学会誌等掲載論文
※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。

2010年2月

38000163
Evaluation of 64Cu-labeled DOTA-D-Phe1-Tyr3-octreotide (64Cu-DOTA-TOC) for imaging somatostatin receptor-expressing tumors
花岡　宏史*;　富永　英之*;　山田　圭一*;　Paudyal, P.*;　飯田　靖彦*;　渡邉　茂樹;　Paudyal, B.*;　樋口　徹也*;　織内　昇*;　遠藤　啓吾*
Annals of Nuclear Medicine 23(6), p.559-567(2009) ; (JAEA-J 06747)
　In-111 (111In)-labeled octreotide has been clinically used for imaging somatostatin receptor-positive tumors, and radiolabeled octreotide analogs for positron emission tomography (PET) have been developed. The aim of this study is to produce and fundamentally examine a 64Cu-labeled octreotide analog, 64Cu-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid-D-Phe1-Tyr3-octreotide (64Cu-DOTA-TOC). 64Cu-DOTA-TOC can be produced in amounts efficient for clinical study with high radiochemical yield. 64Cu-DOTA-TOC was stable in vitro, but time-dependent transchelation to protein was observed after injection into mice. In biodistribution studies, the radioactivity of 64Cu was higher than that of 111In in all organs except kidney. In tumor-bearing mice, 64Cu-DOTA-TOC showed a high accumulation in the tumors, and the tumor-to-blood ratio reached as high as 8.81 ± 1.17 at 6 h after administration. 64Cu-DOTA-TOC showed significantly higher accumulation in the tumor than 64Cu-TETA-OC and 64Cu-DOTA-OC. PET showed a very clear image of the tumor, which was comparable to that of 18F-FDG PET and very similar to that of 64Cu-TETA-OC. 64Cu-DOTA-TOC clearly imaged a somatostatin receptor-positive tumor and seemed to be a potential PET tracer in the clinical phase.
38000164
Method of observing the spot where full-power counter-propagating laser pulses collide in plasma media
川瀬　啓悟;　神門　正城;　Pirozhkov, A. S.;　本間　隆之;　亀島　敬*;　大東　出;　林　由紀雄;　小瀧　秀行;　福田　祐仁;　Esirkepov, T. Z.;　Koga, J. K.;　Faenov, A. Y.;　Pikuz, T. A.*;　Ragozin, E. N.*;　Bulanov, S. V.;　田島　俊樹
Applied Physics Express 3, p.016101_1-016101_3(2010) ; (JAEA-J 06748)
　対向入射レーザーパルスの衝突をフルパワーで観測する新しい方法を提案し、その方法を実証した。この方法は、レーザー衝突点上部からのイメージング,側面シャドウグラフィ,極端紫外光分光器、そして戻り光観測の組合せである。この方法を用いることによって、現実の実験条件下(プラズマ中でのフルパワーレーザー)において、衝突点における対向入射レーザーパルスのアライメントを実現することができる。ここで得られた戻り光観測系のプラズマ中での空間分解能は1.35μmであり、アライメント精度はプラズマが存在していても15μm以下である。
38000165
Low-threshold ablation of dielectrics irradiated by picosecond soft X-ray laser pulses
Faenov, A. Y.;　Inogamov, N. A.*;　Zhakhovskii, V. V.*;　Khokhlov, V. A.*;　西原　功修*;　加藤　義章*;　田中　桃子;　Pikuz, T. A.*;　岸本　牧;　石野　雅彦;　錦野　将元;　中村　龍史;　福田　祐仁;　Bulanov, S. V.;　河内　哲哉
Applied Physics Letters 94(23), p.231107_1-231107_3(2009) ; (JAEA-J 06749)
　Ablation of LiF crystal by soft X-ray laser pulses with wavelength 13.9 nm and duration 7 ps is studied experimentally and theoretically. It is found that a crater appears on a surface of LiF for XRL fluence, exceeding the ablation threshold 10.2 mJ/cm2 in one shot, or 5 mJ/cm2 in each of the three XRL shots. This is substantially below the ablation thresholds obtained with other lasers having longer pulse duration and/or longer wavelength. A new mechanism of thermomechanical ablation in large bandgap dielectrics is proposed. The theory explains the low ablation threshold via small attenuation depth, absence of light reflection, and electron heat conductivity.
38000166
Simple determination of 99Tc in radioactive waste using Tc extraction disk and imaging plates
亀尾　裕;　片山　淳;　星　亜紀子;　原賀　智子;　中島　幹雄
Applied Radiation and Isotopes 68(1), p.139-143(2010) ; (JAEA-J 06750)
　放射性廃棄物に含まれる99Tcを簡易に定量するため、ディスク状の固相抽出剤表面に99Tcを吸着させ、そのディスクをイメージングプレートで直接測定する分析法を開発した。固相抽出剤による種々の溶液からのTcの分離性能を調べた結果、pH2から12の範囲において、Tcは97%以上回収できることがわかった。しかし、ディスク状の固相抽出剤内部におけるTcの分布は、溶液のpHにより変化し、その結果、β線の計数効率も大きく変化した。原子力機構の研究施設から発生した放射性廃液に対して本分析法を適用した結果、その定量値は従来分析法により得られた値とよく一致した。
38000167
Effect of conformational states on protein dynamical transition
中川　洋;　上久保　裕生*;　片岡　幹雄
Biochimica et Biophysica Acta; Proteins and Proteomics 1804(1), p.27-33(2010) ; (JAEA-J 06751)
　折れ畳まったタンパク質の特性を調べるため、野生型と欠損変異体のスタフィロコッカルヌクレアーゼを用いて非干渉性中性子弾性散乱によりタンパク質の動力学転移に対する構造状態の効果を調べた。変異体はC末端の13残基を欠損させたもので、コンパクトな変性構造を取り、天然変性タンパク質のモデルとされている。非干渉性中性子弾性散乱実験はILLのIN10とIN13で行われた。弾性散乱強度のQ依存性をさまざまな温度で測定し、平均二乗変位を求めた。乾燥タンパク質と水和タンパク質で測定を行った。水和タンパク質では野生型と変異体では差がなかったが、乾燥状態では差が見られた。140Kの転移は乾燥状態と水和状態の両方で見られるが、転移温度前後での平均二乗変位の温度依存性は両者で異なり、折り畳みによる構造のハードニングが見られた。水和によってさらに240Kの転移が生じるが、構造状態には依存しない。これにより水和水のダイナミクスがタンパク質動力学を支配していると言える。
38000168
Path-integral molecular dynamics simulations of glycine-(H2O)n (n= 1-7) clusters on semi-empirical PM6 potential energy surfaces
吉川　武宏*;　茂木　春樹*;　柿崎　陽*;　高柳　敏幸*;　志賀　基之
Chemical Physics 365(1-2), p.60-68(2009) ; (JAEA-J 06752)
　水素結合性のglycine-(H2O)n(n=1-7)クラスターについて、半経験的PM6ポテンシャルに基づいた経路積分分子動力学シミュレーションを行った。小さめのn=1-3のクラスターについては、中性のグリシンと中性の水との間の水素結合錯体の構造をとる。一方、大きめのn=4-6のクラスターでは、COOHカルボキシル基と水の間のプロトン移動が起こりやすくなるが、やはり全体の構造としては中性のグリシンと水である。これに対し、n=7の場合は、グリシンがNH3+とCOO-を持つ双性イオンの構造になりやすい。
38000169
Path-integral molecular dynamics simulations for water anion clusters (H2O)5- and (D2O)5-
高柳　敏幸*;　吉川　武宏*;　茂木　春樹*;　志賀　基之
Chemical Physics Letters 482(4-6), p.195-200(2009) ; (JAEA-J 06753)
　水負イオンクラスター(H2O)5- and (D2O)5-について、半経験的1電子擬ポテンシャル分極モデルのもとで、経路積分分子動力学シミュレーションを行った。H原子の方がD原子より 零点振動の幅が大きいため、(H2O)5-の水素結合距離は(D2O)5-のものより少し長くなる。また、(H2O)5-の垂直電子脱離エネルギーの分布幅は(D2O)5-のそれよりも広くなることがわかった。このシミュレーションは、水負イオンクラスターにおける原子核の量子効果の重要性を示している。
38000170
Vibration-selective coherent anti-Stokes Raman scattering with linearly chirped white-light pulses
笠嶋　辰也;　横山　啓一;　松岡　雷士;　横山　淳
Chemical Physics Letters 485(1-3), p.45-48(2010) ; (JAEA-J 06754)
　A practical extension of selective excitation using broadband laser is reported. A specific molecular vibration is excited by stimulated Raman scattering induced by a pair of linearly chirped white-light pulses (650-900 nm). The white-light pulse is generated by filamentation produced in a focused Ti:sapphire laser beam (〜30 fs, 1.8 mJ/pulse). The excited amplitude is probed by coherent anti-Stokes Raman scattering using the third pulse with a narrow bandwidth (769.9 ± 1.5 nm). As a demonstration, the N2 and O2 molecules are respectively excited at different time intervals of the pulse pair without changing the wavelength region of the light source.
38000171
Speed-up of ab initio hybrid Monte Carlo and ab initio path integral hybrid Monte Carlo simulations by using an auxiliary potential energy surface
中山　哲*;　武次　徹也*;　志賀　基之
Chemistry Letters 38(10), p.976-977(2009) ; (JAEA-J 06755)
　第一原理ハイブリッドモンテカルロ法及び第一原理経路積分ハイブリッドモンテカルロ法について、補助的なポテンシャルエネルギー面を用いた分子動力学法により配置更新を行うことにより、効率化を図った。この方法を簡単に実証するにあたり、精度の高いものと低いものを組合せた第一原理電子状態計算を用いたデュアルレベルの方法を紹介する。
38000172
Unravelling the mechanism of force-induced ring-opening of benzocyclobutenes
Ribas-Arino, J.*;　志賀　基之;　Marx, D.*
Chemistry; A European Journal 15(48), p.13331-13335(2009) ; (JAEA-J 06756)
　ベンゾシクロブテンのシス及びトランス置換体について、外力により変形されたポテンシャルエネルギー曲面を調べることにより、外力誘起の開環反応のメカニズムを明らかにする。シス体からE, Z体へ至る同旋的開環反応は弱い外力下でしか起こらない。一方、より強い外力下ではシス体からE, E体へ至る逆旋的開環反応が起こり、これは協奏的過程であることがわかった。
38000173
Argon retentivity of carbonaceous materials; Feasibility of kerogen as a carrier phase of Q-noble gases in primitive meteorites
大澤　崇人;　平尾　法恵;　武田　信從*;　馬場　祐治
Earth Planets and Space 61(8), p.1003-1011(2009) ; (JAEA-J 06758)
　タイプIIIケロジェンに類似した炭素質物質と考えられているphase Qには極端に高い濃度の重い希ガスが濃縮している。phase Qは隕石中の極めてマイナーな部位であることから、極めて高い希ガス保持力を持っていなければならない。本研究ではケロジェンの希ガス保持力を検証するため、X線光電子分光並びにX線吸収スペクトルを3keVのアルゴンを照射したケロジェン(石炭)と炭素同素体について測定した。結果、炭素同素体はいずれもケロジェンよりもはるかに高いアルゴン保持力を示した。この予想外の結果はケロジェンがアルゴンの担体として不適格であり、phase Qが地球のケロジェンと似ていない可能性を示唆している。phase Qはケロジェンよりも秩序立った分子構造を持っているのかもしれない。
38000174
Thermochemical water-splitting cycle using iodine and sulfur
小貫　薫;　久保　真治;　寺田　敦彦;　坂場　成昭;　日野　竜太郎
Energy & Environmental Science 2(5), p.491-497(2009) ; (JAEA-J 06759)
　大規模水素製造技術として期待される硫黄とヨウ素を循環物質として用いる熱化学法水素製造プロセスの研究開発の現状を概説した。ブンゼン反応,ヨウ化水素の熱分解、及び、硫酸の熱分解を組合せた閉サイクル連続水素製造は実証され、現在、効率的な水素製造を実現するための要素技術、また、腐食性のプロセス環境に耐える工業材料製の化学反応器、特に過酷な硫酸の蒸発・分解のための反応器に関する研究開発が活発に進められている。
38000175
Charge radii in modern macroscopic-microscopic mass models; The Role of dynamic quadrupole deformation
飯村　秀紀;　Buchinger, F.*
European Physical Journal A 42(3), p.559-563(2009) ; (JAEA-J 06760)
　非軸対称変形あるいは非鏡面対称変形(八重極変形)が予想される多数の原子核の荷電半径を、Finite Range Droplet模型にこれらの非対称変形を取入れて計算したところ、実験値との一致が改善された。また、陽子数,中性子数がともに偶数の原子核について、第一励起状態2+のγ線遷移確率B(E2)あるいはその励起エネルギーから、Finite Range Liquid Drop模型を用いて半経験的にこれらの原子核の荷電半径を計算する手法を開発した。
38000176
Results of the SINGAP neutral beam accelerator experiment at JAEA
de Esch, H. P. L.*;　Svensson, L.*;　井上　多加志;　谷口　正樹;　梅田　尚孝;　柏木　美恵子;　Fubiani, G.*
Fusion Engineering and Design 84(2-6), p.669-675(2009) ; (JAEA-J 06763)
　CEA Cadarache and JAEA Naka have entered into a collaboration under the ITER task agreement in order to test a SINGAP accelerator at the JAEA Megavolt Test Facility (MTF) at Naka, Japan. Whereas at the CEA testbed the acceleration current was limited to 0.1 A, at JAEA 0.5 A is available. This allows the acceleration of 15 beamlets in SINGAP to be tested and a direct comparison between SINGAP and MAMuG to be made. High-voltage conditioning in the SINGAP configuration has been quite slow, with 581 kV in vacuum achieved after 140 hours of conditioning. With 0.1 Pa of H2 gas present in the accelerator 787 kV could be achieved. SINGAP accelerates electrons to a higher energy than MAMuG. Measurements of the power intercepted on one of the electron dumps have been compared with EAMCC code calculations. Based on the experiments described here, electron production by a SINGAP accelerator scaled up to ITER size was estimated to be too high for comfort.
