※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2011年2月
39000145
Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of DNA damage response A protein from Deinococcus radiodurans
山田 貢; 佐藤 勝也; 鳴海 一成
Acta Crystallographica Section F 66(12), p.1614-1616(2010) ; (JAEA-J 08369)
- 放射線抵抗性細菌Deinococcus radiodurans由来のDNA損傷応答タンパク質(DdrA)は、一本鎖DNAの3'末端に結合し、DNA分解酵素からDNA末端を保護することで、DNA修復過程に関与していると考えられている。本研究では、タンパク質構造情報に基づいてDdrAタンパク質の生理的役割を明らかにする目的で、N末端から157残基のアミノ酸配列からなるC末端欠損DdrAタンパク質の結晶を作製し、KEK-PFのBL5ビームラインにてX線結晶回折実験を行った。その結果、最高2.35Åの分解能の回折像を得ることに成功した。結晶は、擬欠面双晶の非対称ユニット中に14分子を含んでおり、7量体リングが2つ重なった高次構造を有していると考えられた。
39000146
Nanoscale contact plasticity of crystalline metal; Experiment and analytical investigation via atomistic and discrete dislocation models
都留 智仁; 渋谷 陽二*; 加治 芳行
Acta Materialia 58(8), p.3096-3102(2010) ; (JAEA-J 08370)
- 結晶金属のナノスケールにおける初期塑性変形は転位の集団的運動によって生じる。この現象はナノ塑性として知られており、マクロな変形の素過程であると考えられているがその詳細は現在もわかっていない。本研究では、実験、及び原子・離散転位モデルによる解析を行いナノスケールの接触問題について包括的な研究を行った。その結果、接触問題では転位の生成が内部領域で理想強度より大きなせん断応力で生じることを示すとともに転位双極子がナノスケールの塑性変形を引き起こすことを示した。
39000147
Diffusion coefficients for LMFBR cells calculated with MOC and Monte Carlo methods
Van Rooijen, W. F. G.*; 千葉 豪
Annals of Nuclear Energy 38(1), p.133-144(2011) ; (JAEA-J 08372)
- 高速炉の六角燃料セルについて、ナトリウムがある場合とボイド化した場合の拡散係数の新しい計算モデルを提案する。従来の方法とは異なり、新しいモデルでは平面ボイド領域が存在する体系であっても拡散係数を計算することができる。新しいモデルにより導出される中性子輸送方程式は特性曲線法により解く。このモデルの妥当性を確認するため、モンテカルロ法に基づいて計算した拡散係数との比較を行い、従来の方法では計算できない場合も含むすべての条件で両者がよく一致することを確認した。
39000148
Spectroscopy of laser-produced cerium plasma for remote isotope analysis of nuclear fuel
宮部 昌文; 大場 正規; 飯村 秀紀; 赤岡 克昭; 丸山 庸一郎; 若井田 育夫
Applied Physics A 101(1), p.65-70(2010) ; (JAEA-J 08373)
- 低除染TRU燃料の非破壊・遠隔分析技術開発における同位体分析条件の最適化を目的として、パワー密度0.1GW/cm2のNd:YAGレーザーの2倍高調波によって生成した酸化セリウムプラズマのフロー速度や膨張速度を共鳴吸収分光法により調べた。その結果、真空中の中性原子が鉛直速度3.5km/sの単一成分から成るのに対し、1価イオンは中性原子より早く、4.7km/sと9.3km/sの2成分から成ることなどがわかった。圧力を変化させた雰囲気ガス中のプルームのダイナミクスを詳細に解析することにより、同位体の識別分析に適したガス圧力や測定位置,測定時刻などの条件を得ることができた。
39000149
Double-pulse LIBS of gadolinium oxide ablated by femto- and nano-second laser pulses
大場 正規; 丸山 庸一郎; 赤岡 克昭; 宮部 昌文; 若井田 育夫
Applied Physics A 101(3), p.545-549(2010) ; (JAEA-J 08374)
- 低除染TRU燃料の非破壊・遠隔分析技術開発における、組成,不純物分析法の高感度化を目的として、フェムト秒及びナノ秒レーザーを用いて、酸化ガドリニウムを模擬試料としたダブルパルスレーザーブレークダウン発光特性を測定した。発光強度の大気プラズマ位置及び2つのレーザーパルス照射タイミング依存性を測定した結果、アブレーション後、約10μsに大気プラズマを加熱する再加熱条件において、大きな発光強度の増加が見られた。また、アブレーションパルスの焦点位置が、試料表面より5mm程度デフォーカスしたところに発光強度の最大値があることがわかった。これら最適な条件におけるシングルパルスに対する増加倍率は約25倍であった。
39000150
Prompt in-line diagnosis of single bunch transverse profiles and energy spectra for laser-accelerated ions
榊 泰直; 西内 満美子; 堀 利彦; Bolton, P.; 余語 覚文; 片桐 政樹*; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 織茂 聡; 近藤 公伯; 岩瀬 宏*; 仁井田 浩二*; 想田 光*; 野田 章*; 井関 康*; 吉行 健*
Applied Physics Express 3(12), p.126401_1-126401_3(2010) ; (JAEA-J 08375)
- これまで、レーザー駆動型粒子線加速実験においては、ビーム診断手法にCR39という固体飛跡検出器を用いることが一般的であった。しかし、固体検出器は実時間性を持たない検出器であるために、不安定なプラズマから粒子が発生するメカニズムの解明においては、その不安定性がレーザーに依存するものか、プラズマ自身が持つものなのかが1ショットごとに分析できなかった。そこで、それらの問題を解決するために、蛍光膜モニタを使った加速粒子のビーム形状とTOF法によるエネルギー分布を1ショットごとに観測できるシステムを構築した。この構築には、原子力機構が開発したPHITSコードを用いて、その設計性能の高さ及び、診断解析への有効性を示している。
39000151
Theoretical investigation of the spectrum and conversion efficiency of short wavelength extreme-ultraviolet light sources based on terbium plasmas
佐々木 明; 西原 功修*; 砂原 淳*; 古河 裕之*; 西川 亘*; 小池 文博*
Applied Physics Letters 97(23), p.231501_1-231501_3(2010) ; (JAEA-J 08376)
- レーザー生成Tbプラズマの発光スペクトルやEUV変換効率を数値計算による原子データをもとに解析した。計算は波長6.5nmの4d-4f遷移の発光ピークの構造を再現した。等温膨張プラズマを仮定した簡単なモデルで解析を行い、照射レーザー光強度を高めることによりSnプラズマの同程度のEUV変換効率が得られる可能性があることを示した。
39000152
New strategy to enhance catalytic performance of Escherichia coli whole cell biocatalysts harboring P450cam mutants
毛利 剛; 神谷 典穂*; 後藤 雅宏*
Biochemical Engineering Journal 53(2), p.229-233(2011) ; (JAEA-J 08377)
- 本論文では、シトクロムP450cam変異体(Y96F又はF87W-Y96F)によって効果的なインジゴの生産を行う大腸菌システムの構築を行った。このシステムでは、2種類のP450cam変異体(Y96F又はF87W-Y96F),プチダレトキシン,プチダレトキシン還元酵素とグリセロールデヒドロゲナーゼから構成されている。この大腸菌触媒は、実用的なインジゴ生産系への適用が期待される。
39000153
Temperature and density effects on the absorption maximum of solvated electrons in sub- and super-critical methanol
Yan, Y.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; 室屋 裕佐*; 山下 真一; 端 邦樹; Meesungnoen, J.*; Jay-Gerin, J.-P.*
Canadian Journal of Chemistry 88(10), p.1026-1033(2010) ; (JAEA-J 08378)
- パルスラジオリシス法及びレーザーフォトリシス法を用いて、亜臨界及び超臨界状態(220-270℃)におけるメタノール中溶媒和電子の光吸収スペクトル変化を計測した。溶媒和電子の吸収ピーク(EAmax)は溶媒の密度に依存し、0.45-0.59g/cm3の範囲で増加させると高エネルギー側へシフトした。水に関する過去の実験結果と同じく、EAmaxは圧力一定下においては臨界温度を超えてもなお単調減少するが、逆に密度一定下においては、臨界温度に極小点を持つことがわかった。このようなスペクトルの振る舞いを、メタノールの温度・圧力変化に伴う物性値や分子構造の変化により議論した。
39000154
Detail analysis of fusion neutronics benchmark experiment on beryllium
今野 力; 落合 謙太郎; 高倉 耕祐; 大西 世紀; 近藤 恵太郎; 和田 政行*; 佐藤 聡
Fusion Engineering and Design 85(10-12), p.2054-2058(2010) ; (JAEA-J 08382)
- 前回のISFNTで、原子力機構FNSで実施したベリリウム積分実験の再解析を発表し、JENDL-3.3, FENDL-2.1, JEFF-3.1とENDF/B-VII.0を用いたすべての計算が、低エネルギー中性子に関する実験値を過大評価すること、JEFF-3.1を用いた計算で得られた漏洩中性子スペクトルの12MeV付近に奇妙なピークがあらわれることを報告した。今回、この2つの問題の原因を詳細に調べた。その結果、JEFF-3.1の公式ACEファイルMCJEFF3.1がJEFF-3.1と整合性がとれておらず、そのため、12MeV付近に奇妙なピークがあらわれることがわかった。また、計算で得られた熱中性子ピークが大きすぎたために低エネルギー中性子に関する実験値を過大評価したと推察し、計算結果をもとに熱中性子散乱則データの干渉弾性散乱断面積が大きすぎるせいである可能性を指摘した。
39000155
Investigation of an on-line pipe wall defect monitoring sensor
田川 明広; 藤木 一成; 小島 史男*
International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 33(1-2), p.639-647(2010) ; (JAEA-J 08383)
- 本研究は、電磁超音波探触子(EMAT)を用いたオンライン配管モニタリング用の欠陥検出センサの研究である。これまでの研究では、欠陥検出には、接触媒質が不要だが機械的走査が必要であった。本研究では、2つのセパレートコイルを使うことで、機械走査なく欠陥検出可能としたものである。
39000156
Nondestructive evaluation of neutron irradiation damage on type 316 stainless steel by measurement of magnetic properties
高屋 茂; 山県 一郎; 市川 正一; 永江 勇二; 青砥 紀身
International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics 33(3-4), p.1335-1342(2010) ; (JAEA-J 08384)
- 中性子照射損傷と磁気特性の相関を調べるために、新たに中性子照射試料用の振動試料型磁力計(VSM)を製作した。高速炉「常陽」と軽水炉「JRR-3M」及びその両者で照射されたSUS316の磁化曲線を測定した。弾き出し損傷量及びHe量の範囲はそれぞれ、0.1〜1.8dpa, 0.5〜35appmである。その結果、5kOeを印加した状態での磁化がHe量に関係なく弾き出し損傷量とともに単調に増加することが明らかになった。このことは、サーベイランス試験片に対してVSM測定を実施することにより、構造材料の弾き出し損傷量を非破壊にて評価できる可能性を示すものである。
39000157
Design of rectangular transmission gratings fabricated in LiNbO3 for high-power terahertz-wave generation
永島 圭介; 小菅 淳
Japanese Journal of Applied Physics 49(12), p.122504_1-122504_4(2010) ; (JAEA-J 08385)
- 高パワーのテラヘルツ波発生のためにLiNbO3基板に作成した矩形透過型回折格子について詳細に調べた。ここでは、励起レーザーを大気又は石英ガラスから回折格子面へ入射する簡単な実験系を考えた。得られる回折効率の最大値は、大気の場合は0.4、石英ガラスの場合は0.9になった。設計した回折格子は深さ0.5μm、幅0.12-0.14μmの溝を持つ。回折効率は溝幅に比べて、溝深さに対してはあまり依存しないことがわかった。
39000158
Intense and reproducible Kα emissions from micron-sized Kr cluster target irradiated with intense femtosecond laser pulses
林 由紀雄; 福田 祐仁; Faenov, A. Y.*; 神門 正城; 川瀬 啓悟; Pikuz, T. A.*; 本間 隆之; 大道 博行; Bulanov, S. V.
Japanese Journal of Applied Physics 49(12), p.126401_1-126401_3(2010) ; (JAEA-J 08386)
- Intense and reproducible Kr Kα X-rays have been generated via the interaction between 3 TW laser pulse and a micron-sized Kr cluster target. A single photon counting technique with an X-ray CCD was used for measurements of the X-ray energy spectrum in a single shot. At the laser irradiance of 8×1016 W/cm2, the averages and standard deviations of the total X-ray yield and Kα X-ray yield were equal to (6.6±1.1)×107 photons/sr and (6.8±2.6)×105 photons/sr, respectively. These results indicate that the X-ray energy spectrum was reproducible at 8×1016 W/cm2.
39000159
Heavy ion irradiation induces autophagy in irradiated C2C12 myoblasts and their bystander cells
日野 瑞城*; 浜田 信行*; 多鹿 友喜*; 舟山 知夫; 森村 吉博*; 坂下 哲哉; 横田 裕一郎; 深本 花菜*; 武藤 泰子; 小林 泰彦; 依藤 宏*
Journal of Electron Microscopy 59(6), p.295-501(2010) ; (JAEA-J 08387)
- Autophagy is one of the major processes involved in the degradation of intracellular materials. Here, we examined the potential impact of heavy ion irradiation on the induction of autophagy in irradiated C2C12 mouse myoblasts and their non-targeted bystander cells. In irradiated cells, ultrastructural analysis revealed the accumulation of autophagic structures at various stages of autophagy (i.e. phagophores, autophagosomes and autolysosomes) within 20 min after irradiation. Multivesicular bodies (MVBs) and autolysosomes containing MVBs (amphisomes) were also observed. Heavy ion irradiation increased the staining of microtubule-associated protein 1 light chain 3 and LysoTracker Red (LTR). Such enhanced staining was suppressed by an autophagy inhibitor 3-methyladenine. In addition to irradiated cells, bystander cells were also positive with LTR staining. Altogether, these results suggest that heavy ion irradiation induces autophagy not only in irradiated myoblasts but also in their bystander cells.
39000160
Selective vibrational excitation in the resonant Auger decay following core-to-π* transitions in N2O
Travnikova, O.*; Céolin, D.*; Bao, Z.*; Børve, K. J.*; 田中 隆宏*; 星野 正光*; 加藤 秀樹*; 田中 大*; Harries, J.; 為則 祐介*; Prümper, G.*; Lischke, T.*; Liu, X.-J.*; Piancastelli, M. N.*; 上田 潔*
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 181(2-3), p.129-134(2010) ; (JAEA-J 08388)
- 本論文ではN2OのN-ターミナル、N-セントラルとOのコアーπ*励起に伴うオージェ崩壊後の終状態震度状態分布についてのスタディーを報告する。励起光のエネルギーをみつの共鳴のある領域をスキャンするとベンド:ストレッチの振動分布がかわることを証明する。これがコア励起状態においてRenner-Tellerスプリットによる効果だということが知られているが、非対称ストレッチ励起がおもにN-ターミナルの1s-π*励起後の崩壊に伴うものであることを証明した。この選択性についてはそれぞれの電子状態のポテンシャルエネルギーサーフェスを比較して議論する。
39000161
Immune response pathways in human keratinocyte (HaCaT) cells are induced by ultraviolet B via p38 mitogen-activated protein kinase activation
武藤 泰子; 月本 光俊*; 本間 拓二郎*; 小島 周二*
Journal of Health Science 56(6), p.675-683(2010) ; (JAEA-J 08389)
- The effect of sunlight on the development of allergic diseases is not well understood. In this study, we show that increased production of the proinflammatory mediators IL-10, TNF-α, and NO induced by UVB is mediated via the MAPK signaling pathway in human keratinocyte (HaCaT) cells. UVB induced the production of proinflammatory mediators via activation of the p38 MAPK signaling pathway, suggesting that sunlight might promote the development of allergic diseases (such as dermatitis) through an augmented inflammatory response involving the increased production of proinflammatory cytokines and NO.
39000162
Oxygen non-stoichiometries in (Th0.7Ce0.3)O2-x
逢坂 正彦; 三輪 周平; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Materials 408(3), p.285-288(2011) ; (JAEA-J 08390)
- Ceの還元挙動の観点から(Th0.7Ce0.3)O2-xの酸素不定比を調べた。酸素ポテンシャルの関数として、1173, 1273及び1373Kにおいて、熱重量法により酸素不定比を実験的に決定した。(Th0.7Ce0.3)O2-xの等温曲線はアクチノイド/ランタノイド二酸化物のそれと同様の傾向を示した。(Th0.7Ce0.3)O2-xの酸素不定比のCeO2-x及び(U0.7Ce0.3)O2-xとの比較評価等を通じて、Ceの還元挙動は欠陥構造及びその変化との関係性があることがわかった。
39000163
Self-leveling onset criteria in debris beds
Zhang, B.*; 原田 哲志*; 平原 大輔*; 松元 達也*; 守田 幸路*; 福田 研二*; 山野 秀将; 鈴木 徹; 飛田 吉春
Journal of Nuclear Science and Technology 47(4), p.384-395(2010) ; (JAEA-J 08391)
- We develop criteria establishing the onset of self-leveling behavior of core debris in a core-disruptive accident of a sodium-cooled fast breeder reactor. We base the criteria on a force balance model assuming a debris bed with a single-sized spherical particle. The model considers drag, buoyancy, and gravity acting on each particle. A series of experiments verified the applicability of this description of self-leveling. Particle size, shape, density, along with boiling intensity, bed volume, and even experimental methods were taken into consideration to obtain general characteristics of the self-leveling process. We used depressurization boiling to simulate an axially increasing void distribution in the debris bed. We also used bottom heating to validate the use of the depressurization method. We obtained good agreement between model predictions for the self-leveling onset and experimental results. Extrapolation of our model to actual reactor conditions is discussed.
