学会誌等掲載論文
※下記の研究開発成果は資料名順に並んでいます。

2011年9月

39001103
Fabrication of first wall component of ITER test blanket module by HIPping reduced activation ferritic/martensitic steel
廣瀬　貴規;　榎枝　幹男;　荻原　寛之*;　谷川　博康
Advances in Technology of Materials And Materials Processing Journal 13(1), p.34-38(2011) ; (JAEA-J 09362)
　Reduced activation ferritic martensitic (RAFM) steels are leading candidate structural material for the blanket system of fusion reactors. HIP process is the key technology to fabricate the first wall (FW) with built-in cooling channels for ITER test blanket module. This paper summarizes the current status of our investigation on optimization of HIP condition to obtain the excellent joints and evaluation of FW fabrication process. The pre-HIP treatments, such as pre-heating condition to degas, were optimized to decrease oxidation on the joint surfaces which cause degradation of impact properties. With optimized pre-HIP treatment conditions, toughness of the joint was as well as that of the base metal. As for a component fabrication, a FW full-scale mockup has been developed using a RAFM. The deformation due to HIP process was within allowance level due to bracing. Moreover, fine-grained microstructure was obtained with optimized HIP condition and post HIP heat treatment.
39001104
Low-linear energy transfer radiolysis of liquid water at elevated temperatures up to 350℃; Monte-Carlo simulations
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.*
Chemical Physics Letters 508(4-6), p.224-230(2011) ; (JAEA-J 09363) [link]
　最近得られた350℃までの実験結果を対象に、低LET放射線による高温水の放射線分解のモンテカルロ計算を再度試みた。水和電子同士の再結合反応の速度定数が150℃以上で急激に低下することを考慮することによって、放射線分解の物理化学過程のパラメーターの温度依存性を再検討した。これにより、計算結果は実験結果と良い一致を示した。さらに、200℃以上の高温での水素分子の収量に与える水素原子と水との反応の重要性についても議論した。
39001105
Evaluation of dose rate reduction in a spacecraft compartment due to additional water shield
佐藤　達彦;　仁井田　浩二*;　Shurshakov, V. A.*;　Yarmanova, E. N.*;　Nikolaev, I. V.*;　岩瀬　宏*;　Sihver, L.*;　Mancusi, D.*;　遠藤　章;　松田　規宏;　岩元　洋介;　中島　宏;　坂本　幸夫;　保田　浩志*;　高田　真志*;　中村　尚司*
Cosmic Research 49(4), p.319-324(2011) ; (JAEA-J 09364) [link]
　重イオン輸送計算コードは、宇宙船の遮へい効果を評価するために不可欠なツールである。そこで、われわれは、200GeVまでの粒子・重イオンの3次元空間における挙動を模擬できるシミュレーションコードPHITSを開発している。このPHITSを用いて、国際宇宙ステーション・ロシアサービスモジュール内における放射線環境を評価した。その結果、宇宙飛行士の寝室外壁に設置した水タオルは、線量を効果的に減衰することが明らかとなった。発表では、この評価結果も含め、PHITSの宇宙開発への適用例を紹介する。
39001106
Spatial distribution and characteristics of fracture zones near a long-lived active fault; A Field-based study for understanding changes in underground environment caused by long-term fault activities
丹羽　正和;　黒澤　英樹;　石丸　恒存
Engineering Geology 119(1-2), p.31-50(2011) ; (JAEA-J 09365) [link]
　断層活動に伴う破砕帯の形成は、周辺岩盤の物性や水理特性に変化を及ぼすことが考えられる。したがって、地層処分の観点からは、破砕帯の水理特性や力学特性にかかわる科学的知見は処分施設と活断層との離間距離を考えるうえで重要となる。本研究では、破砕帯の発達過程や性状を明らかにするため、岐阜県の跡津川断層を事例対象とし、断層周辺地域の破砕帯の分布,断層ガウジの幅などを調査するとともに、断層トレースからの距離ごとにその特徴を明らかにした。その結果、跡津川断層近傍(断層トレースから両側500mの範囲内)に幅2m以上の破砕帯が集中していること、及びより新しい断層活動に伴う破砕帯の発達は、古い破砕帯に沿って起こる傾向があること等が明らかとなった。
39001107
Micropolar fluid behavior on MHD heat transfer flow through a porous medium with induced magnetic field by finite difference method
Sultana, M.*;　Haque, M. M.*;　Alam, M. M.*;　Ferdows, M.;　Postelnicu, A.*
European Journal of Scientific Research 53(3), p.477-490(2011) ; (JAEA-J 09366) [link]
　強磁場作用下の無限垂直多孔質媒体を通る自由対流マイクロポーラー流体流れによる不安定な磁気流体力学熱伝達は、誘導磁場によって数値的に研究されている。この研究は、一定の吸引速度を持つ乱流境界層の冷却問題のために行われる。無条件安定下での有限差分法は、無次元運動量,角運動量,磁気誘導、及びエネルギー方程式を解くために用いられる。流体速度,角速度,誘導磁場,温度分布,磁場と温度分布、さらに定常状態の壁せん断応力だけでなく壁偶応力,電流密度、及び、ヌッセルト数の計算値を、グラフィックで示す。最後に、重要な発見をここに掲載する。
39001108
MHD free convective heat generating unsteady micropolar fluid flow through a porous medium with constant heat and mass fluxes
Haque, M. M.*;　Alam, M. M.*;　Ferdows, M.;　Postelnicu, A.*
European Journal of Scientific Research 53(3), p.491-515(2011) ; (JAEA-J 09367) [link]
　熱拡散を伴った横磁場の作用下での無次元垂直多孔質媒体上の自由対流マイクロポーラ-流体による非定常磁気流体力学熱と質量移送について、一定の熱源の存在下で数値的に研究を行った。媒体が一定熱及び質量流束の影響を受けるときに、一定の吸引速度についての冷却と加熱の双方の問題について、この研究がなされている。安定性と収束分析を持つ有限差分法は、無次元運動量,角運動量,エネルギー、及び濃度方程式を解決するために用いられる。計算された流体速度,角速度,温度と濃度分布,壁せん断応力,壁偶応力,ヌッセルト数,シャーウッド数を、グラフィックで表す。最後に、前の仕事との定性的比較を表に記す。
39001109
Mathematical model of domain formation in barium titanate
米田　安宏
Ferroelectrics 414(1), p.86-89(2011) ; (JAEA-J 09368) [link]
　チタン酸バリウムのドメイン形成には長距離レンジの格子歪みの相関が深くかかわっている。ドメイン内に生じる歪みの直接観察が困難であったため、これまでは分極の不均一性として取り込まれていた。しかし、近年、ドメイン内の歪みの直接観察が可能となり、歪みを直接的なパラメターとするドメイン形成モデルが必要となった。そこで、歪みをパラメターとする数理モデルを構築し、チタン酸バリウム薄膜に見られる非線形性の記述を試みた。
39001110
Physics of plasma control toward steady-state operation of ITER
菊池　満;　Campbell, D. J.*
Fusion Science and Technology 59(3), p.440-468(2011) ; (JAEA-J 09369) [link]
　ITERは人類による核融合エネルギーの利用に向けた重要なステップである。トカマクシステムやプラズマ制御のみならず、その物理の基本的な理解が極めて重要である。本講義では本スクールの主テーマであるプラズマ制御に照らしてトカマク研究とITERの導入を行うとともに、トカマク炉の定常運転の背景にある物理要素について講義を行う。
39001111
Influence of a fault system on rock mass response to shaft excavation in soft sedimentary rock, Horonobe area, northern Japan
常盤　哲也;　津坂　仁和;　石井　英一;　真田　祐幸;　冨永　英治*;　羽出山　吉裕*;　舟木　泰智
International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 48(5), p.773-781(2011) ; (JAEA-J 09370) [link]
　原子力機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発として、幌延地域において地下施設を用いた幌延深地層研究計画を進めており、現在換気立坑と東立坑の坑道掘削を行っている。プレート運動と初期地圧から推定される本地域の現在の応力場はEW方向であるのに対して、立坑の収縮はNNE-SSW方向であり両者は異なる。一方、断層系を形成させた水平面での応力場は、最大圧縮がNNE-SSW方向、最小圧縮がWNW-ESE方向であり、それぞれ立坑の最大収縮方向と最小収縮方向と一致する。通常、断層系などの不連続面は、堆積軟岩の岩盤挙動を把握するうえで重要とされていない。しかし、本研究の結果は、立坑掘削に伴う堆積軟岩の岩盤挙動は、断層系が大きく影響を与えており、現在の応力場が異なっていても、断層系を使って岩盤挙動が生じていることを示唆する。
39001112
Properties of a rubidium isotope ion beam extracted from a laser ion source
田村　浩司
Japanese Journal of Applied Physics 50(6), p.066301_1-066301_6(2011) ; (JAEA-J 09371) [link]
　ルビジウム原子ビームをチタンサファイアレーザー基本波で照射して、光イオン化で生成した、85,87Rbの同位体選択イオンビームをレーザーイオン源として収束して蛍光板上にモニターした。イオンエネルギーは電極間の照射位置のポテンシャルに対応している。このイオン源は、表面工学の選択的イオンビームツールとなりうる。
39001113
Inhomogeneous dynamic nuclear polarization of protons in a lamella-forming diblock copolymer investigated by a small-angle neutron scattering method
能田　洋平;　熊田　高之;　橋本　竹治;　小泉　智
Journal of Applied Crystallography 44(3), p.503-513(2011) ; (JAEA-J 09372) [link]
　ブロックポリマーの片方の相に選択的にラジカルをドープした試料に対して、動的核スピン偏極状態の中性子小角散乱プロファイルを測定した。中性子小角散乱プロファイルは、ブロックポリマーのミクロ相分離による周期的ラメラ構造を反映し、シャープな1次,2次,3次ピークを示した。動的核スピン偏極によって、水素核の中性子散乱長が変化し、散乱強度の劇的な変化を観測した。一方で、2次ピークが他のピークに比較して大きな変化率を示すという特異な現象を見いだした。この特異な現象を以下のようなモデルで再現を試みた。つまり、ブロックポリマー中におけるラジカルの不均一に分布しており、ラジカルの存在する相では偏極度は均一であり、ラジカルの存在しない相では偏極度は2相の境界面から遠ざかるに従い減少すると仮定した。結果、実験結果の1次,2次,3次ピークすべての振る舞いを統一的に説明することができた。また、平均偏極度30%のとき、ラジカル不在相中央部では、偏極度が約2%程度減少していることが明らかになった。
39001114
Spin transfer torque in MTJs with synthetic ferrimagnetic layers by the Keldysh approach
市村　雅彦*;　濱田　智之*;　今村　裕志*;　高橋　三郎*;　前川　禎通
Journal of Applied Physics 109(7), p.07C906_1-07C906_3(2011) ; (JAEA-J 09373) [link]
　Based on the Keldysh Green's function method within the tight-binding model, the spin transfer torque is analyzed in a magnetic tunnel junction with a synthetic ferrimagnetic (SyF) free layer in the ballistic regime. The spin transfer torque exerted on the magnetizations of ferromagnetic bilayers in the SyF free layer tends to rotate the magnetizations in the same direction as a combined motion of the SyF free layer regardless of the bias direction. This rotation causes a reduction of the critical current for the magnetization switching of the SyF free layer which is consistent with experimental observations.