38000177
Economics for managing nuclear science in Japan
柳澤　和章
Global Business & Economics Anthology 2, p.54-63(2009) ; (JAEA-J 06764)
　我が国が保有する54基の原子力発電所ではその需要端における経済規模は42,682百万ドルあり、原子力関連機器の輸出による経済規模は336百万ドルである。この両者の合計が原子力エネルギーの経済規模であり、43,018百万ドルとなる。一方、放射線利用にかかわる経済規模は37,308百万ドルとなっている。したがって、原子力エネルギーのシェアは54%、放射線利用のそれは46%という構造である。両者の合計は80,300百万ドルであり、2005年度国内総生産高(GDP)の約2%に相当している。
38000178
Soft-error rate in a logic LSI estimated from SET pulse-width measurements
牧野　高紘;　小林　大輔*;　廣瀬　和之*;　高橋　大輔*;　石井　茂*;　草野　将樹*;　小野田　忍;　平尾　敏雄;　大島　武
IEEE Transactions on Nuclear Science 56(6), p.3180-3184(2009) ; (JAEA-J 06765)
　論理LSIにおける放射線起因のソフトエラー率を、放射線によって論理LSIを構成する論理素子内に誘起されるシングルイベントトランジェント(SET)電圧パルス幅の測定結果より推定した。実験には0.2-μm FD-SOI(Fully Depleted Silicon on Insulator)技術を用いたNOT回路又はNOR回路を用い、322MeV Krイオン照射により得られたSETパルス幅の実測を行った。測定結果と回路構成を考慮した理論解析を用い論理LSIにおけるソフトエラー率を推定した。その結果、論理LSIにおける放射線起因のソフトエラー率を直接測定した結果と一致し、本手法の妥当性を検証できた。
38000179
Transient response of charge collection by single ion strike in 4H-SiC MESFETs
小野田　忍;　岩本　直也;　小野　修一*;　片上　崇治*;　新井　学*;　河野　勝泰*;　大島　武
IEEE Transactions on Nuclear Science 56(6), p.3218-3222(2009) ; (JAEA-J 06766)
　4H-SiC Metal Semiconductor Field Effect Transistor(MESFET)に15MeVの酸素イオン1個が入射した際に発生する過渡電流の計測を行った。MESFETのゲート電極にイオンが1個入射した時に、ゲート電極からだけでなく、ドレイン電極及びソース電極からも過渡電流が観測された。ドレイン電極からの過渡電流は、ソース電極からの過渡電流と極性が逆で、大きさが同じであったが、これは電荷中性条件により解釈できる。ところが、過渡電流を積分して求めた収集電荷量は、イオンの直接電離により誘起された電荷量よりも数桁も大きいことがわかった。素子構造を考慮すると、寄生トランジスタのバイポーラ増幅効果により、電荷量が増大した可能性が示唆された。
38000180
Neptunium carbonato complexes in aqueous solution; An Electrochemical, spectroscopic, and quantum chemical study
池田　篤史;　津島　悟*;　鷹尾　康一朗*;　Rossberg, A.*;　Funke, H.*;　Scheinost, A. C.*;　Bernhard, G.*;　矢板　毅;　Hennig, C.*
Inorganic Chemistry 48(24), p.11779-11787(2009) ; (JAEA-J 06767)
　水溶液中で形成されるネプツニウム(Np)の炭酸錯体について、電気化学的手法,紫外可視・赤外分光法,X線吸収分光法、及び量子化学計算を用いて、その電気化学的及び錯体化学的特性を検討した。その結果、V価及びVI価のNpは1.5M Na2CO3溶液中においてネプツニル三炭酸錯体である[NpO2(CO3)3]n-を形成していること、さらにpH=13以上の2.0M Na2CO3/1.0M NaOH溶液中ではNp(V)は電気的にNp(VII)まで酸化され、劇的な錯体構造の変化を伴い[NpO4(OH)2]3-を形成していること等が明らかとなった。
38000181
A Numerical study on the validity of the local equilibrium hypothesis in modeling hydrogen thermal desorption spectra
海老原　健一;　蕪木　英雄;　鈴土　知明;　高井　健一*
ISIJ International 49(12), p.1907-1913(2009) ; (JAEA-J 06770)
　水素熱放出スペクトルを解析する異なる数値モデルについて、モデルにおける局所平衡仮説の採用に注目し、系統的なベンチマーク研究を行った。この結果、局所平衡仮説を取り入れたモデルは、実験で得られる純鉄の薄い試料片の水素熱放出スペクトルの振る舞いを予測することができず、拡張した質量保存方程式の直接数値解法が、唯一予測可能な方法であることが明らかとなった。
38000182
Reconstructing the evolution of fault zone architecture; Field-based study of the core region of the Atera Fault, Central Japan
丹羽　正和;　水落　幸広*;　棚瀬　充史*
Island Arc 18(4), p.577-598(2009) ; (JAEA-J 06771)
　地下数km以浅における断層破砕帯の発達過程を明らかにするため、岐阜県の阿寺断層を事例対象として、破砕帯の詳細な記載を行った。調査地域では、花崗岩と溶結凝灰岩が阿寺断層を介して接し、断層粘土,断層角礫などからなる破砕帯が幅20m程度で発達する。脆性破壊で特徴付けられる岩石の変形構造などから、この破砕帯がおもに地下数100mから数kmで形成されたことがわかる。調査対象の破砕帯のうち、断層粘土が卓越する幅1m程度の区間にのみ、花崗岩と溶結凝灰岩の両方の破砕岩片が混在し、調査地域に近接して分布する約160万年前の火山岩(上野玄武岩)の破片が伴われる。またこの区間では、水-岩石反応に伴い玄武岩岩片の表面にできた炭酸塩の充填物が破片化して散在するなど、複数回の地震に伴う破壊の繰り返しを示す構造が見られる。以上のことから、幅20m程度の破砕帯の中で、近年の断層活動に伴う変位をまかなっていたのは、幅1m程度の区間に集中していたことが示される。
38000183
Demonstration of submicroJoule, spatially coherent soft-X-ray laser pumped by 0.1 Hertz, 10 Joule, picosecond laser
越智　義浩;　河内　哲哉;　長谷川　登;　錦野　将元;　大場　俊幸;　田中　桃子;　岸本　牧;　海堀　岳史;　永島　圭介;　杉山　僚
Japanese Journal of Applied Physics 48(12), p.120212_1-120212_3(2009) ; (JAEA-J 06773)
　ジグザグスラブ型Nd:ガラス増幅器を主増幅部として用いたCPAレーザーを開発し、繰り返し頻度0.1Hzにて10J、ピコ秒のレーザーパルスを2ビーム同時に発生させることに成功した。このレーザーをドライバーとして用い、ダブルターゲット方式により空間的に完全コヒーレントかつ出力がサブマイクロジュール級の波長13.9nmの軟X線レーザーの高繰り返し発生を実現した。得られた軟X線レーザー中に含まれるコヒーレント光子数は1010であり、シングルショットでのポンプ&プローブ計測による高速現象の観察等に応用できる。
38000184
A Spectrometer for rayleigh scattering of Mössbauer radiation using synchrotron radiation
増田　亮;　三井　隆也;　小林　康浩*;　東谷口　聡*;　瀬戸　誠
Japanese Journal of Applied Physics 48(12), p.120221_1-120221_3(2009) ; (JAEA-J 06774)
　物質からの準弾性散乱の測定用に、放射光メスバウアー放射を用いたneV分解能の分光光学系を開発した。本光学系は、57Fe2O3の核分光器と57Feステンレススチールの核アナライザーで構成される。本光学系の性能試験として、過冷却状態のグリセリンによる準弾性散乱を、融点近傍で測定した。光学系の装置関数は42.2neVであった。そして、準弾性散乱による11neVのエネルギー広がりが観測できた。
38000185
Frustrating the lamellar ordering transition of polystyrene-block-polyisoprene with a C60 additive
Zhao, Y.;　橋本　竹治;　Douglas, J.*
Journal of Chemical Physics 130(12), p.124901_1-124901_6(2009) ; (JAEA-J 06776)
　We have made nanocomposites of a symmetric PS-b-PI BCP and C60, and have studied the impact of this nanoparticle on the morphology and thermodynamic nature of the lamellar BCP ordering transition. Increasing the C60 concentration to a modest value as large as 1% by weight proves to be sufficient to frustrate BCP ordering altogether. Evidently, the addition of nanoparticles to BCP materials can lead to significant changes in the thermodynamics of BCP ordering and offers new opportunities for materials development based on these nanocomposites.
38000186
Effect of experimental conditions on gas core length and downward velocity of free surface vortex in cylindrical vessel
文字　秀明*;　篠崎　達也*;　上出　英樹;　堺　公明
Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 132(1), p.012901_1-012901_8(2010) ; (JAEA-J 06777)
　円筒体系での自由表面渦の特性について研究を行った。渦の重要な特性の一つはガスコア長さであり、ガス巻込み現象の評価における重要なパラメータとなっている。しかし、この長さは実験条件により容易に変化する特性を有する。本実験では、水温,液位,表面張力がガスコア長さに与える影響を把握した。流速分布をPIVにより測定し、下降流速の勾配についても評価した。ガス巻込み評価に用いられる渦モデルであるBurgersモデルは高液位,高流速条件で実験とよく一致することがわかった。
38000187
Small-sized human immunodeficiency virus type-1 protease inhibitors containing allophenylnorstatine to explore the S2' pocket
日高　興士*;　木村　徹*;　Abdel-Rahman, H. M.*;　Nguyen, J.-T.*;　McDaniel, K. F.*;　Kohlbrenner, W. E.*;　Molla, A.*;　安達　基泰;　玉田　太郎;　黒木　良太;　香月　紀子*;　田中　良明*;　松本　光*;　Wang, J.*;　林　良雄*;　Kempf, D. J.*;　木曽　良明*
Journal of Medicinal Chemistry 52(23), p.7604-7617(2009) ; (JAEA-J 06779)
　HIVプロテアーゼのS2'ポケットと相互作用する部位に着目し、アロフェニルノルスタチンを基本構造としてHIVプロテアーゼに対するさまざまな阻害剤を合成した。その中で、比較的小さいアリル基の導入が有効であり、既に臨床薬の候補となっている阻害剤KNI-764(JE-2147, AG-1776, SM-319777)と比較しても同等の活性があることがわかった。KNI-727にanilinic基を導入することで、水溶性と抗HIV活性を改善した。P2'の位置にβ-methallyl基を持つKNI-1689複合体のX線結晶構造解析の結果、KNI-764の場合と同じく疎水性のアミノ酸のAla28, Ile84, Ile50'と疎水性相互作用していることが明らかとなった。KNI-1689のアリル基中のメチル基の存在によって、KNI-764以上の抗HIV活性が示された。このことは、構造の最小化と膜透過性のための理論的な薬剤設計に関して重要な知見である。
38000188
Hyperfine interactions in the itinerant system UFeGa5
神戸　振作;　酒井　宏典;　徳永　陽;　中堂　博之;　安岡　弘志;　松田　達磨;　芳賀　芳範;　池田　修悟;　中村　彰夫;　山本　悦嗣;　青木　大*;　本間　佳哉*;　塩川　佳伸*;　大貫　惇睦*
Journal of Nuclear Materials 385(1), p.1-3(2009) ; (JAEA-J 06781)
　5f電子系では新奇な超伝導や磁性が電子相関や軌道縮退の効果で低温で見られる。例えば、われわれはNpPd5Al2(Tc=5K)とPuRhGa5(Tc=9K)を各種測定手段で研究した。また、新奇超伝導と磁気揺らぎの関係についても考察する。それ以外には、二酸化アクチノイドAnO2(An; U, Np, Pu, Am)も大変興味深い。17O-NMRを用いて、UO2の双極子+四極子,NpO2の四極子+八極子を解明した。一方、PuO2は非磁性である。このように5f電子系は低温物理学の最後の未踏領域として、魅力ある分野であるのでその展望も述べる。
38000189
Relationship between changes in the crystal lattice strain and thermal conductivity of high burnup UO2 pellets
天谷　政樹;　中村　仁一;　更田　豊志;　高阪　裕二*
Journal of Nuclear Materials 396(1), p.32-42(2010) ; (JAEA-J 06782)
　2種類のディスク状UO2試料を試験炉にてそれぞれ60及び130GWd/tまで照射した。試料の微細組織を光学顕微鏡観察,SEM/EPMA及び微小X線回折法により調べた。試料の熱拡散率を測定し、熱伝導率を評価した。熱伝導率測定結果から、試料に蓄積された照射欠陥の量が各試料の照射条件に依存することが示唆される。熱拡散率測定前後での格子定数,歪みエネルギー密度の比較から、1200から1500Kの温度領域で見られる熱伝導率の回復は転位の移動に関係していると考えられる。
38000190
Development of advanced reprocessing system based on precipitation method using pyrrolidone derivatives as precipitants; Precipitation behavior of U(VI), Pu(IV), and Pu(VI) by pyrrolidone derivatives with low hydrophobicity
森田　泰治;　鷹尾　康一朗*;　Kim, S.-Y.;　川田　善尚;　原田　雅幸*;　野上　雅伸*;　西村　建二*;　池田　泰久*
Journal of Nuclear Science and Technology 46(12), p.1129-1136(2009) ; (JAEA-J 06784)
　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。このシステムでは、第1沈殿工程において低疎水性・低配位性のピロリドン誘導体を用いてU(VI)を沈殿させ、次に第2沈殿工程において高い沈殿生成能力を示すピロリドン誘導体を用いて残りのU(VI)とPu(IV, VI)を同時に沈殿させる。本研究では、第1沈殿工程に最適の沈殿剤を選択することを目的に、n-プロピルピロリドン(NProP), n-ブチルピロリドン(NBP), iso-ブチルピロリドン(NiBP)及びシクロヘキシルピロリドン(NCP)を用いて、U(VI), Pu(IV)及びPu(VI)の沈殿挙動を調べた。その結果、NBPが第1沈殿工程用の沈殿剤として最も有望であることがわかった。
38000191
Calculation of critical concentrations of actinides in an infinite medium of silicon dioxide
奥野　浩;　佐藤　庄平;　川崎　弘光*
Journal of Nuclear Science and Technology 46(12), p.1137-1144(2009) ; (JAEA-J 06785)
　233, 235U, 239, 241Pu, 242mAm, 243, 245, 247Cm及び249, 251Cfを含む26アクチニドの金属-SiO2及び金属-H2O混合物の臨界濃度を計算した。ここで、臨界濃度は、無限中性子増倍率k∞が1になる濃度と定義される。計算は、モンテカルロ中性子輸送計算コードMCNP5と核データライブラリJENDL3.3の組合せで行われた。計算結果は、調べたすべての核分裂性核種において、金属-SiO2の臨界アクチニド濃度が金属-H2Oの臨界アクチニド濃度の約1/5であることを示した。対応する臨界濃度の半分を未臨界アクチニド限度と想定し、この濃度での金属-SiO2及び金属-H2Oのk∞が検討したすべてのアクチニドで0.8未満であることを見いだした。部分和の法則を6核分裂性核種のアクチニド濃度と未臨界アクチニド濃度の比に対して適用し、高レベル放射性廃棄物の報告された例について未臨界性を確認した。臨界アクチニド濃度の計算結果に対する異なる核データの影響が大きいことを242Cm, 247Cm及び250Cfに対して見いだした。
38000192
Measurements of cosmic-ray neutron energy spectra from thermal to 15 MeV with Bonner Ball Neutron Detector in aircraft
矢島　千秋*;　保田　浩志*;　高田　真志*;　佐藤　達彦;　五家　建夫*;　松本　晴久*;　中村　尚司*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(1), p.31-39(2010) ; (JAEA-J 06786)
　多層減速材型スペクトロメータ(通称、ボナーボール中性子検出器,BBND)を用いて、航空機高度(9〜11km)における熱エネルギーから15MeVまでの宇宙線由来中性子スペクトルを測定した。測定は、名古屋空港付近の上空で4回実施した。得られたスペクトルを原子力機構で開発した宇宙線スペクトル予測モデルPARMAと比較した結果、両者は、よく一致することがわかった。これにより、モデルの信頼性が証明された。
38000193
Pulse radiolysis studies on the temperature-dependent spectrum and the time-dependent yield of solvated electron in Propane-1,2,3-triol
Lin, M.;　Fu, H.*;　Lampre, I.*;　De Waele, V.*;　室屋　裕佐*;　Yan, Y.*;　山下　真一;　勝村　庸介;　Mostafavi, M.*
Journal of Physical Chemistry A 113(44), p.12193-12198(2009) ; (JAEA-J 06787)
　パルスラジオリシス法によりブロパン-1,2,3オール中の溶媒和電子の吸収スペクトルのモル吸光係数の再評価とともに、室温から373Kの温度領域でのスペクトルの温度依存性を測定した。高温から333Kまでの温度の減少に伴う吸収スペクトルの変化を333Kでの溶媒和挙動と比較し、ブロパン-1,2,3オール中の溶媒和電子の特有の構造について他のアルコールと比較検討した。
38000194
Highly charged ion injector in the terminal of tandem accelerator
松田　誠;　遊津　拓洋;　仲野谷　孝充;　沓掛　健一;　花島　進;　竹内　末広
Journal of Physics; Conference Series 163, p.012112_1-012112_4(2009) ; (JAEA-J 06789)
　Electron cyclotron resonance ion sources (ECRIS) are able to produce intense beams of highly charged positive ions. It is possible to increase beam intensity, beam energy and beam species by utilizing an ECRIS in the tandem accelerator. A 14.5 GHz all permanent magnet ECRIS has been installed in the high voltage terminal of the tandem accelerator at Japan Atomic Energy Agency at Tokai. The high voltage terminal is in a severe environment, i.e. it is filled with the pressurized insulation gas of 5.5 atm and itself is held at a voltage of 20 MV at maximum. The components of the injector have been confirmed to be pressure-resistant. A control system and circuits were designed to prevent damages from electrical discharges, and these electrical devices were heavily shielded. For the reason that ion pumps do not work for inert rare gases, a turbo molecular pump and a rotary pump were newly developed for the use in the high pressure gas. As a result of their developments, highly charged ions of Ne, Ar, Kr and Xe have been accelerated from the new injector. The rare gas ions have been available, and the intensities have been ten times higher than those before. Xe ion can be accelerated up to 400 MeV.
