※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。
2011年7月
39000804
Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of the catalytic domain of a novel chitinase, a member of GH family 23, from the moderately thermophilic bacterium Ralstonia sp. A-471
岡崎 伸生; 有森 貴夫; 中澤 昌美*; 宮武 和孝*; 上田 光宏*; 玉田 太郎
Acta Crystallographica Section F 67(4), p.494-497(2011) ; (JAEA-J 09047) [link]
- Chitinase from the moderately thermophilic bacterium Ralstonia sp. A-471 (Ra-ChiC) is divided into two domains: a chitin-binding domain (residues 36-80) and a catalytic domain (residues 103-252). Although the catalytic domain of Ra-ChiC has homology to goose-type lysozyme, Ra-ChiC does not show lysozyme activity but does show chitinase activity. The catalytic domain with part of an interdomain loop (Ra-ChiC89-252) was crystallized under several different conditions using polyethylene glycol as a precipitant. The crystals diffracted to 1.85 Å resolution and belonged to space group P 6122 or P 6522, with unit-cell parameters a = b = 100, c = 243 Å. The calculated Matthews coefficient was approximately 3.2, 2.4 or 1.9 Å 3 Da-1 assuming the presence of three, four or five Ra-ChiC89-252 molecules in the asymmetric unit, respectively.
39000805
Thermochromic properties of low-melting ionic uranyl isothiocyanate complexes
青柳 登; 下条 晃司郎; Brooks, N. R.*; 永石 隆二; 長縄 弘親; Van Hecke, K.*; Van Meervelt, L.*; Binnemans, K.*; 木村 貴海
Chemical Communications 47(15), p.4490-4492(2011) ; (JAEA-J 09048) [link]
- Temperature-dependent yellow-to-red colour changes of uranylthiocyanate complexes with 1-alkyl-3-methylimidazolium cations have been studied by different spectroscopic methods and this phenomenon is attributed to changes in the local environment of the uranyl ion, including the coordination number, as well as to cation - anion interactions.
39000806
Ab initio LC-DFT study of graphene, multilayer graphenes and graphite
Avramov, P.; 境 誠司; 圓谷 志郎; 松本 吉弘; 楢本 洋*
Chemical Physics Letters 508(1-3), p.86-89(2011) ; (JAEA-J 09049) [link]
- Atomic structure of graphene, bi-, tri-, tetralayer graphenes and graphite as well was studied using ab initio HSE, LDA and PBE DFT approaches in periodic boundary conditions. Based on comparison of theoretical results with experimental data the performance of the methods was estimated. It was found that long-range corrected HSE potential is the most reliable DFT approximation to reproduce the atomic structure of weakly bound multilayer graphenes and graphite as well.
39000807
Fabrication of silica nanomaterials reflecting morphological transition of DNA mediated by a silane-appended ionic liquid
下条 晃司郎; 三田村 久吉; 毛利 剛; 長縄 弘親
Chemistry Letters 40(5), p.435-437(2011) ; (JAEA-J 09050) [link]
- 本研究ではDNA構造を転写したシリカマテリアルの簡便な合成法を構築した。アルコキシシラン部位を組み込んだイオン液体はDNAと結合することが可能で、さらにテトラメトキシシランとのゾル-ゲル反応における核として機能する。さらに、このイオン液体はDNAの構造変化をもたらすため、同じDNAからランダムファイバー,ロッド,リング,直線性ファイバーなどユニークな構造を有するシリカマテリアルを合成することができる。
39000808
Future bearing inspection system using portable linac X-ray source
山本 智彦; 上坂 充*
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet) 2(4), p.200-206(2011) ; (JAEA-J 09051) [link]
- ベアリングのリアルタイム検査のためにX-band電子線形加速器(linac)を用いたコンパクトX線源を開発した。このシステムはパルスX線を発生させることができるゆえ、X線の繰り返しとベアリングの回転数を合わせることで回転を止めることなく静止画撮影が可能である。実際に回転機器の静止画取得に成功している。さらに高周波源としてマルチビームクライストロン(MBK)を使用した先進的なX線源の開発を始めた。この論文は将来的なベアリングの状態監視保全(CBM)のための先進的加速器X線システムパラメータを示したものである。
39000809
An XML-based loose-schema approach to managing diagnostic data in heterogeneous formats
内藤 磨
Fusion Engineering and Design 85(3-4), p.591-594(2010) ; (JAEA-J 09052) [link]
- 異なる形式で記録された計測データを汎用データ記述言語XMLで記述された付加ファイルを用いて管理する手法について議論する。この付加ファイルは通常のデータ記録形式におけるヘッダー情報の役割を果たすが、データ本体からは分離され、人間が読むことができ、自己記述的である。そのため、データ内容を読み出すのに必要な情報の取得には、先験的な知識やデータ本体の読み出しを必要としない。本論文では、計測データのモデル化とそれのXMLでの表現について考察し、C++言語による原理的な実装を行った。実証用コードで実測した結果、XMLファイルの読み書きに要する時間は小さく、XML導入によるデータ処理能力の大きな低下は見られなかった。本手法の、利点,欠点,考えうる改善についても議論を行った。
39000810
Recent activities on tritium technologies of BA DEMO-R&D program in JAEA
山西 敏彦; 林 巧; 河村 繕範; 中村 博文; 岩井 保則; 小林 和容; 磯部 兼嗣; 鈴木 卓美; 山田 正行
Fusion Engineering and Design 85(7-9), p.1002-1006(2010) ; (JAEA-J 09053) [link]
- 原型炉に向けたトリチウム技術の研究開発を、日本において、BA計画の下、大学の協力を得て、原子力機構により行われることが計画されている。(1)トリチウム分析技術,(2)トリチウム安全にかかわる基礎研究,(3)トリチウム耐久性試験である。EUは、研究開発成果の議論と評価に加わる。上記研究開発課題を行うために、青森県六カ所村に、多目的RI設備の建設が進められている。BA計画の最近の成果として、この多目的RI設備の詳細設計が行われた。設備の予備的安全研究,環境に排出しうるトリチウム量,作業従事者の被曝等も行われた。トリチウム分析技術の主たる研究開発課題は、マイクロGC,カロリメーター等、水素同位体,気体,液体,固体の実時間測定技術開発である。注目する材料としては、F82H, SiC, ZrCo, 液体あるいは固体のブランケット増殖,増倍材である。トリチウム耐久性試験においては、原型炉で採用が考えられる金属,有機物の放射線損傷,腐食が研究される。上記課題についての、一連の予備的研究が開始された。
39000811
Thermo-hydraulic testing and integrity of ITER test blanket module (TBM) first wall mock-up in JAEA
江里 幸一郎; 関 洋治; 谷川 尚; 廣瀬 貴規; 鶴 大悟; 西 宏; 大楽 正幸; 横山 堅二; 鈴木 哲; 榎枝 幹男
Fusion Engineering and Design 85(7-9), p.1255-1260(2010) ; (JAEA-J 09054) [link]
- ITER機構が建設を進めている国際熱核融合実験炉ITERにおいて、核融合発電炉に向けたブランケットモジュールの工学試験を実施する予定である。本報告では原子力機構で実施している試験用ブランケットモジュール(TBM)に関する熱・流動に関する研究開発、特に低放射化フェライトF82H製実機長第一壁の製作や流動試験,加熱試験に関する成果を報告する。TBM第一壁はF82H製矩形冷却管(15本)と平板を熱間等方加圧(HIP)法により製作した。流動試験により第一壁内並列流路冷却管内の平均流速がほぼ一定になることを示すとともに、数値解析結果と良い一致を示した。加熱試験では15MPa·280℃以上の高温高圧水を第一壁内部の矩形冷却管に流動させ、実機熱負荷に近い0.5MW/m2以上の熱負荷を繰り返し与えることにより、その接合部の健全性や除熱性能を確認した。平行して熱機械解析を実施し、実機運転時において第一壁冷却管に発生する応力がF82Hの許容応力内であることを示した。
39000812
R&D of atmosphere detritiation system for ITER in JAEA
林 巧; 岩井 保則; 小林 和容; 中村 博文; 山西 敏彦; Perevezentsev, A.*
Fusion Engineering and Design 85(7-9), p.1386-1390(2010) ; (JAEA-J 09055) [link]
- ITERのトリチウム除去設備は安全の要の設備であり、日本がその5割を調達分担する予定である。この間、より効果的なトリチウム除去設備の確立を目指し、種々の異常事象条件での性能や機能劣化について試験するとともに、ITERの設計評価活動を通して概念設計の最終化を支援してきた。現在の安全上重要な機器であるトリチウム除去設備は、主として触媒酸化反応器と交流型水-水蒸気交換塔及び排風機で構成する。今回、その設備としての故障確率を、個別の弁や制御機器等の故障率データから評価し、従来の触媒酸化-水分吸着方式の評価結果と比較したところ、約1桁から2桁改善されたことが判明した。主たる改善の要因は、(1)交換塔を使用することにより吸着塔の定期的な再生による弁切り替え時の故障の回避と、(2)標準化による複数系統配置による。さらに、本評価上の観点からは、系統数を低減しても、大きな影響は出ないことが判明し、今後の合理化が計れる可能性があることがわかった。
39000813
Packing experiment of breeder pebbles into water cooled solid breeder test blanket module for ITER
廣瀬 貴規; 関 洋治; 谷川 尚; 谷川 博康; 鶴 大悟; 榎枝 幹男; 芹沢 久*; 山岡 弘人*
Fusion Engineering and Design 85(7-9), p.1426-1429(2010) ; (JAEA-J 09056) [link]
- 固体増殖水冷却方式のITERテストブランケットモジュール開発の一環として、低放射化フェライト鋼を用いた実規模トリチウム増殖層を試作した。トリチウム増殖層は、中性子効率の観点から、薄肉の部材で製作することが必要であり、1.5×4×990mm3の薄板とΦ11×1×990mm3の円管をファイバーレーザ溶接法により接合し、74×112×990mm3のトリチウム増殖層を試作した。この方法により、強度低下が問題となる溶接熱影響部を最小化し、構造材料が冷却水に接する部分への溶接熱影響を排除することに成功した。さらに試作した増殖層へLi2TiO3ペブルを充填し、X線CT検査によりその充填率が増殖層に渡ってほぼ均質であることを確認した。
39000814
Evaluation of deuterium permeation reduction factor of various coatings deposited on ferritic/martensitic steels for development of tritium permeation barrier
中村 博文; 磯部 兼嗣; 中道 勝; 山西 敏彦
Fusion Engineering and Design 85(7-9), p.1531-1536(2010) ; (JAEA-J 09057) [link]
- 各種トリチウム透過防止膜の性能を評価した結果を報告する。母材にはフェライト/マルテンサイト鋼を使用し、外側表面に5種の透過防止膜(リン酸クロム系ガラス系防止膜(MS-ZAC),SS316中間層+MS-ZAC(SS+MS-ZAC),アモルファス系リン酸クロム膜,ジルコニア溶射(ZrO2),金メッキ)を施工した試験体に対して重水素透過試験を行い、その透過抑制性能を調べた。試験の結果、フェライト鋼に施工した透過防止膜のうち、透過抑制効果が期待できるのはZrO2とAuであることがわかった。それ以外の透過防止膜は550Kの温度では透過抑制が期待できない結果であった。試験体の表面観察と応力解析の結果、MS-ZACを中心とした被膜表面には、亀裂が生じており、応力解析の結果からも低温領域で引張応力の存在が予測され亀裂発生を裏付ける結果であった。なお、ZrO2に働く応力はMS-ZACに比べ小さいことが確認できた。本結果より、フェライト鋼からのトリチウム透過防止膜には現在のところZrO2等のフェライト鋼と熱膨張係数が近い材料や金属のような延性に富み熱膨張分を許容可能な材料が好ましいことが確認された。
39000815
Overview of the TBM R&D activities in Japan
秋場 真人; 榎枝 幹男; 田中 知*
Fusion Engineering and Design 85(10-12), p.1766-1771(2010) ; (JAEA-J 09058) [link]
- 日本が計画しているITERテストブランケット(TBM)の第一候補として、水冷却固体増殖方式のテストブランケットの開発を、原子力機構を中心として進めている。また、液体増殖ブランケットに関しては、大学,核融合科学研究所が中心となって、先進的なデモブランケットを目標として開発研究を進めている。固体増殖方式のTBMお開発に関しては、ITER運転の初日までにTBMの製作を完了し組み込むために、これまで開発してきた製作技術を適用して実規模の第一壁のプロトタイプの製作に成功し、さらに、実機と同条件の表面熱負荷試験を実施し、熱耐久性を実証した。また、増殖材増倍材の開発,中性子工学的に関する研究など、必要な項目を網羅して開発を進めている。液体増殖ブランケットに関しては、実際に液体増殖材を使った試験ループによる、腐食防止膜の試験や熱交換器の開発試験まで、実用的な開発を実施するところまで発展している。本報告は、これらのTBMの開発の現状について報告をする。
39000816
Progress of IFERC project in the Broader Approach activities
荒木 政則; 坂本 宜照; 林 君夫; 西谷 健夫; 大内 玲*
Fusion Engineering and Design 85(10-12), p.2196-2202(2010) ; (JAEA-J 09059) [link]
- 国際核融合実験炉ITER計画に貢献し、原型炉早期実現を推進することを目的に、国際核融合エネルギー研究センター事業(IFERC事業)として、(1)原型炉設計研究開発調整活動,(2)計算シミュレーションセンター活動、及び(3)ITER遠隔実験センター活動を実施する。原型炉設計活動では、原型炉の特徴,原型炉の共通概念,原型炉のロードマップ等を含む原型炉設計のための共通基盤の構築を目指す。また、原型炉実現に向けた日欧の共通認識に基づいて、原型炉工学R&D活動では、ブランケット開発に関連した5つの研究分野,(1)SiC/SiC複合材料,(2)トリチウム技術,(3)ブランケット構造材料,(4)先進中性子増倍材,(5)先進トリチウム増殖材に関する開発研究を実施している。計算シミュレーションセンター活動においては、核融合プラズマに関する実験データを解析して、ITERの運転手順を作成するとともに、ITER施設の性能を予測し、原型炉設計に貢献することを目的とする。初期段階では、特別作業グループ活動を通して、核融合研究における高レベルベンチマークコードの選定を行った。
39000817
Particle transport of LHD
田中 謙治*; 川端 一男*; 徳沢 季彦*; 秋山 毅志*; 横山 雅之*; 庄司 主*; Michael, C. A.*; Vyacheslavov, L. N.*; 村上 定義*; 若狭 有光*; Mishchenko, A.*; 村岡 克紀*; 岡島 茂樹*; 竹永 秀信; LHD実験グループ*
Fusion Science and Technology 58(1), p.70-90(2010) ; (JAEA-J 09060) [link]
- LHDプラズマにおける粒子輸送特性を調べた。密度摂動実験から拡散係数と対流速度を導出し、それらのパラメータ依存性を調べるため磁場配位と衝突周波数をスキャンした。磁場配位の効果を調べるためには、磁気軸をRax=3.5mから3.9mまで変化させた。磁気軸を変化させることにより、新古典輸送が大きく違ってくるために、その効果を広範囲で調べることが可能である。電子温度依存性と1/ν領域とプラトー領域を分けるヘリカル捕捉周波数で規格化した衝突周波数(νh*)依存性について、中性粒子ビーム入射のパワースキャンを行った。その結果、新古典輸送の寄与が大きい場合はホローな密度分布、寄与が小さいときはピークした分布になることを明らかにした。大きな新古典輸送の寄与は、同じ電子温度では外側シフト配位で見られ、同じ磁気軸では高い電子温度、低いνh*で観測された。しかしながら、Rax=3.5mでは、異なる傾向が観測されており、高い電子温度の時にピークした密度分布が得られた。
39000818
Fracture imaging using Image Point transform and midpoint imaging of RVSP data
Lee, C.*; Park, K. G.*; 松岡 稔幸; 松岡 俊文*
Geosciences Journal 14(4), p.393-401(2010) ; (JAEA-J 09061) [link]
- Image Pointは、発震点,受振点,反射面間のジオメトリーにより決められる反射面に対する発震点の鏡像点である。IP(Image Point)変換により、共通発震点記録(空間-時間領域)上の反射波は、IP領域(IPの深度ξ-原点からIPまでの距離ρ)において、上記のImage Pointに集約される。さらにImage Pointと発震点の中点は、常に対応する反射面上に分布する特徴を有する。筆者らは、IP変換並びにIP中点を求める手順(IP中点イメージ法)を利用して、均質媒体中に傾斜する断層を模擬した2次元モデルを使った数値実験を実施した。その結果、断層に対応する反射面の位置とその傾斜情報を取得できることを確認した。
39000819
Stability of residual stress induced by laser peening under cyclic mechanical loading
佐野 雄二*; 秋田 貢一; 竹田 和也*; 角谷 利恵*; 田澤 俊幸*; 齋藤 利之*; 楢崎 千尋*
International Journal of Structural Integrity 2(1), p.42-50(2011) ; (JAEA-J 09062) [link]
- 本研究の目的は、レーザーピーニングによって圧縮残留応力を導入した高強度アルミ合金A2024-T3,低炭素オーステナイトステンレス鋼SUS316L及びニッケル基合金Alloy718における残留応力の外部負荷による挙動を調査した。表面残留応力は、繰り返し単軸負荷を適宜中断してX線回折によって測定した。レーザーピーニング誘起残留応力は、応力比0.1で最大応力が0.2パーセント耐力を越える場合に、負荷の第一サイクル目で大きく緩和した。応力比-1の場合の主な残留応力緩和は、負荷第一サイクルの圧縮荷重が負荷された際に生じた。本研究の実験条件では、最大負荷応力が降伏点を越えてもなお表面では圧縮残留応力が維持されていた。
39000820
Neutron diffraction study on the Xe behavior in clathrate hydrate analyzed by Rietveld/maximum entropy method
井川 直樹; 田口 富嗣; 星川 晃範*; 山内 宏樹; 美留町 厚; 石井 慶信*
IOP Conference Series; Materials Science and Engineering 18, p.022021_1-022021_4(2011) ; (JAEA-J 09063) [link]
- 10Kから245Kの温度域におけるキセノンガスハイドレートの結晶構造を粉末中性子回折によって調べ、最大エントロピー法によって、ハイドレート中のXeに焦点を当てた中性子散乱長密度分布図を求めた。ハイドレートの小ケージ中では、Xeの散乱長密度はケージの中心に球状に分布している。一方、大ケージ中では、Xeの散乱長密度はケージの中心として、ケージの六員環方向に向かった回転楕円体状に分布している。この傾向は温度によって影響を受けないことがわかった。
39000821
Direct extension of the density-matrix renormalization group method toward two-dimensional large quantum lattices and related high-performance computing
山田 進; 奥村 雅彦; 今村 俊幸*; 町田 昌彦
Japan Journal of Industrial and Applied Mathematices 28(1), p.141-151(2011) ; (JAEA-J 09064) [link]
- 本発表は、CREST及び科学研究費補助金研究の計画に従い実施した量子多体問題に対するシミュレーション手法である密度行列繰り込み群法(DMRG法)の並列化に関する研究成果である。特筆すべき成果は、本来1次元モデル用の手法であるDMRG法を直接2次元モデル用に拡張すると、計算量やメモリ量が増加するため一般の計算機では計算が困難であったが、発表者らが提案した問題の物理的性質(隠れた量子系特有の対称性)を利用した並列化手法を用いると、2次元モデルのシミュレーションが可能になるという点である。この成果の波及効果は大きく、今後、大規模並列計算機を用いると、2次元量子多体問題の高速かつ正確なシミュレーションが可能になる。なお、本成果は科学技術振興機構・受託研究「超伝導新奇応用のためのマルチスケール・マルチフィジックスシミュレーション基盤の構築」の研究成果である一方、原子力材料のマルチスケールシミュレーション研究開発にも資する成果である。
39000822
Effect of the soft X-rays on highly hydrogenated diamond-like carbon films
神田 一浩*; 横田 久美子*; 田川 雅人*; 戸出 真由美; 寺岡 有殿; 松井 真二*
Japanese Journal of Applied Physics 50(5), p.055801_1-055801_3(2011) ; (JAEA-J 09065) [link]
- ダイヤモンドライクカーボン(DLC)薄膜は軟X線領域のシンクロトロン放射光を照射しながら酸素ガスに曝すとエッチングされることが一般に知られている。最近、高水素化DLC(H-DLC)薄膜に真空中で軟X線放射光を照射すると、水素が脱離して薄膜の密度,硬度,屈折率が増加することが見いだされた。本研究では、異なる三種類の水素濃度のH-DLC試料を用いて、放射光の照射効果を研究した。H-DLC薄膜はSi基板上に200nmの厚さで形成された。それには強度変調ラジオ波プラズマ化学気相成長法を用いた。放射光の照射はニュースバルBL6で行われた。その放射光は1keV以下の軟X線から赤外線までの連続エネルギースペクトルを持っている。水素濃度の放射光照射量依存性は弾性反跳粒子検出法(ERDA)とラザフォード後方散乱法(RBS)で評価された。水素濃度は低水素化DLC薄膜では一定に保たれたが、一方、高水素化DLC薄膜では軟X線照射量に依存して指数関数的に減少することが見いだされた。
39000823
Equation-of-motion approach of spin-motive force
山根 結太; 家田 淳一; 大江 純一郎*; Barnes, S. E.*; 前川 禎通
Journal of Applied Physics 109(7), p.07C735_1-07C735_3(2011) ; (JAEA-J 09066) [link]
- We formulate a quantitative theory of an electromotive force of spin origin, i.e., spin-motive force, by the equation-of-motion approach. In a ferromagnetic metal, electrons couple to the local magnetization via the exchange interaction. The electrons are affected by spin dependent forces due to this interaction and the spin-motive force and the anomalous Hall effect appears. We have revealed that the origin of these phenomena is a misalignment between the conduction electron spin and the local magnetization.
