※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2011年4月
39000492
Application of the hierarchical domain decomposition boundary element method to the simplified P3 equation
千葉 豪
Annals of Nuclear Energy 38(5), p.1033-1038(2011) ; (JAEA-J 08715)
- 中性子拡散方程式の解法として開発された階層領域分割型境界要素法(HDD-BEM)を簡易P3方程式(SP3方程式)に適用した。SP3方程式に対するHDD-BEMの解法を論文中に示した。HDD-BEMに基づく計算プログラムABEMIEを開発し、その妥当性を確認するため二次元一群非等方散乱のベンチマーク問題を解いた。ベンチマーク計算の結果、実効増倍率及び中性子束分布について、本手法が有限要素法に基づく既存の計算プログラムによる参照解とよく一致することを示した。これにより、HDD-BEMがSPN方程式の有効な解法となりえることを示した。
39000493
Measurement of relative biological effectiveness of protons in human cancer cells using a laser-driven quasimonoenergetic proton beamline
余語 覚文; 前田 拓也; 堀 利彦; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学*; 笹尾 文崇; Bolton, P.; 村上 昌雄*; 野村 大成*; 河西 俊一; 近藤 公伯
Applied Physics Letters 98(5), p.053701_1-053701_3(2011) ; (JAEA-J 08716)
- Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the 5 × 1019 W/cm2 level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is 1 × 107 Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be 1.20 ± 0.11 using protons with a linear energy transfer of 17.1 keV/μm.
39000494
Carbon-14 analysis in solidified product of non-metallic solid waste by a combination of alkaline fusion and gaseous CO2 trapping
石森 健一郎; 亀尾 裕; 松江 秀明; 大木 善之*; 中島 幹雄; 高橋 邦明
Applied Radiation and Isotopes 69(2), p.506-510(2011) ; (JAEA-J 08717)
- 非金属性の低レベル放射性固体廃棄物を溶融処理して作製される溶融固化体中の14Cについて簡易・迅速な分析法を確立するために、試料分解法としてアルカリ融解を組合せた放射化学分析を検討した。熱中性子照射による14N(n,p)14C核反応を利用して作製した14C含有模擬溶融固化体の分析を行い、燃焼法を用いる従来の分析法と結果を比較した。アルカリ融解を用いる本法において模擬溶融固化体から14Cを精度よく定量的に回収されたことから、従来法よりも14Cを効率的に分離することができ、溶融固化体の分析法として優れていることがわかった。
39000495
Dehydrogenation catalyst for optical organic-hydride detection
吉村 公男; 箱田 照幸; 山本 春也; 吉川 正人
Applied Surface Science 257(9), p.4428-4431(2011) ; (JAEA-J 08718)
- 有機ハイドライドに接触すると着色する(光学的検知)材料は、150℃以下の低温で動作する水素の脱離反応を促進する脱水素触媒を、脱離した水素との反応により変色する着色材表面に着床させて作製する。低温で動作する脱水素触媒の選定では、300℃以上の高温で動作する脱水素触媒であるPt, Pd, Rh, Ir, Ni, Cuを選び、それぞれ、アルミナ粒子に重量比で1%担持した試料を作製し、5%シクロヘキサンに対する脱水素能を評価した。その結果、脱水素能発現温度が100℃で水素発生量が多い触媒はPt及びPdであった。これらを着色材である三酸化タングステン(WO3)膜表面にRFスパッタ法により堆積させ、150℃の加熱条件下で13%シクロヘキサン-N2ガスに接触させたところ、WO3膜を着色させることに成功した。Pt及びPdとWO3膜を組合せにより、光学的に有機ハイドライドを検知可能な材料を開発できる見通しが得られた。
39000496
Photoluminescence via two different excited states in a mononuclear europium(III) complex with tetradentate schiff base ligands
繪鳩 翔太*; 渡邉 雅之; 中島 清彦*; 槌本 昌信*
Chemistry Letters 39(7), p.706-707(2010) ; (JAEA-J 08719)
- 四座配位のシッフ塩基配位子を用いたユウロピウム錯体、(C2H5)3NH[Eu(3,5Clsalen)2]を合成し、構造をエックス線構造解析した。この錯体は、8配位の単核錯体で、シッフ塩基配位子は子午線状に配位していることを明らかにした。またその発光スペクトルは、アセトニトリル中で234nmと357nmを経由して励起されることを明らかにした。
39000497
Nuclear-charge polarization at scission in proton-induced fission of 233U
西中 一朗; 谷川 勝至*; 永目 諭一郎; 中原 弘道*
European Physical Journal A 47(1), p.1-8(2011) ; (JAEA-J 08720)
- 233Uの11.5MeV陽子誘起核分裂における二次分裂片の最確核電荷を二重飛行時間法で測定した質量収率と放射化学的手法で測定し文献に報告された部分累積収率と独立収率から決定した。二次分裂片質量数について放出中性子数を補正し、切断点での一次分裂片の核電荷分極を求めた。その結果から、切断点での核電荷分極は、原子核のポテンシャルエネルギーによって決まり、分裂核の質量数,励起エネルギー、そして中性子-陽子数比にほとんど依存しないことを明らかにした。
39000498
Progress of conversion system from CAD data to MCNP geometry data in Japan
佐藤 聡; Nashif, H.*; 益田 福三*; 諸田 秀嗣*; 飯田 浩正*; 今野 力
Fusion Engineering and Design 85(7-9), p.1546-1550(2010) ; (JAEA-J 08721)
- 核融合炉のような非常に複雑なCAD図面データから正確なMCNP形状入力データを自動的に作成するシステムの開発を行っている。2007年に開発したGEOMIT-1では、複雑な形状を変換させるのに、CADデータに対して、手動の形状スプリッティングによる多くの修正が必要であった。2008年に開発したARCMCPでは、MCNP形状入力データの曖昧面関数の自動作成アルゴリズムを大幅に改良し、CADデータに対する手動修正を大幅に低減できた。現在、開発を進めているGEOMIT-2では、自動形状スプリッティング機能を追加し、CADデータに対する手動修正は不要になった。またGEOMIT-2は、微小な形状エラーを自動的に修正するCADデータヒーリング機能も含んでいる。GEOMIT-1及びARCMCPでは、商用ソフト(CADシステム, CADデータヒーリング,データベース)が必要であったが、GEOMIT-2では、商用ソフトは不要となった。GEOMIT-2は、核融合炉の核解析に非常に有用なツールとなるであろう。
39000499
Overcurrent analyses in JT-60SA poloidal circuits due to plasma disruption and quench protection intervention
Novello, L.*; Gaio, E.*; Piovan, R.*; 武智 学; 井手 俊介; 松川 誠
Fusion Engineering and Design 86(1), p.33-40(2011) ; (JAEA-J 08722)
- The identification of the maximum amplitude of the currents circulating in the circuits is a useful indication for the design both of magnet and power supply components in fusion experiments. This paper evaluates the maximum level of coil overcurrents in the poloidal superconducting magnets of JT-60SA. To derive these information, a complete model capable to take into account all the mutually coupled elements was worked out, including the poloidal superconducting coils, the plasma position control in-vessel coils, the vacuum vessel, the stabilizing plates and the plasma. The model was utilized to analyze plasma disruption and quench protection circuit intervention in a large variety of different conditions to identify the possible overcurrent levels. The paper describes the model and the analyses performed, and presents and discusses the results.
39000500
Feasibility study on cryogenic irradiation facility in JMTR
稲葉 良知; 土谷 邦彦; 四竃 樹男*; 西村 新*; 河村 弘
Fusion Engineering and Design 86(2-3), p.134-140(2011) ; (JAEA-J 08723)
- 材料試験炉(JMTR)は、1968年に初臨界となった試験研究炉であり、原子炉用燃料や材料の照射試験のほか、RI製造にも利用されてきた。改修及び改良のため、2006年8月にJMTRは運転を停止し、2011年度から再稼動する予定である。JMTRの再稼動に向けて、照射設備の整備や利便性の向上等が議論されてきた。照射設備の整備に関して、低温照射設備の設置が利用者から望まれている。低温照射設備は、核融合炉で使用される超電導マグネット材料等の低温照射挙動を調べるために必要である。このため本研究では、低温照射設備による低温照射試験の実現可能性を検討した。その結果、低γ発熱となる照射孔へのキャプセルの設置及びキャプセルと冷却装置間を接続する配管の真空断熱化によって、超電導マグネット材料開発のための20K以下での照射試験が実現可能となることがわかった。
39000501
Application of X-ray computer tomography for observing the central void formations and the fuel pin deformations of irradiated FBR fuel assemblies
勝山 幸三; 永峯 剛; 古屋 廣高
IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 57(5), p.2714-2718(2010) ; (JAEA-J 08724)
- 高速実験炉「常陽」で照射した炉心燃料集合体のX線CT試験を実施し、得られたCT断面像から燃料集合体内の燃料ピンの配置状況や燃料ペレット内の中心空孔形成状況を定量化した。
39000502
Barrier distribution of quasi-elastic backward scattering in very heavy reaction systems
光岡 真一; 池添 博; 西尾 勝久; 渡辺 裕*; Jeong, S. C.*; 石山 博恒*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 宮武 宇也
International Journal of Modern Physics E 19(5,6), p.989-996(2010) ; (JAEA-J 08725)
- 原子力科学研究所タンデムブースター加速器からの重イオンビーム48Ti, 54Cr, 56Fe, 64Ni, 70Znを薄膜標的208Pbに照射し、172°, 168°, 162°に後方散乱される準弾性散乱断面積を測定した。入射エネルギーを1.5MeVごとに変えながら測定した励起関数を1階微分することにより、超重元素104-112番元素を合成する冷たい融合反応における融合障壁分布を実験的に導出した。これにより測定された融合障壁は、従来用いられてきた理論値より5-10MeV程度低いことがわかった。また障壁分布の形状は、接近時の励起効果を考慮したチャンネル結合計算結果と良い一致を示すことがわかった。最近、さらに重い反応系76Ge, 86Kr+208Pbについても実験を行い、同様の結果が得られた。
39000503
Physicochemical properties of dicesium tetravalent plutonium hexanitrate in uranium crystallization process
中原 将海; 野村 和則; 小泉 務
IOP Conference Series; Materials Science and Engineering 9, p.012065_1-012065_6(2010) ; (JAEA-J 08726)
- 照射済燃料溶解液からのU晶析において、Cs2Pu(NO3)6が析出することが懸念されている。Cs2Pu(NO3)6の生成条件の把握及び除染を目的として物理化学的特性を調べた。HNO3溶液におけるCs2Pu(NO3)6の溶解度は、25℃においてHNO3濃度の減少に従い増加した。熱分析の結果では、この化合物は245℃までは安定なため、融点が60.2℃であるUNH結晶との融点差を利用した分離を試みた。融解したU融液に対するPu及びCsの除染係数は、5.0μmのフィルタではともに約1であったが、0.45μmのフィルタでは約2であり、わずかながら分離できた。
39000504
Theoretical optimization of base doping concentration for radiation resistance of InGaP subcells of InGaP/GaAs/Ge based on minority-carrier lifetime
Elfiky, D.*; 山口 真史*; 佐々木 拓生*; 高本 達也*; 森岡 千晴*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; Elnawawy, M.*; Eldesoky, T.*; Ghitas, A.*
Japanese Journal of Applied Physics 49(12), p.121201_1-121201_7(2010) ; (JAEA-J 08727)
- 宇宙用三接合太陽電池の耐放射線性強化技術開発の一環として、InGaP/GaAs/Ge太陽電池におけるInGaPサブセルのベース層キャリア濃度と耐放射線性の関係について調べた。発生キャリアの拡散長やベース層キャリア濃度をパラメータとしたシミュレーション解析を行った結果、低キャリア濃度のInGaPセルの方がより耐放射線性が高いことが導かれ、高崎量子応用研究所TIARAで行った陽子線照射実験の結果をよく再現することができた。また、低エネルギー(30keV)陽子線照射による少数キャリア拡散長の損傷係数及びキャリア枯渇係数は初期キャリア濃度には依存しなかったことから、耐放射線性の違いは発生電荷の収集を担う空乏層の長さや電界強度の影響、不純物に関連する複合欠陥に起因しているという可能性が示唆された。
39000505
Effect of base doping concentration on radiation-resistance for GaAs sub-cells in InGaP/GaAs/Ge
Elfiky, D.*; 山口 真史*; 佐々木 拓生*; 高本 達也*; 森岡 千晴*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; Elnawawy, M.*; Eldesoky, T.*; Ghitas, A.*