39001115
The Study on abrasive water jet for predicting the cutting performance and monitoring the cutting situation in the water
中村　保之;　佐野　一哉;　森下　喜嗣;　丸山　信一郎*;　手塚　慎一*;　大鐘　大介*;　高島　雄次*
Journal of Engineering for Gas Turbines and Power 133(6), p.064501_1-064501_3(2011) ; (JAEA-J 09374) [link]
　アブレイシブウォータージェット(AWJ)は、高圧水に混合した研掃材を切断部材に噴射して切断する工法であり、水中で金属やコンクリート等の部材を長いスタンドオフ(切断ヘッドと切断部材の距離)を保った状態で切断することができる。しかし、AWJは、切断で使用する研掃材が廃棄物となるという課題がある。また、水中で切断する際は、研掃材や切断粉で水が濁りカメラ等による目視での監視が困難であるという課題がある。これらの課題を解決するために切断試験を実施し、以下について確認した。(1)高圧水により加速された研掃材が持つエネルギーが部材の切断に寄与すると考えることで、研掃材の最適な供給量を予測できる可能性を見いだすとともに、切断能力に与える部材の照射硬化の影響を検討した。(2)水中切断時に発生する切断音や部材の振動の周波数の変化により、切断状況を判断できる可能性を見いだした。
39001116
Double loss-of-function mutation in EARLY FLOWERING 3 and CRYPTOCHROME 2 genes delays flowering under continuous light but accelerates it under long days and short days; An Important role for Arabidopsis CRY2 to accelerate flowering time in continuous light
Nefissi, R.*;　夏井　悠*;　宮田　佳奈*;　小田　篤*;　長谷　純宏;　中川　繭*;　Ghorbel, A.*;　溝口　剛*
Journal of Experimental Botany 62(8), p.2731-2744(2011) ; (JAEA-J 09375) [link]
　光周反応は季節による日長の変化に対する適応機構の1つであり、概日時計はこの機構において重要な役割を果たす。本研究では、elf3-1変異体の種子をイオンビームで変異誘発し、ELF3非存在下で連続光条件下では花成が遅延するが長日又は短日光条件下では遅延しない7系統の抑圧変異を同定した。その内sel20変異は青色光受容体CRY2の新しいアリルであることがわかった。elf3; sel20二重変異体における花成の遅延及びFT遺伝子の発現量低下は連続光条件下で顕著であったが、長日又は短日光条件下では見られなかった。この結果は、elf3; sel20二重変異体の花成遅延は暗黒期が存在することによって影響されることを示している。この結果は、CRY2が連続光条件下において、長日及び短日光条件下よりも花成の促進にさらに重要な役割を果たすことを示唆する。
39001117
Degradation manner of polymer grafts chemically attached on thermally stable polymer films; Swelling-induced detachment of hydrophilic grafts from hydrophobic polymer substrates in aqueous media
榎本　一之*;　高橋　周一*;　岩瀬　崇典*;　山下　俊*;　前川　康成
Journal of Materials Chemistry 21(25), p.9343-9349(2011) ; (JAEA-J 09376) [link]
　燃料電池開発において、その心臓部分である電解質膜の高温耐久性が自動車用電源の実現に必要不可欠である。本研究では、炭化水素及びフッ素系基材膜にスチレンスルホン酸を導入したグラフト型電解質膜を作製し、燃料電池作動環境に近い高温水中での基材膜とグラフト鎖の化学構造及び高次構造を解析することで劣化機構を検討した。グラフト型電解質膜の耐久性は、グラフト鎖構造に依存するというこれまでの知見を覆し、グラフト鎖は高分子鎖切断など分解することなく、グラフト重合の開始点である基材膜界面から直接脱離すること、及び、この脱離は、疎水性基材膜と相分離した親水性グラフト鎖の含水膨張に起因することを見いだした。上記グラフト鎖の膨潤による界面脱離を利用することで、これまで基材膜からの単離が困難とされてきたグラフト鎖の構造や分子量が解析できる。
39001118
Three-dimensional cooling pattern of a granitic pluton, 1; The Study of exsolution sub-solidus reactions in the Toki granite, Central Japan
湯口　貴史;　鶴田　忠彦;　西山　忠男*
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 106(2), p.61-78(2011) ; (JAEA-J 09377) [link]
　This paper presents results of petrographical studies examining development and variation of sub-solidus reactions recorded in the Toki granite, Central Japan, which show the three-dimensional cooling pattern of this zoned pluton. Samples collected from 19 boreholes in the Toki granite display characteristics indicative of spatial variation in the extent of sub-solidus reactions. Exsolution coarsening has produced microperthite textures with albite - rich lamella in this pluton, whereas deuteric coarsening has resulted in patchperthite with albite - rich patch. The width and spacing of albite - rich lamella in microperthite increase systematically and prominently with elevation in the pluton, indicating that the Toki granite effectively cooled from the roof during the exsolution coarsening stage. The hornblende - plagioclase and ternary feldspar thermometers indicate a temperature range of 780 to 690 ℃ in which volume diffusion took place, associated with exsolution coarsening.
39001119
Three-dimensional cooling pattern of a granitic pluton, 2; The Study of deuteric sub-solidus reactions in the Toki granite, Central Japan
湯口　貴史;　鶴田　忠彦;　西山　忠男*
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 106(3), p.130-141(2011) ; (JAEA-J 09378) [link]
　本論文は、西南日本内帯の中部地方に位置する土岐花崗岩体の冷却過程を、岩体内でのサブソリダス組織の発達の程度を通して明らかにした。サブソリダス反応組織とは、結晶化が完結する温度(ソリダス)以下での物質移動により形成される組織であり、花崗岩体のソリダス温度以下での冷却過程の指標となる組織である。土岐花崗岩体中のサブソリダス組織は2つの温度ステージ(離溶期,熱水期)があること、それぞれの温度条件は地質温度計を用いることにより離溶期が780-690℃、熱水期は500℃以下であることを明らかにした。熱水期に形成されるサブソリダス組織(パッチパーサイト,ミルメカイト及び反応縁)の発達の程度は、標高が下がるにつれ増大することに加えて、水平方向の変化についても西側縁からの系統的に増大する傾向が認められる。これは、土岐花崗岩体が熱水期において天井部境界と西側壁部境界からの系統的に冷却することを意味する。
39001120
Oxygen potential of (U0.88Pu0.12)O2±x and (U0.7Pu0.3)O2±x at high temperatures of 1673-1873 K
加藤　正人;　武内　健太郎;　内田　哲平;　砂押　剛雄*;　小無　健司*
Journal of Nuclear Materials 414(2), p.120-125(2011) ; (JAEA-J 09379) [link]
　MOXの酸素ポテンシャルは、多くの報告がされているが、それらのデータは、大きなバラツキを持っている。本研究では、12%と30%Puを含むMOXについて1673-1873Kの温度範囲でガス平衡法により酸素ポテンシャル測定を行った。測定データは、点欠陥モデルにより解析され、定比組成の酸素ポテンシャルを決定し、酸素ポテンシャルに及ぼすPu含有率の影響について評価した。MOXの酸素ポテンシャルは、Pu含有率の増加で上昇した。12%と30%Puを含むMOXの酸素ポテンシャルは、1773Kで-334kJ/mol及び-296kJ/molと得た。
39001121
Irradiation effect on mechanical properties in structural materials of fast breeder reactor plant
永江　勇二;　高屋　茂;　若井　栄一;　青砥　紀身
Journal of Nuclear Materials 414(2), p.205-210(2011) ; (JAEA-J 09380) [link]
　Proper evaluation of neutron irradiation damage on structural materials is important to ensure long life of fast breeder reactor plants (FBR). In this study, the effects of dose, helium content, and the ratio of helium content to dose on tensile and creep properties have been investigated in the assumed irradiation damage range of FBR structural materials. The assumed irradiation damage range is up to about 1 displacement per atom (dpa) and about 30 appm for helium content. Austenitic stainless steel and high-chromium martensitic steel are considered as FBR structural materials. As a result, it is shown that dose is a promising index for evaluating neutron irradiation damage.
39001122
Hydride behavior in zircaloy cladding tube during high-temperature transients
永瀬　文久
Journal of Nuclear Materials 415(1), p.117-122(2011) ; (JAEA-J 09381) [link]
　異常過渡時や事故時における高燃焼度燃料被覆管中の水素化物挙動を評価するために、水素化した未照射被覆管試料を673から1173Kの温度範囲で短時間加熱した。被覆管試料には高燃焼度燃料被覆管を模擬して外面近傍に水素化物を偏在させた。673Kでは3600s以下の時間範囲でミクロ組織に変化は見られなかった。873K以上では加熱温度と時間に依存し水素化物の分布と析出形態に変化が生じた。このような変化は、α+βあるいはβ相への相変態に伴い水素の固溶度が上昇し、水素が急速に拡散するためである。被覆管断面の微小硬さは、水素化物の分布,ジルカロイの再結晶及び相変態とともに変化した。
39001123
Impact of revised thermal neutron capture cross section of carbon stored in JENDL-4.0 on HTTR criticality calculation
後藤　実;　島川　聡司;　中尾　安幸*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(7), p.965-969(2011) ; (JAEA-J 09382) [link]
　過去にIAEAにおいてHTTRの臨界近接試験の国際ベンチマーク計算が行われ、その多くは過剰反応度を過大評価した。原子力機構のベンチマーク計算も、他の場合と同様に過剰反応度を過大評価する結果となった。その後、幾何形状モデルの見直しや当時最新の核データライブラリJENDL-3.3の利用により原子力機構の計算結果は改善されたが、過大評価の問題は残った。一方、異なる核データライブラリを用いたHTTRの炉心計算の比較により、ライブラリ間の熱領域における炭素の中性子捕獲断面積のわずかな違いが、計算結果に有意な違いをもたらすことが見いだした。この断面積の値はミリバーンのオーダーで小さいため、原子炉の核計算分野における関心は低く、JEND, ENDF/B、又はJEFFといったメジャーな核データライブラリでさえ、その値は長い間見直されてこなかった。われわれは、HTTRの炉心計算の精度向上の観点から、この断面積を最新の測定値に基づき見直すこと、及び従来に比べて10%程度大きな値に見直すことを提案した。2010年5月、JENDLの最新版JENDL-4.0が原子力機構より公開され、熱領域の炭素の中性子捕獲断面積が最新の測定値に基づき、従来に比べて9%大きな値に見直された。HTTRの臨界近接試験の計算に及ぼす影響を調べた結果、JENDL-3.3を用いた場合に比べて実効増倍率を0.4%Δk-0.9%Δk小さく評価し、その結果、従来の過剰反応度を過大評価する問題を解決できた。
39001124
Consequence analysis of fluvial erosion scenarios for a HLW repository
宮原　要;　川村　淳*;　McKinley, I. G.*;　稲垣　学*;　蛯名　貴憲*
Journal of Nuclear Science and Technology 48(7), p.1069-1076(2011) ; (JAEA-J 09383) [link]
　隆起・侵食の継続による高レベル廃棄物処分場への影響は処分後の遠い将来においてのみ想定され得るものの、評価の時間枠が定められていない我が国では、隆起・侵食シナリオを評価しておくことが求められる。このため、河川の下刻による段丘の形成を含む地形の超長期の変遷に関する地質学的記録の文献調査を踏まえ、現実的な現象理解に基づく下刻侵食モデルを構築した。このモデルに基づきフラックスを指標として処分場の下刻侵食による影響を評価することにより、処分システムの有効性と頑健性を例示した。
39001125
Benchmark critical experiments of a heterogeneous system of uranium fuel rods and uranium solution poisoned with gadolinium, and application of their results to JACS validation
外池　幸太郎;　三好　慶典;　内山　軍蔵
Journal of Nuclear Science and Technology 48(7), p.1118-1128(2011) ; (JAEA-J 09384) [link]
　再処理施設の溶解工程を考慮した臨界ベンチマークデータを系統的に取得するため、原子力機構の臨界実験装置STACYを用いて一連の非均質体系実験を実施した。可溶性毒物ガドリニウムを使用した溶解を想定し、ウラン酸化物燃料棒とガドリニウムを添加したウラン溶液を組合せて臨界量を測定した。ガドリニウム濃度は0.1g/Lまで変化させた。また、参照実験として、ガドリニウムを用いず、ウラン濃度を変化させた実験も行った。これらの測定結果は、溶解槽のような非均質体系の中性子実効増倍率計算手法の検証用のベンチマークデータとなる。新たに取得したデータを用いてJACSの検証を行ったところ、臨界安全解析に用いることを支持する結果となった。
39001126
Single-shot observation of growing streamers using an ultrafast camera
高橋　栄一*;　加藤　進*;　古谷　博秀*;　佐々木　明;　岸本　泰明*;　高田　健司*;　松村　哲*;　佐々木　裕康*
Journal of Physics D; Applied Physics 44(30), p.302001_1-302001_4(2011) ; (JAEA-J 09385) [link]
　毎秒108フレームで撮像できる超高速度カメラにより、アルゴン中の正極性ストリーマの進展の観測を行った。このカメラを用いると、ショットごとの再現性によらずストリーマの時間発展の観測が行える。ストリーマの分枝の成長や、リターンストロークへの転化の観測を行った結果を報告する。
39001127
Role of residual transition-metal atoms in oxygen reduction reaction in cobalt phthalocyanine-based carbon cathode catalysts for polymer electrolyte fuel cell
小林　正起*;　丹羽　秀治*;　原田　慈久*;　堀場　弘司*;　尾嶋　正治*;　大渕　博宣*;　寺倉　清之*;　池田　隆司;　腰越　悠香*;　尾崎　純一*;　宮田　清蔵*;　上田　茂典*;　山下 　良之*;　吉川　英樹*;　小林　啓介*
Journal of Power Sources 196(20), p.8346-8351(2011) ; (JAEA-J 09386) [link]
　コバルトフタロシアニンとフェノール樹脂の混合物の熱分解によって合成したコバルトフタロシアニン由来の炭素触媒中の炭素原子の電子構造をX線吸収微細構造分析と硬X線光電子分光を用いて調べた。Co K端XAFSスペクトルからほとんどのコバルト原子は金属状態であるが酸洗い後でも少量の酸化コバルト成分があることがわかった。また、XAFSとHXPESのプローブ長の違いから酸洗い後においてCoクラスタ凝集体の表面領域はおもに金属Coから構成されていることがわかった。酸洗い前後で電気化学的性質がほとんど変化しなかったことから、残存金属Co又は酸化Co自体は炭素カソード触媒の酸素還元反応活性にほとんど寄与しておらず、炭素や窒素等の軽元素がコバルトフタロシアニン由来炭素触媒の活性点を構成していると考えられる。
39001128
Coordination characteristics of trivalent lanthanides and actinides in molten hydrate salts of Ca(NO3)2 and CaCl2
藤井　俊行*;　奥出　元気*;　上原　章寛*;　関本　俊*;　林　博和;　赤堀　光雄;　湊　和生;　山名　元*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 288(1), p.181-187(2011) ; (JAEA-J 09387) [link]
　TBP溶液と水和物融体Ca(NO3)2·RH2O又はCaCl2·RH2Oの間のCe(III), Am(III), Cm(III)の分配挙動を放射化学的手法で研究した。Ca(NO3)2·RH2O系では、Ce/Amの分離係数は最大12、Cm/Amの分離係数は最大1.7という結果が得られた。これらの元素の分配比は水和物融体中の水の活量の減少とともに増加し、水が少ない組成での抽出性能は水が多い組成よりも水の活量の影響を受けにくい。この傾向は、水和物融体中のNd(III)の吸光スペクトルで観察された配位状況の変化と似ている。
39001129
T-dependent nuclear hyperfine coupling at the In site in CeIrIn5
神戸　振作;　酒井　宏典;　徳永　陽;　松田　達磨;　芳賀　芳範;　竹内　徹也*;　大貫　惇睦*;　Walstedt, R. E.*
Journal of the Physical Society of Japan 80(Suppl.A), p.SA009_1-SA009_3(2011) ; (JAEA-J 09388) [link]
