ag)を用いた光ファイバー検知器が高速中性子測定に有効であることがわかった。
37000570
Impact analysis of three-dimensional frame structures; An Application for piping structures of a nuclear power plant
西田 明美
Proceedings of International Symposium on Structures under Earthquake, Impact, and Blast Loading 2008 , p.129-134(2008) ; (JAEA-J 05574)
- 原子力プラントにおいてその安全性と機能性を維持し続けることは、非常に重要な課題である。特に、最近配管系の損傷による事故が発生し、配管系構造物の挙動解明の必要性が強く要求されている。本研究の目的は、詳細解析ツールを開発し、複雑な構造の集合体である原子力プラントの配管系構造の動的挙動を調査することにある。本研究では、チモシェンコ理論を基礎とするスペクトル要素法(SEM)による波動伝播解析のための3次元フレーム要素の定式化を示す。適用例として大洗研究開発センターの高温工学試験研究炉(HTTR)の配管系の波動伝播解析及び固有値解析を行い、従来よりも高周波数域での応答を精度よくとらえていることを確認した。また、模型実験結果と解析結果を比較し、本定式化の有効性を示した。
37000571
Radiation degradation modeling of triple-junction space solar cells
佐藤 真一郎; 今泉 充*; 大島 武
Proceedings of the 27th Symposium on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology Hosei University , p.37-42(2008) ; (JAEA-J 05575)
- 宇宙用太陽電池の主流である三接合太陽電池の放射線劣化モデリングを構築し、その妥当性について検証した。陽子線あるいは電子線を照射して劣化した三接合太陽電池の量子効率をフィッティングし、このフィッティングより得られた物性パラメータを用いて、短絡電流及び開放電圧を計算して実験値と比較した。その結果、両者は非常に良い一致を示し、本モデリングの妥当性を証明できた。また、このモデルにおいては、ベース層キャリア濃度の減少の程度を示すキャリア枯渇係数RC、及び少数キャリア拡散長の減少の程度を示す損傷係数KLを放射線照射劣化の指標としたが、これらを非イオン化損失(NIEL: Non-Ionizing Energy Loss)によってスケーリングすると、系統的な相関性を持つことがわかった。これは、曝露される放射線ごとの各サブセルの劣化度(RCとKL)を見積もり、それらを用いて電気特性をシミュレートすれば、実宇宙空間における三接合太陽電池の寿命予測が可能であることを示唆している。
37000572
Transient current and mapping using focused heavy-ion microbeams with several hundreds of MeV
小野田 忍; 平尾 敏雄; 大島 武
Proceedings of the 27th Symposium on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology Hosei University , p.43-46(2008) ; (JAEA-J 05576)
- AVFサイクロトロンからの150MeV-Arビームにマイクロコリメータを用いて直径が約20μmのビームを形成し、電極の直径が450μmのダイオードに対して単一イオン誘起電流の測定を行い、その電流強度をマッピングすることができた。一方、集束型マイクロビームによる実験では、AVFサイクロトロンからの260MeV-Ne及び520MeV-Arビームを磁気レンズで直径約1μmに集束したマイクロビームを使用し、直径が200μmのダイオードから得られる単一イオン誘起電流の測定を行い、その電流強度のマッピングに成功した。双方のイメージから、円状電極部分が重イオンに対して感受性が高いことがわかった。さらに、円状電極の周辺と中心部分で単一イオン誘起電流の強度が異なることが観察された。本研究開発により、マイクロメートルオーダーの位置分解能でイメージを測定することが可能となった。
37000573
Diffuse scattering study of thermal disorder in solid state ionics
佐久間 隆*; Xianglian*; Basar, K.*; Siagian, S.*; 清水 識文*; 高橋 東之*; 井川 直樹
Solid State Ionics , p.45-52(2008) ; (JAEA-J 05577)
- 第3近接原子までの熱相関効果を用いてCuIとAgBrの中性子散漫散乱を解析した。相関効果の熱依存性が大きい場合は本手法を用いることでより精密化な解析が可能となること、原子間距離の増加又は温度降下により相関効果は減少することを明らかにした。
37000574
核熱利用型熱化学サイクルによる水素製造
日野 竜太郎
CO2フリー水素製造技術の動向 , p.22-29(2008) ; (JAEA-J 05579)
- 近年の燃料電池開発の急速な進展により、地球環境に優しい水素社会が身近に語られるようになっている。しかし、燃料電池の燃料となる水素は天然にほとんど存在しないため、工業的に生産しなければならない。将来の水素社会において、水素需要の大幅な増加に対応するうえで、CO2を排出しない水素製造技術が期待されている。これに対応できる水素製造法として、1000℃近い高温が取出せる高温ガス炉を用いる核熱利用型熱化学サイクル、特に、ヨウ素(I)と硫黄(S)を用いるISプロセスによる原子力水素製造システムの研究開発が世界的に注目されている。原子力機構は高温ガス炉及びそれを用いた熱化学ISプロセスの研究開発のトップランナーとして世界の研究開発をリードしており、本講演では原子力機構が行っている熱化学ISプロセス研究開発の最新の現状,国際的動向等について紹介する。