39000164
Impact of partitioning and transmutation on high-level waste disposal for the fast breeder reactor fuel cycle
西原 健司; 大井川 宏之; 中山 真一; 小野 清; 塩谷 洋樹
Journal of Nuclear Science and Technology 47(12), p.1101-1117(2010) ; (JAEA-J 08392)
- 分離変換(PT)技術を将来の高速増殖炉燃料サイクルに導入した場合の、処分場に対する導入効果を検討した。PT技術を導入した燃料サイクルとして、(1)分離のみ(核分裂生成物の一部を分離),(2)核変換のみ(MAを分離し核変換),(3)分離変換両方、の3つのシナリオを検討し、PTなしの燃料サイクル及び、従来の軽水炉サイクルと比較した。軽水炉サイクルからのガラス固化体は50年貯蔵、高速炉サイクルでは65年貯蔵を選択すると、PTを導入しない高速増殖炉サイクルの処分場定置面積は軽水炉サイクルの0.65倍であるが、貯蔵期間の延長によってこれ以上処分場を縮小することはPTを導入しなければ困難である。分離のみの導入では処分場定置面積を小さくすることはできないが、核変換のみを導入し80年貯蔵することによって、PT導入なしの場合の0.25倍にできる。さらに、PT両方を導入し、ガラス固化体を60年、焼成体を295年貯蔵することにより、二桁小さい処分場面積にできる。焼成体のこのような長期貯蔵に必要となる貯蔵施設の規模は、焼成体の発生本数が少ないことから、PTなしのガラス固化体50年貯蔵と同程度となる。
39000165
Assessment of applicability of two-fluid model code ACE-3D to heat transfer test of supercritical water flowing in an annular channel
中塚 亨; 江里 幸一郎; 三澤 丈治; 関 洋治; 吉田 啓之; 大楽 正幸; 鈴木 哲; 榎枝 幹男; 高瀬 和之
Journal of Nuclear Science and Technology 47(12), p.1118-1123(2010) ; (JAEA-J 08393)
- 超臨界圧水冷却炉の熱設計を効率的に行うためには、燃料集合体内の熱流動を評価することが重要である。原子力機構では、元来軽水炉内の二相流を対象として開発してきた三次元二流体モデル解析コードACE-3Dを改良し、超臨界領域での水の物性値を扱えるようにした。本報では、コードの予測性能評価のため、原子力機構で実施した単一模擬燃料棒まわりの垂直環状流路を流れる超臨界圧水伝熱試験の解析を行った。その結果、ACE-3Dコードは超臨界水冷却炉の燃料集合体を模擬した燃料棒の表面温度予測に適用可能であることが示された。
39000166
Study on chemical reactivity control of sodium by suspended nanoparticles, 1
荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 永井 正彦*; 吉岡 直樹*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(12), p.1165-1170(2010) ; (JAEA-J 08394)
- ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用を利用したナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究を行っている。ナノ粒子を分散させたナトリウムのナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用の理論計算を行い、原子間相互作用を推定し、基礎物性の試験により検証した。その結果、理論計算からナノ粒子が、ナトリウムと電気陰性度の差が大きい遷移金属の場合、ナトリウム原子とナノ粒子原子の原子間結合が、ナトリウム原子動詞どうしのそれよりも大きく、ナトリウム原子からナノ粒子原子へ電荷移行が生じることが推定された。これらの原子間相互作用の変化を検証するために、ナノ粒子分散ナトリウムの基礎物性の測定をナトリウムと比較して実施した。試験の結果から、表面張力は増大し、蒸発挙動は低下することがわかり、理論推定が検証された。これらの基礎物性の変化は、温度変化や相変化でも確認され、原子間相互作用が高温で維持されていることを示している。
39000167
Study on chemical reactivity control of sodium by suspended nanoparicles, 2
荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 永井 正彦*; 吉岡 直樹*
Journal of Nuclear Science and Technology 47(12), p.1171-1181(2010) ; (JAEA-J 08395)
- ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用を利用したナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究を行っている。これまでの研究から、ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用が増大し、基礎物性が変化し、反応抑制の可能性が見いだされた。本報では、反応熱量と反応速度を測定し、反応低減を確認した。さらに、反応挙動の観察から、反応抑制メカニズムを明らかにした。反応抑制効果のプラントで起こる現象への効果を推定、実験により検証した。また、ナノ粒子分散ナトリウムの冷却材としての適用性を検討した。その結果、反応熱量と反応速度が低減しており、ナノ粒子分散による反応抑制が確認された。反応現象の観察及び分析より、ナノ粒子分散ナトリウムとナトリウムの反応挙動の違いは、気相反応にあることがわかり、反応抑制メカニズムの要因は、蒸発速度の低下であることがわかった。ナトリウム-水反応と燃焼反応への反応低減の影響を推定した。燃焼温度の低下、燃焼の停止が観察され、プラントへの効果が試験により確認された。冷却材としての適用性は大きな課題はないことが明らかになった。
39000168
Outcome of VEGA program on radionuclide release from irradiated fuel under severe accident conditions
日高 昭秀
Journal of Nuclear Science and Technology 48(1), p.85-102(2011) ; (JAEA-J 08396)
- 原子力機構は、シビアアクシデント条件下における照射済燃料からの放射性物質の放出挙動を調べるVEGA計画を1999年から2004年に実施し、世界最高温度,圧力条件を含む不活性又は水蒸気雰囲気下で燃料を昇温する実験を10回行った。それらの実験では、燃料が溶融する高温域で放出が増加するデータを取得するとともに、加圧雰囲気下で放出速度が低下することを世界で初めて観測し、圧力影響機構を解明してモデルを提案した。また、低揮発性放射性物質の放出,MOX燃料からの放出にかかわるデータを取得し、水蒸気雰囲気における燃料の酸化や被覆管と燃料との共晶反応が放出に及ぼす影響についても調べた。さらに、得られた知見がソースターム評価やアクシデントマネジメント方策の有効性に及ぼす影響についても調べた。本報では、それら一連の成果について記載するとともに、VEGA計画の限界及び今後の課題についてとりまとめた。
39000169
Coherent correlation between nonadiabatic rotational excitation and angle-dependent ionization of NO in intense laser fields
板倉 隆二; 長谷川 宗良*; 黒崎 譲; 横山 淳; 大島 康裕*
Journal of Physical Chemistry A 114(42), p.11202-11209(2010) ; (JAEA-J 08397)
- 強レーザー場中の分子は、誘起双極子によって、非断熱回転励起する。レーザー強度が上がるとイオン化が起こり、回転励起とイオン化が同時進行する。イオン化には配向角度依存性があり、イオン化によって中性分子の回転波束が変化する。本研究は、フェムト秒強レーザーパルス照射後のNO分子の回転状態分布について、ナノ秒色素レーザーを用いた共鳴2光子イオン化回転スペクトル測定によって明らかにした。また、イオン化を取り込んだ時間依存シュレーディンガー方程式の数値計算を行い、実験結果と比較した結果、42TW/cm2程度のレーザー強度では、分子軸がレーザー偏光方向に垂直なときに、イオン化確率が大きくなることが明らかとなった。
39000170
Epitaxial growth of largely mismatched crystals on H-terminated Si (111) surfaces
朝岡 秀人
Journal of Physics; Condensed Matter 22(47), p.474007_1-474007_7(2010) ; (JAEA-J 08398)
- Si基板との格子不整合の緩衝域として水素,重水素単原子バッファー層を挿入し、12%もの格子不整合を克服した薄膜成長に成功した。単原子のナノレベル緩衝域の存在で、このような大きな格子不整合を克服しヘテロエピタキシー成長が成立したケースは極めて稀で、このユニークな薄膜の界面構造解析のため、中性子反射率測定による、水素・重水素終端Si基板と、薄膜成長後の界面における水素・重水素単原子層を捉えることができた新たな解析結果を含め、これまでの電子線回折,X線光電子分光などの解析結果をとりまとめたレビュー論文である。
39000171
Electronic and local structures of BiFeO3 films
米田 安宏; 坂本 渉*
Journal of Physics; Condensed Matter 23(1), p.015902_1-015902_5(2011) ; (JAEA-J 08399)
- ビスマスフェライト(BFO)とチタン酸鉛とBFOの混晶(BFO-PT)、及びMnをドープしたBFO-PT(BFM-PT)の薄膜をsol-gel法で作成し、XAFSを用いて電子構造と局所構造を調べた。XAFS測定と同じサンプルでリーク特性を評価したところ、BサイトイオンであるFeの吸収端の位置がリーク特性の変化とともに変化していることがわかった。リーク特性は分極測定の際、印加可能な外部電場の大きさを決めることから、強誘電体の分極特性がBサイトイオンの電子構造と関連していることがわかった。また、BFO-PTとBFM-PTの吸収端測定の方向が逆であることから、2価のMnと4価Tiで置き換えられることによってBサイトの3価Feの電子状態をコントロールできることが示された。
39000172
Theory and simulation of electromagnetic wave emission from intrinsic Josephson junctions
町田 昌彦; 太田 幸宏; 佐々 成正; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Journal of Physics; Conference Series 248, p.012037_1-012037_8(2010) ; (JAEA-J 08400)
- 本発表では、異方性の高い高温超伝導体単結晶から発振されるテラヘルツ波発振についての理論的研究成果を発表する。発表では、まず、研究の背景、特に、実験から最近の理論的発展までの概略をレビューし、テラヘルツ波光源の重要性についても言及する。その後、当該研究グループでの理論及び数値シミュレーションによる成果を示し、最後にシミュレーションによる3次元アニメーション結果を報告する。
39000173
Prediction of collapse stress for pipes with arbitrary multiple circumferential surface flaws
Li, Y.*; 長谷川 邦夫*; 鬼沢 邦雄; Cofie, N. G.*
Journal of Pressure Vessel Technology 132(6), p.061204_1-061204_7(2010) ; (JAEA-J 08401)
- 供用期間中検査において、原子力発電所のステンレス鋼管にき裂が検出された場合、日本機械学会維持規格S-NA-1-2008や米国機械学会ボイラー及び圧力容器コードSec.XIに規定されている極限荷重評価法を用いて健全性評価が行われる。しかしながら、実際に検出される応力腐食割れでは、管の同一断面に複数のき裂が検出されるにもかかわらず、これらの規格では単一のき裂が存在する場合の極限荷重評価法のみが規定されている。本報では、管の同一断面に、任意の数・大きさの独立したき裂が存在する場合における崩壊荷重評価法を提案する。この提案法について、実験結果との比較により検証を行うとともに、数値計算によりその有効性を示した。
39000174
Recent advances in the biology of heavy-ion cancer therapy
浜田 信行*; 今岡 達彦*; 増永 慎一郎*; 尾方 俊至*; 岡安 隆一*; 高橋 昭久*; 加藤 宝光*; 小林 泰彦; 大西 武雄*; 小野 公二*; 島田 義也*; 手島 昭樹*
Journal of Radiation Research 51(4), p.365-383(2010) ; (JAEA-J 08402)
- Superb biological effectiveness and dose conformity represent a rationale for heavy-ion therapy, which has thus far achieved good cancer controllability while sparing critical normal organs. Immediately after irradiation, heavy ions produce dense ionization along their trajectories, cause irreparable clustered DNA damage, and alter cellular ultrastructure. These ions, as a consequence, inactivate cells more effectively with less cell-cycle and oxygen dependence than conventional photons. The modes of heavy ion-induced cell death/inactivation include apoptosis, necrosis, autophagy, premature senescence, accelerated differentiation, delayed reproductive death of progeny cells, and bystander cell death. This paper briefly reviews the current knowledge of the biological aspects of heavy-ion therapy, with emphasis on the authors' recent findings. The topics include (1) repair mechanisms of heavy ion-induced DNA damage, (2) superior effects of heavy ions on radioresistant tumor cells (intratumor quiescent cell population, TP53-mutated and BCL2-overexpressing tumors), (3) novel capacity of heavy ions in suppressing cancer metastasis and neoangiogenesis, and (4) potential of heavy ions to induce secondary (especially breast) cancer.
39000175
Analysis of Th, U, Pu, and Am in radioactive metal waste using extraction chromatography
島田 亜佐子; 原賀 智子; 星 亜紀子; 亀尾 裕; 中島 幹雄; 高橋 邦明
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 286(3), p.765-770(2010) ; (JAEA-J 08403)
- Extraction chromatography method was applied to the chemical separation of alpha nuclides, Th, U, Pu, and Am, in metal waste; UTEVA resin (for uranium and tetravalent actinide) for the analysis of Th and U, and TRU resin (for trans uranium resin) for the analysis of Pu and Am. Schemes of extraction chromatography were optimized to analyze metal waste containing lots of Fe. Actual metal wastes were analyzed with the optimized methods and good recovery more than 90% was obtained.
39000176
Study of thermal stability for tertiary pyridine ion exchange resin and anti-corrosion property of structural material toward eluents used in the advanced ORIENT cycle process
小山 真一; 小澤 正基; 黒澤 きよ子*; 蓼沼 克嘉*; 佐藤 嘉彦*; 岡田 賢*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 286(3), p.807-813(2010) ; (JAEA-J 08404)
- 先進オリエント計画の一環として多機能分離プロセスを提案している。この主分離プロセスでは、塩酸及び硝酸-メタノール混合溶液を溶離液として用いる。この適用性を立証するためには2つの重要な点を解決する必要がある。ひとつは塩酸使用による腐食の問題に対処することであり、タンタルが耐食性を示し、また腐食速度が低い(0.1mm/y)ハステロイBが室温環境での使用を許容できると見られる。一方で、イオン交換樹脂と溶媒(硝酸-メタノール)による反応の安全性の解明が必要である。試験温度が220℃に達した場合、メタノールの存在の有無や酸濃度によらず、硝酸と樹脂の反応が起こった。しかし、加熱温度が減少すると、反応は起こらないことを確かめた。
39000177
Enhanced resolution of molecular recognition to distinguish structurally similar molecules by different conformational responses of a protein upon ligand binding
樋口 真理子; 藤井 淳平*; 米谷 佳晃; 北尾 彰朗*; 郷 信広*
Journal of Structural Biology 173(1), p.20-28(2011) ; (JAEA-J 08405)
- ヌクレオシドdGTPと損傷したヌクレオシド8oxodGTPは構造が似ているが、修復酵素MutTは結合力の大きな差によって両者を区別している。本研究では分子動力学シミュレーションの手法を用いて、基質の小さな差を増幅し大きな結合力の差として認識する分子的な仕組みを解明した。MutTはdGMPとの結合時は基質周辺のループが開いている状態が安定だが、8oxodGMPとの結合時は基質周辺のループが閉じている状態が安定であることがわかった。このような結合構造の違いが結合力の大きな差を生み出していると考えられる。さらに、基質のH7とMutTの119番目の残基Asnをつなぐ水素結合が結合構造の違いに重要な役割を果たしていることがわかった。
39000178
Relationship between fault growth mechanism and permeability variations with depth of siliceous mudstones in northern Hokkaido, Japan
石井 英一; 舟木 泰智; 常盤 哲也; 太田 久仁雄
Journal of Structural Geology 32(11), p.1792-1805(2010) ; (JAEA-J 08406)
- 岩質的にほぼ均質な岩盤(例えば泥岩)中において荷重圧(もしくは深度)が断層運動に伴う二次破砕の変形様式に与える影響を評価するために、幌延地域の珪質泥岩(埋没深度:1km以上)中に発達する露頭スケールの横ずれ断層の発達モデルを検討した。露頭記載とコア観察による割れ目調査,室内試験による岩石の物性把握、及びグリフィス理論とクーロン理論に基づく理論計算を行い、それらを統合した結果、(1)上記の変形様式は岩石の強度のみならず荷重圧(もしくは深度)も重要なファクターであること、及び(2)岩盤の隆起浸食の間もしくは後に、深度約400m以浅では断層は多数の引張割れ目の形成を伴って連結し成長していくのに対して、深度約400m以深では剪断割れ目の形成を伴って発達することがわかった。このような深度による断層の発達メカニズムの違いは、水理試験により把握された本岩盤中の高透水領域(透水量係数:>10-5m2/sec.)が深度約400m以浅に限られることと整合する。
39000179
Temperature and Ag doping effect on magnetic excitations in the quasi-two-dimensional triangular lattice antiferromagnet CuCrO2 studied by inelastic neutron scattering
梶本 亮一; 中島 健次; 河村 聖子; 稲村 泰弘; 加倉井 和久; 新井 正敏; 外園 貴久*; 大園 怜*; 奥田 哲治*
Journal of the Physical Society of Japan 79(12), p.123705_1-123705_4(2010) ; (JAEA-J 08407)
- We have studied magnetic excitations in quasi two-dimensional triangular lattice antiferromagnets CuCrO2 and Cu0.85Ag0.15CrO2 by inelastic neutron scattering. CuCrO2 has two types of magnetic excitations: the one is highly dispersive, while the other is less dispersive and spreads over a wide Q range. With increasing the temperature, the weight of the latter component transfers to a lower energy, and the spin dynamics becomes a mixture of disordered spin wave and another diffusive component. The Ag doping induces similar spin dynamics even at 5 K. This manifests the impact of the Ag doping on the magnetic correlations and gives a clue to understand the unconventional spin state in the Ag doped CuCrO2.
39000180
Component-wise meshing approach and evaluation of bonding strategy on the interface of components for assembled finite element analysis of structures
山田 知典; 櫛田 慶幸; 新谷 文将; 西田 明美; 中島 憲宏
Key Engineering Materials 452-453, p.701-704(2011) ; (JAEA-J 08408)
- 本論文では原子力プラント全体の耐震シミュレーションへの適用を前提とした、分解されたCADデータより作成した部品メッシュ群を統合し部品単位の並列計算を行う大規模有限要素構造解析コードと同コード内において部品間の接合にペナルティ法を用いた場合の計算効率について述べる。ペナルティ法利用時の反復解法の計算効率について評価するため、種々のペナルティ係数に対するメッシュ間変位誤差と反復解法の処理時間について調査するとともに、実原子力プラントモデルの耐震シミュレーションに適用した例を示した。
39000181
Ortho-positronium reactions in water studied by positron annihilation age-momentum correlation
平出 哲也; 岡 壽崇; Lee, J.
Materials Science Forum 666, p.103-108(2011) ; (JAEA-J 08409)
- 水中で形成される放射線誘起OHラジカルは、非常に強い活性酸素であるが、短寿命であり、直接観測されてこなかった。陽電子を水中に入射するとオルソーポジトロニウムが形成され、OHラジカルと反応することが明らかとなり、オルソーポジトロニウムをプローブとしてOHラジカルの観測が可能となった。オルソーポジトロニウムの反応を最も的確に観測できる手法は、陽電子消滅寿命-運動量相関測定であり、この手法を用いて、OHラジカルの反応性の温度依存性について調べた。その結果、反応により、消滅γ線の運動量分布が小さいパラーポジトロニウムから消滅していく成分が増大することから、高温では拡散速度が大きくなることで、反応が速く進んでいくことを示した。
39000182
Comparison of advanced fast reactor pool and loop configurations from the viewpoint of construction cost
近澤 佳隆; 小竹 庄司; 澤田 周作*
Nuclear Engineering and Design 241(1), p.378-385(2011) ; (JAEA-J 08411)
- Comparative evaluation of fast reactor pool/loop configurations in the JAEA feasibility study (FS) from 1996 to 2006 has been summarized. A brief description of the FS pool concept (FS-pool) has been provided. FS-pool pursues a compact reactor vessel structure using a flask shape intermediate heat exchanger. The present comparison based on the reactor vessel structure and primary cooling system pointed out relatively good economic potential of the FS-loop concept, because differences in the secondary cooling systems of the pool/loop configurations are not essential from the viewpoint of pool/loop comparison.
