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木村 祥紀; 土屋 兼一*
Radioisotopes, 72(2), p.121 - 139, 2023/07
核検知や核セキュリティ事案の現場において、迅速かつ正確な放射性物質の判定は、検知警報や事案への迅速な対応を行うための重要な技術的課題の一つである。本稿では、携帯型ガンマ線検出器に適用可能な深層ニューラルネットワークモデルを用いた放射性核種の判定アルゴリズムを提案する。本アルゴリズムでは、シミュレーションで作成した模擬ガンマ線スペクトルで学習した深層ニューラルネットワークモデルにより、各放射性核種に起因する計数寄与率(CCR)を推定し、放射性核種を自動で判定する。この自動核種判定アルゴリズムにより、放射線測定の経験や知識が十分でない核検知や核セキュリティ事象の初動対応者を支援することが可能となる。2種類の異なる深層ニューラルネットワークモデルを用いたアルゴリズムを高エネルギー分解能及び低エネルギー分解能の携帯型ガンマ線検出器に適用し、提案アルゴリズムの性能を評価した。提案したアルゴリズムは、実際の測定ガンマ線スペクトルにおける人工放射性核種の判定で高い性能を示した。また、深層ニューラルネットワークモデルによるCCR推定値を解析することで、
Uの検知やウランの自動分類にも適用できることを確認した。さらに筆者らは、提案したアルゴリズムの性能を従来の核種判定手法と比較し、深層ニューラルネットワークモデルベースの核種判定アルゴリズムの性能を向上させる具体的な方策についても議論した。
持丸 貴則*; 小泉 光生; 高橋 時音; 弘中 浩太; 木村 祥紀; 佐藤 優樹; 寺阪 祐太; 山西 弘城*; 若林 源一郎*
第42回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2021/11
日本原子力研究開発機構では、文部科学省核セキュリティ強化等補助事業の下、大規模公共イベント等において、核・放射性物質を用いたテロ行為等を未然に防ぐため、イベント会場にそれらが持ち込まれた場合に迅速に検知するための技術・装置の開発を目的とし、広域における放射性物質検知技術開発を4年計画で進めている。本講演では、プロジェクトの概要を説明するとともに、技術開発の進捗状況を一部紹介する。
木村 祥紀; 松井 芳樹; 富川 裕文
ITWG Nuclear Forensics Update (Internet), (15), p.4 - 7, 2020/06
In Japan, national nuclear forensics capability building efforts mainly based on research and development have been conducted since 2010. Most of that work is undertaken at the Integrated Support Center for Nuclear Non-proliferation and Nuclear Security (ISCN) at the JAEA in close cooperation with the National Research Institute of Police Science (NRIPS). The JAEA is Japan's only comprehensive nuclear research institution. The NRIPS is an agency attached to the national police organization. These institutes from different research backgrounds cooperate on activities such as information exchange and joint research projects. The joint research results improve national capabilities and enhance international nuclear security. In this article, nuclear forensics capability building efforts by ISCN has been introduced.
玉井 広史; 大久保 綾子; 木村 祥紀; 篠原 伸夫; 田崎 真樹子; 清水 亮; 須田 一則; 富川 裕文
Proceedings of INMM 58th Annual Meeting (Internet), 6 Pages, 2017/07
核鑑識は、不法に使用された核物質等の試料を分析・照合し、その起源、経路等を解明して犯罪者等の摘発に資する技術的手段であり、警察・司法組織との緊密な連携が必須である。このための国内体制の整備がIAEAをはじめ国際的な協力のもとで進められており、各国の実情に応じた技術的な対応能力の強化・推進の方策に関する考察及び地域協力の在り方に関する検討結果を報告する。
玉井 広史; 大久保 綾子; 木村 祥紀; 小鍛治 理紗; 篠原 伸夫; 富川 裕文
第37回核物質管理学会日本支部年次大会論文集(CD-ROM), 8 Pages, 2017/02