Japanese Journal of Applied Physics 49(12), p.121202_1-121202_5(2010) ; (JAEA-J 08728)
- 宇宙用三接合太陽電池のミドルセルであるGaAsサブセルの耐性強化研究の一環として、高崎量子応用研究所TIARAにおいてGaAs太陽電池の200keV陽子線照射実験を行い、ベース層キャリア濃度が低い方が耐放射線性が高くなるということを明らかにした。また、放射再結合寿命と少数キャリア寿命の損傷係数をパラメータとするGaAs太陽電池の放射線照射劣化モデルを構築し、ベース層キャリア濃度の異なるGaAs太陽電池の耐放射線性がどのように変化するかを数値解析した。その結果、TIARAにおける実験結果をよく再現でき、今回構築した劣化モデルの妥当性を示すことができた。
39000506
Experimental study on gas entrainment due to nonstationary vortex in a sodium cooled fast reactor; Comparison of onset conditions between sodium and water
木村 暢之; 江連 俊樹; 宮越 博幸; 上出 英樹; 福田 武司*
Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 132(10), p.102908_1-102908_6(2010) ; (JAEA-J 08729)
- ナトリウム冷却高速炉の炉上部プレナムの自由液面で発生が懸念されているガス巻込み現象に関して、同一形状の水試験とナトリウム試験を実施し、発生条件に対する流体物性値の影響を確認した。その結果、水に比べてナトリウムの方が、わずかにガス巻込みを発生しにくいことがわかった。
39000507
Design and construction of IFMIF/EVEDA lithium test loop
近藤 浩夫; 古川 智弘; 平川 康; 井田 瑞穂; 松下 出*; 堀池 寛*; 金村 卓治; 杉浦 寛和*; 八木 重郎*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 深田 智*; 中村 博雄*
Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 133(5), p.052910_1-052910_6(2010) ; (JAEA-J 08730)
- 国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、加速器駆動型D+Li中性子源によって核融合炉候補材料の照射試験を目的とした施設であり、加速器,リチウムターゲット及びテストセルの3つ施設から構成される。現在、幅広いアプローチ(BA)活動の中で日欧国際協力の下、IFMIFの工学実証・工学設計活動(EVEDA)を実施している。リチウムターゲット施設に関しては、日本側が100%に近い寄与により、約1/3スケールで実機を模擬したIFMIF/EVEDAリチウム試験ループ(IFMIF/EVEDA Li Test Loop)に関する詳細設計を完了させ、その建設を進めている所である。このリチウム試験ループでは、おもに、IFMIFの工学設計に必要とされるリチウムの自由表面流の流動とリチウム中の不純物除去に関する実証試験を行う計画である。本論文では、IFMIF/EVEDAリチウム試験ループの詳細設計内容を報告するとともに、建設概況及び本試験装置を用いた工学実証の課題とその評価方法について併せて報告する。
39000508
Pressure fluctuation characteristics of complex turbulent flow in a single elbow with small curvature radius for a sodium-cooled fast reactor
江原 真司*; 青谷 雄太*; 佐藤 司*; 橋爪 秀利*; 結城 和久*; 相澤 康介; 山野 秀将
Journal of Fluids Engineering 132(11), p.111102_1-111102_7(2010) ; (JAEA-J 08731)
- 先進ループ型ナトリウム冷却高速炉(JSFR)は複数エルボ配管システムを採用している。流動冷気振動(FIV)は配管中の高レイノルズ数の複雑乱流により生じると考えられている。エルボ内の乱流運動はFIVを引き起こす可能性があるが、この運動に起因する圧力変動特性を明らかにするため、単一エルボを対象とした圧力計測を行った。圧力変動特性におけるスケール効果の有無を確認するため、JSFRコールドレグ配管の模型を1/7及び1/14の二つの異なる縮尺で用意し、試験を行った。流れの分岐領域中及び下流で計測した圧力変動の各々のスペクトル密度(PSD)の分析結果には、明確なピークが、両方の縮尺模型において観測された。PSD分析結果を無次元化したところ、本研究で使用した縮尺模型もレイノルズ数さえも関係なく、非常によく一致した。
39000509
Three-pin cluster CABRI tests simulating the unprotected loss-of-flow accident in sodium-cooled fast reactors
小野田 雄一; 深野 義隆; 佐藤 一憲; Marquie, C.*; Duc, B.*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(2), p.188-204(2011) ; (JAEA-J 08732)
- ナトリウム冷却高速炉におけるULOF事象を模擬した3本ピン束試験の2試験を、燃料破損後の燃料再配置と固化挙動に着目して実施した。これらの試験は1本ピンで行われた既存のCABRI試験に対して補完的な情報を与えるものである。3本ピン束試験の詳細なデータ評価と理論的解釈に基づき、燃料の再配置と固化は局所の燃料エンタルピーに支配されること、及び既存のCABRI試験の知見は大型ピン束条件に適用できるとの結論を得た。さらに、燃料とスティールの混合融体は破損燃料の上下端に強固な閉塞を形成し、燃料溶融に伴って発生する核分裂生成ガスの一部がこの閉塞によって保持されることで、炉心領域を比較的長期にわたって加圧し続けることが明らかとなった。
39000510
Validation of a computational simulation method for evaluating thermal stratification in the reactor vessel upper plenum of fast reactors
大野 修司; 大木 裕*; 菅原 章博*; 大島 宏之
Journal of Nuclear Science and Technology 48(2), p.205-214(2011) ; (JAEA-J 08733)
- ナトリウム冷却高速炉の原子炉容器上部プレナムにおける温度成層化現象を対象として数値解析手法の検証を行った。2種類の基礎的な温度成層化試験の解析を通じて、成層化挙動に対する商用CFDコード及びインハウスコードの適用性を確認するとともに、計算格子分割やRANS型乱流モデルなどの解析手法を適切に選定するために必要な情報を整理検討した。
39000511
Improvement of Tone's method with two-term rational approximation
山本 章夫*; 遠藤 知弘*; 千葉 豪
Journal of Nuclear Science and Technology 48(2), p.263-271(2011) ; (JAEA-J 08734)
- 等価原理に基づく共鳴計算手法である東捻の方法の改良を提案する。計算精度を向上させるため二項有理近似を中性子束の表現に導入した。さらに、東捻の方法の理論的な解釈を行い、導入される近似や衝突確率計算に用いる多群断面積の適切な選択の方法について議論した。また、改良した方法の妥当性を不規則配列格子の計算により確認した。
39000512
Sorption behavior of selenium(-II) on rocks under reducing conditions
飯田 芳久; 田中 忠夫; 山口 徹治; 中山 真一
Journal of Nuclear Science and Technology 48(2), p.279-291(2011) ; (JAEA-J 08735)
- 還元環境において、セレンの花崗閃緑岩,砂質泥岩,凝灰質砂岩及びそれらの主要構成鉱物に対するバッチ収着試験を実施した。実験に使用した岩石及び地下水は、極力地下の還元条件を維持した状態で採取した。中性からアルカリ領域において、花崗閃緑岩に対するセレンの収着性はpHの上昇に伴い減少した。一方、砂質泥岩及び凝灰質砂岩に対するセレンの収着性はpH依存性を示さなかった。セレンを特異的に収着する鉱物は、花崗閃緑岩においては黒雲母,砂質泥岩と凝灰質砂岩においてはパイライトであると決定された。
39000513
Removal of liquid and solid impurities from uranyl nitrate hexahydrate crystalline particles in crystal purification process
中原 将海; 野村 和則; 鷲谷 忠博; 近沢 孝弘*; 平沢 泉*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(3), p.322-329(2011) ; (JAEA-J 08736)
- 硝酸ウラニル六水和物の精製挙動は、液体及び固体不純物を除染するために発汗及び融解分離プロセスにおいてMOX燃料溶解液を用いたバッチ試験にて評価された。Euなどの液体不純物は発汗法により効率的に除去されたが、Pu, Cs及びBaなどの固体不純物の除去に関しては、バッチ試験ではあまり効果がなかった。一方、融解分離プロセスではBaは0.45及び5.0μmのフィルタにおいて除染係数の増加が確認された。Pu及びCsの除染係数は5.0μmのフィルタではほとんど変化なかったものの、0.45μmのフィルタでは2倍に向上した。融解分離プロセスにおいては、Cs2Pu(NO3)6の粒径は、とても小さく5.0μmのフィルタを通過したと思われる。
39000514
Electromagnetic pumps for main cooling systems of commercialized sodium-cooled fast reactor
相澤 康介; 近澤 佳隆; 小竹 庄司; 荒 邦章; 相澤 利枝*; 大田 裕之*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(3), p.344-352(2011) ; (JAEA-J 08737)
- 本研究では、多気筒型電磁ポンプのナトリウム冷却大型炉への適合性を検討した。大型電磁ポンプは流動不安定が生じる。多気筒型電磁ポンプは、小型電磁ポンプを並列に配置し、一基あたりの流量を小さくすることができ、流動不安定の問題を解決できる。1次系と2次系の主循環ポンプに適合する多気筒型電磁ポンプを検討した。1次系電磁ポンプに対して設計検討と電磁気解析を実施し、運転中に流動不安定が生じないことを確認した。2次系の主循環ポンプに電磁ポンプを採用することで、2次系配管が大幅に簡略化することを示した。これらの結果より、多気筒型電磁ポンプは、ナトリウム冷却大型炉の主循環系に高い適合性があることが示された。
39000515
Thermal conductivities of Zr-based transuranium nitride solid solutions
西 剛史; 高野 公秀; 市瀬 健一; 赤堀 光雄; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Science and Technology 48(3), p.359-365(2011) ; (JAEA-J 08738)
- 本研究では、2種類の(Zr,Pu,Am)Nと(Zr,Np,Pu,Am,Cm)N固溶体の焼結体試料を調製し、レーザフラッシュ法により熱拡散率を、ドロップカロリメトリにより比熱を測定し、熱伝導率を算出した。その結果、(Zr,Pu,Am)N及び(Zr,Np,Pu,Am,Cm)Nの熱伝導率は(Pu,Am)Nよりも熱伝導率が大きいこと,ZrNの熱伝導率は温度依存性が小さいものの、(Zr,Pu,Am)Nと(Zr,Np,Pu,Am,Cm)Nの熱伝導率は(Pu,Am)Nよりも温度とともに顕著に増加することが明らかとなった。
39000516
Development of local-scale high-resolution atmospheric dispersion model using Large-Eddy Simulation, 2; Turbulent flow and plume dispersion around a cubical building
中山 浩成; 永井 晴康
Journal of Nuclear Science and Technology 48(3), p.374-383(2011) ; (JAEA-J 08739)
- 原子力施設からの通常運転,事故時あるいは都市域でのテロ攻撃による意図的な放射性物質の拡散問題に対し、LES(Large-Eddy Simulation)を用いた局所域高解像度大気拡散モデルの開発を行っている。今回は、建物周りの乱流と拡散場を対象にした数値シミュレーションを行い、本モデルの性能評価を行った。計算結果を既往の風洞実験結果と比較すると、平均風速,乱流強度,平均濃度,濃度変動の標準偏差,濃度変動の確率分布特性,瞬間高濃度などが風洞実験と同様な結果が得られたことが確認でき、本モデルの妥当性が実証された。
39000517
Effect of polynomial expansion order of intranode flux treatment in nodal SN transport calculation code NSHEX for large-size fast power reactor core analysis
杉野 和輝; 久語 輝彦
Journal of Nuclear Science and Technology 48(3), p.421-428(2011) ; (JAEA-J 08740)
- 3次元六角体系用SN輸送ノード法計算コードNSHEXは、単位ノード内の中性子束分布を多項式展開により取り扱い、中性子束の角度依存性を離散座標法(SN法)により取り扱う。大型高速炉に対する実用性の観点からのNSHEXの精度向上のため、多項式展開を最大2次から6次に拡張した。多項式展開の拡張による効果を検証するため、中型高速炉炉心「もんじゅ」及び大型高速炉炉心「スーパーフェニックス」のさまざまな制御棒挿入条件に対してNSHEXを適用した。その結果、多項式展開の拡張は特に「スーパーフェニックス」の制御棒挿入体系において有効であることがわかった。
39000518
Evaluation of neutron nuclear data on bromine and krypton isotopes for JENDL-4.0
柴田 恵一; 市原 晃; 国枝 賢
Journal of Nuclear Science and Technology 48(3), p.429-439(2011) ; (JAEA-J 08741)
- 評価済み核データライブラリJENDL-4.0のために79,81Br及び78,80,82,83,84,85,86Krの中性子核データを10-5eVから20MeVのエネルギー範囲で評価した。幾つかの同位体の分離共鳴パラメータを、熱中性子捕獲断面積の推奨値あるいは測定値を再現するように調節した。共鳴領域以上のエネルギーの断面積は統計模型により計算した。計算では、中性子に対してはチャネル結合光学模型パラメータを用いた。複合核過程に加えて、前平衡及び直接過程を考慮した。評価結果は、既存の実験値をよく再現しており、JENDL-4.0のデータとして採用した。
39000519
Control of radial size of crosslinked polymer nanowire by ion beam and γ ray irradiation
佃 諭志*; 麻野 敦資*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 関 修平*; 田中 俊一郎*
Journal of Photopolymer Science and Technology 23(2), p.231-234(2010) ; (JAEA-J 08742)
- 高分子薄膜に入射するイオンビームの飛跡に沿って生じる高濃度活性種により直径ナノオーダーの高分子架橋体を形成し、これを溶媒抽出してナノワイヤー化する単一粒子ナノ加工法では、その太さをイオンビームの線エネルギー付与(LET)により制御できる。このナノワイヤーを触媒材料へ応用するには、金属を内包させ直立構造に形成する必要があるが、現在イオン加速器で利用可能なLETの上限は約15,000ev/nmであり、直立構造を形成するために必要な太さのナノワイヤーが得られていない。そこで、ナノワイヤー径の制御範囲を拡張する方法として、イオン照射後にγ線照射を行う新たな方法を開発した。ポリスチレン薄膜にXe 450MeVを照射した後、不活性ガス雰囲気で1Gy/sのγ線を照射し、溶媒で未架橋部分を除去してナノワイヤーを作製したところ、γ線の吸収線量に伴ってナノワイヤーの半径が増大し、170kGyでγ線未照射試料に比べ約2倍に増大することが明らかになった。これは、架橋が不十分で溶媒で除去されていた外周部の分子鎖が、γ線照射による架橋で溶媒除去の際に溶け残るようになったためである。今後この方法を、金属元素を内包したセラミックス前駆体高分子材料へ適用し、ナノワイヤー触媒材料の作製を試みる予定である。