39000824
Safety evaluation of the HTTR-IS nuclear hydrogen production system
佐藤 博之; 大橋 弘史; 田澤 勇次郎; 坂場 成昭; 橘 幸男
Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 133(2), p.022902_1-022902_8(2011) ; (JAEA-J 09067) [link]
- 高温工学試験研究炉(HTTR)からの高温核熱を用いて、熱化学法ISプロセスにより水素製造を実証するHTTR-IS水素製造システムの安全評価を実施した。HTTRへの水素製造設備接続における設備変更に伴い、安全審査時における事象の代表性もしくは包絡性に変更が生じる可能性がある事象について、システム評価コードを用いて安全解析を実施し、中間熱交換器用1次ヘリウム循環機の回転数上昇,2次ヘリウム冷却設備二重管破断などの各事象において、HTTR安全審査時に定められている運転時の異常な過渡時及び事故時の判断基準を満足することを明らかにした。
39000825
Applications of time-resolved laser fluorescence spectroscopy to the environmental biogeochemistry of actinides
Collins, R. N.*; 斉藤 拓巳*; 青柳 登; Payne, T. E.*; 木村 貴海; Waite, T. D.*
Journal of Environmental Quality 40(3), p.731-741(2011) ; (JAEA-J 09068) [link]
- Time-resolved laser fluorescence spectroscopy (TRLFS) is a useful means of identifying certain actinide species resulting from various biogeochemical processes. In general, TRLFS differentiates chemical species of a fluorescent metal ion through analysis of different excitation and emission spectra and decay lifetimes. The main advantage of TRLFS over other advanced spectroscopic techniques is the ability to determine in situ metal speciation at environmentally relevant micromolar to picomolar concentrations. In the context of environmental biogeochemistry, TRLFS has principally been applied to studies of (1) metal speciation in aqueous and solid phases and (2) the coordination environment of metal ions sorbed to mineral and bacterial surfaces. In this review, the principles of TRLFS are described, and the literature reporting the application of this methodology to the speciation of actinides in systems of biogeochemical interest is assessed. Significant developments in TRLFS methodology and advanced data analysis are highlighted, and we outline how these developments have the potential to further our mechanistic understanding of actinide biogeochemistry.
39000826
Design study and R&D progress on Japan sodium-cooled fast reactor
青砥 紀身; 宇都 成昭; 阪本 善彦; 伊藤 隆哉*; 戸田 幹雄*; 小竹 庄司*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.463-471(2011) ; (JAEA-J 09069) [link]
- JSFRの設計研究及び研究開発の進捗を報告する。2050年頃の導入を目指す実用炉は1,500MWeを対象とし、2025年頃の運開を計画している実証炉は500から750MWeを想定して設計研究を進めており、経済性,信頼性及び安全性向上のための革新技術についても研究開発を行っている。厳しい地震条件にも耐え得る原子炉容器のコンパクト化を追求するとともに、高クロム鋼製配管を用いた冷却系2ループ化を実現するため、配管エルボ内の流力特性や配管製作性についても検討している。Na-水反応への対策強化のため直管二重伝熱管SGを開発しており、熱流力設計や機器の試作を行っている。受動的炉停止機構SASSの成立性を実証するため、JSFRへの適用性を評価するための安全解析と「常陽」を用いた実証試験を行っている。また、経済性向上を目指した先進的燃料取扱いシステムの開発も進めている。革新技術のJSFRへの採否について議論しており、2010年度中に採否判断を終了する予定である。
39000827
Reactive wetting of metallic plated steels by liquid sodium
河口 宗道; 田川 明広; 宮原 信哉
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.499-503(2011) ; (JAEA-J 09070) [link]
- ナトリウム中目視検査装置の超音波センサの濡れ性のためにナトリウム濡れ性試験を実施し、250℃でのさまざまな金属メッキ元素と液体ナトリウムの反応性濡れの調査を実施した。SUS304試験片は4種類の金属(ニッケル,パラジウム,金,インジウム)で電気メッキし、金属をメッキした試験片上のナトリウム液滴の拡がり速度を測定した。拡がり速度は、メッキの溶解度が大きくなるにつれ上昇した。それぞれのメッキした試験片の拡がり速度に関する定数αは、メッキ元素に対して一定であり、メッキ元素の溶解度の対数に比例した。これらから、われわれは溶解度に基づいてメッキ元素を選ぶことが可能であると考えた。
39000828
Experimental investigation of strain concentration evaluation based on the stress redistribution locus method
磯部 展宏*; 川崎 信史; 安藤 勝訓; 祐川 正之*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.567-574(2011) ; (JAEA-J 09071) [link]
- 応力再配分軌跡法(SRL法)により構造不連続部のひずみ集中を評価する手法についてその適用性に関して試験により検証した。試験は種々のひずみ集中係数を有する316FR鋼の環状切り欠き試験片により実施し、ひずみ集中部の局所ひずみをストレインペッカーにより計測した。この結果とSRL法による局所ひずみ予測及び高温保持によるクリープ緩和特性の予測を対比しその特徴を論じた。
39000829
Reduction in degree of absorber-cladding mechanical interaction by shroud tube in control rods for the fast reactor
堂野前 貴子; 勝山 幸三; 舘 義昭; 前田 宏治; 山本 雅也; 曽我 知則
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.580-584(2011) ; (JAEA-J 09072) [link]
- 長寿命制御棒開発における課題のひとつとして吸収材-被覆管機械的相互作用(ACMI)がある。高速実験炉「常陽」での制御棒寿命は、吸収材料である炭化ホウ素ペレット(B4C)のスエリングとリロケーションによって引き起こされるACMIによって制限されている。そこで、このACMI抑制のためにB4Cペレットと被覆管の間のギャップにシュラウド管を挿入した。さらに、ペレット温度を下げるために、ナトリウムをボンド材として採用した。これらの改良の結果、「常陽」制御棒寿命はこれまでの2倍と評価された。本論文では、これらに関する照射後試験結果を報告する。
39000830
Physical properties and irradiation behavior analysis of Np- and Am-bearing MOX fuels
加藤 正人; 前田 宏治; 小澤 隆之; 鹿志村 元明; 木原 義之
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.646-653(2011) ; (JAEA-J 09073) [link]
- 高速炉リサイクルの実用化に向けてマイナーアクチニド含有MOX燃料の物性値と照射挙動が評価された。物性値は、マイナーアクチニド含有率やO/M比などをパラメータとして物性式を作成し、照射挙動評価に用いた。マイナーアクチニド含有MOX燃料はO/M比をパラメータとして、常陽で照射試験が行われ、照射後試験において、組織変化及びアクチニド元素の再分布挙動が評価された。物性式を用いて燃料の温度解析を行い、燃料は到達線出力430W/cmで、2680Kまで達したと評価された。
39000831
Unsteady elbow pipe flow to develop a flow-induced vibration evaluation methodology for Japan sodium-cooled fast reactor
山野 秀将; 田中 正暁; 村上 貴裕*; 岩本 幸治*; 結城 和久*; 佐郷 ひろみ*; 早川 教*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.677-687(2011) ; (JAEA-J 09074) [link]
- 先進ループ型ナトリウム冷却高速炉の1次系冷却配管のための流力振動評価法開発の現在の状況について、中でもエルボ配管の非定常流動の最近の調査状況を中心に報告する。
39000832
Core modification to improve irradiation efficiency of the experimental fast reactor Joyo
前田 茂貴; 山本 雅也; 曽我 知則; 関根 隆; 青山 卓史
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.693-700(2011) ; (JAEA-J 09075) [link]
- 高速実験炉「常陽」では、運転用燃料に比べて核物質量の少ない照射試験用集合体を多く装荷しつつ、運転用燃料の利用効率を向上できるようにするため、炉心燃料の高燃焼度に関する炉心改造を計画している。改善方策として、(1)径方向反射体要素の材質をステンレス鋼からジルコニウム合金に変更することで、中性子反射効率を高め、(2)性能試験及びその後の運用実績に基づき、制御棒価値の設計余裕を合理化することにより制御棒の本数を削減し、炉心の平均燃焼度を増加できることを核計算により確認した。これらの方策により、運転用燃料の利用効率改善と「常陽」の照射能力を向上させることができる。
39000833
Trial visualization of fast reactor design knowledge
吉川 信治; 南 正樹*; 高橋 忠男*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(4), p.709-714(2011) ; (JAEA-J 09076) [link]
- 高速増殖炉のような大規模なシステムの設計においては、ある仕様に関する決定が別の仕様選定に関する工学的判断の前提条件として引き渡される、という相互関係が重要であるが、保管されている技術資料は個別の工学的判断に関する知識を記載したものが主で相互関係についての記述は少ない。また、幾つかの仕様について検討はされたが見送られた選択肢があるが、その中には将来の技術開発等によって再び価値を獲得する可能性があるものがある。その仕様が採択された場合のシステムを仮想的に検討することは、将来のシステム設計における柔軟性の向上に資することが考えられる。このような検討においても、仕様間の相互関係に沿って他の仕様への影響を考慮することが重要である。本研究では個々の仕様選択に関する知識を仕様相互の関係に沿って表示することにより、設計問題の構造を可視化するソフトウェアを試作し、有効性の評価と課題の抽出を行った。
39000834
Basic analysis on isotopic barrier of material attractiveness based on plutonium composition of FBR
Permana, S.; 鈴木 美寿; 齊藤 正樹
Journal of Nuclear Science and Technology 48(5), p.724-733(2011) ; (JAEA-J 09077) [link]
- 大型高速増殖炉の燃料挙動について、プルトニウム同位体の物質障壁を主要なパラメータとして、自発核分裂及び崩壊熱を考慮した核拡散抵抗性を評価するPu同位体組成による物質魅力度に着目して調べた。炉心領域の超ウラン元素及びマイナーアクチナイド元素添加のオプションとしてのブランケット領域の元素は、237Npから変換した変性Puとして、高い組成の238Puを生み出した。TRU燃料中のPu同位体組成はMOX燃料中のPu同位体組成と比較して238Puを除くと高いPu同位体組成を有する。238Puを生み出す炉心及びブランケット領域のMAは、崩壊熱及び自発核分裂による高い物質障壁を得るのに主要な役割を果たしている。炉心領域のPu組成による高い物質魅力度は実用上使途困難なPuレベルを達成することができる。ブランケット領域への2%MA添加は魅力度を添加しない場合の兵器級グレードのPuを実用上使途困難なレベルにすることができる。
39000835
Measurement and analysis of reactivity worth of 241Am sample in water-moderated low-enriched UO2 fuel lattices at TCA
櫻井 健; 森 貴正; 須崎 武則*; 岡嶋 成晃; 安藤 良平*; 山本 徹*; Liem, P. H.*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(5), p.816-825(2011) ; (JAEA-J 09078) [link]
- The reactivity worths of 22.82 grams of 241Am oxide sample were measured and theoretically analyzed in water-moderated UO2 fuel lattices in seven cores of the Tank Type Critical Assembly (TCA) at the Japan Atomic Energy Agency for an integral test of 241Am nuclear data. These cores provided a systematic variation in the neutron spectrum between the thermal and resonance energy regions. The sample reactivity worth was measured with uncertainty of 2.1% or less. The theoretical analysis was performed using the JENDL-3.3 nuclear data with a Monte Carlo calculation method. Ratios of calculation to experiment(C/E's) of the reactivity worth were between 0.91 and 0.97, and showed no apparent dependence on the neutron spectrum. In addition, sensitivity analysis based on the deterministic calculation method was carried out to obtain the impact of changing the 241Am capture cross-section on the sample reactivity worth. The result of this analysis showed that the C/E could be significantly improved by almost uniformly increasing the 241Am capture cross-section of JENDL-3.3 by 25 ∼ 30%.