38000195
Measurement and comparison of absolute value of soft X-ray natural circular dichroism of serine and alanine
泉　雄大*;　今津　亜季子*;　三本　晶*;　田中　真文*;　中川　和道*;　田中　真人*;　安居院　あかね;　室　隆桂之*
Journal of Physics; Conference Series 190, p.012209_1-012209_4(2009) ; (JAEA-J 06790)
　セリン及びアラニンについて軟エックス線自然円二色性スペクトルを測定した。COO-サイトの酸素O1s-パイシグマ遷移に着目し絶対値を算出した。それぞれ-1.7×10-21cm-2, -1.4×10-20cm-2であった。この絶対値の違いはCOO-サイトの酸素の内殻正孔のカイラルな環境の違いを反映していると考えられる。
38000196
Perspectives of laser-chemical isotope separation of a long-lived fission product: Cesium-135
Chaltikyan, V.*;　Papoyan, A.*;　尾下　博教;　塩谷　洋樹;　小野　清;　石川　眞;　小澤　正基
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 280(2), p.347-356(2009) ; (JAEA-J 06791)
　長寿命核分裂生成物Cs-135の環境負荷性と核分裂特性及び同属アルカリ金属であるRb-85/87の同位体分離実験をレビューし、同レーザー化学法によるCs-135の同位体分離について考察した。Rb-85/87は同位体シフトが大きく、Rb-85の選択的励起と水素化反応により2サイクル分離実験で分離係数23.9を得たが、Cs-133/135の同位体分離ではDoppler-free法の適用とRydberg Stateに関しての検討が不可欠であると結論した。
38000197
Nematic-to-smectic transition of magnetic texture in conical state
武田　全康;　遠藤　康夫;　加倉井　和久;　小野瀬　佳文*;　鈴木　淳市;　十倉　好紀*
Journal of the Physical Society of Japan 78(9), p.093704_1-093704_4(2009) ; (JAEA-J 06792)
　Fe0.7Co0.3Siの長距離磁気秩序状態が示す複雑な磁気相転移の様子を低温,外部磁場下で中性子小角散乱によって調べた。リング状,三日月状,ぼやけた回折線など、温度と外部磁場によってさまざまな散乱パターンが現れた。この結果は、磁化を液晶の配向ベクトルとみなすことで、液晶で見られる相転移との類似性を明らかにした。
38000198
Extremely large and anisotropic upper critical field and the ferromagnetic instability in UCoGe
青木　大*;　松田　達磨;　Taufour, V.*;　Hassinger, E.*;　Knebel, G.*;　Flouquet, J.*
Journal of the Physical Society of Japan 78(11), p.113709_1-113709_4(2009) ; (JAEA-J 06793)
　高純度強磁性超伝導体UCoGeの単結晶を用い、詳細に磁場との角度を調節した磁気抵抗測定から、上部臨界磁場Hc2の異常な異方性を観測した。斜方晶におけるb軸方向のHc2bは、温度の降下とともに異常に増強され、S型の振る舞いとともに絶対零においてほぼ20Tにも達する。Hc2aの温度依存性から、低温では30Tを超える値にも達する。一方、Hc2cは、非常に小さく0.6T程である。通常の強磁性体とは異なり、キュリー温度は磁場の印加とともに減少し、b軸方向において伝導電子の有効質量の増強が観測される磁場においてHc2bのS型の振る舞いが観測される。これらの結果は、磁場誘起の強磁性不安定性、もしくは磁気量子臨界性が超伝導状態を増強していることを示している。
38000199
Simulation study of emittance growth from Coulomb collisions in low-temperature ion beams
百合　庸介;　岡本　宏巳*;　杉本　寛*
Journal of the Physical Society of Japan 78(12), p.124501_1-124501_10(2009) ; (JAEA-J 06794)
　The collisional heating process of highly space-charge-dominated coasting ion beams in a storage ring was systematically investigated using the molecular dynamics simulation technique. To evaluate the heating rate over the whole temperature range, the simulation was started from an ultra-low-emittance state where the beam is Coulomb crystallized. When the ring is properly designed, the heating rate is quite low at ultralow temperature because random Coulomb collisions are suppressed. It gradually increases during the melting process of a Coulomb crystal and eventually comes to a peak at relatively low temperature where the beam is in a liquid phase. The dependence of the heating behavior is explored on various machine and beam parameters, such as the line density, betatron tune, kinetic energy, and mass number of ions. An approximate formula is given to estimate the magnitude of emittance at which the collisional heating is maximized.
38000200
Overview of JT-60U results towards the establishment of advanced tokamak operation
大山　直幸;　JT-60チーム
Nuclear Fusion 49(10), p.104007_1-104007_16(2009) ; (JAEA-J 06796)
　本論文は第22回IAEA核融合エネルギー会議で発表したJT-60Uの最新研究成果に関するレビュー論文である。加熱装置の改良や導体壁による安定化効果を利用して先進トカマクプラズマの運転領域を大きく拡張した。弱磁気シアプラズマでは、抵抗性壁モードを安定化することにより、壁なし安定性限界を超える規格化β値3を約5秒間維持した。また、約50%の自発電流とN-NBIとLHRFを用いた外部電流駆動を組合せることにより0.8MAの全プラズマ電流を2秒間維持した。負磁気シアプラズマでは、壁なし安定性限界を超える規格化β値2.7を、q95∼5.3,閉じ込め改善度1.7,自発電流割合∼0.9において得た。正磁気シアプラズマの長時間放電において、規格化β値2.6かつ閉じ込め改善度1のプラズマを電流拡散時間より十分長い25秒間維持した。
38000201
Characteristics of momentum transport in JT-60U H-mode plasmas
吉田　麻衣子;　鎌田　裕;　竹永　秀信;　坂本　宜照;　大山　直幸;　浦野　創;　JT-60チーム
Nuclear Fusion 49(11), p.115028_1-115028_8(2009) ; (JAEA-J 06797)
　本発表は、JT-60装置において独自に開発した摂動輸送解析を駆使し、トロイダル回転速度分布の決定要素である「運動量輸送の拡散項χφ」,「非拡散項Vconv」,「自発回転ΔVt」を世界で初めて切り分けて評価し、それらの特性を明らかにした。すなわち、Hモードプラズマにおいて、コア部では運動量輸送の拡散係数は熱拡散係数(χi)とともに増加し、その比はχφ/χi=1-3であった。さらにこの運動量輸送と熱輸送の比はイオン温度の上昇とともに上昇することを見いだした。また運動量輸送の拡散項と非拡散項に相関があり、その比はVconv/χφ=-0.5〜-2であった。NB主加熱のプラズマでは、自発回転と圧力勾配に局所的な関係があり、圧力勾配の増大に伴い自発回転が増大し、その方向は常にプラズマ電流と逆方向であることを見いだした。しかも、さまざまなプラズマ(Lモード,Hモード,順方向回転,逆方向回転)でも、同様の傾向を示していることがわかった。
38000202
ASDEX Upgrade - JT-60U comparison and ECRH power requirements for NTM stabilisation in ITER
Urso, L.*;　Zohm, H.*;　諫山　明彦;　Maraschek, M.*;　Poli, E.*;　ASDEX Upgradeチーム;　JT-60チーム
Nuclear Fusion 50(2), p.025010_1-025010_12(2010) ; (JAEA-J 06798)
　新古典テアリングモード(NTM)はプラズマ中の自発電流により駆動される不安定性であり、NTMに起因する磁気島幅は修正Rutherford式(MRE)により記述される。本論文では、JT-60U及びASDEX-Uの実験データと比較することにより、MREにおける2つの未定係数の値を同定した。解析の際は、磁気島幅の指標となる磁場揺動信号強度の時間発展をモデル計算の結果と比較し、最適な未定係数の組合せを決定した。その結果、装置サイズやプラズマパラメータが大きく異なる両装置において、未定係数の値はともに1程度であることがわかった。また、ITERにおいて電子サイクロトロン電流駆動によりNTMを安定化するために必要な電子サイクロトロン波のパワーを今回の結果を用いて評価した。その結果、今回用いたモデルでは10MW程度のパワーでNTMが安定化できることがわかった。
38000203
Study of current decay time during disruption in JT-60U tokamak
柴田　欣秀*;　渡邊　清政*;　岡本　征晃*;　大野　哲靖*;　諫山　明彦;　栗原　研一;　仲野　友英;　大山　直幸;　河野　康則;　松永　剛;　榊原　悟*;　杉原　正芳*;　鎌田　裕;　JT-60チーム
Nuclear Fusion 50(2), p.025015_1-025015_7(2010) ; (JAEA-J 06799)
　JT-60Uのディスラプション時のプラズマ電流の減衰時間を計測データ及び平衡解析から得られた値を用いて詳細に評価した。まず、電子温度を電子サイクロトロン放射及びヘリウムI線強度比から独立に評価し、それぞれの値から得られたプラズマ抵抗値をL/Rモデルに適用して電流減衰時間を算出した。その結果、実験での電流減衰時間が長い(〜100ms)領域ではL/Rモデルから算出した電流減衰時間は実験値と同程度であるが、電流減衰時間が短くなるにつれL/Rモデルでの値が実験値よりも大きくなり、実験での電流減衰時間が10ms程度の領域ではL/Rモデルでの値は1桁程度大きく評価されることがわかった。次に、内部インダクタンスをCauchy Condition Surface法により評価するとともに、内部インダクタンスの時間変化を考慮するようにモデルを改良した。その結果、広い電流減衰時間の範囲(10〜100ms)に渡り実験値と近い値が得られ、内部インダクタンスの時間変化の効果が重要であることがわかった。
38000204
Attila validation with fusion benchmark experiments at JAEA/FNS
今野　力;　佐藤　聡;　落合　謙太郎;　和田　政行*;　大西　世紀;　高倉　耕祐;　飯田　浩正
Nuclear Technology 168(3), p.743-746(2009) ; (JAEA-J 06802)
　トランスパイア社の3次元SnコードAttilaは形状入力としてCADデータを直接使用することができ、複雑形状の構造でも取扱いが容易である。ITER機構は、核解析の標準コードの一つとしてAttilaコードを採用する計画をもっている。しかし、Attilaコードを用いた計算の妥当性検証はこれまで詳細には行われていない。そこで、原子力機構FNSで実施したDT中性子を用いたバルク実験,ストリーミング実験の解析を通して、Attilaコードの妥当性検証を行った。比較のために、他のSnコードDOORS、及びモンテカルロコードMCNPを用いた解析も行った。その結果、バルク実験に関しては、適切な多群ライブラリを用いることにより、Attilaコードを用いた解析は多くの計算時間,メモリが必要となるものの、DOORSを用いた解析とよく一致した。ストリーミング実験に関しても、DOORS同様、バイアス角度分点,最終衝突線源法等の適切な近似を行えば、MCNPとほぼ同程度の計算結果を得ることができることがわかった。
38000205
Three-dimensional X-ray CT image of an irradiated FBR fuel assembly
勝山　幸三;　前田　宏治;　永峯　剛;　古屋　廣高
Nuclear Technology 169(1), p.73-80(2010) ; (JAEA-J 06803)
　高速実験炉「常陽」で照射した燃料集合体の3次元X線CT画像の取得に成功し、あらゆる角度から照射した燃料集合体の内部状況観察が可能となった。また、燃料ペレット内の中心空孔発生状況も観察できることを確認し、3次元X線CT画像から軸方向における中心空孔の形成状況を明らかにした。これにより、これまで破壊試験で実施してきた観察の多くが非破壊試験で実施可能となり、照射後試験の迅速化,効率化,低価格化に貢献した。
38000206
Highly efficient frequency doubling of high-energy Nd:YAG laser using a CsB3O5 crystal
鈴木　将之;　桐山　博光;　中井　善基;　岡田　大;　大東　出;　影林　由郎*;　横田　利夫*;　Bolton, P.;　大道　博行;　河西　俊一
Optics Communications 283(3), p.451-453(2010) ; (JAEA-J 06804)
　レーザー駆動粒子加速における最大エネルギーのカットオフは、入力レーザーエネルギーに依存し、入力レーザーのチタンサファイアレーザーの出力は、その励起源であるNd:YAGレーザーの第二高調波(波長532nm)出力に依存する。そのため、波長1μm帯レーザーにおける波長変換の高効率化は、粒子加速の高エネルギー化において非常に重要である。CsB3O5(CBO)結晶は、高い非線形光学定数,高ダメージ閾値から波長1μm帯レーザーの第二高調波生成への応用が期待されていた。しかし、その結晶の高品質かつ大型化が困難であったため、第二高調波生成はほとんど行われていなかった。近年、トップシード法を用いることで高品質,大型のCBO結晶成長が可能となった。このような背景から高品質CBO結晶を用いて、波長1064nmレーザーパルスの波長変換を行った。その結果、入力レーザーエネルギー20Wに対して第二高調波の出力エネルギー12W,変換効率60%を達成した。平面波近似の式より、理論的に変換効率を評価したところ実験結果とおおむね一致した。本実験結果よりCBO結晶は第二高調波生成に非常に有効な結晶の一つであることがわかった。
38000207
Recent activities related to the development of the plasma facing components for the ITER and fusion DEMO plant
鈴木　哲;　江里　幸一郎;　関　洋治;　横山　堅二;　廣瀬　貴規;　森　清治;　榎枝　幹男
Physica Scripta T138, p.014003_1-014003_5(2009) ; (JAEA-J 06809)
　原子力機構は国内機関としてITERダイバータ外側ターゲットの全数を製作する予定である。ダイバータ製作に対する国内機関の技術的能力を示すためのクォリフィケーションが開始されている。このクォリフィケーションでは、原子力機構は外側ターゲット製作にかかわる技術的課題の多くを網羅したダイバータ評価試験体を製作し、ITER機構の協力の下、エフレモフ研究所において高熱負荷試験を実施した。その結果、評価試験体は熱負荷20MW/m2に耐え、原子力機構はITER機構から国内機関としてダイバータ製作に十分な技術的能力を有すると認定された。一方、増殖ブランケットの開発は核融合原型炉の実現にとって大きな課題の一つであり、ITERでのテストブランケット(TBM)の工学試験は原型炉用ブランケット開発の重要なマイルストーンである。原子力機構では水冷固体増殖型ブランケットの開発を進め、このたび、低放射化フェライト鋼製の実機長TBM第一壁試験体をHIP接合技術を用いて開発し、加熱試験において健全な除熱性能を示すことを確認した。
38000208
Surface morphology and deuterium retention in tungsten exposed to low-energy, high flux pure and helium-seeded deuterium plasmas
Alimov, V.;　洲　亘*;　Roth, J.*;　杉山　一慶*;　Lindig, S.*;　Balden, M.*;　磯部　兼嗣;　山西　敏彦
Physica Scripta T138, p.014048_1-014048_5(2009) ; (JAEA-J 06810)
　ヘリウムを加えた低エネルギー,高フルエンスの重水素プラズマで照射した再結晶タングステンについて、表面の形状変化,重水素保持量及び重水素の深さ方向分布を電子顕微鏡,昇温脱離法並びに核反応法を用いて調べた。重水素のみのプラズマで照射した場合、照射温度に依存したブリスタの形成が確認できた。また、重水素保持量は温度とともに上昇し、480Kで最大値となった後、減少することが明らかになった。一方、ヘリウムを5%加えた重水素プラズマで照射した場合、重水素保持量の顕著な低下,ブリスタの形成抑制が観察された。
38000209
Element and orbital-specific observation of two-step magnetic transition in NpNiGa5; X-ray magnetic circular dichroism study
岡根　哲夫;　大河内　拓雄*;　稲見　俊哉;　竹田　幸治;　藤森　伸一;　河村　直己*;　鈴木　基寛*;　筒井　智嗣*;　山上　浩志;　藤森　淳;　田中　新*;　青木　大*;　本間　佳哉*;　塩川　佳伸*;　山本　悦嗣;　芳賀　芳範;　中村　彰夫;　大貫　惇睦*
Physical Review B 80(10), p.104419_1-104419_7(2009) ; (JAEA-J 06812)
　X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) experiments were performed at the Np M4,5 and the Ga K absorption edges of NpNiGa5 to investigate the temperature-dependent changes of magnetic properties of Np 5f and Ga 4p electron states. By the sum-rule analysis of the Np M4,5 XMCD data, the orbital magnetic moment μL and the spin magnetic moment μS were estimated for the Np 5f3 and 5f4 electronic configurations, and their comparison with the previous magnetization and neutron scattering experiments suggests that the 5f4 configuration is more likely than the 5f3 configuration in NpNiGa5. It was found that |μL/μS| tends to increase from the high-temperature low-moment ordered state to the low-temperature high-moment ordered state.