39000520
Adsorption dynamics on Si(111)-7×7 surface induced by supersonic O2 beam studied using real-time photoelectron spectroscopy
吉越 章隆; 寺岡 有殿
Journal of Physical Chemistry C 114(51), p.22539-22545(2010) ; (JAEA-J 08743)
- The adsorption mechanisms of O2 on a Si(111)-7×7 surface were studied using real-time X-ray photoelectron spectroscopy with synchrotron radiation in conjunction with a supersonic molecular-beam technique. It was found that a trapping-mediated adsorption mechanism is dominant at En < 0.06 eV. In contrast, an activated adsorption mechanism becomes prominent at En > 0.06 eV, along with the trapping-mediated adsorption mechanism which becomes less prevalent with increasing En. The saturation coverage at energies over 1.9 eV is approximately 1.6 times larger than that at 0.03 eV. Two different components of the O 1s spectrum and their energy dependence were verified. A marked increase in the tri oxygen component is clearly observed in the O 1s photoelectron spectrum for saturation at En > 0.39 eV, which is evidence for the enhancement of dissociative adsorption of O2 into the subsurface layers. 0.39 eV was taken as the threshold energy for En dependence of both initial sticking probability and saturation coverage. The adsorption states induced via the novel reaction channel correlating with En were confirmed by the in-situ spectroscopic surface analysis method.
39000521
Influence of size effect on the electronic and elastic properties of diamond films with nanometer thickness
Chernozatonskii, L. A.*; Sorokin, P. B.*; Kuzubov, A. A.*; Sorokin, B. P.*; Kvashnin, A. G.*; Kvashnin, D. G.*; Avramov, P.; Yakobson, B. I.*
Journal of Physical Chemistry C 115(1), p.132-136(2011) ; (JAEA-J 08744)
- The atomic structure and physical properties of quasi 2D diamanes (few-layered oriented diamond nanocrystals, covered by hydrogen atoms from both sides) are studied using electronic band structure calculations. It was shown that energy stability linear increases upon increasing of the thickness of proposed structures. All 2D carbon nanoclusters display direct dielectric band gaps with nonlinear quantum confinement response upon the thickness. Elastic properties of diamanes reveal complex dependence upon increasing of the number of <111> layers. All theoretical results were compared with available experimental data.
39000522
Positron microbeam study on vacancy generation caused by stress corrosion crack propagation in austenitic stainless steels
薮内 敦; 前川 雅樹; 河裾 厚男
Journal of Physics; Conference Series 262, p.012067_1-012067_4(2011) ; (JAEA-J 08745)
- 近年、亀裂先端の応力勾配を駆動力に原子空孔が集積し、応力腐食割れ(SCC)亀裂が進展していくという仮説が提唱されている。しかしそのような原子空孔の生成起源について完全には明らかになっていない。そこで本研究ではSCC亀裂形成時における空孔生成現象に関して、陽電子マイクロビームを用いて調べた。SUS304ステンレス箔を真空中で650℃×24h加熱処理し耐食性を低下させた状態で、沸騰MgCl2水溶液中での加速腐食処理によりSCC亀裂を生じさせ、陽電子消滅γ線ドップラー幅広がりスペクトルN(E)を40μmステップで取得した。その結果、亀裂周辺200〜400μmの領域でスペクトルのピーク中心強度の増大が観測され、亀裂周辺から得たスペクトルN(E)を亀裂から離れた領域から得たスペクトルNBulk(E)で除した比率スペクトルNBulk(E)の形状が、引張試験により得られた比率スペクトルの形状並びに第一原理計算により作成した比率スペクトルの形状とよく一致することから、SCC亀裂周辺で観測されたピーク中心強度の増大は塑性変形誘起空孔によりもたらされたものであると結論付けた。
39000523
Development of system based code, 2; Application of reliability target for configuration of ISI requirement
高屋 茂; 岡島 智史; 栗坂 健一; 浅山 泰; 町田 秀夫*; 神島 吉郎*
Journal of Power and Energy Systems (Internet) 5(1), p.60-68(2011) ; (JAEA-J 08746)
- System Based Code (SBC) extends the present structural design standard to include the broad areas related to FBR design and operation. Therefore, a quantitative index that can correlate these different areas is required. One such index is the probability of failure. The determination of a target value is also one of the key points. We have proposed a new method to determine reliability targets for structures and components in FBR plants from the viewpoint of safety. In this study, the effectiveness of the probability of failure as an index and the reliability targets produced using the new method are investigated through a trial setting of an in-service inspection (ISI) requirement for a reactor vessel. The results show that the reactor vessel has sufficient reliability even without an ISI. Through this example, we demonstrate that the probability of failure is a promising index and that reliability targets derived using the new method are compatible with SBC.
39000524
First observation of quantum oscillations in the ferromagnetic superconductor UCoGe
青木 大*; Sheikin, I.*; 松田 達磨; Taufour, V.*; Knebel, G.*; Flouquet, J.*
Journal of the Physical Society of Japan 80(1), p.013705_1-013705_4(2011) ; (JAEA-J 08747)
- 強磁性超伝導体UCoGeの高純度単結晶育成に成功し、磁場34Tまでの磁気抵抗測定を行った。シュブニコフ-ドハース信号をウランの1-1-1化合物としては初めて観測した。大きなサイクロトロン有効質量25m0の小さなポケットフェルミ面に対応するシグナルを磁場22T以上において観測した。これはUCoGeが重い準粒子を伴う少数キャリアー系であることを示唆している。観測されたシグナルの振動数は、磁場の増加とともに減少する。このことは、フェルミ面の体積が非線形に変化していることを意味している。サイクロトロン有効質量も減少しており、これは電気抵抗の温度依存性におけるA係数の減少と一致する振る舞いである。
39000525
Magnetic and superconducting properties of CeRhGe2 and CePtSi2
広瀬 雄介*; 西村 尚人*; 本多 史憲*; 杉山 清寛*; 萩原 政幸*; 金道 浩一*; 竹内 徹也*; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 松浦 直人*; 廣田 和馬*; 保井 晃; 山上 浩志; 摂待 力生*; 大貫 惇睦
Journal of the Physical Society of Japan 80(2), p.024711_1-024711_12(2011) ; (JAEA-J 08748)
- Magnetic and superconducting properties of CeRhGe2 and CePtSI2 have been investigated by bulk property measurements and neutron scattering experiments. CeRhGe2 was found to order antiferromagnetically with an ordered moment 1.3 μB/Ce along the c-axis of the orthorhombic unit cell. High pressure resistivity measurements revealed a suppression of the antiferromagnetic transition with increasing pressure and the occurrence of superconductivity near the critical pressure where antiferromagnetism vanishes. Quantum-critical characteristics are expected to these compounds.
39000526
Collapse of ferrimagnetism in two-dimensional heisenberg antiferromagnet due to frustration
中野 博生*; 下川 統久朗*; 坂井 徹
Journal of the Physical Society of Japan 80(3), p.033709_1-033709_4(2011) ; (JAEA-J 08749)
- 異方性のあるカゴメ格子反強磁性体におけるフェリ磁性について研究した。等方的なカゴメ格子では、非磁性の基底状態を示すが、異方性を入れることにより従来のリープ・マチスのフェリ磁性が発現することが知られている。数値対角化による今回の研究により、従来のフェリ磁性相と非磁性相の間に中間相が存在し、自発磁化が連続的に変わることがわかった。
39000527
Incommensurate-to-commensurate magnetic phase transition in SmIn3 observed by muon spin relaxation
伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦; Luetkens, H.*; 菅井 孝志; 芳賀 芳範; 鈴木 博之*
Journal of the Physical Society of Japan 80(3), p.033710_1-033710_4(2011) ; (JAEA-J 08750)
- 立方晶Γ8基底SmIn3における磁化率及びミュオンスピン緩和(μSR)の測定結果を報告する。磁化率にはTI〜16.5K, TII〜15.1K、及びTIII〜14.7Kにおいて逐次相転移に対応する異常が観測された。零磁場におけるμSR測定の結果は、TI直下から静的局所磁場が発達していることを示しており、これによりすべての秩序相が磁気的な秩序変数を持つことが明らかになった。これは既存のモデル(TII<T<TIにおける純粋な四極子秩序)を覆す結果である。逐次相転移に伴う局所磁場分布の変化より、TIIにおいて非整合から整合構造を持つ反強磁性磁気秩序状態への相転移が起きていることが示唆される。低温における局所磁場分布に基づき、基底状態の磁気構造とそれに対する多極子相互作用の重要性について論じる。
39000528
First-principles study on the grain boundary embrittlement of metals by solute segregation, 1; Iron(Fe)-Solute(B, C, P, and S) systems
山口 正剛
Metallurgical and Materials Transactions A; Physical Metallurgy and Material 42(2), p.319-329(2011) ; (JAEA-J 08751)
- The microscopic mechanism of grain boundary embrittlement in metals by solute segregation has been not well understood for many years. From first-principles calculations, we show here that the calculated cohesive energy (= surface energy - grain boundary energy) of bcc Fe Σ3(111) symmetrical tilt grain boundary is reduced by the segregation of sulfur and phosphorous, while it is increased by the segregation of boron and carbon. The rate of the decrease/increase in the cohesive energy was excellently proportional to the experimental shift in the ductile-to-brittle transition temperature of high-purity iron with increasing segregation. It indicates that the change in the cohesive energy of grain boundary plays a key role in the grain boundary embrittlement.