39000836
Retention and release of tritium in B4C irradiated as control rod of fast breeder reactor
堂野前 貴子; 伊藤 正彦*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(5), p.826-833(2011) ; (JAEA-J 09079) [link]
- FBR制御棒にて照射されたB4Cのトリチウム放出と保持について、800℃までの温度範囲を対象に調査を行った。B4C試料で生成されたトリチウムの保持量は、照射量の関数として表すことができ、理論計算値とほぼ一致した。またトリチウム量は、B4C中に不純物として含まれる鉄から生成する54Mnの放射能量からも簡単に評価することができ、測定を行った。B4Cからのトリチウム放出が開始する温度は、試料を等時加熱することによって求めた。その結果、B4Cからのトリチウム放出は400℃から始まることが明らかとなった。この等時加熱結果から、B4Cのトリチウム拡散係数を導いた。
39000837
Determination of 79Se and 135Cs in spent nuclear fuel for inventory estimation of high-level radioactive wastes
浅井 志保; 半澤 有希子; 奥村 啓介; 篠原 伸夫; 伊奈川 潤; 宝徳 忍; 鈴木 健介*; 金子 悟*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(5), p.851-854(2011) ; (JAEA-J 09080) [link]
- 79Se and 135Cs are long-lived fission products and are found in high-level radioactive waste (HLW). The estimation of their inventories in HLW is essential for the safety assessment of a geological disposal, owing to their mobility in the strata. In this study, the amounts of 79Se and 135Cs in spent nuclear fuel solution were measured. About 5 g of irradiated UO2 fuel discharged from a commercial Japanese PWR with the average burn-up of 44.9 GWd/t was sampled. After Se and Cs were chemically separated, the amounts of 79Se and 135Cs in the spent nuclear fuel solution were measured with inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometer (ICP-QMS). The amounts of 79Se and 135Cs were 5.2 ± 1.5 and 447 ± 40 g/MTU, respectively. The results obtained in this study showed good agreement with those obtained by the ORIGEN2 calculation using the data library of JENDL-3.3.
39000838
Temperature dependent absorption spectra of Br-, Br2.-, and Br3- in aqueous solutions
Lin, M.; Archirel, P.*; Van-Oanh, N. T.*; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; Yan, Y.*; 永石 隆二; 熊谷 友多; 勝村 庸介*; Mostafavi, M.*
Journal of Physical Chemistry A 115(17), p.4241-4247(2011) ; (JAEA-J 09081) [link]
- パルスラジオリシス法により水溶液中のBr2.-とBr3-の吸収スペクトルの温度依存性を室温から380℃までの温度領域で測定した。Br2.-とBr3-の吸収スペクトルの温度依存性は小さく、これらの遷移は結合状態間のものであることがわかった。また、Br-の水和構造について20と300℃、25MPaのもとで古典力学の計算を行った結果、温度によらず第一水和圏の水分子は陰イオンに強く結合していることがわかった。時間依存密度汎関数法によって二つの温度でのBr-の水和イオンの吸収スペクトルを計算して、実験結果と比較した。
39000839
Interface properties of metal/graphene heterostructures studied by micro-Raman spectroscopy
圓谷 志郎; 境 誠司; 松本 吉弘; 楢本 洋*; Hao, T.; 前田 佳均
Journal of Physical Chemistry C 114(47), p.20042-20048(2010) ; (JAEA-J 09082) [link]
- Studies are conducted for the influence of the interface formation of graphene with various transition metals on its vibrational properties by using confocal micro-Raman spectroscopy. Comparative analysis for two different regions of single-layer graphene (SLG) and multilayer graphene (MLG) fabricated within an identical graphene sheet enables us to investigate the interactions at and the doping effect from the metal/graphene interface as a function of the layers number of graphene without the influence of the unintentional doping. Confirmed dependences of the peaks shifts of the Raman bands (D, G and 2D bands) on the graphene layers number and metal species (Co, Ni and Au) reveal that the interfacial interactions are dramatically different between single layer and multilayer graphenes. In the metal/MLG heterostructures, the Raman band shifts are reasonably attributed to carrier doping from metals. In the metal/SLG heterostructures, significant differences from the metal/MLG heterostructures were observed for the Raman parameters of the G and 2D bands. It is suggested that there exist strong interactions at the metal/SLG interfaces different from those at the metal/MLG interfaces.
39000840
Effect of hydrogen termination on carbon K-edge X-ray absorption spectra of nanographene
Hou, Z.*; Wang, X.*; 池田 隆司; Huang, S.-F.*; 寺倉 清之*; Boero, M.*; 尾嶋 正治*; 柿本 雅明*; 宮田 清蔵*
Journal of Physical Chemistry C 115(13), p.5392-5403(2011) ; (JAEA-J 09083) [link]
- 水素によるグラフェンエッジの終端に関する情報を得るためにナノグラフェンの炭素K端X線吸収スペクトルを密度汎関数計算によって調べた。われわれの結果は、エッジの終端の仕方によって化学結合状態とエッジに局在した状態が異なってくるために、エッジ近傍の炭素原子の1s準位の束縛エネルギーが大きく影響を受けることを示している。ジグザググラフェンナノリボンに対する理論スペクトルでは1つの水素と2つの水素によるエッジ終端の比に依存してπ*ピークと相対的に異なる位置にショルダーが現れることがわかった。さらに、実験で観測されているπ*ピークとσ*ピークの間の構造はエッジでのC-HとC-H2結合のσ*状態に由来することがわかった。
39000841
Effect of spin dilution on the magnetic state of delafossite CuCrO2 with an S = 3/2 antiferromagnetic triangular sublattice
奥田 哲治*; 宇都 数馬*; 関 真一郎*; 小野瀬 佳文*; 十倉 好紀*; 梶本 亮一; 松田 雅昌*
Journal of the Physical Society of Japan 80(1), p.014711_1-014711_7(2011) ; (JAEA-J 09089) [link]
- We investigated an effect of spin dilution on the magnetic and thermal properties of delafossite CuCrO2 having an S = 3/2 antiferromagnetic triangular lattice (ATL) by the substitution of Al3+ for Cr3+ by measurements of magnetization, specific heat, and neutron scattering. Spin defects introduced into Cr ATL layers blur the antiferromagnetic transition and induce a dimensional crossover of low-energy magnetic excitation in the residual Cr ATL region due to the reduction of inter-layer magnetic interaction, while accompanying an enhancement of a spin-glass component. The observed T 2 contribution to the low-T Cmag above y = 0.15, as well as in Cu0.85Ag0.15CrO2, comes mainly from a short-range 2D AF excitation originating in a nontrivial magnetic state such as spin-nematic or spin-liquid states.
39000842
Haldane, large-D and intermediate-D states in an S=2 quantum spin chain with on-site and XXZ anisotropies
利根川 孝*; 岡本 清美*; 中野 博生*; 坂井 徹; 野村 清英*; 鏑木 誠*
Journal of the Physical Society of Japan 80(4), p.043001_1-043001_4(2011) ; (JAEA-J 09090) [link]
- おもに数値計算の手法により、オンサイト異方性とXXZタイプの異方性を持つS=2量子スピン鎖の基底状態相図を調べた。その結果、よく知られたハルデン相とラージD相の間に新しい中間相があることがわかった。レベルスペクトロスコピー法により精度の高い相図を示す。
39000843
In situ X-ray diffraction measurements of aluminum pulverization prior to the hydrogenation reaction
齋藤 寛之; 岡島 由佳*; 米田 安宏; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
Materials Transactions 52(4), p.595-597(2011) ; (JAEA-J 09091) [link]
- The hydrogenation process of aluminum, especially pulverization of aluminum prior to the hydrogenation reaction was investigated by in situ synchrotron radiation X-ray diffraction measurements at high pressure and high temperature. Changes in the crystal grain sizes during the hydrogenation process were observed using the angle dispersive method, while weak Bragg peaks from aluminum and AlH3 with small X-ray scattering factors were detected using focused monochromatic X-rays as the incident beam. The in situ measurement system monitored the pulverization of aluminum at several pressure-temperature conditions where AlH3 was thermodynamically stable.
39000844
Hydrogenation of Al3Ti at high pressure and high temperature
齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
Materials Transactions 52(4), p.602-604(2011) ; (JAEA-J 09092) [link]
- An Al3Ti alloy was immersed in hydrogen at high pressures and high temperatures. An anomalous expansion of the Al3Ti metal lattice was observed by in situ powder X-ray diffraction measurements at 625℃ and 10 GPa, suggesting that Al3Ti is hydrogenated to form Al3TiHx. The hydrogen content is roughly estimated to be x∼0.4. However, the formed hydride phase is dehydrogenated during depressurization, and cannot be recovered at ambient conditions.
39000845
Correlation between structure of titanium additives and dehydrogenation reaction of magnesium borohydride studied by continuous observation of X-ray absorption spectroscopy
松村 大樹; 大山 隆啓*; 岡島 由佳*; 西畑 保雄; Li, H.-W.*; 折茂 慎一*
Materials Transactions 52(4), p.635-640(2011) ; (JAEA-J 09093) [link]
- Mg(BH4)2中のTi添加物の局所構造をX線吸収分光法を用いて観測した。通常型と分散型の2種類を用いて、Ti添加物の構造とMg(BH4)2の脱水素化反応との相関を解明することを試みた。分散型によるX線吸収分光と昇温脱離反応との同時間軸観測により、塩化Ti添加直後の構造はMgとの複合ホウ素水素化物であり、それが100-150℃で水素放出第一ピークとともにホウ化Tiへと変化することが明らかになった。また、酸化Tiを添加した場合は添加直後はその構造を保ち、母体Mg(BH4)2の分解に伴う350℃の水素放出第二ピークより広い温度領域に渡ってゆっくりと低価数状態へと変化していくことがわかった。
39000846
Interior textures, chemical compositions, and noble gas signatures of Antarctic cosmic spherules; Possible sources of spherules with long exposure ages
大澤 崇人; 山本 征夫*; 野口 高明*; 井尾瀬 あかり*; 長尾 敬介*
Meteoritics & Planetary Science 45(8), p.1320-1339(2010) ; (JAEA-J 09094) [link]
- 99個の南極スフェルールの内部構造,化学組成,希ガス同位体組成を分析した。試料は内部テクスチャによって6つのタイプに分類した。M240410は極めて高い濃度の宇宙線照射起源核種を含有していた。4π照射の銀河宇宙線と太陽宇宙線を仮定すると、21Neからの計算で宇宙線照射年代は3億9300万年となり、この粒子がエッジワース・カイパーベルト天体から飛来した可能性を示唆している。一方母天体表面での照射が卓越していた場合、2π照射の38Arからの計算で照射年代は3億8200万年となり、小惑星表面の成熟したレゴリスを起源とすることになる。
39000847
In-cell maintenance by manipulator arm with 3D workspace information recreated by laser rangefinder
北村 哲浩; 中井 宏二; 滑川 卓志; 綿引 政俊
Nuclear Engineering and Design 241(7), p.2614-2623(2011) ; (JAEA-J 09095) [link]
- レーザレンジファインダにより復元した三次元作業空間情報に基づき、マニピュレータアームを遠隔操作する遠隔コントロールシステムを開発した。本システムのパフォーマンスを評価するため、モックアップ機器を用いて遠隔操作を行い、カメラ映像のみの遠隔操作方式と比較した。また、操作者の印象を収集し、NASA TLXテストを行うことにより、遠隔操作時の操作者のストレスを調査した。その結果、本システムはカメラ映像のみを用いたものに比べ、操作時間が短く、操作者に与えるストレスも小さいことがわかり、遠隔操作時の視認性を高めることを確認した。
39000848
Tokamak equilibria with nearly zero central current; The Current hole
藤田 隆明
Nuclear Fusion 50(11), p.113001_1-113001_25(2010) ; (JAEA-J 09096) [link]
- Results of experimental and theoretical studies on the "current hole", namely nearly zero current density region in the central part of a tokamak plasma, is reviewed. The observation of stable sustainment of the current hole opened a new class of configurations in tokamak plasmas, and a variety of researches in view point of equilibrium, MHD stability, particle orbit, and radial transport has been generated. Some theories and codes have been tested and extended by being tested and applied to extreme conditions in the current hole with very weak poloidal field. Current hole is generated in high confinement plasmas with a large fraction of bootstrap current in an advanced tokamak operation. The current hole is very stiff against the current drive, which suggests that it is a highly self-regulated system. Appearance of current hole in ITER and DEMO is expected and its influence and its control methods have been studied.
39000849
Alpha particle-driven toroidal rotation in burning plasmas
本多 充; 滝塚 知典; 飛田 健次; 松永 剛; 福山 淳*
Nuclear Fusion 51(7), p.073018_1-073018_9(2011) ; (JAEA-J 09097) [link]
- The mechanism of a torque intrinsically produced by alpha particles and the subsequent possibility to create significant toroidal rotation and shear are investigated. In DEMO, an orbit-following Monte Carlo code OFMC predicts that the magnitude of both collisional and a j×B torques increases in a reversed shear configuration compared to that in a normal shear case. The gradient of the source profile of alpha particles produces the co-directed collisional torque and a counter-directed j×B torque, and both torques virtually cancel each other out over the entire domain. Eventually, the toroidal rotation velocity solely driven by alpha particles is not sufficient to stabilize resistive wall modes (RWMs), but neutral beam injection will be capable of exceeding the threshold of RWM stabilization, if it is used.
39000850
Formation of a large-area uniform ion beam using multipole magnets in the TIARA cyclotron
百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 石堀 郁夫; 奥村 進; 吉田 健一
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 642(1), p.10-17(2011) ; (JAEA-J 09098) [link]
- Formation of an ion beam with the uniform transverse intensity distribution has been studied using sextupole and octupole magnets at the azimuthally-varying-field cyclotron facility of Japan Atomic Energy Agency. The present experiment is based on a nonlinear focusing method, which enables us to perform uniform irradiation simultaneously and continuously over the whole area of a large sample at a constant particle fluence rate. Several techniques have been explored to overcome obstacles that can affect the quality of the uniform beam. Making the most of the feature of the nonlinear focusing method, we have demonstrated the possibility of ultra-short-time and ultra-low-fluence irradiation toward advanced applications in materials science and biology. The characteristics of the uniform beam produced by the nonlinear focusing method are discussed from the viewpoint of a uniform irradiation method as compared to other conventional methods.
39000851
Measurement of divergence angles classified by charge-state combination of C2+ constituents passing through a thin carbon foil
千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅; 高橋 康之; 山田 圭介; 金子 敏明*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 269(9), p.824-828(2011) ; (JAEA-J 09099) [link]
- 高速クラスターイオンと物質との相互作用で発現する近接効果の機構を解明するためには、固体中でのクラスター解離イオン相互の核間距離と電荷の関係を明確にする必要がある。そこで、薄膜で解離した6-MeV C2+構成イオンの発散角と電荷の同時測定を行い、C2+の振動励起状態、構成イオン誘起電子によるウエイク効果及び構成イオン間のクーロン相互作用を考慮したモンテカルロ軌道計算により発散角分布を再現する薄膜内部での構成イオンの軌道を模擬した。その結果、初期核間距離が長いほど薄膜透過後の構成イオンの電荷は大きくなることが定量的に示された。
39000852
Fission barrier of actinide nuclei with double-Λ particles within the Skyrme-Hartree-Fock method
湊 太志; 千葉 敏
Nuclear Physics A 856(1), p.55-67(2011) ; (JAEA-J 09100) [link]
- 二つのΛハイペロンを含んだアクチノイド核の核分裂をSkyrme-Hartree-Fock法を用いて理論的に調べた。Λ-NとΛ-Λ間相互作用にはSkyrme型のゼロレンジ相互作用を用い、幾つかのΛ-Λ相互作用パラメータを用いて核分裂バリアを調べた。核分裂バリアはΛ粒子の数が増えるほど高くなり、またバリア幅はΛ-Λ相互作用に依存していることがわかった。さらに原子核内部の微視的メカニズムについて詳細な議論を行い、バリアの高さと幅の変化にはΛ粒子の束縛エネルギーと密度分布の相関が強くかかわっていることを解明した。また二つのΛ粒子は重い核分裂片側へ引き寄せられていくことがわかった。
39000853
Sediment trap record of alkenones from the East Sea (Japan Sea)
Lee, K. E.*; Khim, B.-K.*; 乙坂 重嘉; 乗木 新一郎*
Organic Geochemistry 42(3), p.255-261(2011) ; (JAEA-J 09101) [link]
- 日本海東部で得た沈降粒子中の長鎖(C37)アルケノンを測定し、海水柱内での有機物の生産,輸送及び分解過程について検討した。アルケノン粒子束は、上層(水深1km)で明確な季節変化を示し、夏季(7月から8月)に高かった。一方深層(水深3km層)では、アルケノン粒子束に有意な季節変化は見られなかった。沈降粒子中のアルケノン飽和度は、沈降粒子を構成する有機物が生成される時の水温を示す。日本海で得たアルケノン温度を、現場海域における表面水温(SST)と比較した結果、年平均値は同程度であったが、冬季のアルケノン温度は6度から13度SSTに比べて高く、夏季には2度から5度高かった。沈降粒子のアルケノン温度とSSTの間には、冬季に3か月、夏季に1か月の時間差が見られた。これらのことから、(1)アルケノンは海洋表層で夏季に生産され、この時期に表層から1km層に急速に沈降すること、(2)冬季の有機物の沈降速度は夏季の3分の1程度であること、(3)深層では分解の進んだ有機物が滞留することが明らかになった。
39000854
Effect of Sn and Nb on generalized stacking fault energy surfaces in zirconium and γ hydride habit planes
宇田川 豊; 山口 正剛; 都留 智仁; 阿部 弘亨*; 関村 直人*
Philosophical Magazine 91(12), p.1665-1678(2011) ; (JAEA-J 09102) [link]
- 純ジルコニウム及びジルカロイ中に析出するγ水素化物はそれぞれ柱面,底面に平行な晶癖面を持つことが電子顕微鏡観察により知られている。また水素化物周囲には転位ループが観察され、水素化物形成において一定の役割を果たすと考えられている。合金元素が転位特性を通じて水素化物析出プロセスに及ぼす影響を明らかにするため、密度汎関数法に基づく第一原理計算によりスズ及びニオブを含むジルコニウム結晶のγ表面を評価した。スズの介在により底面のγ表面鞍点エネルギ,積層欠陥エネルギはともに著しく減少し、底面上転位の安定化,易動度増加を示唆する結果を得た。一方柱面でこれらのパラメータは増加し、底面と相反する傾向を示した。スズ介在により底面転位の活動が選択的に活発化することで、底面上でのらせん転位芯拡張や水素化物からの刃状転位放出等、底面晶癖水素化物形成に寄与するプロセスが促進されるものと考えられる。
39000855
Quasiparticle excitations in newly discovered antiperovskite superconductor ZnNNi3
大石 一城*; 伊藤 孝; 髭本 亘; 山崎 敬大*; 上原 啓*; 小沢 克也*; 君嶋 義英*; 上原 政智*
Physica C 470(Suppl.1), p.S705-S706(2010) ; (JAEA-J 09103) [link]
- We report on transverse field muon spin rotation measurements of the superconducting penetration depth λ in newly discovered antiperovskite superconductor ZnNNi3 in order to investigate the symmetry of order parameter. The penetration depth at T = 0 K is estimated to be λ(0) = 362(2) nm. Temperature dependence of muon spin relaxation rate σv shows ∼ T 2 dependence, suggesting unconventional superconductor.
