JAEA Abstracts

※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。

2010年5月

38000602
An Update about recent development of the PHITS code
Sihver, L.*;　佐藤　達彦;　Gustafsson, K.*;　Mancusi, D.*;　岩瀬　広*;　仁井田　浩二*;　中島　宏;　坂本　幸夫;　岩元　洋介;　松田　規宏
Advances in Space Research 45(7), p.892-899(2010) ; (JAEA-J 07184)

　宇宙開発分野にも応用可能な汎用放射線輸送計算コードPHITSの最新の開発・利用状況について報告する。具体的には、PHITSが従来使用していた重イオン核反応モデルJQMDに、相対論的な共分散を組み込んだ新しい重イオン核反応モデルR-JQMDのベンチマーク計算結果について紹介する。また、大気圏内における宇宙線被ばく線量計算ソフトウェアEXPACSの詳細について説明する。EXPACSは、PHITSを用いて計算した大気圏内における宇宙線スペクトルを再現可能な解析モデルPARMAを基本としたソフトウェアであり、緯度・経度・高度・時間情報を与えれば、その条件に対する宇宙線被ばく線量を瞬時に計算することができる。さらに、PHITSを用いた宇宙機遮へい設計の例として、船壁の素材や厚さの違いによる宇宙機内の被ばく線量率変化に対する検討結果について報告する。

38000603
Comparative investigation of the solution species [U(CO₃)₅]^6- and the crystal structure of Na₆[U(CO₃)₅]·12H₂O
Hennig, C.*;　池田　篤史;　Emmerling, F.*;　Kraus, W.*;　Bernhard, G.*
Dalton Transactions 39(15), p.3744-3750(2010) ; (JAEA-J 07186)

　単結晶X線回折及びX線吸収分光法を用いて、溶液中及び単結晶固体中における四価ウランの炭酸錯体の構造を解明し、その錯体構造の違いを比較検討した。その結果、生成した単結晶はNa₆[U(CO₃)₅]·12H₂Oの構造を有し、中心構造である陰イオン性の骨格構造[U(CO₃)₅]は溶液中でも保持されていること、単結晶中では対陽イオンのNa+は[U(CO₃)₅]単位構造を架橋する役割を果たしているのに対し、溶液中ではNa+はより[U(CO₃)₅]錯体に近接しているらしいこと等が明らかになった。

38000604
Improvement of the real-time processor in JT-60 data processing system
坂田　信也;　清野　公広;　佐藤　稔;　小湊　俊治;　末岡　通治;　細山　博己;　川俣　陽一
Fusion Engineering and Design 84(7-11), p.1680-1683(2009) ; (JAEA-J 07189)

　JT-60データ処理設備実時間処理計算機(RTP)は、JT-60における実時間帰還制御系ループの一部であり、1997年のシステム運用開始移行、JT-60実験放電で生成されるプラズマの高性能化に対応するため、実時間帰還制御時のパラメータとなる計測データ収集項目の追加や演算処理の高速化等、システム改良,機能拡張を継続的に実施してきた。しかし、現システムでは、CPUの処理能力、及びシステムの老朽化等の問題から、さらなる改良が困難な状況になりつつある。本報告では、これまでのシステム開発,改良,機能拡張に得られた知見、及び現システムにおける課題から得られたシステム要件を基盤とした次期システム設計案、及びプロトタイプシステムの開発による現システムの改良について報告する。

38000605
Iridium concentration and noble gas composition of Cretaceous-Tertiary boundary clay from Stevns Klint, Denmark
大澤　崇人;　初川　雄一;　長尾　敬介*;　小泉　光生;　大島　真澄;　藤　暢輔;　木村　敦;　古高　和禎
Geochemical Journal 43(6), p.415-422(2009) ; (JAEA-J 07190)

　デンマーク・スティーブンスクリントのK-T境界地層中のイリジウム濃度と希ガス組成を分析した。8試料中5試料に対して高いイリジウム濃度が確認された。希ガス分析を4試料に対して行ったところ、地球外起源のアルゴン,クリプトン,キセノンは確認されなかった。一方ほぼすべての³Heは地球外起源であった。ネオンに関しては1試料にのみ太陽型のネオンが確認され、宇宙塵の存在を示していた。しかし宇宙塵が隕石衝突そのものとどのような関係性があるのかはよくわからなかった。

38000606
Estimating neutron dose equivalent rates from heavy ion reactions around 10 MeV amu^-1 using the PHITS code
岩元　洋介;　Ronningen, R. M.*;　仁井田　浩二*
Health Physics 98(4), p.591-596(2010) ; (JAEA-J 07191)

　重イオン加速器施設の設計では、低エネルギーの重イオンに起因する高レベル放射線場における線量の予測法の確立と遮蔽設計が必要となる。粒子・重イオン輸送計算コードPHITSは、核子あたり100MeVを超える高エネルギー重イオン加速器施設周辺の放射線レベル予測に使用されているが、核子あたり10MeV付近の重イオン反応による放射線レベル計算に関するPHITSコードの妥当性は十分調べられていない。そこで本研究ではまず、核子あたり6.25MeVと10MeVの¹²Cイオン及び核子あたり10MeVの¹⁶Oイオンが銅ターゲットに入射した際の中性子生成エネルギースペクトルの測定データを用いて、PHITSコードにおける原研版量子分子動力学モデル(JQMD)から蒸発モデル(GEM)への"切り替え時間"の妥当性を検証した。その結果100fm/cが最もよく測定データを再現することがわかった。また、この切り替え時間を用いて、Ohnesorgeらによる核子あたり3-16MeVの重イオン入射による中性子線量率データの詳細解析を行い、測定データをよく再現する計算結果が得られた。さらに、線量当量率は入射する重イオンの種類には依存しないが、ターゲット材質に対しては依存することがわかった。

38000607
X-ray intensity fluctuation spectroscopy using nanofocused hard X-rays; Its application to study of relaxor ferroelectrics
大和田　謙二;　並河　一道*;　下村　晋*;　中尾　裕則*;　三村　秀和*;　山内　和人*;　松下　三芳*;　水木　純一郎
Japanese Journal of Applied Physics 49(2), p.020216_1-020216_3(2010) ; (JAEA-J 07193)

　The use of a combination of coherent X-rays from a third-generation synchrotron light source and ultraprecise Kirkpatrick-Baez mirrors enables us to apply nanofocused hard X-rays in solid-state physics. We developed an apparatus for X-ray intensity fluctuation spectroscopy using the　nanofocused hard X-rays and applied it to the study of relaxor ferroelectrics. We have successfully detected a large and slow intensity fluctuation of scattered X-rays above cubic-to-tetragonal phase transition temperature with a characteristic time scale on the order of 10 s. We speculated that the intensity fluctuation originates from domain number fluctuation, which is directly related to the dielectric response, particularly the frequency dispersion.

38000608
The Chemical shift of deprotonated water dimer; Ab initio path integral simulation
志賀　基之;　鈴木　机倫*;　立川　仁典*
Journal of Chemical Physics 132(11), p.114104_1-114104_7(2010) ; (JAEA-J 07196)

　脱プロトン化された水二量体H₃O₂^-の化学シフトについて、第一原理経路積分シミュレーションを行った。このシミュレーションから水素結合性のプロトンの等方的遮蔽定数が温度とともに上昇することを予測される。その温度変化率は水素結合を作らないプロトンに比べて一桁大きい。これは低障壁水素結合におけるプロトンの量子的分布が高温と低温で著しく変化する結果から説明される。

38000609
Design of monitoring system of high temperature piping system by heat resistant fiber bragg grating
島田　幸洋;　西村　昭彦;　吉川　将成*;　小林　喬郎*
Journal of Laser Micro/Nanoengineering 5(1), p.99-102(2010) ; (JAEA-J 07197)

　超短パルスレーザー加工によってファイバーブラッググレーティングの製作加工がなされた。その加温前後の特性が測定された。反射スペクトルは600℃, 1時間の加温前後で大きな違いはなかった。一本のファイバー内に3個のFBG構造が作成されて、多点計測の可能性を示した。このような高温耐性のあるファイバーブラッググレーティングセンサと波長可変光源の組合せは、原子力発電所における冷却配管の状態監視における強力な手段となることを示した。

38000610
Corrosion resistance of Al-alloying high Cr-ODS steels in stagnant lead-bismuth
高屋　茂;　古川　智弘;　井上　賢紀;　藤澤　敏治*;　奥田　隆成*;　阿部　冨士雄*;　大貫　惣明*;　木村　晃彦*
Journal of Nuclear Materials 398(1-3), p.132-138(2010) ; (JAEA-J 07200)

　ODSフェライト鋼は、優れた高温強度を有し、燃料被覆管の候補材であるが、LBEとの共存性がADS及びLBE冷却FBRにおける一つの課題である。Al添加とCr増加は、共存性に良い影響を与えると考えられるが、Al添加は高温強度の低下を招き、Cr増加は時効脆化が懸念される。そのため、耐食性と高温強度をバランスさせる最適なAl添加量とCr増加量を求める必要がある。本研究では、LBE中溶存酸素濃度10^-8wt%, 650℃の条件で3000時間,LBE中に浸漬された試験片の断面観察をSEM及びオージェ電子分光法により実施した。その結果、複合酸化物/内部酸化層と母材の間に連続的に非常に薄いAl酸化膜が形成され、そのようなAl酸化皮膜がさらなる複合酸化物/内部酸化層の成長を抑制していることがわかった。Al濃度が2から4wt%に増加することにより酸化皮膜の平均厚さが、薄くなる傾向があった一方、Cr濃度への依存性はほとんど確認できなかった。さらに、5000時間の腐食試験を実施した。これらの材料は、10^-8wt%, 650℃の条件でも優れた耐食性を示した。3.5wt%のAl添加は耐食性の向上に大変有効である。

38000611
Characterization and re-activation of oxygen sensors for use in liquid lead-bismuth
倉田　有司;　阿部　勇治*;　二川　正敏;　大井川　宏之
Journal of Nuclear Materials 398(1-3), p.165-171(2010) ; (JAEA-J 07201)

　液体鉛ビスマスは、長寿命放射性核種の核変換処理を目的とした加速器駆動システムや高速炉において使用することが検討されている。このシステムでは、酸素濃度をコントロールすることが必要であり、酸素センサーはそのための重要な機器である。本研究では、酸素センサーの特性評価と鉛ビスマス中で正しい起電力を示さなくなったセンサーの再活性化処理を検討した。主として実験に用いた酸素センサーは、固体電解質としてイットリア安定化ジルコニア(YSZ)を使用し、Pt/ガスを参照極としたセンサーである。Pt/ガス参照極センサーは、400あるいは450℃以上で、ガス中及び鉛ビスマス中で、理論値とほぼ等しい起電力を示すことがわかり、6000h以上、鉛ビスマス中で使用された。その後、このセンサーは、正しい起電力を示さない状態になったが、YSZ表面の硝酸洗浄によって、この状態から回復させることはできなかった。しかしながら、センサーのYSZ表面に再活性化処理を施すことにより、このセンサーは、約400℃以上の鉛ビスマス中で、理論値に近い起電力を示すようになることがわかった。

38000612
Deuterium trapping in tungsten deposition layers formed by deuterium plasma sputtering
Alimov, V.;　Roth, J.*;　洲　亘*;　Komarov, D. A.*;　磯部　兼嗣;　山西　敏彦
Journal of Nuclear Materials 399(2-3), p.225-230(2010) ; (JAEA-J 07202)

　マグネトロンスパッタリングや直線プラズマ発生器により形成されたタングステン再堆積層のインフルエンスによる表面構造及び堆積状況の違いを調べた。タングステン再堆積層の密着性には、下地とタングステンの熱膨張係数の違いに対する依存性並びに厚みや下地温度への依存性が存在することが明らかになった。また、重水素濃度は、下地温度の上昇及び堆積速度の増加とともに減少することがわかった。

38000613
A New importance measure for sensitivity analysis
劉　峭;　本間　俊充
Journal of Nuclear Science and Technology 47(1), p.53-61(2010) ; (JAEA-J 07214)

　リスク問題を評価する際、出力変数の不確実さ問題は回避できない。不確実さ重要度指標は、入力変数のばらつきがどの程度出力変数に寄与するかを評価するための指標である。これまでには、平均値をベースにした指標や分散をベースにした指標など、数多くの重要度指標が提出された。これらの重要度指標の長所と短所を分析したうえで、著者らは新しい重要度指標を提案した。新指標は、出力変数の累積確率分布の変化自体を取り扱うモーメント独立なものである。モンテカルロ手法に基づき、この新指標の計算方法も提案し、二つの例を用いて、提案した新指標による計算結果の安定性と計算の容易さを示した。

38000614
Experiments on the release of gaseous iodine from γ-irradiated aqueous CsI solution and influence of oxygen and Methyl Isobutyl Ketone (MIBK)
森山　清史;　田代　信介;　千葉　慎哲;　平山　文夫*;　丸山　結;　中村　秀夫;　渡部　厚*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(3), p.229-237(2010) ; (JAEA-J 07215)