　重い電子系超伝導体CeIrIn5の単結晶試料で115In-NMR測定を行った。ナイトシフトと静帯磁率の非線形な関係は中辻らによる2流体モデルでも説明できるが、温度に依存する超微細相互作用を考えても説明できる。この場合、温度依存する項はDMFTの計算による状態密度にスケールすることが確認された。また、スピン格子緩和時間は、温度依存する超微細相互作用を考えると自然に説明できる。この場合、1成分の動的帯磁率を考慮するだけでよい。静帯磁率が2成分に見える一方、動的帯磁率は1成分でも説明できるように見えることが重い電子系の2重性のひとつの現れ方と思われる。
39001130
Dilute La-substitutions in CeRhIn5 studied by means of NMR/NQR techniques
酒井　宏典;　栗田　伸之*;　Miclea, C. F.*;　Movshovich, R.*;　Lee, H.-O.*;　Ronning, F.*;　Bauer, E. D.*;　Thompson, J. D.*
Journal of the Physical Society of Japan 80(Suppl.A), p.SA059_1-SA059_3(2011) ; (JAEA-J 09389) [link]
　La希釈効果を(Ce, La)RhIn5系において核磁気共鳴(NMR/NQR)法を用いて微視的に調べた。In(1)サイトの4νQスペクトル位置から、La 5%程度の希釈によって、Ceから移送される内部磁場は減少することがわかった。これは超微細結合定数が減少したことによるものと見られる。また緩和率測定から、反強磁性秩序状態において、La希釈に伴って、Laサイトに隣接するCeモーメントが局在モーメント的に振る舞っていることがわかった。
39001131
Possible long-periodic magnetic structure in SmPb3
伊藤　孝;　髭本　亘;　二宮　和彦;　Amato, A.*;　菅井　孝志;　芳賀　芳範;　鈴木　博之*
Journal of the Physical Society of Japan 80(Suppl.A), p.SA075_1-SA075_3(2011) ; (JAEA-J 09390) [link]
　立方晶Γ8基底SmX3(X=In, Sn, Pb)は多彩な多極子自由度を有する興味深い系である。これら一連の物質は低温において逐次転移もしくは一次転移を示し、先行する研究により多極子の関与が示唆されている。しかし、これまでに微視的な実験データの報告はなく、秩序相の詳細は明らかにされていない。われわれは微視的実験手法であるミュオンスピン回転緩和法を用いてSmX3(X=In, Sn, Pb)の秩序相の研究を行った。零磁場における実験結果より、すべての秩序相における主要な秩序変数が磁気多極子であることが明らかになった。さらに、秩序相における磁気構造に関する知見を得た。
39001132
First-principles studies for the hydrogen doping effects on iron-based superconductors
中村　博樹;　町田　昌彦
Journal of the Physical Society of Japan 80(7), p.073705_1-073705_4(2011) ; (JAEA-J 09391) [link]
　鉄系超伝導体は2008年に発見されて以来、銅酸化物超伝導体に次ぐ高温超伝導体として注目を集めてきた。最近、この鉄系超伝導体の一部で水素を混入させることによって、超伝導転移温度が上昇することが発見された。しかしながら、その理由についての理論的な解析はまだ成されていなかった。本論文では、この問題に対して第一原理計算を用いて、ミクロでの水素の挙動とその影響を調べ、超伝導転移温度上昇の原因を調べた。上記課題解決にあたり、大型計算機上で大規模な結晶構造を構築し、そこに総当り的に水素を混入させることによって、水素の安定な位置を決定し、そのときの超伝導体の結晶構造及び電子状態を詳細に調べた。結果として、水素の混入によって、結晶構造がより高温超伝導に適した変化をしていることを発見した。以上、この得た知見によって、今後、より高温の超伝導物質の開発に貢献することが期待される。また、今回の手法は超伝導のみならず、炉材の水素脆化や、核燃料中での余剰酸素挙動などへの応用も可能であることを付記する。
39001133
Composite excitation of Josephson phase and spin waves in Josephson junctions with ferromagnetic insulator
挽野　真一*;　森　道康;　高橋　三郎;　前川　禎通
Journal of the Physical Society of Japan 80(7), p.074707_1-074707_8(2011) ; (JAEA-J 09392) [link]
　Coupling of Josephson-phase and spin-waves is theoretically studied in a superconductor/ferromagnetic insulator/superconductor (S/FI/S) junction. Electromagnetic (EM) field inside the junction and the Josephson current coupled with spin-waves in FI are calculated by combining Maxwell and Landau-Lifshitz-Gilbert equations. In the S/FI/S junction, it is found that the current-voltage (I-V) characteristic shows two resonant peaks for each mode of the EM field. Voltages at the resonant peaks are obtained as a function of the normal modes of EM field, which indicates a composite excitation of the EM field and spin-waves in the S/FI/S junction. We also examine another type of junction, in which a nonmagnetic insulator (I) is located at one of interfaces between S and FI. In such an S/I/FFI/S junction, three resonant peaks appear in the I-V curve, since the Josephson-phase couples to the EM field in the I layer.
39001134
Giant enhancement of spin accumulation and long-distance spin precession in metallic lateral spin valves
福間　康裕*;　Le, W.*;　井土　宏*;　高橋　三郎;　前川　禎通;　大谷　義近*
Nature Materials 10(7), p.527-531(2011) ; (JAEA-J 09393) [link]
　The non-local spin injection in lateral spin valves is strongly expected to be an effective method to generate a pure spin current for potential spintronic application. However, the spin-valve voltage, which determines the magnitude of the spin current flowing into an additional ferromagnetic wire, is typically of the order of 1μV. Here we show that lateral spin valves with low-resistivity NiFe/MgO/Ag junctions enable efficient spin injection with high applied current density, which leads to the spin-valve voltage increasing 100-fold. Hanle effect measurements demonstrate a long-distance collective 2π spin precession along a 6-μm-long Ag wire. These results suggest a route to faster and manipulable spin transport for the development of pure spin-current-based memory, logic and sensing devices.
39001135
Effects of complex symmetry-breakings on alpha particle power loads on first wall structures and equilibrium in ITER
篠原　孝司;　Kurki-Suonio, T.*;　Spong, D. A.*;　Asunta, O.*;　谷　啓二*;　Strumberger, E.*;　Briguglio, S.*;　Koskela, T.*;　Vlad, G.*;　Günter, S.*;　Kramer, G.*;　Putvinski, S.*;　濱松　清隆;　ITPA Topical Group on Energetic Particles*
Nuclear Fusion 51(6), p.063028_1-063028_12(2011) ; (JAEA-J 09394) [link]
　Within the ITPA Topical Group on Energetic Particles, we have investigated the impact of the axisymmetry breaking of the tokamak in ITER. First, the validity of using a 2D equilibrium was investigated: a 3D equilibrium was reconstructed using the VMEC code, and it was verified that no 3D equilibrium reconstruction is needed but it is sufficient to add the vacuum field perturbations onto an 2D equilibrium. Then the alpha particle confinement was studied using ASCOT, and F3D OFMC codes. The distribution of the power load was found to depend on the first wall shape. We also made the first attempt to accommodate the effect of fast ion related MHD on the wall loads in ITER using the HMGC and ASCOT codes. The peak power flux to the wall was found to increase by an order of magnitude. Furthermore, the effect of 3D field which was produced by the ELM mitigation coil on the fast ion confinement was addressed by simulating NBI ions with the F3D OFMC code. The loss power fraction of NBI ions was found to increase from 0.3% to 4-5%.
39001136
Mechanisms of plasma rotation effects on the stability of type-I edge-localized mode in tokamaks
相羽　信行;　古川　勝*;　廣田　真;　大山　直幸;　小島　有志;　徳田　伸二*;　矢木　雅敏
Nuclear Fusion 51(7), p.073012_1-073012_9(2011) ; (JAEA-J 09395) [link]
　トカマクプラズマにおいて、トロイダル回転を考慮した線形理想MHD安定性を行い、大振幅エッジローカライズモード(ELM)の原因である周辺局在MHDモードは回転シアを持つトロイダル回転によって不安定化することを明らかにした。特に、ELMに対して重要と考えられる中間波長MHDモードの安定性は、この不安定化機構と回転シアによる局所的なドップラーシフトから生じる安定化との兼ね合いで決まっていることを示した。これらの理解の元に、JT-60Uプラズマにおけるtype-I ELMy H-modeプラズマの数値実験解析を行い、プラズマ回転によりELMの性質が変化している放電の比較から、プラズマ回転によるMHDモードの不安定化が重要な役割を果たしていることを明らかにした。
39001137
Current ramps in tokamaks; From present experiments to ITER scenarios
Imbeaux, F.*;　Citrin, J.*;　Hobirk, J.*;　Hogeweij, G. M. D.*;　Köchl, F.*;　Leonov, V. M.*;　宮本　斉児;　中村　幸治*;　Parail, V.*;　Pereverzev, G. V.*;　Polevoi, A.*;　Voitsekhovitch, I.*;　Basiuk, V.*;　Budny, R.*;　Casper, T.*;　Fereira, J.*;　福山　淳*;　Garcia, J.*;　Gribov, Y.*;　林　伸彦;　本多　充;　Hutchinson, I. H.*;　Jackson, G.*;　Kavin, A. A.*;　Kessel, C. E.*;　Khayrutdinov, R. R.*;　Labate, L.*;　Litaudon, X.*;　Lomas, P. J.*;　Lönnroth, J.*;　Luce, T.*;　Lukash, V. E.*;　Mattei, M.*;　Mikkelsen, D. R.*;　Nunes, I.*;　Peysson, Y.*;　Politzer, P.*;　Schneider, M.*;　Sips, G.*;　Tardini, G.*;　Wolfe, S. M.*;　Zhogolev, V.*;　ASDEX Upgrade Team*;　C-Mod Team*;　DIII-D Team*;　JET-EFDA Contributors*;　JT-60Uチーム;　Tore Supra Teams*;　Contributors of the EU-ITM ITER Scenario Modelling Group　*;　ITPA "Integrated Operation Scenarios" Group*;　ITPA "Transport and Confinement" Group*
Nuclear Fusion 51(8), p.083026_1-083026_11(2011) ; (JAEA-J 09396) [link]
　In order to prepare adequate current ramp-up and ramp-down scenarios for ITER, present experiments from various tokamaks have been analysed by means of integrated modelling in view of determining relevant heat transport models for these operation phases. A set of empirical heat transport models for L-mode has been validated on a multi-machine experimental dataset for predicting the li dynamics within ±0.15 accuracy during current ramp-up and ramp-down phases. The most accurate heat transport models are then applied to projections to ITER current ramp-up, focusing on the baseline inductive scenario (main heating plateau current of Ip = 15 MA). These projections include a sensitivity study to various assumptions of the simulation. While the heat transport model is at the heart of such simulations, more comprehensive simulations are required to test all operational aspects of the current ramp-up and ramp-down phases of ITER scenarios. Recent examples of such simulations, involving coupled core transport codes, free-boundary equilibrium solvers and a poloidal field (PF) systems controller are also described, focusing on ITER current ramp-down.
39001138
Sodium experiments of buoyancy-driven penetration flow into low-power subassemblies in a sodium-cooled fast reactor during natural circulation decay heat removal
上出　英樹;　小林　順;　林　謙二
Nuclear Technology 175(3), p.628-640(2011) ; (JAEA-J 09397) [link]
　ナトリウム冷却高速炉の自然循環による崩壊熱除去機能を評価するうえで、特に炉内浸漬型の冷却器(DHX)を用いる場合、原子炉容器内の熱流動現象の評価が重要となる。DHXが作動し低温のナトリウムが炉容器上部プレナムに供給されると、高温の炉心との温度差による浮力のために特に低流速の集合体の内部に、低温ナトリウムが部分的に逆流することが考えられる。本研究ではこのような逆流現象についてナトリウム試験を行い、その発生条件を流速と温度差をパラメータとして求めた。その結果、実機で想定される条件で、このような逆流現象は集合体の上部遮蔽体内にとどまることを明らかにした。
39001139
Incorporation of the effect of the composite electric fields of molecular ions as a simulation tool for biological damage due to heavy-ion irradiation
森林　健悟
Physical Review A 84(1), p.012702_1-012702_7(2011) ; (JAEA-J 09398) [link]
　We theoretically study the DNA damage due to the effect of the composite electric field of H2O+ ions produced from the irradiation of a C6+ ion with the energies of a few MeV/u and a proton with the energy of a few 100 keV/u to 1 MeV/u. We develop a new model for heavy particle irradiation in order to treat this composite electric field. We have found that the number of electrons trapped in the composite electric field depends on the cross sections of heavy particle impact ionization. We have also found that a larger number of electrons is produced due to the existence of the composite electric fields in the case of the irradiation of a C6+ ion with the energies of a few MeV/u. This may promote the DNA damage, in particular, cluster DNA damage. The models given in this paper are also important in atomic and molecular elementary processes in electric fields and in the production of plasmas due to heavy particle irradiation.