39000856
Temperature dependence of the Fricke dosimeter and spur expansion time in the low-LET high-temperature radiolysis of water up to 350℃; A Monte-Carlo simulation study
Sanguanmith, S.*; 室屋 裕佐*; Tippayamontri, T.*; Meesungnoen, J.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Jay-Gerin, J.-P.*
Physical Chemistry Chemical Physics 13(22), p.10690-10698(2011) ; (JAEA-J 09104) [link]
- 硫酸第一鉄水溶液(フリッケ線量計)の低LET放射線分解のモンテカルロ計算を25から350℃の温度範囲で実施した。Fe2+の酸化の予測量は温度上昇に従い、100-150℃までは増加し、それ以上の温度ではほぼ一定になり、実験報告と良い一致を示した。また、G(Fe3+)の温度依存性は水分解の初期収量、特にH原子の収量、を反映するが、200-250℃以上ではH原子の水分子との反応の寄与がさらに顕著となり、この反応速度定数の選択によってG(Fe3+)が増減した。
39000857
Suppression of time-reversal symmetry breaking superconductivity in Pr(Os1-xRux)4Sb12 and Pr1-yLayOs4Sb12
Shu, L.*; 髭本 亘; 青木 勇二*; Hillier, A. D.*; 大石 一城*; 石田 憲二*; 門野 良典*; 幸田 章宏*; Bernal, O. O.*; MacLaughlin, D. E.*; 綱島 慶乃*; 米澤 祐樹*; 真田 祥太郎*; 菊地 大輔*; 佐藤 英行*; 菅原 仁*; 伊藤 孝; Maple, M. B.*
Physical Review B 83(10), p.100504_1-100504_4(2011) ; (JAEA-J 09105) [link]
- 時間反転対称性(TRS)の破れた超伝導状態について調べるため、Pr(Os1-xRux)4Sb12とPr1-yLayOs4Sb12合金において零磁場ミュオンスピン緩和測定を行った。TRSは自発的な局所磁場の発生で知ることができる。両合金において磁場は最初は減少したが、Ru置換系ではLa置換系に比べて50%速い現象がみられた。この結果から、TRSはx ≥ 0.6で抑制されるが、La置換系ではすべての濃度において残ることが明らかになった。この結果は結晶場励起子によるクーパー対形成によるTRSの破れた超伝導機構を支持するものである。
39000858
Stabilization of commensurate antiferromagnetism in CePt2In7 by pressure up to 2.4 GPa; 115In NMR and NQR under zero field
酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; Lee, H.-O.*; Sidorov, V. A.*; Tobash, P. H.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*
Physical Review B 83(14), p.140408_1-140408_4(2011) ; (JAEA-J 09106) [link]
- 単結晶CePt2In7を用いてゼロ磁場115In核NMRを行った。CePt2In7は、5.2Kに反強磁性秩序温度を持つ重い電子系反強磁性体である。常磁性状態において、NQRスペクトルを観測し、結晶学的に異なるIn(1), In(2), In(3)サイトに帰属をした。In(3)サイトの3νQ信号に関して、温度,圧力を変化させてスペクトルの変化を調べた結果、常圧においては、整合反強磁性秩序と非整合反強磁性秩序が、1.6Kにおいて共存していること、2.4GPa程度の圧力印加に伴い、整合反強磁性秩序が安定化することがわかった。3GPa程度で誘起される超伝導発現には、この整合反強磁性揺らぎが重要かもしれない。
39000859
Thermoelectric response in the incoherent transport region near Mott transition; The Case study of La1-xSrxVO3
打田 正輝*; 大石 晃史*; 松尾 まり; 小椎八重 航*; 小野瀬 佳文*; 森 道康; 藤岡 淳*; 宮坂 茂樹*; 前川 禎通; 十倉 好紀*
Physical Review B 83(16), p.165127_1-165127_5(2011) ; (JAEA-J 09107) [link]
- We report a systematic investigation on the high-temperature thermoelectric response in a typical filling-control Mott transition system La1-xSrxVO3. In the vicinity of the Mott transition, incoherent charge transport appears with increasing temperature and the thermopower undergoes two essential crossovers, asymptotically approaching the limit values expected from the entropy consideration, as known as Heikes formula. By comparison with the results of the dynamical mean field theory, we show that the thermopower in the Mott critical state mainly measures the entropy per charge carrier that depends on electronic degrees of freedom available at the measurement temperature. Our findings verify that the Heikes formula is indeed applicable to the real correlated electron systems at practical temperatures (T>200K).
39000860
Multiparticle-multihole states around 16O and correlation-energy effect on the shell gap
宇都野 穣; 千葉 敏
Physical Review C 83(2), p.021301_1-021301_5(2011) ; (JAEA-J 09108) [link]
- 酸素16核は二重魔法数核であるため、閉殻構造がよく成り立ち、その一粒子エネルギーは実験値の中性子分離エネルギーで与えられると考えられてきた。しかし、こうした妥当と考えられる一粒子エネルギーを用いた微視的核構造計算では、酸素16核周辺の多粒子多空孔状態の励起エネルギーを全く説明することができず、長年の問題として残されてきた。本論文では、二重魔法数核であっても完全な閉殻構造ではなく、相関エネルギーの影響により一粒子エネルギーが単純な閉殻構造を仮定したものよりも大きく変化することを見つけた。また、それを取り入れた殻模型計算を行うことによって、これまでうまく説明できなかった酸素近傍核の多粒子多空孔状態の励起エネルギーを説明することに成功した。
39000861
Enhanced pairing correlations near oxygen dopants in cuprate superconductors
Khaliullin, G.*; 森 道康; 遠山 貴己*; 前川 禎通
Physical Review Letters 105(25), p.257005_1-257005_4(2010) ; (JAEA-J 09109) [link]
- Recent experiments on Bi-based cuprate superconductors have revealed an unexpected enhancement of the pairing correlations near the interstitial oxygen dopant ions. Here we propose a possible mechanism - based on local screening effects - by which the oxygen dopants do modify the electronic parameters within the CuO2 planes and strongly increase the super exchange coupling J. This enhances the spin pairing effects locally and may explain the observed spatial variations of the density of states and the pairing gap.
39000862
Neutronic analysis of fusion tokamak devices by PHITS
助川 篤彦; 滝吉 幸嗣*; 天野 俊雄*; 川崎 弘光*; 奥野 功一*
Progress in Nuclear Science and Technology 1, p.36-39(2011) ; (JAEA-J 09111) [link]
- 臨界プラズマ試験装置(JT-60U)と超伝導トカマク装置(JT-60SA)の3次元放射線遮へい解析をPHITSコードで実施した。PHITSは高エネルギー粒子輸送及び重イオンの輸送計算可能な汎用コードで、20MeV以下の中性子と光子の輸送については、MCNP-4Cと類似のモデルである。JT-60U装置はトカマク装置であり、運転停止後の放射化量を評価するために精度よく中性子束分布を評価する必要がある。また、JT-60SA装置は超伝導コイルシステムを有するトカマク装置であり、超伝導コイルの核発熱、線量評価のために中性子束分布の評価を必要とする。JT-60SA装置は既存のJT-60建屋を利用するが、JT-60SA装置の年間中性子発生量はJT-60U装置の約50倍増加する。JT-60SA装置では中性子のポートストリーミング等の影響が無視できず、同装置の遮へい構造の検討,核発熱量の精度向上が必要不可欠である。PHITSコードをトカマク型核融合装置に適用するため新たに線源ルーチンを変更し、中性子束分布と光子線束分布の可視化,超伝導コイルの核発熱分布、及び装置周辺の線量率の計算を行い、その初期結果を示した。
39000863
Conservative evaluation of remaining radioactivity on decommissioned nuclear power plant sites
田中 忠夫; 島田 太郎; 伊東 岳志*; 平野 貴弘*; 助川 武則
Progress in Nuclear Science and Technology 1, p.408-411(2011) ; (JAEA-J 09112) [link]
- 日本では、原子炉施設解体後の敷地は有効活用することを基本方針としている。敷地解放にあたっては、有意な残存放射能がないことを事前に確認しなければならない。本研究では、原子炉施設についての代表的な指標核種の1つであるCs-137を対象として、敷地に残存する核種濃度を保守的かつ合理的に評価する手法を提案するとともに、その妥当性を試験により確認した。あらかじめ測定対象と定義した範囲内に存在するすべてのCs-137が、その範囲で検出器から最も遠い表面に点線源で存在すると仮定する。このような体系で、Cs-137線源が有意に検出される時間をMonte Carlo計算等によって推定する。推定した必要計測時間以上の測定で検出されなければ、点線源相当のCs-137は対象範囲内に残存しないことが証明できる。そこで、計算による計測時間判断の妥当性を確認するため、可搬型Ge検出器を用いて、敷地に設置した密封Cs-137線源の計測試験を実施した。計算から推定した検出時間は実測時間とおおむね一致し、計測時間変動幅を許容しても、提案した手法は汚染のないことの判断に適用できる可能性があることを示した。
39000864
Feeling the texture of vacuum; Laser acceleration toward PeV
田島 俊樹*; 神門 正城; 手嶋 政廣*
Progress of Theoretical Physics 125(3), p.617-631(2011) ; (JAEA-J 09113) [link]
- We discuss parameters for laser, plasma, and accelerator technologies that are defined for accelerated electron energies reaching as high as PeV. Although the ambition of luminosity is not pursued, such energies by themselves may allow us to begin to feel and study the physics of the "texture of vacuum". This is an example of fundamental physics exploration without the need of luminosity paradigm. By converting accelerated electrons to γ photons, and let them propagate through vacuum over a sufficient distance, these extremely high energy photons experience smallest vacuum structures and fluctuations. If we can measure the arrival time differential and thus the γ photon speed as a function of different energies such as 0.1 PeV vs 1 PeV, we can collect valuable data if and how γ photons still obeys the premise of relativity or the vacuum texture begins to alter such fundamentals.
39000865
Vibrational spectroscopy studies of a pressure-induced disproportionation reaction of LaH2
櫻井 陽子*; 町田 晃彦; 青木 勝敏
Solid State Communications 151(11), p.815-817(2011) ; (JAEA-J 09114) [link]
- LaH2は11GPa以上で体積の異なる二つのfcc相へ相分離が起こることがX線回折によって観測されている。この相分離では水素濃度が自発的に不均一になると予想されている。LaH2は金属であるが、水素濃度が増加すると絶縁体となることが知られているため、不均化反応で高水素濃度相が形成されたかは分光実験で観測が可能である。そこでラマン及び赤外分光測定によって実際に不均化反応が起こっていることを確かめた。赤外反射率測定を実施したところ、12GPa以上で反射率が大きく減少し、約20GPaで最初の値の約10%まで減少することが観測された。赤外反射率の減少は相分離とほとんど一致しているため、相分離後に絶縁体相が形成されたと考えられる。また14GPa以上ではfcc金属格子中の四面体サイト及び八面体サイトの水素の振動ピークが観測された。LaH2は八面体サイト非占有のため、八面体サイトの水素の振動ピークの出現は高濃度相LaH2+δの形成を意味している。この結果によりLaH2は高圧下で絶縁体LaH2+δと低水素濃度LaHxに不均化を起こすことが実験的に確かめられた。
39000866
Technetium(VII) and rhenium(VII) extraction by a new diamide reagent, 2,2'-(Imino)bis(N,N-dialkylacetamide) (IDAA)
佐々木 祐二; 須郷 由美; 佐伯 盛久; 森田 泰治; 大橋 朗*
Solvent Extraction Research and Development, Japan 18, p.69-74(2011) ; (JAEA-J 09115) [link]
- Tcの抽出剤、イミノビスジアルキルアミド(IDAA)を開発した。IDAAは中心骨格に酸素,窒素配位子を含み、ハイブリッド型の3座配位子である。メチルイミノビスジオクチルアセトアミド(MIDOA)やイミノビスジオクチルアセトアミド(IDOA)などの誘導体を合成し、これらは非常によくドデカンに溶解することがわかった。また、IDAAにより、Tc以外にRe, Cr, Mo, W, Pd, Puが抽出されることがわかった。Reを用いて抽出容量の測定を行ったが、0.1M MIDOAにより37mMものReが抽出されることが確認された。
39000867
Evaluation of the affinity of some toxic elements to schwertmannite in natural streams contaminated with acid mine drainage
永野 哲志; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 高田 盛生*; 三田村 久吉; 佐藤 努*; 長縄 弘親
Water, Air, & Soil Pollution 216(1-4), p.153-166(2011) ; (JAEA-J 09116) [link]
- シュベルトマナイトは、黄鉄鉱(FeS2)を含む鉱床周辺の河川水中で二次的に生成される鉄の硫酸塩鉱物であり、鉱床から流出したヒ素やアンチモン等の一部の有害元素を水溶液から除去することで知られている。本研究では、シュベルトマナイトを使った環境汚染水の浄化の可能性をより広範に検討するために、さまざまな有害元素のシュベルトマナイトへの親和性を、従来からの分配係数に加え、新たに考案したパラメータである、シュベルトマナイト結晶の芽と考えられる鉄の多核錯体への分配比をもとに評価した。その結果、シュベルトマナイトは、ヒ素やアンチモン等の環境水中で陰イオンの化学形態を取る元素に対し高い親和性を持つことが明らかとなり、陰イオン有害元素で汚染した環境水に対し浄化材として有効に利用できる可能性が示された。
39000868
プルトニウムの精密分析
山本 昌彦
ぶんせき 2011(5), p.282-283(2011) ; (JAEA-J 09117) [link]
- 近年、プルトニウムの分析の重要性は、核不拡散,核セキュリティなどの観点からますます高まってきており、非常に精密な測定が求められる。本件では、近年発表されたプルトニウムの精密分析にかかわる研究論文の概要を、日本分析化学会の学会誌「ぶんせき」の話題欄に紹介するものである。
39000869
Tectonic tilting and coseismic subsidence along the Yoro fault system revealed from upper Holocene sequence in the Nobi plain, central Japan
丹羽 雄一*; 須貝 俊彦*; 安江 健一; 國分 陽子
地形 32(2), p.201-206(2011) ; (JAEA-J 09118)
- 養老断層下盤側濃尾平野で掘削された24の浅層コアデータの解析によって、河道の西方への移動と一時的な相対的海水準上昇が起こった可能性が示された。コア堆積物はデルタシステムとそれを覆う河川システムからなる。北部の氾濫原地域の堆積相の累重パターンと14C年代から、約2300年前に河道の西方への移動が起こった可能性が示された。南部の三角州平野地域では後背湿地堆積物中に高電気伝導度,汽水∼海水生珪藻の産出が認められ、1600∼2700年前に一時的な相対的海水準上昇が起こった可能性を示す。河道の西方への移動と一時的な相対的海水準の上昇は同時性が認められ、これらのイベントの原因として、(1)養老断層の活動による傾動沈降,(2)中世の海進、の2つの可能性が挙げられる。沿岸域の断層周辺の浅層コアの堆積相解析と年代測定によって、断層運動と海水準変動の複合的な地殻変動を精度よく把握できることが明らかになった。
39000870
線虫C. elegansにおける運動と学習を指標とした放射線影響解析
坂下 哲哉; 鈴木 芳代
放射線生物研究 46(1), p.30-46(2011) ; (JAEA-J 09120) [link]
- 放射線被ばくにより、学習障害など神経系に影響をもたらすことが示唆されている。私たちは、これまで神経系に対する放射線被ばくの影響を明らかにすることを目的として、神経系のモデル生物として知られる線虫を用いて、行動及び化学走性学習を指標として放射線の影響を調べてきた。私たちの研究の背景,方法,成果について、線虫のモデル生物としての利点や他の生物種での放射線影響のレビューを交えてわかりやすく概説する。線虫で見いだされた神経機能への放射線影響メカニズムは、ヒトなど高等生物の脳神経系機能に対する放射線照射の影響の解明に役立つ可能性がある。
39000871
イオンビーム育種研究の最前線
長谷 純宏
放射線と産業 (130), p.24-28(2011) ; (JAEA-J 09121)
- 近年では「イオンビーム育種」が植物の育種法の1つとして認識されるようになったと言っても過言ではない。原子力機構(旧原研)では、世界初の材料・バイオ研究のための専用施設として高崎量子応用研究所に設置されたイオンビーム照射研究施設を用いて、イオンビームを育種に利用する研究に取り組んできた。この間、イオンビームの変異原としての有用性が明らかになると同時に多くの植物の改良に利用され、近年では微生物育種への利用も実用化間近まで進んでいる。本解説では、これまでのイオンビーム育種技術の開発と得られた成果について触れるとともに、より確実な育種技術を目指した研究開発の現状などについて紹介する。
39000872
定電流型ピラニ真空計における大気圧近傍での感度改善
荻原 徳男; 引地 裕輔; 宇野 健司*
Journal of the Vacuum Society of Japan 54(3), p.162-165(2011) ; (JAEA-J 09122) [link]
- A Pirani type vacuum gauge with Pt wires has worked well in monitoring the back pressure of a turbo-molecular pump at the Japan Proton Accelerator Complex (J-PARC) 3-GeV Rapid Cycling Synchrotron (RCS). However, the error in pressures of around 5×103-104 Pa was rather large, because the change in output was very small. An attempt was made to achieve more accurate pressure measurement by modifying the thermal conductivity due to the natural convection flow with the shape of the envelope. The experimental results showed that the pressure range with the large change in output per relative change in pressure expanded to lower pressure when the inner diameter of the envelope increased. For envelopes with an inner diameter of 72 mm, the change |pdV/dp| was greater than 50 mV in the pressure from 1.5×103 Pa to atmospheric pressure, while the change |pdV/dp| was less than 20 mV in the pressure less than 2×104 Pa for the envelopes with an inner diameter of 34 mm. Thus more accurate pressure measurement near 104 Pa was realized with this large envelope.