　放射線化学的効果による揮発性ヨウ素の発生は、軽水炉シビアアクシデント時のソースターム評価において重要な不確かさ要因の一つである。メチルイソブチルケトン(MIBK)を含むCsI水溶液(1E-4M)のγ線照射(約7kGy/h,2時間)による気相への分子状ヨウ素及び有機ヨウ素放出に関する実験を行った。溶液は緩衝剤によりpH∼7とし、パラメータとしてMIBK濃度(最大1E-3M)及び雰囲気の酸素濃度を変化させた。照射終了時の全ヨウ素放出量及び有機ヨウ素放出量は初期全量に対し各々2-47%, 0.02-1.5%であり、同一雰囲気の元ではMIBK濃度が増加すると全ヨウ素放出量は減少、有機ヨウ素放出量は増加する傾向が見られた。この挙動は酸素の有無による有機物の放射線分解過程の分岐と、ラジカルの消費に関するヨウ素と有機物の競合により説明できる。

38000615
Wide-range krypton gas monitor using a plastic scintillation detector operated in current mode with a gate circuit
高崎　浩司;　小林　博英;　鈴木　秀樹;　牛込　定治*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(3), p.255-261(2010) ; (JAEA-J 07216)

　クリプトン-85ガスのモニタリングのために、クリプトン-85広帯域検出器が開発された。クリプトンガスは核燃料再処理工場のスタックから放出され、10^-3-10²Bq/cm³の濃度範囲で大きく変動する。検出器は電流計測モード作動のプラスチックシンチレーションカウンタとゲート制御光電子増倍管と組合された。ゲート制御光電子増倍管の弁別電圧が決定され、バックグラウンド測定における温度と相対湿度の効果が試験された。検出器はクリプトン-85ガスによって校正され、決定しきい値が評価された。これらの試験は、クリプトン-85広帯域検出器が10^-3-10²Bq/cm³の広い測定範囲で線形で作動し、クリプトン-85の濃度の決定しきい値は10分測定で1.3×10^-3Bq/cm³であることを示した。再処理実験施設でこの検出器とGMカウンタとの実際のクリプトン-85放出の並行測定が行われた。両方の濃度は互いに良い一致を示した。

38000616
Helium chemistry for very high temperature reactors
坂場　成昭;　濱本　真平;　竹田　陽一*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(3), p.269-277(2010) ; (JAEA-J 07217)

　超高温ガス炉(VHTR)の1次冷却材であるヘリウムガス中に含まれる化学的不純物は、1次系機器材料の構造劣化,熱物性劣化等に影響し、その寿命に影響を与える。従来、冷却材中の化学的不純物は、炉心に使用される黒鉛の酸化を抑制する観点から、可能な限り化学的不純物を除去する方針とし、上限値が管理されてきた。しかし、この方法では高温材料の熱物性劣化あるいは構造劣化を制御することができず、材料に対して過剰な裕度を持たせた設計が必要であった。そこで、本報では、供用中の高温ガス炉HTTRの実験値をリファレンスとして使用し、解析により高温材料ハステロイXRの熱物性劣化をもたらす炭素析出及び強度劣化をもたらす脱炭を制御可能な化学的不純物制限の考え方を提案した。また、原子力機構が設計した超高温ガス炉GTHTR300Cについて、炉心黒鉛の酸化抑制,高温材料ハステロイXRの熱物性劣化抑制及び強度劣化抑制を可能とする化学的不純物濃度の範囲を示した。提案する制限値を逸脱した場合には、一酸化炭素を付加することにより強度劣化をもたらさない安定領域に導くことができることを見いだし、その必要濃度が10ppmであることを明らかにした。本報は高温ガス炉ヘリウム化学の研究成果として、VHTR商用炉の経済性向上につながることが期待できる。

38000617
Transformation of selenium solid phase in the presence of iron under reducing conditions
土井　玲祐;　立川　博一*;　油井　三和
Journal of Nuclear Science and Technology 47(3), p.278-285(2010) ; (JAEA-J 07218)

　地層処分模擬環境下でSe溶解度及びその溶解度制限固相について調査した。Se-79は処分環境下で陰イオンとして存在するためバリア材に対する吸着性が低く、高レベル放射性廃棄物処分の安全評価における重要核種の一つである。鉄のオーバーパックの腐食によりFe(II)が発生するため、Se(cr)より溶解度が低いFe-Se固相の生成が予期されている。ベントナイト平衡溶液中における実験とベントナイトが存在しない単純な系の実験を地層処分模擬環境下で行った。前者において液中Se濃度が約10^-8mol/dm³になった。後者は溶解度制限固相を確認するためのもので、Se固相の変遷を加速するためにより高温度の80℃で行った。液中Se濃度は時間とともに減少し、幾つかのSe固相を特定した。しかしながら、平衡は未確認である。当初はSe(cr)が支配的であったが、時間の経過とともにFe-Se固相(FeSe₂, FeSe)が生成し始めた。長期にわたっては、熱力学計算で安定な固相として示された地層処分環境下におけるSe溶解度制限固相のFeSe₂を実験的に確かめることができた。

38000618
Development of a TES microcalorimeter for spectroscopic measurement of LX-rays emitted by transuranium elements
前畑　京介*;　中村　圭佑*;　安宗　貴志*;　石橋　健二*;　高崎　浩司;　田中　啓一*;　小田原　成計*;　永田　篤士*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(3), p.308-313(2010) ; (JAEA-J 07219)

　超ウラン元素から放出されるLX線エネルギーの測定のために相転移端(TES)型マイクロカロリーメータを開発した。120nm厚の金と50nm厚のチタンの2層構造とし、TESの相転移温度は200mKで設計した。10から20keVのエネルギーのLX線に対して、吸収効率50%で毎秒100カウントの計数率を確保するためにさらに5.0μmの金の層を金/チタン二層構造上に蒸着している。このTES型マイクロカロリーメータを用いて²⁴¹Am, ²³⁸Pu及び²³⁹Puの線源から放出されるLX線を測定した。検出パルスの減衰時定数は180μsであり、毎秒100カウント以上の計数率でTES型マイクロカロリーメータが作動することを確認した。エネルギー分解能は、²³⁷NpのLβ₁X線である17.75keVのピークにおいて50eVの半値幅であった。

38000619
Measurement of the ⁸⁰Se(γ, n) cross section using laser-compton scattering γ-rays
北谷　文人;　原田　秀郎;　後神　進史;　宇都宮　弘章*;　秋宗　秀俊*;　海堀　岳史*;　豊川　弘之*;　山田　家和勝*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(4), p.367-375(2010) ; (JAEA-J 07220)

　The ⁸⁰Se(γ, n) ⁷⁹Se cross sections were measured with Laser-Compton scattering (LCS) γ-rays to supply fundamental data for the estimation of the inverse reaction cross sections, i.e., the ⁷⁹Se(n, γ) ⁸⁰Se cross sections. An enriched ⁸⁰Se sample and a ¹⁹⁷Au sample were irradiated with LCS γ-rays whose maximum energy was varied from 10.5 MeV to 16.0 MeV. Emitted neutrons were detected by a high efficiency 4π-³He detector. The energy distributions of LCS γ-rays were precisely determined using a high-resolution high-energy photon spectrometer (HHS). The energy dependence of the ⁸⁰Se(γ, n) cross sections was determined for the energy range 10.2-14.6 MeV, The energy point corresponding to each cross section was deduced using the energy distribution of LCS γ-rays.

38000620
Kinetics of oxygen adsorption and initial oxidation on Cu(110) by hyperthermal oxygen molecular beams
盛谷　浩右*;　岡田　美智雄*;　寺岡　有殿;　吉越　章隆;　笠井　俊夫*
Journal of Physical Chemistry A 113(52), p.15217-15222(2009) ; (JAEA-J 07221)

　超熱酸素分子ビームによるCu(110)表面での酸素吸着とそれに続く酸化物生成過程を放射光光電子分光(SR-XPS)を用いて検討した。SR-XPSのO1sピークから決定した酸素吸着曲線から、酸素分子の入射エネルギーが0.5eV以下、酸素被覆率0.5ML以下の領域での酸素吸着過程は、活性化解離吸着と、弱い力で分子状で表面に吸着している前駆体を経由した解離吸着の二つの過程が競合していることが示唆された。被覆率0.5ML以上では酸素分子の入射エネルギーを1eV以上にすることで酸化が効率的に進むが、熱平衡過程と異なり準安定状態のCu₂Oが形成されることがわかった。

38000621
Numerical analysis of heat transfer test of supercritical water in a tube using the three-dimensional two-fluid model code
三澤　丈治;　吉田　啓之;　玉井　秀定;　高瀬　和之
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 3(1), p.194-202(2009) ; (JAEA-J 07224)

　In Japan, development of a supercritical water-cooled nuclear reactor (SCWR) is carried out as one of the next generation nuclear energy systems as proposed by GIF (Generation IV International Forum). In transient operation including start-up, shut-down, and accident, it is possible that coolant in a reactor changes over between supercritical pressure region and subcritical pressure region. In JAEA, three-dimensional two-fluid model analysis code ACE-3D has been developed, and has achievement of detailed thermal-hydraulic analysis code of supercritical light water reactor including transient phenomena, by enhancement of ACE-3D code to supercritical pressure region. This paper shows development and assessment of ACE-3D. It was confirmed that transient change between supercritical and subcritical pressure region can be simulated using ACE-3D, that ACE-3D can predict the results of the past heat transfer experiment in supercritical pressure region, and that introduction of thermal conductivity effect of the wall restrains temperature fluctuation on the wall.

38000622
Correlation between intergranular corrosion and impurities of extra high purity austenitic stainless steels
井岡　郁夫;　鈴木　潤;　本岡　隆文;　木内　清;　中山　準平*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 4(1), p.105-112(2010) ; (JAEA-J 07225)

　再処理施設の沸騰硝酸環境において、粒界腐食はオーステナイト・ステンレス鋼の重大な劣化事象である。粒界腐食の主要因は、結晶粒界への不純物元素の偏析が原因と考えられている。新たな複合溶製技術により、全有害不純物を100ppm以下に抑えた超高純度(EHP:Extra High Purity)オーステナイト・ステンレス鋼を開発した。C, P, S, B等の不純物元素を添加したEHP合金を作製して、粒界腐食と不純物元素量の相関性を調べた。得られた結果を重回帰分析し、粒界腐食に及ぼす不純物元素の影響度を示した。その結果、B, P, Si, C, Sの順に粒界腐食に大きな影響を与え、Mnの影響は少なかった。

38000623
Corrosion behavior of FBR structural materials in high temperature supercritical carbon dioxide
古川　智弘;　稲垣　嘉之;　有冨　正憲*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 4(1), p.252-261(2010) ; (JAEA-J 07226)

　高クロムマルテンサイト鋼(12Cr鋼)及び高速炉構造用316鋼(316FR)を対象に20MPa, 400-600℃の超臨界CO₂中にて腐食試験を実施した。両鋼の2000h浸漬材において、高温酸化が観察された。12Cr鋼の場合、各温度において放物線型の重量増加挙動が観察され、アレニウス型の酸化速度評価式でこれを定式化することができた。鋼表面には2層構造の酸化スケールに覆われていた。316FRの重量増加は12Cr鋼に比べて極わずかであり、12Cr鋼でみられた温度・時間依存性は観察されなかった。鋼表面には、ノジュール状の酸化物が観察された。また、ブレイクアウェイ酸化や延性の低下を招く浸炭が両鋼には観察された。

38000624
Spherical nanoparticle effects on atomic pair distribution function
社本　真一
Journal of the Physical Society of Japan 79(3), p.034601_1-034601_4(2010) ; (JAEA-J 07227)

　パルス中性子源の小角散乱バンクを備えた全散乱装置によって得られる幅広いQ領域の回折パターンは2体分布関数であるPDFを用いた解析に非常に適している。その中で今後可能となるナノ物質の構造解析として、球状ナノ粒子を例として取り上げ、このPDF解析に現れるナノ粒子効果を議論した。

38000625
Pressure-induced antiferromagnetic order in filled skutterudite PrFe₄P₁₂ studied by single-crystal high-pressure neutron diffraction
長壁　豊隆;　桑原　慶太郎*;　川名　大地*;　岩佐　和晃*;　菊地　大輔*;　青木　勇二*;　神木　正史*;　佐藤　英行*
Journal of the Physical Society of Japan 79(3), p.034711_1-034711_7(2010) ; (JAEA-J 07228)

　The order parameter in the pressure-induced insulating phase of filled skutterudite compound PrFe₄P₁₂ has been investigated using high-pressure single-crystal neutron diffraction technique. Clear evidence of the antiferromagnetic order with the propagation vector q = (1, 0, 0) was observed in the insulating phase above 2.7 GPa. The q = (1, 0, 0) structure is identical with that in the non-magnetic ordered phase below 2.5 GPa and with the nesting property of the Fermi surface. The observed magnetic moment of Pr ion is 2μB and almost pressure independent at least up to 4.2 GPa. The 2μB magnetic moment is originated from the dipole in the low-lying quasi-quartet crystal field sate. The pressure-induced antiferromagnetic structure under 3.2 GPa is suppressed by applying magnetic field of about 1.5 T, which is interpreted as flop of magnetic moments into alignment of ferromagnetic state. This brings about the steep decrease of the resistivity due to the disappearance of the antiferromagnetic superstructure.