39001140
Search for a 2-quasiparticle high-K isomer in 256Rf
Robinson, A. P.*;　Khoo, T. L.*;　Seweryniak, D.*;　Ahmad, I.*;　浅井　雅人;　Back, B. B.*;　Carpenter, M. P.*;　Chowdhury, P.*;　Davids, C. N.*;　Greene, J.*;　Greenlees, P. T.*;　Hauschild, K.*;　Heinz, A.*;　Herzberg, R. -D.*;　Janssens, R. V. F.*;　Jenkins, D. G.*;　Jones, G. D.*;　Ketelhut, S.*;　Kondev, F. G.*;　Lauritsen, T.*;　Lister, C. J.*;　Lopez-Martens, A.*;　Marley, P.*;　McCutchan, E.*;　Papadakis, P.*;　Peterson, D.*;　Qian, J.*;　Rostron, D.*;　Shirwadkar, U.*;　Stefanescu, I.*;　Tandel, S. K.*;　Wang, X.*;　Zhu, S.*
Physical Review C 83(6), p.064311_1-064311_7(2011) ; (JAEA-J 09399) [link]
　104番元素256Rfの励起状態に半減期17μ秒の核異性体があることを実験的に明らかにした。実験はアルゴンヌ国立研究所の反跳核分離装置を用いて行い、検出器に打ち込まれた256Rfと同時計数する内部転換電子を測定することで同定した。核異性体の生成率から、この核異性体は中性子数152の原子核で通常観測される2準粒子状態のK核異性体ではなく、4準粒子状態のK核異性体であると考えられる。2準粒子状態の核異性体が観測されなかった理由は、その核異性体が核分裂によって崩壊し、その半減期が256Rfの基底状態の半減期に近いと考えれば説明できる。あるいは、原子核の4重極変形度が104番元素から突然小さくなり、2準粒子状態の核異性体がまったく存在しない、という可能性も考えられる。
39001141
Neoclassical transport modeling compatible with a two-fluid transport equation system
本多　充;　福山　淳*;　中島　徳嘉*
Plasma and Fusion Research (Internet) 6, p.1403008_1-1403008_11(2011) ; (JAEA-J 09400) [link]
　二流体方程式系に適合した新古典輸送モデルを提案する。このモデルはモーメント法に基づいており、NCLASSモジュールを用いることで、比較的簡単な新古典粘性テンソル表記を通して重要な新古典特性を正確に再現することができる。流体描像の新古典輸送理論を適用することで、1次の流れ,ポロイダル流,新古典抵抗,ブートストラップ電流,粒子束について、TASK/TXの結果とNCLASSの出力結果が良い一致を示すことがわかった。
39001142
Gyrokinetic simulations of turbulent transport; Size scaling and chaotic behaviour
Villard, L.*;　Bottino, A.*;　Brunner, S.*;　Casati, A.*;　Chowdhury, J.*;　Dannert, T.*;　Ganesh, R.*;　Garbet, X.*;　Görler, T.*;　Grandgirard, V.*;　Hatzky, R.*;　井戸村　泰宏;　Jenko, F.*;　Jolliet, S.;　Khosh Aghdam, S.*;　Lapillonne, X.*;　Latu, G.*;　McMillan, B. F.*;　Merz, F.*;　Sarazin, Y.*;　Tran, T. M.*;　Vernay, T.*
Plasma Physics and Controlled Fusion 52(12), p.124038_1-124038_18(2010) ; (JAEA-J 09401) [link]
　This paper presents some of the main recent advances in gyrokinetic theory and computing of turbulence. A past controversy regarding the finite size (finite ρ*) effect in ITG turbulence has now been resolved. Now, both Eulerian and Lagrangian global codes are shown to agree and to converge to the flux-tube result in the ρ* → 0 limit. It is found, however, that an appropriate treatment of geometrical terms is necessary. Turbulent processes are characterized by a chaotic behavior, often accompanied by bursts and avalanches. Performing ensemble averages of statistically independent simulations, starting from different initial conditions, is presented as a way to assess the intrinsic variability of turbulent fluxes and obtain reliable estimates of the standard deviation.
39001143
Development of the PARASOL code and full particle simulation of tokamak plasma with an open-field SOL-divertor region using PARASOL
滝塚　知典
Plasma Science and Technology 13(3), p.316-325(2011) ; (JAEA-J 09402) [link]
　核融合トカマク炉の熱・粒子制御を担うSOL-ダイバータ領域まで含めてシミュレーションすることができる粒子コードPARASOLのモデルの概要と、このコードによるこれまでのシミュレーション研究について述べる。プラズマ-壁境界における流速、SOL中の熱輸送及びELMの過渡輸送について1次元シミュレーションを行ってきた。2次元シミュレーションでは、SOL中の流れの構造及び全トカマクプラズマ中の電場形成について調べてきた。これらのPARASOLシミュレーションの結果は流体シミュレーションのための物理モデル構築に活用された。
39001144
Thermoresponsive extraction of cadmium(II) ions by poly(TPEN-NIPA) gels; Effect of chain length and branched spacer structure on gel formation and extraction behavior
稲葉　優介*;　津曲　貴幸*;　喜田　達也*;　渡部　渉*;　中島　靖隆*;　福岡　佐千緒*;　森　敦紀*;　松村　達郎;　中野　義夫*;　竹下　健二*
Polymer Journal 43(7), p.630-634(2011) ; (JAEA-J 09403) [link]
　重合可能な二重結合を持つ官能基をピリジン環に結合させたN,N,N',N'-(tetrakis-2-pyridylmethyl)ethylenediamine (TPEN)の誘導体を合成し、重合開始剤としてazobisisobutyronitrile (AIBN)を使用してN-isopropylacrylamide (NIPA)との共重合を試みた。得られたTPEN-NIPA重合ゲルは、膨潤/収縮挙動に温度応答性が認められ、さらに抽出剤であるTPENの性能が発揮され水溶液中のカドミウム(II)イオンを抽出可能であった。重合ゲルは、側鎖にpropyl基, butyl基, decyl基及びisopropyl基を持つTPEN誘導体を用意して重合した。これらについて、カドミウムイオン抽出の温度依存性を比較した。これらのゲルによる水溶液中のカドミウム(II)イオン抽出は、膨潤状態である5℃において効率が高く、収縮状態である45℃では、ほとんど抽出されなかった。また、側鎖にisopropyl基を持つTPEN誘導体による重合ゲルが、抽出性能の高い温度応答性を有することを見いだした。
39001145
Retrospective dosimetry using Japanese brick quartz; A Way forward despite an unstable fast decaying OSL signal
藤田　博喜;　Jain, M.*;　Murray, A. S.*
Radiation Measurements 46(6-7), p.565-572(2011) ; (JAEA-J 09404) [link]
　チェルノブイリ事故等の際に、焼成レンガから抽出した石英粒子を用いて漏洩線量の見積もりが行われた。しかし、日本で製造されたレンガに放射線誘起蛍光測定法を適用して、事故時の線量測定が行われた例はわずかである。このため、一般に手に入るレンガから抽出した石英に光励起蛍光測定法を適用し、緊急時の放射線線量測定を行うための基礎研究及びその適用可能性に関する研究を行った。研究の結果、レンガから抽出した石英粒子の光励起蛍光特性は、一般的な石英と異なっていることがわかり、標準的な光励起蛍光法を適用できないことがわかった。このため、光励起蛍光法の測定条件を決定するための基礎実験を行った。これにより、本測定法の検出下限値〜65mGyが得られた。さらに、本測定法の適用可能性を検討するため、レンガそのものにγ線を照射し、その線量見積もり及び深度分布測定を行った。この結果、本測定法の妥当性を確認するとともに、γ線源のエネルギー弁別も可能であることがわかった。これらの結果から、日本で一般的に手に入るレンガから抽出した石英粒子からの光励起蛍光を測定することで事故時の線量測定が十分に可能であるという結論を得た。
39001146
LET and dose rate effect on radiation-induced copolymerization of maleimide with styrene in 2-propanol solution
中川　清子*;　田口　光正;　木村　敦
Radiation Physics and Chemistry 80(11), p.1199-1202(2011) ; (JAEA-J 09406) [link]
　マレイミドとスチレンの共重合体の生成メカニズムと、その線質効果を明らかにすることを目的に、窒素飽和したマレイミド及びスチレンを含む2-プロパノール溶液に、異なるLET値(0.2〜600eV/nm)を持つ電子線、プロトン,ヘリウムイオン、及び炭素イオンを照射し、生成する共重合体の収率及び分子量に与える影響について調べた。その結果、溶媒のラジカルを起点とした重合によりマレイミド-スチレン共重合体が生成し、その共重合体の生成収率は、イオンビームの照射電流値を一定とした場合には、LET値の増加に伴い3.7g/L/kGy(プロトン)から0.7g/L/kGy(炭素イオン)に減少することがわかった。さらに、その共重合体の分子量も同様にLETの増加に伴い57100から44500に減少した。また、いずれのイオン種においても照射線量率を下げた場合には、生成収率,分子量ともに増加することがわかった。以上の結果より、共重合体の生成収率及び分子量が、放射線照射によって生成するラジカルの空間分布や生成速度に影響を受けることを明らかにした。
39001147
Induction of DNA DSB and its rejoining in clamped and non-clamped tumours after exposure to carbon ion beams in comparison to X-rays
平山　亮一*;　鵜沢　玲子*;　松本　孔貴*;　野口　実穂;　加瀬　優紀*;　高瀬　信宏*;　伊藤　敦*;　小池　幸子*;　安藤　興一*;　岡安　隆一*;　古澤　佳也*
Radiation Protection Dosimetry 143(2-4), p.508-512(2011) ; (JAEA-J 09407) [link]
　マウスの足に移植した腫瘍の上部をクランプした、又はクランプしない状態で80keV/μmの炭素線、及びX線を照射したときのDSBの誘導、及び再結合について調べた。腫瘍のDSB生成量は定電圧電気泳動法により測定した。X線照射後のDSBのOERは1.68±0.31で、この値は照射1時間後での変化は見られなかった(1.40±0.26)。In situにおいて、酸素存在下でのこれらの損傷は1時間で60から70%が再結合した。炭素線とX線照射下において、DSBの誘発及び再結合の割合に違いは見られなかった。ゆえに、炭素線照射後のOER値及び再結合率はX線照射後と同じであり、炭素線のRBEは酸素存在下で1に近い値となった。In vivoにおけるDSBの収量は照射線量,酸素の状況,再結合時間に依存し、放射線の種類には依存しないと考えられる。
39001148
Management of cosmic radiation exposure for aircraft crew in Japan
保田　浩志*;　佐藤　達彦;　米原　英典*;　小佐古　敏荘*;　藤高　和信*;　佐々木　康人*
Radiation Protection Dosimetry 146(1-3), p.123-125(2011) ; (JAEA-J 09408) [link]
　我が国における航空機乗務員の被ばく管理は、文部科学省放射線審議会が2006年に策定したガイドラインに基づき、2007年度より開始されている。放射線医学総合研究所では、その被ばく管理のため、原子力機構が開発した宇宙線スペクトル計算モデルPARMAに基づいて航路線量を計算するプログラムJISCARD-EXを開発し、その結果を航空会社に提供している。発表では、JISCARD-EXを用いて計算した2007年度の航空機乗務員被ばく線量について報告する。
39001149
Study on migration behaviour of 237Np and 241Am in near-surface environments
田中　忠夫;　Ya-Anant, N.*
Radiation Protection Dosimetry 146(1-3), p.303-306(2011) ; (JAEA-J 09409) [link]
　環境モニタリング及び放射線防護の観点から、再処理施設等を起源として地表面に沈着した237Np及び241Amの環境動態について実験的に検討した。収着特性が異なる2種類の土:砂質土及び赤色土を対象として、土カラム表面に収着させた237Np及び241Amを模擬地下水で溶離させる実験を行った。砂質土間隙水中で、237Npは陽イオン及び粒子状化学種で存在した。粒子状化学種は、砂質土と相互作用せずにカラム中を動いた。一方、陽イオン性化学種の移行は、可逆的なイオン交換反応と非可逆的な反応の両方に支配された。241Amは比較的大きな粒子を形成し、土カラム内にトラップされた。赤色土表面に収着した237Np及び241Amは、溶離液注入量の増加とともにカラム深部へと移行した。収着メカニズムはイオン交換反応に支配され、移行挙動は分配係数モデルで評価可能であることを示した。
39001150
Production and properties of transuranium elements
永目　諭一郎;　平田　勝
Radiochimica Acta 99(7-8), p.377-393(2011) ; (JAEA-J 09411) [link]
　We summarize historical perspective of the transuranium elements, neptunium (Np) through lawrencium (Lr), and recent progress on production, and nuclear and chemical properties of these elements. Exotic decay properties of heavy nuclei are also introduced. Chemical properties of transuranium elements in aqueous and solid states are summarized based on the actinide concept.