核物質等の不法な移転に対する取組である核鑑識能力の構築が国際的な協力の下で進められているが、核鑑識を効果的に機能させるために、押収した核物質等の分析を行う技術開発と並行して、事象に対する初動から裁判に至るまでの総合的な対応体制の整備が各国に求められている。これは、事象現場での試料収集、ラボにおける分析、試料の保管、その後の捜査、裁判等の手続きにおいて、Chain of Custody(管理の連鎖)と呼ばれる厳正な証拠保全を確実に行うためのもので、関係機関の緊密な連係・情報共有が必須である。IAEAは実施手引きを発行して核鑑識の行動計画のモデルを示し各国の制度整備等の支援に努めている。核鑑識の国内対応体制の整備が進んでいる欧米諸国は、自国における強化と合わせ国際的な連係・協力のもとで各国の技術力の向上、意識の醸成を図っている。これらの動向について実例を挙げて紹介し、将来的に望まれる技術・制度について考察を行う。
木村 祥紀; 篠原 伸夫; 大久保 綾子
日本原子力学会誌ATOMO
, 57(12), p.782 - 786, 2015/12
不法行為の現場から押収された核物質・放射性物質及びその他の物質を分析し、「核の属性割出し」のために必要な証拠を提供する技術である核鑑識について、日本原子力研究開発機構では2011年度より核鑑識に係る技術開発を進めてきた。これらの技術には対象物質の同位体組成や不純物元素、精製年代測定といった高精度な分析技術に加えて、国内のすべての対象物質の情報を格納する核鑑識データベースの構築などが含まれる。これらの確立した分析技術やデータ信頼性を維持し、必要に応じて改良するとともに、常に国際水準の維持を目指す品質保証こそが核鑑識の信頼性向上に寄与することになる。
木村 祥紀; 篠原 伸夫; 舟竹 良雄
Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 8 Pages, 2015/07
Japan Atomic Energy Agency has started R&D on nuclear forensics technology since Japanese Fiscal Year of 2011. One of main topics of the R&D project is to develop national nuclear forensics library (NNFL) which consists of database and evaluation methodology for interpretation of the attributions of nuclear and other radioactive materials. JAEA has continued to develop a prototype system of NNFL based on data of the nuclear and other radioactive materials that JAEA has possessed in the past research activities. A development of prototype nuclear material database (NMDB) was almost completed with its basic data handling system. Data compiling on the JAEA NMDB has been continued. JAEA also participated in the virtual table top exercise on NNFL named Galaxy Serpent and has continued to study attribution evaluation methodologies using the data in a NNFL. In the next step of the NNFL project, it is planned to carry out the development items; prototype of radioactive materials database (RMDB), image evaluation tool for microscope images, multivariate analysis tools for seizure analysis and knowledge accumulation system for nuclear forensics analysis. This paper presents the current status and future prospects on the prototype NNFL development at JAEA.
大久保 綾子; 木村 祥紀; 篠原 伸夫; 戸田 暢史; 舟竹 良雄; 綿引 優; 桜井 聡; 久野 祐輔
JAEA-Technology 2015-001, 185 Pages, 2015/03
JAEA-Technology-2015-001.pdf:56.65MB
核鑑識とは、捜査当局によって押収、採取された放射性物質について、ウランやプルトニウムなどの核物質や関連する物質の組成、物理・化学的形態等を分析し、その物品の出所、履歴、輸送経路、目的等を分析・解析する技術的手段である。核鑑識活動には、対象物質のサンプリング、採取したサンプルの分析、分析結果とデータベースや数値シミュレーションとの比較による解析といった活動が含まれる。核鑑識技術により、不正取引及びテロ等で使用された核物質の起源を特定できるため、犯人を特定し、刑事訴追できる可能性が高まり、核テロ等に対する抑止効果が高まるとともに、核鑑識に関する国際的なネットワークを構成することにより、グローバルな核セキュリティ体制強化に貢献できる。本報告書は、日本原子力研究開発機構において平成23