38000626
International collaboration in assessment of radiological impacts arising from releases to the biosphere after disposal of radioactive waste into geological repositories
Smith, G.*;　加藤　智子
Nuclear Engineering and Technology 42(1), p.1-8(2010) ; (JAEA-J 07229)

　放射性廃棄物地層処分においては、数千年もしくはそれ以上の超長期に渡って、Cl-36のような長半減期核種が、人間が普通にアクセスし利用する環境、すなわち生物圏に放出される。いかなる場合においても、処分場に起因して人間が受ける放射線量が放射線防護基準を満たすことを保証する必要がある。このような長期の時間枠における線量評価においては、地表環境や人間活動の変遷を考慮しなければならないという理由から、評価の枠組みを構築することは容易ではなく、長年に渡る国際共同プロジェクトによりこの問題が議論されてきた。本報では、放射線防護に関する国際的な勧告とサイト特有の評価におけるセーフティケース構築の準備に関して、国際協力により得られた成果及びJAEAを含む各国の研究アプローチについて概説する。

38000627
Development of highly efficient proton recoil counter telescope for absolute measurement of neutron fluences in quasi-monoenergetic neutron calibration fields of high energy
志風　義明;　谷村　嘉彦;　三枝　純;　堤　正博
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 615(2), p.211-219(2010) ; (JAEA-J 07230)

　高エネルギー中性子用のモニターや線量計の正確な較正においては、校正点における中性子フルエンスを評価することが望まれる。準単色中性子場の中性子フルエンスを評価するために、校正点での絶対測定用に高効率反跳陽子カウンターテレスコープ(PRT)を開発した。PRTの構成要素の比較的大きなデザインは、ターゲットからの距離が長くて広い照射野となる校正点における高検出効率に貢献した。コンバータの厚さは、バックグラウンド補正を容易にするために、同じ炭素面密度となるように調整された。高検出効率とその厚さ調整の結果、統計精度を改善することができた。中性子フルエンスは、測定データの解析とMCNPXコードを用いて計算された検出効率に基づいて、6%以内の不確かさで評価された。飛行時間データは、陽子イベントの発生源の解釈に有用な情報を提供した。

38000628
The Vertical profiles of iodine-129 in the Pacific Ocean and the Japan Sea before the routine operation of new nuclear fuel reprocessing plant
鈴木　崇史;　皆川　昌幸*;　天野　光;　外川　織彦
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 268, p.1229-1231(2010) ; (JAEA-J 07231)

　ヨウ素129(¹²⁹I)は半減期1570万年の長寿命放射性核種であり、核実験や核燃料再処理工場の稼動により人為起源¹²⁹Iが環境中に放出される。六ヶ所村に新たに使用済核燃料再処理工場が定常運転を開始予定であり¹²⁹Iの放出が予想される。そこで再処理工場の定常運転前における海水中の¹²⁹Iの分布を把握することは長期的な環境影響評価の観点から重要である。また人為起源¹²⁹Iは海水循環のトレーサーとして利用できる可能性がある。そこで本研究では太平洋,日本海における¹²⁹Iの鉛直分布を明らかにした。太平洋及び日本海における¹²⁹Iの濃度は表層及び亜表層で最も高く水深とともに減少した。太平洋においては水深1500m以下において人為起源¹²⁹Iは観測されなかった。この結果は従来トレーサーとして利用されている¹⁴Cや¹³⁷Csと同様の結果を示した。¹²⁹Iは放出源及び放出量がより明確であることや分析に使用する供試量が少ないことから海水循環を解明する有用なトレーサーになり得ると考えられる。また日本海における¹²⁹Iの水柱における総量は太平洋に比べて3倍高かった。これは日本海固有の海底地形及び海水循環によるものと考えている。

38000629
High-heat-resistant neutron shielding resin
助川　篤彦;　奥野　功一*;　櫻井　真治
Nuclear Technology 168(2), p.553-558(2009) ; (JAEA-J 07232)

　高い耐熱性を有する中性子遮へい樹脂材は、成形性と軽量性の観点から核融合試験装置や計測器のコリーメータでの使用が期待されている。今回、耐熱性を有する3種類の樹脂材について遮へい性能試験を実施した。これまでに耐熱性を有する中性子遮へい樹脂材はKRAFTON-HB4やEPONITEがあった。KRAFTON-HB-4は耐熱温度150℃未満で高速炉用に開発された遮へい材でエポキシ樹脂ベースにホウ素が含まれている。EPONITEは耐熱温度200℃未満でPET加速器用に開発された遮へい材でエポキシ樹脂ベースに灰硼石が含まれている。今回新たに開発した樹脂は耐熱温度が300℃でフェノール樹脂をベースにB₄Cを混練した。中性子遮へいに重要な水素成分とホウ素成分の重量割合は、開発樹脂で(H:1.94, B:6.1)、KRAFTON-HB4で(H:10.5, B:2.0)、EPONITEで(H:3.8, B:30.4)である。中性子線量減衰率の測定実験は²⁵²Cf中性子源を使って実施した。中性子線量測定にはレムカウンターを用いた。その結果、中性子線量が10分の1(1/10価層)になるまでに要する遮へい材の厚さは、ポリエチレンと開発樹脂で0.14m、KRAFTON-HB4で0.15m、EPONITEで0.09mであり、耐熱性は若干劣るもののEPONITEの遮へい性能が最も良いことがわかった。

38000630
Development of advanced loop-type fast reactor in Japan
小竹　庄司;　阪本　善彦;　三原　隆嗣;　久保　重信*;　宇都　成昭;　神島　吉郎*;　青砥　紀身;　戸田　幹雄*
Nuclear Technology 170(1), p.133-147(2010) ; (JAEA-J 07233)

　原子力機構は、電力会社と協力して「高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)」プロジェクトを実施している。FaCTプロジェクトでは、JSFRの概念設計検討とJSFRに取り入れる革新技術の開発を、両者の整合性に留意しつつ実施している。2015年頃までに開発を行うことが現時点での目標であり、その後、JSFR実証炉の許認可手続きに入っていくこととなる。本論文は、設計要求,JSFR設計の特徴及び経済性に関する評価結果について記述したものである。さらに、JSFRの主要な革新技術について開発状況を簡潔に紹介した。

38000631
Development of passive shutdown system for SFR
中西　繁之*;　細谷　拓三郎;　久保　重信*;　小竹　庄司;　高松　操;　青山　卓史;　碇本　岩男*;　加藤　潤悟*;　島川　佳郎*;　原田　清*
Nuclear Technology 170(1), p.181-188(2010) ; (JAEA-J 07234)

　ナトリウム冷却高速増殖炉のための自己作動型炉停止系(SASS)は、異常な過渡変化時のスクラム失敗事象(ATWS)時に冷却材温度の上昇を感知して制御棒を切り離し、重力落下により炉内に挿入する受動的安全機能である。SASSの基本特性を調査するため、既にさまざまな炉外試験を実施し、「常陽」を用いた炉内雰囲気での制御棒の切離し・再結合動作を行う保持安定性実証試験を実施した。また、SASS構成材料への照射影響を確認するため、要素照射試験を実施中である。さらに、JSFRのリファレンス炉心に対するSASSの有効性を確認するため、ATWS事象の安全解析を実施した。その結果、JSFRに信頼性のある受動的炉停止機構を採用できることを確認した。

38000632
Band structures of CeRu₂(Si_1-xGe_x)₂ studied by resonant soft X-ray ARPES
岡根　哲夫;　大河内　拓雄*;　竹田　幸治;　藤森　伸一;　保井　晃;　斎藤　祐児;　山上　浩志;　藤森　淳;　松本　裕司*;　杉　基紀*;　木村　憲彰*;　小松原　武美*;　青木　晴善*
Physica Status Solidi (B) 247(3), p.397-399(2010) ; (JAEA-J 07236)

　Angle-resolved photoelectron spectroscopy measurements were made in the Ce 3d→4f resonance energy region for the paramagnetic state of CeRu₂Si₂, CeRu₂(Si_0.82Ge_0.18)₂ and LaRu₂Si₂ to investigate a variation of band structures around the quantum critical point. The results indicate that the Ce 4f electrons in the paramagnetic state have an itinerant character and participate in the formation of energy bands both in CeRu₂Si₂ and CeRu₂(Si_0.82Ge_0.18)₂, and the change of the band structures in the paramagnetic states should be continuous around the quantum critical point of the CeRu₂(Si_1-xGe_x)₂ system.

38000633
Structure of liquid water under high pressure up to 17 GPa
片山　芳則;　服部　高典;　齋藤　寛之;　池田　隆司;　青木　勝敏;　福井　宏之*;　舟越　賢一*
Physical Review B 81(1), p.014109_1-014109_6(2010) ; (JAEA-J 07237)

　液体の水の構造を融解曲線に沿って、17.1GPa, 850Kまで、X線回折その場回折法によって調べた。低圧では、局所構造は、配位数が増加することによって、単純液体的な構造へと変化した。4GPa付近で分子が密に詰まった構造になると、それ以上の圧縮によって、分子間距離が縮むことによって、体積が収縮した。古典的な分子同力学シミュレーションは、実験結果をよく再現したが、一致の程度は圧力に依存した。対ポテンシャルモデルの限界について議論を行った。

38000634
Eccentric-fluted beam pipes to damp quadrupole higher-order modes
沢村　勝;　古屋　貴章*;　阪井　寛志*;　高橋　毅*;　梅森　健成*;　篠江　憲治*
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams 13(2), p.022003_1-022003_9(2010) ; (JAEA-J 07238)

　空洞の四重極モードを減衰するための偏心フルート付きビームパイプを提案する。偏心フルートは四重極モードから双極モードへのモード変換器として作用する。偏心フルートのパラメータを最適化すると縮退した四重極モードの両方に対して十分な減衰効果を持つ。偏心フルート付きビームパイプを用いたローパワーモデル空洞での外部Q値の測定は電磁界シミュレーションコードMAFIAを用いた3次元計算の結果とよく一致している。

38000635
Fluence-to-dose conversion coefficients for heavy ions calculated using the PHITS code and the ICRP/ICRU adult reference computational phantoms
佐藤　達彦;　遠藤　章;　仁井田　浩二*
Physics in Medicine and Biology 55(8), p.2235-2246(2010) ; (JAEA-J 07239)

　国際放射線防護委員会(ICRP)の新勧告に基づき、幅広い原子番号及びエネルギーを持つ重イオンのフルエンスから実効線量及び実効線量当量への換算係数を計算した。計算は、粒子輸送計算コードPHITSにICRP/ICRUの標準人体模型を組合せて実施した。その結果、宇宙飛行士などの線量評価で用いられる実効線量当量換算係数は、通常の線量評価で用いられる実効線量換算係数と比較して、高エネルギーかつ軽いイオンにおいて顕著に小さくなることがわかった。以上の結果から、高エネルギー重イオンに対する線量評価では、放射線加重係数を適用するより、イオンの種類及びエネルギーに応じた線質を考慮した評価が必要であることが示された。

38000636
Multibubble cavitation inception
井田　真人
Physics of Fluids 21(11), p.113302_1-113302_13(2009) ; (JAEA-J 07240)

　J-PARC中性子源の開発において、高エネルギー陽子ビームの入射直後に水銀中で発生するキャビテーションが問題となっている。衝撃試験装置を用いたオフビーム実験により、キャビテーションによって発生した多数の気泡が高速の水銀ジェットを噴射し、水銀を囲う中性子源容器の寿命を著しく短縮する可能性が示唆されたのである。本論文では、キャビテーション抑制技術開発への一助とすべく、キャビテーション開始直後の複数気泡の振る舞いを詳細解析した。それにより、気泡核が複数ある場においては、液体中に十分に強い負圧が発生した場合にも、(a)その一部のみが急膨張を起こし、その他はほぼ静止したままの状態に保たれる場合があること、(b)気泡の急膨張が他の気泡の膨張に遮られ、崩壊に転ずる場合があることなどを見いだした。また、(c)多数の気泡核が存在する場合、液体中の負圧が大きく減少する場合があることなども明らかになった。これらの知見は、多数の気泡が発生し相互作用する実際的な場での気泡の複雑な振る舞いを理解するうえで有用になるものである。

38000637
Beam collimation and transport of quasineutral laser-accelerated protons by a solenoid field
Harres, K.*;　Alber, I.*;　Tauschwitz, A.*;　Bagnoud, V.*;　大道　博行;　Günther, M.*;　Nürnberg, F.*;　Otten, A.*;　Schollmeier, M.*;　Schütrumpf, J.*;　反保　元伸;　Roth, M.*
Physics of Plasmas 17(2), p.023107_1-023107_7(2010) ; (JAEA-J 07241)

　This article reports about controlling laser-accelerated proton beams with respect to beam divergence and energy. The particles are captured by a pulsed high field solenoid with a magnetic field strength of 8.6 T directly behind a flat target foil that is irradiated by a high intensity laser pulse. Proton beams with energies around 2.3 MeV and particle numbers of 10¹² could be collimated and transported over a distance of more than 300 mm. In contrast to the protons the comoving electrons are strongly deflected by the solenoid field. They propagate at a submillimeter gyroradius around the solenoid's axis which could be experimentally verified. The originated high flux electron beam produces a high space charge resulting in a stronger focusing of the proton beam than expected by tracking results. Leadoff particle-in-cell simulations show qualitatively that this effect is caused by space charge attraction due to the comoving electrons. The collimation and transport of laser-accelerated protons is the first step to provide these unique beams for further applications such as postacceleration by conventional accelerator structures.