39000873
回転体による半径流の生成,2
荻原 徳男
Journal of the Vacuum Society of Japan 54(3), p.188-191(2011) ; (JAEA-J 09123) [link]
- Generation of radial gas flow by rotating a combination of parallel disks and screens has been investigated by Monte Carlo simulation. This time, we studied the radial gas flow from the rotor which has 2 different structures: the inner part of the rotor is composed of the parallel disks, while the outer part is made up of the parallel disks with the screens. The rotor, which has the outer part with the special off-center screens, was found to have both a large pumping efficiency greater than 0.5 and a large compression ratio greater than 104 with a velocity ratio rω/<v> of 2, where <v> is the mean velocity of the gas molecules and rω is an additional circumferential velocity due to rotation.
39000874
原子力施設の耐震シミュレーションのための妥当性評価システムの研究開発
鈴木 喜雄; 宮村 浩子
計算工学講演会論文集(CD-ROM) 16, 4p.(2011) ; (JAEA-J 09124)
- 近年、原子力施設全体規模の耐震挙動等、理論や実験で直接扱うことが困難な現象を扱える全容シミュレーションが可能となってきている。このようなシミュレーションを用いて現象を正確に把握するには、結果の妥当性評価,実現象の推定が不可欠である。しかしながら、このための方法論は十分確立されていない。われわれの最終目的は、この方法論の確立により、原子力施設全体を対象とした全容シミュレーションから実現象を推定可能とすることである。このため、原子力施設全体の耐震シミュレーションから得られる結果を対象として、妥当性評価及び実現象推定のためのシステムの研究開発を進めている。本研究では、シミュレーションに内在する種々の「不確かさ」の要因把握の一つとして、離散化に起因する不確かさを考慮して物理量の特徴的な空間変化を自動的に抽出するシステムを試作した。本システムを、システム計算科学センターが研究開発している、原子力施設の耐震シミュレーション(三次元仮想振動台)へ適用し、誤差評価を伴って応力値の空間変化を抽出できることを確認した。
39000875
植物の必須元素の栄養生理
牧野 周*; 末吉 邦*; 鈴木 雄二*; 河地 有木; 俵谷 圭太郎*; 大津 直子*; 中西 啓仁*; 藤原 徹*
日本土壌肥料学雑誌 82(2), p.152-159(2011) ; (JAEA-J 09125) [link]
- 日本土壌肥料学会2010年北海道大会シンポジウムにおいて展開された、「植物栄養学研究の成果や進展議論をはかることを目的とした主要必須元素研究の現在,過去,未来」に関する議論をまとめたものである。河地は第3章「植物の元素動態イメージング解析で見えてくる栄養生理」を担当した。その中で、植物体内の栄養動態を可視化するさまざまなRIイメージング技術は、植物栄養の生理学的研究において大きなアドバンテージをもたらすことを概説した。おもに、本研究グループが開発してきたRIイメージング技術とそれによる研究成果を紹介するとともに、今後の植物栄養動態RIイメージング研究のあるべき姿を議論した。
39000876
安全性の論理構造を用いた地層処分分野の知識マネジメント手法の構築
大澤 英昭
日本情報経営学会誌 31(2), p.66-78(2011) ; (JAEA-J 09126) [link]
- 従来から、原子力分野をはじめとする工学プラントの安全性の向上のため、マニュアル,失敗事例集や失敗事例の知識の構造化,危険予知活動といったさまざまな取り組みが行われてきているが、知識量の増大や急速な科学技術進歩とその応用過程の複雑化に伴い、知識が体系化されず放置されているという問題が指摘されている。1970年代より国際的に活発な研究開発が進められるようになった高レベル放射性廃棄物の地層処分においても、時間の経過に伴い共通の問題が存在し、こうした知識をいかに取り扱うかは、地層処分事業を進めていくうえでも本質的な課題となっている。そのため、本稿では、高レベル放射性廃棄物の地層処分分野を事例とし、安全性の論理構造という新たなメディアを用いた知識マネジメント手法を提案する。また、提案した手法に基づき、安全性の向上に関する知識の構造化と、ウェブを介した地層処分関係者による対話による知識の構造化と更新の試行を行い本方法論の適用可能性及び課題を論ずる。最後に、今後の展開として、関係者にコミュニケーションのための共有プラットフォームを提供するという観点から、討論モデルという新しいメディアの意義を論ずる。
39000877
放射光その場X線回折測定による高温高圧下反応の研究; アルミニウム水素化反応の放射光その場観察
齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏
日本結晶成長学会誌 38(1), p.55-61(2011) ; (JAEA-J 09127)
- キュービックタイプマルチアンビルプレスと放射光X線回折法を組合せることで、高温高圧下の試料の構造情報をその場で得ることができる。本稿ではエネルギー分散法と角度分散法の2種類の方法による放射光その場観察技術を説明する。またこれらの測定方法を利用した研究の実例としてアルミニウムの高温高圧下での水素化反応を調べた結果を紹介する。本手法は高温高圧下での結晶成長研究にも有効であると期待している。
39000878
高速炉蒸気発生器における伝熱管ウェステージに関する高温NaOH衝突実験
栗原 成計; 大島 宏之; 下山 一仁; 梅田 良太
日本機械学会論文集,B 77(776), p.964-968(2011) ; (JAEA-J 09128) [link]
- 高速炉蒸気発生器(SG)では、万一伝熱管が破損した場合、Na中に高温,浸食性の強い反応ジェットが形成される(Na-水反応)。この反応ジェットに曝される隣接伝熱管は局所的な減肉作用により損傷し、その伝熱管損傷範囲が拡大する可能性がある。JSFRのSGでは、経済性向上のため高温・高圧運転や稠密な伝熱管配列が検討されており、原子力機構ではその合理的安全設計に向けて汎用かつ高精度予測評価を可能とする機構論的Na-水反応現象解析評価手法を開発している。これまで、ウェステージによる隣接伝熱管破損の可能性は、Na-水反応時における計測性や予測解析が困難であることから、反応ジェットの影響をマクロ的境界因子で整理してきた。機構論的評価では、ウェステージ面の温度や近傍での流体流速など局所量による影響を定量評価した現象把握が必要となる。本研究では、ウェステージ現象解明を目的として、主要な反応生成物である高温のNaOHを伝熱管材料に衝突させ、ウェステージ環境因子の影響を分離評価できる実験手法を開発した。本実験手法によりNaOH中静的腐食実験及びNaOH衝突実験で把握した減肉速度に対する温度や速度の依存性について報告する。
39000879
T字合流部における渦構造と温度変動に関する数値解析
田中 正暁; 黒川 康治*; 瀧田 宏樹*; 文字 秀明*; 大島 宏之
日本機械学会論文集,B 77(776), p.969-973(2011) ; (JAEA-J 09129) [link]
- 原子力プラントで、異温度流体の混合により発生する温度変動が構造表面に伝達して、高サイクル熱疲労により構造健全性が損なわれる現象の評価は極めて重要である。本研究では、ラージ・エディ・シミュレーション法を採用した開発中の流体-構造熱連成解析コードにより、T字合流部の水流動実験を対象に熱流動解析を行って流体混合中の非定常渦構造と温度変動発生メカニズムについて調べ、枝管が接続する主管壁面の一部をアルミニウム板とした実験を対象に熱連成解析を行って実験結果と比較して妥当性を確認し、温度分布特性を調べた結果及び流体-構造熱連成解析の重要性について述べる。
39000880
ナトリウム-水反応及び圧縮性混相流数値解析コードSERAPHIMの高度化; 化学反応を伴う液体中気体噴流に対する再現性検証
内堀 昭寛; 渡部 晃*; 大島 宏之
日本機械学会論文集,B 77(776), p.974-977(2011) ; (JAEA-J 09130) [link]
- 高速実用炉蒸気発生器の伝熱管破損時安全評価に資することを目的として、圧縮性混相流・ナトリウム-水反応現象解析コードSERAPHIMを開発している。本研究では、その一環として、化学反応を伴わない場合として水中空気噴出実験、並びに、化学反応を伴う場合としてNa-NaCl混合液中塩素ガス噴出実験のそれぞれ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、水平方向の噴流到達距離について実験結果との良好な一致を確認した。Na-NaCl混合液中塩素ガス噴出実験の解析では、化学反応に伴い噴流がある高さで消滅する現象を再現し、その消滅高さについても実験結果とよく一致することを確認した。以上の検証により、著者らが提案する圧縮性多成分多相流モデル及びその解法,構成式,化学反応モデルの妥当性を示した。
39000881
高速炉ガス巻込み現象の実規模解析
伊藤 啓; 功刀 資彰*; 大島 宏之; 河村 拓己*
日本機械学会論文集,B 77(776), p.978-981(2011) ; (JAEA-J 09131) [link]
- ナトリウム冷却大型高速炉におけるガス巻込み現象評価のため、高精度気液二相流数値解析手法の開発・検証を進めている。高精度界面追跡法や正確な物理モデルを用いることにより、基礎実験体系におけるガス巻込み現象を再現できることを確認している。本研究では、実規模ガス巻込み現象を対象とした数値解析を実施した結果、配管近傍の渦流れの成長・減衰挙動やガス巻込み発生を捕らえることに成功した。特に、ガス巻込みを発生させる流れ挙動に関するデータが得られ、実機ガス巻込み現象を数値解析によって評価できる見通しを得た。
39000882
ナトリウム冷却大型炉に適合する破損燃料位置検出器の開発; スリット部のサンプリング手法開発
相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人
日本機械学会論文集,B 77(776), p.982-986(2011) ; (JAEA-J 09132) [link]
- JSFRに適合するセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器の開発において、サンプリング管の近接が不可能なUISスリットの下に位置する集合体に関して、特に検出が難しい最外層の3体についても、UIS内のバッフル板に設けたサンプリング管により、燃料破損を検出できる方法を水流動試験に基づき検討した。試験の結果、適切なFHM貫通孔プラグ構造・位置を採用することにより、FHM貫通孔プラグにセレクタバルブを設置せず、バッフル板に設けたサンプリング管により、UISスリット部の集合体での燃料破損の位置を検出するために必要なサンプリング濃度の目標値を達成できることを明らかにした。
39000883
熱・粒子制御
朝倉 伸幸; 坂本 宜照; 上田 良夫*
プラズマ・核融合学会誌 87(Suppl.), p.98-111(2011) ; (JAEA-J 09135) [link]
- 核融合炉の設計で、熱と粒子の制御の役割を担うダイバータは最重要課題である。核融合出力がITERより数倍大きな原型炉におけるダイバータ設計の検討状況と物理課題を原子力機構で検討しているSlimCSを例としてまとめた。周辺部へ排出される熱流は500-600MWであり、ダイバータでプラズマを低温化するための物理課題は多い。ITERの非接触ダイバータを発展した形状で、不純物ガスを入射する手法によりシミュレーションで計算された熱負荷は、排出される熱流の98%を放射損失してはじめて熱負荷の最大値を10MW/m2に低減できるが、プラズマ性能や運転条件が限られるため大きな問題である。今後、熱負荷をより低減できる形状や磁場配位を検討する必要がある。ELMなどの周期的な短時間に大きな熱流を放出する現象の緩和・制御手法の開発は、閉じ込め性能が高いプラズマを維持するために不可欠であり、原型炉ではITERよりさらに効果的に行う必要がある。放出されるエネルギーが小さいELMでの運転開発、さらに低減する手法の開発と同時に、SOL及びダイバータで熱流の径方向への輸送機構を理解し、それを制御することもダイバータへの熱流の制御のためには重要である。
39000884
低放射化フェライト鋼開発目標; 核融合ブランケットへの適用
谷川 尚; 榎枝 幹男; 谷川 博康
プラズマ・核融合学会誌 87(3), p.163-166(2011) ; (JAEA-J 09136) [link]
- 本小特集は、核融合炉ブランケットにおける構造材料の候補である低放射化フェライト鋼の研究開発について、最新の成果と課題とをまとめたものである。このうち、材料の適用対象である核融合炉ブランケットの設計と、構造材料の使用条件について概説する。核融合ブランケットは、熱の取り出し,トリチウムの生産,中性子の遮蔽の機能を持つ、原型炉で初めて供用される炉内機器である。低放射化フェライト鋼は、ブランケットの筐体及び内部構造を構成する構造材料の候補として検討されている。ITERでのテストブランケット・モジュール試験に向けて開発が進んでいる固体増殖・水冷却方式のブランケットを例にとり、構造材料にかかわる設計と負荷条件の解析例を紹介する。
39000885
核融合炉ブランケット研究におけるベリリウム化合物の取り扱い
柴山 環樹*; 中道 勝; 宮本 光貴*; 久我 典義*; Dorn, C.*; Knudson, T.*
プラズマ・核融合学会誌 87(4), p.259-267(2011) ; (JAEA-J 09137)
- ベリリウムは、(n,2n)反応により中性子増倍材料として原子力では必要不可欠の機能材料である。核融合炉では、プラズマに対向するアーマー材料としても重要な機能材料である。近年、さらなる高温強度や安全性を付与したベリリウム金属間化合物の研究開発が、日本を中心に進められている。そこで、ベリリウム金属間化合物の研究開発の状況を紹介しながら、安全にかつ機能材料として要求される材料科学的なデータを整備するための取り組みについて詳述する。
39000886
中性子回折・全散乱法による液体・非晶質構造解析の基礎
鈴谷 賢太郎
Radioisotopes 60(2), p.63-87(2011) ; (JAEA-J 09139) [link]
- 中性子回折法、特にパルス中性子源における中性子回折・全散乱法は、液体や非晶質といった不規則系物質の構造解明のための非常に強力なツールである。ここでは、(1)不規則系物質における「構造」の考え方,(2)回折法によってその「構造」をどう測定し解析・表現するのか,(3)中性子回折・全散乱法の利点,(4)パルス中性子源TOF中性子回折・全散乱法の概要と利点,(5)J-PARCパルス中性子源と全散乱装置NOVAの概要,(6)実際の構造解析・構造モデリング(幾つか例を挙げて)、について概説する。
39000887
接合技術を用いたレーザー材料開発
杉山 僚
レーザー研究 39(5), p.326-331(2011) ; (JAEA-J 09140) [link]
- 接着剤を使用しない接合技術を用いたレーザー材料開発に関する内容を解説した。これまでの化学処理エッチングに代えて、アルゴンビームを用いた新たなドライエッチング技術の開発を示した。排熱特性の優れたコンポジットレーザー材料(Nd:YVO4レーザー材料とYVO4光学材料を接合したもの)の作製に、この方法を適用し、そのレーザー特性について、通常のNd:YVO4レーザー材料を用いた場合と比較試験を行った。通常のNd:YVO4レーザー材料が熱によって破壊される結果となったことに対して、コンポジットレーザー材料は、熱応力によって破壊されることなく、より高出力のレーザーパワーが発生可能であることを実証した。
39000888
イオンビームを用いた微生物育種による新規有用形質の獲得
手島 光平; 佐藤 勝也; 鳴海 一成
土と微生物 65(1), p.78-82(2011) ; (JAEA-J 09141) [link]
- 世界的な人口増加に伴い、食料の増産・安定的な供給及び地球環境の保全は非常に重要な課題である。世界の農業生産力は2004年をピークに減少し、食料の消費量が生産量を上回っており、自給率の低い我が国にとっては由々しい状況であるといえる。一方、地球環境汚染や地球温暖化の進行速度が近年ますます増加し、この現象に対して歯止めをかける必要がある。食料の増産・安定的な供給及び地球環境の保全を可能にするためには、環境耐性や新機能性を持つ生物資源の拡大が必要である。突然変異育種は、生物資源の拡大の基礎をなすものであり、独立行政法人日本原子力研究開発機構・量子ビーム応用研究部門では、世界最初の材料・バイオ研究のための専用施設として高崎量子応用研究所に設置されたイオンビーム照射研究施設TIARAのサイクロトロンを用いて、1990年からイオンビームを用いた突然変異育種の研究に取り組んできた。本解説では、イオンビームを用いた植物の突然変異育種と微生物育種への応用の現状を概説する。
39000889
Counting rate performance measurement of newly developed Si/CdTe Compton camera for biological and medical applications
山口 充孝; 河地 有木; 神谷 富裕; 鈴井 伸郎; 藤巻 秀; 小高 裕和*; 石川 真之介*; 国分 紀秀*; 渡辺 伸*; 高橋 忠幸*; 島田 博文*; 荒川 和夫*; 鈴木 義行*; 鳥飼 幸太*; 吉田 由香里*; 中野 隆史*
2010 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (CD-ROM) , p.2004-2007(2010) ; (JAEA-J 09142)
- In recent developed radionuclide-based imaging technologies utilized for biological and medical studies, wide dynamic range of radiation intensity with a good quantitative linearity is one of the most important factors. However, the linearity of a detector or a sensor generally breaks due to the dead-time increasing in high counting rate. Therefore, in case of an imaging camera, which is a large set of detectors, it is essential to measure the sensitivity profile of it varying with the radiation source intensity for correction of nonlinearity of each detector. Si/CdTe Compton camera is comprised of two layered double-sided Si strip detectors and two layered double-sided CdTe strip detectors with a four-layer laminated structure. For imaging, the source positions of γ-rays are identified by analysing the deposited energies and the scattering angles from counted events in those of detectors. In this work, the Compton camera that was newly developed for biological and medical applications was investigated on the counting rate performance, and the sensitivity profile of this highly complicated imaging system was measured using a 18F point γ-ray source. The intense source of 20 MBq was used to measure the sensitivity profiles for a wide range of counting rate in a short period. The result was compared with a calculation using a model considering the dead time of the detection system.