39001151
Factors controlling mobility of 127I and 129I species in an acidic groundwater plume at the Savannah River Site
乙坂　重嘉;　Schwehr, K.*;　Kaplan, D.*;　Roberts, K.*;　Zhang, S.*;　Xu, C.*;　Li, H.-P.*;　Ho, Y.-F.*;　Brinkmeyer, R.*;　Yeager, C.*;　Santschi, P.*
Science of the Total Environment 409(19), p.3857-3865(2011) ; (JAEA-J 09412) [link]
　米国サバナリバーサイトのFエリア廃液貯水池近傍における地下水中の安定ヨウ素(127I)及び放射性ヨウ素-129(129I)について、化学種別の分布を調査した。地下水中の129I濃度は、貯水池直近の観測点では8.6Bq/Lで、貯水池からの距離とともに減少した。129Iと同様に貯水池から地下水に流入すると考えられるトリチウム濃度は、貯水池近傍で高かったものの、下流域では129Iとは異なる地理的分布を示した。貯水池から流入するとは考えられない127Iも、貯水池直近の観測点で有意に高い濃度が検出された。地下水中の127I濃度は129Iのそれとよく似た地理的分布を示し、いずれも貯水池上流の「非汚染地域」では有意な濃度は検出されなかった。貯水池付近で見られた高い129Iと127I濃度は、この地域の土壌中に蓄積された129Iが、最近16年間での地下水のpH上昇に伴って流出されたものであると推測された。
39001152
Material attractiveness analysis of protected plutonium production for fast breeder reactors
Permana, S.;　鈴木　美寿;　齊藤　正樹*
Transactions of the American Nuclear Society 104(1), p.714-715(2011) ; (JAEA-J 09413)
　核燃料サイクルの核拡散抵抗性レベルを評価する物質魅力度の概念が開発されてきており、核兵器の原材料物質へ転用される潜在的な可能性を評価するための一般的なルールを決定するために役立てられている。本論文では、その物質魅力度を評価するために、ATTRとFOMの二つの方法論が調べられる。ATTRとFOMの二つの指標を用いた計算において、マイナーアクチニド元素(MA)をブランケット領域に添加する方法により、物質魅力度の低減化に対して同様な効果を得ることができた。また、MA添加は、ATTR指標における「現実的に用いることができない領域」、及びFOM2指標における「低魅力度領域」の各々に、ブランケット領域中のプルトニウムの魅力度を低下させることがわかった。
39001153
北海道幌延地域における地下水位と地質構造に基づく浅部地下水流動に関する検討
横田　秀晴;　山本　陽一;　前川　恵輔
地下水学会誌 53(2), p.193-206(2011) ; (JAEA-J 09415) [link]
　高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全性評価には、物質移動を規定する浅部から深部までの地下水流動特性の把握が必要とされる。原子力機構は、北海道幌延地域で浅部地下水流動系把握のための表層水理調査・研究を行っている。浅層ボーリング孔を用いた地下水位観測結果等から地下浅部の地下水位分布や地表から地下浅部への水の浸透を検討した結果、地下施設建設が周辺の地下水位に影響を及ぼしていないこと、積雪期にも地表から水の浸透が生じていること、大曲断層に沿って地表から地下への水の浸透が生じていることが明らかとなった。今後、土壌水分計等による観測結果等と併せて、地下への水の浸透・涵養を定量的に評価する必要がある。
39001154
長期的な海洋環境影響は?; 福島第一原子力発電所からの放出放射能の長期的海洋拡散シミュレーションと海産物摂取による内部被ばく評価
中野　政尚
日本原子力学会誌 53(8), p.559-563(2011) ; (JAEA-J 09416) [link]
　2011年3月11日の東日本大震災大津波による福島第一原子力発電所の事故に伴い、環境へ放射性物質が放出された。原子力機構が開発した計算コード LAMERを用いて、地球規模の長期的海洋拡散計算を行い、その海水中濃度及び海産物摂取による被ばく線量を推定した。8.45PBqの137Cs放出を仮定した場合、2012年4月以降の海水中の137Cs濃度は 最大でも約23Bq/m3と計算され、大気圏内核実験に起因する事故前の濃度の14倍程度だった。その後、最大濃度は減少を続け、2018年には核実験起源と同レベルになる。一方、海産物摂取による131I, 134Cs, 137Csからの内部被ばくは2012年4月以降、最大でも年間1.8μSvと計算され、大気圏内核実験に起因する過去の年間線量程度であると試算された。
39001155
原子力推進を堅持する米仏、撤退するドイツ; 福島事故後、情報共有と教訓反映を図る国際機関と欧米
北村　隆文;　花井　祐;　佐藤　一憲
日本原子力学会誌 53(8), p.569-575(2011) ; (JAEA-J 09417) [link]
　欧米からは遠い国である日本。そこで起きた福島第一原子力発電所の事故はまたたく間に世界中の国々に伝えられ、爆発の映像は各国で繰り返し放映された。この事故は原子力政策をめぐってさまざまな議論を巻き起こしたが、米国やフランスが原子力推進姿勢を堅持する一方で、ドイツやイタリアは原子力からの撤退を明確にするなど、各国の現実的な対応は分かれた。本稿では国際機関やフランス,米国などを中心に、同事故への対応や動向を紹介する。
39001156
PHITSコードの公開と開発の現状
佐藤　達彦
RIST News (51), p.13-19(2011) ; (JAEA-J 09420) [link]
　粒子・重イオン挙動解析コードPHITSは、2010年5月に公開されて以降、原子力分野のみならず工学・医学・理学の多様な分野で幅広く利用されている。本稿では、国内,国外それぞれにおけるPHITSの入手方法,利用に関する種々のサポートに続き、以下に述べるコードの改良のための取り組みを紹介する。核反応モデルの改良,核データライブラリの整備,残留放射能の計算機能,DPA計算機能,デルタ線生成機能,光核反応モデルの改良,電磁カスケードコードEGSとの統合,臨界計算が可能なMVPとの統合。
39001157
熱水力安全解析コードの開発に関する我が国と海外の動向
中村　秀夫
RIST News (51), p.30-42(2011) ; (JAEA-J 09421) [link]
　軽水炉の安全を確保するためには、原子炉システムの設計段階において、考え得る事故条件に対しても炉心が十分な余裕を持って冷却され続けることを、解析コードを用いた安全評価により確認しておく必要がある。福島第一原子力発電所の事故は、安全評価の前提に不十分な点があったことを思い知らされる事態であったが、精度良く事故現象を模擬できる解析コードの重要性をあらためて強く認識させるものでもあった。ここでは、安全評価などに用いられる熱水力解析コードの種類や利用法,開発状況をあらためて振り返り、関連する例として最近の韓国や中国でのコード開発を概観するとともに、我が国における今後のコード開発について考察した。
39001158
Si高指数面酸化過程のリアルタイム光電子分光による評価
大野　真也*;　井上　慧*;　森本　真弘*;　新江　定憲*;　豊島　弘明*;　吉越　章隆;　寺岡　有殿;　尾形　祥一*;　安田　哲二*;　田中　正俊*
信学技報 111(114), p.23-27(2011) ; (JAEA-J 09422) [link]
　シリコン高指数面(113)及び(120)の820Kでの初期酸化過程を687eVの放射光を用いてリアルタイムX線光電子分光(Si2p, O1s)によって調べた。Si2p光電子スペクトルの中のSin+(n=1-4)成分の時間発展から、Si(100)基板の酸化に比べて高指数面ではSi2+状態の形成が抑制されることがわかった。O1s光電子スペクトルは、低結合エネルギー成分LBCと高結合エネルギー成分HBCのふたつの成分から構成されている。LBCはひずんだSi-O-Siに対応している。反応速度はSi(100)基板の酸化に比べて高指数面では遅いこともわかった。
39001159
破壊エネルギー変化に基づく改良9Cr-1Mo鋼のクリープ疲労寿命評価
永江　勇二
耐熱金属材料第123委員会研究報告 52(2), p.125-134(2011) ; (JAEA-J 09423)
　改良9Cr-1Mo鋼を対象に、ヒステリシスエネルギー速度によるクリープ疲労寿命評価法の妥当性を評価した。ヒステリシスエネルギー速度と破損時間の関係は近似的にべき乗則で表される。圧縮保持においては、同じ試験温度の引張保持等の係数と比較し、Aの値が小さくなっていた。これは、見かけの破壊エネルギーが引張保持と比べて低下していることを意味しており、き裂の発生寿命や進展速度の減少と関係していると考えられる。ヒステリシスエネルギー速度に破損時間を乗じた値は、見かけの破壊エネルギーと考えられ、見かけの破壊エネルギーの変化もべき乗則で表される。見かけの破壊エネルギーの変化と金属組織変化との対応を評価した。その結果、破損時間の増加による見かけの破壊エネルギーの減少は、マルテンサイト・ラス組織の回復や等軸化と対応していることが考えられた。また、見かけの破壊エネルギーの変化に基づいたヒステリシスエネルギー速度による評価と比較して、時間消費則によるDDS案に従った評価は安全側の評価となる。相対的比較ではあるが、時間消費則による評価はそれと比べて安全側の予測となっており、高温構造設計としては妥当であると考えられる。
39001160
ナトリウム冷却高速炉に用いる改良9Cr-1Mo鋼製品の製作性と強度特性,1; 蒸気発生器管板用極厚鍛鋼品
永江　勇二;　江沼　康弘*;　押切　正人*;　伊達　新吾*;　豊吉　晃*;　相澤　大器*;　小山　庸一*;　柳沢　祐介*
耐熱金属材料第123委員会研究報告 52(2), p.161-169(2011) ; (JAEA-J 09424)
　実証施設の蒸気発生器管板に改良9Cr-1Mo鋼極厚鍛鋼品の適用が検討されているが、本鍛鋼品はこれまでに製造実績のない大きさ,形状となることから、実規模レベルの試作材を製造し、その製作性及び機械的特性の確認を行った。本試作は次の2点に留意して計画を行った。本試作体は偏析低減の観点からφ1800mmESR(エレクトロスラグ溶解法)鋼塊より製造し、実機製造時にも同種の鋼塊の使用を計画している。試作体と実機で鋼塊重量が異なるものの、試作体では実機相当の鋼塊性状が得られるものと思われる。また、試作体の熱処理に対して実機管板とほぼ同一の板厚形状及び熱処理条件を適用することにより、実機で予想される熱処理起因の機械的性質の板厚方向分布を模擬することが可能となる。
39001161
ナトリウム冷却高速炉に用いる改良9Cr-1Mo鋼製品の製作性と強度特性,2; 長尺薄肉小径伝熱管
若井　隆純;　鬼澤　高志;　小原　智史;　中島　崇*;　横山　哲夫*;　伊勢田　敦朗*;　小雲　信哉*;　二神　敏*
耐熱金属材料第123委員会研究報告 52(2), p.171-181(2011) ; (JAEA-J 09425)
　先進ループ型ナトリウム冷却高速炉(JSFR)の蒸気発生器に適用予定の密着型2重伝熱管の製作性見通しを得ることを目的として、過去に製造実績のない改良9Cr-1Mo鋼製薄肉小径伝熱管の製作性見通しを、国内メーカーの有する既存の工業規模製造設備を用いた試作によって得るとともに、試作管に対する機械的試験や金属組織観察を通じて、所要の性能が具備されていることを確認した。また、試作管を用いて密着2重伝熱管を試作し、長さ15mまでの製作性見通しを得た。さらに、密着2重伝熱管に求められる内外管間の空隙幅,面圧及び等価熱伝導率を測定し、種々の製作パラメータについて検討するとともに、今後の課題を抽出した。
39001162
Features of the J-PARC linac
小林　鉄也
AIP Conference Proceedings 1336 , p.29-32(2011) ; (JAEA-J 09426) [link]
　J-PARCは世界最大級を目指す大強度陽子加速器であり、大きく分けて400MeVリニアック,3GeVシンクロトロン(RCS: Rapid Cycling Synchrotron)及び50GeVシンクロトロン(MR: Main Ring)の3種類の加速器で構成され、さまざまな目的のため、幾つか実験施設に大強度ビームを供給する。そのリニアックでは負水素イオン(H-)を、RFQ, 3式のDTL及び16式のSDTL空洞を用いて324MHzの加速高周波で191MeVまで加速する。さらに21式のACS空洞を用いて972MHzの加速高周波により400MeVに達成する。現在ではSDTL空洞15式による181MeV加速を行っている。RCSの入射ビームは動量広がり(Δp/p)が±0.1%以下であることが必要で、そのためリニアックの加速電界の安定性は、位相,振幅変動それぞれ±1度,±1%以内が要求される。これを実現するため、高安定な光基準信号分配システムが開発され、またFPGAによる高機能なデジタルフィードバック(FB)制御システムにより加速電界の安定化制御を行っている。その結果、非常に安定で再現性の高いビームを供給可能となり、ビームコミッショニング及び利用実験を順調に進めることができた。その他J-PARCリニアックの主な特徴及び現在の状況等を報告する。
39001163
Refreshable decrease in peak height of ion beam induced transient current from silicon carbide metal-oxide-semiconductor capacitors
大島　武;　岩本　直也;　小野田　忍;　牧野　高紘;　出来　真斗;　野崎　眞次*
AIP Conference Proceedings 1336 , p.660-664(2011) ; (JAEA-J 09427) [link]
　炭化ケイ素(SiC)デバイスのイオン照射効果解明を目的に、エピタキシャル基板上に作製した金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタに酸素15MeVイオンマイクロビームを照射し、発生するイオンビーム誘起過渡電流(Transient Ion Beam Induced Current: TIBIC)を測定した。その結果、デバイスに逆方向電圧-10Vを印加した場合、測定当初はTIBICシグナルのピーク高さは0.18mA程度であるが、測定を続け、1800発のイオン入射後には0.10mAまで低下することが判明した。イオン照射をいったん停止し、デバイスへ順方向電圧1Vを印加し、さらに-10V印加し直して測定を再開したところ、低下していたピーク高さが0.18mAとなり、初期値まで回復した。順方向の電圧によりピーク高さが戻ったことから、SiCと酸化膜の界面に存在する深い界面準位がイオン入射により発生した大量の電荷により中性化されることで実効的な印加電圧が減少し、TIBIC測定中にシグナルのピークが減少したと考えられ、このことから、SiC MOSデバイスの照射効果の理解には界面準位の電荷挙動も考慮しなければならないということが結論できる。
39001164
Neutron diffraction study of hydrogen-ordered ice XI; Annealing effect and memory effect
荒川　雅*;　鍵　裕之;　Fernandez-Baca, J. A.*;　Chakoumakos, B. C.*;　深澤　裕
Physics and Chemistry of Ice 2010 , p.329-338(2011) ; (JAEA-J 09428)
　KOD, NaOD, LiOD, Ca(OD)2及びND3を含有させた氷の中性子回折を測定した。KOD及びNaODを含有させた氷試料においては、通常の氷(Ih)の水素秩序相である氷XIの存在が確認された。一方で、Ca(OD)2及びND3を含有させた氷試料では氷XIが発生しなかった。すべての試料に対してリートベルド解析を用いて試料中の氷XIの質量比(f)を求めた。一度氷XIに変化した経験のある試料は、経験したことのない試料よりも高いfの値を有することがわかった。この結果は、微小な水素秩序領域が氷XIとIhの転移温度以上で存在することが示唆している。また、fに対する含有物の種類と量の影響を分析したところ、低濃度の場合に高いfの値を示すことも明らかになった。以上の結果は、太陽系などに存在する氷の天体に大量の水XIが存在していることを示している。さらに、この論文では微小な水素秩序領域と原始太陽系における氷粒子の進化について考察した。
39001165
Circulation improvement of articles in journals written in non-english languages; A Special journal titles translation list of journals written in Japanese for the international bibliographical database
權田　真幸;　国井　克彦;　中嶋　英充;　池田　貴儀;　板橋　慶造;　小池　明美*;　五十嵐　歩*
Proceedings of 12th International Conference on Grey Literature (GL-12) , p.113-117(2011) ; (JAEA-J 09429)
　今日、学術情報の流通性が国際的に向上し、学術コミュニケーションは"国際語"である英語が中心となっている。一方、英語以外で書かれた文献については、言語の壁があり、物理的な流通性は英語文献と同様に向上しているにもかかわらず、依然"灰色文献"のままとなっていると推察される。こうした中、IAEAを中心に作成されているINISデータベースでは、書かれた言語にかかわらず、収録された文献情報は標題,抄録など、すべて英語で作成されており、原子力分野の学術情報の国際的な流通に寄与している。しかしながら、非英語雑誌の雑誌タイトルは字訳されたローマ字で表記されており、その言語を理解できない利用者にとっては、雑誌の主題や性格がわからないという欠点があった。この表記では、日本語を理解できない利用者はどのような雑誌かわからず、せっかく必要な記事が掲載されていたとしても、入手を躊躇してしまう恐れがある。日本語をはじめとする非英語雑誌の流通性を向上させるためにはこの言語の壁は早急に取り払われるべきである。そこで、非英語雑誌に掲載された文献の流通を向上させる試みとして、日本語雑誌を例にINISデータベースに収録されている雑誌タイトルの翻訳リストを作成した。このリストをINISデータベースに公開するほか、将来的にはデータベースに実装することにより非英語雑誌の流通性向上の一助とする。
39001166
Graft-type polymer electrolyte membranes consisting of poly(ether ether ketone) prepared by radiation technique
前川　康成;　長谷川　伸;　越川　博;　Chen, J.