38000210
First-principles calculation of the electronic properties of graphene clusters doped with nitrogen and boron; Analysis of catalytic activity for the oxygen reduction reaction
Huang, S.-F.*;　寺倉　清之*;　尾崎　泰助*;　池田　隆司;　Boero, M.*;　尾嶋　正治*;　尾崎　純一*;　宮田　清蔵*
Physical Review B 80(23), p.235410_1-235410_12(2009) ; (JAEA-J 06813)
　最近の研究により、窒素をドープしたカーボンアロイ触媒が燃料電池におけるカソード触媒の有力な候補であることが示唆されている。この論文は単純なクラスターモデルを用いて窒素ドープによって触媒活性が増強されるミクロな機構を明らかにすることを目的としている。密度汎関数理論に基づいた計算からドーパントの配置による電子構造及び安定性の違いを解析した。さらに、窒素とホウ素がコドープされた場合に解析を拡張することによって、窒素とホウ素のコドープによるさらなる触媒活性の向上を説明する2つの可能なシナリオを提案した。
38000211
High-spin structure of 37Cl, intruder excitations, and the sd-fp shell gap
Ionescu-Bujor, M.*;　Iordachescu, A.*;　Lenzi, S. M.*;　Napoli, D. R.*;　Mărginean, N.*;　Medina, N. H.*;　Bazzacco, D.*;　Bucurescu, D.*;　de Angelis, G.*;　Della Vedova, F.*;　Farnea, E.*;　Gadea, A.*;　Menegazzo, R.*;　Lunardi, S.*;　Ur, C. A.*;　Zilio, S.*;　大塚　孝治*;　宇都野　穣
Physical Review C 80(3), p.034314_1-034314_12(2009) ; (JAEA-J 06815)
　イタリア・レニャーロ国立研究所のタンデム加速器にて24Mg(16O, 3p)反応によって37Cl核の高スピン状態を生成し、そこからの脱励起γ線を観測した。励起エネルギー約17MeVまでの状態を観測し、スピン29/2+(負パリティは27/2-)までのイラスト状態を確立した。この結果を機構でなされたモンテカルロ殻模型計算と比較したところ、実験と良い一致を得た。これら高スピン状態は、魔法数20の殻ギャップを超えて励起する状態であることが理論と実験との比較からわかった。また、モンテカルロ殻模型法と採用されたSDPF-M相互作用の有用性を確かめることができた。
38000212
Analysis of dynamical processes using the mass distribution of fission fragments in heavy-ion reactions
有友　嘉浩
Physical Review C 80(6), p.064604_1-064604_12(2009) ; (JAEA-J 06816)
　最近、日本原子力研究開発機構で測定された36S+238U及び30Si+238Uの実験データの理論解析の報告である。実験は、バスバリア近傍のいろいろな入射エネルギーに対して分裂片の質量分布や捕獲断面積を測定したものであるが、このような実験データは重・超重元素領域の原子核反応のメカニズムを解明するための強力な道具の一つである。このようなデータを散逸揺動理論に基づくランジュバン方程式を用いて解析を行った。特に分裂片の質量分布の入射エネルギー依存性の系統的な解析は、今まで行われたことがなく、この論文が最初の報告である。統一模型を用いて計算された軌道を詳細に解析することで、分裂片の質量分布に見られる巨視的な特徴と細かい構造がどのようなメカニズムで起こるかを明らかにした。また、低エネルギー入射反応で見られる36S+238U及び30Si+238Uの質量分布の構造の違いの原因を明らかにした。捕獲断面積,融合断面積についても議論を行った。また今後代理反応を扱う際に必要とされる理論計算の基礎となり、今後の発展にとって重要である。
38000213
Energy increase in multi-MeV ion acceleration in the interaction of a short pulse laser with a cluster-gas target
福田　祐仁;　Faenov, A. Y.;　反保　元伸;　Pikuz, T. A.*;　中村　龍史;　神門　正城;　林　由紀雄;　余語　覚文;　榊　泰直;　亀島　敬*;　Pirozhkov, A. S.;　小倉　浩一;　森　道昭;　Esirkepov, T. Z.;　Koga, J. K.;　Boldarev, A. S.*;　Gasilov, V. A.*;　Magunov, A. I.*;　山内　知也*;　兒玉　了祐*;　Bolton, P.;　加藤　義章*;　田島　俊樹*;　大道　博行;　Bulanov, S. V.
Physical Review Letters 103(16), p.065002_1-065002_4(2009) ; (JAEA-J 06817)
　小型極短パルスレーザーとクラスターターゲットを用いた新しいイオン加速手法を提案する。この手法では、従来手法よりも小さな発散角(3.4°)で、イオンの加速エネルギー10〜20MeV/uを達成した。この加速エネルギーは、固体ターゲットを用いた従来手法の約10倍増に相当する。粒子コードによるシミュレーションにより、クラスターターゲット裏面の臨界密度プラズマ中で成長する強力な電磁場構造が、高エネルギーイオン発生に重要な役割を果たしていることが示唆されている。
38000214
Electron optical injection with head-on and countercrossing colliding laser pulses
小瀧　秀行;　大東　出;　神門　正城;　林　由紀雄;　川瀬　啓悟;　亀島　敬*;　福田　祐仁;　本間　隆之;　Ma, J.*;　Chen, L.-M.*;　Esirkepov, T. Z.;　Pirozhkov, A. S.;　Koga, J. K.;　Faenov, A. Y.;　Pikuz, T.*;　桐山　博光;　岡田　大;　下村　拓也;　中井　善基;　田上　学*;　笹尾　一;　若井　大介*;　松浦　英紀*;　近藤　修司;　金沢　修平;　杉山　僚;　大道　博行;　Bulanov, S. V.
Physical Review Letters 103(19), p.194803_1-194803_4(2009) ; (JAEA-J 06818)
　A high stability electron bunch is generated by laser wakefield acceleration with the help of a colliding laser pulse. The wakefield is generated by a laser pulse; the second laser pulse collides with the first pulse at 180° and at 135° realizing optical injection of an electron bunch. The electron bunch has high stability and high reproducibility compared with single pulse electron generation. In the case of 180° collision, special measures have been taken to prevent damage. In the case of 135° collision, since the second pulse is counter-crossing, it can not damage the laser system.
38000215
Characteristics of light reflected from a dense ionization wave with a tunable velocity
Zhidkov, A.*;　Esirkepov, T. Z.;　藤井　隆*;　根本　孝七*;　Koga, J. K.;　Bulanov, S. V.
Physical Review Letters 103(21), p.215003_1-215003_4(2009) ; (JAEA-J 06819)
　An optically dense ionization wave produced by two femtosecond (〜 10/30 fs) laser pulses focused cylindrically and crossing each other may become an efficient coherent X-ray converter in accordance with the Semenova-Lampe theory. The resulting velocity of a quasiplane ionization wave in the vicinity of pulse intersection changes with the angle between the pulses from the group velocity of ionizing pulses to infinity allowing a tuning of the wavelength of X rays and their bunching. The X-ray spectra after scattering of a lower frequency and long coherent light pulse change from the monochromatic to high order harmonic-like with the duration of the ionizing pulses.
38000216
Halo structure of the island of inversion nucleus 31Ne
中村　隆司*;　小林　信之*;　近藤　洋介*;　佐藤　義輝*;　青井　考*;　馬場　秀忠*;　出口　茂樹*;　福田　直樹*;　Gibelin, J.*;　稲辺　尚人*;　石原　正泰*;　亀田　大輔*;　河田　鷹介*;　久保　敏幸*;　日下　健祐*;　Mengoni, A.*;　本林　透*;　大西　哲哉*;　大竹　政雄*;　Orr, N. A.*;　大津　秀暁*;　大塚　孝治*;　齋藤　明登*;　櫻井　博儀*;　下浦　享*;　炭竃　聡之*;　竹田　浩之*;　竹下　英里*;　武智　麻耶*;　武内　聡*;　田中　鐘信*;　田中　佳奈*;　田中　直樹*;　栂野　泰宏*;　宇都野　穣;　米田　健一郎*;　吉田　敦*;　吉田　光一*
Physical Review Letters 103(26), p.262501_1-262501_4(2009) ; (JAEA-J 06820)
　理化学研究所のRIBFにて中性子過剰核31Neの1中性子分離反応の断面積を測定した。鉛ターゲットと炭素ターゲットの断面積を比較することにより、31Neのクーロン分解反応断面積が540(70)mbと導出された。その断面積は通常の原子核の断面積と比べ非常に大きく、中性子が非常に弱く束縛されているハロー構造を示唆している。この原子核のクーロン分解断面積を直接ブレークアップ模型と殻模型で求めた波動関数の重なり(分光学的因子)を組合せることにより定量的に計算した結果、31Ne核の最後の1個の中性子は、普通の軌道の順序であるf7/2ではなくp3/2軌道を主に占め、p軌道の小さな軌道角運動量により一粒子ハローを形成していることが明らかとなった。
38000217
Novel features of nuclear forces and shell evolution in exotic nuclei
大塚　孝治*;　鈴木　俊夫*;　本間　道雄*;　宇都野　穣;　角田　直文*;　月山　幸志郎*;　Hjorth-Jensen, M.*
Physical Review Letters 104(1), p.012501_1-012501_4(2010) ; (JAEA-J 06821)
　近年われわれのグループにより、安定核から不安定核に移動に伴う原子核における殻構造の変化は、モノポール相互作用と呼ばれる二体力の軌道依存性によってよく記述されることがわかった。その依存性の起源の一つとしてスピンに依存するテンソル力があるが、テンソル力を引いた残りの部分はスピン依存性があまりない単純な構造をしていることが見いだされた。さらに、この部分は、1レンジのガウス型中心力によって定量的によく記述されることがpf殻の現実的相互作用との比較からわかった。以上の知見から、核図表全体に適用できる普遍的なモノポール相互作用を提唱し、それを不安定核研究で注目を集めている78Ni近傍及び100Sn近傍に適用した結果、知られている実験の殻変化を説明することができ、非常に有望な手法であることがわかった。
38000218
Precision measurement of the electric quadrupole moment of 31Al and determination of the effective proton charge in the sd-shell
De Rydt, M.*;　Neyens, G.*;　旭　耕一郎*;　Balabanski, D. L.*;　Daugas, J. M.*;　Depuydt, M.*;　Gaudefroy, L.*;　Grévy, S.*;　挾間　優佳*;　市川　雄一*;　Morel, P.*;　長友　傑*;　大塚　孝治*;　Perrot, L.*;　島田　健司*;　Stödel, C.*;　Thomas, J. C.*;　上野　秀樹*;　宇都野　穣;　Vanderheijden, W.*;　Vermeulen, N.*;　Vingerhoets, P.*;　吉見　彰洋*
Physics Letters B 678(4), p.344-349(2009) ; (JAEA-J 06822)
　フランスGANIL研究所にて中性子過剰核31Alを36Sの核破砕反応により生成し、その基底状態の電気的四重極モーメントをベータNMR法にて初めて測定した。実験で得られたモーメントを機構にてなされたモンテカルロ殻模型計算で求められた値と比較した。実験値で得られた134.0(16)mbに対し、標準的な有効電荷を用いた計算値は155mbとおおむね良い値を与えているものの多少の相違があることがわかった。これまでの磁気モーメントの測定値から、この原子核では魔法数20の殻ギャップを超える励起の確率は小さく、理論計算は良い波動関数を与えていると考えられる。したがって、この相違は有効電荷に帰せられると考えられ、標準的な値よりもやや小さな有効電荷を用いることにより実験値をよく再現することがわかった。この小さな有効電荷は不安定核特有の中性子の緩い束縛と関係すると考えられる。
38000219
New approach for evaluating incomplete and complete fusion cross sections with continuum-discretized coupled-channels method
橋本　慎太郎;　緒方　一介*;　千葉　敏;　八尋　正信　*
Progress of Theoretical Physics 122(5), p.1291-1300(2009) ; (JAEA-J 06823)
　われわれは、不完全融合反応と完全融合反応の断面積を離散化チャネル結合法を用いて個別に評価する新しい方法を提案する。この方法を入射エネルギーが50MeVまでの7Liを標的とした重陽子入射反応解析に適用する。離散化チャネル結合法を用いることにより、重陽子が反応の途中で分解する効果を正確に考慮する。計算結果をGlauber模型のものと比較し、両者の違いについて議論する。提案した計算方法で求めた不完全融合反応断面積の入射エネルギー依存性がGlauber模型による計算結果とほとんど同じであること、対して完全融合反応断面積の場合は全く違う依存性を持つことを示す。
38000220
Radiolysis study of actinide complexing agent by irradiation with helium ion beam
須郷　由美;　田口　光正;　佐々木　祐二;　広田　耕一;　木村　貴海
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1140-1144(2009) ; (JAEA-J 06824)
　使用済核燃料からマイナーアクチノイドを選択的に分離する目的で開発してきた錯形成剤TODGAについて、その放射線分解特性を明らかにするため、本研究では加速器を利用したヘリウムイオンビームの照射実験を行った。その結果、同じ吸収線量でもγ線を照射した場合に比べヘリウムイオンを照射した場合ではTODGAの分解率が小さい値を示した。さらに、エネルギーの異なるヘリウムイオンを照射して得た分解率のエネルギー依存性の結果から、ドデカン溶液中のTODGAはLETの高い放射線ほどTODGAの分解反応が抑えられることがわかった。
38000221
Synchrotron radiation photoelectron studies for primary radiation effects using a liquid water jet in vacuum; Total and partial photoelectron yields for liquid water mear the oxygen K-edge
鵜飼　正敏*;　横谷　明徳;　野中　裕介*;　藤井　健太郎;　斎藤　祐児
Radiation Physics and Chemistry 78(12), p.1202-1206(2009) ; (JAEA-J 06825)
　電子的な特性の観点からDNAの水和構造を明らかにするため、DNAが溶解した液体試料を液体分子線として真空中に導出した後これに対する光電子分光実験が可能となる装置を開発した。光源として、シンクロトロン軟X線を分光して得たビームを用いた。本発表では、(1)水の部分光電子断面積を酸素K吸収端付近で測定した結果及び酸素のオージェ電子を分光測定した結果と、(2)DNA関連の生体分子試料としてAMP, CMP及びGMPの各ヌクレオチド分子の水溶液に対する窒素K吸収端領域における全電子収量スペクトルを測定した結果を発表する。実験はSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)で行った。試料液体分子線は真空中でφ=20μm程度であり、これに直交するように50μm程度まで集光した単色軟X線ビームを照射した。興味ある結果として、生体分子試料は水のあるなしでその吸収スペクトルには大きな差がなかったが、一方水の酸素から放出されたAuger電子のエネルギーは、励起軟X線エネルギーに顕著に依存した。
38000222
Development of special rotor for centrifugal separation of isotopes in solid pure metals
小野　正雄;　末吉　正典*;　岡安　悟;　Hao, T.;　江坂　文孝;　大澤　崇人;　井口　裕介*;　真下　茂
Review of Scientific Instruments 80(8), p.083908_1-083908_6(2009) ; (JAEA-J 06826)
　新しい着想を試すために、気相ではなく固相状態で同位体遠心分離を行うための2つの沈降槽を有したロータの開発を行った。この着想は、固体中の構成原子の沈降現象を基本原理としている。インジウムを用いた性能確認試験では、ロータは、97000回転/分もの回転速度でも、外部の試料供給装置から射出供給した試料を回転の安定性を損なうことなくすべて受け止めることができ、さらに、固体状態でも、ロータ内の沈降槽間を非常に強い遠心加速度場の影響で生じる塑性変形流動によって試料が移動することを確認した。また、試料の同位体比を二次イオン質量分析器(SIMS)を用いて評価したところ、設計にて意図した通りの同位体分離が起きていることを確認した。
38000223
Global conformational changes of ribosome observed by normal mode fitting for 3D cryo-EM structures
松本　淳;　石田　恒
Structure 17(12), p.1605-1613(2009) ; (JAEA-J 06827)
　Many three-dimensional density maps of 70S ribosome at various functional states are available now in the Electron Microscopy DataBank at EBI. We used our new flexible-fitting approach to systematically analyze these maps to reveal the global conformational differences between the EM structures. Large-scale ratchet-like deformations were observed in an EM structure of the initiation complex and in some EM structures bound with EFG, RF3, and RRF. In most of them, the L1 stalk, which interacts with the tRNA molecule at the E site of ribosome and is considered to be involved in the release of the tRNA, was in "the blocking state" for the E-tRNA. Furthermore, we found that the EM structures bound with EFG or RRF were aligned in the conformational space, suggesting that the large-scale conformational changes of the 70S ribosome bound with these factors occur along a specific pathway in a concerted manner.
38000224
Effect of liquid metal composition and hydrodynamic parameters on cavitation erosion
服部　修次*;　矢田　浩基;　倉地　宏晃*;　月森　和之
WEAR 267(11), p.2033-2038(2009) ; (JAEA-J 06828)
　Cavitation erosion testing machine was developed using the vibratory apparatus for low-temperature melting alloys. The erosion tests of SUS304 were carried out in three kinds of lead bismuth and deionized water to discuss the influence of metal kind on erosion rate. Moreover, the effect of flow velocity and cavitation number on the erosion rate was discussed. The erosion rate was evaluated in terms of a relative temperature which was defined as the percentage between freezing and boiling points. At 14 degrees Celsius relative temperature, the erosion rate is 10 to 12 times in various lead-bismuth alloys, and 2 to 5 times in sodium, compared with that in deionized water. It is considered that the erosion rate in sodium is in proportion to 1st to 6th power of flow velocity similarly to that in mercury.