39000890
Basic concept of JT-60SA tokamak assembly
柴沼 清; 新井 貴; 川島 寿人; 星野 克道; 星 亮; 小林 薫; 澤井 弘明; 正木 圭; 櫻井 真治; 芝間 祐介; 逆井 章; 吉田 清; 鎌田 裕; Barabaschi, P.*; Phillips, G.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.276-281(2010) ; (JAEA-J 09143) [link]
- JT-60SAは日本とEU間の共同プロジェクト(幅広いアプローチ)の中のサテライトトカマクプロジェクトとして合意されたものであり、現在その設計と製作が精力的に進められている。JT-60SAの組立はプロジェクトを推進するうえで最も重要な課題である。JT-60SAは、真空容器,超伝導コイル(TFコイル, EFコイル, CSコイル),ダイバータなどの容器内機器,サーマルシールド,クライオスタットなどの主要機器から構成される。これらの機器を効率よく組み立てるために、トカマク本体室に組立専用のクレーン付き組立架台を設置することで、建家内クレーンとの作業分担を行う。本論文では、JT-60SASの主要機器である真空容器とTFコイルを中心に組立シナリオ及び組立シーケンスの検討、これらの作業を可能とするための専用組立冶具の概念設計について述べる。
39000891
Evaluation of tritium trap effect produced by high energy proton irradiation in SS316
中村 博文; 小林 和容; 横山 須美*; 斎藤 滋; 山西 敏彦; 菊地 賢司*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9 , p.326-331(2010) ; (JAEA-J 09144) [link]
- 高エネルギー陽子照射されたステンレス316鋼(SS316)の等速昇温によるトリチウム放出挙動を測定し、照射に起因する材料中のトリチウムトラップサイトの評価を試みた。資料には、STIP-I(スイス,SI,SINQターゲット計画)において580MeVの陽子及び核破砕中性子で照射されたSS316を用い、窒素-水素混合ガス気流中で10K/minで1273Kまで昇温した。昇温に伴って、試料から放出されたトリチウムは、電離箱で連続監視するとともに、触媒で酸化させた後、バブラーで捕集し、定量した。試験の結果、トリチウム放出挙動は、照射時温度に依存せず、また、試料内に残存したトリチウムは、照射中に核破砕反応で生成した量の1/10以下であることが明らかになった。以上の結果をもとに、高エネルギー陽子及び核破砕中性子照射中及び等速昇温中のSS316中のトリチウム輸送解析を行った結果、試料中に残存しているトリチウムは、そのほとんどが照射欠陥に起因するトラップサイトに補足されたものであり、そのトラップエネルギーは、1.4eV以上であると評価された。
39000892
Water electrolysis
笠原 清司
Nuclear Hydrogen Production Handbook , p.83-97(2011) ; (JAEA-J 09145) [link]
- 水電解法による水素製造を概説した。水電解法は1890年代以来実用化されており、高純度の水素を得ることができる利点がある。現在、本法は安価な水力発電による電力が得られる地域で大規模に行われているが、電力が高価なほかの地域では化石燃料からの水素に比べて経済性に劣るため実施されておらず、世界の水素製造量の数パーセントを占めるにすぎない。そのため、本法の経済性向上に向けて、従来のアルカリ水電解技術の改良、及び、固体高分子電解膜を用いる水電解技術に関する研究開発が活発に進められている。
39000893
Thermochemical decomposition of water
笠原 清司; 小貫 薫
Nuclear Hydrogen Production Handbook , p.118-154(2011) ; (JAEA-J 09146) [link]
- 熱化学水分解法は、複数の化学反応を組合せることにより、直接熱分解の場合より低温の熱を用いて水を分解し水素を製造する方法である。1960年代前半以来、おもに高温ガス炉を熱源に想定したプロセス探索が行われ、最高反応温度を600-900℃とする多数のプロセスが提案され、研究されてきた。本稿では、熱化学水分解法の原理と理論熱効率,研究史,代表的プロセスの特徴,開発状況及び今後の課題を論じた。
39000894
Hydrogen plant construction and process materials
久保 真治; 佐藤 博之
Nuclear Hydrogen Production Handbook , p.571-601(2011) ; (JAEA-J 09147) [link]
- 熱化学法ISプロセスによる水素製造プラントで用いる装置材料及び機能材料(触媒,分離膜)について、これまでの研究開発によって得られた知見及び今後の課題を概説した。装置材料については、ISプロセスを構成するブンゼン反応,硫酸分解、及びヨウ化水素分解の各反応工程の代表的雰囲気における最長1000時間レベルの暴露試験,浸漬試験等により、金属,セラミックス,プラスチック,耐食被覆材を含む各種材料の耐食性に関する豊富な知見が蓄積され、候補材料が選ばれている。触媒については、硫酸分解及びヨウ化水素分解のそれぞれに活性を有する触媒が見いだされ、さらに、耐久性に関する知見も得られ始めている。また、無機系水素分離膜を組み込んだ膜反応器によるヨウ化水素分離反応の促進,高分子電解質膜を用いた硫酸やヨウ化水素酸の濃縮など、分離膜を用いたプロセス改良を目指して、多くの研究開発が行われている。
39000895
Structure and properties of ferroelectric ice
深澤 裕; 荒川 雅*; 鍵 裕之; 山内 宏樹; Chakoumakos, B. C.*; Fernandez-Baca, J. A.*
Physics and Chemistry of Ice 2010 , p.421-428(2011) ; (JAEA-J 09150)
- 宇宙に存在する氷が強誘電体として存在するか否かは、その強い電気的な引力が宇宙での物質進化や水素結合にとって重要な要素であることから、大きな関心が寄せられている。われわれは、中性子回折と中性子散乱の実験から、カリウム,ナトリウム,リチウムといった不純物を混入させて秩序化の触媒として機能させた試料を育成し、その構造と物性を研究した。時間分割の回折実験は、水素秩序配置を有する強誘電性の氷XIが核生成し、約5日間、時間の経過に伴って成長することを示した。不純物を含有させた氷のうち、一度XIに変化した経験のある試料がそうではない試料に比べてより強い強誘電性を有することを見いだした。高圧下で強誘電性氷が存在することや、加圧下のアモルファス氷から強誘電性氷が発生することも示した。
39000896
Comparison of post-irradiation experimental data and theoretical calculations for inventory estimation of long-lived fission products in spent nuclear fuel
浅井 志保; 半澤 有希子; 奥村 啓介; 鈴木 英哉; 利光 正章; 篠原 伸夫; 金子 悟*; 鈴木 健介*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 4p.(2010) ; (JAEA-J 09151) [link]
- The inventory estimation of long-lived fission products (LLFP) is essential for the safety assessment of a geological disposal of HLW. 79Se and 135Cs are a main contributor to the total dose from the geological repository of HLW. In this study, the post irradiation experimental data of LLFPs, such as 79Se, 99Tc, 126Sn and 135Cs, were compared with ORIGEN2 calculation. A fragment of the UO2 pellet irradiated in a commercial PWR was dissolved with nitric acid in a hot cell. After Se, Tc, Sn, and Cs were chemically separated, the concentrations of 79Se, 99Tc, 126Sn and 135Cs were determined with ICP-QMS. The results for 79Se and 135Cs obtained in this study showed good agreement with those obtained through ORIGEN2 calculation. In contrast, the experimentally determined concentration of 99Tc and 126Sn were equivalent to approximately 70% and 60%, respectively, of those obtained through ORIGEN2 calculation.
39000897
Development of monitoring system for land transport conditions of nuclear materials
山本 清明; 湯浅 亙; 内田 伸一; 井野瀬 晶一; 藤原 茂雄
Proceedings of 16th International Symposium on the Packaging and Transport of Radioactive Materials (PATRAM 2010) (CD-ROM) , 6p.(2010) ; (JAEA-J 09154)
- 核燃料物質の安全で、かつ、円滑な輸送を実施するためには、輸送状況を常に監視するとともに、輸送事故発生時には正確な画像情報を速やかに入手し、緊急時対応を迅速、かつ、的確に行うことが極めて重要である。日本原子力研究開発機構プルトニウム燃料技術開発センターでは核燃料物質の輸送状況をリアルタイムで監視するシステムを開発し、実輸送に運用している。輸送状況監視システムは、おもに輸送隊の位置及び輸送状況画像を監視するシステムから構成されている。位置情報監視システムは、GPSからの位置情報を衛星波及び地上波により輸送実施本部に送信し、監視パネル上に表示するシステムである。画像情報監視システムは、輸送隊の車両に積載されたカメラで撮影された動画情報を地上波により輸送実施本部に送信し、監視パネル上に表示するシステムである。また、監視機器から可搬カメラ等を取り出し、必要な場所に設置し、緊急時対応用に、正確な可視情報を入手するシステムも設置されている。このカメラは輸送実施本部から遠隔で操作される。開発されたシステムは、通常輸送状態の監視はもとより、万が一の事故発生時にも事故時対応計画を立案するのに非常に役立つ。
39000898
Study of applicable limits on non-fixed surface contamination for the safe transport of radioactive materials
宗像 雅広; 手塚 広子*
Proceedings of 16th International Symposium on the Packaging and Transport of Radioactive Materials (PATRAM 2010) (CD-ROM) , 8p.(2010) ; (JAEA-J 09155)
- 放射性物質輸送物の表面汚染による被ばくについて、輸送の実態調査に基づいた被ばくシナリオ及び解析評価モデルを構築して解析コードSURCONを整備し、コードによる表面密度限度値の保守性等を検討した。また、表面汚染管理基準値の検討を行い、関連するIAEA国際共同研究計画の結果(TECDOC-1449)の解析との比較を行い、現行の輸送規則の見直しに関する合理的な検討を行った。TECDOC-1449のモデルから試算された最も厳しいAc-227の限度値は0.03Bq/cm2となり、本検討での値(0.63Bq/cm2)に比べ1桁程度小さい値を示している。これはTECDOC-1449のモデルが、表面に付着した核種の全量が吸入被ばくに寄与する等の保守的な仮定を用いているためと考えられる。本検討においては、表面汚染物質のはく離割合を考慮した吸入被ばくシナリオを設定して評価したところ、吸入被ばくが決定経路となる核種において、TECDOC-1449のモデルから算出された限度値に比べおおむね大きな値を示した。このことから、TECDOC-1449のモデルからの限度値の算出とその基準への適用時にはその保守性に対するより詳細な検討が必要であることが示唆された。
39000899
Developing maintenance technologies for FBR's heat exchanger units by advanced laser processing
西村 昭彦; 島田 幸洋
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 7p.(2011) ; (JAEA-J 09157)
- レーザー加工技術を高速増殖炉の熱交換器の保守保全のために発展させた。超短パルスレーザー加工により光ファイバのコアに回折格子を作製し、これを配管の地震モニターとして適用した。ファイバレーザーと組合せた最新のロボットシステムは熱交換器の内壁の割れを補修できる。これらの最新レーザー加工技術が熱交換器の運転の安全性を高める。これらの技術は次世代の高速増殖炉の保守保全技術に適用可能である。
39000901
Bubble-type gas entrainment into liquid from free surface by vortex
生駒 祐介*; 小泉 安郎*; 伊藤 啓; 大島 宏之
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09159)
- 自由液面渦の渦によって引き起こされるガス巻込み流量の計測を、高速度ビデオカメラを用いて実施した。流速が小さい条件では、気泡が周期的に渦先端から離脱する気泡状ガス巻込みが観察された。流速が大きくなると、渦先端が流出配管に到達して渦状ガス巻込みに変化し、流速とともにガス巻込み流量が増加した。流出配管内では旋回流速が低下し、その結果、Kelvin-Helmholtz不安定波長が長くなって離脱気泡が大きくなった。さらに、流出配管内が大気泡で満たされ、流動様式はスラグ/チャーン流となり、大量のガスが輸送されていた。
39000902
Steam water heat transfer characteristics under high pressure condition
Liu, W.; 高瀬 和之; 柴田 光彦
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 9p.(2011) ; (JAEA-J 09160)
- 原子力機構では、次世代FBRで採用が検討されている直管型蒸気発生器(SG)の熱設計手法を構築するため、15MPa以上の高圧条件下で試験を実施し、熱伝達率を含む詳細な二相流データを取得するとともに、各種相関式の評価を行った。本報では、15,17及び18MPaの圧力条件下で試験を行い、二相流熱伝達率に関する既存相関式の適用性について定量的に評価した結果について報告する。本研究により、高圧条件での二相流熱伝達率はShah式及びChen式を組合せて使用することにより高精度予測が可能であることを明らかににした。本成果は直管型SGの熱設計精度向上に反映されている。
39000903
Manufacturing technologies of breeding blanket components using reduced activation ferritic/martensitic steel
廣瀬 貴規; 谷川 博康; 榎枝 幹男
Proceedings of 2010 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2010) (CD-ROM) , p.263-266(2010) ; (JAEA-J 09161)
- 低放射化フェライト鋼は、通常厚肉部材として使用される市販の9Cr系耐熱鋼の類似鋼であるが、水冷式固体増殖方式増殖ブランケットでは薄肉構造として使用され、その製作工程では、熱間等方圧加圧法(HIP法)やファイバー・レーザー溶接のような新しい技術が必要である。本研究では、これらの技術を利用し、低放射化フェライト鋼製の実規模部品の試作及び試作品の性能試験を行い、非照射環境で試作品がブランケットの運転条件の元で健全であることを確認した。HIP法で製作した第一壁構造体は、熱負荷試験により接合欠陥に起因するホットスポットがないことを確認し除熱特性の健全性を評価できた。しかし、HIP接合で導入され得る面欠陥は既存の非破壊検査技術では検出が極めて困難であるが、接合部の破壊靱性を大幅に低下させることが知られている。したがって、この面欠陥を非破壊で検出する検査手法の開発が必要であるといえる。
39000904
ECP evaluation by water radiolysis and ECP model calculations
塙 悟史; 中村 武彦; 内田 俊介; Kus, P.*; Vsolak, R.*; Kysela, J.*
Proceedings of 2010 Nulcear Plant Chemistry Conference (NPC 2010)/8th Internatinal Radiolysis, Electrochemistry & Materials Performance Workshop (CD-ROM) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 09162)
- 照射下における腐食電位(ECP)測定データをラジオリシス/ECP解析で評価した。照射下ECPデータは、LVR-15炉のインパイルループを用い、白金型,銀/塩化銀型及びジルコニア隔膜型の3種類のECPセンサーにより取得されたものである。試験では、4種類の照射条件と2種類の水質条件(NWC及びHWC)が与えられ、照射及び水質の環境条件の変化に対するECPレスポンスを測定した。ラジオリシス解析により、インパイルループ内の化学種濃度分布を評価し、その結果に基づきECPモデルを用いてECPセンサーが装荷された部位のECPを求めた。環境変化に伴うECPセンサーの出力変化とラジオリシス/ECP解析における評価結果を比較し両者の相関を調べ、ラジオリシス/ECP解析結果は照射条件や水質条件の変化に伴うECP変化の傾向をよく再現することが示された。
39000905
Conceptual design for a large-scale Japan sodium-cooled fast reactor, 1; Feasibility of key technologies
近澤 佳隆; 青砥 紀身; 早船 浩樹; 大野 裕司; 小竹 庄司; 戸田 幹雄*; 伊藤 隆哉*
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM) , p.426-435(2011) ; (JAEA-J 09163) [link]
- FaCTフェーズIにおいてナトリウム冷却炉の革新技術採否判断を実施した。ホットベッセル,2ループ,ポンプ組込中間熱交換器,高信頼性SG,自然循環崩壊熱除去系,保守補修性改良について技術的成立性を確認した。FaCTフェーズIIでは採用された技術に基づき実証炉の概念設計に着手する。
39000906
Conceptual design for a large-scale Japan sodium-cooled fast reactor, 3; Core design in JSFR
大久保 努; 大木 繁夫; 小倉 理志*; 大久保 良幸*; 小竹 庄司*
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM) , p.479-486(2011) ; (JAEA-J 09164) [link]
- 大型の日本型Na冷却高速商用炉を対象とした概念設計検討と関連する技術開発が、高速炉サイクル実用化研究開発(FaCT)プロジェクトの一環として実施されている。JSFRでは、次世代のプラント概念として、経済性確保や信頼性と安全性の向上のため、多くの革新技術を採用している。本論文では、JSFR炉心の概念設計検討の最新の結果について述べる。炉心設計における最も重要な点は、150GWd/tの高燃焼度の達成であり、このための被覆管としてODS鋼を想定している。増殖比に関しては柔軟性を有する設計としており、1.0から1.2程度の範囲に関して互換性を有する燃料集合体設計とすることを基本思想としている。また、軽水炉から高速炉への移行期において予想される幅広い燃料組成を想定している。これまでの設計研究から、直径10mm程度の太径の燃料棒を使用する高内部転換型炉心概念に基づいたJSFR炉心概念によって、上述の特性を含む設計目標や要求を満足できることが明らかになった。
39000907
Detection capability and operation patterns of a selector-valve failed-fuel detection and location system for large sodium-cooled reactors
相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM) , p.605-613(2011) ; (JAEA-J 09165) [link]