39000529
First-principles study on the grain boundary embrittlement of metals by solute segregation, 2; Metal(Fe, Al, Cu)-Hydrogen (H) systems
山口 正剛; 海老原 健一; 板倉 充洋; 門吉 朋子*; 鈴土 知明; 蕪木 英雄
Metallurgical and Materials Transactions A; Physical Metallurgy and Material 42(2), p.330-339(2011) ; (JAEA-J 08752)
- The microscopic mechanism of grain boundary embrittlement in metals by hydrogen trapping (segregation) has been not well understood for many years. From first-principles calculations, we show here that the calculated cohesive energy of bcc Fe Σ3(111) and fcc Al(Cu) Σ5(012) symmetrical tilt grain boundaries with varying the trapping density of hydrogen can be significantly reduced by hydrogen trapping; it indicates that the reduction of the cohesive energy of the grain boundary may cause the hydrogen-induced grain-boundary embrittlement in Fe, Al, and Cu, although the possibility of hydrogen trapping at grain boundary is very different among those metals. Considering the "mobile" effect of hydrogen during fracture, more hydrogen atoms coming from solid solution state can be trapped on the gradually formed two fracture surfaces in addition to the already trapped "immobile" hydrogen atoms at the grain boundary before fracture.
39000530
Remote glovebox size reduction in glovebox dismantling facility
北村 哲浩; 綿引 政俊; 嘉代 甲子男
Nuclear Engineering and Design 241(3), p.999-1005(2011) ; (JAEA-J 08753)
- グローブボックス解体設備はグローブボックスを解体し滞留核燃料物質を回収する設備である。解体設備内には一つのロボットアームと六つのマスタースレーブマニピュレータが配備されている。ここでは本解体設備の構造を解説し、解体作業の手順を紹介する。また、グローブボックス解体作業の一例として、人手による解体方式と遠隔による解体方式を用いた解体撤去作業について、作業データを分析し両方式の比較を行った。
39000531
Neutron imaging of micron-size structures by color center formation in LiF crystals
松林 政仁; Faenov, A. Y.*; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; 加藤 義章*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 622(3), p.637-641(2010) ; (JAEA-J 08754)
- フッ化リチウム結晶中のカラーセンター形成に基づく中性子イメージングを実証した。細い金ワイヤ,カドミウム板,ガドリニウム板,液体を内包した細い金属管を含むさまざまな試料が撮影された。実験の結果、フッ化リチウムは中性子イメージング検出器として、5.4μmの高空間分解能を有し、粒状性ノイズもほとんどなく、中性子フルエンスに対して優れた線型性と広いダイナミックレンジを有していることが明らかとなった。フッ化リチウムを用いた高空間分解能中性子イメージングは、中性子源やリチウムイオン電池,燃料電池等の軽元素で構成される電子機器の定量解析など、多様な応用に有効であると予想される。
39000532
Stress and temperature dependence of the structure of the martensite and X-phase in Ni2MnGa
福田 隆*; 寺井 智之*; 串田 悠彰*; 掛下 知行*; 長壁 豊隆; 加倉井 和久
Philosophical Magazine 90(14), p.1925-1935(2010) ; (JAEA-J 08755)
- 強磁性形状記憶合金Ni2MnGaの、母相(P相),中間相(I相),マルテンサイト相(M相),未知のX相の間の構造上の関係を明らかにするため、一軸応力下の単結晶中性子回折により、X相の構造の、応力及び温度依存性を調べた。X相の構造は、最低温度領域に広がるM相やX相の低温低応力側に存在するI相と比べて、応力や温度に強く依存することがわかった。X相からM相への転移に関しては、両相の長周期構造におけるサテライトピークが、応力や温度に関係なく大きく変化することがわかった。一方、X相から高温側のP相への転移に関しては、サテライトピークがゆるやかに消滅することがわかった。I相からX相への転移に関しては、応力下ではサテライトピークの位置や強度が劇的に変化するが、ゼロ応力下では、その変化は連続的であった。これらの結果は、Ni2MnGaの相図に多重臨界点が存在することを示唆している。
39000533
Temperature dependence of the electronic structure of Sr14Cu24O41 studied by resonant inelastic X-ray scattering
吉田 雅洋; 石井 賢司; 池内 和彦*; Jarrige, I.; 村上 洋一*; 水木 純一郎; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 遠藤 康夫*
Physica C 470(Suppl.1), p.S145-S146(2010) ; (JAEA-J 08756)
- Sr14-xCaxCu24O41 (SCCO), which is composed of two-leg ladders and edge-sharing chains, is the first superconducting cuprate without CuO2 planes. By substituting Ca for Sr, holes are transferred from the chains to the ladders. It was recently shown that charge ordering (CO) along the leg direction in the ladder occurs at x=0 and the periodicity is five times the unit length along the c axis. In order to investigate the electronic excitations associated with the CO, we carried out resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments for SCCO (x=0,6). Cu-K RIXS can directly probe the momentum-dependent electronic excitations related to the Cu site, which are resonantly enhanced by tuning the incident photon energy to the Cu K-edge. We measured the q dependence of the intraband excitations, which is associated with the dynamics of doped holes in the Zhang-Rice singlet band. The intensity is enhanced at the momentum q=(qrung,qleg)=(0,2π/5) corresponding to the periodicity of the CO in x=0, while the temperature dependence of the enhancement is different for x=0 and x=6. We discuss the relationship between our experimental results and the occurrence of the CO.
39000534
Resonant inelastic X-ray scattering of La2Cu0.95Ni0.05O4
石井 賢司; 池内 和彦*; Jarrige, I.; 水木 純一郎; 平賀 晴弘*; 山田 和芳*; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 遠藤 康夫*; 石井 啓文*; Cai, Y. Q.*
Physica C 470(Suppl.1), p.S155-S157(2010) ; (JAEA-J 08757)
- Substitution of a specific element for a component is often used to elucidate its role in the superconductors. For a complete understanding of the substitution effect not only on the superconductivity but also on the electronic states, element-selective experiments are required. In this respect, resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) has proven to be a powerful experimental technique enabling element-selective diagnosis of charge excitations. By tuning the incident photon energy to a given absorption edge of the element, the excitations involving the element are resonantly enhanced. In addition, RIXS has the advantage that momentum dependence can be measured. Using RIXS, we have measured the electronic excitations at the substituting sites in La2Cu0.95Ni0.05O4 and La2Ni0.95Cu0.05O4. Near the absorption edge of the substituting element, namely the Ni K-edge for La2Cu0.95Ni0.05O4 and the Cu K-edge for La2Ni0.95Cu0.05O4, charge transfer excitations from the 2p level of neighboring oxygen to the upper Hubbard band of the substituted Ni/Cu are observed. Experimental spectra are qualitatively reproduced by a theoretical calculation based on a d-p model.
39000535
High-pressure suppression of long-range magnetic order in the triangular-lattice antiferromagnet CuFeO2
寺田 典樹*; 長壁 豊隆; 北澤 英明*
Physical Review B 83(2), p.020403_1-020403_4(2011) ; (JAEA-J 08758)
- 三角格子反強磁性体CuFe2について、静水圧下の中性子回折により、長距離磁気秩序(LRMO)が圧力により抑制されることを観測した。大気圧下の4格子のLRMO基底状態は7.9GPaでほぼ消失し、q=(0.192, 0.192, 1.5)という温度非依存の格子非整合の秩序に置き換わる。この7.9GPaで観測された格子非整合の波数は、大気圧下で格子歪みとともにLRMOが発達し始める直上の温度で観測されると予測される波数と一致する。したがって、圧力によって長距離秩序が消失するのは、磁気フラストレーションを解消して基底状態を長距離秩序へと導く格子歪みが、圧力によって抑制されたためと結論できる。
39000536
Electronic structure of lithium amide
鎌倉 望; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 坪田 雅己*; Paik, B.*; 市川 貴之*; 小島 由継*; 室 隆桂之*; 加藤 有香子*; 木下 豊彦*
Physical Review B 83(3), p.033103_1-033103_4(2011) ; (JAEA-J 08759)
- 高容量水素貯蔵材料として期待されている軽元素系水素化物であるリチウムアミドの電子構造についてN 1s軟X線発光,吸収分光により研究を行った。発光スペクトルの価電子帯上端と吸収スペクトルの伝導帯下端との間には絶縁体であるリチウムアミドのバンドギャップが観測されている。発光スペクトルによって得られた価電子帯は鋭い3ピークが価電子帯上端から約8eVまでのエネルギー範囲に分布している。バンド計算との比較から発光スペクトルの高結合エネルギー側のピークは水素との混成状態によるものであることがわかる。この状態についてはバンド計算よりも高結合エネルギー側に位置しているが、軟X線発光,吸収分光により得られたリチウムアミドの電子構造はバンド計算とほぼ一致することが明らかとなった。
39000537
Momentum-resolved electronic excitations in the Mott insulator Sr2IrO4 studied by resonant inelastic X-ray scattering
石井 賢司; Jarrige, I.; 吉田 雅洋; 池内 和彦*; 水木 純一郎; 大橋 啓*; 高山 知弘*; 松野 丈夫*; 高木 英典*
Physical Review B 83(11), p.115121_1-115121_5(2011) ; (JAEA-J 08760)
- We report an Ir L3-edge resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) measurement of the low-lying electronic excitations in Sr2IrO4 over the complete Brillouin zone of the IrO2 plane. A remarkably strong inelastic signal which exceeds the elastic scattering in intensity is observed. Peaks observed at 0.5, 3.2, and 6.0 eV are respectively ascribed to an interband transition across the Mott gap and charge-transfer excitations from the O 2p band to the Ir 5d bands. The dispersion of the Mott gap excitation is found to be particularly weak. This is interpreted as a signature of the narrow 5d bands of the novel Mott insulating state of Sr2IrO4 induced by the strong spin-orbit interaction.