38000638
Simulation of laser-accelerated proton focusing and diagnosis with a permanent magnet quadrupole triplet
榊　泰直;　西内　満美子;　堀　利彦;　Bolton, P.;　反保　元伸;　余語　覚文;　近藤　公伯;　河西　俊一;　岩瀬　宏*;　仁井田　浩二*
Plasma and Fusion Research (Internet) 5, p.009_1-009_2(2010) ; (JAEA-J 07242)

　モンテカルロ型重イオン輸送コード(PHITS)は、永久4極磁石トリプレット配置を用いたレーザー駆動型陽子線の収束・発散の計測の診断ために使われた。そして、固体飛程検出器CR-39で計測されたレーザー駆動型陽子ビーム形状と比較し、PHITSの計算結果がこの検出器の振る舞いを再現し、現実的な予測をするためのツールとしてこの計算コードが使われて問題ないことがわかった。

38000639
Advanced tokamak research in JT-60U and JT-60SA
諫山　明彦;　JT-60チーム
Plasma and Fusion Research (Internet) 5, p.S1003_1-S1003_7(2010) ; (JAEA-J 07243)

　本論文では、JT-60U及びJT-60SAにおける先進トカマク研究の成果について記述している。先進トカマクプラズマにおいては、高い規格化ベータ値(β_N),高い閉じ込め性能(H_H98(y,2)),高い非誘導電流駆動割合等を同時に満たすプラズマを定常的に維持することが必要である。JT-60Uでは、2008年8月末の運転終了まで、先進トカマクプラズマ開発を精力的に行い、(1)ITERハイブリッド・シナリオで要求されるパラメータを満たす高ベータ・高閉じ込めプラズマの長時間維持(β_N=2.6, H_H98(y,2)=1.0-1.1, 自発電流割合0.43-0.46を25秒間),(2)変調した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の安定化,(3)自由境界理想ベータ限界を超えた高βプラズマの長時間維持等に関する成果を上げてきた。また、JT-60SAの設計活動においては、本体機器の設計のほか、運転領域に関する検討も進められている。また、先進トカマク領域において発生する新古典テアリングモード及び抵抗性壁モードをそれぞれECCD及び外部磁場コイルにより能動的に制御することを想定していて、これに関する詳細な物理検討も進められている。

38000640
Proton acceleration experiments and warm dense matter research using high power lasers
Roth, M.*;　Alber, I.*;　Bagnoud, V.*;　Brown, C. R. D.*;　Clarke, R.*;　大道　博行;　Fernandez, J.*;　Flippo, K.*;　Gaillard, S.*;　Gauthier, C.*;　Geissel, M.*;　Glenzer, S.*;　Gregori, G.*;　Günther, M.*;　Harres, K.*;　Heathcote, R.*;　Kritcher, A.*;　Kugland, N.*;　LePape, S.*;　Li, B.*;　Makita, M.*;　Mithen, J.*;　Niemann, C.*;　Nürnberg, F.*;　Offermann, D.*;　Otten, A.*;　Pelka, A.*;　Riley, D.*;　Schaumann, G.*;　Schollmeier, M.*;　Schütrumpf, J.*;　反保　元伸;　Tauschwitz, A.*;　Tauschwitz, An.*
Plasma Physics and Controlled Fusion 51(12), p.124039_1-124039_7(2009) ; (JAEA-J 07244)

　The acceleration of intense proton and ion beams by ultra-intense lasers has matured to a point where applications in basic research and technology are being developed. Crucial for harvesting the unmatched beam parameters driven by the relativistic electron sheath is the precise control of the beam. In this paper we report on recent experiments using the PHELIX laser at GSI, the VULCAN laser at RAL and the TRIDENT laser at LANL to control and use laser accelerated proton beams for applications in high energy density research. We demonstrate efficient collimation of the proton beam using high field pulsed solenoid magnets, a prerequisite to capture and transport the beam for applications. Furthermore, we report on two campaigns to use intense, short proton bunches to isochorically heat solid targets up to the warm dense matter state. The temporal profile of the proton beam allows for rapid heating of the target, much faster than the hydrodynamic response time thereby creating a strongly coupled plasma at solid density. The target parameters are then probed by x-ray Thomson scattering to reveal the density and temperature of the heated volume. This combination of two powerful techniques developed during the past few years allows for the generation and investigation of macroscopic samples of matter in states present in giant planets or the interior of the earth.

38000641
ESR study on carboxymethyl chitosan radicals in an aqueous solution
佐伯　誠一;　長澤　尚胤;　廣木　章博;　森下　憲雄;　玉田　正男;　室屋　裕佐*;　工藤　久明*;　勝村　庸介*
Radiation Physics and Chemistry 79(3), p.276-278(2010) ; (JAEA-J 07245)

　水溶性の多糖類誘導体であるカルボキシメチルキトサン(CMCTS)は10%以上の濃厚水溶液で放射線照射により橋かけ反応を起こしゲルが形成される。しかし、放射線橋かけ反応機構の詳細については明らかではなく、放射線照射後に生成する多糖ラジカルの同定も詳細にはなされていない。そこで、水の放射線分解生成物であるOHラジカルとの反応により生成したCMCTSラジカルを高速流通法を用いた電子スピン共鳴(ESR)測定法により同定した。その結果、水溶液中におけるCMCTSラジカルを直接観測でき、生成する多糖ラジカルは、CMCTSのカルボキシメチル基の第2級炭素上にラジカルであると同定した。

38000642
Impact of the new nuclear decay data of ICRP Publication 107 on inhalation dose coefficients for workers
真辺　健太郎;　遠藤　章;　Eckerman, K. F.*
Radiation Protection Dosimetry 138(3), p.245-250(2009) ; (JAEA-J 07246)

　新たに出版された放射性核種データICRP Publication 107(ICRP107)と、従来のデータICRP Publication 38(ICRP38)を用いて、放射性核種データの更新が線量係数に与える影響を調べた。DCALコードを用いて、90元素,774核種,1572ケースについて、職業人が放射性核種を吸入摂取した際の預託実効線量係数を計算した。ICRP107に基づく線量係数がICRP38に基づく線量係数に対して10%以上増加したのは98ケース、10%以上減少したのは54ケースであった。線量係数の違いは、壊変あたりに放出される全エネルギーの変更が主な原因であることが明らかになった。また、半減期,放射線の種類及び崩壊様式の変更も、線量係数の違いをもたらした。

38000643
Frequency-resolved optical gating system with a tellurium crystal for characterizing free-electron lasers in the wavelength range of 10-30 μm
飯島　北斗;　永井　良治;　西森　信行;　羽島　良一;　峰原　英介*
Review of Scientific Instruments 80(12), p.123106_1-123106_5(2009) ; (JAEA-J 07247)

　A second-harmonic generation frequency-resolved optical gating (SHG-FROG) system has been developed for the complete characterization of laser pulses in the wavelength range of 10-30 μm. A tellurium (Te) crystal is used so that spectrally resolved autocorrelation signals with a good signal-to-noise ratio (SNR) are obtained. Pulses (wavelength: ∼22 μm) generated from a free-electron laser (FEL) are measured by the SHG-FROG system. The SHG intensity profile and the spectrum obtained by FROG measurements are well consistent with those of independent measurements of the pulse length and spectrum. The pulse duration and spectral width determined from the FROG trace are 0.6 ps and 5.2 THz at full-width half-maximum (FWHM), respectively.

38000644
3D modeling of the electron energy distribution function in negative hydrogen ion sources
寺崎　良*;　藤野　郁朗*;　畑山　明聖*;　水野　貴敏;　井上　多加志
Review of Scientific Instruments 81(2), p.02A703_1-02A703_3(2010) ; (JAEA-J 07248)

　将来の核融合炉に向けた大型水素負イオン源の開発において、空間的に一様な負イオン生成を実現することは重要な課題の一つである。近年、原子力機構の10A負イオン源における実験で、イオン源内の電子エネルギー分布が空間的に非一様となること、及びその電子エネルギー分布により負イオン生成分布が空間的に非一様となることが明らかにされた。そこで、本研究の目的は、電子エネルギー分布の解析を行い、空間的に非一様な電子エネルギー分布形成の物理的機構を明らかにし、空間的に一様な負イオン生成の実現に資することである。この目的のため、われわれはモンテカルロ法を用いた空間三次元・速度空間三次元(3D3V)の電子エネルギー分布解析コードを開発した。このコードを用いて、JAEAの10A負イオン源を対象とした解析を行ったところ、実験で観測されたイオン源内の電子エネルギー分布の空間的非一様性を再現した。われわれの開発したコードは次世代負イオン源の設計に有力なツールとなりうる。

38000645
Recent operation status of Japan Proton Accelerator Research Complex H^- ion source
小栗　英知;　上野　彰;　池上　清*;　滑川　裕矢;　大越　清紀
Review of Scientific Instruments 81(2), p.02A715_1-02A715_3(2010) ; (JAEA-J 07249)

　A cesium-free H^- ion source driven with a LaB₆ filament is being operated for J-PARC. The beam commissioning of J-PARC accelerators started in November 2006. As of May 2009, the ion source has been successfully operated in two different modes such as a low current mode of 5 mA and a high current mode of 30 mA. According to the task of the run, one of the two modes was selected. However, it has been restricted to only the low beam current mode for the stable operation of the RFQ linac which has serious discharge problem from September 2008. The total interruption time during the runs due to the ion source failure is about 50 h as of May 2009. The availability of the ion source is calculated to be 99%. The interruptions were mainly (about 90%) caused by the insufficient lifetime of the filament. By a few modifications on the filament shape administered, we succeeded in achieving the lifetime of 2,030 h, which included 1,250 h in the low beam current mode and 780 h in the high mode. The interruption due to the filament failure does not occur in the last one year. Another cause of the interruption is a discharge at the ceramics insulator. Recently, the discharge occurs once a few weeks. Although the interruption time due to the discharge is much shorter than the filament failure, we are now studying how to stop the discharge for more stable operation.

38000646
A Survey of optimal filament shape in a Japan Proton Accelerator Research Complex H^- ion source
池上　清*;　上野　彰;　小栗　英知;　滑川　裕矢;　大越　清紀
Review of Scientific Instruments 81(2), p.02A717_1-02A717_4(2010) ; (JAEA-J 07250)

　A cesium-free H^- ion source driven with a LaB₆ filament is under operation at the J-PARC. The ion source succeeded in producing the maximum beam current of 38 mA, which is satisfied with the requirement for the J-PARC initial stage of 36 mA. The operating beam current, however, is within 30-33 mA during the accelerator beam commissioning run because we restrict the maximum arc current to 300 A for a highly stable beam operation. In order to improve the arc power efficiency for the beam current and to examine the possibility to satisfy with the requirement for the J-PARC final goal, we started to survey about the optimal size and shape of the LaB₆ filament by using the H^- ion source test stand. All the tests were carried out with the same condition such as the arc current (300 A), the beam energy and the magnet configuration of the plasma chamber. The beam-current of 35.2 mA was extracted using a double spiral LaB₆-filament with a diameter of 29.5 mm and length of 35.5 mm, which is the same dimension as the present J-PARC ion source. By using a smaller one with a diameter of 15 mm and length of 34 mm, the beam current was increased to 41.8 mA. Furthermore, it was increased to 43.4 mA by using a flat triple hairpin shape LaB₆-filament.