39000183
Growth of PrFeAsO1-y single crystals and its characterization
石角 元志; 社本 真一; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 伊藤 利充*; 富岡 泰秀*
Physica C 470(Suppl.1), p.S322-S323(2010) ; (JAEA-J 08413)
- ベルト型高圧合成装置を用いて酸素欠損オキシニクタイド超伝導体PrFeAsO1-yの単結晶試料を育成した。得られた単結晶試料の超伝導転移温度(Tc)は45Kであり、典型的な大きさは約800×1000×30μm3である。面内電気抵抗率は、銅酸化物高温超伝導体と同様にほぼ温度に比例する振る舞いを示しており、銅酸化物高温超伝導体と同様に強い非弾性散乱効果の存在が示唆される。さらにas-grownの単結晶試料を常圧下でアニールすることにより非超伝導の母相単結晶試料を得た。母層の試料の電気抵抗は、150K付近に構造相転移に相当するキンクと、12K付近のPrイオンの磁気秩序に起因すると考えられる構造で特徴付けられる。
39000184
Perturbation theory of iron-pnictide superconductivity
野村 拓司
Physica C 470(Suppl.1), p.S365-S367(2010) ; (JAEA-J 08414)
- 鉄ニクタイドにおける高温超伝導を摂動論の範囲で研究する。鉄の局在的な3d軌道を考慮に入れた5バンドのハバード模型を用いる。ペアリングの相互作用を鉄サイトにおけるオンサイトのクーロン相互作用について3次まで摂動展開してエリアッシュベルグ方程式を解く。超伝導の秩序変数はフェルミ面間で符号を変え、フェルミ面上ではノードはなく超伝導ギャップが完全に開く。最も安定な対対称性はs±波である。電子フェルミ面あるいはホールフェルミ面が消失するような高いドーピング領域では超伝導が消えることが示唆される。
39000185
Phenomenological theory for ±s-wave superconducting states of iron-based superconductors
町田 昌彦; 永井 佑紀*; 太田 幸宏; 中井 宣之; 中村 博樹; 林 伸彦*
Physica C 470(Suppl.1), p.S372-S374(2010) ; (JAEA-J 08415)
- この発表では、鉄系超伝導体の3つの現象論による成果を報告する。一つ目は、±s波という対称性を仮定することで、多くの異なる実験結果を自己無撞着に説明できること、二つ目は、その±s波の対称性を確認する実験方法、三つ目は、多結晶体におけるその±s波による臨界電流値の見積もりである。
39000186
Pressure effects on iron-based superconductors; A First-principles study
中村 博樹; 町田 昌彦
Physica C 470(Suppl.1), p.S387-S388(2010) ; (JAEA-J 08416)
- We investigate pressure effects on an iron-based superconductor LaFeAsO using first-principle calculations. As the pressure increases, we find a structural transition from the orthorhombic to the tetragonal crystal with a disappearance of the antiferromagnetically ordered magnetic moment at 24 GPa in agreement with an experimental observation. Moreover, the calculations reveal that the structural transition is almost the second-order phase transition.
39000187
Magnetic structure and phonon spectra of iron-based superconductors; A First-principle study
中村 博樹; 町田 昌彦; Baron, A.*; 福田 竜生; 社本 真一
Physica C 470(Suppl.1), p.S430-S432(2010) ; (JAEA-J 08417)
- We examine the phonon structure of the antiferromagnetic and orthorhombic LaFeAsO by using first-principles calculations. The antiferromagnetic calculation agrees better with the experimental data than non-magnetic one.
39000188
Inter-grain Josephson currents in two-gap superconductors
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*
Physica C 470(Suppl.1), p.S489-S490(2010) ; (JAEA-J 08418)
- 鉄砒素系超伝導体における粒間ジョセフソン電流をミクロな視点から考察する。特に、非コヒーレントトンネル過程が主たる寄与を与え、かつ2個あるバンド間について状態密度と超伝導ギャップの値それぞれが等しいとき、±s波対称性の結果として粒間ジョセフソン電流の著しい減少が発生することを明らかにする。さらには、粒間臨界電流を増大させるうえで重要な因子についても議論する。
39000189
Collective modes and Josephson vortices in a heterotic Josephson junction between single- and two-gap superconductors
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physica C 470(Suppl.1), p.S882-S883(2010) ; (JAEA-J 08419)
- 1ギャップ及び2ギャップ超伝導体間で構成されたヘテロ型ジョセフソン接合の理論を構築する。本研究により、集団励起モードに関して同相運動に対応するジョセフソン・プラズマモードの存在、及び逆相運動に対応するジョセフソン・レゲットモードの存在が明らかになる。特に、±s波対称性により、ジョセフソン・プラズマモードの振動数は劇的に低下する。さらに、ジョセフソン渦解を数値的に求め、±s波対称性に起因して、その磁場分布が異常に拡大することを示す。
39000190
Two-dimensionality of electronic structure and strong Fermi surface nesting in highly anisotropic iron-based superconductors
町田 昌彦; 中村 博樹
Physica C 470(20), p.1002-1006(2010) ; (JAEA-J 08420)
- We perform first-principle calculations for a newly discovered iron-based superconductor, Sr2ScFePO3, whose blocking layer is a thick perovskite-based oxide (Sr2ScO3) and compare its result with those of other typical iron-based compounds, in order to make a strategy to explore iron-based compounds with higher superconducting transition temperature Tc. Consequently, we find that the thick blocking layer like Sr2ScO3 brings about perfectly cylindrical hole and electron Fermi surfaces. This can give much better nesting condition between disconnected Fermi surfaces compared to other types of iron-based superconductor compounds.
39000191
Incipient plasticity of twin and stable/unstable grain boundaries during nanoindentation in copper
都留 智仁; 加治 芳行; 松中 大介*; 渋谷 陽二*
Physical Review B 82(2), p.024101_1-024101_6(2010) ; (JAEA-J 08421)
- 粒界などの結晶欠陥は新たな欠陥生成の抵抗を低下させ転位生成源となる。本研究では、原子シミュレーションによりさまざまな種類の粒界におけるナノインデンテーション下の初期塑性について検討した。ツインと複数の対応格子粒界において転位が生成されるメカニズムと生成の抵抗の低下について評価した結果、ツインと安定なΣ11(113)[110]粒界では、無欠陥領域よりも優先して最初のすべりが生じることがわかった。また、不安定な粒界では粒界面の不均質な領域から転位が生成することがわかった。
39000192
Trapping of multiple hydrogen atoms in a tungsten monovacancy from first principles
大澤 一人*; 後藤 準也*; 山上 真広*; 山口 正剛; 矢木 雅敏*
Physical Review B 82(18), p.184117_1-184117_6(2010) ; (JAEA-J 08422)
- 本発表は、九州大学応用力学研究所との共同研究により、核融合材料タングステンの物性を第一原理計算により調べた結果の論文発表である。本発表では、タングステン中の単空孔において多数の水素原子がトラップされるときのトラップエネルギーを第一原理より計算した。最大6コの水素原子がトラップされるとする従来の第一原理計算結果とは異なり、トラップされる水素原子の数が増えるに従ってトラップサイトがオクタヘドラルサイトからテトラヘドラルサイトに変化することによって、最大で12コの水素原子がタングステン中の単空孔にトラップされることを示した。
39000193
Observation of two charge ordering transitions in the valence-fluctuating EuPtP by resonant X-ray diffraction
稲見 俊哉; 道村 真司; 光田 暁弘*; 和田 裕文*
Physical Review B 82(19), p.195133_1-195133_5(2010) ; (JAEA-J 08423)
- 価数揺動物質EuPtPのT1=246KとT2=200Kの二つの一次転移を、EuのL3吸収端での共鳴X線回折法で研究した。以前のメスバウアー分光実験とX線回折実験から価数秩序が示唆されていたが、今回の実験における111反射と112/3反射の特徴的なエネルギースペクトルから、疑いなく2倍周期と3倍周期のEu価数の超構造がT2以下とT1とT2の間で存在することが示された。われわれは、さらに、EuPtPにおける価数秩序を説明する機構として、クーロン反発に代わる価数-格子結合を提案した。
39000194
Proton-production double-differential cross sections for 300-MeV and 392-MeV proton-induced reactions
岩元 大樹; 今村 稔*; 古場 裕介*; 福井 義則*; 若林 源一郎*; 魚住 裕介*; 金 政浩; 岩元 洋介; 芳原 新也*; 中野 正博*
Physical Review C 82(3), p.034604_1-034604_8(2010) ; (JAEA-J 08426)
- 300MeV及び392MeV陽子入射反応におけるO, V, Tb, Ta, Au, Pb及びBiに対する陽子生成二重微分断面積を測定した。放出陽子のエネルギーをΔE-E測定法によって積層型シンチレーション検出器を用いて測定した。測定結果を核内カスケードモデル及び量子分子動力学モデルと比較し、両モデルとも二重微分断面積スペクトルをよく再現するが、最前方及び後方で相違が生じることを示した。この相違は核ポテンシャルによる屈折によって説明できることを明らかにした。この知見に基づき、Kalbachの系統式と核内カスケードモデルの1ステップ計算を組合せることによって、角度分布を再現することに成功した。さらに、実験に基づく考察から、核内カスケードモデルの1ステップ計算における準弾性散乱の寄与は、標的核が軽くなるほど、また放出エネルギーが増加するほど大きくなることを示した。
39000195
Similarity of the Fermi surface in the hidden order state and in the antiferromagnetic state of URu2Si2
Hassinger, E.*; Knebel, G.*; 松田 達磨; 青木 大*; Taufour, V.*; Flouquet, J.*
Physical Review Letters 105(21), p.216409_1-216409_4(2010) ; (JAEA-J 08427)
- 高純度URu2Si2の単結晶によるShubnikov-de Haas実験により、いわゆる隠れた秩序状態において、これまで観測されていなかった新たな2つのフェルミ面のブランチを観測した。これは、全体の有効質量の増強に対して約55%まで観測したことに対応する。加圧下反強磁性における、磁場c軸方向のShubnikov-de Haas振動数は、常圧に比べてわずかな変化である。この隠れた秩序状態と反強磁性状態のフェルミ面の類似性は、QAF=(001)と同じ周期性が隠れた秩序状態において既にあることを意味している。またこの結果は、この隠れた秩序状態の理論的アプローチに対して重要な情報をもたらす。
39000196
Anisotropic spin fluctuations and superconductivity in "115" heavy fermion compounds; 59Co NMR study in PuCoGa5
Baek, S.-H.*; 酒井 宏典; Bauer, E. D.*; Mitchell, J. N.*; Kennison, J. A.*; Ronning, F.*; Thompson, J. D.*
Physical Review Letters 105(21), p.217002_1-217002_4(2010) ; (JAEA-J 08428)
- 超伝導体PuCoGa5の通常状態において、59Co NMR測定を単結晶を用いて行った。核スピン-格子緩和率とナイトシフトの温度依存性から、反強磁性的スピン相関が発達していることを明らかにした。同じ結晶構造を持つ重い電子系超伝導体との比較を行い、XY的なスピン揺らぎ異方性が重い電子系超伝導体にとって重要な役割を担うことを示した。
39000197
New type of asymmetric fission in proton-rich nuclei
Andreyev, A. N.*; Elseviers, J.*; Huyse, M.*; Van Duppen, P.*; Antalic, S.*; Barzakh, A.*; Bree, N.*; Cocolios, T. E.*; Comas, V. F.*; Diriken, J.*; Fedorov, D.*; Fedosseev, V.*; Franchoo, S.*; Heredia, J. A.*; Ivanov, O.*; Köster, U.*; Marsh, B. A.*; 西尾 勝久; Page, R. D.*; Patronis, N.*; Seliverstov, M.*; Tsekhanovich, I.*; Van den Bergh, P.*; Van De Walle, J.*; Venhart, M.*; Vermote, S.*; Veselsky, M.*; Wagemans, C.*; 市川 隆敏*; 岩本 昭; Möller, P.*; Sierk, A. J.*
Physical Review Letters 105(25), p.252502_1-252502_5(2010) ; (JAEA-J 08429)
- A very exotic process of β-delayed fission of 180Tl is studied in detail by using resonant laser ionization with subsequent mass separation at ISOLDE (CERN). In contrast to common expectations, the fission-fragment mass distribution of the post-β-decay daughter nucleus 180Hg (N/Z = 1.25) is asymmetric. This asymmetry is more surprising since a mass-symmetric split of this extremely neutron-deficient nucleus would lead to two 90Zr fragments, with magic N = 50 and semi-magic Z = 40. This is a new type of asymmetric fission, not caused by large shell effects related to fragment magic proton and neutron numbers, as observed in the actinide region. The newly-measured branching ratio for β-delayed fission of 180Tl is 3.6(7)×10-3 %.
39000198
Measurement of microdosimetric spectra with a wall-less tissue-equivalent proportional counter for 290 MeV/u 12C beam
津田 修一; 佐藤 達彦; 高橋 史明; 佐藤 大樹; 遠藤 章; 佐々木 慎一*; 波戸 芳仁*; 岩瀬 広*; 伴 秀一*; 高田 真志*
Physics in Medicine and Biology 55(17), p.5089-5101(2010) ; (JAEA-J 08430)
- 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を含む線エネルギー分布(y分布)の計算モデルの精度検証に必要なデータを取得するために、壁なし型の組織等価比例計数管(TEPC)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実験を行った。核子あたり290MeV炭素ビームに対するy分布データを取得し、計算モデルによる分布と線量平均のy値に関して比較した結果、測定したyの線量平均値と入射炭素ビームの水中での線エネルギー付与の比は0.73であり、原子力機構で開発した計算モデルで得られる値と一致することがわかった。また得られた線量平均値は、一般の壁ありTEPCで得られる値よりも小さく、炭素ビームの飛跡沿いのエネルギー付与を厳密に測定するためには壁なし型TEPCが不可欠であることを定量的に示した。
39000199
Unlimited energy gain in the laser-driven radiation pressure dominant acceleration of ions
Bulanov, S. V.; Echkina, E. Yu.*; Esirkepov, T. Z.; Inovenkov, I. N.*; 神門 正城; Pegoraro, F.*; Korn, G.*
Physics of Plasmas 17(6), p.063102_1-063102_12(2010) ; (JAEA-J 08431)
- The energy of the ions accelerated by an intense electromagnetic wave in the radiation pressure dominated regime can be greatly enhanced by a transverse expansion of a thin target. The expansion decreases the number of accelerated ions in the irradiated region increasing the energy and the longitudinal velocity of the remaining ions. In the relativistic limit, the ions become phase-locked with respect to the electromagnetic wave resulting in an unlimited ion energy gain. This effect and the use of optimal laser pulse shape provide a new approach for great enhancing the energy of laser accelerated ions.
39000200
Manipulation and electron-oscillation-measurement of laser accelerated electron beams
小瀧 秀行; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟; 森 道昭; 神門 正城; 本間 隆之; Koga, J. K.; 大道 博行; Bulanov, S. V.
Plasma Physics and Controlled Fusion 53(1), p.014009_1-014009_7(2011) ; (JAEA-J 08432)
- In order to use a laser accelerated electron beam to applications, it is necessary to generate a stable electron beam and to control the electron beam. A 40 fs laser pulse with the energy of 200 mJ is focused onto a supersonic gas jet. We succeed to generate a stable electron beam by using Nitrogen gas as a target. The profile of the electron beam can be controlled by changing the laser polarization. When we use a S polarized laser pulse, a 20 MeV electron beam is observed with a oscillation in the image of the energy spectrum. The direction of the electron beam can be controlled by changing the gas jet position. The self-injected electron beam can be controlled by the control of the laser and the gas jet.
39000201
Measurement of neutron elastic scattering cross sections for carbon at 134 MeV
佐藤 大樹; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 佐藤 達彦; 遠藤 章; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 中島 宏; 中村 尚司*; 民井 淳*; 畑中 吉治*
Radiation Measurements 45(10), p.1159-1162(2010) ; (JAEA-J 08433)
- 大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、134MeV準単色中性子ビームを用い炭素原子核に対する中性子弾性散乱断面積を測定した。測定角度は、実験室系で6°, 8°及び15°とし、検出器には直径12.7cm厚さ12.7cmの液体有機シンチレータを用いた。断面積は、オフライン解析において散乱中性子の飛行時間情報から弾性散乱イベントを選択的に取り出し、導出した。得られた結果を、米国カリフォルニア大学Davis校(U.C. Davis)のグループが反跳陽子スペクトロメータを用いて取得した実験値、及び核データライブラリー(JENDL/HE-2007及びENDF/B-VII.0)に格納された評価値と比較した。本実験の結果は、U.C. Davisのデータとよく一致した。このことは、本研究で提案した飛行時間法に基づく測定手法が、中間エネルギー領域の弾性散乱断面積の測定に対して有効であることを示す。また、前方角度領域において、ENDF/B-VII.0の評価値は実験値とよく一致するが、JENDL/HE-2007は30%程度過小評価していることを示した。
39000202
Evaluation of target photon dose mixed in mono-energetic neutron fields using 7Li(p,n)7Be reaction
谷村 嘉彦; 堤 正博; 三枝 純; 志風 義明; 吉澤 道夫
Radiation Measurements 45(10), p.1163-1166(2010) ; (JAEA-J 08434)
- 原子力機構放射線標準施設棟では、4MVペレトロン加速器を利用した単色中性子校正場を開発している。8, 27, 144, 250, 565keV及び1.2, 2.5, 5.0, 14.8MeVの中性子場がスカンジウム,リチウム,重水素及びトリチウムターゲットを用いて完成している。加速粒子とターゲット材との核反応で単色中性子のみならず目的外光子も発生する。この光子は測定器校正に影響を与えることがあり、それを評価する必要がある。そこで、フッ化リチウムターゲットで発生し、144, 250, 565keV中性子場に混在する光子を、直径及び長さがともに7.62cmのNaI(Tl)シンチレーション検出器で測定した。そして、光子の周辺線量当量H*(10)を、測定された波高分布にG(E)関数を適用することにより評価した。
39000203
New defect-crystal-chemical approach to non-Vegardianity and complex defect structure of fluorite-based MO2-LnO1.5 solid solutions (M4+=Ce, Th; Ln3+=Lanthanide), 1; Model description and lattice-parameter data analysis
中村 彰夫
Solid State Ionics 181(35-36), p.1543-1564(2010) ; (JAEA-J 08435)
- Lattice parameter data of defect fluorite (DF) solid solutions between MO2 and LnO1.5 (M=Ce, Th; Ln=Y, Gd, Eu, Sm, Nd, La) exhibit marked positive deviation from Vegard law. Their detailed analysis shows that this is a generalized non-Vegardian behavior of these oxygen-vacancy (VO) type distortionally-dilated solid solutions with non-random oxygen coordination around the cations: The M=Ce and Th shift to the opposite non-randomness for the larger Ln: strongly Ce-VO associative in the former and extremely Ln-VO associative in the latter. Given compatibility with ion-packing model, this can also provide us with their metal-oxygen bond-length data. The author describes here such random to non-random model extension and its-based main a0 including their comparison with reported local-structure, thermodynamic data of these systems.
39000204
New Defect-crystal-chemical approach to non-vegardianity and complex defect structure of fluorite-based MO2-LnO1.5 solid solutions (M4+=Ce, Th; Ln3+= Lanthanide), 2; Detailed local-structure and ionic-conductivity analysis
中村 彰夫
Solid State Ionics 181(37-38), p.1631-1653(2010) ; (JAEA-J 08436)
- Part I proposed a new lattice-parameter (a0(ss)) model for Defect-Fluorite (DF) M1-yLnyO2-y/2 solid solutions (ss);this clarified their markedly non-Vegardian behavior as a macroscopic manifestation of their microscopic non-randomness represented by non-random CN(Ln3+, M4+) data. Part II further clarified that these CN(Ln3+, M4+) data can provide a quantitative description of their detailed non-random local structure such as mutually non-randomly defect (VO)-coordinated cation concentrations and their intriguing ionic-conductivity behavior as a multiple VO - O2- transport process. Thus, the present model is proposed as a new quantitative a0(ss) model for DF oxides and as a new direct link to their controversial defect structure. A complete description of the methodology and results of detailed local-structure and ionic-conductivity analysis is given, mainly focusing on Ce-Y.