39000538
New estimate for the time-dependent thermal nucleosynthesis of 180Tam
早川 岳人; 梶野 敏貴*; 千葉 敏; Mathews, G.*
Physical Review C 81(5), p.052801_1-052801_4(2010) ; (JAEA-J 08761)
- 180Taの天体起源は残された問題であり、さまざまなモデルが提案されてきた。これまでニュートリノ元素合成が最も有力であったが、太陽組成を過剰に評価するという問題があった。これは、180Taが天然に存在する核異性体であるという点に起因する可能性がある。そのため、超新星爆発における核異性体の生成比を求めることが必要とされていた。われわれは、超新星爆発のニュートリノ反応後の準安定な核異性体の生成比を計算する新しい時間依存モデルを構築した。この核異性体の生成比はこの同位体の生成を考えるうえで、重要なパラメーターである。われわれは、核異性体及び既に知られているすべての励起状態間の遷移を計算に取り入れた。その結果、180Taの太陽組成はニュートリノ温度が4MeVの超新星爆発モデルで再現できることがわかった。
39000539
γ-ray strength function method and its application to 107Pd
宇都宮 弘章*; Goriely, S.*; 秋宗 秀俊*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 後神 進史*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 近藤 壮雄*; 伊藤 修*; 鎌田 正輝*; 山県 民穂*; Lui, Y.-W.*; Daoutidis, I.*; Arteaga, D. P.*; Hilaire, S.*; Koning, A.*
Physical Review C 82(6), p.064610_1-064610_5(2010) ; (JAEA-J 08762)
- 放射性核種の中性子捕獲断面積を間接的に決定するためにγ線強度関数法を考案した。本手法を107Pdの場合に適用した。中性子発生閾値近傍の105,106,108Pdに対する光中性子生成断面積を準単色レーザー逆コンプトン光を用いて測定した。これらの測定値及び104,105Pdに対する中性子捕獲断面積を用い、107Pd(n,γ) 108Pd反応断面積値を絞り込んだ。
39000540
Neutron one-quasiparticle states in 251Fm151 populated via the α decay of 255No
浅井 雅人; 塚田 和明; 羽場 宏光*; 石井 康雄; 市川 隆敏*; 豊嶋 厚史; 石井 哲朗; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 小島 康明*; 末木 啓介*
Physical Review C 83(1), p.014315_1-014315_12(2011) ; (JAEA-J 08763)
- 255Noのα崩壊によって励起される251Fmの励起準位を、α-γ同時計数測定並びにα線微細構造測定により詳細に調べた。測定で得られたγ遷移の内部転換係数や寿命,一準粒子軌道状態の回転バンドのエネルギー,α遷移の抑止係数をもとに、251Fmの励起準位と255Noの基底状態のスピン・パリティ並びに中性子軌道配位を実験的に決定した。中性子数151の原子核における1/2+[620]準位の励起エネルギーは、陽子数の増加に伴って特に陽子数100以上の原子核において顕著に増加するが、1/2+[631]準位のエネルギーは陽子数100において減少することが明らかとなった。これらの一準粒子軌道状態のエネルギーの系統性から、陽子数の増加に伴って原子核の変形がどのように変化しているのかを、16重極変形や64重極変形といった高次の変形まで含めて議論した。
39000541
Impact of plasma poloidal rotation on resistive wall mode instability in toroidally rotating plasmas
相羽 信行; 白石 淳也; 徳田 伸二*
Physics of Plasmas 18(2), p.022503_1-022503_5(2011) ; (JAEA-J 08764)
- トロイダル回転及びポロイダル回転を考慮して、抵抗性壁モードの安定性に対するプラズマ回転の効果を調べた。抵抗性壁モードの安定性にはドップラーシフトをした周波数が重要となるため、ポロイダル回転によるドップラーシフトの変化はこの安定性に大きな影響を与える。ポロイダル回転の周波数が小さい場合には、磁力線方向のプラズマ回転のうちトロイダル成分を実際のトロイダル回転周波数から差し引くことで求まる「修正されたトロイダル回転周波数」を用いることで、ポロイダル回転によるドップラーシフトの変化の影響は取り扱うことができる。このポロイダル回転の影響は、回転の方向に対して依存性を持ち、上記の修正されたトロイダル回転周波数が元のトロイダル回転周波数よりも大きくなる場合には、抵抗性壁モードはより安定化される。この結果は、プラズマがポロイダル回転をしている場合、抵抗性壁モードの安定化に必要な臨界トロイダル回転周波数がその回転の方向によって異なることを示している。
39000542
Surface analysis of single-crystalline β-FeSi2
山田 洋一*; Mao, W.*; 朝岡 秀人; 山本 博之; 江坂 文孝; 鵜殿 治彦*; 都留 智仁
Physics Procedia 11, p.67-70(2011) ; (JAEA-J 08765)
- 清浄な表面を有するβ-FeSi2の単結晶を調製し、各種の表面分析を行った。表面酸化物に関するXPS(X線光電子分光)測定からは、FeではなくおもにSiが酸化することがわかった。LEED(低速電子線回折)やSTM(走査トンネル顕微鏡)の測定からは、表面酸化物を除去した表面は、清浄で、バルク結晶の切断面と同じような構造を有し、表面での大きな再構成は認められなかった。このことからFeとSiが強固な結合を呈していることが示唆された。
39000543
Surface characterization of homoepitaxial β-FeSi2 film on β-FeSi2(111) substrate by X-ray photoelectron and absorption spectroscopy
江坂 文孝; 山本 博之; 鵜殿 治彦*; 松林 信行*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海
Physics Procedia 11, p.150-153(2011) ; (JAEA-J 08766)
- β-FeSi2は光通信デバイスなどへの幅広い応用が期待されている半導体材料である。しかしながらその表面に関しては未知な点も多く、正確な構造・組成の把握及びそれに基づく制御が、実用化に向けた課題の一つとなっている。本研究では、放射光を励起源としたX線光電子分光(XPS)法及びX線吸収分光(XAS)法を用い、β-FeSi2(111)単結晶上にエピタキシャル成長したβ-FeSi2薄膜表面の組成及び化学状態について非破壊で分析を行った。この結果、薄膜表面に生じたSiOx層の膜厚,化学状態の深さ方向への変化に関する知見を得ることができた。
39000544
Surface structures on β-FeSi2 formed by heat-treatment in ultra-high vacuum and their influence for homoepitaxial growth
松村 精大*; 落合 城仁*; 鵜殿 治彦*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 山本 博之; 北條 喜一
Physics Procedia 11, p.174-176(2011) ; (JAEA-J 08767)
- 超高真空中で加熱処理されたβ-FeSi2基板の表面構造とそのホモエピタキシャル成長への影響を調べた。1023Kで熱処理されたβ-FeSi2(100)基板の表面には穴状の欠陥構造が認められ、この温度で起こる表面酸化物(SiOx)の消失と対応している。この欠陥構造の元素組成はβ-FeSi2のそれ(Si/Fe=2)と比べFeが過剰だったことから、表面でβ-FeSi2からε-FeSiへの分解が起こっていることが示唆された。また、加熱処理後の表面の形状は結晶面に依存していた。さらに、973並びに1073Kにおいて、β-FeSi2(111)の基板上に平滑なホモエピタキシャル膜を成長させることができた。
39000545
Isolation and characterization of suppressors of the early flowering 3 in Arabidopsis thaliana
夏井 悠*; Nefissi, R.*; 宮田 佳奈*; 小田 篤*; 長谷 純宏; 中川 繭*; 溝口 剛*
Plant Biotechnology 27(5), p.463-468(2010) ; (JAEA-J 08768)
- EARLY FLOWERING 3(ELF3)は植物のサーカディアンリズムの維持に重要な役割を担うタンパクである。本研究では、EFL3によって制御される花成の分子機構を理解するため、elf3-101変異体の抑圧変異の単離を試みた。sel106及びsel105の2つの抑圧変異について詳しく調査した。遺伝子マッピング,発現解析及び塩基配列からsel106及びsel105はそれぞれgiとfcaの新しいアリルであることがわかった。花成因子FLOWERING LOCUS Tの制御に関して、elf3とgi並びにelf3とfca間の遺伝的関係についても調査した。単離した6つのelf3の抑圧変異は、花成因子の発現並びに開花時期に基づいて少なくとも4つのサブグループに分けられた。この分類方法は、未同定の抑圧変異の解析に有用である。
39000546
Synthesized intensity of emission lines of hydrogen isotopes and impurities in the ITER divertor plasma
岩前 敦; 杉江 達夫; 小川 宏明; 草間 義紀
Plasma Physics and Controlled Fusion 53(4), p.045005_1-045005_17(2011) ; (JAEA-J 08769)
- Intensity of emission lines in the ITER divertor plasma is synthesized using a model of the edge and scrape-off layer plasmas. The intensity of hydrogen isotopes and impurities observed with the divertor optical system of the Impurity Influx Monitor (Divertor) is estimated. In both the inner and outer divertor plasmas, ionizing and recombining plasma components are observed for CI-III and recombining plasma component is dominant for CIV-V. Line-of-sight integrated spectra are synthesized in the wavelength range of 200 nm to 1000 nm using photon emission coefficients. In order to evaluate the carbon impurity influx, ΓC, identifying the plasma component, i.e. ionizing or recombining plasma component, is important.