38000225
高レベル放射性廃棄物の地層処分における断層研究の現状と今後の展望
梅田　浩司;　安江　健一;　浅森　浩一
月刊地球 32(1), p.52-63(2010) ; (JAEA-J 06831)
　高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性を確保するためには、自然現象によって地層処分システムが有する物理的な隔離機能の著しく損なわれないようなサイトを選ぶこと、選ばれたサイトについては想定される地質環境条件の変動を見込んで合理的な処分システムを構築していくことが重要となる。そのため、第四紀に活動した広義の活断層を検出する技術や断層運動を含む地殻変動によって将来の地下水の流れや水質がどの程度まで変動する可能性があるかを予測する技術にかかわる研究開発も進められている。今後は、熱年代学的アプローチによるボーリングや坑道等の地下で遭遇した断層の活動性の検討が必要となる。
38000226
化学トレーサーとしてのヨウ素129の可能性
鈴木　崇史
月刊海洋 42(1), p.58-62(2010) ; (JAEA-J 06832)
　今までに、海水循環を解明するために14Cや137Cs等のさまざまな化学トレーサーが利用されてきた。近年、加速器質量分析法の発達により、海水中の129Iが測定可能になった。そこで本論文では129I分析方法を概説し、今までに日本周辺海域で得られた129Iの鉛直分布をまとめた。また日本周辺海域における表層水中の129I濃度から129Iの起源を議論し、また深層水中の129Iから日本海の循環構造を議論した。最後に129Iの化学トレーサーとしての可能性及び今後の展望について概説した。
38000227
平成21年度技術士第二次試験「原子力・放射線部門」; 選択科目(その2)設問と解説
中野　智仁*;　水谷　章*;　阿部　定好;　富田　和雄*;　半田　博之*
原子力eye 56(1), p.63-76(2010) ; (JAEA-J 06833)
　2008年8月2日に、試験方法が改正されて3回目となる原子力・放射線部門の技術士第二次試験が実施された。本稿では選択科目のうち「原子炉システムの運転及び保守」、及び「放射線利用」の設問とその解答にあたってのポイントを解説する。
38000228
高エネルギー重イオンビームによる高分子膜のナノ加工とその利用
前川　康成
放射線 35(2), p.103-114(2009) ; (JAEA-J 06834)
　イオンビームは、質量が大きいことから、高分子膜中でほとんど散乱されることなく高い直進性で進入する。結果として、これらの放射線よりもはるかに大きなエネルギーを局所的に高分子膜に付与することが知られており、その領域をイオントラックと定義している。すなわち、これまでのγ線や電子線と異なり、ナノスケールでの微細加工やナノ領域に限定した機能性の付与がイオントラックの利用により可能になる。本稿では、高分子膜に与えられるイオントラック内の空間的なエネルギー分布について、(1)イオンビームの通過経路(イオン飛跡)に沿った高分子膜の深さ方向のエネルギー分布,(2)イオン飛跡の各地点におけるその垂直方向(ラジアル方向)のエネルギー分布に分けて説明する。特に(2)については、イオン飛跡中心に近い数ナノメートルのダメージの大きいトラックコア(吸収線量100MGy以上)の利用としてイオン穿孔膜の分離膜や異方導電性膜への応用を、その周辺でダメージの小さいペナンブラ(吸収線量1kGy-数十MeV)の利用として燃料電池用電解質膜への応用を紹介する。
38000229
陽電子消滅法による材料評価
河裾　厚男;　前川　雅樹
放射線と産業 (124), p.15-20(2009) ; (JAEA-J 06835)
　陽電子は、ディラックによる相対論的量子力学において予言され、後にアンダーソンの宇宙線観測により発見された。陽電子は、宇宙物理,素粒子物理,原子分子物理,放射線物理・化学などの分野においては、それ自身が研究対象とされている。陽電子を放出する放射性同位元素が見つかると、陽電子と固体の相互作用が詳しく調べられ、材料物性研究におけるプローブとして広く利用されるようになった。放射性同位元素の標識技術の進展により、陽電子断層撮像法として医学利用もされている。陽電子を用いた各種の材料物性評価法が開発されているが、中でも陽電子消滅法は、金属,半導体などの無機材料から高分子材料まで幅広く利用されている。素材の品質検査や劣化診断のような実用的な利用よりは、基礎研究レベルでの利用が主体である。本報では、陽電子消滅法の原理について述べ、幾つかの研究事例を紹介することで、陽電子技術の産業利用の可能性を探る。
38000230
空気中の窒素を養分にするマメ科植物の「根粒」の機能の画像化
藤巻　秀;　石井　里美;　大山　卓爾*
放射線と産業 (124), p.32-35(2009) ; (JAEA-J 06836)
　根粒は、マメ科植物などの根が土壌細菌の一種である「根粒菌」に感染することにより着生する特殊な器官であり、根粒菌が空気中の窒素ガスをアンモニアに変換する働きにより、植物は窒素栄養を獲得することができる。この「共生的窒素固定」と呼ばれる機能は世界の食糧生産にとって非常に重要な役割を果たしている。最近、筆者らのグループは、この「共生的窒素固定」の様子をポジトロンイメージング技術と窒素13標識窒素ガストレーサを用いて非侵襲的にイメージングすることに成功し、論文発表を行った。本論文はこの内容を紹介するとともに、その学術的・社会的背景についても述べるものである。
38000231
堆積履歴が幌延地域に分布する珪質岩の力学的特性や微視的構造変化に及ぼす影響
真田　祐幸;　丹生屋　純夫*;　松井　裕哉;　藤井　義明*
Journal of MMIJ 125(10,11), p.521-529(2009) ; (JAEA-J 06837)
　我が国には新第三紀や第四紀などの堆積岩が広く分布し各種構造物の基礎となるケースが多い。とりわけ地下深部に重要な構造物を建設するうえで岩石の力学的性質や応力変化に伴う微視的な構造変化の把握は、構造物の合理的な設計や掘削影響を把握するうえで重要である。原子力機構は新第三紀の堆積岩を対象に高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する基盤研究を幌延町で進めている。本論文では幌延地域に分布する珪質岩の力学的性質を明らかにすることを目的に実施した各種力学試験結果から幌延珪質岩の力学的性質を述べるとともに、堆積岩の工学的性質を支配する主要因を議論した。その結果、幌延地域に分布する珪質岩は堆積過程によって生じた空隙の緻密化や膠結作用により深度方向に三つのゾーンに区分でき、その力学挙動は顕著な拘束圧依存性を示すことがわかった。浅部の声問層の力学挙動は拘束圧の上昇に伴いひずみ軟化型から延性型に移行し、深部の稚内層は拘束圧の程度によらずひずみ軟化型を示す。そして、浅部の声問層は高拘束圧下で珪藻遺骸の損傷によって降伏し、エンドキャップ型の構成則を適用する必要性があることが示唆された。
38000232
幌延地域に分布する珪質岩に対する幾つかの岩盤応力測定法の適用性と推定された応力状態
真田　祐幸;　丹生屋　純夫*;　松井　裕哉;　藤井　義明*
Journal of MMIJ 125(10,11), p.530-539(2009) ; (JAEA-J 06838)
　初期地圧は、空洞の形状・支保形態を決定する重要な因子となるため、高レベル放射性廃棄物の処分場のような重要な地下構造物を合理的に設計・施工するには、地下深部に作用する初期地圧を適切に評価する必要がある。そこで、筆者らは原子力機構が進めている幌延深地層研究計画で研究対象としている新第三紀堆積岩を対象に、既存の初期地圧計測手法の新第三紀堆積岩に対する適用性・作業性を検討するとともに、初期地圧測定結果と造構作用や孔壁観察結果などの情報から幌延地域に作用している初期応力状態を総合的に議論した。その結果、AE法についてはカイザー効果の時間依存性の影響が大きく原位置の応力状態を過小に評価してしまう可能性があることが示唆された。一方、DSCA法についてはAE法と比較し原位置試験で得られた最大主応力方位とほぼ一致し、新第三紀堆積岩に対する適用性はAE法と比較すると高かった。水圧破砕法については、コンプライアンスの大きいワイヤラインタイプのシステムを採用することで通常使用されるロッドタイプより高い精度でき裂開口圧を求めることができ、応力状態は造構作用などの影響を受け東西圧縮の偏圧下に晒されていることがわかった。
38000233
同位体選択的赤外多光子解離されたフロロシランからの同位体濃縮Si薄膜の作製
大場　弘則;　鈴木　裕*;　江坂　文孝;　田口　富嗣;　山田　洋一;　山本　博之;　笹瀬　雅人*;　横山　淳
Journal of the Vacuum Society of Japan 52(6), p.292-295(2009) ; (JAEA-J 06839)
　濃縮30Siの中性子照射による30Si→31Pの核変換を利用した半導体デバイスの創製研究及び同位体組成制御材の物性評価のために、Si2F6の赤外多光子解離反応により同位体濃縮したSiF4ガスからSi薄膜の作製実験を行った。成膜方法はプラズマCVDであり、反応ガスにはSiF4及びH2を用い、Arで希釈,混合した後チャンバー内に導入した。基板に石英又はSi単結晶ウェーハを用いた。生成膜の評価はX線回折装置,SEM/EDX,二次イオン質量分析計で行った。まず、13.6MHz高周波加熱平行平板電極型CVD装置を用いた場合、H2/SiF4流量比2〜10とし、基板温度を室温〜500℃にして成膜し、これらの条件下ではアモルファス薄膜であることがわかった。次に、2.45GHzマイクロ波加熱リモート型CVD装置を用いて、H2/SiF4流量比を25、基板温度を350〜750℃で成膜を試み、結晶性のSi薄膜を作製することができた。どちらの成膜装置においても、生成膜中にはFはほとんど含まれず、ほぼ原料ガスの濃縮度と同じ同位体組成であった。
38000234
エキシマレーザー照射によるh-BNからのアブレーションプラズマの特性
大場　弘則;　佐伯　盛久;　江坂　文孝;　山田　洋一;　山本　博之;　横山　淳
Journal of the Vacuum Society of Japan 52(6), p.369-371(2009) ; (JAEA-J 06840)
　h-BNを真空中にてレーザーアブレーションさせた時の放出プラズマの挙動を調べた。四重極型質量分析計とイオンプローブを用いて放出種の時間分解検出を行った。プラズマの電離度はレーザーパワー密度の増大に伴って15%程度まで高くなること、イオンは中性粒子よりも高い運動エネルギーで上昇することが観測され、また空間分布ではイオンの方が中性粒子よりも上方に収束されたビームを形成することがわかった。このように、アブレーション放出プラズマ中のイオンと中性粒子の挙動が大きく異なることから、この結果はイオンと中性粒子とを区別してイオンのみを利用することにより、微粒子の付着のない良質の薄膜が作製できることを示している。
38000235
ECRイオン源の大型静電加速器への利用
松田　誠
加速器 6(3), p.213-221(2009) ; (JAEA-J 06841)
　原子力機構-東海タンデム加速器に搭載した重イオン入射器について概説する。静電加速器の高電圧端子に永久磁石型ECR(electron cyclotron resonance)イオン源を用いた重イオン入射器を搭載した。本入射器により、従来のタンデム加速器から得られたイオンビームより、飛躍的な大電流かつ高多価の重イオンビームを加速可能とした。また従来加速できなかった、希ガスイオンも加速可能とし、加速イオン種を増大させた。
38000236
11Cを用いた光合成産物のイメージング
鈴井　伸郎
光合成研究 19(3), p.114-117(2009) ; (JAEA-J 06843)
　放射性同位元素(RI)を用いたトレーサー実験は、生体内のさまざまな物質の代謝経路や局在位置を追跡する手法として古くから生命科学研究に用いられている。RIトレーサーの検出法の一つであるオートラジオグラフィーは、生体内のRIトレーサーの局在位置を視覚化する古典的な研究手法であるが、生体サンプルをX線フィルム(現在ではイメージングプレートに代替)に圧着させ、暗所で露光させるという「侵襲的」な放射線検出法であるため、特定の部位におけるトレーサー量の経時変化のデータを得ることは非常に困難である。一方、日本原子力研究開発機構(原子力機構)では、ポジトロン放出(β+崩壊)核種をRIトレーサーとして用い、positron-emitting tracer imaging system(PETIS)と呼ぶイメージングシステムを用いて、炭素,窒素及び金属元素などの植物栄養の体内動態を「非侵襲的」に可視化する研究を行っている。本稿では、われわれのグループが行っているPETISを用いたポジトロンイメージング研究のうち、炭素のポジトロン放出核種である11Cを用いた光合成産物のイメージングに焦点を絞り、その概略と研究例を紹介したい。
38000237
核熱利用型熱化学サイクルによる水素製造
日野　竜太郎
日本エネルギー学会誌 88(5), p.385-390(2009) ; (JAEA-J 06844)
　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、本報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。
38000238
地層処分の安全評価の観点からのガラス固化体中の核種インベントリ評価の信頼性向上の取り組み
石川　真澄*;　金子　悟*;　北山　一美*;　石黒　勝彦*;　植田　浩義*;　若杉　圭一郎*;　篠原　伸夫;　奥村　啓介;　茅野　政道;　守屋　登康*
日本原子力学会和文論文誌 8(4), p.304-312(2009) ; (JAEA-J 06845)
　ガラス固化体に関する品質管理では、おもに貯蔵や輸送の観点から重要となる項目が対象とされており、地層処分で対象とする長半減期核種は、これまで研究開発の対象とされてこなかった。ガラス固化体の長半減期核種インベントリ評価では、その信頼性向上に向けて技術開発し、実測データを取得する取り組みが不可欠である。われわれは照射履歴の明らかな使用済燃料の溶解液を用いて、核種の生成・壊変コード及び核データ・ライブラリーの信頼性を向上させるとともに、その適応性を検討する技術開発プログラムを開始した。ガラス固化体の品質管理課題を解決するためには、地層処分の分野ばかりでなく、原子力施設の運転,使用済燃料の再処理及び廃棄物のガラス固化の観点から包括的な研究が必要となる。本研究はこれらを統括する先端的技術開発である。
38000239
国産放射線挙動シミュレーション計算コードシステム開発の必要性と展望
坂本　幸夫;　千葉　敏;　長家　康展
日本原子力学会誌 51(12), p.875-879(2009) ; (JAEA-J 06847)
　MCNP/MCNPXコードは、核・臨界から中性子・光子の遮蔽及び加速器施設等での高エネルギー放射線の挙動・遮蔽までの計算に広く使われている。本年4月に米国オークリッジ国立研究所ORNLの放射線安全情報計算センターRSICCから、国内で登録コードを配布している高度情報科学技術研究機構RISTに新たな配布停止の指示があり関係者に衝撃が走った。これらは、設計計算や実験解析に広く用いられているとともに、組み込んだ計算コードも開発されている。本稿では、国内での使用状況、及び組み込んだ計算コードの開発状況を概観する。幸い我が国では、原子炉核計算用として汎用中性子・光子輸送計算モンテカルロコードMVP,広範囲なエネルギーの各種放射線挙動解析の粒子・重イオン輸送計算コードPHITS、及び核データとしてJENDL-4が着々と開発・整備されている。
38000240
物理的意味の認識を可能とするデータ解析システムのための科学概念語彙モデルの提案
木野　千晶;　鈴木　喜雄;　宮村　浩子;　武宮　博;　中島　憲宏
日本計算工学会論文集(インターネット) 2009(22), 12p.(2009) ; (JAEA-J 06848)
　本論文ではシステムによる物理的・工学的意味情報を汎用的に処理するための科学概念語彙(Scientific Concept Vocabulary : SCV)情報モデルを提案した。本モデルは物理的・工学的意味をシステムが数値的に扱えるようにするため、その意味を表現する具体的な実体データを付して記述することができる。よって、その物理的・工学的意味に即して規定された実体データを用いて、新たな物理的・工学的意味(実体データ)を生成することが可能となる。この新たに生成された物理的・工学的意味(実体データ)もまた科学概念語彙情報モデルの枠組みの中で記述されることで、その生成された意味を再利用し、さらに新たな物理的・工学的意味(実体データ)を生成することも可能とする。この科学概念語彙情報モデルを用いることで、システムにおける認識能力の実現を試みる。
38000241
高精度気液二相流数値解析における非構造解適合格子法の開発,1; 2次元非構造解適合格子法の開発と検証
伊藤　啓;　功刀　資彰*;　大島　宏之
日本機械学会論文集,B 75(759), p.96-103(2009) ; (JAEA-J 06849)
　ナトリウム冷却高速炉における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、大規模体系中の局所的な渦流れを精度よく解析するために必要な二次元非構造解適合格子法の開発を行った。その際、格子歪みを抑制するために等方的分割手法を採用し、また、接続セルを導入することで、詳細化セルと非詳細化セル間におけるエッジ整合性を完全に満足する手法を構築した。検証として、正方形キャビティ問題の解析を行った結果、比較的少ない格子数で渦流れを再現することに成功した。
38000242
核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開,3; 核融合炉のトリチウム蓄積・排出評価のための理論及びシミュレーションコードの開発
大宅　薫*;　井内　健介*;　清水　勝宏;　滝塚　知典;　川島　寿人;　星野　一生;　畑山　明聖*;　藤間　光徳*;　冨田　幸博*;　河村　学思*;　芦川　直子*;　田中　康規*;　小野　忠良*;　村本　哲也*;　剣持　貴弘*;　中村　浩章*;　伊藤　篤史*;　加藤　太治*
プラズマ・核融合学会誌 85(10), p.695-703(2009) ; (JAEA-J 06850)
　平成19年度より採択された文部科学省科学研究費特定領域「核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開」の中の6研究項目の一つである「核融合炉のトリチウム蓄積・排出評価のための理論及びシミュレーションコードの開発」に関して、研究目的,研究開発の現状及び今後の課題について述べる。特に、(1)炉内プラズマ中のトリチウム輸送と対向壁への蓄積と放出,(2)ダスト粒子の炉内プラズマ中の挙動とトリチウム蓄積,(3)プラズマ対向材料のトリチウム蓄積と放出にかかわるモデル構築,コード開発及びシミュレーションの現状を紹介する。
38000243
高度計算機科学を活用した中性子ビジュアルセンシング技術
呉田　昌俊
RIST News 48, p.24-37(2009) ; (JAEA-J 06852)
　中性子ビジュアルセンシング技術は中性子を利用して物質内部を可視化・計測する技術である。基幹技術は中性子ラジオグラフィであり、X線ラジオグラフィ(レントゲン)と相補的な特長を活かして、従来技術では可視化や計測が困難であったエンジン内の潤滑オイルの可視化などに利用されている。本稿では、著者らが高度計算機科学を活用して開発を進めている中性子ビジュアルセンシング技術の現状について、特に高度計算機科学との融合領域に焦点を当てて紹介する。また、大強度陽子加速器施設J-PARCの稼働が始まり、中性子利用に大きな期待が寄せられていることに鑑み、今後の開発計画と期待を述べる。
38000244
中性子非弾性散乱測定法で観るタンパク質ダイナミクスの水和効果
中川　洋
生物物理 49(6), p.306-307(2009) ; (JAEA-J 06853)
　生体内でさまざまな生理機能を担うタンパク質は、周囲の熱揺らぎにさらされながらその構造を巧みに変化させることで機能を発揮する。タンパク質は通常、生理環境である水中で機能している。水環境にあるタンパク質の表面には水和水が存在しており、タンパク質の揺らぎに影響を与えている。水和はタンパク質の安定性や生理機能発現に関連することから、タンパク質の揺らぎに対する水和の役割を調べることは重要である。これまで理論研究によりTHz領域に観測される低振動ダイナミクスが水和に強く影響を受けることが示されてきたが、低振動ダイナミクスの実験研究には、中性子非弾性散乱が有効である。
38000245
中性子を用いた創薬標的蛋白質の立体構造解析
安達　基泰;　黒木　良太
蛋白質 核酸 酵素 55(1), p.82-87(2009) ; (JAEA-J 06854)
　中性子を使うとその独特の性質から蛋白質の水素原子を含む全原子の観測が可能である。特に蛋白質における分子認識や化学反応のメカニズムの解明において水素原子を観測する意義は極めて大きい。われわれはこのような性質を有する中性子を利用して創薬標的蛋白質の立体構造解析を行っている。その一つの例として抗エイズ薬の標的分子であるHIVプロテアーゼと遷移状態アナログとして設計された阻害剤との複合体の中性子結晶構造解析の結果を紹介する。新たに観測された触媒残基と阻害剤の相互作用様式は、触媒機構解明やより阻害活性の高い医薬品候補分子の設計に有用な情報を与える。
38000246
回折法による材料評価の新しい展開,2; 高エネルギー放射光による応力測定
菖蒲　敬久;　柴野　純一*
材料 58(11), p.948-954(2009) ; (JAEA-J 06856)
　高エネルギー放射光を用いた応力測定手法が産業利用を中心として利用されている。本誌では国内外を通じてこれまでに行われている測定手法から測定例までを紹介した。この業界では日本ではまだ世界に比べて遅れており、0次元検出器を使った測定手法により鉄鋼材料を中心として利用されている。これに対して欧米では多次元検出器を利用することで効率よく材料内部の残留応力分布を計測している。今後は、アクセサリーを駆使することで実環境下における応力測定が展開するものと期待される。
38000247
回折法による材料評価の新しい展開,3; 中性子応力測定の新展開
鈴木　裕士;　秋田　貢一*