38000647
Useful technique for analysis and control of the acceleration beam phase in the azimuthally varying field cyclotron
倉島　俊;　湯山　貴裕;　宮脇　信正;　柏木　啓次;　奥村　進;　福田　光宏*
Review of Scientific Instruments 81(3), p.033306_1-033306_7(2010) ; (JAEA-J 07251)

　AVFサイクロトロンでは、ビームの加速位相を測定し、制御することは非常に重要であるが、短時間で簡便に計測して制御する手法はこれまでなかった。そこで、原子力機構AVFサイクロトロンにおいて、等時性磁場を調整した後に加速周波数を上下にスキャンしてサイクロトロン内部の任意の半径におけるビーム電流の変化を計測し、その電流パターンの対称性から加速位相を、また電流が減少する部分の傾きからビーム位相幅を求める手法を開発した。検証実験により、本手法の信頼性を確認した。さらに、等時性磁場を変えずに中心バンプ磁場を調整して加速位相を短時間で最適化するプロセスを考案した。

38000648
Depth-resolved XAFS analysis of SrTiO₃ thin film
米田　安宏;　谷田　肇*;　高垣　昌史*;　宇留賀　朋哉*
Transactions of the Materials Research Society of Japan 35(1), p.99-102(2010) ; (JAEA-J 07252)

　SrTiO₃薄膜の基板効果を明らかにするためにXAFSを行った。レーザーMBEで作製した薄膜は基板効果によって生じる格子歪みが緩和されるのに500-2500Å必要であるとされている。この緩和機構を局所構造から観測することを試みた。蛍光XAFSを2次元検出器を組合せることによって、薄膜中のどの深度からの蛍光X線かを選別することができる。こうして得られた深さ依存の動径分布関数は、基板効果よりもむしろ表面における再構成構造に強く変調されていることがわかった。

38000649
X-ray diffraction from the ferroelectric fluctuation and domain walls of barium titanate
米田　安宏;　香村　芳樹*;　鈴木　芳生*
Transactions of the Materials Research Society of Japan 35(1), p.103-106(2010) ; (JAEA-J 07253)

　チタン酸バリウムの相転移を平均構造と局所構造の両面から再検討した。2体相関分布関数から得られる短範囲構造では、チタン酸バリウムは3度の相転移を経ても局所構造がほとんど変化しないことから秩序-無秩序型の相転移であることを強く示唆する結果が得られた。さらにBragg反射の微細構造から得られるX線トポグラフィからも相転移直下で複雑なドメイン変調が観測され、このような多彩なドメイン構造が形成されることからも局所構造の変化のない秩序-無秩序型の相転移であることを支持している。相転移直下で観測されたマイクロドメインは純粋なチタン酸バリウムにおける脱分極温度であると考えられる。

38000650
堆積軟岩における立坑掘削の内空変位計測に基づく岩盤挙動分類の提案
津坂　仁和
土木学会論文集,F 66(1), p.181-192(2010) ; (JAEA-J 07254)

　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合わせた合理的な支保構造へと変更していく。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。2009年2月末には、換気立坑が深度250m,東立坑が深度140mに到達している。同プログラムでは、各種計測結果を迅速に評価し、後続の施工区間や西立坑掘削時の岩盤挙動を予測できる指標を必要としている。本研究では、2本の立坑で計測した内空変位量から、掘削初期段階の初期変形率と、覆工コンクリートの構築までに生じる断面変形率の関係を考察し、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。これを踏まえ、初期変形率と立坑底盤で実施した孔内載荷試験結果に基づく弾性係数との関係を分析した。同分類に基づけば、立坑底盤から先行ボーリングを利用した孔内載荷試験を実施し、岩盤の弾性係数を得ることにより、載荷深度付近の立坑掘削に伴う岩盤挙動を迅速に予測することができる。

38000651
新もんじゅ保修作業管理システムの開発
寺内　誠;　政井　上;　鈴木　信太郎*
FAPIG (180), p.30-35(2010) ; (JAEA-J 07255)

　高速増殖原型炉「もんじゅ」では、プラントの保修作業管理業務における安全性,信頼性のさらなる強化を目的に、現行のクライアント/サーバ方式によるプラント保修作業管理システムの更新に着手。より保守性,信頼性の高いWeb方式による新作業票管理システムの運用を平成21年度より開始した。運用当初より「もんじゅ」を安全かつ効率的に運用するための保修業務において必須で中核のシステムとして位置付けられている。本稿では、新作業票管理システムの特徴や機能について解説し、原子力機構の保修作業管理業務におけるIT化への取り組みについて紹介するものである。

38000652
Se(IV)/Se(VI)の標準電極電位に関するサイクリックボルタンメトリーによる実験的研究
土井　玲祐;　油井　三和
原子力バックエンド研究 16(1), p.35-42(2009) ; (JAEA-J 07257)

　本研究では、純粋な溶液系で実験が可能なサイクリックボルタンメトリーを用いてSe(IV)/Se(VI)の酸化還元反応の標準電極電位を求めた。室温条件下でNaClO₄を用いてイオン強度を調整した系( I(mol/kg)=0.500, 1.00, 1.50, 2.00)で式量電位を測定し、式量電位から特異イオン相互作用モデル(SIT)により標準電極電位を導出した。さらに、サイクリックボルタンメトリーにより得られるピーク電位のSe濃度依存性から、次の反応の標準電極電位が得られた。HSeO₃^-+H₂O=SeO₄^2-+3H⁺+2e^-E⁰=0.821±0.002V vs. SHE.本研究により決定したこの標準電極電位は、OECD/NEAの選定値より卑な値であり、OECD/NEAの選定値では矛盾していたSe(VI)の存在を確認した既往の実験研究を裏付けるものである。

38000653
緩衝材の地球化学プロセスに着目した熱-水-化学連成挙動に関する工学規模の人工バリア試験と解析評価
鈴木　英明;　藤崎　淳*;　藤田　朝雄
原子力バックエンド研究 16(1), p.43-56(2009) ; (JAEA-J 07258)

　高レベル放射性廃棄物の地層処分における人工バリア定置後のニアフィールドの挙動は、廃棄体からの放熱,人工バリア内への地下水の浸潤,緩衝材の膨潤,間隙水組成の変化など、熱的,水理学的,力学的及び地球化学的プロセスが相互に影響を及ぼし合う連成現象が生じることが予想される。このようなニアフィールドの連成挙動の現実的な理解と予測を目的に、ニアフィールドの連成現象を表現する熱-水-応力-化学連成挙動解析モデルの開発を行っている。本論は、工学規模の人工バリア試験結果及び開発した連成解析モデルによる確証解析結果について述べる。人工バリア試験では、緩衝材中の物質移行及び地球化学プロセスにかかわる情報を得た。そして、開発した連成解析モデルにより、モルタルからの高アルカリ性間隙水の浸潤による緩衝材の地球化学プロセスに着目した熱-水-化学連成解析を実施した。その結果、工学規模の人工バリア試験の温度場,再冠水挙動及び緩衝材とモルタルとの境界部での鉱物の溶解沈殿挙動を説明でき、開発した連成解析モデルが、緩衝材が飽和するまでの過渡的な遷移状態における熱-水-化学連成挙動評価に適用できることを確認した。

38000654
散逸粒子動力学シミュレーションによる放射線グラフト電解質膜の構造解析
澤田　真一;　八巻　徹也;　小沢　拓*;　鈴木　晶大*;　寺井　隆幸*;　前川　康成
高分子論文集 67(3), p.224-227(2010) ; (JAEA-J 07259)

　燃料電池電解質膜の高度化を図るため、膜内構造に関する基礎的知見を得ることは極めて重要である。そこで本研究では、散逸粒子動力学シミュレーション(DPD)法を用いて、架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を基材とする電解質膜の構造を予測した。はじめに分子構造に基づき、-(CF₂)₆-, -CH₂(CH(C₆H₄SO₃H))-を、それぞれ粒子A, Bと見なし、これら粒子を用いてモデル分子を構築した。モデル分子と適当量の水粒子W(7H₂Oに相当)を含む系を作成し、DPD法によって系の時間発展を計算した。平衡状態において、スチレンスルホン酸グラフト鎖(粒子B)と水(粒子W)は混合し、PTFE領域(粒子A)から相分離することがわかった。グラフト鎖-水の混合相の構造を詳細に調べるため、粒子W-W間の動径分布関数を求めた。その結果、直径1.8nmという非常に小さい水クラスターが存在することが明らかとなった(Nafion膜における水クラスターは直径4∼5nm程度)。このように特異的な水クラスター構造が、架橋PTFE電解質膜の高プロトン伝導性や水透過抑制能の起源であると考えられる。

38000655
先進再処理機器用の超高純度(EHP)ステンレス鋼の開発
井岡　郁夫;　木内　清;　中山　準平*
まてりあ 49(3), p.122-124(2010) ; (JAEA-J 07260)

　再処理施設においては、沸騰状態の濃硝酸を用い、酸化性の強い核分裂生成物(FP)などを含有するために極めて厳しい腐食環境になることが知られている。海外での腐食事例や国内で運転経験を経て、構造材には極低CのSUS304ULC鋼が開発された。先進再処理施設では、現行のものよりも多くのFP等を含有する使用済核燃料を扱うことが予測され、腐食環境はますます厳しいものになる。そのために、現行のSUS304ULC鋼に比べて、数倍以上の耐硝酸腐食性に優れる鋼材が必要となる。実機製造プロセスと材料の成分範囲を同時に考慮して、先進再処理機器用材料を目的とした、強酸化性環境で優れた耐食性を有する超高純度(EHP: Extra High Purity)ステンレス鋼を開発した。本報では、EHP合金の実用化の現状について紹介する。

38000656
核不拡散を巡る最近の流れについて
高川　定義
日本軍縮学会ニュースレター (4), p.4-6(2010) ; (JAEA-J 07262)

　近く、日米間の安全保障関連の国際法策定過程における交渉経緯等についても研究が公表される趣であるが、国内法であると国際法であると問わず個別の法は主権者の同意手続きを経て成立する。「個別国際法」に対する主権者の同意の中身が関係国ごとに異なるようなことが仮にあるとすれば、当該国際法の存立基盤そのものが脅かされることともなり得よう。我が国の安全を確実に担保していくためにも関連国際法の成立過程においては十分に慎重な手続きが求められる。いずれの国も多国間・二国間のさまざまな国際法規範を十分に尊重するところから物事を進めていくのが得策なのであろう。

38000657
T字合流部における渦構造と温度変動に関する実験研究
田中　正暁;　黒川　康治*;　瀧田　宏樹*;　文字　秀明*
日本機械学会論文集,B 76(763), p.463-465(2010) ; (JAEA-J 07263)

　本研究では、サーマルストライピング現象が発生する代表部位としてT字合流部を選定し、数値解析コードの検証用データの取得,流体-構造間の熱伝達モデルの開発、並びに流体混合時に発生する渦構造と温度変動特性との相互関係の解明を目的とした水流動実験を行っている。主流に流入する枝管噴流の挙動に着目し、粒子画像計測法(PIV)により混合領域での速度場を計測して混合場で形成される渦構造について検討するとともに、熱電対による壁面近傍の流体温度計測を行い周波数特性に着目して渦構造と温度変動発生メカニズムとの関係について調べた結果を報告する。

38000658
ECH·ECCD実験の進展; ECH·ECCD装置の進展
坂本　慶司
プラズマ・核融合学会誌 85(6), p.351-356(2009) ; (JAEA-J 07264)

　最近の大電力ジャイロトロンを中心としたECH·ECCD技術開発の進展を紹介する。100GHz帯ジャイロトロンは、1990年代にエネルギー回収技術や人工ダイヤモンド窓の開発等、多くのブレークスルーが達成された後、2000年代に入り長パルス化に向けた開発研究が進み、近年、ITERの要求を満たす周波数170GHz,出力1MWレベルでエネルギー変換効率55%以上の連続出力が実証されるなど、長足の進歩を遂げた。ジャイロトロン開発の進歩に伴い、伝送系技術の進歩やランチャーの設計開発も進展し、ITERでも主力加熱装置として期待されている。

38000659
¹¹CO₂と植物用ポジトロンイメージング装置を用いたダイズ植物の根粒に対する光合成産物移行のリアルタイム解析
伊藤　小百合;　鈴井　伸郎;　河地　有木;　石井　里美;　石岡　典子;　藤巻　秀
Radioisotopes 59(3), p.145-154(2010) ; (JAEA-J 07267)

　ダイズ植物の根粒に対する光合成産物移行について、ポジトロンイメージング装置とポジトロン放出核種¹¹Cで標識した二酸化炭素トレーサを用いて解析した。特に、多数の小さな根粒を着生する根粒超着生変異系統NOD1-3を用いて親系統との比較を行った。変異系統,親系統いずれも、地下部へ移行した¹¹C-光合成産物のほとんどは、根の基部に密集する根粒に蓄積しており、基部の根粒には遠位の根粒と比較して、根粒1個あたりでも根粒体積あたりでも光合成産物の移行量が大きいことが示された。基部と遠位、それぞれの部位において、根粒体積あたりの光合成産物の移行量について変異系統と親系統を比較すると、両者に違いがないことが明らかになった。一般的に変異系統では親系統よりも一個体あたりの窒素固定能が劣るが、これは従来考えられてきたように単に根粒数の増加により根粒全体の光合成産物の消費量が増加するためというより、光合成産物の分配の乏しい遠位への着生割合が増加することが原因であることが示唆された。本研究では、ダイズを用いた個々の根粒への光合成産物の移行について、非侵襲的放射線イメージング技術により解析することに初めて成功した。

38000660
レーザー駆動プラズマ軟X線レーザーの開発とその応用
河内　哲哉
レーザー研究 37(12), p.854-858(2009) ; (JAEA-J 07268)

　レーザー駆動プラズマ軟X線レーザー開発の最近の進展とその応用について記述する。ダブルパルス照射法や超短パルス照射法による過渡利得方式など、過去20年間に渡って行われてきた励起方法の最適化により、軟X線レーザーの発生に必要な励起光源の小型化が進んでいる。現在では10-30nmの波長領域の飽和増幅に達した軟X線パルスの発生がテーブルトップシステムで可能になっている。この特徴ある光源を用いた研究分野は多岐に渡り、物質科学や、原子・分子物理学、さらにはナノ加工などで興味深い研究が行われている。本論文では、小型高繰り返しの軟X線レーザーの現状と、さらなる小型化を進めるうえでの問題点を議論するとともに、最近のコヒーレント軟X線利用研究の幾つかの例を紹介する。

38000661
重要ノードに着目した大規模ネットワークの可視化システム
宮村　浩子;　大坐畠　智*;　中尾　彰宏*;　川島　幸之助*;　鈴木　喜雄
信学技報 109(448), p.357-362(2010) ; (JAEA-J 07269)

　ファイル共有ネットワークでは、著作権の侵害や個人情報の流出につながるファイルが流出する事故が問題となっている。この問題を解決するための糸口として、ファイル共有ネットワークの状態を観察し、重要なノードに着目できるネットワークデータの可視化システムを提案する。このシステムでは、ネットワークを構成するノードをファイル保有数やキーファイル保有数など、さまざまな項目に着目して観察できる。

38000662
Redox-dependant sulphate coordination of neptunium in aqueous solutions
Hennig, C.*;　池田　篤史;　津島　悟*;　Scheinost, A. C.*
ESRF Highlights 2009 , p.84-85(2010) ; (JAEA-J 07270)

　水溶液中でネプツニウムと硫酸が形成する溶存錯体において、硫酸イオンの配位様式が価数によって単座・二座と複雑に変化する事をX線吸収分光法によって明らかにした。

38000663
Reliable measurement method to reveal a peculiar dielectric dispersion in wet rocks by means of ACROSS
松本　裕史*;　茂田　直孝;　熊澤　峰夫;　中島　崇裕
Handbook of Geophysical Exploration; Seismic Exploration, Vol.40 , p.121-133(2010) ; (JAEA-J 07271)

　Precise and reliable method for complex dielectric permittivity measurement was developed using the data processing method of ACROSS(Accurately controlled Routinely Operated Signal System) and aids in electric circuit and electrode installation to reduce bias in measurement. By using the method, we succeeded to clarify that moist quartz grains and glass beads causes such strong dielectric dispersion that dielectlic permittivity increases in reciprocal proportion to frequency, and exceeds 1.0E5 at 1mHz. Loss angle was of the order of 1.0E-2 radian relatively independent to frequency, which suggests possibility that moist crust has significant dielectricity that can be detected by EM prospecting method in future.