39000547
Radiation-induced graft polymerization of functional monomer into poly(ether ether ketone) film and structure-property analysis of the grafted membrane
長谷川 伸; 高橋 周一*; 岩瀬 裕希*; 小泉 智; 森下 憲雄; 佐藤 賢*; 成田 正*; 大沼 正人*; 前川 康成
Polymer 52(1), p.98-106(2011) ; (JAEA-J 08770)
- 高温耐久性,機械的強度に優れた芳香族炭化水素系高分子膜であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)膜を用いた燃料電池用電解質膜の調製と、調製された電解質膜の構造解析の検討を行った。市販されている結晶化度11%及び32%のPEEK膜へスチレンスルホン酸誘導体であるスチレンスルホン酸エチルエステル(ETSS)のグラフト重合は、結晶化度に依存し、32%ではほとんど進行しなかったのに対し、結晶化度11%においてグラフト重合は徐々に進行しグラフト率50%以上に達した。合成した電解質膜の機械強度は、100MPaであり、基材膜の強度の88%を維持した。また、グラフト重合反応機構について、電子スピン共鳴スペクトルの解析により、照射によって生じるラジカルはフェノキシラジカルであり、このラジカルを起点にグラフト重合が進行していることを見いだした。小角中性子散乱(SANS),小角X線散乱測定(SAXS)解析により、グラフト型電解質膜は、イオンチャンネル間距離13nmと、1.8nmのイオンチャンネルのミクロ構造を持つものであり、ナフィオンのイオンチャンネル(5nm)とは異なることが明らかとなった。
39000548
Quark-hadron mixed phase with hyperons in protoneutron stars
安武 伸俊*; 丸山 敏毅; 巽 敏隆*
Proceedings of Science (Internet) , 5p.(2011) ; (JAEA-J 08771)
- 原始中性子星を形成する有限温度での高密度物質の構造と性質を調べた。ハドロンからクォークへの相転移では、ハドロンとクォークの混合相が存在し、それぞれの相が荷電粒子から成るために、パスタと呼ばれる非一様構造が現れることが予想されている。温度ゼロの場合や、有限温度でもニュートリノが混じらない場合のハドロン-クォークの混合相はわれわれの先行研究でもよく調べられている。すなわち有限サイズ効果(表面張力やクーロン斥力)を考えないバルクな計算では、Gibbs条件を満たす混合相が広い密度領域で現れるが、非一様なパスタ構造に対する有限サイズ効果を考慮すると、力学的不安定な領域が増え、混合相が狭い領域に制限される。今回、原始中性子星の特徴であるニュートリノがトラップされた状況を計算に取り入れた。ニュートリノが含まれると電子の混合率が高くなり、クォーク相での正電荷のuクォークが増加し、結果的にハドロンとクォークの荷電の差が減少することがわかった。これにより混合相の現れる密度領域や、系の状態方程式にも影響が予想される。
39000549
Reconstruction of Holocene environmental changes in the Kiso-Ibi-Nagara compound river delta, Nobi Plain, central Japan, by diatom analyses of drilling cores
三枝 芳江*; 須貝 俊彦*; 大上 隆史*; 鹿島 薫*; 笹尾 英嗣
Quaternary International 230(1-2), p.67-77(2011) ; (JAEA-J 08772)
- 隆起・侵食は処分場の深度を減少させ、地下水流動系の変化を引き起こす可能性があるため、地層処分の長期安全性を評価するうえで考慮すべき重要な地質学的事象である。侵食量の見積りについては、河川上流部から下流域までを含む広い範囲を対象とする場合、侵食された土砂は河口付近の平野に堆積するため、平野での堆積量を見積ることにより、侵食量を推定することができる。しかし、海岸沿いの平野は海水準変動の影響を強く受けるため、その形成プロセスは複雑である。そこで、海水準変動の影響を受けて形成された平野の事例として、濃尾平野の形成プロセスを検討した。具体的には、海岸からの距離が異なる複数のボーリングコアを用いて、珪藻化石分析を行い、珪藻化石群集と堆積相とを比較検討した。その結果、海進時には海岸線の移動よりも珪藻化石群集の変化が緩やかに生じるのに対し、海退時には数百年の時間スケールで珪藻化石群集が海水生種から淡水生種に入れ替わることが明らかになった。この結果により濃尾平野の形成プロセスがより明確に示された。
39000550
Use of electrical conductivity to analyze depositional environments; Example of a Holocene delta sequence on the Nobi Plain, central Japan
丹羽 雄一*; 須貝 俊彦*; 三枝 芳江*; 大上 隆史*; 笹尾 英嗣
Quaternary International 230(1-2), p.78-86(2011) ; (JAEA-J 08773)
- 隆起・侵食は処分場の深度を減少させ、地下水流動系の変化を引き起こすことから、地層処分の長期安全性を評価するうえで考慮すべき重要な地質学的事象である。侵食された土砂は河口付近の平野に堆積するため、平野での堆積量を見積もることにより、河川上流部から下流域までを含む広い範囲の侵食量を推定することができる。しかし、海岸沿いの平野は海水準変動に応じて、河川から内湾にいたるさまざまな場所で堆積した地層から構成される。このため、侵食量の推定に用いるためには、地層が堆積した年代や環境を明らかにしたうえで、その単元ごとの堆積量を見積もる必要がある。地層の堆積年代は放射性炭素年代などによって推定できるものの、地層の堆積環境を推定する簡便な方法はあまり知られていない。そこで、そのような方法の一つとして、地層を混濁させた水の電気伝導度を活用する手法の適用性を検討した。その結果、電気伝導度は地層堆積時の塩分濃度の把握に有効であるものの、地層堆積後の圧密と堆積物の粒度組成の影響を考慮する必要のあることが明らかになった。
39000551
Synthesis of palladium nanoparticles in a ceramic matrix using radiation grafting method
吉村 公男; 箱田 照幸; 杉本 雅樹; 山本 春也; 吉川 正人
Radiation Physics and Chemistry 80(4), p.587-590(2011) ; (JAEA-J 08774)
- 耐熱性で高温用の触媒基材として有望な炭化ケイ素(SiC)セラミックスに触媒能を付与するため、その前駆体高分子であるポリカルボシラン(PCS)高分子にパラジウム(Pd)イオンを配位する放射線グラフト処理を行った試料を高温の不活性ガス中で焼成転換し、Pdナノ粒子を含有する炭化ケイ素(SiC)セラミック粉末を作製した。この粉末のTEM観察、並びにXRD分析から、焼成温度が900℃では2〜5nmのPd粒子がその粉末微粒子表面に分散するが、1100℃での焼成ではPd粒子は凝集して粗大化し、一部がシリサイドとなることがわかった。900℃で焼成したSiCセラミック粉末に分散したPdの触媒能を調べるため、250℃に加熱してシクロヘキサンに接触させたところ920〜1140ppmvの二酸化炭素が発生し、燃焼触媒として機能することがわかった。以上の結果から、放射線グラフト重合により作製したPdイオン配位PCS高分子を900℃で焼成転換することで、燃焼触媒として機能するPdナノ粒子を分散・析出させたSiCセラミック粉末が作製できることがわかった。
39000552
ESR detection procedure of irradiated papaya containing high water content
菊地 正博; 下山 雄平; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦
Radiation Physics and Chemistry 80(5), p.664-667(2011) ; (JAEA-J 08775)
- ESR signals were recorded from irradiated papaya at liquid nitrogen temperature (77 K), and freeze-dried irradiated papaya at room temperature (295 K). Two side peaks from the flesh at the liquid nitrogen temperature indicated a linear dose response for 3-14 days after the γ-irradiation. The line shapes recorded from the freeze-dry specimens were sharper than those at liquid nitrogen temperature.
39000553
Monochromatic X-ray emission from laser produced plasma with a clean ultra-short laser pulse
Zhang, Z.*; 錦野 将元; 西村 博明*; 河内 哲哉; 匂坂 明人; 織茂 聡; 小倉 浩一; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; 岡野 泰彬*; 大島 慎介*; 藤岡 慎介*; 桐山 博光; 近藤 公伯; J-KAREN Laser Operation Group
レーザー研究 38(9), p.698-701(2010) ; (JAEA-J 08776)
- 超高強度レーザーによる高輝度単色X線光源の実現のためにはX線光子発生についての発生機構解明と高効率かを図っていく必要がある。そこで、高コントラスト高強度超短パルスレーザーを用いた銅ターゲットからのK殻特性X線の高効率発生について実験的研究を行った。高コントラストレーザー照射により従来の実験結果よりも高いX線の変換効率を得た。
39000554
Conceptual design of the collection optics for the edge Thomson scattering system in ITER
谷塚 英一; 波多江 仰紀; 水藤 哲*; 相田 善行*; 草間 義紀
Review of Scientific Instruments 81(10), p.10D541_1-10D541_4(2010) ; (JAEA-J 08777)
- The difficulty in the edge Thomson scattering (TS) diagnostic in ITER is caused by the neutron and γ-ray irradiation. The vacuum window shall not directly face to a plasma. The TS light is relayed through the relaying optics with labyrinth, and collected to the optical fiber bundles. The total transmissivity of the TS light from a plasma to the optical fiber is approximately 30%. An electron density of 2×1019m-3 is enough to measure electron temperature and electron density within a 10% and 5% margin of error, respectively, with 5 mm of the spatial resolution. The super-Gaussian beam is the ideal laser profile for the laser injection optics to avoid the break-down of filling gas at the calibration of the spectral transmissivity.
39000555
In-situ spectral calibration method for the impurity influx monitor (divertor) for ITER using angled physical contact fibers
岩前 敦; 小川 宏明; 杉江 達夫; 草間 義紀
Review of Scientific Instruments 82(3), p.033502_1-033502_4(2011) ; (JAEA-J 08778)
- The in-situ calibration method for the impurity influx monitor (divertor) is experimentally examined. The total reflectance of the optical path from the focal point of the Cassegrain telescope to the first mirror is derived using a micro retro-reflector array. An optical fiber with angled physical contact (APC) connectors reduces the return edge reflection. APC fibers and a multimode coupler increase the signal-to-noise ratio by about one order compared to that of triple-branched fibers and enable measurement of the wavelength dependence of the total reflectance of the optical system even after potential deterioration of mirror surfaces reduces reflectance.
39000556
Rotational symmetry breaking in the hidden-order phase of URu2Si2
岡崎 竜二*; 芝内 孝禎*; Shi, H. J.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 池田 浩章*; 松田 祐司*
Science 331(6016), p.439-442(2011) ; (JAEA-J 08779)
- The nature of the broken symmetry in the so-called "hidden order" phase transition in the heavyfermion compound URu2Si2 has posed a long-standing mystery. We report the emergence of an in-plane anisotropy of the magnetic susceptibility below the transition temperature, which breaks the four-fold rotational symmetry of the tetragonal URu2Si2. Our findings suggest that the hidden order phase is an electronic "nematic" phase, a translationally invariant metallic phase with spontaneous breaking of rotational symmetry.