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.104-105(2011) ; (JAEA-J 09430)
　放射線グラフト重合法を、耐熱性,機械特性に優れたポリエーテルエーテルケトン(PEEK)膜に適用することで、従来の市販膜よりも機械強度で2.3倍かつ導電率で1.5倍の性能を有する高分子電解質膜の開発に成功した。このPEEK電解質膜は、95℃で1000時間以上の連続運転可能なことを実証した。さらに、その高い機械強度を活かして、PEEK電解質膜の膜厚を従来の1/5以下である10μmに薄膜化できた。薄膜化による膜抵抗低減により、0.2-1.0A/cm2の電流密度領域で、従来膜よりも高い出力密度が達成できた。
39001167
Radiation-induced grafting of acrylonitrile monomer onto cellulose nonwoven fabric
佐伯　誠一;　Puspitasari, T.*;　瀬古　典明
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.124-125(2011) ; (JAEA-J 09431)
　Cellulose has been studied as trunk polymer of radiation-induced grafting as well as synthetic polymers. However, cellulose is easy to be degraded and be brittle by irradiation. In this topic, to lower the dose for radiation-induced grafting on cellulose, radiation-induced grafting with o/w emulsion which has ever succeeded to achieve high degree of grafting on synthetic polymer with lower dose was studied using acrylonitrile monomer as a model of typical vinyl monomer. As a result, degree of grafting in the case of emulsion system increased remarkably compared to organic solvent system. And, from 10% to 20% of acrylonitrile monomer concentration, micelle size and degree of grafting increased with increment of acrylonitrile monomer concentration respectively. It is assumed that larger micelles accelerate grafting reaction. As a whole, the effectiveness of radiation emulsion grafting were elucidated even in the case of cellulose as well as trunk polymer.
39001168
Preparation of amine-type adsorbents with emulsion graft polymerization of 4-hydroxybutyl acrylate glycidylether
Ma, H.;　保科　宏行;　瀬古　典明
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.132-135(2011) ; (JAEA-J 09432)
　In this study, a pre-irradiation method was used for emulsion graft polymerization of 4-hydroxybutyl acrylate glycidylether (4-HB) onto polyethylene/polypropylene (PE/PP) nonwoven fabric. After 30 kGy irradiation, with 4-HB concentration of 5%, surfactant span 20 of 0.5% at 40 ℃ for 2 h, the trunk polymer was made grafted at a Dg of 135%. 4-HB-grafted PE/PP nonwoven fabric was modified by ethylenediamine (EDA). With a Dg of 135%, the amine group density of the adsorbent is 2.8 mol/g. The adsorption test was carried out by batch experiment in several metal ion solutions, and the removal ratio from the EDA modified adsorbent of the metal ions is in the order of Cu2+ > Pb2+ > Zn2+ > Ni2+ > Li+. Compared with glycidyl methacrylate (GMA) which is a typical functional monomer for graft polymerization, 4-HB-grafted adsorbent exhibited not only better mechanical property but also higher adsorption capacity of Cu2+ and Pb2+.
39001169
Recovery of precious metals using biomass
広田　耕一;　Parajuli, D.;　瀬古　典明
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.136-137(2011) ; (JAEA-J 09433)
　金,白金,パラジウムなどの貴金属を回収する一般的な方法として、溶媒抽出,凝集沈殿,イオン交換などがあるが、これらの方法は高い初期投資,多量の溶媒使用及び廃液の発生など多くの問題を抱えている。これに対して、バイオマス吸着材は、経済性に優れるほか、廃液もほとんど発生しないため、低環境負荷型の技術として注目されている。本研究では、電子線を利用して日本杉を基材とする吸着材を合成し、模擬高レベル放射性廃棄物からパラジウムを分離回収する実験を行った。その結果、パラジウムのみを選択的に分離回収することができた。また、合成した吸着剤の耐放射線性を調べるため、γ線照射下でパラジウムに対する最大吸着量を調べたところ、市販の吸着材は0.12mol/kgであったが、合成した吸着剤からは照射の有無に関係なく約1.0mol/kgの高い値が得られた。この結果から、合成した吸着剤は耐放射線性が高く、高レベル放射性廃棄物からもパラジウムを回収できることがわかった。
39001170
Development of a new grafting system for making metal adsorbent
瀬古　典明;　植木　悠二;　Thi Yen Ninh, N.*;　Bang, L. T.*;　玉田　正男
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.140-141(2011) ; (JAEA-J 09434)
　To make a practical synthesis process for metal adsorbents, we have developed a new emulsion grafting system instead of general organic solvent system. A glycidyl methacrylate (GMA) was used for precursor monomer which can be introduced many functional unit after grafting. The emulsion state of GMA in water with surfactants was stable during grafting time. Although irradiation dose was necessary 200 kGy to make adsorbents in organic system, in general, we found that a pre-irradiation dose could be reduced until 10 kGy. This result implies that water can be considered as an effective grafting solvent, and the new emulsion grafting system is high effective for grafting rate.
39001171
Synthesis of fibrous metal adsorbent by radiation-induced emulsion grafting of ethyl styrenesulfonate
植木　悠二;　瀬古　典明;　玉田　正男
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.144-145(2011) ; (JAEA-J 09435)
　A fibrous metal adsorbent was synthesized by radiation-induced emulsion grafting of ethyl styrenesulfonate (ETSS) onto a polyethylene nonwoven fabric, followed by hydrolysis of the ETSS grafted chains to form styrenesulfonate grafted chains. The degree of grafting (Dg) could be controlled up to 810% (4.2 mmol-ETSS/g-adsorbent) by changing the pre-irradiation dose, ETSS concentration, grafting temperature and grafting time. The sulfonic acid (SO3H) group density and conversion ratio of ETSS reached 3.7 mmol-SO3H/g-adsorbent and 88%, respectively. The performance of the fibrous metal adsorbent was evaluated by batchwise adsorption test of Cu(II). The adsorption rates of the fibrous adsorbents were 11 to 205 times higher than that of commercial granular resin, depending on the Dg of adsorbents. The adsorption equilibrium times of adsorbents having Dg of 50%, 100%, 200%, 400% and 700% were 7, 20, 60, 90 and 130 min, respectively (granular resin: > 24 h).
39001172
Development of grafted type poly(ether ether ketone) electrolyte membranes; Morphology of PEEK substrate and radiation-induced graft polymerization.
長谷川　伸;　Chen, J.;　越川　博;　岩瀬　裕希*;　小泉　智;　大沼　正人*;　前川　康成;　岩瀬　裕希*
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.238-239(2011) ; (JAEA-J 09436)
　耐熱性、及び機械特性に優れた芳香族炭化水素膜であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)基材へのスルホン酸含有スチレン誘導体の放射線グラフト重合を検討した。PEEK膜へのスルホン酸含有スチレン誘導体であるスチレンスルホン酸エチルエステル(E4S)へのグラフト重合は、PEEKの結晶化度11から26%において穏やかに進行し、72時間でグラフト率50%以上に達した。しかしながら、結晶化度26%以上では、グラフト重合がほとんど進行しなかった。SAXSを用いてこれら結晶化度の異なる試料についてモルホロジーの変化を検討したところ、結晶化度26%以上でd=14nmのラメラ周期構造を見いだした。こうして、結晶化度26%以上でのPEEK膜へのグラフト重合の抑制は、ラメラ周期構造の形成によるモノマー拡散の阻害によることが明らかとなった。
39001173
Preparation of anion-exchange membranes for fuel cell applications by γ-ray pre-irradiation grafting
越川　博;　八巻　徹也;　浅野　雅春;　前川　康成;　山口　進*;　山本　和矢*;　朝澤　浩一郎*;　山田　浩次*;　田中　裕久*
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.240-241(2011) ; (JAEA-J 09437)
　燃料電池用アニオン交換型電解質膜(AEM)をETFE膜へのクロロメチルスチレングラフト重合とトリメチルアミンの四級化反応により作製した。塩化物型のAEMを1M-KOH及び窒素ガスでバブリングした純水で処理することで水酸化物型に置換できる。しかし、水酸化物型はCO2が溶存した水で重炭酸化物型に置換される。AEMは対イオンの酸性度が低いと伝導率及び含水率が増加した。グラフト鎖に架橋を導入すると、スチレンスルホン酸グラフト鎖のプロトン交換型電解質膜で効果があったが、AEMでは塩化物型と水酸化物型ともに含水率がわずかに減少しただけだった。この結果から、AEMの水酸化物型で強力に水を吸収する傾向があることが明らかになった。
39001174
Radiation degradation of graft-type polymer electrolyte membranes
澤田　真一;　岩井　保則;　山西　敏彦;　前川　康成
Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet) , p.242-243(2011) ; (JAEA-J 09438)
　国際熱核融合実験炉(ITER)の固体高分子型水電解システムでは、耐放射線性に優れた電解質膜が要求される。そこで本研究では、放射線グラフト法で作製した電解質膜の耐放射線性を調べた。エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)とポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を基材とするグラフト電解質膜に対し、500kGyのγ線を照射した後、膜の重量残存率,イオン交換容量(IEC),プロトン伝導度,機械的強度を測定した。ETFE電解質膜の場合、すべての膜特性が著しく低下してしまった。一方、PEEK基材電解質膜はそれほど膜特性を失わず、優れた耐放射線性を有することが明らかとなった。この結果は、PEEK電解質膜はITER内水電解システムの膜材料として有望であることを示唆する。
39001175
Preparation of reference materials on radiochemical analysis for low-level radioactive waste generated from Japan Atomic Energy Agency
石森　健一郎;　亀尾　裕;　中島　幹雄*;　高橋　邦明
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 7p.(2010) ; (JAEA-J 09439)
　In order to prepare simulated reference materials of solidified products using a laboratory-scale electric furnace instead of a plasma heating device, melting tests of miscellaneous simulated solid wastes were conducted. Under the optimum melting conditions, reference materials containing α-ray emitting nuclides (237Np, 241Am and 244Cm) or γ-ray emitting nuclides (60Co, 137Cs and 152Eu) were prepared. For reference materials containing β-ray emitting nuclides such as 14C and 36Cl, a preparation method with nuclear reaction 14N(n, p)14C or 35Cl(n, γ)36Cl by thermal neutron irradiation was attempted. The radioactivity concentrations of the reference materials were evaluated from radiochemical analysis. It was confirmed that the reference materials could be successfully prepared on the present preparation methods.
39001176
Study on evaluation models of management data for decommissioning of FUGEN
芝原　雄司;　泉　正憲;　南光　隆;　立花　光夫;　石神　努
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM) , 7p.(2010) ; (JAEA-J 09440)
　In the Fugen nuclear power plant (FUGEN), the dismantling of equipments in the turbine building has started in 2008, and the dismantling of equipments around the reactor is scheduled around in 2015. To evaluate the management data on this dismantling of equipments around reactor appropriately, it is very important to study whether the conventional evaluation models have the applicability for FUGEN or not. The study on the evaluation models of management data for the dismantling of equipments in FUGEN is reported in this paper.
39001177
Development of an accurate methodology for measuring the pore fluid pH of low-pH cementitious materials
Alonso, M. C.*;　García Calvo, J. L.*;　Pettersson, S.*;　Cuñado, M.*;　Vuorio, M.*;　Weber, H.*;　植田　浩義*;　内藤　守正;　Walker, C.