38000664
EM-ACROSS system and corresponding tensor transfer functions in diffusion field region
中島　崇裕;　國友　孝洋;　長尾　大道*;　熊澤　峰夫;　茂田　直孝
Handbook of Geophysical Exploration; Seismic Exploration, Vol.40 , p.177-191(2010) ; (JAEA-J 07272)

　地下の電磁気的状態をモニタリングするための人工ソースを用いた探査手法を開発し、電磁アクロスと名づけた。この手法では使用する周波数帯に関係なく応用ができる。東濃地域に2方向の接地ダイポールにより送信するシステムを設置し、500Hz以下の拡散場領域での探査が行えるようになった。試験観測として、950m離れた受信点で観測をし、精密なテンソル伝達関数を取得することができた。この試験観測を1か月以上続け、降雨に対応した変動も見られた。

38000665
Stacking strategy for acquisition of an ACROSS transfer function
長尾　大道*;　中島　崇裕;　熊澤　峰夫;　國友　孝洋
Handbook of Geophysical Exploration; Seismic Exploration, Vol.40 , p.213-227(2010) ; (JAEA-J 07273)

　Development of a powerful staking technique is important in the active monitoring in order to enhance effectively the signal-to-noise ratio(SNR) by utilizing not only quiet nighttime data but also noisy daytime data. Here we propose a staking technique for data obtained by the Accurately Controlled Routinely Operated Signal System(ACROSS) with a reasonable method for noise level evaluation. An essential point is that the SNR would enhance by a data stacking in reciprocal proportion to the square root of the time period of observation. We show an application of this stacking method to real seismic and electromagnetic data and obtained at our observation test site of ACROSS.

38000666
Automatic travel time determination from a frequency-domain transfer function; The Sompi event analysis
羽佐田　葉子*;　熊澤　峰夫;　鶴我　佳代子*;　國友　孝洋;　笠原　順三*
Handbook of Geophysical Exploration; Seismic Exploration, Vol.40 , p.381-395(2010) ; (JAEA-J 07274)

　We have developed a method to extract "events" localized in time domain from a transfer function in frequency domain, which is a basic analysis method of ACROSS(Accurately-Controlled Routinely-Operated Signal System). As the previous procedure has some difficulties in practical application, a revised one based on maximum likelihood estimation has been designed. We present the basic theory inclusive of the revision and the practical procedure for automatic travel time determination. The numerical test supports the validity of this method for analysis of transfer functions involving plural "events" in time domain.

38000667
Establishment of ion beam technology for breeding
田中　淳
Induced Plant Mutations in the Genomics Era , p.216-219(2009) ; (JAEA-J 07275)

　We have begun to investigate the characteristics of ion beams for inducing mutation from a molecular to a phenotypic level. Mutation induction rates were investigated using known visible Arabidopsis mutant phenotypes. These observations indicated that mutation frequencies induced by carbon ions were 20-fold higher than those induced by electrons. Molecular analyses showed that half of the mutants induced by ion beams possessed large DNA alterations, while the rest had point-like mutations. The common feature of mutations induced by ion beams is the deletion of several bases. It is possible that ion beams induce a limited number of large and irreparable DNA lesions, resulting in the production of null mutations that show a new mutant phenotype. Novel mutants such as UV-B resistant and frilled petal have been induced by 220 MeV carbon ions in Arabidopsis. The mutated genes were found to encode novel and key proteins for each process. In chrysanthemum and carnation, several kinds of flower-color and flower-form mutants that have never been produced by γ-rays or X-rays were induced by carbon ions. These observations indicate that the characteristics of mutations induced by ion beams are high frequency and broad spectrum, and produce novel mutants. Many breeding programmes are using mutants induced by ion beams and successfully producing useful new crop varieties.

38000668
Development of a 500-kV photo-cathode DC gun for the ERL light sources in Japan
西森　信行;　永井　良治;　飯島　北斗;　羽島　良一;　山本　将博*;　武藤　俊哉*;　本田　洋介*;　宮島　司*;　栗木　雅夫*;　桑原　真人*;　奥見　正治*;　中西　彊*
Proceedings of 31st International Free Electron Laser Conference (FEL 2009) , p.277-280(2009) ; (JAEA-J 07279)

　Energy recovery linac (ERL) based next generation light sources such as X-ray oscillator require high brightness electron gun. We have developed a 500-kV, 10-mA photocathode DC gun by the collaboration efforts of JAEA, KEK, Hiroshima University and Nagoya University. A segmented cylindrical ceramic insulator with guard rings is employed to improve stability and robustness at high voltage operation by keeping secondary electrons away from the ceramic surface. A Cockcroft-Walton power supply is installed in a SF6 tank and high voltage test up to 550 kV was successfully done. All the vacuum chambers are made of chemically polished titanium alloy with very low out-gassing. A photocathode preparation system was assembled and vacuum test is performed. Up-to-date status of the gun development will be presented in detail.

38000669
First trial to study the feasibility of direct plutonium mass measurement in a process tank by a new NDA; Advanced solution measurement and monitoring system
中村　仁宣;　高谷　暁和;　向　泰宣;　細馬　隆;　吉元　勝起;　田村　崇之*;　岩本　友則*
Proceedings of INMM 50th Annual Meeting (CD-ROM) , 9p.(2009) ; (JAEA-J 07283)

　日本原燃と原子力機構は共同で六ヶ所再処理工場(RRP)のための初の試みである先進的な溶液測定・モニタリング装置(ASMS)の開発に着手した。開発の目的は非破壊測定装置によりプロセスタンク中の純粋な高濃度Pu溶液に対する直接Pu量測定技術を確立することにある。仮に実現すれば、ASMSは直接測定とモニタリング能力を提供し、中間在庫検認におけるサンプリングや分析の代替となり、さらに安全のためのプロセスモニタリングが可能となる。測定不確かさの目標は6%以下(1σ)であり、これはNDAによるIIVにおける部分欠損を検認するレベルと同等である。測定原理はMOX粉末に対する技術と類似しているが、溶液の特性によるα値の変動に対する技術確立が必要となる。最初の試みとしては、簡素な中性子測定器を組み立てて原子力機構の転換施設において試験を行った。その設置を行う前に、MCNP計算をセルとタンク全体に対して実施した。検出器間に適切な空間を持つ2つの検出器は環状槽の中央に設置し、その後硝酸プルトニウム溶液を用いて52kgPuまでの範囲で校正試験を行った。結果的に、MCNP計算結果と測定値(Singles/Doubles)間によい一致が得られた。適用性調査研究としては、解決すべき課題を抽出する必要があった。本発表ではASMSのメリットを示すとともに、設置と検出器のセットアップについてレビューし、予備的な校正結果を考察した。

38000670
Operator's experience on random interim inspection for MOX fuel plant at JNC-1 site
長谷　竹晃;　浅野　隆;　藤原　茂雄;　高橋　三郎
Proceedings of INMM 50th Annual Meeting (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 07284)

　統合保障措置手法の適用に伴い、核燃料サイクル工学研究所における査察は、計画的な日時に実施されていた中間査察から、新たな試みである短期通告にて実施されるランダム査察へ移行した。MOX燃料施設(PPFF/PFPF)のおける従来の中間査察は、施設運転停止状態で実施されていたのに対し、ランダム査察は、施設運転状態にて査察を実施することを前提として、検討査察による施設運転への影響を低減させるため、原子力機構は、施設者の立場からさまざまな提案を行った。ランダム査察適用後、核物質を管理する部署にとっては、日々の待機要員の確保及び査察当日における短期間での申告情報の作成等が新たに必要となった。しかしながら、施設全体で見た場合、査察による施設運転停止日数は、大幅に低減している。本件では、MOX燃料施設(PPFF/PFPF)における施設運転状態で短期通告にて実施されるランダム査察について、査察による施設運転への影響を低減するために行った原子力機構の取り組み及びその効果について、施設者の観点から報告する。

38000671
Development of integrated safeguards approach for JNC-1 site from the operator's viewpoint
浅野　隆;　藤原　茂雄;　高橋　三郎;　長谷　竹晃;　福原　純一;　小谷　美樹;　木村　隆志;　三浦　靖
Proceedings of INMM 50th Annual Meeting (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 07285)

　国際保障措置は、非核兵器保有国である日本にとって、核物質取扱いに対する国際的なコンセンサスを得るための不可欠な対応である。一方で、再処理工場やMOX燃料製造施設を有する核燃料サイクル工学研究所にとっては、保障措置活動により施設運転への影響を最小限とするために、効率的かつ効果的な保障措置アプローチの適用が重要である。核燃料サイクル工学研究所では、これまでに再処理施設及びMOX燃料製造施設にて実施した保障措置技術開発成果(査察官非立会システム,遠隔監視システム,高頻度なMUF評価等)を有効的に活用するとともに、短期通告によるランダム査察という新たな手法を導入することにより、保障措置の効果を損なうことなく効率化を目指すこという目標で統合保障措置アプローチの開発を国及びIAEAと協力して実施した。本件は、核燃料サイクル工学研究所における統合保障措置アプローチの開発にあたり、原子力機構が施設者の観点でどのような協力を行ったか、また、このアプローチが施設者にどのような影響を与えたかについて報告する。

38000672
Advanced safeguards and proliferation resistance of the future nuclear fuel cycle systems
久野　祐輔;　井上　尚子;　千崎　雅生
Proceedings of INMM 50th Annual Meeting (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 07286)

　包括的保障措置と追加議定書からなる国際保障措置は、最も効果的な核不拡散手段である。原子力平和利用においては、保障措置のような制度的なバリアと技術的なバリアの良いバランスが重要となるが、中でも今後の日本のチャレンジは、クライテリアを満たす強い保障措置を原子力システムにどのように適用していくかである。

38000673
Cooperation between JAEA and DOE in safeguards and nuclear nonproliferation
川久保　陽子;　堀　雅人
Proceedings of INMM 50th Annual Meeting (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 07287)

　JAEAとUS-DOEとの協力は、保障措置及び核不拡散技術の研究開発において重要な役割を果たしてきた。協力の成果は、JAEAの濃縮,再処理,MOX燃料製造,先進炉の各施設に適用されてきており、信頼性や費用対効果の面で優れた保障措置システムの構築に大きく貢献をしてきた。加えて、これらの協力により開発された保障措置技術は、統合保障措置への移行においても重要な役割を果たしている。本研究は、20年以上に渡って実施されてきたJAEAとDOEの協力活動を概観するとともに、99件のプログラムを総合的に解析した結果を示す。そのうえで、保障措置のさらなる効率化,透明性,核セキュリティーの向上に向けたDOEとJAEAの今後の協力のあり方を提示する。

38000674
JAEA's efforts for safeguards technology development
千崎　雅生;　井上　尚子;　久野　祐輔
Proceedings of INMM 50th Annual Meeting (CD-ROM) , 10p.(2009) ; (JAEA-J 07288)

　JAEAはJAERIとJNCが統合されて2005年10月に設立された日本で唯一の総合的な原子力の研究機関である。JAEAとその前身組織は原子力平和利用のための研究開発とさまざまな新しいタイプの原子力施設の運転,保障措置技術開発と実施の経験を有している。核不拡散のための技術開発はJAEA設立のキーミッションの1つである。TASTEX, JASPAS, DOEとの協力などの国際協力を通したJAEAと前身組織の保障措置技術開発取り組みと貢献について発表する。また、JAEA東海サイトに適用された統合保障としアプローチについても述べる。これらの結果は保障措置技術開発におけるJAEAの貢献と役割、そしてその将来の見通しを表す。