37000575
森林環境における霧の役割; 数値計算で明らかにする森林への霧水沈着
堅田 元喜
第30回酸性雨問題研究会シンポジウム講演報告集 , p.19-25(2009) ; (JAEA-J 05580)
- 放射性物質等の環境負荷物質の動態解明を目的に開発を進めている精緻な大気-土壌-植生1次元多層モデル(SOLVEG)を用いた数値的研究によって、地表面水収支における森林への霧水沈着の影響を調べた。このモデルは、多層植物構造を採用し、大気-土壌-植生連続系における物質の輸送媒体となる水の移行過程や植物層における熱収支を厳密に扱っている。近年、著者は詳細な土壌中の水・熱移動過程と植生への霧水沈着過程を導入した。このモデルを用いた数値実験によって、これまで得られていなかった植物構造に対する霧水沈着速度の依存性を明らかにした。森林の水資源としての霧水沈着の役割を調べるために、サウジアラビアの半乾燥地域とカナリア諸島の亜熱帯地域にモデルを適用し、霧水沈着量とその地表面水収支に与える影響を評価した。霧水沈着の水資源・物質沈着における植物への影響を調べるうえで、大気-土壌-植生間の相互作用を考慮した精緻な数値モデルは有効なツールとなることが示された。
37000576
東海再処理施設周辺の海水中3H濃度及び拡散状況について
中野 政尚; 國分 祐司; 河野 恭彦; 武石 稔
第50回環境放射能調査研究成果論文抄録集(平成19年度) , p.53-54(2008) ; (JAEA-J 05581)
- 1978年から30年間に渡る東海再処理施設周辺海域の環境影響詳細調査によって10,800件の海水中トリチウム濃度を測定した。海水中濃度,希釈倍率,拡散状況等について検討した。その結果、再処理施設からの排水放出に起因するトリチウム濃度がスポット的に観測されたが、あらかじめ安全審査で評価された希釈倍率以上に希釈された正常な拡散であり、またその濃度は法令に定める周辺監視区域外の水中の濃度限度に比べて十分に低く、環境安全上問題となるレベルではないことが確認された。
37000577
高温核熱を用いる熱化学水素製造
日野 竜太郎
高温核熱を用いる熱化学水素製造 , 8p.(2009) ; (JAEA-J 05582)
- 各種産業に原子力の利用を促進するため、日本原子力研究開発機構(原子力機構)では高温ガス炉からの高温核熱を用いる水素製造システムの研究開発を、高温工学試験研究炉(HTTR)計画の下で進めている。HTTR計画は高温ガス炉と核熱利用の技術基盤の確立を目指しており、核熱利用技術のうちの水素製造については、ヨウ素と硫黄を用いるISプロセスによる水分解熱化学水素製造技術の研究開発を着実に進めてきた。本講演では、原子力機構のHTTR計画の概要を水素製造技術開発を中心にして紹介する。
37000578
大規模有限要素法解析におけるコースグリッド修正法の収束性について
山田 知典
日本機械学会第21回計算力学講演会論文集(CD-ROM) , p.894-895(2008) ; (JAEA-J 05583)
- 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いる。大規模有限要素法解析ではコースグリッド修正と呼ばれる2階層マルチグリッド法が収束性向上のため頻繁に用いられているが、プラント全体を対象とした10億自由度規模の解析ではコースグリッドを十分な解像度で作成し、直接解法で解を得ることは不可能となる。このため、コースグリッドの解像度が収束性に与える影響を評価し、10億自由度規模の大規模有限要素法解析実現のための基礎的検討を行う。
37000579
Present status and prospect of the ITER and Broader Approach programs
松田 慎三郎
Proceedings of Plasma Science Symposium 2009/26th Symposium on Plasma Processing (PSS-2009/SPP-26) , p.206-207(2009) ; (JAEA-J 05584)
- 7か国が参加して開始されたITER計画と日欧二国間で始められた幅広いアプローチ計画について現状と今後の展望について述べる。ITER計画については事業の枠組み,組織,建設スケジュールと現状を概括し、また、幅広いアプローチ計画についてはJT-60の改造計画と青森県六ヶ所村で進められている国際核融合エネルギー研究センターの状況を説明する。
37000580
XFELによる生体分子損傷の原子過程; 損傷を伴う構造因子計算
森林 健悟
レーザー学会第381回研究会報告; 短波長光の発生とその応用 , p.35-38(2008) ; (JAEA-J 05585)
- X線自由電子レーザー(XFEL)の利用研究の1つとしてタンパク質などの単生体分子のX線による立体構造解析がある。XFELの場合、従来のX線源よりもX線の数が非常に大きいため、生体の損傷の影響が大きいと考えられている。生体の損傷は、構造解析のノイズとして現れる。本講演では損傷として内殻電離,オージェの原子過程を取り扱い、その原子過程をもとにXFELのパラメータと元素の電荷数の変化の関係を計算し、さらに、電荷数の変化を伴う回折像の強度の計算を行い、損傷の回折像への影響を調べる。
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2009年4月
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