Proceedings of 13th International Congress on the Chemistry of Cement (13th ICCC) (CD-ROM) , 7p.(2011) ; (JAEA-J 09441)
　低アルカリ性セメントの開発において基本的なことは、pHの目標値を決定づける配合の量と品質を確保するために正確かつ信頼できる方法でpHを測定することである。本件の目的は低アルカリ性セメントのpHを測定するための標準的な手順を開発することである。文献調査により4つの方法を出発点に検討を開始し、その結果、圧搾法をレファレンスに、浸出法を通常の方法として2つのタイプを選定した。これらについて、pHに影響を与える固液比などのパラメータを変えて手順の検討を行い、同じサンプルを用いて7か国8機関でそれぞれ測定を試みたところ、ばらつきは小さく、高い再現性を有することが示された。
39001178
High temperature oxidation of FBR structural materials in carbon dioxide and in air
古川　智弘;　加藤　章一;　稲垣　嘉之;　有冨　正憲*
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 5p.(2011) ; (JAEA-J 09442)
　高速炉への超臨界CO2ガスタービンサイクルへの適用に向けた課題の一つに、高温超臨界CO2中での構造材料の腐食が挙げられる。本研究では、0.2MPa及び1MPaに加圧したCO2中及び大気中において構造材料の高温酸化試験を実施し、その酸化挙動を調べた。これまでに報告している10MPa及び20MPaの超臨界CO2中での高温酸化挙動を含めて評価した結果、すべての供圧材においてCO2圧力の影響はほとんど見られなかった。また、大気中における高温酸化は、CO2中での結果に比べて非常に小さかった。
39001179
Cerebral methodology based computing to estimate real phenomena from large-scale nuclear simulation
鈴木　喜雄
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09443)
　原子力分野では、原子力プラントの安全安心をより向上するために、シミュレーションから実現象を推定することが不可欠である。ここで、V&V及び不確かさの定量化により、偶発的な不確かさと、認知的な不確かさを評価するとともに、計算確度を求めるため、シミュレーションに含まれる不確かさ解析が必要となる。この実現のため、われわれは、人の推論過程を参照し、演繹的アプローチと帰納的アプローチを用いた思考的コンピューティングを提案している。われわれは、そのプロトタイプを構築し、原子力プラントの熱変位解析に適用した。この結果、われわれのアイデアは、不確かさの低減と計算確度導出に有効であることを確認した。
39001180
Management of radioactive materials for the disassembly of JT-60U fusion tokamak device
助川　篤彦;　宮　直之;　及川　晃
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09444)
　超伝導トカマク核融合試験装置の建設に向け、解体中の臨界プラズマ試験装置(JT-60U)で使用された構造材とコンポーネント材の誘導放射能を計算及び測定により評価した。それら材料における誘導放射能のうち、最も高い誘導放射能を有する材料はステンレスで、主要核種はステンレス中の60Coである。JT-60U真空容器の第一壁台座として使用しているステンレス316材は、約35トンである。解体に伴う放射化物の取り扱いにおいて、金属中の放射性核種の評価は重要であり、解体に伴う放射化物は、放射線障害防止法による放射化物の取り扱いに関する基準に従って、JT-60施設内の管理区域にて保管する。
39001181
Analysis of a loss of forced cooling test using the High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR)
高松　邦吉;　植田　祥平;　沢　和弘
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 10p.(2011) ; (JAEA-J 09445)
　高温工学試験研究炉(HTTR)を用いて高温ガス炉の優れた固有の安全性を実証するために、安全性実証試験として計画されている循環機3台停止試験は、1次冷却材であるヘリウムガスを循環させている循環機を停止して、原子炉の強制冷却を喪失させるものである。同様に炉容器冷却設備停止試験は、強制冷却の喪失に引き続き、原子炉圧力容器の外側から炉心の残留熱を除去する炉容器冷却設備を停止するものである。試験時の原子炉の挙動を解析し、試験がHTTRの通常運転の範囲内で安全に実施できることを確認する。
39001182
Preliminary evaluation of JSFR achievement level to risk targets
栗坂　健一;　岡村　茂樹*
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 10p.(2011) ; (JAEA-J 09446)
　日本原子力研究開発機構は高速炉サイクルの実用化研究開発(FaCT)プロジェクトにおいてナトリウム冷却高速炉JSFRを開発しており、安全性に関する設計要求の一つとしてリスク目標の達成が設定された。リスク目標とは炉心損傷頻度(CDF)及び炉心損傷時の格納容器機能喪失頻度(CFF)にかかわる定量的な設計要求である。本論文は、FaCTプロジェクトフェーズI(2006年度〜2010年度)におけるJSFRのリスク目標への達成度の予備評価について記述する。出力運転時の内的事象にかかわるCDFを評価するために予備的なレベル1PSAを実施した。その結果得られたCDF値は、CDF及びCFFの両設計要求値よりも低い。また、地震事象に対して、炉心損傷防止の点から主要な機器・構造物を選定し、免震効果及び免震装置における積層ゴムのハードニング効果を考慮した地震応答解析を行い、これに基づき損傷確率を評価した。その結果、JSFRの主要な機器・構造物は十分な耐震余裕を有することを確認したので、地震事象に対してもリスク目標を達成可能と判断した。
39001183
Numerical investigation on large-scale eddy structure in unsteady pipe elbow flow at high Reynolds number conditions with large eddy simulation approach
田中　正暁;　大島　宏之
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM) , 12p.(2011) ; (JAEA-J 09447)
　本研究では、ショートエルボを有するナトリウム冷却大型高速炉の一次系ホットレグ配管における流力振動現象を対象として、既往試験の中から層流条件から高Re数条件まで幅広い条件下でのショート及びロングエルボでの試験解析を行い、原子力機構で開発している解析コードの検証の一環として非定常流動現象への適用性を確認するとともに、ショートエルボ配管壁面に有意な圧力変動をもたらす大規模渦構造の存在を示し、非定常流動現象の発生メカニズムを明らかにしたものである。
39001184
Development of LBB assessment method for Japan Sodium Cooled Fast Reactor (JSFR) pipes, 5; Crack growth assessment method for pipes made of Mod.9Cr-1Mo steel
若井　隆純;　町田　秀夫*;　吉田　伸司*;　時吉　巧*;　菊地　浩一*;　Xu, Y.*;　月森　和之
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09448)
　仮想的初期き裂が成長して管厚を貫通するときの長さを見積もるマスターカーブを提案する。改良9Cr-1Mo鋼の疲労き裂及びクリープき裂進展特性を明らかにするため、CT試験片を用いた高温き裂進展試験を実施した。これらの実験データとき裂進展解析結果に基づき、貫通時き裂長さと膜・曲げ応力比の関係を示す、いわゆるマスターカーブを提案した。ここでは、半径と板厚の比に依存する改良9Cr-1Mo鋼管のマスターカーブを提案した。
39001185
An Evaluation method for plastic buckling of cantilever type pipes controlled by displacement loads, 2; Verification of proposal method by buckling test
安藤　勝訓;　手塚　泰治*;　中村　敏夫*;　大川　智宏*;　江沼　康弘*;　川崎　信史;　月森　和之
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09449)
　Displacement controlled buckling tests are carried out with cantilever type pipes made of Mod.9Cr-1Mo steel fixed at lower end. The top of pipe is pulled by servo pulser machine. To confirm the effect of configuration, pipe thickness and length, four kinds of pipes are supplied for buckling test in the room temperature. In addition these tests, high temperature test is carried out at 550℃. Comparison of test results and FEA results proved that examinations are adequately predictable by FEA. The relationship between reaction force and displacement at pipe top is predicted accurately. Therefore proposed estimation method of buckling criterion, which is constructed by series of FEAs, is good corresponding to the test results.
39001186
The Creep-fatigue evaluation method for intermediate hold conditions; Proposal and validation
岡島　智史;　川崎　信史*;　加藤　章一;　笠原　直人
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09450)
　In this paper, for the application to the Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR), the creep-fatigue damage evaluation method is improved to consider the intermediate holding condition. The improved method is validated through both of the uni-axial and the structure model creep-fatigue tests. In these validations, the target material is 316FR steel, which is planned to use for the reactor vessel. In the conventional method, in order to evaluate the creep damage conservatively, the maximum tensile value in the thermal stress transient cycle is used as the initial stress. The improved method evaluates the creep damage using the lower initial stress than the conventional method, while it has the rational margin.
39001187
Benchmark analysis on the failure probability assessment of piping with stress corrosion cracks
荒川　学*;　鳴海　賢太郎;　町田　秀夫*;　鬼沢　邦雄
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 8p.(2011) ; (JAEA-J 09451)
　本論文は、近年BWRプラントにおいてSCCき裂が発見されている再循環系(PLR)配管の構造信頼性評価のために開発された2つの確率論的破壊力学解析コードのベンチマーク解析について述べる。本ベンチマーク解析は、原子力機構で開発したPASCAL-SP及びテプコシステムズが開発したPEPPER-Mの2つの解析コードを用いて実施した。両解析コードについて、SCCき裂を有するPLR配管の健全性評価にかかわる規制基準や維持規格等に基づいて、まず決定論的解析手法の妥当性を確認した後、共通問題を設定し確率論的手法により破損確率解析を実施した。この結果、両コードによるPLR配管の破損確率に関する解析結果はよく一致することを確認した。また、確率モデルや解析手法についての比較から、破損確率に及ぼす変数等の重要度に関する知見が得られた。
39001188
An Evaluation method for plastic buckling of cantilever type pipes controlled by displacement loads, 1; Proposal of the estimation method and the criterion
安藤　勝訓;　手塚　泰治*;　中村　敏夫*;　大川　智宏*;　江沼　康弘*;　川崎　信史;　月森　和之
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 9p.(2011) ; (JAEA-J 09452)
　Estimation method of the buckling criterion of cantilever type pipes subjected to lateral displacements is proposed. We define the criterion of the deformation controlled buckling based on bending strain at buckling portion. Then finite element method is used to estimate the displacement and bending strain at local buckling portion on the displacement controlled buckling. All of the finite element analysis are carried out by using the material properties of Mod.9Cr-1Mo and 316FR. As the result, an equation which represents the limitation for displacement controlled buckling of cantilever type pipes is proposed.
39001189
Manufacturing status of JT-60SA vacuum vessel and the related technology of welding
芝間　祐介;　正木　圭;　櫻井　真治;　柴沼　清;　逆井　章
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 10p.(2011) ; (JAEA-J 09453)
　JT-60SA真空容器(150トン)について、製作現状を設計概念とともに紹介したうえで、製作に適用された溶接技術について述べる。真空容器は、プラズマを生成するために超高真空の空間を提供するトーラス型の容器である。真空容器は18のセクターからなり73の開口部を有する。大半径5.0m,高さ6.6mで、運転中に作用する電磁荷重に耐え得る高剛性の二重壁構造を採用している。構造材料に316L材を選定し、製作に用いる溶接技術を選定及び開発した。一様な溶接品質を得るために自動溶接を適用し、溶接変形を低減しつつ溶着量の増加を図る溶接条件を評価した。これらの結果をもとに、20度上半分セクターを試作し、製作手順,溶接変形の矯正,ジグの設計等に検討を経て、実機製作への見通しを得たので報告する。
39001190
Development of LBB assessment method for Japan Sodium Cooled Fast Reactor (JSFR) pipes, 4; Verification of crack opening displacement assessment method for thin wall pipes made of Mod.9Cr-1Mo steel
若井　隆純;　町田　秀夫*;　吉田　伸司*;　川島　芙美子*;　菊地　浩一*;　Xu, Y.*;　月森　和之
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 10p.(2011) ; (JAEA-J 09454)
　き裂開口変位評価法の改良と改良9Cr-1Mo鋼製薄肉管の高温4点曲げ破壊試験結果による妥当性検証について述べる。溶接継手を有しない管のき裂開口変位評価結果は、実験結果とよく一致したが、き裂が溶接金属又は溶接熱影響部にある場合には、き裂開口変位は過大評価された。この結果を踏まえ、LBB評価に適用する合理的な漏えい評価法が提案された。
39001191
Comparison of creep-fatigue evaluation methods with notched specimens made of Mod.9Cr-1Mo steel
安藤　勝訓;　廣瀬　悠一*;　唐戸　孝典*;　渡邊　壮太*;　井上　修*;　川崎　信史;　江沼　康弘*
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 11p.(2011) ; (JAEA-J 09455)
　To compare and evaluate these estimation methods, a series of creep-fatigue test was carried out with notched specimens. All the specimens were made of Mod.9Cr-1Mo steel. Deformation controlled creep-fatigue tests and temperature controlled creep-fatigue tests were performed and creep-fatigue lives, crack initiation and propagation processes were observed by digital micro-scope and replica method. A series of elastic Finite Element Analysis were carried out and number of cycles to failure was predicted by several creep-fatigue damage evaluation methods. Then these results were compared with test results. Four types of evaluation methods which are stress reduction locus method, simple elastic-follow up method, the method using conventional Neuber's rule and the methods described in JSME FBR design code were applied. In addition that, experimental based estimation were also compared.