材料 58(12), p.1051-1057(2009) ; (JAEA-J 06857)
　本稿では、中性子材料工学研究の最近の進歩と今後の展開について、日本国内の研究例を中心に紹介した。特に、直径500mmの大型溶接配管の応力測定結果、In-situ材料特性評価として、極低温引張試験機の開発とその応用例や金属ガラスの変形挙動評価、また、最近の新しいトピックスとして、鉄筋コンクリート中の鉄筋の変形挙動評価について紹介した。さらに、材料強度や破壊メカニズムを評価するうえで重要とされているミクロひずみや集合組織,転位密度等のミクロ組織因子を定量評価技術についても、プロファイル解析技術の開発状況を中心に紹介した。最後にJ-PARC/MLFに設置された工学回折装置を紹介するとともに、放射光や中性子を相補的に利用した材料評価研究の展開に対する期待を述べた。
38000248
Equation of state of nuclear matter in the first order phase transition
丸山　敏毅;　巽　敏隆*;　千葉　敏
AIP Conference Proceedings 1120 (Internet) , p.129-134(2009) ; (JAEA-J 06858)
　原子核物質の一次相転移における非一様構造と状態方程式を調べた。複数の荷電粒子からなる物質の一次相転移で現れる「パスタ」構造と呼ばれる非一様構造ではDebye遮蔽と表面張力の効果によって、混合相の状態方程式がMaxwell構成法によるものに近づくことがわかった。これは荷電粒子からなる混合相の一般的な側面である。ハドロン-クォーク混合相の状態方程式を用いて天体の構造と中性子星質量を求め、質量についてはこれまでのMaxwell構成法による質量に近いことがわかった。しかし、非一様構造のもたらす新しい効果としてハイペロン抑制現象を見いだした。
38000249
Effects of nuclear orientation on fission fragment mass distributions in the reactions using actinide target nuclei
西尾　勝久;　池添　博;　光岡　真一;　西中　一朗;　牧井　宏之;　渡辺　裕*;　永目　諭一郎;　大槻　勤*;　廣瀬　健太郎*;　Hofmann, S.*
AIP Conference Proceedings 1175 , p.111-118(2009) ; (JAEA-J 06859)
　The influence of nuclear deformation of 238U target nucleus on fusion and fission process was investigated. The study was motivated by larger cross-sections to produce super-heavy nuclei in reactions using actinide target nuclei, compared to those using lead or bismuth target nuclei. We have measured fission fragment mass distributions in the reaction of 30Si,31P,34,36S,40Ar + 238U at JAEA tandem facility. We observed strong variation of the distributions on bombarding energy of projectiles, which indicates that competition between fusion and fission is sensitive to the colliding angle of the projectile to the symmetric axis of 238U. We also measured the evaporation residue cross-sections for 30Si+238U and 34S+238U as a direct evidence for fusion. The experiment was carried out at GSI. The results showed that fusion is much hindered in the subbarrier energy, where projectile collides only on the pollar side of the 238U nucleus, whereas the equatorial collision has smaller fusion hindrance. These results indicate that the initial touching configuration influence the subsequent reaction process.
38000250
Research and developments on C/C composite for Very High Temperature Reactor (VHTR) application
柴田　大受;　角田　淳弥;　牧田　太陽*;　高木　俊*;　國本　英治;　沢　和弘
Ceramics in Nuclear Applications, Vol.30, Issue 10 , p.19-32(2009) ; (JAEA-J 06860)
　日本原子力研究開発機構(JAEA)では、超高温ガス炉(VHTR)の研究開発を進めている。VHTRの炉内構造物は高温工学試験研究炉(HTTR)よりも厳しい条件で使用されるため、耐熱性に優れたセラミックス複合材料の開発が重要である。C/C複合材料及びSiC/SiC複合材料は、これまでの金属材料製の制御棒に代わる有力な候補材料である。JAEAはこれら複合材料の制御棒への応用について、(1)データベース確立,(2)設計,(3)HTTRにおける実証、の流れに沿って研究開発を進めている。本論文は、これらの研究開発計画について述べたものであり、成果の一つとして、黒鉛化処理を施したC/C複合材料については、黒鉛と同様の照射挙動であり、これまでに蓄積した黒鉛の照射データベースが利用できることを示した。また、HTTRでは大型構造物の照射試験が可能であり、複合材料製の制御棒開発の最終段階で必要となる実証試験を行うことができる。
38000251
Application of a land surface model that includes fog deposition over a tree heath-laurel forest in Garajonay national park (La Gomera, Spain)
堅田　元喜;　Regalado, C.*;　Ritter, A.*;　永井　晴康
Estudios de la Zona no Saturada del Suelo , p.393-400(2009) ; (JAEA-J 06862)
　ガラホナイ国立公園(スペイン、ラ・ゴメラ島)に生息する世界遺産であるローレル照葉樹林における不飽和土壌層の土壌水分分布と森林による霧水捕集量を評価するために、植生への霧水沈着過程を考慮した大気-植生-土壌相互作用のための鉛直一次元多層モデル(SOLVEG)を適用した。このモデルは、広葉樹であるローレル照葉樹や、針葉樹とローレルの混合樹への霧水沈着過程を扱うことが可能である。気象観測データと霧水捕集装置によって得られた霧水量のデータを上部境界条件として用いたときのSOLVEGによる計算結果を、表層の土壌水分量と樹木からの蒸散速度の観測結果と比較した。年間の林床への霧水沈着量は、年間降水量の18%に相当する110mmと推定された。今後、シミュレーションのパラメータにおける不確定性を減少させると同時に、霧水沈着量のより正確な推定と、地表面水収支に与えるその影響を評価する必要がある。
38000252
Coulomb coupling and heating of charged particle beams in the presence of dispersion
岡本　宏巳*;　杉本　寛*;　百合　庸介
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8 , p.950-954(2009) ; (JAEA-J 06863)
　We study the heating of space-charge-dominated coasting beams circulating in a storage ring. A number of molecular dynamics simulations are performed systematically to figure out the parameter-dependence of the heating rate due to interparticle Coulomb collisions. We introduce a new definition of the Coulomb coupling constant Γ that characterizes the phase of one-component plasmas. The new Γ is based on observable quantities and can be applied to dispersive situations. It is confirmed that the heating rate comes to a peak when the beam is in a liquid phase; the peak is always located at Γ ≈ 1 regardless of particle species, beam energy, the strength of external confinement forces, and line density.
38000253
Analysis of root-to-shoot translocation of Cd in rice cultivars using a positron-emitting tracer imaging system
石川　覚*;　倉俣　正人*;　阿部　匡*;　鈴井　伸郎;　伊藤　小百合;　河地　有木;　藤巻　秀
Proceedings of 16th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-16) (Internet) , p.1151(2009) ; (JAEA-J 06865)
　We analyzed the real-time translocation of 107Cd from root to shoot among 6 rice cultivars using a positron-emitting tracer imaging system (PETIS). 107Cd first accumulated at the basal region of the shoot within 2 h after the exposure and the signals were much stronger in high-Cd-accumulating cultivars (indica) than in low-Cd-accumulating ones (japonica). 107Cd accumulated increasingly at the upper portion of the shoot with time, and the signals were obviously strong in high-Cd-accumulating cultivars. These results suggest that the different ability of root-to-shoot translocation of Cd is closely related to the genotypic variation in shoot Cd accumulation in rice.
38000254
Non-invasive imaging of carbon translocation and nitrogen fixation in intact plants using the positron-emitting tracer imaging system
鈴井　伸郎;　石井　里美;　河地　有木;　伊藤　小百合;　中村　進一*;　石岡　典子;　藤巻　秀
Proceedings of 16th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-16) (Internet) , p.1214(2009) ; (JAEA-J 06866)
　We developed analytical methods for monitoring carbon translocation and nitrogen fixation in intact plants using short-lived radioactive tracer gases and the positron-emitting tracer imaging system (PETIS). In the analysis of carbon translocation, we fed 11C (half life: 20.4 min)-labeled radioactive carbon dioxide gas to leave blades of rice plants, and serial images of 11C-photoassimilate were obtained non-invasively using PETIS. In order to understand source-sink relations, we manipulated source and sink strength by treating tested rice plants with p-chlorobenzenesulfonic acid (PCMBS), an inhibitor of sucrose transporters. As a result, a decrease in the velocity after the manipulation was successfully detected. In the analysis of nitrogen fixation, we newly developed a rapid method to produce and purify 13N (half life: 10.0 min)-labeled radioactive nitrogen gas and fed the gas to the underground part of nodulated soybean plants. As a result, obvious signal of 13N was observed at the nodules.
38000255
Non-invasive imaging and characterization of absorption, transport and accumulation of cadmium in an intact rice plant
藤巻　秀;　鈴井　伸郎;　石岡　典子;　河地　有木;　伊藤　小百合;　茅野　充男*;　中村　進一*
Proceedings of 16th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-16) (Internet) , 1p.(2009) ; (JAEA-J 06867)
　カドミウム107トレーサの製造法を開発し、ポジトロンイメージングを用いて、栄養成長期及び生殖成長期のイネにおけるカドミウムの輸送動態を定量的に解析した。その結果、土壌から玄米に至る過程において導管から篩管への乗り換えが重要なステップであり、それが節で行われていることを推定した。
38000256
Non-invasive imaging of cadmium distribution in intact oilseed rape plants
中村　進一*;　鈴井　伸郎;　石岡　典子;　河地　有木;　伊藤　小百合;　頼　泰樹*;　服部　浩之*;　茅野　充男*;　藤巻　秀
Proceedings of 16th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-16) (Internet) , p.1181_1-1181_2(2009) ; (JAEA-J 06868)
　Reduction of cadmium (Cd) accumulation in farm products has become more and more important in order to produce them in a safe and sustainable manner. It is necessary to elucidate mechanisms of Cd distribution in plants. However, these mechanisms are not fully understood. The purpose of our work is to clarify these mechanisms by visualizing Cd absorption, transport and accumulation non-invasively using positron-emitting tracer imaging system (PETIS). 107Cd (half-life: 6.5 hr) was used as a positron-emitting tracer in the PETIS experiments. We succeeded to obtain serial images of cadmium distribution in oilseed rape plants (Brassica napus L.). Strong 107Cd signals were observed in the basal region of the shoot. We also could see strong signals in the node of oilseed rape plants. Cd distribution in oilseed rape plants will be discussed quantitatively using the results from PETIS experiments.
38000257
Wave propagation analysis of piping structures
西田　明美
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM) , 7p.(2009) ; (JAEA-J 06871)
　原子力プラント等の重要構造物の動的外乱による挙動をよりよく理解するためには、詳細なモデル化と解析の実行が重要となってきている。最近高周波振動を原因とする配管系構造物の損傷事故が発生したため、運用時の配管系構造物の動的挙動解明が緊急の課題となっている。本研究の目的は、原子力プラントのための動的挙動詳細解析ツールを開発し、複雑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の特性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次元フレーム構造解析コードを開発している。本解析コードの適用例として複数部材からなる構造を解析し、実験結果との比較を行った。その結果、SEMの高周波数成分を含む動解析への適用に関する有効性を確認した。
38000258
Hydrogenation and dehydrogenation of passivated aluminum under high pressure
齋藤　寛之;　町田　晃彦;　櫻井　陽子;　片山　芳則;　青木　勝敏
Proceedings of 18th International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials (PFAM-18) , p.75-80(2009) ; (JAEA-J 06872)
　The van't Hoff equation predicts that aluminum metal is hydrogenated to form the hydride, AlH3, at hydrogen pressures above 0.7 GPa at room temperature. Here we demonstrate that passivated aluminum has been hydrogenated with hydrogen fluid to form AlH3 at 8.9 GPa and 600 ℃. The hydrogenation and dehydrogenation reactions were investigated in situ by synchrotron radiation X-ray diffraction measurements. The relationship between the hydrogenation reaction yield and heat treatment conditions was examined to reveal the mechanism of hydrogenation. The oxide layer prevented the hydrogenation below 550 ℃, the oxide layer seemed to be partly removed or modified by pressure-temperature treatment above 6 GPa and 600 ℃. The hydrogenation pressure of 9 GPa for passivated aluminum was reduced to 6 GPa.