39000205
エネルギー持続可能供給のための長期原子力開発シナリオ
佐賀山 豊
電気評論 95(12), p.34-40(2010) ; (JAEA-J 08438)
- 将来、開発途上国を中心に世界のエネルギー需要が大きく伸びることが予想されるなか、使い勝手の良い電力の需要も今後順調に増加することが期待されている。この電力供給の一つのオプションであり、エネルギー供給の観点から持続可能な社会の実現において大きな役割を担うことが期待されている原子力発電は、その特徴からCO2の削減に貢献できる。さらに、先進的なシステムであるFBRサイクルの実現により、大幅な資源有効利用や環境負荷低減が可能となり、持続可能な社会の実現に貢献することが期待される。一方で、社会に受け入れられるために、安全性,廃棄物処分,核不拡散等の問題の解決に着実に取り組むことが重要である。いずれにしても、日本は先進的なFBRサイクルの技術開発を推進するとともに、国際的なクライテリアの整備を通じ仏国や米国とともに世界のFBRサイクル開発をリードしていく考えである。
39000206
植生への粒子沈着モデルの研究動向とその課題
堅田 元喜; 永井 晴康
エアロゾル研究 25(4), p.323-330(2010) ; (JAEA-J 08439)
- 近年、精緻化が進められている植生への粒子沈着モデルの予測性能の現状と、モデルの検証を進めるうえでの課題をまとめた。粒子沈着モデルは、さまざまな環境で取得された粒径別の沈着速度の観測値を用いて検証されることが多いが、素過程のモデル式を検証するうえでは、環境条件の違いや対象とする粒径範囲に対する支配的な捕集過程を念頭に置いて、観測値とモデル計算値を比較する必要がある。著者らが開発した植生への粒子沈着過程を計算できる大気-植生-土壌1次元多層モデルを用いたシミュレーションを実施し、霧水と数100nm以下の微小粒子の森林への沈着フラックスの観測結果を再現するとともに、これらの粒径範囲で最も沈着量の予測精度の高い捕集効率のモデル式を同定した。これに対して、サブミクロン粒子の沈着速度は、精緻な植生への粒子沈着モデルを用いても高精度で予測することは難しく、静電気力,熱・拡散泳動力,葉面の微細な構造,湿度の増加に伴う粒径の増加などの影響を考える必要性が示唆された。また、葉面積指数や樹高,葉幅などの影響も粒子沈着に影響するため、これらのパラメータを導入した粒子沈着速度のモデル式の開発が望まれる。
39000207
第一原理計算による粒界脆化メカニズムの解明
山口 正剛
ふぇらむ 15(12), p.755-761(2010) ; (JAEA-J 08440)
- 本発表は、原子力構造材料の脆化研究に関する成果発表であり、脆化研究におけるミクロスケールモデルに基づくシミュレーションの成果である。不純物元素が金属の結晶粒界に偏析すると、大幅な破壊応力の低下を引き起こす粒界脆化と呼ばれる現象が生じることが知られている。例えば、低合金鋼の焼き戻し脆性は、不純物元素であるリンの粒界偏析が原因である。しかしながら、なぜ、どのようにして粒界の強度が低下するのか、そのミクロなメカニズムについては長い間謎とされてきた。本研究では、粒界における原子間凝集エネルギーが破壊応力の低下をもたらすメカニズムを破壊力学に基づいて説明する。さらに、鉄粒界の凝集エネルギーが溶質元素(ホウ素,炭素,リン,硫黄)の粒界偏析によって変化する様子を大型計算機を用いた第一原理計算によって計算し、それが実験的に観測される延性脆性遷移温度の偏析による変化とよく相関することを示すことによって、粒界の凝集エネルギーが粒界脆化の支配因子であることを解明した。
39000208
幌延地域における周氷河地形の解析的研究
花谷 育雄; 宗像 雅広; 木村 英雄; 三箇 智二*
原子力バックエンド研究 17(2), p.55-70(2010) ; (JAEA-J 08441)
- 高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価に資するため、日本原子力研究開発機構では、広域を対象とした長期的な地下水流動評価手法の整備を進めている。本研究はその一環として、将来的な寒冷気候の到来に伴った地下水流動状況を予測評価するために、凍土が形成されていた可能性の高い北海道幌延地域を対象として、空中写真と高精度DEM(数値標高モデル)を使用した地形解析を実施した。その結果、氷期の幌延地域では周氷河性の平滑斜面が広く発達し、後氷期に入ると降水量の増大により平滑斜面が侵食されて後氷期斜面が形成されたが、この後氷期の侵食作用は対象地域内で一様ではなく、地質の違いによって明瞭な差があることがわかった。すなわち、勇知層や更別層では平滑斜面の60%以上が既に侵食され、一部では谷の切り合いにより稜線高度が低下していた。一方、声問層や稚内層では水系密度が低く、平滑斜面の40%未満を侵食するに留まっていた。また、後氷期に形成された谷は、声問層以上の比較的浅い谷と稚内層以下の比較的深い谷とに分類できることがわかった。
39000209
先進オリエントサイクルの研究戦略
小澤 正基
原子力eye 56(10), p.7-11(2010) ; (JAEA-J 08443)
- 先進オリエントサイクル研究について、その研究開発のインセンティブである原子力レアメタルの特性及び研究開発戦略論を概説する。
39000210
利用技術の現状
小山 真一
原子力eye 56(10), p.16-18(2010) ; (JAEA-J 08444)
- 先進オリエントサイクル研究において、使用済燃料から分離した核種の利用技術の現状を報告する。はじめに、ナノ吸着剤で分離した発熱性FP(Cs, Sr)を固体化して熱電変換素子の熱源として利用する方法を紹介し、続いて使用済燃料中の白金族元素を電析により回収し、その電極を用いた水素製造技術の開発について述べる。
39000211
IAEA SRS No.44の評価手法に準拠したU-234,U-235及びU-238のクリアランスレベルの解析
武田 聖司; 木村 英雄
保健物理 45(4), p.342-356(2010) ; (JAEA-J 08445)
- 土壌中の放射能濃度分布のデータから導き出されたIAEAのクリアランスレベルについて、被ばく線量としての影響を確認することは、我が国のように被ばく線量に基づき設定されたクリアランスレベルとの整合性の観点からも重要である。本研究では、ウラン取り扱い施設における主要核種である天然起源のU-234, U-235及びU-238を対象に、IAEA SRS No.44で用いられている人工起源の放射性核種のクリアランスレベル解析のための線量評価手法を適用し、これらの核種のクリアランスレベルを算出した。その結果、決定シナリオの実効線量基準(10μSv/y)に対するU-234、U-235及びU-238の放射能濃度は、それぞれ1.2Bq/g, 0.53Bq/g, 1.1Bq/gとなり、土壌中の放射能濃度分布のデータから導き出されたIAEAのクリアランスレベル1Bq/gと整合していることが確認できた。
39000212
イオンビームによる新規清酒酵母の育種と試験醸造
増淵 隆*; 上山 修*; 佐藤 勝也; 長谷 純宏; 鳴海 一成
放射線と産業 (128), p.43-47(2010) ; (JAEA-J 08446)
- 清酒酵母の育種は、消費者の嗜好が時代とともに変化していくため非常に多様化しており、新しいタイプの清酒酵母の開発を続け市場ニーズに適応していくことが必要となっている。群馬県立群馬産業技術センターと原子力機構は、平成20年度より、清酒酵母のイオンビーム育種についての共同研究に着手した。本研究では、吟醸酒に使用する香気成分高生産株の取得を主目的とするため、発酵力が良好で吟醸酒での使用実績も多いきょうかい901号酵母を主な親株とし、イオンビームを照射することで、今までとは異なる変異スペクトルの発現を期待した。選抜の指標として、吟醸酒の主な香気成分であるカプロン酸エチルの生成能を重視し、併せて発酵力・酸生産の度合い等を測定することで、実製造に適した変異体を絞り込んだ。その結果、香気成分生成能・発酵力ともに良好な清酒酵母が得られた。
39000213
医療関係者に向けたIAEA新放射線基本安全基準の概略
山口 恭弘
医療放射線防護Newsletter (59), p.5-8(2010) ; (JAEA-J 08447)
- IAEAの電離放射線に対する防護と放射線源の安全のための国際基本安全基準(BSS)の改定が進められている。先に公開されたBSSドラフト4.0の内容の概要を解説する。また、IAEAの安全基準体系におけるBSSの位置付け,今回の改定のポイントを説明する。
39000214
マルチコア環境における複数右辺項を有する構造解析ソルバーの性能評価
山田 知典; 河合 浩志*
計算工学講演会論文集 15(1), p.179-180(2010) ; (JAEA-J 08448)
- 反復法による連立一次方程式ソルバーはメモリウォール問題が顕著に影響するアプリケーションとして知られている。近年普及が進んでいるマルチコア環境ではソケットあたりのメモリバンド幅が利用するコア数によらず一定となるため、演算に利用するコア数に比例してメモリウォール問題が顕在化する。そのため、マルチコア環境において反復法による連立一次方程式ソルバーの性能を十分に得ることは難しい。本研究では、複数右辺項問題を有する3次元構造解析を対象に、マルチコア環境で測定したブロック共役勾配法のパフォーマンス結果に基づき、マルチコア環境における反復法による連立一次方程式ソルバーについて考察を行う。
39000215
中性子回折法による溶接構造物の残留応力測定
鈴木 裕士
金属 80(12), p.987-995(2010) ; (JAEA-J 08449)
- 溶接技術は部材と部材とを接合する有効な方法として多くの構造物に使用されている。一方、溶接に伴う熱膨張・熱収縮過程において発生する残留応力や、溶接熱影響による相変態や析出に伴う体積膨張などにより発生する残留応力は、時として溶接構造物の疲労寿命や材料強度といった機械的特性、さらには、き裂進展などの破壊メカニズムに悪影響を及ぼすことが知られている。そのため、溶接構造物の信頼性や健全性を確保するうえで、溶接残留応力を正確に把握することが重要とされている。溶接構造物の残留応力測定には、ひずみゲージを利用した固有ひずみ法やHole Drilling法など、破壊を伴う機械的計測法が用いられることが多いが、最近では、材料深部の残留応力を非破壊・非接触で測定可能な中性子応力測定技術が注目されている。本稿では、この中性子応力測定技術について解説するとともに、溶接構造物の残留応力測定例について紹介する。
39000216
Cs収着機能を有する鉄リン酸塩ガラスの開発; ガラスフィルターとして適した組成とCs収着機能に掛かる検討
三田村 直樹*; 都築 達也*; 天本 一平
日本原子力学会誌 9(4), p.396-404(2010) ; (JAEA-J 08450)
- 乾式再処理工程より排出される使用済電解質中のFPの分離材として、Cs収着機能が期待できる鉄リン酸塩ガラスフィルターの試作を行ったところ、以下の成果を得ることができた。(1)従来の鉄リン酸塩ガラス(40molFe2O3-60molP2O5)よりもガラス転移点や軟化点が高く、耐熱性に優れたガラス組成系を見いだした。(2)Cs収着試験の結果、溶融塩とガラスとの反応によりCsFeCl3やCs3FeCl6等のCsを含有する結晶が析出して、Csを選択的に収着できることを見いだした。この結晶化によるCs収着には、ガラスにFe成分が必須で、鉄リン酸塩ガラス特有の性質であることがわかった。(3)ガラスと溶融塩の反応性は、ガラス成分の各リン酸塩化合物と塩化物との標準反応ギブスエネルギーから推測可能であることが示唆された。
39000217
分離変換技術はどこまで成熟したか?; 技術成熟度評価に基づく現状整理と提案
湊 和生
日本原子力学会誌 52(12), p.796-800(2010) ; (JAEA-J 08451)
- 米国航空宇宙局(NASA)や宇宙航空研究開発機構(JAXA)でも活用されている技術成熟度(TRL)基準を用いて、放射性廃棄物処理・処分の負担軽減などを目的とする分離変換技術の成熟度を評価した。技術成熟度の厳密評価ではなく、そこから浮かび上がってくる課題を客観的に把握することを目指した。そこで見えてきたものは、直面する技術開発上の高い壁であった。TRLについて概説するとともに、今後、分離変換技術の開発を効率的・効果的に進める方策を提案した。
39000218
原子力開発のための中性子核反応データベース; 評価済み核データライブラリーJENDL-4.0の完成
柴田 恵一; 岩本 修; 千葉 豪
日本原子力学会誌 52(12), p.801-805(2010) ; (JAEA-J 08452)
- 原子力施設の設計等には、中性子と原子核がどのような反応をどの位の頻度で起こすかを記述する核データが必要となる。本稿は日本原子力学会からの依頼により、核データの評価について紹介するとともに、2010年5月に公開した最新の評価済み核データライブラリーJENDL-4.0の作成手法,精度検証及び利用について解説する。
39000219
実験炉物理; 未来へのメッセージ,次世代の安全基盤の確立に向けて,6; JAEAの高速炉体系炉物理実験
岡嶋 成晃
日本原子力学会誌 53(1), p.50-53(2011) ; (JAEA-J 08453)
- これまでの日本原子力研究開発機構(JAEA)における高速炉体系における炉物理実験として、天然ウランブランケット体系中での高速中性子の振舞いを調べることを目的とした未臨界実験装置(Bee),高速炉の炉物理研究を目的とした臨界実験装置(FCA),日本初のナトリウム冷却型高速中性子炉である「常陽」,ナトリウム冷却型高速中性子炉原型炉の「もんじゅ」での炉物理実験について概観した。また、今後の高速炉体系における炉物理実験について、将来必要と考えられる実験内容とその実施に向けて既存装置の利用や既存装置の限界について述べた。
39000220
トリプルスケール結晶塑性モデリング及び結晶粒微細化に伴う寸法効果に関するシミュレーション
黒澤 瑛介*; 青柳 吉輝; 只野 裕一*; 志澤 一之*
日本機械学会論文集,A 76(764), p.483-492(2010) ; (JAEA-J 08454)
- 幾何学的に必要な結晶欠陥(GN転位密度及びGN不適合度)に基づく転位-結晶塑性モデルに均質化法を導入することで、転位の微視構造,結晶粒構造及び巨視構造という3階層を橋渡しするトリプルスケール結晶塑性モデルを構築した。本モデルを用いて、転位組織-結晶粒構造-試験片にまたがるマルチスケールFEM解析を初期粒径の異なるFCC多結晶に対して実施し、超微細粒からなるマクロな金属材料における寸法効果を数値解析的に再現した。さらに、得られた解析結果から、粒径のサブミクロン化に伴って結晶粒の微視的降伏は起こりにくくなること、並びに、超微細粒金属の延性の低下は降伏後の加工硬化率の減少に伴う塑性不安定性に起因することがわかった。
39000221
照射ニンニクの電子スピン共鳴法,光刺激ルミネッセンス法,熱ルミネッセンス法による検知
亀谷 宏美*; 齊藤 希巳江*; 菊地 正博; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*; 等々力 節子*
日本食品科学工学会誌 57(11), p.472-478(2010) ; (JAEA-J 08455)
- 電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance: ESR)法,光刺激ルミネッセンス(Photo Stimulated Luminescence: PSL)法及び熱ルミネッセンス(Thermo luminescence: TL)法が照射ニンニクの検知に利用可能か否かについて検討した。線源は60Co、線量は50〜180Gyとした。ESRスペクトルは、外皮の分析においてg=2.00の1本線信号が観測され、信号強度は線量とともに増大した。照射処理したニンニクのPSL発光積算値は、非照射試料の値と比較して増加した。照射ニンニクのTLの発光極大温度は180〜220℃、非照射ニンニクは約300℃となり照射ニンニクを判別することができた。また、TL比は積分温度範囲が150〜250℃のとき、照射ニンニクと非照射ニンニクが明確に区別された。以上のことから、ESR, PSL, TL法は照射ニンニクの判別に適用できる可能性が示唆された。特に、TL法は照射ニンニクの検知に実用的に有用であると結論した。
39000222
高レベル放射性廃棄物地層処分における性能評価のための隆起・浸食に起因する地質環境条件変化の評価方法の検討
川村 淳; 江橋 健; 牧野 仁史; 新里 忠史; 安江 健一; 稲垣 学; 大井 貴夫
応用地質 51(5), p.229-240(2010) ; (JAEA-J 08456)
- 隆起・浸食/沈降・堆積は広域的に生ずる現象であり、長期的には高レベル放射性廃棄物地層処分への影響の不確実性を考慮する必要がある。著者らは、そのために隆起・浸食/沈降・堆積の可能性のある変遷のパターンとそれらに対する地質環境条件の変化を合理的に抽出し変動シナリオを構築する方法論として、隆起・浸食を取り扱うための「概念モデル」を検討した。概念モデルは、検討対象とする領域の地質環境条件をモダンアナログ的な観点から温度(T),水理(H),力学(M),化学(C)及び幾何形状(G)(THMCG)の分布状況で整理し、隆起・浸食/沈降・堆積の可能性のある変遷のパターンについては地史の情報を用いて整理するものである。この方法論に基づきその地域の地史とその周辺地域を含む現在の地質環境条件をモダンアナログ的な観点から情報整理することにより、構築される変動シナリオの科学的合理性の保持と、それを理解したうえでの簡略化が可能となった。また、具体的な地域が与えられた場合においても、本手法を適用することにより評価すべき現象と地質環境条件の変化を抽出でき見通しを得た。
39000223
日本原子力研究開発機構・システム計算科学センター・シミュレーション技術開発室研究紹介
山口 正剛; 松本 淳; 町田 昌彦
応用数理 20(1), p.67-69(2010) ; (JAEA-J 08457)
- 日本原子力研究開発機構・システム計算科学センター・シミュレーション技術開発室の研究紹介である。原子力機構では現在、軽水炉から高速炉,核融合炉に至るさまざまな原子炉の研究開発を推進している。それに伴う原子力基礎工学研究や放射線等の量子ビーム応用研究にも力を入れ、原子力にかかわる科学及び工学の総合研究機関として、その役割を果たしている。本稿で紹介するシミュレーション技術開発室では、上記の原子力機構の広範囲な研究課題の中から、特にシミュレーション研究が有効なテーマとして、原子力材料(構造材料及び核燃料)の物質特性,原子力分野でのデバイス開発,放射線による生体影響等の問題等を取り上げ、シミュレーションを主たる手段として進めている研究開発の現状を紹介する。
39000224
国際核融合エネルギー研究センター事業
荒木 政則; 林 君夫; 飛田 健次; 西谷 健夫; 谷川 博康; 野澤 貴史; 山西 敏彦; 中道 勝; 星野 毅; 小関 隆久; 石井 康友
プラズマ・核融合学会誌 86(4), p.231-239(2010) ; (JAEA-J 08458)
- ITER計画を支援するとともに、核融合エネルギーの早期実現に向けての活動を行う幅広いアプローチ(BA)活動は、この目的のためにITERの建設期間中にさまざまな研究開発を行う日欧の共同事業である。ここでは、国際核融合エネルギー研究センター事業の活動の概要について説明するとともに、現在の進捗状況及び今後の計画・展望について述べる。
39000225
結びとして; 核融合発電への鍵を握るプラズマ分布制御の未来
栗原 研一
プラズマ・核融合学会誌 86(9), p.541(2010) ; (JAEA-J 08459)
- 核燃焼プラズマを実現する国際熱核融合実験炉ITERが南仏で建設を開始し、原型炉の設計や炉工学的な研究開発も本格化することが見込めるようになってきた。ITERを補完し原型炉に直結する先進的炉心プラズマ研究を担当するサテライトトカマクJT-60SA計画が、日欧共同の幅広いアプローチ事業の一つとして既に始動している。このような背景のもと、燃焼・高ベータプラズマは、核反応生成物であるアルファー粒子が自己加熱を行う結果、自律性が高く、不安定性を回避しプラズマ閉じ込め性能を高めるために、ポロイダル断面内での電流,密度,温度,回転速度などの分布物理量の制御が必須の克服課題である。「結びとして」では、プラズマ分布制御の未来に向かっての展望を述べる。
39000226
周辺プラズマシミュレーション
星野 一生; 藤間 光徳*
プラズマ・核融合学会誌 86(12), p.681-684(2010) ; (JAEA-J 08460)
- 磁場閉じ込め核融合装置において、炉心プラズマと固体壁とをつなぐ周辺領域では、プラズマ,中性粒子,不純物の間の相互作用が非常に強い。そのため、それぞれの輸送モデルを結合したダイバータコードが、周辺プラズマの解析や、ダイバータ設計のための熱負荷の予測評価などに用いられている。ここでは、統合ダイバータコードSONICを例にとり、周辺プラズマシミュレーションで用いるモデル・仮定について解説している。
39000227
周辺プラズマにおける不純物輸送シミュレーション
藤間 光徳*; 星野 一生; 河村 学思*
プラズマ・核融合学会誌 86(12), p.685-689(2010) ; (JAEA-J 08461)
- 周辺プラズマにおける不純物輸送過程のシミュレーションでは、多数の原子・分子過程や粒子種,電荷状態を扱う必要があるため、モンテカルロ法を用いたテスト粒子計算が適している。テスト粒子計算の中でも、旋回中心近似を用いるか、旋回運動を含む全運動を追跡するか等、粒子追跡のモデリングには選択肢がある。2つのモンテカルロ不純物輸送コードIMPMCとIMPGYROを例にとり、それらのコードで用いている物理モデル,仮定について解説している。
39000228
連結シミュレーションによるアプローチ
星野 一生; 藤間 光徳*; 河村 学思*; 斎藤 誠紀*; 伊藤 篤史*
プラズマ・核融合学会誌 86(12), p.698-705(2010) ; (JAEA-J 08462)
- ITERや原型炉を見据えたとき、プラズマ,不純物,壁材料等、個々の要素の物理現象の理解に加え、装置全体としての総合的な現象の理解が重要となる。総合的なシミュレーションを行うため、各要素を扱うモデルの結合が進められている。周辺領域における総合シミュレーションコードの開発として、周辺プラズマ及び不純物,プラズマ対向壁材料のまでの連結コード開発の最先端の取り組みについて述べる。
39000229
照射マンゴー中に誘導されるラジカルの緩和挙動と線量依存性
亀谷 宏美*; 垣田 大介*; 貝森 良彦*; 菊地 正博; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*; 下山 雄平
Radioisotopes 59(10), p.607-614(2010) ; (JAEA-J 08463)
- 日本では温湯浸漬処理されたマンゴーが輸入されている。近年、照射輸入マンゴーはアメリカでは広く利用されている。本研究は照射マンゴーに誘導されるラジカルのESR法による分析について報告する。γ線照射されたマンゴーの果肉及び果皮にはg=2.004に強い1本線の信号が観測された。これは有機フリーラジカル由来と考えられた。果肉及び果皮において12kGy以上の照射処理によりセルロース由来の照射誘導ラジカルが現れた。一本線信号の緩和時間(T1とT2)を計算した。T1はほぼ一定であったが、T2は線量の増加とともに変化した。T1及びT2の相乗平均を検討したところ、線量依存性が確認された。
39000230
放射性廃棄物収納容器中のウラン放射能簡易定量評価のためのパッシブγ線計測
横山 薫; 杉杖 典岳
Radioisotopes 59(12), p.707-719(2010) ; (JAEA-J 08464)
- トレンチ処分対象のウラン廃棄物中に含まれる放射能量評価への適用を想定し、ドラム缶等の容器に収納された廃棄物中に含まれる放射能を、パッシブγ線により簡易な方法で定量評価することが可能な手法の理論体系を構築した。廃棄物収納容器を対向位置測定する方法で、廃棄物収納容器の中に3次元的に分布する線源位置を表す物理量とγ線計数率の変化の関係を表す評価式を導出した。線源位置を表す評価式は、ウラン系列で放出される1001keVと766keVの2つのエネルギーでのγ線計数率のピーク比R(1), R(2)と、2つのエネルギーの放出率比kから、1/(ln(k/R(1))×ln(k/R(2)))で与えられる。この物理量とエネルギー1001keVのγ線計数率n1とn2から計算される(n1×n2)1/2の間に一義的な関係があることがわかった。