25年度に実施した核鑑識研究開発、すなわち核鑑識に必要な基本的分析技術開発の成果をまとめたものである。
木村 祥紀; 篠原 伸夫; 佐藤 兼章; 戸田 暢史; 篠田 芳晴; 舟竹 良雄; 綿引 優; 久野 祐輔
Proceedings of INMM 55th Annual Meeting (Internet), 7 Pages, 2014/07
2010年にワシントンDCで開催された核セキュリティサミットにおいて日本政府は、核物質の測定、検知及び核鑑識に係る技術の開発を3年間を目途に確立し、国際社会と共有するという声明を発表した。この声明を受け、核鑑識技術開発に必要なさまざまな分析能力を有している原子力機構は、2011年度から核鑑識技術の開発を開始した。原子力機構における核鑑識技術開発は、同位体・不純物測定技術や粒子形状分析技術、年代測定技術といった核鑑識分析技術に加えて、国家核鑑識ライブラリのプロトタイプ開発をカバーしている。本発表では、原子力機構における核鑑識技術開発プロジェクトの2011年度から2013年度までの進捗を報告する。また、当該プロジェクトの今後の展開についても発表する。
木村 祥紀; 篠原 伸夫; 舟竹 良雄
Journal of Nuclear Materials Management, 42(4), p.40 - 45, 2014/00
日本原子力研究開発機構では、2011年から核鑑識技術開発を進めている。このプロジェクトには、核鑑識ライブラリの開発が含まれており、その一環で第1回の核鑑識ライブラリに係る国際机上演習「銀河の蛇」に参加した。本論文は、原子力機構における本演習の概要について述べ、それを通して得られた知見について考察する。また、原子力機構における核鑑識ライブラリ開発の概況を報告する。本演習を通して得られた知見は原子力機構における核鑑識ライブラリ開発に活用される予定である。
木村 祥紀; 篠原 伸夫; 舟竹 良雄; 佐藤 兼章; 戸田 暢史; 篠田 芳晴; 綿引 優; 久野 祐輔
核物質管理学会(INMM)日本支部第34回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2013/10
原子力機構では、不法移転された核物質や放射性物質の属性を特定する核鑑識に係る分析手法をはじめとした技術開発を進めている。その開発項目の一つとして、核鑑識分析で得られた分析データから押収物質の起源や由来といった「属性」を特定し、それが国内のものかを判定する国内核鑑識ライブラリのプロトタイプ開発を進めている。本件では、国内核鑑識ライブラリの検討及び開発状況と今後の展望について報告する。また、原子力機構が参加した国内核鑑識ライブラリに係る国際トレーニングの概要と、その結果について報告する。
木村 祥紀; 篠原 伸夫; 佐藤 兼章; 戸田 暢史; 篠田 芳晴; 綿引 優; 久野 祐輔
Proceedings of INMM 54th Annual Meeting (CD-ROM), 7 Pages, 2013/07
2010年にワシントンDCで開催された核セキュリティサミットにおいて日本政府は、核物質の測定、検知及び核鑑識にかかわる技術の開発を3年間を目途に確立し、国際社会と共有するという声明を発表した。この声明を受け、核鑑識技術開発に必要なさまざまな分析能力を有している原子力機構は、2011年度から核鑑識技術の開発を開始した。原子力機構における核鑑識技術開発は、同位体・不純物測定技術や粒子形状分析技術、年代測定技術といった核鑑識分析技術に加えて、国家核鑑識ライブラリのプロトタイプ開発をカバーしており、各分野において米国DOEと国際協力の下で研究開発が進められている。研究開発プロジェクトの第一段階として、分析技術とライブラリの研究開発の結果が2013年度までに国際社会と共有される予定となっている。本発表では、原子力機構における核鑑識分析技術及び核鑑識ライブラリの研究開発プロジェクトの現状と一部結果について発表する。また研究開発の展望として、日本由来の核物質の特性評価や、核鑑識ライブラリへの原子力機構の核物質データの登録計画などについても発表する。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 51(4), p.048003_1 - 048003_2, 2012/04
被引用回数：2 パーセンタイル：8.93(Physics, Applied)繰り返し動作(1Hz)可能な高強度レーザーを用いて高エネルギーのプロトンを発生した。そのプロトンをリチウムターゲットに照射し、
Li(p,n)Be反応を起こした。反応によって生成したBeをGe半導体検出器を用いて測定した。その結果、1.7
0.2Bqが生成したことがわかった。一方、生成したプロトンのスペクトルを飛行時間法を用いて測定し、放射化断面積を用いて放射化量を評価した。その結果、1.60.3Bqが得られた。誤差範囲で一致した。そこで、われわれは、レーザー駆動粒子線を用いて放射化反応を起こさせる場合、反応量を飛行時間法でレーザーショットごとにモニターする方法を提案する。
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 (CD-ROM), 10 Pages, 2011/07
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。
-doped mixed scandium garnets岡田 大; 田中 桃子; 桐山 博光; 中井 善基*; 越智 義浩; 杉山 僚; 大道 博行; 木村 豊秋*; 柳谷 高公*; 八木 秀喜*; et al.