39000557
Site dependent hardening of the lanthanum metal lattice by hydrogen absorption
町田 晃彦; 綿貫 徹; 大村 彩子*; 池田 智宏*; 青木 勝敏; 中野 智志*; 竹村 謙一*
Solid State Communications 151(5), p.341-345(2011) ; (JAEA-J 08780)
- ランタンとその水素化物の圧縮率を高圧下放射光X線回折実験により調べた。ランタンを水素中で圧縮するとその組成がH/La=3に近い組成までの水素化物が形成される。水素原子が四面体サイトをすべて占有しているLaH2と四面体サイトに加えて八面体サイトを一部占有しているLaH2.46の状態方程式を決定したところ、体積弾性率は水素濃度が異なるにもかかわらず同じであるが、ランタンに比べ約3倍になることがわかった。水素化による結晶格子の硬度化は四面体サイトを占有した水素の影響が大きいことを明らかにした。
39000558
利根川支流,鏑川流域における飯縄火山起源の中期更新世テフラ
田力 正好; 高田 圭太*; 古澤 明*; 須貝 俊彦
第四紀研究 50(1), p.21-34(2011) ; (JAEA-J 08781)
- 地層処分においては、地質環境の長期的安定性を評価することが重要な課題となっている。その中でも隆起速度の評価は、長期的安定性を示すうえでの重要な課題である。ところが、内陸部の隆起速度を推定するための手法として用いられる、氷期の段丘同士の比高を指標とする方法(TT法)は、酸素同位体ステージ(MIS)6の段丘の編年に利用できる火山灰(テフラ)が少ないため、信頼性の高いデータが得られている地域は限られている。このため、本研究では、利根川支流の鏑川流域に分布する段丘面を覆う細粒堆積物中のテフラの同定を試みた。細粒堆積物中の火山灰起源粒子の岩石学的特徴と、長野県飯縄火山付近の露頭における飯縄火山起源テフラの岩石学的特徴を比較することにより、鏑川流域の中位段丘を覆う細粒堆積物の最下部に、飯縄上樽テフラ(In-Kt)の可能性が高いテフラが検出された。このことにより、鏑川流域の中位段丘はMIS6の堆積段丘である可能性が高いことが示され、関東北部及び東北南部の広い範囲にIn-Ktが分布し、TT法を用いて隆起速度がより広い範囲に渡って推定できる可能性が示された。
39000559
中性子ラジオグラフィ
松林 政仁
波紋 21(1), p.35-36(2011) ; (JAEA-J 08782)
- 中性子ラジオグラフィでは放射性同位元素中性子源,加速器中性子源及び研究用原子炉が利用可能であり、それぞれの中性子源に応じた特徴ある中性子ラジオグラフィ装置が稼動している。研究用原子炉は長時間の安定した高品質の高中性子束ビームを提供し、これにより高空間分解能,高時間分解能の中性子イメージングが可能となった。さらに、中性子コンピューテッドトモグラフィを実用的なものとした。J-PARCパルス中性子源は飛行時間法を利用したエネルギー選択型の中性子イメージングを可能とし、ブラッグカットオフイメージングや共鳴吸収イメージングなど新たなイメージング技術を提供する。J-PARC稼動後においても、JRR-3を利用した中性子ラジオグラフィ技術は定常中性子源の特徴を生かした中性子イメージング手法としてユーザーのニーズに応えていくことが期待される。
39000560
中性子イメージングへの入門
松林 政仁
波紋 21(1), p.55-58(2011) ; (JAEA-J 08783)
- 中性子イメージングは従来、非破壊可視化技術としての中性子ラジオグラフィと同義で用いられてきた。この場合、透過中性子による試料内部イメージングとなるが、近年のイメージングで利用可能な中性子源及び検出器の高性能化,ニーズの多様化に伴い、中性子イメージングのカバーする範囲は中性子ラジオグラフィの枠を超えたものとなった。本入門講座では中性子イメージングについて基礎から応用まで、J-PARCパルス中性子源を利用して進められている研究開発についても触れる。初回の本解説では中性子イメージングの基本となる構成要素について概説した。
39000561
中性子応力測定技術の応用
鈴木 裕士
非破壊検査 60(2), p.79-85(2011) ; (JAEA-J 08784)
- 中性子応力測定技術は、原子間を標点間距離とする物理的なひずみ計測法であり、材料深部の応力・ひずみを非破壊・非接触で測定できる唯一の方法である。自動車部品をはじめとする各種機械部品,ピーニング・焼き入れなどの表面処理材のほか、溶接配管や突き合わせ溶接材といった各種溶接構造物などの残留応力測定に中性子回折法が用いられるなど、高性能,高信頼性,長寿命化を目指した製品開発や構造設計に大きく貢献している。一方で、材料特性をバルク平均として評価できる中性子回折法の特長を生かした材料研究も行われている。特に、中性子回折法を用いることにより、温度変化や材料変形に伴うミクロ組織因子の変化を定量的に評価するなど、材料の強度発現機構や破壊機構の解明や材料の機能性向上を目指した材料工学研究が行われている。本稿では、中性子工学回折装置について解説するとともに、材料工学研究における中性子回折法の応用事例について紹介した。
39000562
中性子の産業利用(トライアルユース); 中性子ラジオグラフィ
松林 政仁; 飯倉 寛
Isotope News (682), p.11-14(2011) ; (JAEA-J 08785)
- 中性子利用技術移転推進プログラム(トライアルユース)は、文部科学省の委託事業として平成18年度から開始された。本プログラムの趣旨は中性子利用に馴染みのない企業のユーザーに対して中性子利用の機会を提供することであり、中性子利用の専門家をコーディネータとして配置し、課題の提案・申請時から実験の実施,データ解析,まとめに至るまでの技術支援を行っている。利用できる実験装置は原子力機構のJRR-3に設置されている装置であり、中性子ラジオグラフィ装置も含まれている。平成18年度から20年度までの結果は「中性子利用技術移転推進プログラム」における中性子利用の事例集(平成21年3月,放射線利用振興協会)にまとめられているが、本解説では、筆者等がコーディネータとして担当した課題について概要を紹介する。
39000563
原子炉圧力容器用確率論的破壊力学解析コードPASCAL2のクラッド部評価に関する機能改良
西川 弘之*; 鬼沢 邦雄
日本原子力学会和文論文誌 10(1), p.12-23(2011) ; (JAEA-J 08787)
- 加圧熱衝撃時における原子炉圧力容器の健全性評価手法に関する規格・基準の妥当性確認等に資することを目的に、原子力機構では確率論的破壊力学解析コードPASCAL2の整備を進めている。本研究では、原子炉圧力容器内面のクラッド部に着目したPASCAL2の解析機能のうち、脆性破壊時のき裂発生及び進展モデルの改良、及び非破壊検査モデルの追加を行った。改良したPASCAL2コードを用いて、き裂発生及び進展モデル、並びに非破壊検査モデルの各パラメータが破壊確率に及ぼす影響を評価した。この結果から、標準的なき裂発生及び進展モデルが示唆されるとともに、非破壊検査モデル適用における最大検出確率の重要性に関する知見が得られた。
39000564
JT-60SA真空容器の設計と試作試験
正木 圭; 芝間 祐介; 櫻井 真治; 柴沼 清; 逆井 章
日本原子力学会和文論文誌 10(1), p.55-62(2011) ; (JAEA-J 08788)
- JT-60SAは、核融合エネルギー実現に向けて実施される幅広いアプローチ(BA)活動のサテライトトカマク計画及びトカマク国内重点化装置計画の合同計画であり、日欧で機器の製作を分担し、日本の茨城県那珂市に建設される。JT-60SAトカマク装置の主要機器は、高温プラズマを閉じ込めるための超高真空を作り出す真空容器、そのプラズマの閉じ込め磁場を発生させるための超伝導コイル、コイル冷却のための断熱真空容器としてのクライオスタット及び外部加熱装置から構成されている。真空容器は、D形ポロイダル断面を有し、一周抵抗を上げ、かつ運転時の電磁力に耐える強度を得るために二重壁構造を採用している。材料は、SUS316Lであるが、放射化低減のため低コバルト材(Co<0.05wt%)を使用する。製作においては、要素試験及び20°上半の試作体の製作をあらかじめ行い、製作手順を確立した後、2009年の11月に実機の製作を開始した。
39000565
フェニックスから「もんじゅ」へ; 高速炉開発と日本の役割,1; 高速炉開発におけるトラブルと開発への影響
此村 守
日本原子力学会誌 53(3), p.211-214(2011) ; (JAEA-J 08789)
- 高速炉に限らず開発過程においてトラブルが生ずることを常に考え、そのリスク管理を行うことは技術開発に携わる者の常識と言っても過言ではない。そのため、トラブルが事故に発展することのないよう設計では深層防護及び多重性・多様性という概念を取り入れ、建設・運転では信頼性を高める工夫をしている。それでも、実際に高速炉を動かすと、さまざまな不具合が発生する。もともと数々の機械系の集合であることから、不具合を避けることはできない。しかし、逆説的ではあるが、これらの不具合はこれを適切にリスク管理することにより、当該機械系の信頼度を向上させることができる。高速炉の安全に影響しない不具合をトラブルと呼ぶならば、トラブルは高速炉の開発に取り貴重な財産である。したがって、開発者が情報の透明性を守ることを前提に、注視すべきは、発生したトラブルを開発者が技術的にどのように咀嚼し技術的な改善をどのように図ったかという点にこそあるべきと言える。
39000566
核融合炉の運転と制御
坂本 宜照
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.55-61(2011) ; (JAEA-J 08791)
- 本解説では、炉心プラズマの基盤に基づいて、核融合炉の運転という観点から燃焼プラズマの特徴と制御の考え方についてまとめている。燃焼プラズマの特徴として、自己加熱,自発電流,自発回転に代表される自律系であること、局所的・大域的な連関や異なる時空間スケール揺動が混在する複合系であること、幅広い時定数の減少が混在していることが挙げられる。このような燃焼プラズマを制御するためには、各分布をセットとして制御する必要があること、制御ロジックを時空間領域で階層化することも重要な視点である。
39000567
安全確保の考え方と設計対応
林 巧
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.75-81(2011) ; (JAEA-J 08792)
- 核融合炉の安全確保においては、核分裂炉と比べて核的暴走がないなど一般的な安全上の特徴は議論されるものの、核融合炉の具体的な工学設計情報が乏しいため、どんな危険性が技術的な範囲で考えられるのか、核融合の特徴を十分考慮してその考え方が検討されてきたとは言い難い。唯一、核融合実験炉:ITERにおいては、日本誘致に際して、その特徴を考慮して安全確保の考え方が議論・整理されており、2つの原子力安全委員会決定が出されている。この決定では、「核分裂炉等では、安全規制の対象である工学的安全設計のほかに、広義の多重防護の一環として、原子力災害対策特別措置法等による対策が講じられている。しかしながら、ITERにおいては、核融合反応の固有の安全性に加えて、放射性物質の崩壊熱密度は小さい実験炉であることなどを考慮すると、上記の意味での原子力災害を想定する必要はない」と判断された。この判断を踏まえ、文部科学省より「ITERの安全確保について」としてその具体的考え方がまとめられている。本節では、核融合炉の安全上の特徴を上記のITERと比較しつつ整理し、核融合炉の安全確保について今後どんなことを考え、設計上どんな対応が可能かについて整理する。
39000568
プラント設計で考慮すべきこと
松川 誠; 松田 慎三郎
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.82-85(2011) ; (JAEA-J 08793)
- トカマク型核融合炉のプラント設計についての解説である。すなわち、核融合炉で必要となる電源設備・トリチウム設備・冷却設備などについて、その規模特徴について述べている。とりわけ、電源設備については詳しく説明しており、ITERなどの次世代装置を例に、パルス負荷へ供給するエネルギーや電力変動、さらには電力系統への滑らかな接続という観点から新しいエネルギー貯蔵方式についても言及している。
39000569
閉じ込め性能
坂本 宜照
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.86-91(2011) ; (JAEA-J 08794)
- 原型炉に向けた炉心プラズマに関するデータベースとして、ITER物理設計のために構築された既存トカマク装置の実験データに基づく、(1)Lモード及びHモードプラズマのエネルギー閉じ込め時間の比例則,(2)Hモード閾パワーの比例則について解説する。また、原型炉の物理設計において重要であるが比例則の構築にまで至っていない閉じ込め特性として、(3)周辺ペデスタル,(4)内部輸送障壁について紹介するとともに、閉じ込め特性とかかわりの深い(5)粒子輸送と(6)トロイダル回転について解説する。
39000570
運転限界
坂本 宜照; 飛田 健次
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.92-97(2011) ; (JAEA-J 08795)
- 核融合炉の運転は、運転限界の範囲内で適切な運転裕度を確保しつつ行わなければならない。特に、トカマク型核融合炉では運転限界に達するとディスラプションが発生し、トカマクを構成する機器に重大な影響を及ぼすことになる。そのため、原型炉を構想するときには、ディスラプションが発生しない運転領域の設定が不可欠である。本解説では、炉心プラズマの運転限界として重要な、(1)ベータ限界,(2)密度限界についてまとめた後、運転限界に至ることで引き起こされる、(3)ディスラプションと付随的な現象、さらに(4)ディスラプション制御についてまとめる。
39000571
電流維持制御
坂本 宜照
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.112-116(2011) ; (JAEA-J 08796)
- トカマクの定常運転には、非誘導電流駆動が不可欠である。本解説では原型炉設計の観点から、(1)中性粒子ビーム電流駆動方式,(2)電子サイクロトロン電流駆動方式,(3)イオンサイクロトロン周波数帯波による電流駆動,(4)低域混成波電流駆動方式,(5)その他の電流駆動方式、のそれぞれの特徴と課題についてまとめる。
39000572
総合性能
坂本 宜照
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.117-121(2011) ; (JAEA-J 08797)
- これまでのトカマク実験で達成された総合性能の現状と原型炉に向けた課題について解説する。原型炉に要求される規格化性能に対する達成度を可視化するためにレーダーダイアグラムを使用する。原型炉に必要な各要素性能は得られているが、これまでにすべてを同時に達成した結果は存在していない。またITERと原型炉の要求性能を比較することで、非誘導電流駆動,ダイバータ部の除熱,ELM緩和,自律性プラズマの制御性が課題として明らかになった。
39000573
ブランケットと熱変換システム
谷川 尚
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.128-143(2011) ; (JAEA-J 08798)