38000259
A Dead-time correction method for multiple γ-ray detection
木村　敦;　古高　和禎;　後神　進史;　原田　秀郎;　井頭　政之*;　加美山　隆*;　片渕　竜也*;　金　政浩;　木野　幸一*;　北谷　文人;　鬼柳　善明*;　小泉　光生;　水本　元治*;　中村　詔司;　太田　雅之;　大島　真澄;　藤　暢輔
Proceedings of 2009 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2009 NSS/MIC) (CD-ROM) , p.138-143(2009) ; (JAEA-J 06873)
　革新的原子炉や加速器駆動炉の設計研究に重要なマイナー・アクチノイド(MA)の核データの整備を目的に、J-PARC MLFに4π-Geスペクトロメータ(多重γ線検出装置)を設置し、TOF法を用いたMAの中性子捕獲断面積測定を実施している。この多重即発γ線分光実験においては、多数のGe半導体検出器(Ge検出器からの出力は22ch)を用いて測定を行い、複数の検出器の測定結果の相関をとるため、正確なデータを得るためにはすべての検出器の正確な不感時間を知る必要がある。特にTOF実験においては、イベントレートに大きな時間依存性があるため、不感時間の時間依存性をも正確に把握する必要がある。そこで、本発表においては、ランダムパルサーからの信号を分岐してすべての検出器に入力することにより、すべての検出器の不感時間を容易に測定する手法を開発したので報告する。
38000260
Development of a 4π germanium spectrometer for nuclear data measurements at J-PARC
金　政浩;　古高　和禎;　後神　進史;　原田　秀郎;　井頭　政之*;　加美山　隆*;　片渕　竜也*;　木村　敦;　木野　幸一*;　北谷　文人;　鬼柳　善明*;　小泉　光生;　水本　元治*;　中村　詔司;　太田　雅之;　大島　真澄;　藤　暢輔
Proceedings of 2009 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2009 NSS/MIC) (CD-ROM) , p.1194-1197(2009) ; (JAEA-J 06874)
　革新炉や高速増殖炉、加速器駆動システムの開発には、マイナーアクチノイド(MA)や長寿命核分裂生成核種(LLFP)の核データが、燃料の燃焼率や核変換率を計算するのに重要である。しかし、これらのデータは量及び質ともに十分ではない。これらの状況を打破するために、J-PARC物質生命科学実験施設においてパルス状中性子ビームによる飛行時間法を用いたMAやLLFPの中性子捕獲反応断面積の測定が計画されている。そのために開発された「4πゲルマニウムスペクトロメータ」の検出器群の配置をはじめ、検出効率,エネルギー分解能,信号対バックグラウンド比について、標準線源を用いた測定をもとに報告する。また、実際に得られた108Pdに対するTOFスペクトルの例を示し、時間分解能等についても紹介する。
38000261
A Simple method to measure and improve linearity of flash ADCs used in integrated VME ADC modules
古高　和禎;　木村　敦;　小泉　光生;　藤　暢輔;　金　政浩;　中村　詔司;　大島　真澄
Proceedings of 2009 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2009 NSS/MIC) (CD-ROM) , p.2229-2233(2009) ; (JAEA-J 06875)
　集積型VME ADCモジュールで用いられているフラッシュADCの線形性を測定し改善するために、指数的に減衰するパルスの終片をデジタル化し、各数値の出現頻度を記録した。得られたヒストグラムを滑らかに変化する関数でフィットし、その関数が理想的な線形性を持ったADCを用いた場合に同様の測定で得られるものと看做して、それと観測された値との比を求めた。得られた結果は、全領域に渡って、単位量に対して約10%程度の大きさのジグザグ変位を示すとともに、大きさ100%にも及ぶ尖りも幾つか観測された。得られた比の値を用いてこの非線形性をADC以後の処理で補正する為の簡便な方法を提案する。会議では、補正の結果を紹介する。
38000262
TSC simulation of ITER plasma termination scenario with stable H-L mode transition and avoidance of radiation collapse
中村　幸治*;　宮本　斉児;　利光　晋一;　杉江　達夫;　草間　義紀;　芳野　隆治
Proceedings of 36th European Physical Society Conference on Plasma Physics (CD-ROM) , 4p.(2009) ; (JAEA-J 06876)
　新たに開発したD-T燃料供給・排気モデルを組み込んだトカマクシミュレーションコード(TSC)を用いて、15MAのプラズマ電流を200秒の間に1.5MAまで落とすITERの放電停止シナリオを評価した。プラズマ電流が10MAに減少した600秒の時点で、核燃焼α粒子加熱を止めるためNBの補助加熱を停止し、同時に、Hモード境界輸送障壁のペデスタル構造を意図的に取り除くことでエネルギー閉込めをHモードからLモードに切り替えた。これにより、真空容器内に中性粒子が蓄積する一方プラズマ密度が減少する様子や周辺自発電流の消滅、これによる内部インダクタンスの急増などH-Lモード遷移の際の詳細挙動を調べ、ITER排気システムの性能を評価した。さらに、H-Lモード遷移を起こすと放電を止めてしまう放射崩壊が発生する可能性があることを初めて示した。また、H-Lモード遷移後、170GHzのO-mode波を用いた電子サイクロトロン(EC)加熱をすることで放射崩壊のリスクを回避できることを明らかにした。
38000263
Modeling of L-H/H-L transition in TSC simulation using JT-60U experimental data
宮本　斉児;　中村　幸治*;　林　伸彦;　大山　直幸;　竹永　秀信;　杉江　達夫;　草間　義紀;　芳野　隆治
Proceedings of 36th European Physical Society Conference on Plasma Physics (CD-ROM) , 4p.(2009) ; (JAEA-J 06877)
　燃料供給,ダイバーター排気,荷電交換による浸透,壁の吸蔵等の中性粒子の動的過程のため、ITERプラズマの振舞、例えばプラズマ電流立ち下げ時のH-L逆遷移などの解析は複雑なものとなる。最近、われわれは、L-H及びH-L遷移時のプラズマの振る舞いを記述する比較的簡便なモデルを開発し、TSCコードに組み込んだ。このモデルをJT-60Uの実験結果と比較した。この実験では、電子サイクロトロン(EC)波入射によってHモード遷移が起こっており、NBIによる中性粒子の影響を受けずに、閉じ込めの変化が中性粒子に及ぼす影響を見ることができる。シミュレーションの結果、実験のDα信号から推測される中性粒子の挙動をある程度説明できることが示された。このモデルは、さらなる改良が必要ではあるが、ITERのシナリオ開発に有用であると結論できる。
38000264
Deformation and failure behavior of rock mass around the ventilation shaft in Horonobe URL
真田　祐幸;　杉田　裕;　藤井　義明*
Proceedings of 3rd International Workshop and Conference on Earth Resources Technology 2009 (CD-ROM), p.149-158(2009) ; (JAEA-J 06878)
　坑道周辺に発生する掘削影響領域は、物質の主要な移行経路になる可能性があることから地層処分の性能評価において重要な課題として位置づけられている。そこで、本研究では掘削影響領域の岩盤性状のモデル化に資する情報を取得するために、幌延深地層研究所の立坑壁面の断面形状計測と立坑周辺の岩盤内に埋設された地中変位並びに支保部材の応力測定結果に基づき、立坑の掘削によって岩盤内に発生する損傷の規模と損傷を受けた岩盤の挙動について検討した。その結果、断面形状計測から、立坑の掘削が深部に進むにつれてボアホールブレイクアウトに類する規模の大きなスポーリング破壊が断続的に見られた。地中変位計測や支保部材の応力測定結果から、断面形状計測と同様に立坑の掘削が深部に進むにつれて立坑の壁面から1.5mまでの範囲で顕著な圧縮ひずみや応力が生じていることがわかった。したがって、損傷域の幅を推定するために、壁面観察から設定した立坑の地山区分から許容限界ひずみを算出し、それと地中変位計で得られた圧縮ひずみ量との対応を調べた。その結果、損傷域の幅は立坑の坑壁から1mまでの範囲であることが推定された。
38000265
The Thermal stability of tertiary pyridine resin for the application to multi-functional reprocessing process; Adv.-ORIENT cycle development
佐藤　嘉彦*;　岡田　賢*;　秋吉　美也子*;　松永　猛裕*;　鈴木　達也*;　小山　真一;　小澤　正基
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.962-969(2009) ; (JAEA-J 06879)
　塩酸及び硝酸とメタノール混合物の存在下において、先進オリエントサイクルにおける多機能分離剤として用いる3級ピリジン樹脂の基本的な熱的特性を評価したうえで、グラムスケールでの反応性試験を行った。3級ピリジン樹脂は、塩酸系溶液の存在下では安定していた。一方、濃硝酸存在下では熱分解ピークが認められ、発熱反応が起こることがわかった。しかしながら、この発熱反応は、加熱温度に応じて制御できることを明らかにした。
38000266
Recent activities for accelerator driven system in JAEA
菅原　隆徳;　西原　健司;　佐々　敏信;　大井川　宏之
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.1782-1790(2009) ; (JAEA-J 06880)
　原子力機構では、商用原子炉から排出される使用済燃料に含まれるマイナーアクチノイド(MA)を核変換するため、熱出力800MW,鉛ビスマス(LBE)冷却型の加速器駆動未臨界システム(ADS)を検討している。本研究では、ADSの成立性に大きく影響を及ぼすMA核データの信頼性向上方策と、ビーム窓の構造成立性について検討を行った。ADSはMAを大量に装荷することから、通常の原子炉炉心に比べて、核設計時における核データ起因誤差が大きいと考えられる。本研究では、核データ起因誤差を定量的に示し、併せてMA装荷臨界実験を行った場合にこの誤差がどの程度改善するかを、炉定数調整法により示した。ビーム窓は非常に厳しい環境での使用が想定されていることから、ADSの成立性にかかわる重要な構成要素である。本検討では、陽子ビームによる発熱とLBEによる外圧を考慮した解析を行い、成立性の高い概念の検討を行った。併せて、LBEによる静的腐食試験の結果をもとに、ビーム窓の成立性について議論を行った。
38000267
Methodology with knowledge database in the field of nuclear energy system strategy evaluation
塩谷　洋樹;　辺田　正則*;　小野　清
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.2559-2566(2009) ; (JAEA-J 06881)
　原子力機構における原子力システム全体の総合評価手法の概念的側面と評価関連のデータベースの開発状況を報告する。FaCTプロジェクトとシステム総合評価の基準となる性能目標を簡単に紹介した後、総合評価に適したデータの形式と内容及び評価手法を検討した。その際、オブジェクト指向の方法やエンタープライズアーキテクチャーの枠組みを暫定的に用いて、核物質,原子力施設,社会環境のデータを整理した。さらに、総合評価手法の分類等を行ってワークフローなどを可視化した。上記をもとにして、品質管理や知識管理のために評価用データと評価手法を適切に管理できるデータベースの概念を構築した。
38000268
Forced convection heat transfer of nitrogen at supercritical pressure
達本　衡輝;　白井　康之*;　畑　幸一*;　加藤　崇;　塩津　正博*
Proceedings of International Cryogenic Engineering Conference 22 (ICEC-22) and International Cryogenic Materials Conference 20 (ICMC 2008) , p.383-388(2009) ; (JAEA-J 06883)
　超臨界水素の熱伝達に関する知見は中性子源用モデレータの設計に不可欠である。本研究では、ポンプを使用せずに強制流動を発生できる実験装置を開発した。超臨界水素に関する基礎研究として、超臨界窒素を用いて水平円管発熱体における強制対流熱伝達を圧力,温度,流速を種々に変化させて実験を行った。本実験装置で、最大で5m/s流速が得られた。発熱体はステンレス製で、内径5.4mm,長さ100mmの円管発熱体で、その外側はFRPにより断熱されている。臨界温度以下での熱伝達係数,擬臨界限界熱流束は、流速と入口温度とともに大きくなる結果が得られた。表面温度が臨界温度を超えると、熱伝達の劣化がみられた。臨界温度以下での熱伝達係数の無次元数Nu/Pr0.4はRe0.8乗に比例する関係が得られた。実験結果はReが低くなると、その相関関係からずれ、プール中の自然対流熱伝達から得られる値に漸近する結果が得られた。さらに、擬臨界限界熱流束を予測する表示式を導出した。
38000269
Performance test of a helium refrigerator for the cryogenic hydrogen system in J-PARC
達本　衡輝;　麻生　智一;　加藤　崇;　大都　起一;　長谷川　勝一;　前川　藤夫;　二川　正敏
Proceedings of International Cryogenic Engineering Conference 22 (ICEC-22) and International Cryogenic Materials Conference 20 (ICMC 2008) , p.711-716(2009) ; (JAEA-J 06884)
　J-PARCの核破砕中性子源では1MW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。陽子ビーム1MW時において、水素モデレータ容器内で発生する核発熱は約4kWであり、この大きな熱負荷を除去するために、大流量の超臨界圧水素を安定に強制循環させる低温システムを製作した。本システムでは安全性の観点から、水素保有量を少なくするために、低温水素ループをヘリウム冷凍機で冷却する2元式冷凍方式を採用した。試運転でヘリウム冷凍機の単体性能試験を行い、冷凍能力を評価した。15.5Kで6.45kWの冷凍能力が得られ、設計値を十分上回る性能を確認した。
38000270
Commissioning of the cryogenic hydrogen system in J-PARC; First cool-down operation with helium
達本　衡輝;　麻生　智一;　加藤　崇;　大都　起一;　長谷川　勝一;　前川　藤夫;　二川　正敏
Proceedings of International Cryogenic Engineering Conference 22 (ICEC-22) and International Cryogenic Materials Conference 20 (ICMC 2008) , p.717-722(2009) ; (JAEA-J 06885)
　J-PARCの核破砕中性子源では1MW級の陽子ビームによる核破砕反応によって発生した高速中性子を超臨界圧水素を用いて冷中性子に減速しビームを供給する。陽子ビーム1MW時において、水素モデレータ容器内で発生する核発熱は約4kWであり、この大きな熱負荷を除去するために、大流量の超臨界圧水素を安定に強制循環させる低温システムを製作した。安全性の観点から、はじめての低温試験においては、不活性ガスであるヘリウムを用いて低温水素システムの低温試験を行い、20時間以内で定格状態(20K)まで冷却することができ、低温状態におけるシステムの健全性を確認することができた。
38000271
Commissioning of the cryogenic hydrogen system in J-PARC; Preliminary operation by helium gas
麻生　智一;　達本　衡輝;　長谷川　勝一;　大都　起一;　上原　聡明;　川上　善彦;　櫻山　久志;　前川　藤夫;　二川　正敏;　牛島　勇*
Proceedings of International Cryogenic Engineering Conference 22 (ICEC-22) and International Cryogenic Materials Conference 20 (ICMC 2008) , p.741-746(2009) ; (JAEA-J 06886)
　J-PARC物質・生命科学実験施設に設置された中性子源用モデレータ冷却システムは、核破砕反応で発生した高エネルギー中性子を超臨界水素中に通過させることにより、そのエネルギーを低減し、冷中性子ビームとして施設利用者の実験装置へ供給するための冷凍システムである。本システムが完成し、モデレータを接続した状態の低温試験を、水素に先立ちヘリウムガスによって初めて行った。モデレータを含めて、1.5MPa, 20Kの定格状態まで冷却でき、定常維持,昇温運転が問題なくできることを確認した。
38000272
Rock deformation and support load in shaft sinking in Horonobe URL Project
津坂　仁和;　山崎　雅直;　羽出山　吉裕*
Proceedings of Rock Engineering in Difficult Ground Conditions; Soft Rocks and Karst (EUROCK 2009) , p.589-594(2009) ; (JAEA-J 06887)
