Heat loading of MeV accelerator grids during long pulse beam operation

梅田 尚孝; 水野 貴敏; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 江里 幸一郎; 戸張 博之; 大楽 正幸; 渡邊 和弘; 坂本 慶司; 井上 多加志

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.9, p.259 - 263, 2010/08

原子力機構では、MeV級加速器においてITER級水素負イオンビームの長パルス加速試験を行っている。試験後の電極孔周囲には偏向した負イオンビーム及び負イオンから剥離した電子や電極から発生した2次電子等の衝突による溶融が見られ、高パワー・長パルスビーム加速のためには、ビーム偏向を補正するとともに電極の冷却性能向上が必要である。本研究では、3次元非定常熱解析により新電極の設計を行った。熱解析の結果、高パワービーム加速時には電極表面温度は数秒で融点(1084C)を越え得ることが判明した。この対策として、従来、電極裏面にロー付けされていた冷却配管に代え、ガンドリルで直接電極孔間に冷却流路を設けることとした。その結果、電極表面温度上昇を低減するとともに、スペースの制約により14mmに制限されていた電極孔径を16mmに増加することができ、負イオン衝突による熱負荷の低減も可能となった。熱解析の結果、新電極では前回の電極に比べて大幅に温度上昇が抑制され、次回の試験ではさらなる高パワー・長パルス加速実現の見通しが得られた。

Role of metals loaded on a TiO Surface in the oxidation of xylene in air using an electron beam irradiation/catalytic process

箱田 照幸; 松本 加奈江*; 水野 彰*; 広田 耕一

Applied Catalysis A; General, 357(2), p.244 - 249, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.apcata.2009.01.030

当グループでは空気中の揮発性有機化合物(VOC)を電子ビーム照射により効率よく酸化分解するために、触媒を併用したVOC分解処理技術の開発を進めている。これまでに、この併用触媒の一つとして光触媒であるTiOが有効であり、さらにこれに電子親和力の大きなAgやPtなどの金属を担持することによりこのVOCの酸化分解が促進することがわかっている。本研究では、空気中キシレンの電子ビーム分解に、TiOやAg, Pt, AuやMnを担持したTiOを併用し、その結果を比較することによりVOC酸化分解促進における担持金属の役割を調べた。その結果、電子ビームが直接触媒表面に入射せずに、照射後のガスが到達する位置にAg担持TiOを設置した場合のVOC酸化促進効果が最も大きく、この効果はAgがオゾンを分解して活性酸素を生成する効果と有機物の吸着能力を向上させる効果の2つの効果の相乗効果として引き起こされることを明らかにした。

Oxidation of xylene and its irradiation byproducts using an electron-beam irradiating a -AlO bed

箱田 照幸; 松本 加奈江*; 水野 彰*; 広田 耕一

Journal of Physics D; Applied Physics, 41(15), p.155202_1 - 155202_7, 2008/08

https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/15/155202

換気ガス中に含まれる塗料溶剤の電子ビーム(EB)分解促進効果を目的として、触媒の基材として用いられる-アルミナ(AlO)との併用による空気中キシレンやその照射副生成物の酸化分解について調べた。その結果、アルミナ表面に電子が直接入射する照射空間にアルミナ層を設置した場合に、キシレンや副生成物などがアルミナ表面上で分解し高濃度のCOが得られることがわかった。このCOは、照射によりアルミナ上に生成した酸化力の大きな正孔により有機物が分解することにより生成することが推察された。

International Conference on JNC Underground Research Laboratory Projects in Mizunami and Horonobe, Japan (2004) Part 1: International Conference on Geoscientific Study in Mizunami '04 (ICGM'04) -Record-

花室 孝広; 齊藤 宏; 浅森 浩一; 弥富 洋介; 鶴田 忠彦; 藪内 聡; 水野 崇; 佐藤 稔紀; 中司 昇; 茂田 直孝; et al.

JNC TN7400 2004-010, 173 Pages, 2004/12

JNC-TN7400-2004-010.pdf:41.03MB

サイクル機構では高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発として、東濃地科学センターの結晶質岩を対象にした超深地層研究所計画、幌延深地層研究センターの堆積岩を対象にした幌延深地層研究計画という2つの深地層の研究施設計画を進めてきている。これら2つの深地層の研究施設計画が、その第1段階である地上からの調査研究段階から第2段階である地下施設を建設しながら行う調査研究段階へと差し掛かるのを機に、「深地層の研究施設計画に関する国際会議」を開催した。これは、これら2つの深地層の研究施設計画やその成果を広く内外の研究者、研究機関や地元の方々にお伝えするとともに、海外の先行事例のご紹介をいただき、これらをもとに参加いただいたそれぞれの分野の研究者の方々にご議論いただき、その成果を今後の計画に反映していくことを目的としている。会議は2部構成とし、第1部「瑞浪地層科学研究国際会議'04」は東濃地科学センターが進めている超深地層研究所計画とその周辺領域を対象とした広域地下水流動研究をテーマとし、10月21-22日に瑞浪市総合文化センターにおいて開催した。第2部「幌延深地層研究計画国際ワークショップ」は幌延深地層研究センターが進めている幌延深地層研究計画をテーマとし、10月25-26日に幌延町公民館において開催した。本技術資料は、第1部「瑞浪地層科学研究国際会議'04」のプログラム、報告の要旨、発表資料に加え、パネルディスカッションおよび座長総括の内容を取りまとめたものである。