39001192
Effects of graphite surface roughness on bypass flow computations for an HTGR
Tung, Y.-H.*;　Johnson, R. W.*;　佐藤　博之
Proceedings of 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2011) (CD-ROM) , 12p.(2011) ; (JAEA-J 09456)
　次世代原子力プラントでの採用が検討されている、熱出力350MWのブロック型高温ガス炉を対象として、壁面摩擦及び熱伝達に関する検証、流路表面粗さをパラメータとした炉心バイパス流れ現象の流体解析評価を行った。解析結果から、燃料体の冷却材流路で想定される設計条件においては二方程式乱流モデルの適用により十分な精度が得られることを確認した。また、表面粗さを変更した場合には、各流路における冷却材出口の最大温度差には影響を与えないことを明らかにした。本結果から、今後、ブロック型高温ガス炉の炉心設計に熱流体解析を十分適用できる目途を得た。
39001193
Assessment system of marine environment in the Japan Sea
川村　英之;　小林　卓也;　外川　織彦;　鬼塚　剛*
Proceedings of 7th International Conference on Natural Computation/8th International Conference on Fuzzy Systems and Knowledge Discovery , p.1742-1746(2011) ; (JAEA-J 09457)
　日本原子力研究開発機構では、放射性核種を含む海洋中汚染物質の移行と公衆への影響を計算する海洋環境評価システムを開発してきた。本システムは、海洋大循環モデル,海洋中物質移行モデル及び線量評価モデルの3つのモデルから構成されている。本システムはこれまでに日本海で起こったタンカー事故によって流出した重油の移行シミュレーションや日本海に存在する人工放射性核種のバックグラウンド値を計算するために使用されてきた。さらに、日本海の生物起源懸濁物質濃度を見積もるため、低次生態系モデルの開発を行っている。
39001194
Development and future challenge for Advanced Solution Measurement and Monitoring System (ASMS)
中村　仁宣;　向　泰宣;　吉元　勝起;　田村　崇之*;　岩本　友則*
Proceedings of INMM 52nd Annual Meeting (Internet) , 9p.(2011) ; (JAEA-J 09458)
　原子力機構と日本原燃は保障措置課題解決及び次世代保障措置機器開発のため、大型再処理工場における精製工程以降の高濃度プルトニウム溶液中のPu量の直接測定技術として、共同で先進溶液測定・監視システム(ASMS)を開発している。本発表では、ASMS開発の第一段階として、プルトニウムの定量に関する技術及び方法論をまとめた。詳細なMCNPXのモデル化と計算並びに硝酸プルトニウム溶液を用いた校正実施により、Pu実効質量と計数率に関する校正定数を得ることができ、その測定不確かさは約3%(2時間測定かつ低液位領域を除く)であった。この値は当初の開発目標である6%(保障措置機器達成目標)を達成するものである。本発表では、ASMSを用いた保障措置設計概念とSMMSとのASMSの協調によるメリットについても併せて示した。
39001195
The Impact of advanced technologies on the efficiencies of safeguards and facility operations
Hoffheins, B.;　宮地　紀子;　浅野　隆;　長谷　竹晃;　石山　港一;　木村　隆志;　小谷　美樹
Proceedings of INMM 52nd Annual Meeting (Internet) , 10p.(2011) ; (JAEA-J 09459)
　日本の原子力平和利用について追加議定書やIAEAの拡大結論の結果に続き、査察の効率性を高め、申告の正確性と完全性を確かなものとするため、統合保障措置の適用に向けて、日本政府と施設運転者はIAEAとともに取り組んできた。これらの保障措置アプローチは、非立会のサーベイランスや非破壊分析測定,自動化された核物質計量,ソリューションモニタリングや遠隔監視のような先進的な技術の導入に依存するところが多い。これらの技術は、ランダム中間査察を可能にし、また、核物質計量と査察活動に必要な努力のレベルを低減化した。運転や査察のプロセスにおける先進的な技術の影響をより広範に理解することは、より良いシステム設計や既存システムの評価を支援する評価手法の開発に有用である。
39001196
Design and trial manufacturing of the thermal shield for JT-60SA
神谷　宏治;　市毛　寿一;　本田　敦;　吉田　清
Proceedings of International Cryogenic Engineering Conference 23 (ICEC-23) and International Cryogenic Materials Conference 2010 (ICMC 2010) , p.797-802(2011) ; (JAEA-J 09460)
　臨界プラズマ試験装置JT-60は、日欧で結ばれた幅広いアプローチ活動(BA)の一環として、プラズマ閉じ込め用マグネットを超伝導化するJT-60SAとしてプラズマ閉じ込め性能を向上させる。JT-60SAでは、超伝導マグネットは放射シールド(サーマルシールド)で包囲し、プラズマ真空容器や室温からの放射伝熱や伝導伝熱を低減する。本研究では、JT-60SA用サーマルシールドの設計と現状及び熱解析について報告する。次に、熱解析結果の温度を用いたプラズマ運転時のサーマルシールドの構造解析、及びプラズマ真空容器側サーマルシールド組立時の構造解析について報告する。最後に、VVTS10度分の試作を行い、製作公差について報告する。
39001197
Development of Level 2 PSA methodology for sodium-cooled fast reactors; Overview of evaluation technology development
鈴木　徹;　中井　良大;　神山　健司;　清野　裕;　小山　和也*;　守田　幸路*
Proceedings of OECD/NEA Workshop on PSA for New and Advanced Reactors (CD-ROM) , 10p.(2011) ; (JAEA-J 09461)
　ナトリウム冷却高速炉(SFR)の包括的な安全評価を実施するためには、確率論的安全評価(レベル2PSA)が不可欠である。この目的を達成するため、原子力機構はレベル2PSAで評価対象となる全事象に対し、解析手法及び技術的データベースの整備を実施した。SAS4A, SIMMER-III, DEBNET, ARGO及びAPPLOHS等の既存の解析コードに加えて、損傷炉心における長期的な物質再配置挙動を評価するため、MUTRANとSIMMER-LTという2つの解析コードを新たに開発した。これらの開発により、原子炉容器内の事象推移を系統的に評価することが可能になった。また、原子炉容器外(格納容器内)における事象推移をSFRに特有の現象を踏まえて評価するため、CONTAIN/LMRコードを改良するとともに、同コード内で用いられる解析モデルをナトリウム-コンクリート反応に関する新たな試験データを活用することによって検証した。さらに、レベル2PSAの現象論的イベントツリーを構築するために必要となる技術的データベースを整備した。このデータベースでは、事象推移に顕著な影響を与える支配因子が既往の関連知見(試験データ及び解析結果)に対応付けられている。
39001198
Fission dynamics in heavy ion collisions on 238U
西尾　勝久
Proceedings of Scientific Workshop on Nuclear Fission Dynamics and the Emission of Prompt Neutrons and γ rays , p.77-84(2011) ; (JAEA-J 09462) [link]
　Fragment mass distributions for fission after full momentum transfer (FMT) were measured for the 30Si, 31P, 34,36S, 40Ar + 238U reactions at bombarding energies around the Coulomb barrier. The experiment was carried out at the JAEA tandem accelerator facility. We observed strong variation of the mass distribution on beam energy and projectile nuclei. In the reaction of 36S + 238U we observed a transition from symmetry to asymmetry mass distributions when the beam energies were decreased from the above-barrier to sub-barrier values. The mass asymmetry was AL/AH = 74 /200, which corresponds to the fission valley leading to the doubly closed-shell nuclei 78Ni/208Pb. The fission channel is populated by quasifission, which is the disintegration without forming the compound nucleus. The incident-energy dependence is strongly correlated with the prolate deformation of 238U and the orientation at the initial impact. The results indicate that the reaction starting at the polar collisions on 238U has larger quasifission probability. We observed the mass asymmetry in the quasifission channel depends on the projectiles. The parameter indicates the approaching distance of a system to the compound nucleus states before disintegrating as quasifission.
39001199
地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント; 地層処分において必要と考えられる高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の機能と要件報告書
吉沼　明彦;　塩月　正雄;　中山　治郎
地層処分対象放射性廃棄物の品質マネジメント; 地層処分において必要と考えられる高レベル放射性廃棄物(ガラス固化体)の機能と要件報告書(インターネット) , 54p.(2011) ; (JAEA-J 09463) [link]
　ガラス固化体を含む地層処分対象廃棄物の製造や処分等にかかわる日本原子力研究開発機構,日本原燃,電力会社,原子力発電環境整備機構は、地層処分対象廃棄物の品質マネジメント検討にかかわる協力に関する覚書を締結し、各社が有する地層処分対象廃棄物にかかわる技術開発等の技術情報を共有化し、地層処分対象廃棄物の品質マネジメントにかかわる検討を進めることとした。品質マネジメントの検討を進めるに際し、電力会社は地層処分対象廃棄物のうちガラス固化体について処分体として求められる要件等の検討を日本原子力学会に委託した。この検討結果を取りまとめた品質マネジメントの報告書については、日本原子力学会のホームページに掲載される予定であり、原子力機構から提供したガラス固化体にかかわる技術情報が公開となる。
39001200
東海タンデム加速器における新たなビーム利用開発
松田　誠;　遊津　拓洋;　左高　正雄;　花島　進;　中村　暢彦;　株本　裕史;　沓掛　健一
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.65-68(2011) ; (JAEA-J 09464)
　原子力機構-東海タンデム加速器では、加速されるイオンビームの利用分野拡大のため、大型静電加速器の特徴を活かした加速器開発を行っている。1番目にはどのような質量のイオンであっても加速できるという静電加速器の特徴を活かし、高電圧端子内イオン源からのクラスタービームの加速計画を進めている。荷電変換を必要としないシングルエンド加速であり、最大18MV程度の加速電圧となるので、高エネルギー,高強度のクラスタービームが得られると考えている。2番目にスケーリング法を用いたイオンビームの加速技術の開発を行っている。オペレータの調整したパイロットビーム加速時の光学機器のパラメータをもとに、簡単なスケーリング計算により各光学機器のパラメータを一括して自動設定することで、ビームエネルギーや加速イオン種の迅速な切り替えを行うものである。3番目に比較的低エネルギーの重イオンビームを用いて、RBS法による元素分析や、15N, 19Fビームによる水素分析(NRA)などのイオンビーム分析技術の開発を行っている。最後にRI・核燃料標的等の利用可能な新照射室の整備を平成23年度に行う。
39001201
金属ベリリウムと水素同位体ガスの表面化学結合に関する基礎研究
土谷　邦彦
平成22年度富山大学共同研究成果報告書 , p.31-32(2011) ; (JAEA-J 09465) [link]
　金属ベリリウム(Be)はJMTRの中性子反射体として使用されている。この金属Beの構造的特性,力学的特性変化及び水素挙動等の材料特性の評価研究の一環として、Be-水反応に対する相互作用を解明するために、製造方法等が異なる3種類の金属Beについて水中浸漬試験を行った。金属Beと純水との表面分析は、X線回折及びX線光電子分光装置(XPS)を用いた。浸漬試験後の金属Beの特性評価を行った結果、3種類の金属Be表面には白い反応生成物の付着が観測されたが、I-220Hの反応物の生成量は他のグレードのものと比較して最も小さいことがわかった。これは、製造方法及びBeO含有量に影響しているものと考えられる。今後、浸漬した金属Beの表面化学結合状態を詳細に調べる。
39001202
線量計及び線量測定
小嶋　拓治
ヘルスケア製品の滅菌及び滅菌保証 , p.122-125(2011) ; (JAEA-J 09466)
　ヘルスケア製品の放射線滅菌などの放射線照射加工における工程・品質管理では、大線量(kGy)領域の吸収線量測定が行われている。信頼性,経済性,製品の国際的流通などの観点から品質を保証するために、目的とする吸収線量が確実に照射製品に与えられるように適した線量測定を行うことと、それに使用する線量測定システムを校正しておくことが不可欠である。ここでは、こうした線量計及び吸収線量測定に関する概要を述べる。
39001203
軸力と曲げを受けるステンレス配管の塑性崩壊強度に関する研究
松原　雅昭*;　林　達也*;　鈴木　将人*;　白石　太祐*;　坂本　賢治*;　若井　隆純
日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM) , 2p.(2011) ; (JAEA-J 09467)
　本研究では、原子力設備の安全性向上に寄与するため、複数欠陥がステンレス鋼管の塑性崩壊強度に及ぼす影響について調べた。複数欠陥を有する配管の塑性崩壊荷重を知ることは重要である。そこで、簡単のために、複数欠陥を単一欠陥でモデル化することを目的として、単一及び複数の欠陥を有する管に対して、引張及び曲げ荷重が重畳する実験を行った。その結果、(1)複数欠陥を単一欠陥にモデル化することにより保守的に評価可能であることがわかった、(2)いずれの荷重条件においても、並列欠陥は単一欠陥に置き換えて考えることが可能であることがわかった。
39001204
温度依存多直線繰返し塑性モデル
岩田　耕司
日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM) , 3p.(2011) ; (JAEA-J 09468)
　高速炉の原子炉容器等の合理的な構造設計に資するため、温度変動下の詳細な材料挙動の予測が可能な多直線繰返し塑性モデルを開発し、その基本的機能の妥当性を確認した。
39001205
放射線グラフト重合による金属捕集材
玉田　正男
レアメタル・希少金属リサイクル技術の最先端 , p.95-104(2011) ; (JAEA-J 09477)
　エネルギーの高い放射線を利用した高分子加工法であるグラフト重合では、基材ポリマーとして不織布を用いることにより、繊維状の金属捕集材を作製できる。得られた捕集材は溶液に含まれる金属イオンの高速な吸着処理が可能であり、市販の樹脂吸着材に比較して、10倍以上高速である。そのため金属捕集材は、海水や温泉水に含まれる金属資源の捕集に適している。青森県のむつ海域では、1kgのウランが海から回収でき、見いだされた課題を克服するため捕集コストの低減化が期待できるモール状捕集システムが開発された。温泉水中のスカンジウムの捕集試験は群馬県の草津温泉で行われ、捕集技術の開発により、新たなスカンジウムの用途開発の進展が期待されている。
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