38000675
Influence of oxide film to stress corrosion cracking of zirconium in boiling nitric acid solution
加藤　千明;　石島　暖大;　本岡　隆文;　山本　正弘
Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM) , p.292-297(2009) ; (JAEA-J 07289)

　ジルコニウムは、硝酸溶液で優れた耐食性を示すことが知られている。しかし、ジルコニウムの不働態破壊電位以上の高電位領域となる濃硝酸中において応力腐食割れ(SCC)感受性を有することが知られている。不働態破壊電位以上では厚い酸化皮膜が生成することから、ジルコニウムのSCC発生機構に関して電位と酸化皮膜成長の関係を調査した。3, 6と9mol/dm³沸騰硝酸を用い、電気化学測定と定電位腐食試験を実施した。定電位腐食試験は、ジルコニウムの不働態破壊電位を中心とした貴な電位と卑な電位で実施し、試験時間を10, 100と500hとすることで酸化皮膜成長速度を評価した。ジルコニウムの電気化学測定結果から、ジルコニウムは不働態破壊電位を超えると急速にアノード溶解を生じ、この遷移過程がSCC発生に大きな影響を与えていることが明らかとなった。また、定電位腐食試験の結果から、ジルコニウムの酸化物生成は不働態破壊電位より少し小さい電位域から成長を始め、不働態破壊電位以上では急激に成長することが明らかとなった。また、厚い酸化皮膜の下には無応力状態でも割れが発生することが確認され、ジルコニウムのSCC発生は酸化皮膜の成長過程と密接な関係があることが明らかとなった。また、割れはジルコニウムの異方性の影響を受け(0002)面に沿って進展する傾向が観察された。一方、不働態破壊電位より十分卑な電位域では、酸化皮膜の成長は全く観察されず、SCC発生の可能性が極めて小さいことが明らかとなった。

38000676
原子力機構-東海タンデム加速器の現状
松田　誠;　石井　哲朗;　月橋　芳廣;　花島　進;　阿部　信市;　長　明彦;　石崎　暢洋;　田山　豪一;　仲野谷　孝充;　株本　裕史;　中村　暢彦;　沓掛　健一;　乙川　義憲;　遊津　拓洋
第22回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集 , p.10-14(2010) ; (JAEA-J 07290)

　2008年度の東海タンデム加速器の運転,整備及び利用状況について報告する。2007年度に実施した長期整備(高経年化対策)の結果、加速器は安定に動作し、利用運転日数は211日(約5000時間)に回復した。一部の加速管に不具合があり、最高電圧は17MVであった。ビーム強度も長期整備時の再アライメントにより大幅に改善し従来の約2∼3倍となった。利用されたイオン種は21元素(25核種)であった。高電圧端子内イオン源もRF系の復旧により所定の性能が発揮できるようになり、Ne⁸⁺, Ar¹²⁺, Kr¹⁷⁺, Xe²²⁺の多価イオンビームが100pnA以上の強度で得られ、最高エネルギーはXe³⁰⁺の480MeVに達した。前期の定期整備では不調であったHE側加速管4本を交換した。後期の定期整備ではストリッパーフォイルの交換,高電圧端子内の静電Qレンズへのアパーチャー設置,SF₆絶縁ガスのリーク調査,制御系CAMACのDACの高分解能化を実施した。タンク開放を伴うトラブルとして、10月に高電圧端子内の冷却水ポンプモーターの故障、3月に発電用回転シャフトの軸受け部のベアリングの損傷が発生した。

38000677
多重スケール解析による霧状液体の可視化
宮村　浩子;　呉田　昌俊;　瀬川　麻里子;　久保　純*;　斎藤　隆文*;　鈴木　喜雄;　武宮　博
電気学会研究会資料,産業計測制御研究会(IIC-10-73) , p.7-12(2010) ; (JAEA-J 07291)

　中性子ラジオグラフィによって金属物体内部の水やオイルを測定する試みがなされている。ここで、高速カメラによって高速回転するエンジン内部のオイルの可視化に成功した。しかし、オイルは、滴状だけでなく、霧状であることもあり、これらの状態を認識し、解析することは難しい課題である。そこで、画像処理のテクニックである多重スケール解析によって、エンジン内部のオイルの状態を認識することを試みる。

38000678
対話的操作を用いた重要ノード発見のためのネットワークの可視化
宮村　浩子;　大坐畠　智*;　中尾　彰宏*;　川島　幸之助*;　鈴木　喜雄
電気学会研究会資料,産業計測制御研究会(IIC-10-85) , p.27-32(2010) ; (JAEA-J 07292)

　大規模ファイル共有ネットワーク可視化システムを提案する。ネットワークデータはノードと、ノード間の接続を表すリンクから構成されており、このリンク数が増加するとリンク同士が交差し、ネットワーク構造を把握するのが困難になる。そこでわれわれは、ネットワーク構造を把握でき、ネットワーク上で重要な役割を果たすノードを特定することを助けるためにネットワーク可視化システムを提案する。また、ユーザが重要なノードを対話的に探索できるように、フィルタリングやノード配置等の機能を併せて提案する。

38000679
原子力発電
秋本　肇
動力・熱システムハンドブック , p.240-264(2010) ; (JAEA-J 07293)

　動力・熱システムハンドブックの3章「原子力発電」として、(1)原子炉の分類方法,(2)原子力発電の現状,(3)原子炉の研究開発の動向についてまとめた。また、代表的な炉型として、(1)軽水炉,(2)重水炉,(3)ガス冷却炉,(4)高速増殖炉、及び(5)核融合炉について、基本構成と主要な機器と開発の変遷について概説した。

38000680
時系列データを眺める技術; データの時間変化を見逃さないためにはどうしたらいいか
宮村　浩子;　林　幸子;　鈴木　喜雄;　武宮　博
FUJITSUファミリ会論文集(Internet) , 15p.(2010) ; (JAEA-J 07294)

　スーパーコンピュータの性能の向上に伴い、数値シミュレーションは複雑化し、得られるシミュレーション結果データは大規模化している。これは、ユーザがシミュレーション結果を理解することを困難にしている。そこでわれわれは、観察者が容易に時系列シミュレーション結果を理解できるようにするために、時空間可視化システム「時空間マップ」を提案する。自空間マップは、インフォメーションビジュアリゼーションのテクニックのひとつであり、実験や計測結果から特徴領域を特定するのに有効な手法である。この自空間マップは、時間と空間で張られる2次元空間に物理量の変化を割り当てている。本論文では、提案するテクニックの有効性を検証するために、大規模シミュレーション結果に適用する。

38000681
グリッド上における統合シミュレーションの連携実行フレームワーク
立川　崇之;　中島　康平*;　Kim, G.;　木野　千晶;　手島　直哉;　鈴木　喜雄;　武宮　博
FUJITSUファミリ会論文集(Internet) , 19p.(2010) ; (JAEA-J 07295)

　分散配置された計算機上に実装されたプログラムを協調動作させることにより、原子力プラントの耐力シミュレーションや核融合プラズマの制御シミュレーションなど、大規模かつ複雑な統合シミュレーションを可能とする枠組みについて紹介する。シミュレーション技術の進展に伴い多様なシミュレーション手法を統合することで、より精緻なシミュレーションが実行可能となってきている。しかしながら、個々のシミュレーション手法を実装したコードを組合せ、実行制御しながら動作させることは、科学者にとって大きな負担となっている。われわれは統合シミュレーションにおける個々の要素プログラムの実行パターンが、ワークフロー型,パイプライン型などに分類できることに着目し、それらのパターンを設定ファイルに記述するだけで要素プログラムを連携動作可能とする機能を実現することで、既存コードを大幅に修正することなく連携動作可能とする枠組みを開発した。

38000682
原子炉熱流動シミュレーション
高瀬　和之;　吉田　啓之
計算力学シミュレーションハンドブック , p.110-117(2009) ; (JAEA-J 07296)

　計算機性能の飛躍的な発展とともに、スーパーコンピュータを利用した物理現象の解明が可能になってきている。原子力の分野でも、物理現象に基づいて構築した数理モデルだけを使用し、実験データや二相流特有の経験則から求めた構成式等を極力使用しないで、シミュレーションを主体とした機構論的な熱設計手法の開発が行われている。このようなDesign by Analysisの概念を原子炉熱設計に反映することによって、開発期間の短縮や大幅なコストダウンが期待でき、効率的な新型炉開発の実現が可能になる。また、実験的検証が容易ではない二相流熱流動現象を正確に把握できるため、炉心成立性評価における予測精度を従来よりも大幅に向上できる可能性がある。本書では、軽水炉を対象にして、原子炉内で起こる二相流現象を大規模シミュレーションによって予測評価した結果について述べる。

38000683
ERL放射光源における共振器型XFELの発振特性
羽島　良一;　西森　信行
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.137-139(2010) ; (JAEA-J 07297)

　エネルギー回収型放射光源(ERL)と組合せて設置が可能な、共振器型X線自由電子レーザ(XFEL-O)の発振特性を解析した結果を報告する。XFEL-Oはダイアモンドなどの完全結晶によるBragg反射を共振器として用い、X線レーザを得るものである。従来のXFEL(SASE)とは異なり、時間コヒーレンスに優れたX線パルスの発生が可能である。現在計画中の放射光源に合わせて、5∼7GeVの電子ビームエネルギーにおける発振特性を1次元時間依存シミュレーションコードで解析した結果を示す。

38000684
大型静電加速器へのECRイオン源の利用
松田　誠;　遊津　拓洋;　沓掛　健一;　仲野谷　孝充;　花島　進;　竹内　末広
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.827-829(2010) ; (JAEA-J 07298)

　ECRイオン源は高多価・高強度の重イオンビームを生成することが可能であり、その電荷数はタンデム加速器の高電圧端子でのカーボンフォイルによる荷電変換よりも高くなっている。したがってECRイオン源をタンデム加速器の高電圧端子に搭載することにより、ビーム強度・ビームエネルギーを増強することが可能である。また加速不可能であった希ガスイオンの利用も可能となる。われわれは永久磁石型ECRイオン源を原子力機構-東海タンデム加速器の高電圧端子に搭載した。高電圧端子は絶縁高圧ガス中でかつ高電圧放電による電気的サージに晒される特殊な環境であるが、機器の開発・改良を重ねた結果、安定加速を実現し、期待通りの性能を発揮している。Xeイオンでは5+から30+までの多価イオンの加速に成功し、広範なエネルギーに渡るビームを得られ、最高エネルギーは480MeVとなった。学会では入射装置の開発と加速試験の詳細について発表する。

38000685
J-PARC負水素イオン源LaB₆フィラメント形状の最適化
池上　清*;　上野　彰;　小栗　英知;　滑川　裕矢;　大越　清紀
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.839-841(2010) ; (JAEA-J 07299)

　J-PARCイオン源は、セシウムを使用しないLaB₆フィラメント駆動型負水素イオン源である。このイオン源から引き出される負水素イオンビーム強度は、LaB₆フィラメントの大きさや形状によって異なることがわかった。そこでLaB₆フィラメント形状の最適化に向けイオン源テストスタンドでこの形状差異によるビーム強度の変化をアーク電流300A固定で測定検証した。実機で使用している二重螺旋の29.5mmφのLaB₆フィラメントではビーム強度35.2mA、同じく15mmφの物では41.8mA、3重ヘアピンの厚さ1.5mm幅3.5mmフラットLaB₆フィラメントでは43.4mAであった。このほか、多くの形状のLaB₆フィラメントに対してのビーム強度測定も行った。

38000686
J-PARC負水素イオン源の運転状況
小栗　英知;　上野　彰;　池上　清*;　滑川　裕矢;　大越　清紀
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.842-844(2010) ; (JAEA-J 07300)

　J-PARCで稼動中のLaB₆フィラメント駆動型負水素イオン源は、加速器ビームスタディの内容により、高出力(約30mA)と低出力(約5mA)の運転を交互に行っている。運転開始から現在までの約3年の間、イオン源トラブルによる加速器ビーム停止時間は延べで50時間程度であり、イオン源の稼働率は現状、98%以上である。初期のトラブルはおもにフィラメントの不具合によるものであったが、フィラメント構造の改良を重ねた結果、現在では2030時間(うち高出力運転が780時間,低出力運転が250時間)のフィラメント連続使用実績を得ている。また、高出力モード運転時のビーム電流減少率は-0.4mA/dayと低く、イオン源オペレータによるビーム電流調整操作は1日1回程度である。本イオン源は、長時間フルスペック運転の実証など幾つかの課題がまだ存在するが、おおむね実用機として十分なビーム性能と信頼性を有していると言える。

38000687
J-PARC用負水素イオン源のセシウム添加実験
滑川　裕矢;　上野　彰;　大越　清紀;　小栗　英知;　池上　清*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.845-847(2010) ; (JAEA-J 07301)