39000231
中性子回折による残留応力測定
秋田 貢一; 鈴木 裕士
Radioisotopes 59(12), p.741-750(2010) ; (JAEA-J 08465)
- 中性子回折法は材料や部品の深部における残留応力を非破壊的に測定できるという大きな利点を有する。そのためこの方法は、実際の機械部品や構造物の構造健全性の確認や、製造工程と強度信頼性の改善のために適用されている。本稿では、中性子回折による残留応力測定の基本的方法について述べる。次いで、得られた結果の信頼性を確保応力測定精度を改善するためには、無応力状態の格子定数,回折面の選択,粗大粒及び表面効果の取り扱いが重要であることを述べる。最後に、結晶材料の強度及び弾塑性挙動に関する研究における中性子応力測定の利点を示すために、実際の機械・構造物への本方法の応用例を紹介する。
39000232
プラズマ軟X線レーザーとその応用
河内 哲哉
レーザー研究 38(12), p.931-936(2010) ; (JAEA-J 08466)
- レーザー駆動軟X線レーザーの利用研究の最近の進展について解説する。現在、軟X線レーザーの利用研究は、軟X線と物質の相互作用の研究,物質科学におけるナノスケールの高速現象の観察、さらには軟X線顕微鏡など広範囲にわたっている。本解説では、それらの最新の例について紹介するとともに、軟X線レーザー利用の将来展望について議論する。
39000233
レーザー生成XUV光源の放射物理と将来の短波長化への展望
佐々木 明; 西原 功修*
レーザー研究 38(12), p.969-975(2010) ; (JAEA-J 08467)
- レーザー励起EUV光源の短波長化の可能性について議論する。Sn光源で用いられる4d-4f+4p-4d遷移の原子物理,原子過程について検討し、ターゲット物質としてGdを用いることで、波長6.5nmまで短波長化できることを示す。計算された輻射輸送係数を用い、等温膨張プラズマを仮定したパワーバランスモデルにより、Gdでも高い効率が得られるが、照射レーザー強度はSn光源の場合よりも10倍以上必要なことがわかった。光源の特性の評価を行うための、理論モデルの課題についても述べる。
39000234
原子力による水素製造のための熱化学法の研究開発
小貫 薫; 久保 真治; 岩月 仁; 笠原 清司; 田中 伸幸; 今井 良行
水素エネルギーシステム 35(3), p.53-55(2010) ; (JAEA-J 08468)
- 高温ガス炉の利用系である熱化学水素製造法ISプロセスについて、ISプロセス信頼性確証試験グループが行ってきた閉サイクル連続水素製造試験,耐食装置材料スクリーニング試験,セラミックス製反応機器の開発研究、及び、高効率化研究の概要を紹介した。
39000235
Effects of ceria concentration in the electrode on water decomposition efficiency
磯部 兼嗣; 山西 敏彦
富山大学水素同位体科学研究センター研究報告 29-30, p.51-54(2010) ; (JAEA-J 08469)
- 高濃度トリチウム水処理方法の一つであるセラミックス固体電解質を用いた電気化学的な手法の効率向上を目指し、セリウム酸化物(セリア)を添加した電極材料を開発した。本報では、電極材中のセリア濃度に着目し、セリア濃度が水分解効率に与える影響を調べた。その結果、水分解効率の指標である電流密度は、30%のセリア電極でこれまでの電極より一桁高い値を示した。
39000236
サブグレインからの核生成と核成長に関する静的再結晶Phase-Fieldシミュレーション
村松 眞由*; 味岡 秀恭*; 青柳 吉輝; 只野 裕一*; 志澤 一之*
材料 59(11), p.853-860(2010) ; (JAEA-J 08470)
- 本研究では、多結晶を対象として、静的再結晶現象における3段階の過程を連携して数値計算するための手法を構築した。まず、反応-拡散方程式に基づいた転位-結晶塑性有限要素法解析を行って得られるサブグレインパターンに基づいて再結晶核となり得る核候補の選定を行った。次に得られた核候補に基づいて核生成に関するPhase-Fieldシミュレーションを行った。さらに得られた情報をもとに自律的な核生成潜伏期間を考慮した核成長Phase-Fieldシミュレーションを行った。得られた数値解析の結果から、転位-結晶塑性有限要素法解析によって得られる結果に基づいて再結晶の核生成・核成長に関するPhase-Fieldシミュレーションを行えば、再結晶の回復,核生成,核成長を連携的に再現することが可能であるという知見を得た。また、核内のサブグレイン合体時間が群ごとに異なることによって、一定核生成速度モデルなどを用いることなく核生成の潜伏期間が表現された。
39000237
Investigation of nano porous SiC based fibers synthesized by precursor method
北 憲一郎; 成澤 雅紀*; 中平 敦*; 間渕 博*; 伊藤 正義*; 杉本 雅樹; 吉川 正人
Advances in Polymer Derived Ceramics and Composites: Ceramic Transactions, Vol.213 , p.45-50(2010) ; (JAEA-J 08471)
- We synthesized SiC based ceramic fiber made from blend polymer of polycarbosilane (PCS) and polysiloxane. In the case of the polymer blends of PCS and polymethylphenylsiloxane (PMPhS), the surface area of the ceramic fiber derived from the polymer was high and showed the maximum of 152 m2/g, at 1673 K. As for the polymer blends of PCS and polymethylhydrosiloxane (PMHS), the maximum surface area of the ceramic fiber was 36.8 m2/g at 1723 K. The fiber, however, maintained tensile strength of 0.35 GPa even after 1723 K heat treatment.
39000238
Synthesis of ceramic nano fiber from precursor polymer by single particle nano-fabrication technique
杉本 雅樹; 出崎 亮; 吉川 正人; 渡辺 省伍*; 関 修平*
Advances in Polymer Derived Ceramics and Composites: Ceramic Transactions, Vol.213 , p.105-110(2010) ; (JAEA-J 08472)
- SiC前駆体高分子のポリカルボシラン(PCS)を、イオンビームの飛跡に沿って形成される直径ナノオーダーの円筒状架橋体を溶媒抽出で取り出す単一粒子ナノ加工法(SPNT)によりナノファイバー化し、焼成転換することで、長さ・太さ・形成数を同時かつ任意に制御してSiCセラミックナノファイバーが作製できる。これを高効率触媒やフィルター材に用いる場合、溶媒抽出工程でナノファイバーが基板上に倒れて積み重なり、表面積が低下することが開発の障害となっていた。そこで本研究では、PCS薄膜に対して45°の角度で複数の方向からイオンを照射して薄膜中でイオン飛跡を交錯させ、相互接続されたPCSナノファイバーを形成することで抽出工程での倒れを抑制し、これを焼成することで自立したSiCナノファイバーの作製に成功した。照射角度,照射量によりナノファイバーの接続状態の粗さが制御できれば、任意の穴径を有する耐熱性SiCナノメッシュフィルター等の実現が期待できる。
39000239
Applications to biotechnology; Ion-beam breeding of plants
田中 淳; 長谷 純宏
Charged Particle and Photon Interactions with Matter , p.943-957(2011) ; (JAEA-J 08473)
- The characteristics of ion beams on the mutation induction in higher plants were investigated. Mutation induction rates by using known visible Arabidopsis mutant phenotypes 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 such as intergenic deletion, inversion and translocation, while the rest had point-like intragenic mutations. On the other hand, mutants induced by low LET radiation such as electrons predominantly possessed point-like intragenic mutations. 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 those that are UV-B resistant, have serrated petals and sepals, or lack anthocyanins, have been induced by 220 MeV carbon ions in Arabidopsis. 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.
39000240
Radiation chemistry of high temperature and supercritical water and alcohols
Lin, M.; 勝村 庸介*
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces , p.401-424(2011) ; (JAEA-J 08474)
- 放射線化学に関する最新の成果をまとめた専門書(Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces)がCRC Press LLCから出版された。その中の1章(Radiation Chemistry of High Temperature and Supercritical Water and Alcohols)を執筆した。高温・超臨界状態の水とアルコールの放射線化学研究に関するこの5年の成果についてまとめた。
39000241
Spectroscopic study of radiation-induced DNA lesions and their susceptibility to enzymatic repair
横谷 明徳; 藤井 健太郎; 鹿園 直哉; 鵜飼 正敏*
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces , p.543-574(2010) ; (JAEA-J 08475)
- このレヴューは、「荷電粒子及び光子と物質との相互作用; 最近の進展,応用及び境界領域」について書かれた本の一章である。このレヴューでは、われわれが最近放射光やイオンビームを用いて研究を行ったDNA変異に関する最新の知見を紹介するとともに、DNA変異に対する酵素的修復作用についての生化学的及び大腸菌を使った突然変異誘発に関する成果を示し、過去の知見と比較しながらDNA変異の生物応答に果たす役割を論じる。
39000242
Radiation processing of polymers and its applications
玉田 正男; 前川 康成
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces , p.737-759(2010) ; (JAEA-J 08476)
- 橋かけ,グラフト重合,低分子量化などの放射線加工は高分子の機能化に有用な手法である。これらの手法の特徴を多様な応用の観点から記載した。橋かけでは、可溶性のセルロース誘導体などの多糖類は、褥瘡防止マット,冷却材,家畜排泄物用の水分吸収材などに応用可能なゲルが作製できる。また、橋かけしたポリ乳酸は熱収縮チューブや弾性フィルムに応用可能である。グラフト重合は目的とする機能を既存の高分子基材に導入できる。繊維状の高分子基材から得られた金属捕集材は、有害・有用金属を高速に捕集することができる。フッ素系や芳香族高分子のフィルムからは、高耐久性の燃料電池膜が作製できる。低分子量化した多糖類では、植物の生長促進作用が誘起される。
39000243
Separation of trivalent actinides from lanthanides by impregnated resin with new N,N'-dialkyl-N,N'-diphenylpyridine-2,6-dicarboxyamides
渡邉 雅之; 有阪 真; 木村 貴海
Proceedings of 10th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation (CD-ROM) , 5p.(2010) ; (JAEA-J 08480)
- N,N'-ジアルキル-N,N'-ジフェニルピリジン-2,6-ジカルボキシアミド(PDA)は、ピリジン環に二つのアミド基が結合したものである。この配位子は高い硝酸酸性条件下でアクチノイドに適度な選択性を有する。これを樹脂に含浸させる目的で新規にアルキル基の異なるPDAを4種合成し、アルキル基の長さにより樹脂からの漏出を抑えられることを示した。オクチル基を有するPDAを含浸させた樹脂を用いたカラムクロマトグラフを行い、希土類からの3価アクチノイドの分離について詳細に調べた。
39000244
Counter-current extraction and separation of Nd from Sr, Zr and Pd by TDdDGA, N,N,N',N'-tetradodecyl-diglycolamide
佐々木 祐二; 朝倉 俊英; 北辻 章浩; 森田 泰治; 木村 貴海
Proceedings of 10th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation (CD-ROM) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 08481)
- ジグリコールアミド(DGA)化合物はAn(III), (IV), (VI)を硝酸溶液からドデカン溶媒に効率よく抽出する。DGA化合物に長いアルキル基を修飾したテトラドデシルジグリコールアミド(TDdDGA)は高い抽出容量を持ち、Ndと第三相生成しない。そこで、ホット試験の前にコールド試験による多段抽出実験を行い、TDdDGA化合物のプロセス有効性を調べた。本実験において、Sr, Pd, Zr, Ndの4種の元素を用いた。これらは典型的な核分裂生成物であり、NdはAn(III)やランタノイドの代表元素である。Ndとそのほか3元素の分離について適切な分離条件を計算した後、ミキサセトラで多段抽出実験を行った成果を述べる。
39000245
Phase behavior and reverse micelle formation in supercritical CO2 with DTAB and F-pentanol for decontamination of radioactive wastes
倉橋 健介; 富岡 修; 目黒 義弘
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 4p.(2011) ; (JAEA-J 08484)
- 放射性廃棄物の除染を目標とした超臨界二酸化炭素への金属分離法を開発するため、超臨界二酸化炭素での逆ミセルの研究を行った。DTABとF-pentanolを用いることで逆ミセルの生成が確認され、38MPaで0.42mol/Lの水を超臨界二酸化炭素に溶解することができた。これは純粋な超臨界二酸化炭素に対する水の溶解度の3倍にあたる。水の代わりに0.1mol/Lの硝酸の溶解を試みたところ、水と変わらぬ条件で硝酸を溶解することができた。また、F-pentanolの存在によって逆ミセルに含まれない水分子の溶解が向上し、F-pentanolと水の比率が超臨界二酸化炭素での水の相挙動に影響を与えることがわかった。
39000246
Current R & D activities in the study on geosphere stability
花室 孝広; 安江 健一; 國分 陽子; 浅森 浩一; 石丸 恒存; 梅田 浩司
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 6p.(2011) ; (JAEA-J 08485)
- 日本列島は地震や火山活動が多い変動帯に位置しており、我が国において高レベル放射性廃棄物の地層処分を考える場合にはこれらの自然現象についての理解と長期的な活動性の評価が不可欠である。原子力機構では、サイト選定や安全評価にとって必要な地質環境の長期安定性に関する調査・評価手法の構築を進めている。本報告では、原子力機構で実施している研究開発の成果及び今後の取り組みの概要について報告する。
39000247
Low alkaline cement used in the construction of a gallery in the Horonobe Underground Research Laboratory
中山 雅; 佐藤 治夫; 杉田 裕; 伊藤 誠二*; 南出 賢司*; 北川 義人*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 6p.(2011) ; (JAEA-J 08486)
- 高レベル放射性廃棄物の地層処分施設は地下深部に建設されるため、坑道の空洞安定性確保などのため、セメント系材料が支保工に使用される。この場合、セメント系材料からの高アルカリ成分の溶出により、周辺の地下水のpHが13程度となり、緩衝材であるベントナイトや周辺岩盤を変質させ、そのバリア性能に影響を与えることが懸念されている。日本原子力研究開発機構では、このような影響を抑制するために低アルカリ性セメントを開発し、そのpH低下挙動や支保工としての実用性について検討を行っている。本報告では、幌延深地層研究センターの地下施設の深度140m調査坑道において、開発した低アルカリ性セメントを吹付けコンクリートとして使用した原位置施工試験について述べる。施工試験の結果、HFSCは、OPCと同等の施工性を有することが確認できた。また、施工後の日常管理計測から、内空変位についてもOPCと同等の傾向を示し、空洞安定性が確保されることを確認した。以上の結果から、地下坑道の施工においてHFSCを吹付けコンクリートとして適用できると判断された。今後は、10年程度に渡って、壁面からのコアの採取や採水などを実施し、坑道周辺の地下水及び岩盤に与える影響を確認する計画である。
39000248
Estimate of clearance levels for metal materials contaminated with uranium
武田 聖司; 木村 英雄
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 11p.(2011) ; (JAEA-J 08487)
- 本研究では、ウランを取扱う施設から発生する金属に対するクリアランスレベルを算出するため、我が国の金属リサイクルの現状を踏まえた金属の再利用シナリオを設定し、決定論的な線量解析からU-234, U-235, U-238のクリアランスレベルを、それぞれ1.5Bq/g, 1.4Bq/g, 1.8Bq/gと算出した。さらに、決定論的に算出したクリアランスレベルの妥当性を確認するため、解析に使用したパラメータの不確実性と金属の再利用後に生じる可能性の考えられるスラグの産業廃棄物としての埋立処分のシナリオ設定の不確実性についてクリアランスレベルに与える影響を評価した。その結果、両者の不確実性がU-234, U-235, U-238のクリアランスレベルに与える影響はほとんどなく、決定論的に算出したクリアランスレベルの妥当性を確認することができた。
39000249
Feasible evaluation of neutron capture therapy for hepatocellular carcinoma using selective enhancement of boron accumulation in tumour with intra-arterial administration of boron-entrapped water-in-oil-in-water emulsion
柳衛 宏宣*; 熊田 博明*; 中村 剛実; 東 秀史*; 生嶋 一朗*; 森下 保幸*; 篠原 厚子*; 藤原 光輝*; 鈴木 実*; 櫻井 良憲*; 杉山 弘高*; 梶山 哲也*; 西村 亮平*; 小野 公二*; 中島 淳*; 小野 稔*; 江里口 正純*; 高橋 浩之*
Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM) , p.157-160(2010) ; (JAEA-J 08488)
- In the treatment of hepatocellular carcinoma (HCC), only 30 % patients can be operated due to complication of liver cirrhosis or multiple intrahepatic tumours. Tumour cell destruction in BNCT is necessary to accumulate a sufficient quantity of 10B atoms in tumour cells. In this study, we prepared BSH entrapped WOW emulsion by double emulsifying technique using iodized poppy-seed oil (IPSO), BSH and surfactant, for selective intra-arterial infusion to HCC, and performed the neutron dosimetry using CT scan imaging of HCC patient. The 10B concentrations in VX-2 tumour obtained by delivery with WOW emulsion was superior to those by conventional IPSO mix emulsion. In case of HCC, we performed the feasibility estimation of 3D construction of tumor according to the CT imaging of a patient with epithermal neutron mode at JRR-4. Normal liver biologically weighted dose is restricted to 4.9 Gy-Eq; the max., min. and mean tumour weighted dose are 43.1, 7.3, and 21.8 Gy-Eq, respectively, in 40 minutes irradiation. In this study, we show that 10B entrapped WOW emulsion could be applied to novel intra-arterial boron delivery carrier for BNCT.