- 高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)で設計を進めているナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、燃料が破損したときにその位置を同定するためセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器(SV-FFDL)の導入を検討している。SV-FFDLは各燃料集合体冷却材出口近傍にサンプリング配管を設置し、吸い上げられたナトリウム中に含まれる放射性FPを検出する。このとき、吸い上げる配管をセレクタバルブで選択することで破損燃料位置を特定する。一方、JSFRでは炉容器コンパクト化による経済性向上を図るため、スリット付き炉心上部機構(UIS)が採用されており、スリット部ではサンプリング管の燃料集合体冷却材出口の直上への設置が困難である。そのため、サンプリング管は冷却材の流動等を考慮して一定のFP濃度を確保できる位置に設置する計画である。本研究では、スリット部に位置する燃料集合体も考慮した検出性能を明らかにし、得られたデータをもとにJSFRに適合する運用方法を検討した。
39000908
POOL and LOOP type sodium-cooled fast reactors; Identification of cooperation possibilities
Devictor, N.*; 近澤 佳隆; Saez, M.*; Rodriguez, G.*; 早船 浩樹
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM) , p.664-673(2011) ; (JAEA-J 09166) [link]
- CEAと原子力機構の両者はナトリウム冷却炉の商用化を目指して相互に2020年代に実証炉を建設する計画がある。CEAはプール型炉、原子力機構はループ型炉を選択しているが今回相互評価を実施した結果両者とも技術的成立性があり、炉型に依存しない部分について広範囲な技術協力の可能性があることを確認した。
39000909
Safety principles and safety approaches for next generation sodium-cooled fast reactor
岡野 靖; 堺 公明; 中井 良大
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM) , p.719-727(2011) ; (JAEA-J 09167) [link]
- The paper reviews historical progresses related to SFR safety, and makes proposals on safety principles and safety approaches to be built into future SFR systems. Safety principles shall be based on the Defense-in-Depth philosophy with appropriate consideration of SFR characteristics as a fast reactor. Comprehensive considerations on safety event identification and categorization, and a set of event lists of Design-Basis-Event [DBE], Design Extension Condition [DEC], and exclusive events are proposed. Probabilistic approach should be supplementary utilized to support (or enforce) deterministic one. The most important key point of the SFR safety is how to manage the core disputative accident [CDA]; prevention and mitigation features and systems should be built into the future SFR because the CDA consequences excessively enlarged with increasing reactor output, and it should be assessed to confirm that there is no cliff-edge just near the design range.
39000910
Consideration of methods to determine an enrichment of commercial fast reactor fuel
丸山 修平; 大木 繁夫; 大久保 努
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM) , p.1635-1643(2011) ; (JAEA-J 09168) [link]
- 原子炉に供給される燃料組成に多様性がある中で、一定の運転サイクル期間中の臨界性を確保するためには、炉心燃料の燃焼特性(反応度変化)を考慮した燃料供給を行うことが必要である。反応度変化を考慮した適切な富化度調整の下では、燃料交換パターンを変更せずともこれが実現可能であると考えられるが、どういった富化度調整法を採用するかで想定しなければならない炉心燃料特性の範囲は異なってくる。本検討では、供給される燃料組成に多様性が想定される軽水炉-高速炉移行期の実用高速炉の炉心燃料設計に資することを目的に、種々の富化度調整法のそれぞれの特徴を評価し、比較検討した。
39000911
Roles of conceptual model development for realistically quantifying radionuclide migration
宮原 要; 舘 幸男; 北村 暁; 三ツ井 誠一郎; 澤田 淳; 柴田 雅博; Neall, F.*; McKinley, I. G.*
Proceedings of 2011 International High-Level Radioactive Waste Management Conference (IHLRWM 2011) (CD-ROM) , p.292-298(2011) ; (JAEA-J 09169)
- 日本の地層処分計画における公募方式による複数の処分候補地を比較評価するため、処分場閉鎖後の安全評価ではできるだけ現実的に核種移行現象を取り扱うことが求められる。現実的なモデルやパラメータ設定のためには、理論の裏付け,室内,野外試験,ナチュラルアナログによる知見や情報を総合した現象理解を踏まえる必要があり、データ取得手法の信頼性をチェックする等のこれまでの紋切り型の品質保証手続きは役に立たない。本研究では、この問題を掘り下げたうえで、知識工学手法を適用した解決策を提案する。
39000912
Stability evaluation for long FB loop delay in the ACS cavity field control for the J-PARC linac 400-MeV upgrade
小林 鉄也
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.253-255(2010) ; (JAEA-J 09170) [link]
- J-PARCリニアックの400MeV増強のため、加速周波数972MHzのACS空洞が21台追加される。これらの加速電界制御では、これまでのRFシステムと比べ周波数が3倍高い上にACS空洞の構造は複雑で負荷Q値が8000程度と低いため(DTLは約20000)、FB制御がより厳しい条件となる。特に最下流のデンバチャー2(入射ビーム調整用)空洞では、装置や建屋の都合により空洞とクライストロンが110m以上程離れて設置されることとなり、FBループ遅延も1.5μs(通常の約3倍)となる。本稿では、空洞の高周波FB制御の特性について改めて長いループ遅延を含めたRFパルス制御のシミュレーションをし、その特性評価を行った。その結果、PI制御の比例係数は十分でないが積分係数を大きくすることで要求される安定性を確保できることが確認できた。
39000913
Beam test of chopped beam loading compensation for the J-PARC linac 400-MeV upgrade
小林 鉄也; 池上 雅紀*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.256-258(2010) ; (JAEA-J 09171) [link]
- J-PARCリニアックでは400MeVへのエネルギー増強計画が進められている。加速周波数972MHzのACS空洞を21台追加することで400MeVまで加速する。ACS用の低電力高周波高周波(LLRF)制御システムにおいてこれまでの324MHzのシステムとは大きく異なる点として、周波数以外にチョップドビーム負荷補償がある。チョップドビームとは、マクロパルスビーム(幅500us)を、RCS入射の同期のため、さらに上流のRFチョッパーにより約1MHz又は500kHzチョップ(櫛形に形成)されたビームであり、中間パルスとも呼ばれる。324MHzの空洞と比べACS空洞ではQ値が小さいため、計算上このチョップドパルス構造がビーム負荷として加速電界の変動に大きく現れると予想される。そこで、その振幅・位相に対する要求安定性を十分に満たすためには、チョップドパルスに対するビーム負荷補償機能がLLRF制御に必要となる。このための機能は既に追加され模擬試験による評価を以前に報告した。今回は初めて実際にビームによるチョップドパルス負荷賞試験を行い、その有効性をはっきりと確認できた。その結果について報告する。
39000914
Status of J-PARC linac energy upgrade
青 寛幸
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.357-361(2010) ; (JAEA-J 09172) [link]
- 2009年3月よりJ-PARCリニアックのエネルギー増強が開始された。現状のリニアックのエネルギーは181MeVであり、空間電荷によるビームロスの制限から3GeVシンクロトロン(RCS)からのビームパワーは最大600kWと見積もられている。このためエネルギー増強による400MeV入射はJ-PARCの設計目標であるRCSからの1MW出力にとって必要不可欠なものである。エネルギー増強では25台のAnnular-ring Coupled Structure(ACS)加速空洞,大電力高周波源,ローレベル高周波システム,ビームモニタ類が必要となる。本論文ではこれら加速器機器の開発及び製作状況を、これまでの結果の概略と併せて報告する。
39000915
Status of the J-PARC linac
長谷川 和男
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.449-451(2010) ; (JAEA-J 09173) [link]
- J-PARCリニアックのビーム調整は2006年11月に開始し、2007年1月には181MeVの所期エネルギーの加速を達成し、その後、加速器や実験施設の調整のためにビームを供給してきた。しかし2008年秋、高周波四重極型リニアック(RFQ)の放電が頻発し、ビームパワー向上の障害となった。真空特性の回復やコンディショニングなどを行い、性能回復を図った結果、ユーザーへの共用運転を計画通り行えるようになった。2009年11月にはユーザー向けに20kWから120kW(3GeV出力時)までパワーを向上し、さらに12月には300kWの1時間供給試験に成功するなど、運転日数の延長やビームパワーの向上を達成した。ここでは、こうしたJ-PARCリニアックの運転経験について報告する。
39000916
Vane machining by the ball-end-mill for the new RFQ in the J-PARC linac
森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 川又 弘史*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.518-520(2010) ; (JAEA-J 09174) [link]
- J-PARCリニアックでは、新たにRFQの製作を開始した。およそ3mのRFQ空洞を長手方向に3分割して製作し、架台上で連結する構造としている。一つの空洞は主ベインと副ベインの2種のベインを真空ロー付けにより接合される。従来はベイン先端のモジュレーション部は専用切削刃物を開発して加工されていたが、コスト削減と特殊刃物の開発期間の短縮のため、現在主流のNC加工機とボールエンドミルを用いた切削加工方式を採用した。試験加工において良好な結果を確認し、ボールエンドミルによるRFQ製作を開始した。ボールエンドミルを使用したベイン精密加工結果に関して報告する。
39000917
Vacuum brazing 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 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.521-523(2010) ; (JAEA-J 09175) [link]
- J-PARCリニアックでは、新たにRFQの製作を開始した。RFQ空洞を長手方向に3分割して製作し、架台上で連結する構造としている。一つの空洞は主ベインと副ベインの2種のベインを真空ロー付け接合により製作することとした。従来はベインの接合と各種ポートの接合は2回の真空ロー付けに分けて行われていたが、本件では1度のロー付けによる製作を試みた。初号機では真空リークなどの不具合に見舞われたが、その原因は加熱時の温度不均一によるものと思われた。初号機の不具合を修復したのちに、2号機では温度制御を改善し、良好な結果が得られた。
39000918
Operation experiences of the DTL/SDTL for the J-PARC
伊藤 崇; 南茂 今朝雄*; 久保田 親*; 内藤 富士雄*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.566-568(2010) ; (JAEA-J 09176) [link]
- J-PARCの線形加速器であるDTL及び分離型DTL(SDTL)は2006年11月に運転を開始した。現在DTLとSDTLの運転は安定し、安定なビーム加速を行っている。DTL及びSDTLの安定した運転を維持するため、われわれはこれまでさまざまな空洞機器のメンテナンスを行い、多くのトラブルを解決してきた。2009年及び2010年の夏季メンテナンスにおいて、トラブルの予防対策としてDTL用カプラーのセラミック窓を交換した。交換したセラミック窓はガラス状に変化し黒ずんでいた。日に数回程度のトリップレートは新品に交換した直後にやや改善し、今夏前にはコンディショニングの効果により日に1回以下となっている。同軸管接続部の損傷トラブルはこれまで2回発生した。一度目の発見は偶然に、2度目は空洞に電力が入らなくなったことにより判明した。原因は同軸管設置時の施工ミスであり、現在同軸管接続部に温度シールを張ることで早期発見に努めている。空洞端板部に使用している金属シール(Eシール)からの真空リークは3空洞で計6回発生している。正確な理由はまだ不明だが、Eシールに施したインジウム鍍金の酸化による劣化、また端板の不均一な締め付けトルクが原因ではないかと推測している。
39000919
Radiation from the SDTL of J-PARC
内藤 富士雄*; 南茂 今朝雄*; 田中 宏和*; 浅野 博之; 伊藤 崇
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.569-571(2010) ; (JAEA-J 09177) [link]
- J-PARCリニアック部の加速器であるSDTLからのX線は、空洞脇に設置されたビームロスモニターにより観測されている。その測定結果は、X線の大きさは空洞への高周波電力の大きさだけに依存するのではなく、空洞の高周波的構造にもよることを示している。本稿では、空洞からのX線発生源の調査結果に関して報告する。
39000920
Residual gas pressure dependence of beam loss
三浦 昭彦; 佐甲 博之; Wei, G.; 池上 雅紀*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.587-589(2010) ; (JAEA-J 09178) [link]
- A0BTでのビームロスについて真空度との関連が確認された。ビームをRCS側へ曲げたとき、負水素イオンは曲げた方向へ行き、微妙に含まれる陽子は反対に曲げられ、ベンドマグネットの山側の壁に衝突して残留放射能として観測される。一方、A0BTで残留ガスとの相互作用によって負水素から電子を剥ぎ取られた中性の水素粒子は、曲げられず0度ダンプへ到達する。0度ダンプのWSMには、カーボンプレートの付いたビームサイズモニタが同時に設置されており、中性粒子はこのプレートを通過させるとき、残りの1つの電子をカーボンプレートで剥ぎ取られるときに信号を出す。この測定法方法によってA0BTまでに発生した中性粒子の測定に成功した。
39000921
Status of beam loss evaluation at J-PARC linac
三浦 昭彦; 佐甲 博之; 山本 風海; 菊澤 信宏; 丸田 朋史; 佐藤 進; 今井 憲一; 足立 智; 杉村 仁志; 五十嵐 前衛*; 宮尾 智章*; 池上 雅紀*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.590-592(2010) ; (JAEA-J 09179) [link]
- 現在のリニアックにはガス比例計数管タイプのロスモニタのみが設置されている。空洞のないところでは、ビームロスを正確に測定できているが、SDTLセクションのような空洞のあるところでは、空洞からのノイズを拾ってしまい正確な測定ができていない。空洞のあるところでは、シンチレーションや中性子用の比例計数管などを組合せることで種々の線種のロスを弁別できることから、シンチレーションを用いた測定を試みた。この結果、シンチレーションでは空洞からのノイズの影響を受けず、その時間応答性も大きく、チョップしたパルスの1つ1つから発生するロスまで測定できることから、その有効性が確認できた。現在マルチチャンネルのシンチレーションビームトラッカーシステムを作成しており、これを用いた測定によりビームロスの原因等を把握するのに有効と考えられる。
39000922
Power supply system for klystron in J-PARC linac
川村 真人*; 福井 祐治*; 内藤 富士雄*; 千代 悦司; 山崎 正義*; 鈴木 浩幸*; 篠崎 信一; 長谷川 和男
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.887-889(2010) ; (JAEA-J 09180) [link]
- 本稿では、J-PARCリニアックのクライストロン電源について現状,技術的仕様,運転経験,アップグレード計画について記載する。クライストロン電源は、4台のモジュレーティングアノード付きのクライストロンを駆動する高電圧直流電源とクライストロン1台ごとのアノード変調器から構成される。近年、J-PARCリニアックの出力エネルギーは、181MeVであり、運転するのに20台の324MHzクライストロンが必要である。2012年にリニアックは出力エネルギーが400MeVにアップグレードされ、25本の972MHzクライストロンが追加される。
39000923
Simulation study of the RF chopper
近藤 恭弘; 池上 雅紀*; 内藤 富士雄*; Qiang, J.*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.911-913(2010) ; (JAEA-J 09181) [link]
- J-PARCリニアックのビーム電流増強のために、新しいRFQ(RFQ III)を開発中である。RFQ IIIのピークビーム電流は、50mAである。ビーム電流を増やすために、縦方向と/又は横方向のエミッタンスが大きくなる。しかしながら、縦方向のエミッタンスが大きくなると、RFチョッパシステムへの悪影響が予想される。本論文では、RFチョッパシステムの詳細なシミュレーションについて述べる。
39000924
Simulation study of debuncher system for J-PARC linac energy upgrade
Wei, G.; 池上 雅紀*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.947-949(2010) ; (JAEA-J 09182) [link]
- The J-PARC linac will have an upgrade from 181 MeV to 400 MeV in recent years. Considering design of 181-MeV linac, aiming to correct center energy jitter from the upgrade linac, to minimize momentum spread and adjust beam energy at ring injection, a debuncher system should be involved between linac and ring. Meanwhile, beam commissioning results show a different requirement for injection momentum spread to minimized beam loss in RCS. Based on the original design and the experimental findings with 181-MeV operation, a debuncher system has been designed for the upgrade linac.