　現在J-PARCで稼動中の負水素イオン源は、セシウム不使用状態にて最大ビーム電流38mAを得ている。この性能は、J-PARC当初目標であるビームパワー0.6MW実現のための要求値を満たしているが、最終目標1MWの実現に必要な60mAには及んでいない。そこでJ-PARCでは、現行機のビーム大強度化実験を継続するとともに、これと並行して現行機のバックアップ機を用いてセシウム添加実験にも着手した。タングステンフィラメントによる実験にて目下、アークパワー15kWでビーム電流70mAを得ており、このような低パワーで大電流ビームを引き出せたことはセシウム添加型イオン源の課題であるセシウム導入量の低減化につながると期待できる。今後、フィラメントの種類や形状、プラズマ生成室内各部の温度制御を含めたセシウム添加方法、及びプラズマ閉じ込め磁場等の最適化実験を行い、セシウム添加型イオン源の実用性を検証する。

38000688
ERL放射光源用500kVDC電子銃の高電圧印加試験
永井　良治;　羽島　良一;　西森　信行;　飯島　北斗;　武藤　俊哉*;　本田　洋介*;　宮島　司*;　山本　将博*;　栗木　雅夫*;　桑原　真人*;　奥見　正治*;　中西　彊*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.863-865(2010) ; (JAEA-J 07302)

　原子力機構,高エネルギー加速器研究機構,広島大学,名古屋大学では協力してERL放射光源用のDC電子銃の開発を行っている。ERL放射光源の電子銃では空間電荷効果によるエミッタンスの増大を抑えるために500kV程度の加速電圧が要求されている。セラミック管の中央を高電圧のロッドが通るという特殊な形状のために、安定にDC高電圧を印加することが難しく、このような高い電圧の電子銃はまだ実現されていない。そこで、500kVでの運転を実現するためにチタン製のガードリングを備えた10段分割型のセラミック管,チタン製高電圧ロッドを製作し高電圧印加試験を行ったので、その結果について報告する。

38000689
ERL主ライナックのための1.3GHz入力カプラーの開発; 30kW IOTを用いたカプラーコンポーネントテスト
阪井　寛志*;　梅森　健成*;　坂中　章悟*;　高橋　毅*;　古屋　貴章*;　篠江　憲治*;　石井　篤*;　中村　典雄*;　沢村　勝
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.866-868(2010) ; (JAEA-J 07303)

　ERL超伝導空洞用1.3GHz入力カップラーの開発を行っている。20MV/mの加速電界で100mA加速を行うにはエネルギー回収モードで20kWの入力カップラーが必要となる。STF-BLの入力カップラーをもとに20kWのCW運転用に改良を行った。セラミック窓やベローズなど各要素の大電力試験を30kW出力のIOTを用いて行ったので、その結果を報告する。

38000690
ERL放射光源用500kVDC電子銃の光陰極準備システムと高電圧真空容器の開発
西森　信行;　永井　良治;　飯島　北斗;　羽島　良一;　山本　将博*;　武藤　俊哉*;　宮島　司*;　本田　洋介*;　栗木　雅夫*;　桑原　真人*;　奥見　正治*;　中西　彊*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.872-874(2010) ; (JAEA-J 07304)

　原子力機構,高エネルギー加速器研究機構,広島大学,名古屋大学はERL放射光源用の500kV DC電子銃の共同開発を行っている。NEA GaAs光陰極準備システムの設計,製作を行い、このシステムを使ってNEA光陰極を作成し、その量子効率を測定した。また、高電圧真空容器の設計,製作を行った。特に光陰極の寿命に直結する真空ポンプシステムの設計を注意深く行った。開発の現状について報告する。

38000691
ERL用HOMダンパーの開発
沢村　勝;　梅森　健成*;　古屋　貴章*;　阪井　寛志*;　篠江　憲治*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.878-880(2010) ; (JAEA-J 07305)

　ERL用超伝導主加速器におけるHOM対策として、HOMのQ値の低い空洞を設計・製作してきた。HOMはビームパイプを伝播し、ビームパイプの途中にある高周波吸収体を含むHOMダンパーで減衰される。クライオモジュール内の空洞間に設置されるHOMダンパーは液体窒素温度程度に冷却される。そのため高周波吸収体は、広範囲のHOMに対応した周波数特性と、低温でも十分に吸収可能な温度特性を持つことが要求される。フェライト,セラミックなどの高周波吸収体の誘電率,透磁率の周波数特性の測定を行うとともに、GM冷凍機を用いた低温試験装置による常温から40Kまでの温度特性の測定を行い、HOMダンパーに最適な高周波吸収体を選択した。また電磁波解析コードを用いてHOMダンパーにおける高周波吸収体のサイズや位置を最適化した。これらの結果をもとにHOMダンパーの試作機の製作を進めている。

38000692
JAEA 250kV電子銃におけるNEA-GaAsからの初期エミッタンス計測
飯島　北斗;　永井　良治;　西森　信行;　羽島　良一
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.897-899(2010) ; (JAEA-J 07306)

　NEA-GaAsフォトカソードからの初期エミッタンス計測に関して報告する。原子力機構では次世代放射光源のために、NEA-GaAsをフォトカソードとした250kV DC電子銃の開発を行ってきた。昨年までに、ビーム計測を目的とした約4mのビームラインの構築を行った。エミッタンスは、ここに設置された幅50μmのスリットとYAGスクリーンを用いたシングル・スリットスキャン法で測定している。カソードはHe-Neレーザー(波長633nm)によって駆動し、空間電荷効果を無視できる電流値1μA程度のC.W.ビームを測定している。得られたデータは"self-consistent method"によって解析した。レーザーの半径160μm(rms)に対する規格化エミッタンスの値は0.05mm-mradであった。

38000693
高圧純水洗浄による超伝導ブースターの性能回復
株本　裕史;　竹内　末広;　石崎　暢洋;　吉田　崇宏*;　石黒　貴之*;　山口　和司*
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM) , p.1120-1122(2010) ; (JAEA-J 07307)

　原子力機構東海の20MVタンデム加速器には重イオンのエネルギーを増強するための超伝導ブースターが設置されている。このブースターは40個の1/4波長型超伝導加速空洞で構成されるリニアックである。建設当時は1空洞あたりに4WのRF電力を入力した時の加速電界が5.0MV/m程度であったが、現在では約4.0MV/mまで低下してきている。超伝導加速空洞では表面のクリーンさが非常に重要であり、内部のニオブ表面へチリや金属粉が付着すると、高電界を発生させた時にトンネル効果で電子の電界放出現象(フィールドエミッション)が起こる。電子は高周波電場により加速されてニオブ表面に衝突し、制動X線発生や発熱、2次電子放出を引き起こすため加速電界が著しく制限される。われわれは高圧純水洗浄の技術を用いて性能の回復を試みることにした。高圧純水洗浄装置を製作して試験を行ったところ、洗浄によりフィールドエミッションの発生を抑えて加速電界を回復させることが確認できた。オンラインの20空洞に対しても洗浄処理を適用し、洗浄前には4.4MV/m(RF4W入力時)であった加速電界が洗浄直後には5.7MV/mまで回復した。

38000694
シミュレーション結果の評価支援のためのデータ調査システム
宮村　浩子;　中島　康平*;　鈴木　喜雄;　林　幸子;　武宮　博;　中島　憲宏
全NEC C&Cシステムユーザー会平成21年度論文集(CD-ROM) , 12p.(2010) ; (JAEA-J 07308)

　数値シミュレーションによって得られたデータを調査するシステムを開発したので、本論文で発表する。近年、高性能コンピュータが広く普及したことにより、数値シミュレーションによって得られるデータは大規模かつ複雑なものとなっている。このような大規模かつ複雑なデータは対話的に可視化することが困難であることから、その結果を評価することが難しい。そこでわれわれは並列分散環境で得られた大規模時系列データを評価するためのデータ調査システムを開発した。このシステムは、大局的かつ局所的なスケールでデータを可視化し調査することを実現している。

38000695
¹⁴Cを利用したブナ林土壌における炭素挙動研究
安藤　麻里子;　小嵐　淳;　石塚　成宏*;　平井　敬三*
KURRI-KR-153 , p.8-13(2010) ; (JAEA-J 07309)

　土壌中に存在する有機炭素の滞留時間分布を定量的に把握することは、土壌炭素循環モデルを構築し、地球温暖化の進行に対する土壌の応答を予測するために不可欠である。本研究は、土壌有機物中¹⁴C濃度に基づいて平均滞留時間を推定する手法の適用において、異なる分画法の使用や対象とする森林生態系の違いにより、土壌有機物の滞留時間分布がどのように異なるかを明らかにすることを目的とした。同じ森林から採取した土壌に対し、酸アルカリ処理を用いた化学分画及び密度分画を行って得られた有機物は、異なる炭素同位体比分布を示した。化学分画では画分ごとの炭素同位体比の差がより明確であり、滞留時間分布評価に適していることが明らかとなった。異なる生態系に対し化学分画を行い、炭素貯留量と平均滞留時間及び有機物分解速度を評価した結果より、これまで数多く調査されている炭素貯留量と地温だけでは有機物分解速度の違いを説明することはできず、¹⁴Cを利用した滞留時間分布評価が異なる生態系における土壌の質の違いを示す有効な手法であることを確認できた。

38000696
JAEA-AMS-MUTSUにおける¹⁴C測定の現状
田中　孝幸;　甲　昭二;　木下　尚喜;　山本　信夫
KURRI-KR-153 , p.29-34(2010) ; (JAEA-J 07310)

　日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、1997年に設置され、放射性炭素については、1999年から定常運転を開始した。放射性炭素測定は、昨年度、1,193試料測定し、定常測定以来、8,809試料測定した。2006年度からは外部利用者が利用可能な共用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。JAEA-AMS-MUTSUの制御システムは、設置以来、Windows 3.1上で制御されているので、Windows 3.1と互換性のある交換部品の入手が困難となっていた。そこで、制御システムをWindows XPへと更新した。本講演では、JAEA-AMS-MUTSUの現状及び制御システムの更新について報告し、さらには、本年開発した溶存有機炭素中放射性炭素測定のための抽出法についても紹介する。

38000697
日本海における¹⁴Cの分布と輸送過程
乙坂　重嘉;　鈴木　崇史;　田中　孝幸
KURRI-KR-153 , p.41-46(2010) ; (JAEA-J 07311)

　日本海における現在の人工放射性核種の分布は、特定の原子力施設・事象によって決定付けられたものではなく、グローバルフォールアウト等によって表面に供給された放射性核種が、独自の物質循環機構によって内部に運ばれた結果を示すものであると推測されている。しかしながら、その詳細な移行過程は不明な点が多い。本研究では、空間的に密な放射性炭素の分布から、海水流動に伴う人為起源放射性核種の移行過程を追跡することを目的として、日本海の81観測点において、1,300を超える海水試料中の放射性炭素分析を行った。分析を効率的に進めるため、少量の試料で分析が可能な加速器質量分析法を採用した。得られた結果から、(1)東シナ海からの供給,(2)対馬暖流による表層の南北輸送,(3)北西部海域における深層への輸送、といった移行過程が証明されたばかりでなく、日本海における人為起源放射性炭素量の見積もりが可能となった。

38000698
土壌有機物分解CO₂炭素同位体比の経時変化
守屋　耕一*;　森泉　純*;　山澤　弘実*;　小嵐　淳;　安藤　麻里子
KURRI-KR-153 , p.53-59(2010) ; (JAEA-J 07312)

　森林生態系における炭素循環評価には、主要な炭素貯蔵庫でCO₂放出源である土壌有機物の評価が不可欠である。本研究では、土壌有機物を長期間培養してCO₂放出速度の変化を測定し、有機物無機化モデルにフィッティングすることで、土壌有機物を易・中・難分解性の3つに分けて評価した。結果より、土壌に存在する有機物のほとんどは1年以上残留する難分解性であり、表層に中分解性炭素がわずかに存在することが明らかとなった。分解により放出されるCO₂の安定同位体比(δ¹³C)は、培養開始後1週間で急激に減少する易分解性炭素が有機物自体よりも高いδ¹³C値を持ち、その後緩やかに分解される中分解性炭素は逆に有機物自体よりも低いδ¹³C値を持つ経時変化を示した。これらの結果は、分解の基質である化合物が培養の経過に伴い変化していることを示唆しており、今後有機物分解過程の解明に炭素同位体を利用できる可能性を示すものである。

38000699
「常陽」ナトリウム冷却系電磁ポンプの保守経験
須藤　正義;　菅谷　孝;　住野　公造
UTNL-R-0475 , p.7_1-7_11(2010) ; (JAEA-J 07313)

　高速実験炉「常陽」では、冷却材に使用している金属ナトリウムの循環に機械式ポンプと電磁ポンプを用いている。このうち、電磁ポンプについては、高速炉特有の機器で他のプラントでの使用例が少ないことから、「常陽」に設置した5基についてその特徴を踏まえた分解点検を計画的に行うことにより、健全性を確保するとともにその結果を踏まえて長期的な保守計画を検討した。電磁ポンプの開放点検を行った結果、ほこりの付着等により一部に絶縁低下が確認されたが、清掃や絶縁テープの補強・交換等により絶縁が回復できた。また、性能を害する変色,変形等はなく、銅エンドバーの異常な減肉がないことも確認でき、健全性を確保できた。今後も運転状態等を考慮し、同様の頻度で開放点検を実施していく。1次補助電磁ポンプについては、同様の開放点検は必要ないと判断しているが、第15回定検中に外観検査を中心とした簡易点検を計画している。今後とも、電磁ポンプの健全性を維持し、原子炉施設の安全性・信頼性確保に努めていく。

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