39000250
Investigation of irradiation conditions for recurrent breast cancer in JRR-4
堀口 洋徳; 中村 剛実; 熊田 博明*; 柳衛 宏宣*; 鈴木 実*; 佐川 尚司
Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM) , p.234-237(2010) ; (JAEA-J 08489)
- 研究用原子炉JRR-4を用いたホウ素中性子捕捉療法(BNCT)では、再発乳癌への適用が検討されている。再発乳癌に対する最適な中性子照射条件の検討を行うため、再発乳癌を模擬した人体モデルに対して線量評価システム(JCDS)を用いた評価を実施した。線量評価モデルは、乳房切除術を施した後に再発した症例を設定して、単門照射(正面方向)及び多門照射(接線方向)について評価を行った。評価結果から、熱中性子ビームを用いることにより、体表付近に発症する再発乳癌に対して効率よく線量を付与し、正常組織(肺,心臓,肝臓)においては、熱外ビームに比べ50%以上線量を低下できることが明らかになった。多門照射を用いた評価でも、生体内に入射した中性子が入射方向に依存しない等方散乱を起こすため、単門照射と同様な生体内の線量分布が得られた。これにより、本再発乳癌評価モデルに対するBNCTでは、他の放射線治療において正常組織の線量の制御に有効である接線方向からの照射ではなく、熱中性子ビームを用いた単門照射が有効であるとの結論に至った。今後も異なる評価モデル,評価パラメータを用いた検討を実施し、最適な照射条件について評価を実施していく。
39000251
Multistep lattice-voxel method utilizing lattice function for Monte-Carlo treatment planning with pixel based voxel model
熊田 博明*; 斎藤 公明; 中村 剛実; 榮 武二*; 櫻井 英幸*; 松村 明*; 小野 公二*
Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM) , p.238-241(2010) ; (JAEA-J 08490)
- In treatment planning for BNCT, Monte-Carlo method for the dose calculation is being generally applied. For JCDS-FX as a new treatment planning system, PHITS, a multi-purpose Monte-Carlo code has been employed to dose calculation. For the dose calculation for a human body, JCDS-FX can make a precise voxel model consisting of pixel based voxel cells like 0.4×0.4×2.0 mm3 voxel in order to perform high-accuracy dose estimation. However, the miniaturization of the voxel size causes calculation time to increase. The aim of this study is to investigate sophisticated modeling method which can perform Monte-Carlo calculation for human geometry efficiently. Thus, we devised a new voxel modeling method "Multistep lattice-voxel method" which can configure a voxel model that combines different voxel sizes by utilizing the lattice function over and over. To verify the performance of the calculation with the modeling method, several calculations for human geometry were carried out. The verification results demonstrated that the Multistep lattice-voxel method enabled the precise voxel model to reduce calculation time substantially while keeping the high-accuracy dose estimation.
39000252
Resumption of JRR-4 and characteristics of the neutron beam for BNCT
中村 剛実; 堀口 洋徳; 岸 敏明; 本橋 純; 笹島 文雄; 熊田 博明*
Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM) , p.379-382(2010) ; (JAEA-J 08491)
- ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)に利用されている研究用原子炉JRR-4は、黒鉛反射体損傷によるトラブルで2008年1月に原子炉が停止した。このため、新しい黒鉛反射体を製作(仕様:黒鉛の幅を薄くし、水のギャップを増加)し、炉心内に装荷してある従来の反射体をすべて新しい反射体と入れ換えた炉心で、JRR-4の運転を再開(2010年2月)した。このため、新しい黒鉛反射体でのJRR-4炉心におけるBNCT用中性子ビームの特性実験を行った。実験体系は、コリメータの前に水円筒ファントムを設置し、ファントム内に、裸金線,カドミウム入り金線、及びTLDを配置させることによって、熱中性子束分布及びγ線量分布を測定した。MCNPコードを用いた計算解析では、反射体変更前に対して、中性子エネルギースペクトルの有意な変化は見られなかったが、相対強度は約8%減少した。また、現在得られている実験結果も、計算解析結果と同じ傾向が見られた。実験及び計算解析との比較評価の詳細は、フルペーパーの中で報告を行う。
39000253
Characteristics measurement of thermal neutron filter developed for improvement of therapeutic dose distribution of JRR-4
熊田 博明*; 中村 剛実; 堀口 洋徳; 松村 明*
Proceedings of 14th International Congress on Neutron Capture Therapy (ICNCT-14) (CD-ROM) , p.414-417(2010) ; (JAEA-J 08492)
- In most of clinical studies of BNCT performed at JRR-4, dose given to a patient has been controlled in accordance with limitation of not brain dose in the body but skin dose. This is attributed to the high thermal neutron component of the epithermal neutron beam of JRR-4. The aim of this study is to enhance the therapeutic dose around tumor region by decreasing the thermal neutrons mixed in the beam. To reduce the thermal neutrons, we made a prototype of thermal neutron filter which can cut the thermal neutrons at just before patient. To verify the performance of the filter and the characteristics of the epithermal neutron beam with the filter, phantom irradiation experiments were carried out. And then the experimental values and Monte-Carlo calculations which had been performed to design the filter were compared. The verification results demonstrated that the application of the filter enabled to reduce the skin dose and to enhance the therapeutic dose at deeper region in a body. And the filter application also brings on extension of the irradiation time. We will perform further characteristic measurements for the filter in order to apply the filter to the clinical trials in practical use.
39000254
Multiphysics modeling and simulation for stress corrosion cracking considering oxygen atom diffusion along grain boundary
五十嵐 誉廣; 青柳 吉輝; 加治 芳行
Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM) , 5p.(2010) ; (JAEA-J 08493)
- 近年のミクロ観察技術の向上により、応力腐食割れのき裂先端のサイズが数ナノメートルであること、き裂開口部は酸化物で満たされていること、き裂先端よりも先に酸素原子が侵入していることが観察されている。また、電子後方散乱回折パターン解析により、き裂先端及びき裂周囲に10〜20%の塑性ひずみがあることが報告されており、応力腐食割れの進展機構には、粒界に沿った酸素原子の存在、そして粒界近傍の塑性ひずみが関係していると考えられる。以上の背景から、本研究では、粒界中の酸素拡散を考慮したマルチフィジックスモデルを構築し、モデルの初期検討として多結晶ニッケルに関する粒界に沿った酸素原子の拡散と結晶塑性を考慮した2次元のき裂進展シミュレーションを行った。その結果、粒界に沿った酸素凝集に起因するき裂の生成,進展,停止,新たなき裂の生成を繰返すことによって巨視的にき裂が進展する応力腐食割れ特有の分岐き裂を伴う進展過程を再現することができた。
39000255
Status of mass production of the ACS cavity for the J-PARC linac energy upgrade
青 寛幸; 浅野 博之; 大内 伸夫; 坪田 直明; 長谷川 和男; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 高田 耕治*; 内藤 富士雄*; 山崎 良成
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.618-620(2010) ; (JAEA-J 08495)
- 2009年3月より181MeVから400MeVへのリニアックエネルギー増強に向け、ACS加速空洞の量産が開始された。本計画ではACS形加速モジュール18台、ACS形デバンチャー空洞2台を3年間で製作する必要がある。本工程には時間的な余裕が少ないため、製作過程の最適化が必要となる。そこで初期設計と周波数調整手順を事前に確認するため、それぞれのエネルギーに対応した加速モジュールごとにテストセルを製作することにした。本論文では、これら量産に向けた取り組みの現状について報告する。
39000256
Status of the J-PARC RFQ
長谷川 和男; 小林 鉄也; 近藤 恭弘; 森下 卓俊; 小栗 英知; 堀 洋一郎*; 久保田 親*; 松本 浩*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.621-623(2010) ; (JAEA-J 08496)
- J-PARCリニアックでは、RFQを使用してイオン源からの水素負イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックは2006年11月にビーム試験を開始し、2007年9月には後段の加速器である3GeVシンクロトロンにビーム供給を開始するなど、順調に推移してきた。2008年9月から物質・生命科学実験施設(MLF)へビーム供給試験を開始したところ、RFQのトリップ回数が増加し、空洞の設計電界強度の維持が困難になる問題が顕在化したため、その対応策として、真空系や診断系の増強などを行った。定期的なコンディショニングを行い、2009年6月には3GeVシンクロトロンからMLFへの20kWの共用運転、11月には120kWの共用、300kWで1時間の供給試験に成功するなど、RFQの性能は着実に回復してきた。ここでは、こうしたJ-PARC RFQの状況と改善について述べる。
39000257
Status and progress of the J-PARC 3-GeV RCS
金正 倫計
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.627-629(2010) ; (JAEA-J 08497)
- J-PARC 3GeVシンクロトロンは、2008年12月23日から物質生命科学実験施設(MLF)向けに供用運転を開始した。50GeVシンクロトロン(MR)へのビーム供給も同時に行っている。これらの同時運転は、大強度かつ高安定度で実施されており、現在のところ、MLFには100kW以上のビームを供給している。これらビーム供用運転を行うとともに、将来のビーム増強のために、ビーム試験も併せて実施しており、2009年12月7日は、300kW以上のビーム運転に成功した。これらの成果と解決すべき課題について報告する。
39000258
Thermal characteristics of a new RFQ for J-PARC
近藤 恭弘; 長谷川 和男; 森下 卓俊; 松本 浩*; 内藤 富士雄*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.780-782(2010) ; (JAEA-J 08498)
- J-PARCリニアックのより安定な運転のための新しいRFQが建設中である。このRFQの要求性能は、現用のものとほぼ同じで、周波数324MHz,入射エネルギー50keV,出射エネルギー3MeV,ピーク電流30mAでRFデューティー1.5%である。運転中の周波数調整は、冷却水温度を調整して行う。ヴェーンと空洞壁の冷却水温を変化させて周波数調整範囲を有限要素法モデルを用いて調べたところ、ヴェーンでは0.35MHz、空洞壁では280MHzの調整範囲が得られることがわかったが、トランジェント解析で、ヴェーン水温を変化させたほうが周波数変化が小さいことがわかった。この論文では、このRFQの熱的性質と冷却水温の制御システムについて述べる。
39000259
Fabrication of the new RFQ for the J-PARC linac
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 川又 弘史*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.783-785(2010) ; (JAEA-J 08499)
- J-PARCリニアックにおいては、イオン源からの50keVの水素負イオンビームを3MeVまで加速するために、運転周波数324MHz,4ベイン型で長さおよそ3.1mの高周波四重極線形加速器(Radio-Frequency Quadrupole Linac、以下RFQ)が使用され、後に続くDTL加速器にビームを供給している。2008年末にRFQの運転安定度が数か月低下する問題が発生したため、ビームの安定供給を目的として、新たに交換用RFQの製作に着手した。RFQにおける出力ビーム特性は現行RFQと同一とすることで立ち上げ調整期間の短縮を目指すとともに、工学設計は一部見直して、運転の安定性向上を試みている。そのため、ベインと呼ばれる空洞電極表面の加工方法及び表面処理方法については注意深く検討して放電が起こりにくい電極の製作を目指した。また、真空ロウ付け技術による電極接合を採用した。本発表では、新RFQの設計詳細とともに製作進捗状況を報告する。
39000260
Operational performance of wire scanner monitor in J-PARC linac
三浦 昭彦; 佐甲 博之; 秋川 藤志*; 池上 雅紀*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.1008-1010(2010) ; (JAEA-J 08500)
- 加速粒子のプロファイルを測定するワイヤースキャナモニター(WSM)は、世界各国の加速器施設でコミッショニング用のツールとして使用されている。J-PARCリニアックにおいても、リニアックの各マッチングセクションに設置したWSMで横方向のプロファイルを測定し、チューニングを行っている。ここでは、J-PARCリニアックで使用されているWSMのパフォーマンスについて、コミッショニングにおいて測定された結果をもとに議論する。また、ワイヤスキャナに装備された炭素プレートは、元ビームの1/1000以下にチョップされたビームでも測定することができることから、ハローやH0などの微小成分の測定も可能であることを示した。
39000261
LLRF controller upgrade for the J-PARC 400 MeV linac
Fang, Z.*; 道園 真一郎*; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 内藤 富士雄*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 久保田 親*; 南茂 今朝雄*; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸; 千代 悦司; 篠崎 信一; 坪田 直明; 伊藤 崇; 浅野 博之; 長谷川 和男
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.1434-1436(2010) ; (JAEA-J 08501)
- J-PARCリニアックはあと2年のうちに181MeV加速から400MeV加速へと増強される。本リニアックの低電力高周波(LLRF)制御システム(FPGAを用いたデジタル制御)において、400MeV加速に向けて機能向上を図ったので、それら新機能について報告する。本機能は、これまでの181MeV加速用(324MHz-RFシステム)と400MeV加速用(972MHz-RFシステム)の両方において動作する。今回、新しく多くの機能をLLRF制御システムに追加した。例えば、(1)324MHzと972MHzの両方の周波数に対応,(2)パルス先頭におけるフィードバックゲインの緩やかな立ち上げ,(3)チョップドビーム負荷補償の追加,(4)ビーム供給先変更によるビーム負荷補償のパルスごとの切り替え,(5)空洞立ち上げにおける入力RF周波数の自動チューニング,(6)空洞チューナー制御における離調度取得方法の改善(入出力位相差測定をパルス減衰波形による測定に変更)、などである。
39000262
Beam loss of J-PARC rapid cycling synchrotron at several hundred kW operation
山本 風海; 林 直樹; 發知 英明; Saha, P. K.; 原田 寛之; 吉本 政弘; 佐伯 理生二; 畠山 衆一郎
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.2842-2844(2010) ; (JAEA-J 08502)
- J-PARC施設中の早い取り出しの3GeVシンクロトロン(RCS)は、2009年10月から100kW以上の陽子ビームを中性子ターゲットに連続的に供給している。また、12月10日に1時間、300kWという大強度のビーム加速試験を行い成功させた。これらの経験を通して、大強度運転時の幾つかの問題が発覚したため、それらの問題と運転終了後の残留線量の状況を報告する。
39000263
Design of the pulse bending magnet for switching the painting area between the MLF and MR in J-PARC 3-GeV RCS
高柳 智弘; 吉本 政弘; 渡辺 真朗; Saha, P. K.; 植野 智晶; 富樫 智人; 山崎 良雄; 金正 倫計; 藤森 寛*; 入江 吉郎*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.3293-3295(2010) ; (JAEA-J 08503)
- J-PARC 3-GeV RCSの入射ラインに設置され、MLFとMRのそれぞれのペインティングエリアの変更に25Hzで対応するパルス電磁石の設計を行った。このパルス電磁石はLinacの400MeVビーム入射時に使用し、要求されたペインティング入射とビームコミッショニングに使用するセンター入射の両方に対応するため、3〜38mradの広い範囲でビームを偏向することが要求される。
39000264
Operation of kicker system using thyratron of the 3 GeV rapid cycling synchrotron of J-PARC
渡辺 真朗; 神谷 潤一郎; 菅沼 和明; 高柳 智弘; 谷 教夫; 富樫 智人; 植野 智晶; 渡辺 泰広
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.3296-3298(2010) ; (JAEA-J 08504)
- J-PARCの3GeVシンクロトロンは陽子ビームを入射エネルギーが181MeVから出射エネルギーが3GeVまで加速する。3GeVシンクロトロンはメインリングにビームを入射することと、中性子ターゲットに3GeVビームを輸送する役割を持つ。その陽子ビームはキッカー電磁石によって繰り返し25Hzでビームを取り出される。その磁場の立ち上がり時間は約260nsecであり、フラットトップ長さは840nsecが要求される。パルスフォーミングラインとスイッチング素子のサイラトロンがその立ち上がり時間とフラットトップ長を実現するために用いられている。各電源には2個のサイラトロン(E2V社CX1193C)が用いられている。このサイラトロンが重水素ガスを用いた放電スイッチング素子であるがゆえに、10時間から数日の間に1度、ミスファイヤーや電圧ブレイクダウンを起こすことがある。この論文では、サイラトロンを用いたキッカーシステムの動作とリザーバ・カソードヒータの操作方法の現状について議論する。
39000265
Beam injection tuning of the J-PARC main ring
Wei, G.; 小関 忠*; 五十嵐 進*; 冨澤 正人*; 高野 淳平*; 石井 恒次*; 白形 政司*; Fan, K.*; 畠山 衆一郎; 魚田 雅彦*; 佐藤 健一郎*; 橋本 義徳*; 安東 愛之輔; 原田 寛之; Saha, P. K.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.3915-3917(2010) ; (JAEA-J 08505)
- The beam commissioning of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) MR (Main Ring) was started from May 2008 and is in progress. As usual, injection tuning is in the first stage and strongly related to other tuning items. Starting with design schemes, making adjustment due to leakage field influence from injection septum, doing envelope matching considering dilution of beam profile in Main Ring are reported in this papers.