- 本稿は、核融合トカマク炉を構想することを目的として核融合炉の設計と、その基礎となるプラズマ物理・炉工学の現状と課題とを整理したテキストのうち、ブランケット及び熱変換システムに関するものである。まず、核融合炉におけるブランケットの役割について整理し、その後、これまでに検討されている構造概念について説明した。このうち、原子力機構がITERにおけるテストブランケットモジュール試験に向けて研究を進めている水冷却固体増殖方式について、構造を詳述するとともに、開発の状況と、今後の課題について整理した。水冷却固体増殖方式を例として、核計算,構造計算,熱計算などを統合する設計手順を解説し、冷却条件や増殖材料の選択には複数の候補があり得ることを説明した。関連する材料開発及びトリチウム技術についても、ブランケット設計とのかかわりから課題を抽出し、今後の研究課題を明らかにした。
39000574
耐熱構造機器
荒木 政則; 鈴木 哲
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.155-161(2011) ; (JAEA-J 08799)
- 核融合炉、特に原型炉の設計とその基礎となる炉心プラズマ物理・工学技術に関する技術報告のうち、ダイバータ除熱技術及び熱応力と疲労について概観する。
39000575
粒子補給と粒子排気システム
林 巧
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.170-175(2011) ; (JAEA-J 08800)
- 核融合炉の真空容器内に注入された燃料は核融合反応で消費されるが、その一時的な反応量は核融合炉でも数%程度と想定され(実験炉であるITERでは1%以下)、ほとんどの燃料はプラズマ排ガスとして真空容器から排出される。したがって、プラズマ排ガスから燃料を効率よく回収精製し再利用することが重要である。本節では、粒子補給,真空排気,燃料精製・回収,同位体分離,貯蔵・計量管理などの各設備群について、個別にその開発の現状と課題を整理した後、核融合炉燃料の連続循環処理システム群としての要求事項にかかわる最適化や今後の課題を整理する。
39000576
運転保守
角舘 聡
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.194-200(2011) ; (JAEA-J 08801)
- 車や航空機が定期的な保守・点検を行うことによって運転(あるいは飛行)を継続するための安全を維持しているように、供用中の原子力発電プラントにおいても、供用期間中の構造安全上の機能を確保するために経年的に健全性を確認するための保守を実施し、プラントの安全な継続的な運転を維持している。このように、プラントの安定的な運転を維持するために運転・保守は重要な技術である。運転・保守を支える技術は、一言で言えば、プラントの「構造健全性」の確保である。核融合炉においても、所定の性能・機能を維持できるように運転するためには、ブランケットやダイバータ等の中心構造体の「構造健全性」を維持する必要がある。本報においては核融合炉の保守の観点から、実際に建設が進められている核融合実験炉(ITER)の保守技術と、原型炉に必要な保守技術の課題と方針について整理した。加えて、1つの設計例として、稼働率を上げることを設計条件とした場合の原型炉における保守技術上の課題を明らかにした。
39000577
放射線環境安全,機器安全
林 巧
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.200-205(2011) ; (JAEA-J 08802)
- 平常時及び異常時の放射線被ばく防護にかかわる遮蔽(しゃへい)と空気中放射性核種濃度管理に関する機器と、各種廃棄物(気体,液体,固体)処理に関する機器について、ITERでの検討の現状を踏まえ核融合炉への課題等を整理する。なお、総合的な安全設計上の観点から、(1)平常運転時の事業所境界の線量率は、ALARAの観点から可能な限り低く抑えること(0.1μSv/h未満)、(2)人口密集地近郊での立地を可能にするため、万が一の仮想想定異常時においても、トリチウム,放射性ダスト等放出に伴う敷地境界の線量は5mSv以下に抑えること、(3)従事者の被ばく抑制の観点から、管理区域内の線量率を10μSv/h未満に抑えること、を前提とする。
39000578
補稿2; 高温の熱工学
稲垣 嘉之; 小川 益郎
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.219-229(2011) ; (JAEA-J 08803)
- 本報は、核融合炉の出口冷却材温度の高温化への対応として、高温ガス炉の開発で得た知見をもとに高温の熱工学について解説したものである。発電を例に取って冷却材温度と熱効率(発電効率)の関係を概説するとともに、高温環境下における耐圧,構造物の支持にかかわる高温構造技術,ヘリウムガスタービンを用いた高温用発電技術の概要、さらに核融合炉への適用性について述べたものでる。
39000579
大規模ネットワークデータの適応的可視化
宮村 浩子; 大坐畠 智*; 中尾 彰宏*; 川島 幸之助*
信学技報 110(190), p.103-108(2010) ; (JAEA-J 08804)
- 分散管理されている大規模実験データをハンドリングするための可視化技術を提案する。従来のネットワークデータの可視化技術では、ファイル共有ネットワークデータのような大規模なデータは一度に表示できないという問題がある。そこでわれわれは、適応的なネットワークグラフ表示の概念を提案し、その概念をもとにユーザが観察する際の詳細度に応じてグラフの表現形式を変化させる可視化システムを構築する。このシステムでは、ユーザがデータを大局的に観察する際にはクラスタリングを用いて選択的に情報を提示し、局所的に観察する際には詳細な情報を提示する。この技術は、原子力課題の大規模データハンドリングを可能とするための計算機基盤技術である。
39000580
JT-60SA用超伝導コイルの発熱と冷却の最適化
神谷 宏治; 村上 陽之; 木津 要; 市毛 寿一; 吉田 清
低温工学 46(1), p.10-17(2011) ; (JAEA-J 08805)
- JT-60SAはJT-60Uを完全超伝導化する。ヘリウム冷凍機は4.4K, 0.6MPaの超臨界ヘリウムを一定の質量流量で循環させることにより超伝導コイルを冷却する。ヘリウム冷凍機の冷凍能力は超伝導コイルの熱負荷により決定するため、超伝導コイルの温度マージンを確保しつつ、超伝導コイルの発熱と冷媒流量を見積ることは重要である。本論文では、超伝導コイルの温度マージンと冷媒流量の関係を明らかにし、冷媒流量の低減を検討した。そして、最適化された質量流量を超臨界ヘリウム循環ループに適用して全圧力損失を求め、ヘリウム循環ポンプの熱負荷を最小にすることができた。
39000581
ヒステリシスエネルギーによるクリープ疲労寿命の外挿予測評価
永江 勇二; 高屋 茂
材料 60(2), p.108-115(2011) ; (JAEA-J 08806)
- The creep-fatigue life has been evaluated by the hysteresis energy in 316FR stainless steel with low carbon and medium nitrogen, which is a candidate for structural material in Fast Breeder Reactor (FBR) plant with the design life of 60 years. The creep-fatigue is a main damage mode to prevent. The hysteresis energy rate is considered as the parameter to predict the life time. It is clear that the relationship between this parameter and the time to failure can be approximately expressed by the power-law function. The function depends on the ratio of plastic strain to total strain. Total fracture energy for creep-fatigue loading intends to be independent of the ratio of plastic strain to total strain in long-term test condition. The value is related to grain boundary strength for creep-fatigue loading because fracture mode in long-term test condition is intergranular fracture. The life could be predicted by the function in the case of no significant change of fracture energy. Coarse precipitation, for example sigma phase, might be considered as a factor to be change the fracture energy. It is important to predict the precipitation formation. The result of life prediction by the hysteresis energy rate is compared with that of the time fraction rule based on "Demonstration Reactor Design Standard (Draft)". Predicted life intends to be comparable in both methods.
39000582
分光分析機能付き少量試験セルを用いた放射性元素を含む沸騰硝酸溶液中での電気化学測定
加藤 千明; 上野 文義; 山本 正弘; 袴塚 保之; 伴 康俊; 森田 泰治; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*
材料と環境 60(2), p.69-71(2011) ; (JAEA-J 08807)
- 再処理プロセス溶液に含まれるPuやNpの金属イオンは、沸騰硝酸中で高次の酸化状態となりステンレス鋼の腐食を加速する可能性がある。これらの元素は放射性物質であり、その取扱いは容易ではない。しかし、その電気化学的な挙動と金属イオンの酸化状態を把握することは腐食評価のうえで重要である。そのために、非常に少量の溶液で腐食挙動を評価することが求められる。今回、沸騰硝酸溶液中における放射性の金属イオン種の酸化状態並びにステンレス鋼の腐食挙動を評価する目的で、分光分析による原子価状態測定と電気化学測定を同一セル内で実施可能な分光分析機能付き少量試験セルを開発し、電気化学測定と分光測定を行い、電気化学的な挙動データを取得することを可能にした。
39000583
Influence of operational conditions on retardation parameters measured by diffusion experiment in compacted bentonite
石井 康雄; 清田 佳美; 舘 幸男; 吉川 英樹
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1265 , p.233-238(2010) ; (JAEA-J 08808)
- 拡散試験における試験溶液の淀みやフィルター拡散抵抗などの試験条件変化についてCs, Iを用いて測定し、モデル解析を用いてこれら効果の不確実性について見積もった。拡散パラメーター取得において、RD法だけではなく、同時にIDデータを取得して解析することで誤差を有効に低減できることを実験並びにモデル解析により明らかにした。
39000584
Update on lithium safety handling work
古川 智弘; 平川 康; 加藤 章一; 近藤 浩夫; 中村 和幸
Proceedings of 3rd IFMIF/EVEDA Workshop (Internet) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 08810)
- 本タスク"EVEDA LF-リチウム安全取扱技術の開発"の目的は、安全性及びLi処理にかかわる設計、及び不純物モニタリングに必要とされるデータを設計サイドに提供することにある。このタスクは、(a)リチウム燃焼に関する実験,(b)リチウム中の不純物の化学分析、及びリチウムの化学反応に関する実験、の3つから構成される。リチウム燃焼に関する実験は2009年度より着手し、またリチウム中の不純物分析及び化学反応に関する実験についても2009年度より予備実験に着手している。本書では、これらリチウム安全取扱タスクに関する現況について報告する。
39000585
高分子の放射線加工とその応用
玉田 正男
原子力教科書; 放射線利用 , p.58-73(2011) ; (JAEA-J 08814)
- 高分子は機能の多様性から数多く日用品や工業製品などに応用されている。グラフト重合は既存の高分子に機能を付与することができる手法であり、不織布に金属捕集機能を導入して、ホタテ加工残渣からのカドミウム除去や海水からのウラン回収などに応用されている。また、橋かけ技術は、バイオポリマーの改質に有効であり、橋かけしたポリ乳酸による熱収縮チューブや橋かけにより得られた生分解性の吸水性多糖類ゲルは、家畜の排泄物の処理剤として応用可能である。さらに、低分子量化したキトサンは植物活性剤として有効である。
39000586
放射線を利用した植物の診断; ポジトロンイメージング技術を用いた植物研究
松橋 信平
原子力教科書; 放射線利用 , p.210-238(2011) ; (JAEA-J 08815)
- ポジトロンイメージング技術は、放射性同位元素(Radioisotope: RI)のうち陽電子を放出して崩壊するポジトロン放出核種をトレーサとし、生体内を移行する化合物に標識されたRIに起源を持つγ線を生体外から非侵襲で画像化計測する技術である。医学分野においては、PET(Positron Emission Tomography: ポジトロン断層診断)としてがんの画像診断などに利用され、がんの発見に威力を発揮している。この技術を、植物を対象とした研究に目的を特化して開発されたのが植物ポジトロンイメージング技術である。本稿では、この技術の開発の歴史と特徴,実際の植物研究への応用例について紹介する。
39000587
医療における放射線利用
松橋 信平; 石岡 典子
原子力教科書; 放射線利用 , p.240-273(2011) ; (JAEA-J 08816)
- 放射線の医学分野における利用の概要を一般の読者にもわかりやすいような構成として、医療における放射線利用の歴史,我が国の医療における放射線利用の現状,放射線を利用した診断,放射線による治療,医療分野におけるその他の放射線利用,放射線利用の新たなチャレンジ、の各章に分け、それぞれについて概説した。また、さらに深い知識の獲得の手助けとなるよう、関連する文献や情報源についても紹介した。
39000588
使用済燃料とアクチノイド
木村 貴海
レアメタル便覧, 3 , p.243-261(2010) ; (JAEA-J 08817)
- レアメタルに関する知識とデータは、多方面に分散しており、参照するのに極めて不便である。本便覧はレアメタル及びこれを含有する主な化合物,合金について、物理的,化学的性質,結晶構造,材料への応用,資源,分析,精錬,経済,備蓄を含む政策,環境・健康への影響などを総合的に解説するものである。本稿では、原子力産業におけるレアメタルとして、各種の使用済燃料の組成と特性を核分裂生成物とアクチノイドについて、重量,放射能,発熱量,中性子についてまとめるとともに、アクチノイドに関する基本的特性と反応性についてまとめたものである。
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2011年4月
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