　深地層の坑道掘削には、地上からの調査では適切な岩盤物性を十分に把握することが困難であるため、情報化施工を必要とする。同施工では、掘削に伴って、岩盤の変形量や支保部材応力を逐次計測,分析し、原位置の岩盤性状にあわせた合理的な支保構造へと変更していく。これに従い、原子力機構は、幌延深地層研究所の地下施設建設において、情報化施工プログラムを策定し、運用している。現在、同プログラムでは、掘削初期段階の変形量から坑道が安定する際の支保部材応力を予測し、その安定性を迅速に評価することを必要としている。本研究では、同地下施設の換気立坑深度250m,東立坑深度140mまでに計測した内空変位量に基づく初期変形率と、主要な支保部材である覆工コンクリートの応力計測結果の関係を考察し、両者の関係を岩盤挙動分類として提示した。初期変形率は、初期地圧と原位置の岩盤の弾性係数の比と関係があり、岩盤性状を表す指標の一つである。この関係に基づけば、立坑掘削において、構築した支保構造の評価を迅速に行うことができ、支保部材量の増減を判断する一助となる。今後は、運用している情報化施工プログラムに施工管理基準として組み込む予定である。
38000273
Pulse radiolysis study on reaction kinetics and pKa value of hydroxyl radical at high temperatures
室屋　裕佐*;　高橋　宏行*;　勝村　庸介;　Lin, M.;　熊谷　友多;　工藤　久明*
Proceedings of Symposium on Water Chemistry and Corrosion in Nuclear Power Plants in Asia 2009 , p.71-75(2009) ; (JAEA-J 06888)
　OHラジカルは水分解生成物の中で最も酸化力の強い化学種であり、原子炉冷却水の化学環境を決定する重要な化学種の一つである。そのpK値は200℃より高温では精度よく測定されていない。本研究ではパルスラジオリシス法によりOHの反応とpK評価を高温300℃まで測定評価した。安息香酸,ニトロベンゼン,炭酸イオン等との反応で生成するラジカルの吸収スペクトルの測定とともに反応速度を決定した。これらを用いて競合反応法を適用し、OHラジカルのpKaを300℃まで評価した。
38000274
3次元仮想振動台の開発・適用研究
西田　明美;　新谷　文将;　山田　知典;　櫛田　慶幸;　武宮　博;　中島　憲宏
安全研究フォーラム2009資料集 , p.25-29(2009) ; (JAEA-J 06889)
　本課題は、部品レベルで実プラントを模擬して、地震応答解析が可能な計算科学的手法を用いた3次元仮想振動台を開発することを目的としている。従来の地震応答解析法の保守性や地震PSAにおける機器損傷確率評価への活用により、安全性の向上に資するための調査研究を行う。まずは質点系モデルによる解析や実測値との比較検討を可能とする仕組みを整備する。将来的にはPRA/QRA手法への適用方策に繋げられるようにする。既に数値解析機能を実証済みで、現在実際の振動データ等による応答精度の検証作業を実施中である。今後、応答精度の検証の継続により地震応答解析技術を実証する予定である。
38000275
TRAC-BF1コードの熱水力不安定現象への適用性の検討
中塚　亨;　Liu, W.;　吉田　啓之;　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.117-118(2009) ; (JAEA-J 06890)
　原子力機構では、将来型軽水炉や高速増殖炉の蒸気発生器等の安定性を評価するため、システム解析コードTRAC-BF1をもとに熱水力不安定性事象の予測手法を開発している。本報では、並列複数チャンネルを用いた熱水力不安定性試験をTRAC-BF1コードにより解析し、熱水力不安定事象への適用性を評価した。
38000276
技術の安全性の考え方に関する知識の共有・活用・継承; 高レベル放射性廃棄物の地層処分技術を例として
大澤　英昭
第36回技術士全国大会分科会テーマ討論報告・小論文集 , p.214-216(2009) ; (JAEA-J 06893)
　工学システムの安全性の確保とその信頼性の向上のために不断の努力がなされているが、こうして構築される考え方や実際の技術的方法をさまざまな状況に応じて活用できるよう共有・活用・継承していくことが必要となる。このため、従来から、マニュアル,失敗事例集や失敗事例の知識の構造化,事故事例集やヒヤリハットを用いた危険予知活動といったさまざまな取り組みが行われてきている。しかし、最近では、技術を取り巻く社会や組織の周辺状況の急激な変化や、急速な技術進歩とその応用過程の複雑化等により、こうした知識を共通のものとして恒常的に普遍化することが大きな課題の一つであると指摘されている。本稿では、学際的かつ複雑な知識を駆使する必要のある典型的な例として、原子力発電の結果生ずる高レベル放射性廃棄物の地層処分技術の安全性の考え方とそれらに必要な技術に関する知識の共有・活用・継承を目的とした知識マネジメントシステムの開発について紹介する。ここでは、極めて長期間の安全性を論証するための知識の構造化という新たな視点を取り入れた取り組みを行っている。この事例の紹介を通して、技術の安全性の考え方やそれらに関する技術の共有・活用・継承として何が必要か、その中で技術者として何を果たすべきかを論ずる。
38000277
超深地層研究所計画における研究坑道掘削と湧水抑制対策の適用
見掛　信一郎;　山本　勝;　池田　幸喜;　石田　英明;　西垣　誠*
第54回地盤工学シンポジウム論文集 , p.39-46(2009) ; (JAEA-J 06894)
　日本原子力研究開発機構が進めている超深地層研究所計画の研究坑道の掘削工事と、湧水抑制対策として実施したプレグラウチングで得られた技術的知見について論述する。プレグラウチングは、ボーリング調査に基づいて把握した湧水箇所を対象に既存工法を適用した。その結果、既存工法に基づくプレグラウチングが有効であることを示した。
38000278
パーコレーションと電気回路を組合せたモデルによる、枝分かれ、遠回りする放電路の形成のシミュレーション
佐々木　明;　高橋　栄一*;　加藤　進*;　岸本　泰明*
電気学会パルスパワー/放電合同研究会資料(PPT-09-95, ED-09-139) , p.9-13(2009) ; (JAEA-J 06895)
　EUV光源などでも用いられる、高圧気体放電の新しいモデルについて発表する。放電を用いた光源等において、均一なプラズマを生成することが重要となっているが、ランダムパーコレーションと、電界回路とを組合せたモデルによって、放電路が枝分かれや遠回りする特性を再現できることを示す。これまで解析困難とされていた、放電が突然発生し、複雑な構造を持つ特徴を、相転移現象の一つとして取り扱う可能性について議論し、得られた結果をMHDモデルなどによる放電のシミュレーションの初期条件として用いる可能性について検討する。
38000279
破面解析による事故原因解明の事例,4; もんじゅにおける事故解析
和田　雄作
平成21年度日本金属学会関東支部講習会「破壊の原因を破面観察から探る」テキスト , p.6_1-6_6(2009) ; (JAEA-J 06896)
　高速増殖炉原型炉「もんじゅ」において、1995年12月、電気出力40%で性能試験を実施中に、2次主冷却系のナトリウムが漏えいする事故が発生した。この事故により約640kgのナトリウムが漏えいした。本講演では、事故の概要を紹介したうえで、漏えい部である配管内に挿入された温度計さや管の破損について、その原因究明の全体の流れを、破面解析が重要な位置を占めたことを実例として示しながら解説する。破損原因の究明は、破損した温度計さや管の材質検査と破面解析から進め、かなり高い周波数域での高サイクル疲労特有の組織・結晶依存型破面やき裂の停留らしき痕跡を確認するところが基本となる。一方、主冷却系配管内でのさや管の流力振動に対するコンピュータ解析も並行して進め、水流動試験の裏付けを得て、さや管に抗力方向への自励的な高い周波数の振動(インライン振動)が起こることを確認する。続いて、100%流量での流力振動によるさや管付け根段付き部の応力集中部における疲労き裂発生の評価,疲労き裂進展に対する数値解析と破面解析の照合による組織・結晶依存型破面やき裂停留の解明,き裂停留後の進展開始の駆動力や40%流量でのき裂進展の機構などの解析により、流力振動によるさや管の高サイクル疲労破損の過程を整理して示した。
38000280
耐熱FBGを用いた高速炉プラント健全性監視システムの開発; 耐熱FBGのひずみ計測性能評価
猿田　晃一;　月森　和之;　島田　幸洋;　西村　昭彦;　小林　喬郎*
日本保全学会第6回学術講演会要旨集 , p.219-222(2009) ; (JAEA-J 06897)
　フェムト秒レーザを使用してシングルモード光ファイバのコアに形成した耐熱fiber Bragg grating(FBG)のひずみ計測性能の評価を行った。耐熱FBGとひずみゲージを金属片に取り付け、4点曲げ法によって負荷を与えてBragg波長シフトとひずみ量を計測した。Bragg波長は、開発したBragg波長決定アルゴリズムによりスペクトラム強度を重み付けに利用して求めた。市販されている常温用FBGセンサとの比較実験の結果、耐熱FBGのひずみ感度は0.34pm/μεであり、常温用FBGセンサの約1/4の感度であったが、実験値の標準偏差から推定したひずみ計測精度は、±3μεとなり、開発したアルゴリズムを用いることにより、常温用FBGセンサの精度±2μεと同程度の精度が得られることが示された。
38000281
JRR-3における計測制御装置の保全活動
井坂　浩二;　照沼　憲明;　大内　諭;　大木　恵一;　諏訪　昌幸
日本保全学会第6回学術講演会要旨集 , p.279-282(2009) ; (JAEA-J 06898)
　計測制御装置はJRR-3改造時の設置より18年以上が経過し、原子炉の安全安定運転を確保するために機器の更新を含めた保全活動が必要不可欠である。今回、JRR-3において行われている計測制御装置の保全内容及び今後の保全活動について述べる。
38000282
LESモデルの伝熱劣化現象適用性についての検討
中塚　亨;　吉田　啓之;　高瀬　和之
日本機械学会2009年度年次大会講演論文集, Vol.3 , p.141-142(2009) ; (JAEA-J 06899)
　超臨界圧軽水炉の熱設計を行ううえでは、冷却材である超臨界圧水の伝熱劣化現象を正確に把握できる熱設計ツールの整備が必要であるが、伝熱劣化現象のメカニズムは未だに十分には解明されていない。本研究では、超臨界圧軽水炉の炉心熱設計精度向上に資することを目的として、伝熱劣化現象を予測できる乱流熱伝達率予測手法開発を目指し、乱流モデルについて予備的に検討した。その結果、LESによる解析が伝熱劣化現象を高い精度で予測できる可能性が最も高いと判断できる結果を得た。
38000283
高速炉配管における変位制御型座屈の制限に関する検討
安藤　勝訓;　手塚　泰治*;　佐藤　啓介*;　川崎　信史;　江沼　康弘*;　月森　和之
日本機械学会関東支部茨城講演会2009講演論文集 , p.171-172(2009) ; (JAEA-J 06900)
　高速炉の配管設計では熱膨張反力による2次荷重が主たる荷重となることから、これによる座屈を適切に制限する必要がある。このため、実証炉の冷却系配管材として採用予定の改良9Cr-1Mo鋼について変位制御型の配管座屈の制限について検討した。316FRの実験結果に基づき制定された同制限に対して、改良9Cr-1Mo鋼配管での適用性について有限要素法解析により検証し、316FRの制限式と同様の考え方で座屈制限式を策定できる見通しを得た。また、この解析検討の内容の妥当性を検証するために変位制御にて改良9Cr-1Mo鋼配管の座屈試験を実施した。座屈試験の結果は解析結果とよく一致したことから、解析に基づき定めた改良9Cr鋼の変位制御型の座屈制限は妥当であるとの見通しを得た。
38000284
Evaluation of counting efficiencies of a whole-body counter considering the ICRP biokinetic models
高橋　聖;　木名瀬　栄;　Kramer, R.*
KEK Proceedings 2009-6 , p.78-83(2009) ; (JAEA-J 06903)
　内部被ばくモニタリングに用いる全身カウンタの校正には、一般的に、放射性物質の全身均一分布を仮定する物理ファントムが利用されている。しかし、一部の核種を除いて、体内に摂取された放射性物質は臓器親和性を持ち、また、吸入により摂取された場合、肺などの呼吸器官に多く残留することが知られている。このため、全身カウンタによる信頼性の高い体内放射能測定を行うためには、ファントム内の線源分布は放射性物質の体内動態を適切に考慮する必要があると考えられる。本研究では、多様な線源仮定が容易であるボクセルファントムを用い、モンテカルロ計算により、60Coの体内動態を考慮した全身カウンタの計数効率を評価した。60Coの1333keVγ線に対する全身カウンタの計数効率は、全身均一分布のものに比べ、摂取直後(0.5日後)に最も差が大きく、約30%低下することがわかった。以上により、60Coのような内部被ばく事故の発生直後に、全身カウンタによる信頼性の高い体内放射能測定を行うためには、体内動態を考慮した全身カウンタの計数効率を用いる必要があると考える。
38000285
Evaluation of delta-rays production in a wall-less tissue equivalent proportional counter irradiated by energetic heavy ion beams
津田　修一;　佐藤　達彦;　岩瀬　広*;　波戸　芳仁*;　佐々木　慎一*
KEK Proceedings 2009-6 , p.90-95(2009) ; (JAEA-J 06904)
　重粒子線による生物効果を細胞・生物照射実験データに基づいて評価するためには、重粒子線の飛跡及びその近傍の精密なエネルギー付与分布情報が必要である。本研究では重粒子線照射によって人体代替物質内に生成される飛跡沿いの線エネルギー分布(y分布)を取得するために、高エネルギー二次電子(δ線)を測定可能な壁なし型の組織等価比例計数管(壁なしTEPC)を製作し、種々の重粒子線を用いた照射実験を行っている。今回、電子・光子輸送計算コードEGSを用いたモンテカルロ計算手法によって、壁あり/なしの各TEPC中に生成されるδ線のエネルギー分布を計算によって評価し、重イオンビーム照射によるTEPCの特性について考察を行った。その結果、δ線の厳密なエネルギー付与測定に関して、壁なしTEPCの優位性を定量的に明らかにするとともに、測定したy分布についての理論的な解釈が可能となった。
38000286
Development of probabilistic fracture mechanics analysis code for aged piping under stress corrosion cracking
鬼沢　邦雄;　伊藤　裕人
NEA/CSNI/R(2009)2 , p.275-285(2009) ; (JAEA-J 06906)
　確率論的破壊力学解析(PFM)手法は、構造健全性にかかわるばらつきや不確かさを考慮して、機器の破損確率を評価できる手法である。応力腐食割れ(SCC)はBWR型原子力発電所の配管溶接部で発生している。原子力機構では、このSCCを対象として、最新の知見に基づき配管溶接部の破損確率を評価するPFM解析コードPASCAL-SPを開発している。本解析コードは、国内における規制や規格類をもとに、モンテカルロ法により配管の破損確率を評価する。主として、配管溶接継手部における溶接残留応力分布の不確かさや、供用期間中検査における欠陥検出性等に関するモデルに着目している。このPASCAL-SPを用いて、溶接残留応力の不確かさ及び供用期間中検査の検査程度が配管の破損確率に及ぼす影響を評価した。
38000287
Measurement of deposit energy distribution of heavy ions using a wall-less tissue equivalent proportional counter
津田　修一;　佐藤　達彦;　佐藤　大樹;　高橋　史明;　遠藤　章;　佐々木　慎一*;　波戸　芳仁*;　佐波　俊哉*;　齋藤　究*;　高田　真志*
NIRS-M-226, HIMAC-132 , p.264-265(2009) ; (JAEA-J 06907)
　重粒子線に対する生物効果を実験的に評価するうえで、重粒子線の飛跡及びその近傍における詳細なエネルギー付与分布データは重要である。本研究では重イオンの飛跡沿いに生成される高エネルギー電子(δ線)の線エネルギー分布(y分布)を精密に測定するために、壁なし型の組織等価比例計数管を製作し、放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置(HIMAC)の重粒子線を利用した照射実験を行っている。直径0.72μmの細胞サイズを模擬した測定条件において核子あたり400MeVの炭素線を照射した結果、入射炭素線と生成されたδ線による寄与を含むy分布データを取得した。本発表において、上記の2008年度HIMAC共同利用研究の成果を報告する。
38000288
環境試料中の極微量核物質同位体比測定を妨害する汚染源の低減
國分　陽子;　間柄　正明;　桜井　聡;　木村　貴海
KEK Proceedings 2009-8 , p.151-155(2009) ; (JAEA-J 06909)
　保障措置環境試料分析のバルク分析では、ngレベルのウラン及びfgレベルのプルトニウムの同位体比測定を目標としているが、分析中に外部から混入する天然Uや不純物の汚染を極力抑える必要がある。本発表では、現在観察されている二つの汚染源、(1)ヨウ化水素酸中のU及び(2)テフロン棒瓶から溶出するタングステンの低減方法について報告する。(1)Puの分離で用いる塩酸-ヨウ化水素酸溶液中には約3pg/10mlのUが含まれ、化学分離のプロセスブランクのほとんど、また全工程のブランクの約20%であることが明らかになった。この低減化対策として、事前に陰イオン交換樹脂にてこの溶液中のUを除去してから使用することを試みたところ、この方法により4%までUを減少させることができ、またPu回収率は81%であった。(2)ICP-MSの測定溶液を入れるテフロン棒瓶でUの同位体比測定の妨害となるWが多く検出されたため、洗浄方法の検討を行った。8M硝酸及び8M硝酸-0.2%フッ化水素酸での振盪洗浄を行った結果、8M硝酸-0.2%フッ化水素酸の方が効果的にWを除去できることがわかった。
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