39000266
Beam fast extraction tuning of the J-PARC main ring
Wei, G.; 小関 忠*; 冨澤 正人*; 五十嵐 進*; 石井 恒次*; 安東 愛之輔; 高野 淳平*; 魚田 雅彦*; Fan, K.*; 畠山 衆一郎; 中平 武*; 原田 寛之; Saha, P. K.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.3918-3920(2010) ; (JAEA-J 08506)
- The beam commissioning of J-PARC/MR has been started from May 2008 and is in good progress. One key purpose of MR commissioning is the 30 GeV beam fast extraction to neutrino beam line, which reflect the overall commissioning result. In the MR, fast extraction system comprises 5 kickers and 8 septa which give a bipolar kick to neutrino beam line or abort dump. However before commissioning, the measured magnetic field distribution of each fast extraction septa shows non-linear profile along the horizontal direction. In order to find the influence, a beam simulation with the measured field distributions of septa has been performed. Depends on this study and some OPI (Operation Interface) made by code SAD for orbit modification online, fast extraction of 30 GeV beam to neutrino beam line has been achieved on April 23rd 2009. And so far, 100 kW continual operation to neutrino line have been achieved, too.
39000267
Beam study results with HBC stripping foils at the 3-GeV RCS in J-PARC
吉本 政弘; 山崎 良雄; 林 直樹; 山本 風海; 佐伯 理生二; 發知 英明; Saha, P. K.; 原田 寛之; 川瀬 雅人; 石山 達也; 金正 倫計; 菅井 勲*; 入江 吉郎*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.3927-3929(2010) ; (JAEA-J 08507)
- J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)ではボロンを含んだ炭素箔膜(HBCフォイル)を用いている。これまでRCSでの120kW定常運転及び300kWの試験運転での長期ビーム照射を経ても性能劣化は見られない。HBCフォイルの性能を確かめるためさまざまなビーム試験を行った。ビーム照射点を変えたり、膜厚の異なるフォイルを用いたりして、荷電変換効率の違いを測定した。また、フォイルを支持するSiCファイバーの影響も確認した。また、ビーム照射時のフォイルからのアウトガスの測定やビーム照射によるフォイル形状の変化についても報告する。
39000268
Improvements of the charge exchange system at the 3GeV RCS in J-PARC
吉本 政弘; 竹田 修; 川瀬 雅人; 山崎 良雄; 金正 倫計; 斉藤 義男*; 壁谷 善三郎*
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet) , p.3930-3932(2010) ; (JAEA-J 08508)
- J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)では、フォイルを用いたH-の荷電変換方式を採用している。そのため荷電変換装置は遠隔自動フォイル交換機能付きを含む3つのフォイルを駆動する装置から成り立つ。RCSのビームコミッショニングの開始直前であった2007年の夏にこの荷電変換装置に駆動部のトランスファーロッドに用いる磁気結合部が外れゲートバルブに挟まって壊れるという、重大な問題が生じた。われわれはこの問題の原因を追究し、材料選定を含む構造設計からやり直し、試験片を用いた耐久試験を行った。その結果をうけて、2008年に改良した荷電変換装置を再設置した。
39000269
Study on gas entrainment rate into liquid from free surface by vortex
小泉 安郎*; 伊藤 啓; 大島 宏之; 大竹 浩靖*
Proceedings of 2010 ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE 2010) (DVD-ROM) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 08515)
- 自由液面渦によるガス巻込み流量に関して、実験的検討を行った。本実験では、ガス巻込み流動形態を高速度カメラによって撮影するとともに、ガス巻込み流量を計測した。その結果、試験体中には安定した渦が形成されるが、ガスコアが試験体底面に到達するかどうかは底面上の出口部における流出速度に依存することがわかった。すなわち、ガスコアが底面に到達していない場合、ガスコア先端から気泡が周期的に離脱する気泡状ガス巻込みが発生するが、ガスコアが底面に到達することで渦状ガス巻込みに変化する。また、渦状ガス巻込みに変化する際には、出口管内の流動様式が気放流からチャーン流に変化し、同時にガス巻込み量が大幅に増加することを確認した。
39000270
Nuclear rare metals and their separation in adv.-ORIENT cycle strategy
小澤 正基; 小山 真一; 鈴木 達也*
Proceedings of 2nd International Conference on Asian Nuclear Prospects 2010 (ANUP 2010) (CD-ROM) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08516)
- 原子力レアメタルの放射化学特性を概説し、その利用を実現するための新核燃料サイクル、「先進オリエントサイクル」戦略を論ずる。利用に向けた分離法として、イオン交換樹脂クロマト分離法(IXC)と触媒的電解採取法(CEE)をハイブリッドした方法を提案する。
39000271
Development of separation process for transuranium elements and some fission products using new extractants and adsorbents
森田 泰治; 木村 貴海
Proceedings of 2nd International Conference on Asian Nuclear Prospects 2010 (ANUP 2010) (CD-ROM) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08517)
- 新規の抽出剤,吸着剤を用いた超ウラン元素(Am, Cm, Np, Pu)及び核分裂生成物(Sr, Cs, Mo)の分離プロセスについて、低コスト化及び二次廃棄物低減の観点から従来のプロセスを改良することを目的に研究開発を行った。リン元素を含まず、炭素,水素,酸素及び窒素から構成される(CHON原則)化合物を、溶媒抽出法あるいは抽出クロマトグラフ法によるTRU, Cs, Srの分離プロセスに適用した。Mo分離には鉄酸化物吸着剤による吸着法を適用した。本論文は、これらの分離プロセスの研究開発の成果を総合的に報告するものである。
39000272
State of the art of pyroprocessing technology in Japan
井上 正*; 小山 正史*; 荒井 康夫
Proceedings of 2nd International Conference on Asian Nuclear Prospects 2010 (ANUP 2010) (CD-ROM) , 7p.(2010) ; (JAEA-J 08518)
- 我が国における金属燃料と窒化物燃料を対象とした乾式再処理技術をレビューしたものである。乾式再処理では新たな工程を追加することなく超ウラン元素を一括回収でき、放射線による損傷を受け易い有機溶媒を使わないため使用済燃料の冷却期間を短縮することができる。軽水炉サイクルの酸化物燃料も金属に還元することで、また高レベル廃液中の超ウラン元素も乾式法で分離することにより、金属燃料サイクルに取り込むことができる。本報告では、我が国における乾式再処理の要素技術に関する進展を、公開文献に基づきレビューした。
39000273
Development of high resolution X-ray CT technique for irradiated fuel pellets
勝山 幸三; 石見 明洋; 永峯 剛; 浅賀 健男
Proceedings of 47th Annual Meeting of the Working Group "Hot Laboratories and Remote Handling" (HOTLAB 2010) (CD-ROM) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08520)
- 高速炉で照射した燃料集合体の内部構造物の検査などを目的としてX線CT検査技術を照射済燃料集合体の非破壊試験に適用し、新しい照射後試験技術として確立した。本技術では、照射済燃料集合体からのγ線放出の影響を低減するため、高出力高エネルギーX線発生源を採用するとともに、X線発生源が短いパルス状のX線を発生できることに着目し、それと同期したX線検出システムを採用することにより、世界で初めて照射済燃料集合体のCT画像を取得した。本研究では、さらにこの検出器系の高度化等を実施し、X線CT検査技術の高解像度化を図り、燃料ペレットの組織変化などの内部観察に成功した。本報告では、高解像度X線CT検査技術の確立と得られた照射済燃料集合体の高解像度X線CT画像について報告する。
39000274
Investigation of temperature gradient characteristics for thermal stratification interface in upper plenum of fast reactors
大野 修司; 菅原 章博*; 大木 裕*; 大島 宏之
Proceedings of 7th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-7) (CD-ROM) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 08521)
- 高速炉の原子炉上部プレナムで生じる温度成層化挙動の基本特性を調べるために、典型的な炉上部プレナム体系を基準とした数値実験を実施した。FLUENTコードVer.6.3とRNG型k-ε乱流モデルを使用し、ナトリウムの流量・温度条件や体系サイズを仮想的に変更して温度成層化解析を行った結果、ナトリウムのプレナム内部平均上昇流速及びナトリウム温度差の条件が成層界面温度勾配の支配因子となることを明らかにした。また、成層界面温度勾配を精度良く予測するためには、界面内部の鉛直方向計算格子分割が重要であることを示した。
39000275
Experimental investigation on self-leveling behavior in debris bed
Cheng, S.*; 田中 鷹平*; 権代 陽嗣*; 甲斐 貴之*; Zhang, B.*; 松元 達也*; 守田 幸路*; 福田 研二*; 山野 秀将; 鈴木 徹; 飛田 吉春
Proceedings of 7th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-7) (CD-ROM) , 7p.(2010) ; (JAEA-J 08522)
- Studies on the self-leveling behavior of debris bed are crucial for the assessment of core-disruptive accident (CDA) in sodium-cooled fast reactors (SFR). In this study, to clarify the behavior, experiments were performed by injecting nitrogen gas uniformly to particle beds. By this way relatively larger gas velocity might be achieved easily. Current experiments were conducted in a rectangular tank, where solid particles and water simulate the fuel debris and coolant. Based on the experimental observations and data obtained, with the help of dimensional analysis technique an empirical model was developed to predict the relative change of inclination angle (R) during self-leveling process. The calculated values of R using proposed models and the experimental data were compared. Calculated values by the model agreed with the experimental values. The rationality of the proposed model was also confirmed by a detailed analysis of the effect of current experimental parameters.
39000276
SIMMER-III analysis of eagle-1 in-pile tests focusing on heat transfer from molten core material to steel-wall structure
豊岡 淳一; 神山 健司; 小西 賢介*; 飛田 吉春; 佐藤 一憲
Proceedings of 7th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-7) (CD-ROM) , 7p.(2010) ; (JAEA-J 08523)
- FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。EAGLE-1プログラムでのIGRを用いた炉内試験から得られたデータを元に、溶融物質の構造材壁への伝熱特性を評価し、SIMMERコードの適用性について検討を行った。その結果、熱伝導解析コードTAC2Dによる評価では構造材壁への熱流束は約10MW/m2と見積もられた。また、熱流束の値は溶融物中にスティールが存在するか否かによって決まることがわかった。一方、SIMMERコードを用いた評価では高熱流束を模擬できず過小評価してしまうため、このような現象の評価には溶融物質と構造材壁の間の熱伝達係数を3〜5倍することが必要であることがわかった。これら一連の評価によりSIMMERコードのモデル改良の必要性が示された。
39000277
Sodium experiments on decay heat removal system of Japan sodium cooled fast reactor; Start-up transient of decay heat removal system
上出 英樹; 小林 順; 小野 綾子; 木村 暢之; 宮越 博幸; 渡辺 収*
Proceedings of 7th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-7) (CD-ROM) , 8p.(2010) ; (JAEA-J 08524)
- 大型ナトリウム冷却高速炉の実用化を目指し、完全自然循環方式の崩壊熱除去システムに関する研究開発を進めている。本報告では、これまでに設計例の少ない中間熱交換器に挿入する形式の崩壊熱除去用冷却器(PRACS熱交換器)の伝熱特性並びに1次冷却系と崩壊熱除去系の自然循環に関するナトリウム試験を実施した結果を示す。試験では、PRACS熱交換器の熱伝達率を求めるとともに、すべての系統が自然循環となる崩壊熱除去系の2次側ナトリウム系統、空気冷却器空気側の待機運転から起動時のスムーズな自然循環流量の立ち上がりを確認した。
39000278
Development of heat and mass transfer model for analysis of material relocation phase in fast reactors
守田 幸路*; 山野 秀将; 飛田 吉春
Proceedings of 7th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-7) (CD-ROM) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 08525)
- A new computer code, SIMMER-LT, is under development to simulate long-term behavior of disrupted core materials with reactivity insertion. Although it is based on the framework of the transition-phase analysis code, SIMMER-III, improvement of computational efficiency is necessary for simulations of longer transients. Therefore, equilibrium vaporization/ condensation (V/C) models were newly developed for SIMMER-LT to reduce computational load in multi-component heat and mass transfer calculations. The developed model was validated through numerical simulations of a sodium boiling experiment in pin-bundle geometry under a loss-of-flow condition. SIMMER-LT reproduces characteristics of sodium boiling observed in the experiment reasonably with no essential difference from results obtained by SIMMER-III. The present results demonstrate that SIMMER-LT using the equilibrium V/C models is applicable to slowly transient phenomena of heat and mass transfer expected in material relocation phase.
39000279
Development of technical database in the unprotected events for level 2 PSA of sodium-cooled fast reactors
山野 秀将; 飛田 吉春; 佐藤 一憲
Proceedings of 7th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-7) (CD-ROM) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 08526)
- As part of the development of a Level 2 probabilistic safety assessment methodology for the risk evaluation of sodium-cooled fast reactors, technical database was developed to quantify the probability of event sequences, focusing on the transition and post-disassembly expansion phases in an unprotected loss of flow accident in this study. Dominant factors were also identified through parametric analyses using the SIMMER-III code. As for the transition phase, in Japan sodium-cooled fast reactor, an inner duct is introduced into a fuel assembly for enhancing molten fuel discharge from disrupted core. In the post-disassembly expansion phase, important headings in developing the event tree included pressurization in the core, energy dissipation effect of internal structures, bubble growth in the upper sodium plenum, and in-vessel structure response. The parametric analyses showed that the energy dissipation effect of internal structures was significant.