Optics Letters, 35(18), p.3048 - 3050, 2010/09
被引用回数：13 パーセンタイル：53.86(Optics)We have successfully developed and demonstrated broadband emission Nd-doped mixed scandium garnets based on laser ceramic technology. The inhomogeneous broadening of Nd fluorescence lines results in a bandwidth above 5 nm that is significantly broader than that for Nd:YAG and enables subpicosecond mode-locked pulse durations. We have also found the emission cross-section of 7.8
10
cm
to be adequate for efficient energy extraction and thermal conductivity of 4.7 W/mK from these new Nd-doped laser ceramics. The new laser ceramics are good candidates for laser host material in diode-pumped subpicosecond laser system with high efficiency and high repetition rate.
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基*; 下村 拓也; 笹尾 一*; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.
レーザー研究, 38(9), p.669 - 675, 2010/09
高強度レーザーの時間・空間制御技術に関するレビューである。時間制御技術は主パルスと背景光の強度比を向上させる高コントラスト化であり、先駆けて開発した高エネルギーシード型低利得光パラメトリックチャープパルス増幅手法について紹介する。空間制御技術は高エネルギービームの空間強度均質化であり、回折光学素子を用いた手法について紹介する。これらの手法の特徴を詳細に紹介するとともに、これらの制御技術を用いて得られた時間・空間特性についても報告する。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田上 学*; 金沢 修平; 若井 大介*; 笹尾 文崇*; 岡田 大; et al.
Optics Letters, 35(10), p.1497 - 1499, 2010/05
被引用回数：85 パーセンタイル：95.22(Optics)高強度チタンサファイアCPA(チャープパルス増幅)レーザーにおいて、30
Jの高エネルギーシーダーを用いることにより光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)を低利得で動作させることで、510
の高いコントラスト(主パルスに対する背景光び強度比)を達成した。また、大口径チタンサファイアレーザー増幅器に対して液体のクラッディングを初めて導入して寄生発振を抑制するとともに回折光学素子を用いた空間ビーム均質化を行いフィリングファクター(空間的なビームのピーク強度に対する平均強度)を80%程度にまで向上させることで、理論限界に近い増幅効率で30J以上の大出力を得た。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 近藤 修司; et al.
Applied Optics, 49(11), p.2105 - 2115, 2010/04
被引用回数：39 パーセンタイル：83.7(Optics)近年の高強度レーザー発生技術の急速な進展により、ペタワット(PW)級のピーク出力を有するレーザー装置が開発され、粒子加速,高エネルギー物理等多くの研究に利用されようとしている。このようにレーザー装置の高強度化が進むとともに、実際の応用に向けての研究開発として、時間構造や空間構造の向上に移行しつつある。本論文では、高強度レーザーの時間制御技術として背景光抑制、及び空間制御技術としてビーム均質化を原子力機構で開発されたJ-KARENレーザーに適用した実験結果について報告する。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.
レーザー研究, 37(6), p.425 - 430, 2009/06
チャープパルス増幅(CPA)を用いた高強度チタンサファイアレーザーの時間・空間制御技術に関するレビューである。ここで、時間制御技術は主パルスとプリパルス(背景光)の強度比を向上させる高コントラスト化であり、光パラメトリックチャープパルス増幅を用いた手法について紹介する。また、空間制御技術は空間的に一様な強度を有しかつ熱による収差を低減する高ビーム品質化であり、レーザー媒質を低温に冷却する手法について紹介する。これらの手法の特徴を詳細に紹介するとともに、これらの制御技術を用いて得られた時間・空間特性についても報告する。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Applied Physics Express, 2(6), p.066001_1 - 066001_3, 2009/05
被引用回数：14 パーセンタイル：49.78(Physics, Applied)強度10
W/cmのレーザー光(10Hz,小型高コントラスト高強度レーザー)をポリイミドテープ(7.5m)に集光することによって最大3.5MeVのプロトンを生成した。このプロトンで
B(p,n)C反応を起こした。その結果、60ショットで11.1Bqの放射能を得た。薄層放射化への応用の可能性について議論した。