39000925
Status of the J-PARC negative hydrogen ion source
小栗 英知; 滑川 裕矢; 大越 清紀; 上野 彰; 池上 清*
Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM) , p.1016-1018(2010) ; (JAEA-J 09183) [link]
- J-PARCでは、セシウムフリー六ホウ化ランタン駆動型の負水素イオン源が稼働中である。J-PARC加速器のビームコミッショニングは2006年11月に開始し、2010年6月まで34回実施している。イオン源は5mAの低出力運転と30mAの高出力運転を、加速器の要求に合せて選択して行っている。しかし2008年9月からは放電が深刻化したRFQの安定運転のために、ビーム電流は15mAに制限されている。加速器のビームRUNは約1か月単位で行われ、各ビームrunでは4-5週間のビーム運転と4日間のメンテナンスを行っている。各RUNでのイオン源の稼動時間は600時間程度であり、J-PARCの第1期計画に必要なイオン源の寿命を満足している。各RUNでのイオン源の故障によるビーム停止時間は1時間程度であり、イオン源の稼働率は99%以上である。
39000926
A Physical modeling approach for seismic response estimation of nuclear power plant structures
Quinay, P. E. B.; 市村 強*; 堀 宗朗*; 西田 明美
Proceedings of 3rd ASEAN Civil Engineering Conference/3rd ASEAN Environmental Engineering Conference/1st Seminar on Asian Water Environments 2010 , 5p.(2010) ; (JAEA-J 09184)
- 本論文では、物理モデリングを基礎とする一つのアプローチとして、あるシナリオ地震下における原子力発電プラントの応答評価のためのフォルト-構造物システム(FSS)解析が示されている。FSSを効率的に解くために、マルチスケールアプローチに基づく手法である、マクロ-ミクロ解析(MMA)法(市村,堀、2007)を用いる。解析結果は、FSSを用いることで、構造物の複雑な応答が評価可能であることを示している。本研究は、必ずしも十分ではない現状の計算リソースで重要構造物の地震応答解析の高精度な解析結果を得ることが可能であるという点において、優位性をもっている。本研究は、東京大学と連携して進めている科学技術振興機構のCREST研究「原子力プラントの地震耐力予測シミュレーション」(平成18年度採択)の成果の一部である。
39000927
An Indirect effect of green technology by Japanese LWRs
柳澤 和章
Proceedings of 3rd International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems (INES-3) , 10p.(2010) ; (JAEA-J 09185)
- 国家の経済と二酸化炭素取引に影響を及ぼす温暖化防止技術について、それが生み出す間接効果を研究した。研究には政府等から公開された文献を使った。(1)2005年の時点で稼働中の我が国の軽水炉は54基あり、発電による電気料金は発電端で16,466百万ドル、需要端で42,682百万ドルであった。(2)原子力市場では、建設費用(2.0セント/kWh)は高いが燃料コスト(1.4セント/kWh)は安い。原発の導入は発電にかかわる燃料費総額を低減化できるので、結果的にGDPを押し上げる。(3)軽水炉から放出される二酸化炭素(22g/kWh)は化石燃料使用の発電所から放出されるそれの1/23∼1/44である。2004年における総発電電力量は8,651TWhである。石炭と石油を主たる二酸化炭素放出源と仮定すると、その放出量は7.43×108t-CO2となる。化石燃料以外の燃料により3.79×108t-CO2の二酸化炭素が排出抑制されるが、原発の寄与率はそのなかで57%と高い。二酸化炭素排出取引価格はt-CO2あたり開発途上国で18.5、欧州共同体で27.7であると仮定すると、我が国の原発による温暖化防止技術が生み出す間接効果は前者で3,993百万ドル、後者で5,989百万ドルとなる。
39000928
Monte-Carlo simulation of the low-LET radiolysis of liquid water over the range 25 to 350℃
Sanguanmith, S.*; 室屋 裕佐*; Meesungnoen, J.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Mirsaleh Kohan, L.*; Guzonas, D. A.*; Stuart, C. R.*; Jay-Gerin, J.-P.*
Proceedings of 5th International Symposium on Supercritical Water-Cooled Reactors (ISSCWR-5) (CD-ROM) , 13p.(2011) ; (JAEA-J 09186)
- 近年、25℃から350℃までの水の放射線分解において、水和電子,OHラジカルなどの分解生成物に関するデータベース(収量や反応性など)が整備された(AECL-report)。それに伴い、データベースにある報告値をグローバルに再現できるモンテカルロ計算コードの開発を行った。100-150℃の間で電子の熱化や付着性解離といった物理化学過程が温度によって非線型的に変化することを見いだすとともに、200℃以上における水素発生に寄与する化学反応機構について検討した。
39000929
An Experimental study on high power millimeter wave beam transmission for microwave beaming propulsion
小田 靖久; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 梶原 健; 高橋 幸司; 坂本 慶司
Proceedings of IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series (IMWS) on Innovative Wireless Power Transmission (IMWS-IWPT 2011) , p.181-184(2011) ; (JAEA-J 09188) [link]
- Microwave Rocket is an application of atmospheric discharge in a high-power millimeter-wave (MMW) beam. Microwave Rocket is expected to be a low-cost launch to orbit system. To launch Microwave Rocket, the long distance MMW beam transmission is an important technology. Because the space-radiated beam with small beam waist expanded and its power density decreases even with short distance transmission, it is hard to provide MMW power to Microwave Rocket. Thereby the beam launcher for beam transmission is necessary to optimize the beam profile. In this study, a 10 m distance beam transmission system for a sliding thruster was designed and tested. Transmission system with the quasi-optical beam launcher and focusing mirror system enabled the thruster to obtain a straight beam of which power density is high enough for plasma ignition after long range transmission.
39000930
Staus of the Mizunami URL construction and study on engineering technology
松井 裕哉; 納多 勝*; 延藤 遵*
Proceedings of ITA-AITES 2011 World Tunnel Congress/37th General Assembly (USB Flash Drive) , 8p.(2010) ; (JAEA-J 09189)
- 原子力機構は岐阜県瑞浪市及び北海道幌延町の結晶質岩,堆積岩を対象とした2つの深地層の研究施設で地質環境調査や深地層の工学技術の研究開発を行っている。このうち、瑞浪にて実施しているプロジェクト(超深地層研究所計画)では、おもに結晶質岩を対象とした研究開発を進めている。瑞浪超深地層研究所は2つの立坑,水平坑道及びボーリング横坑から構成され、掘削深度は、2010年11月時点で460mに達している。工学技術の開発は、設計施工技術,掘削技術,施工対策技術及び安全を確保する技術の有効性確認という4つの課題を設定して進めている。設計施工技術については、掘削中の岩盤分類及び掘削ずりを用いた一軸圧縮試験結果と設計時の岩盤モデルとの比較を通じ、予測の妥当性が確認しかつ、断層に遭遇した主立坑ではパイロットボーリング調査の有効性を示した。掘削技術では、ショートステップ工法の有効性やスムースブラスティング工法の適用性を示すとともに、施工対策技術ではグラウチングにより数十Luから1Lu程度までの岩盤の透水性の改良が可能であることを示した。
39000931
原子力機構むつ・タンデトロンの現状2009-2010
田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 鈴木 崇史; 桑原 潤; 関 武雄
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.113-116(2010) ; (JAEA-J 09190)
- 日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、平成9年に設置され、14C測定については平成11年、129I測定については平成15年から定常運転を開始した。平成18年度からは外部利用者が利用可能な供用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。本講演では、平成21年度のJAEA-AMS-MUTSUの現状を報告する。平成21年度の試料測定数は、14C測定を480試料、129I測定を677試料測定した。この測定数は、平成20年度より712試料少なかった。測定数の減少は、制御システムの更新により、約1.5か月間、加速器を停止させたこと、検出器のアンプの故障により、数か月間、14C測定が不可能であったことによるものである。現在は、問題も解消し、14C及び129Iともに順調に測定している。
39000932
TIARA静電加速器の現状
千葉 敦也; 宇野 定則; 山田 圭介; 横山 彰人; 上松 敬; 横田 渉; 北野 敏彦*; 高山 輝充*; 金井 信二*; 織茂 貴雄*; 青木 勇希*; 山田 尚人*; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 大久保 猛
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.119-122(2010) ; (JAEA-J 09191)
- 各加速器のこの10年の年間運転時間は、タンデム加速器が約2000時間,シングルエンド加速器が約2500時間,イオン注入装置が約1900時間の水準を保っており、平成22年3月末までの積算運転時間は、各32,422時間, 36,864時間, 28,875時間となっている。21年度の主な整備内容は、タンデム加速器では、コロナプローブニードルをスチール材質のものからタングステン製(NPS)に交換した。これにより、ターミナル電圧は高い安定度を長時間維持できるようになった。イオン注入装置では、フリーマン型イオン源のオーブンコントロールシステムが製造中止になり、修理が困難になったため更新した。21年度はマシンタイムに影響するようなトラブルはなく、予定していた実験をすべてこなすことができた。
39000933
JAEA-AMS-MUTSUにおける14C測定の現状
田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 関 武雄
名古屋大学加速器質量分析計業績報告書,22 , p.169-173(2011) ; (JAEA-J 09195)
- 日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、1997年に設置され、放射性炭素については、1999年から定常運転を開始した。放射性炭素測定は、2010年度、1,053試料測定し、定常測定以来、10,342試料測定した。2006年度からは外部利用者が利用可能な供用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。本講演では、JAEA-AMS-MUTSUの現状について報告する。
39000934
放射性廃棄物の地層処分生物圏評価における利用を目的としたランダムウォーク法による移流分散計算方法の検討
板津 透; 加藤 智子; 前川 恵輔
日本地下水学会2011年春季講演会講演要旨 , p.34-39(2011) ; (JAEA-J 09196)
- 放射性廃棄物の地層処分の安全評価の一部である生物圏評価では、地下から地表付近に至る核種の移行を評価する。そのため、物質の移行距離が長い点、及び地下から最終的に到達することが想定される河川や海底等への物質の流入量を求める必要がある点、それらの計算を不均質場において数値分散をできるだけ低く抑える必要がある点等を考慮した移流分散解析手法が求められる。本研究では、このような生物圏評価に必要な機能を持つ解析手法としてランダムウォーク法を導入し、MODFLOWによる地下水流動解析結果を利用できるプログラムを作成した。そして、その精度を解析解との比較で確認するとともに、生物圏評価に適用するための手法について検討した。
39000935
北海道北部地域を対象とした涵養量評価
池田 誠; 宗像 雅広; 酒井 隆太郎; 木村 英雄; Jia, H.*; 松葉 久*
日本地下水学会2011年春季講演会講演要旨 , p.86-91(2011) ; (JAEA-J 09197)
- 本研究の目的は、分布型タンクモデルを用いて北海道北部地域を対象に涵養量の評価手法について検討を行うことである。対象地域が冬期に積雪、春期に融雪を伴う地域であるので、これらの現象を再現する積雪・融雪モデルも別途設置している。タンクモデルを構築した後に、メッシュ気候値2000の月降水量を入力データとする水収支計算を行った。水収支計算での蒸発散量は、衛星画像解析から得られた土地被覆分類からアルベドを考慮したマッキンク法を用いて推定を行った。構築したモデルの再現性の検証を行うため、対象地域内で河川流量を有する流域において水収支シミュレーションを実施し、良好な再現性を確認した。再現性を得られた際のパラメータを用いて、水収支計算を行い涵養量の評価を行った。その結果、年間の涵養量は1kmグリッドあたり平均で24.6mmであった。また、対象地域全体で年間降水量に対する涵養量の割合は2.0%となり、対象地域における涵養量は非常に少ないことが示唆された。本研究で構築した分布型タンクモデルを用いることで、対象地域における水循環を俯瞰し、地形・地質特性を考慮した広域的な涵養量評価が可能となった。
39000936
直接接触式硫酸濃縮における物質移動係数測定装置の検討
杉山 功晃*; 野口 弘喜; 竹上 弘彰; 小貫 薫; 金子 暁子*; 阿部 豊*
日本機械学会関東支部第17期総会講演会講演論文集 , p.495-496(2011) ; (JAEA-J 09199)
- 原子力機構では、高温ガス炉の核熱を用いて水から水素を製造する熱化学法ISプロセスの研究開発を進めている。ISプロセスの硫酸分解工程における未反応硫酸の回収,排熱回収、及び、原料硫酸濃縮を単一機器で行うことができる直接接触式硫酸濃縮システムについて検討を行い、設計に必要な物質移動係数を測定する装置の仕様を定めた。本講演では、98wt%の共沸硫酸と窒素ガスを用いる濡れ壁塔式の物質移動係数測定装置の温度,圧力,流量などの仕様条件について報告する。
39000937
プラズマ分光計測
仲野 友英
プラズマ原子分子過程ハンドブック , p.295-302(2011) ; (JAEA-J 09200)
- 本書はプラズマについて学習する人、プラズマを研究対象とする人、プラズマを使って何か別の対象を研究する人たちに対して、プラズマ中の原子分子過程を正しく理解する必要で十分な情報を提供するために書かれた教科書である。発表代表者は応用編で核融合プラズマの分光解析で原子分子データがどのように使われているかを論文誌に掲載済みの解析例とともに解説した。
39000938
Radiation-induced luminescence for applying to retrospective dosimetry
藤田 博喜; 中野 幸廣*; 斉藤 毅*
KURRI Progress Report 2009 , p.CO4_7(2010) ; (JAEA-J 09203) [link]
- 京都大学原子炉実験所の共同利用研究にかかわる成果を報告する。本研究は、天然石英粒子からの放射線誘起蛍光の発光原因を探索するものである。この原因を求めるために、熱処理や電子スピン共鳴法による実験を行った。その結果、これまでに著者が別の石英粒子において観測した電子スピン共鳴信号と同様の信号を本実験で用いた試料でも観測でき、また、その熱処理温度に関する変化も同様のものであった。さらに、青色LEDを使用し、電子スピン共鳴信号の変化を観測した。この実験の中で、青色LEDの露光に感度のある信号を発見することができた。これらの成果について、本報告書で概要を示す。
39000939
カエルとマウスボクセルモデルの内部被ばく線量評価
木名瀬 栄
KURRI-KR-160 , p.48-54(2011) ; (JAEA-J 09205) [link]
- 本研究では、環境の放射線防護のため、ICRPレファレンス動植物の1つであるカエルやマウスについて、ヒトの放射線防護体系の進展上構築された手法、具体的にはボクセル形状による幾何表現とモンテカルロ計算により、光子や電子に対する自己吸収割合を評価した。その結果、光子,電子に対するカエル,マウスの吸収割合が、標的臓器・組織の重量やサイズに大きく影響されることを確認するとともに、臓器の自己吸収割合を評価するための動物ボクセルモデルの重要性、従前の非透過性放射線に対する吸収割合評価における経験的な評価手法の是非を明らかにした。
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2011年7月
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