On-line support of the FUGEN plant using MARS

井口 幸弘; 素都 益武; 水野 浩一

Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7), 0 Pages, 1999/00

解析予測システムMARS-FUGENは、軽水炉用に開発されて使用実績を持つAM支援シスイムMARS(MAAP Accidint Response System)にATR特有の機能を組み込み、「ふげん」用に改良したシステムである。本システムはプラント運転中に収集した情報に基づいて、プラント状態を把握すると共に、何らかの異常が発生した場合の事象の同定を行なう。さらに、分析した情報に基づいてその後のプラント挙動を予測することにより、運転員に異常時の対応策を提供することを目的としている。また、本システムは、緊急時の運転員支援だけでなく、通常の教育・訓練にも用いることが出来ると共に、緊急時操作手順(EOP)の整備のための評価用ツールとしても有効である。

-AlO併用電子ビーム照射による空気中キシレンの分解

箱田 照幸; 松本 加奈江; 水野 彰*; 広田 耕一

no journal, , 

塗料工場などからの換気ガス中に含まれる塗料溶剤の分解技術の開発を目的として、電子ビーム照射と吸着剤である-AlO(以下、アルミナ)との併用による空気中のキシレンの分解について調べた。具体的には、電子ビームの発生方向に試料ガスを流通させた状態で、これと同方向に照射窓から異なる距離に設置したアルミナ層に照射した試料ガスを流通させて、試料ガス成分の分析を行った。その結果、10kGyの照射のみあるいは10kGyの照射場の後段にアルミナ層を設置した場合に比べて、アルミナ層を、直接、電子ビームで照射される10kG相当の照射場に設置した場合に高濃度のCO生成が観察された。例えば、電子ビームのエネルギーの半分程度がアルミナ層に付与される条件におけるCO濃度は80.5ppmvであり、この濃度を照射のみで得るためには24.7kGyの線量が必要であり、このことから照射空間に設置したアルミナ層との併用によりCOへの分解に必要な線量を約40%まで低減できることがわかった。

-AlO併用電子ビーム照射による空気中キシレンの分解

箱田 照幸; 松本 加奈江; 水野 彰*; 広田 耕一

no journal, , 

換気ガス中に含まれる塗料溶剤の電子ビーム(EB)分解除去を目的として、触媒の基材として用いられる-アルミナの併用による空気中キシレンやその照射副生成物の酸化分解について調べた。その結果、アルミナ表面に電子が直接入射する照射空間にアルミナを設置した場合に、キシレンや副生成物などがアルミナ表面上で分解し高濃度のCOが得られることがわかった。このCOは、照射によりアルミナ上に生成した酸化力の大きな正孔で有機物が分解することにより生成することが推察された。

電子線・TiO系触媒併用による空気中VOC酸化における触媒担持金属の役割

箱田 照幸; 水野 彰*; 広田 耕一

no journal, , 

空気中の揮発性有機化合物(VOC)を電子ビーム照射により効率よく酸化分解するために、触媒を併用したVOC分解処理技術の開発を進めている。これまでに、この併用触媒の一つとして光触媒であるTiOが有効であり、さらにこれに電子親和力の大きなAgやPtなどの金属を担持することによりこのVOCの酸化分解が促進することがわかっている。本研究では、空気中キシレンの電子ビーム分解に、TiOや、Ag, Pt, Au, Mnを担持した金属担持TiOを併用し、その結果を比較することによりVOC酸化分解促進における担持金属の役割を調べた。その結果、電子ビームが直接触媒表面に入射せずに、照射後のガスが到達する位置にAg担持TiOを設置した場合のVOC酸化促進効果が最も大きく、この結果は担持Agがオゾンを分解して活性酸素を生成する作用と有機物の吸着能力を向上させる作用の2つの相乗効果として引き起こされることを明らかにした。

In-situ environmental radioactivity measurement in high dose rate areas using a CdZnTe semiconductor detector

古渡 意彦; 窪田 卓見*; 芝原 雄司*; 藤井 俊行*; 高宮 幸一*; 水野 哲*; 山名 元*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故後の環境モニタリングでは、Ge半導体検出器を用いたin-situ環境放射能測定により、土壌における放射性物質の沈着量が観測されている。この手法は広く一般化した技術であり、信頼できる結果が得られる。一方で、(1)液体窒素補給等による常時冷却が必要であること、(2)液体窒素デュワーを含めた検出部全体が大きく、測定機材一式が大掛かりであること、及び(3)波高分布でのピーク分解能が高く、検出下限値が小さい、という特徴は、高線量率地域において全て不利に働く。高線量率地域では、環境モニタリング作業自体を迅速に行う必要があり、大型の検出器は取り回しが悪い。また、線感度が高すぎてピークが重なり、Ge半導体検出器では、正当な測定を行えないケースがある。本研究では、in-situ環境放射能分析を迅速かつ簡便に行う研究の一環として、小型軽量で外部電源を要しないCZT検出器を、高線量率域下(40Sv h程度)でのin-situ環境放射能測定へ適用した。測定の結果、Cs及びCsについて、2011年3月11日沈着当時に換算して、6000kBq mを超えるものであり、航空機サーベイの結果と比較して、矛盾のない結果が得られている。この結果から、CZT検出器を使用することで、現在も一部に残る高線量率地域での迅速なin-situ放射能分析及び継続的な定点モニタリングが可能であることを示唆している。