39000280
Numerical analysis of supersonic gas jets into liquid pools with or without chemical reaction using the SERAPHIM program
内堀 昭寛; 大島 宏之; 渡部 晃*
Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-8) (CD-ROM) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 08527)
- 高速炉蒸気発生器における伝熱管破損伝播発生可能性の評価を目的として、ナトリウム-水反応・圧縮性多成分多相流解析コードSERAPHIMを開発している。開発の一環として、伝熱管破損時と同様に高圧気体が液体中へ噴出する現象や、高圧気体噴出後に気液間で化学反応が生じる現象に対して再現性を検証することが重要な課題となっている。そこで本件では、水中空気噴出実験並びにNa-NaCl混合液中塩素ガス噴出実験(化学反応を伴う場合)を対象に検証解析を実施した。水中空気噴出実験の解析では水平方向に噴出した噴流の挙動や水平方向到達距離、Na-NaCl混合液中塩素ガス噴出実験の解析では鉛直上向きに噴出した噴流が化学反応によって消滅する位置を正しく予測することができ、多流体モデルを用いた解析手法や化学反応モデル等、提案する数値解析手法が妥当であることを明らかにした。
39000281
Experimental study of ductile crack propagation in steel members
Zhou, Z.; 伊藤 拓海*; 桑村 仁*
Proceedings of 9th Pacific Structural Steel Conference (PSSC 2010), Vol.2 , p.1037-1042(2010) ; (JAEA-J 08528)
- 1994年ノースリッジ地震と1995年兵庫県南部地震では、数回又は数十回の繰り返し荷重を受けた後、鉄骨建物の脆性破壊が発生している。脆性破壊を考慮して耐震設計を行うためには、延性き裂進展と塑性変形振幅の相関関係を解明することが重要であるが、今のところ、特に大振幅の場合では、この相関関係は十分解明されていない。本論文では、実験結果よりき裂進展に関する考察を行った。延性き裂深さ・平均延性き裂深さと塑性率振幅・塑性歪エネルギー率振幅の相関性を分析した。き裂深さの予測について、塑性歪エネルギー率振幅による予測が塑性率振幅による予測より精度が高く、平均延性き裂深さの予測が最大延性き裂深さの予測より精度が高いことがわかった。温度の影響については、冷却した場合の延性き裂進展速度は室温の場合より大きいことがわかった。
39000282
Concept of a new Glove Box Cleanout Assistance Tool (BCAT) by using distributed source-term analysis (DSTA)
中村 仁宣; Beddingfield, D. H.*; 中道 英男; 栗田 勉
Proceedings of INMM 51st Annual Meeting (CD-ROM) , 9p.(2010) ; (JAEA-J 08531)
- 分散型線源分布解析法(DSTA)の技術は、大きな体積を持つ測定空間中の核物質の量や位置を得るための評価法として保障措置等で多く利用されている。DSTA法は中性子を発生源とする物質の位置やその局所の線源強度の情報を運転員に提供できることから、この情報をグローブボックス内の核物質滞留にかかわる物理的な位置を同定するための有効活用が可能である。今回、DSTA法をベースとした、グローブボックスからの中性子測定結果より滞留位置を同定することができるグローブボックスクリーンアウト支援ツール(BCAT)を開発し、実際の滞留粉末の回収(クリーンアウト)に活用した。この結果、グローブボックス内の滞留粉末を効果的に回収することができた。BCATの活用は、施設MUFの減少や核物質の回収量の増加に対しても効果的であるとともに、運転員の被ばく削減や未測定在庫の減少にも有効である。
39000283
Evaluation of monitoring capability and sensitivity of Advanced Solution Monitoring and Measurement System (ASMS)
向 泰宣; 中村 仁宣; 細馬 隆; 吉元 勝起; 田村 崇之*; 岩本 友則*
Proceedings of INMM 51st Annual Meeting (CD-ROM) , 9p.(2010) ; (JAEA-J 08532)
- JNFLとJAEAは共同で六ヶ所再処理工場向けのアドバンスドソリューションモニタリング装置を開発している。本研究では、適用性調査研究に次ぐ試験として、新しい実証用のASMS検出器を設計・製作しプルトニウム転換技術開発施設の別のプロセスタンクに設置した。適用性調査研究において設置した検出器と今回設置した検出器を用いて、運転状態の確認に関連するモニタリング能力確認試験(サンプリング,液移送,撹拌・循環,長期間測定時の安定性確認等)を実施した。その結果、既存のSMMSと比較して良好な能力と有利性が確認され、ASMSの測定結果は運転情報に起因する情報やPu量に関する情報を運転員や査察官に提供できることがわかった。また、SMMSとASMSの組合せは将来の保障措置設計において透明性を向上させるための有効なツールとなることも併せて示した。
39000284
Possible applications of NDA systems using Laser Compton Scattering (LCS) X-rays and γ-rays in material accountancy and safeguards verification for future nuclear fuel cycle facilities
瀬谷 道夫; 羽島 良一; 西森 信行; 菊澤 信宏; 早川 岳人; 静間 俊行; 藤原 守
Proceedings of INMM 51st Annual Meeting (CD-ROM) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 08533)
- エネルギー回収型線形加速器(ERL)をベースとするレーザーコンプトン散乱(LCS)X線・γ線源を使うNDA装置の次世代核燃料サイクル施設の計量管理,保障措置検認への適用可能性について紹介する。1〜3MeV範囲の高強度の準単色LCSγ線源(350MeV電子+レーザー)と核共鳴蛍光散乱を利用するものは、使用済燃料あるいはFP, MA負荷MOX新燃料のみならずガラス固化体,ハル等に含まれるPu量を測定するNDA装置として適用が可能である。また、100〜150keV範囲の準単色LCSX線源(85MeV電子+レーザー)を利用するものは、溶液中のU, Pu, MA濃度分析において、現在使用されているX線管を利用するHybrid K-edge吸収・XRF濃度計に比べて、より高速でMAを精度よく測定できるAdvanced Hybrid K-edge吸収・XRF濃度計としての適用が可能である。
39000285
Identifying groundwater- and slope movement-induced vegetation conditions in a landslide prone area using remotely sensed data
小出 馨; 小池 克明*
Proceedings of International Symposium on Earth Science and Technology 2010 , p.123-128(2010) ; (JAEA-J 08535)
- 地形の不明瞭な古い地すべりや崩壊前の不安定斜面を抽出するため、不安定斜面に形成される水理地質構造による地下水滲出や斜面移動に伴う地盤変形によって生じる植生異常を衛星データを用いて捉える手法を考案した。本研究では植生状態の主要な影響因子である地形及び林相によって解析エリアを細分化し、同様な地理学的特徴を有する小領域ごとに植生状態を評価することにより、不安定斜面における地下水滲出や地盤変形に起因する植生異常の抽出を試みた。また、植生状態の指標として広く利用されている正規化植生指標(NDVI)の問題点を改良したAdded Green Band NDVI (AgNDVI)を考案した。SPOT衛星データを用いて代表的な地すべり地域である八幡平を解析エリアとして本手法を適用した結果、地下水滲出が生じやすい地すべりの滑落崖直下や末端部周辺には高植生指標異常地点が分布し、一方、滑落崖の外縁部,移動体主部の側方境界,移動体押し出し部のような亀裂や地盤の変形が生じている部分には低植生指標異常点が分布していることが示された。この結果から、不安定斜面の抽出に関する本手法の妥当性を確認した。
39000286
Full scale seismic simulation of a nuclear reactor with parallel finite element analysis code for assembled structure
山田 知典
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08536)
- われわれは原子力施設の詳細な耐震シミュレーションを可能とするアセンブリ構造解析ソルバーを開発している。原子力施設は巨大なアセンブリ構造物であるため、解析コード内では複数の部品をつなぎ合わせる必要がある。一般には行列の3重積を行う必要があるが大規模解析では計算機資源の問題で不可能である。このため、われわれは部品単位で行列の3重積を行うコードを開発し、現行の計算機資源でシミュレーションを可能とした。解析例として1000以上の部品から構成される原子炉を対象とした耐震シミュレーションを行った。
39000287
Application integration control system for multi-scale and multi-physics simulation
木野 千晶; 立川 崇之; 手島 直哉; Kim, G.; 鈴木 喜雄; 新谷 文将; 西田 明美; 武宮 博
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08537)
- フォールトトレラント機能を備えた新しいアプリケーション統合のための制御システムを開発した。本システムはアプリケーションを一つのジョブ実行と複数のファイル転送によって構成されるタスクとして取り扱う。本システムではフォールトトレラント機能を備えたジョブ実行APIを用いることで、投入されたジョブが何らかのトラブルで正常に実行されない場合は新しい計算機を指定し、必要なファイルを転送し、再度ジョブが投入される。これらのプロセスはXML形式で記述された定義ファイルによって制御される。複数のアプリケーションを連携させた流体・構造連成シミュレーションに本システムを適用し、システムの有用性を確認した。
39000288
Full-scale 3D vibration simulator for an entire nuclear power plant on the simple orchestration application framework
Kim, G.; 中島 康平*; 手島 直哉; 立川 崇之; 鈴木 喜雄; 武宮 博
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive) , 5p.(2010) ; (JAEA-J 08538)
- 原子力機構では原子力グリッド基盤(AEGIS)上で原子力発電施設の経年化・健全性確認への貢献、運転状態の科学的認知支援を目指し、原子力プラント耐震性評価用三次元仮想振動台の構築を実施している。数千部品からなる原子力発電施設の全容解析のためにはグリッド上の複数の計算機を跨いだ数週間に及ぶ長時間計算を実施する必要がある。また、実施の間複数ジョブの投入,ジョブ間ファイル転送,ジョブ再実行などといったプロセスを何度も行う必要がある。従来の仮想振動台ではこれらのプロセスが自動化されていなかったため研究者が手動でやらなければならなく大きな手間になっていた。本研究では、これらのプロセスを自動化させた三次元仮想振動台用グリッドアプリケーションを開発した。自動化を実現するためには原子力機構で開発した総合シミュレーションフレームワークの機能を取り組んだ。そして、開発したアプリケーションを用いて高温工学実験炉を対象にした全容解析を実施し、研究者の関与を必要としない高利便性の実行環境で一週間ほどの長時間計算に成功した。本実施により、プロセス自動化の有効性を確認することができた。
39000289
Kinetic Monte Carlo annealing simulation of cascade damage in α-Fe
鈴土 知明; Golubov, S.*; Stoller, R.*; 山口 正剛; 都留 智仁; 蕪木 英雄
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 08539)
- 分子動力学は原子炉構造材料中でのカスケード照射損傷を解析するのに適したツールであるが、その手法で追える時間は100ピコ秒程度である。それに対してキネティックモンテカルロ法によるカスケードアニーリングシミュレーションはカスケード損傷後の長いシミュレーションに適している。そこでわれわれはα-鉄においてそのようなアニーリングシミュレーションを包括的に行った。PKAエネルギーが10keV以上の場合ではカスケード事象直後に残存する弾き出し量のNRT標準値に対する比が0.3程度あるが、300Kにおけるアニーリングによってその約3割が再結合で消失することがわかった。また再結合率はアニール温度を上げると高くなることがわかった。これらの結果は、速度論を用いたカスケード蓄積シミュレーションのモデリングに有用なデータを提供する。以上のように、本成果は原子力分野の材料研究開発に資する成果である。
39000290
Numerical analysis of free-surface flows by using OpenFOAM
鵜沢 憲; 渡辺 正; 西田 明美; 武宮 博
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 08540)
- 想定加速度を超える応答加速度が原子力プラント中の気液二相界面を持つ流体に印加された場合、気泡の分裂・合体を伴う界面形状の大変化や、界面近傍に生じる微視的な乱流構造が炉心内の熱伝達状況やボイド率を変化させる可能性がある。現在上記メカニズムの検討とモデル化を行い、原子力プラントの耐震シミュレーションシステムである3次元仮想振動台を高度化するための気液二相流の数値解析ツールを、オープンソースのCFDソフトウェアOpenFOAMをもとに開発中である。本報告では、気液二相流の代表的な検証問題においてOpenFOAMを用いた結果を実験結果と比較しその有効性を示すとともに、気液二相界面における乱流の効果について得られた知見を述べる。
39000291
Development of an international matrix-solver prediction system on a French-Japanese international grid computing environment
鈴木 喜雄; 櫛田 慶幸; 立川 崇之; 手島 直哉; Caniou, Y.*; Guivarch, R.*; Dayde, M.*; Ramet, P.*
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and the 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 08541)
- CNRSとJSTが進める戦略的国際科学技術推進事業『仏国との「コンピュータサイエンスを含む情報通信技術」分野における研究交流』の下で実施している国際的マトリクスソルバー予測システムの研究開発(REDIMPS)プロジェクトにおいて、日仏間国際グリッドコンピューティング環境を構築し、本環境を利用できるようにマトリクスソルバー予測システムを設置して、本システムの機能を向上することを目的とした研究開発を実施した。具体的には、日本側のグリッドコンピューティング技術に仏国側のマトリクスソルバー予測技術を組合せ、日仏でそれぞれ開発したソルバーを追加し、日仏の理工学分野にかかわる計算科学研究者が、自身の有するアプリケーションプログラムに最適なマトリクスソルバーを選び出すことができる環境を実現した。これにより、両国の研究者に対し、各研究者自らアプリケーションプログラムの高速化等に有益な情報を取得できる場を提供することができた。
39000292
Status and challenges in beam crystallization
Wei, J.*; Yu, P.*; 岡本 宏巳*; 百合 庸介; Li, X.-P.*; Sessler, A. M.*
Proceedings of Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL '09) (Internet) , p.86-90(2010) ; (JAEA-J 08544)
- During the past several decades, beam crystallization has been studied both theoretically and experimentally. Theoretical investigations have been numerical, mainly using computer modeling based on the method of molecular dynamics, and analytical, based on phonon theory. Experimental investigations involve both ion storage rings and ion traps using both electron and laser beam cooling. Topics of interests include crystal stability in various accelerator lattices and under different beam conditions, crystalline beam formation in shear-free ring lattices with both magnets and electrodes, experimental simulation of alternating-gradient conditions with an ion trap, etc. In this paper, we first review theoretical approaches and major conclusions pertaining to beam crystallization. Then, we analyze conditions and methods of the various major experiments. Finally, we discuss, both theoretically and experimentally, some improvements, open questions, and challenges in beam crystallization.
39000293
堆積軟岩の透水係数に与える影響要因に関する一考察
酒井 隆太郎; 宗像 雅広; 木村 英雄; 大岡 政雄*; 亀谷 裕志*; 細田 光一*
第21回全国地質調査業協会連合会「技術フォーラム」講演集(CD-ROM) , 2p.(2010) ; (JAEA-J 08546)
- 本発表は、高レベル放射性廃棄物の地層処分が沿岸立地である場合、長期的な海面変化による水質変化が、地下施設周辺の地下水流動場の透水性に与える影響について評価・検討するものであり、処分施設の安全性評価の観点から重要な研究である。まず、既存文献情報に基づき、岩盤の透水性に影響を及ぼす要因である亀裂分布の変化,応力変化,温度,水質等の調査を行い、それら要因による影響の程度を検討した。加えて、十分な知見,データの不足している水質による影響を明らかにするため、水質条件を変化させた室内透水試験を行った。今回用いた試料は、産業技術総合研究所が平成20年度採取した幌延サイトにおけるボーリング(SAB-1孔)試料(泥岩)であり、海面変化による塩水,淡水の交替を想定し、同一深度の試料を用いて水質条件のみを変化させた場合の透水係数への影響を考察した。この結果、周囲の地下水が塩水よりも淡水条件下のほうが透水係数にして0.6倍小さくなる結果を得た。今後、他の岩種についての検討事例を増やし、長期的な地下水流動解析における透水係数の時間変化の不確実性の軽減に役立てる予定である。
39000294
JAEA-AMS-TONOの現状; 平成21年度
國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 石丸 恒存
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集 , p.45-48(2010) ; (JAEA-J 08547)
- 日本原子力研究開発機構東濃地科学センターに設置されているタンデム型加速器質量分析計JAEA-AMS-TONOの平成21年度の運転状況及び装置の改善点について報告する。平成21年度の実績として846件の測定を行った。このうち、施設供用利用による外部研究による使用は251試料であった。また、平成9年3月に導入以降、運転時間のべ11466時間、平成21年度は1287時間であった。測定精度の向上を目指し、イオン電流の安定化を図るため、イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御,ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化,ビームラインのアライメントを行った。また、ビームラインのアライメント後、入射側電磁石の前の四重極レンズで放電が起こり、電磁石のテスラメータが故障したため、修理を行った。
39000295
JAEA-AMS-TONOの装置改善; 平成21年度
松原 章浩; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 國分 陽子; 石丸 恒存
第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集 , p.53-56(2010) ; (JAEA-J 08548)
- 日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおけるタンデム型加速器質量分析計JAEA-AMS-TONOに関する平成21年度の改善点について報告する。報告内容は、主として(1)イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御,(2)ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化である。イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御については、セシウム輸送管を独立して加熱するシステムを新規に導入し輸送管の温度制御を行った。また、ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化については、ストリッパーガスのニードルバルブに断熱材を取り付けたところ、効果が見られた。
39000296
GPUによる混相流解析手法高速化のための最適アルゴリズムの検討
永武 拓; 功刀 資彰*; 高瀬 和之
第24回数値流体力学シンポジウム講演論文集(USB Flash Drive) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08549)
- GPU(Graphics Processing Unit)はコンピュータのグラフィック処理を行うために開発された演算装置である。グラフィック処理は大量のデータに対して演算を行う必要があるため、GPUはこのような大量のデータに対して演算を実行する能力に優れている。近年、GPUの理論ピーク性能はCPUの数十倍程度と非常に高くなっており、GPUをグラフィックス処理ばかりでなく、学術計算や一般向けのアプリケーションソフトウェアに適用することで処理の高速化を目指す研究が行われている。本研究では界面体積追跡法の一つであるMARS(Multi-interfaces Advection and Reconstruction Solver)をGPUに対応させることにより、計算速度の向上を図ることを目的としている。MARSは気液界面輸送時の体積・形状保存性が良く、現在までに多くの実績を挙げている混相流解析手法である。本研究ではMARSをGPUに対応させる際に必要な界面輸送とポアソン方程式について改良を行い、GPU上でMARSを動作できることを確認した。さらに並列計算の可能性について見通しを得ることができた。
39000297
50cmスケールの岩石試料の亀裂開口幅測定データに基づく亀裂の透水特性評価
澤田 淳; 鐵 桂一*; 坂本 和彦*
第40回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集(CD-ROM) , p.236-241(2011) ; (JAEA-J 08550)
- 亀裂性岩盤を対象とした地下水流動評価や核種移行評価には、亀裂を一枚の均質な平行平板に近似したモデルを一般的に用いる。実際の亀裂は複雑な形状を呈しており、これを平行平板モデルで表現する際、透水量係数や亀裂開口幅の値をどのように設定するかが課題となる。本研究では、天然の亀裂を含む50cmスケールの花崗岩試料を、亀裂に直交する方向に1mmごとに精密研削して各断面における亀裂断面の観察から亀裂開口幅の分布データを得た。その結果から亀裂の透水特性を評価し、透水試験により得られた亀裂の透水特性との比較を通じて亀裂開口幅の分布と透水特性の関係を検討する。
39000298
次世代超電導サイクロトロンの開発
石山 敦士*; 植田 浩史*; 福田 光宏*; 畑中 吉治*; 宮原 信幸*; 横田 渉; 鹿島 直二*; 長屋 重夫*
電気学会研究会資料,超電導応用電力機器研究会(ASC-10-33) , p.83-88(2010) ; (JAEA-J 08551)
- 陽子線や重粒子線(炭素線)によるがん治療は、高齢者や難治がんに有効であることがその実績から明らかになっている。このため粒子線によるがん治療のさらなる普及が望まれているが、主要装置である加速器が大型で建設費や運転費が高額であることが普及の障害となっている。本発表では、小型化,省電力化が可能なことから次世代型がん治療用加速器として有望な超電導サイクロトロンの開発の概要を報告する。
39000299
高温ガス炉による水素製造と触媒
小貫 薫
エネルギー触媒技術 , p.268-281(2010) ; (JAEA-J 08552)
- 原子力機構における高温ガス炉による水素製造技術開発を紹介するとともに、各所で行われてきた熱化学水素製造法ISプロセスに関する触媒研究を概説した。ISプロセスのヨウ化水素分解反応及びSO3分解反応は触媒を要する反応であり、いずれの反応系でも白金系触媒が高活性を示すこと、SO3分解では白金を上回る活性を示す複合金属酸化物が存在することなどが明らかにされてきた。今後、ヨウ化水素分解では低い平衡分解率を克服するための液相分解,反応蒸留などの諸提案にかかわる触媒開発が、また、SO3分解では耐久性の改良が重要な研究課題である。
39000300
金属ベリリウムの表面化学結合状態の解明
土谷 邦彦; 塙 善雄; 北岸 茂; 伊藤 正泰; 波多野 雄治*; 松山 政夫*
平成21年度富山大学共同利用・共同研究成果報告書 , p.9-10(2010) ; (JAEA-J 08553)
- 原子力機構のJMTRには、中性子反射体として金属ベリリウム(Be)枠が使用されている。金属Beは、中性子との核反応によりヘリウム(He)及びトリチチム(T)が生成するため、機械的強度の変化,スエリング(体積膨張)による曲りなどが起こり、Be枠は約5年ごとに交換されている。このため、JMTRの稼働率向上及び放射性廃棄物の低減の観点から、Be枠の長期使用を検討することが必要不可欠である。本報告書は、長寿命化のための材料選定に必要な金属Beの構造的特性及び水素同位体の表面化学結合状態を解明するための予備検討結果について記載したものである。
39000301
水の熱化学的分解
小貫 薫; 塩沢 周策
水素エネルギー技術の展開 , p.40-50(2010) ; (JAEA-J 08554)
- 水素エネルギー技術を総覧する一般向け解説書において、高温ガス炉の核熱を用いて水を分解し水素を製造する熱化学水素製造法ISプロセスに関して、熱化学法の原理及びISプロセスの反応構成について概説し、毎時30リッター規模の連続水素製造実証,ヨウ化水素工程の熱物質収支効率化、並びに、耐食性装置材料及び機器に関する研究開発の概要を紹介した。
39000302
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*
HIMAC-134 (CD-ROM) , p.227-228(2010) ; (JAEA-J 08556)
- 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を含む線エネルギー分布(y分布)の計算モデルの精度検証に必要なデータを取得するために、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実験を行っている。2年目の本年度には測定感度を向上させた信号検出部を用いて核子当たり290MeV炭素ビーム及び150MeVヘリウムビームに対するy分布データを取得し、計算モデルの精度を検証した。その結果、機構で開発された計算モデルは炭素ビームに対する実験値をよく再現することがわかった。
39000303
Measurement of lineal energy distribution by a wall-less tissue equivalent proportional counter for heavy ion beams
津田 修一; 佐藤 達彦; 高橋 史明; 佐藤 大樹; 遠藤 章; 佐々木 慎一*; 波戸 芳仁*; 岩瀬 広*; 伴 秀一*; 高田 真志*
KEK Proceedings 2009-12 , p.36-44(2010) ; (JAEA-J 08562)
- 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を知ることが重要である。本研究では重イオンの飛跡沿いに生成されるδ線の線エネルギー分布(y分布)を厳密に測定するために、壁なし型の組織等価比例計数管(壁なしTEPC)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た。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、入射炭素線と生成された高エネルギー電子(δ線)による寄与を含むy分布データを取得した。講演では製作した壁なしTEPC及びHIMACにおけるy分布測定実験の詳細を述べるとともに、エネルギー校正方法,壁なしTEPC本体から生成されるδ線の生成量評価等について発表する。
39000304
Advanced sodium fast reactor accident source terms; Research needs
Powers, D. A.*; Clément, B.*; Denning, R.*; 大野 修司; Zeyen, R.*
SAND-2010-5506 , 100p.(2010) ; (JAEA-J 08563)
- ナトリウム冷却高速炉の事故時放射性物質放出に影響を与える現象について専門家の意見聴取を行った。米国,仏国,EU,日本からの専門家によって、現象の重要性と関連研究の必要性・十分性が評価された結果、さらなる実験研究を必要とする7種類の現象が摘出された。
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