廃棄物安全試験施設(WASTEF)におけるガンマ線照射利用

佐野 成人; 山下 直輝; 渡邊 勝哉; 塚田 学*; 星野 一豊*; 平井 功希; 池上 雄太*; 田代 信介; 吉田 涼一朗; 畠山 祐一; et al.

JAEA-Technology 2023-029, 36 Pages, 2024/03

JAEA-Technology-2023-029.pdf:2.47MB

廃棄物安全試験施設(WASTEF)においては、令和元年度に原子力科学研究所内の第4研究棟よりガンマ線照射装置「ガンマセル220」を移設し、ガンマ線照射利用が開始された。当初は本装置の所有者である安全研究センター燃料サイクル安全研究ディビジョン サイクル安全研究グループがメインユーザーとして試験を実施していたが、令和4年度以降、日本原子力研究開発機構外部も含む他のユーザーの利用も開始された。ガンマ線照射装置「ガンマセル220」は、カナダNordion International Inc.製であり、平成元年度に購入してから、内蔵されるCo線源の線源更新を1回実施し、核燃料サイクル等に係る安全研究の目的で、今日まで利用されている。本報告書は、ガンマ線照射装置「ガンマセル220」設備概要、WASTEFにおける許認可、利用状況、保守点検及び今後の展望についてまとめたものである。

Structure analysis and derivation of deformed electron density distribution of polydiacetylene giant single crystal by the combination of X-ray and neutron diffraction data

田代 孝二*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 大原 高志; 塙坂 真*; 吉澤 功徳*; 山元 博子*; 新村 信雄*; 田中 伊知朗*; 栗原 和男*; et al.

Macromolecules, 51(11), p.3911 - 3922, 2018/06

https://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b00650

The crystal structure of polydiacetylene giant single crystal has been analyzed on the basis of the two different methods of wide-angle neutron diffraction and X-ray diffraction. The X-ray result gives us the total electron density distribution. The neutron result tells the positions of atomic nuclei. As a result, the so-called bonded (or deformed) electron density, i.e., the electron density distribution due to the conjugation among the covalently bonded atoms along the polymer chain, can be estimated using the two information. The present report is the first example of the application of X-N method to the synthetic polymer species.

再処理施設の火災時条件におけるRu及びEuの有機溶媒への分配挙動と有機溶媒燃焼時の放出挙動(受託研究)

天野 祐希; 渡邊 浩二; 真崎 智郎; 田代 信介; 阿部 仁

JAEA-Technology 2016-012, 21 Pages, 2016/06

JAEA-Technology-2016-012.pdf:1.81MB

再処理施設における有機溶媒の火災事故時の安全性評価に資するため、共除染工程に存在する放射性元素のなかで比較的揮発性が高い化学形をとる可能性があるRuの溶媒抽出挙動を調査した。Ruについて溶媒中のTBPやTBP劣化物の濃度等の有機溶媒の組成や抽出温度をパラメータとした抽出試験を行い、火災事故時の抽出特性データを取得した。また、火災事故時の各元素の放出特性を把握するため、Ru及び核分裂生成物の代替物質としてEuを抽出した溶媒の燃焼試験を行い、溶媒の燃焼に伴うRu及びEuの放出割合を取得した。

広角X線回折および広角中性子回折に基づく高分子結晶構造の精密解析

田代 孝二*; 塙坂 真*; 山元 博子*; Wasanasuk, K.*; Jayaratri, P.*; 吉澤 功徳*; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; et al.

高分子論文集, 71(11), p.508 - 526, 2014/11

https://doi.org/10.1295/koron.71.508

高分子結晶構造の詳細を、水素原子位置まで含めて明らかにすることを目的とし、高エネルギーX線および中性子回折データの収集ならびにそれらの解析結果を、さまざまの結晶性高分子を例として総合的に記述した。まず、最近にまで至る高分子構造解析手法の発展について概要を述べるとともに、それらの各段階における問題点について考察した。斜方晶型ポリエチレン、アタクティックポリビニルアルコール、ポリ乳酸およびそのステレオコンプレックスなど、いろいろの意味で重要な高分子について、これまでに提案されてきた構造を再吟味するとともに、新たに提案した構造について記述した。水素原子位置についても精確に決定された場合は、それらの構造情報に基づく極限力学物性の定量的予測を行った。さらにはポリジアセチレンの場合について、X線および中性子構造解析によって得られた精密な電子密度分布および原子位置座標の情報にいわゆるX-N法を適用し、主鎖骨格に沿った結合電子密度分布についての導出についても言及した。構造物性相関解明における高分子結晶構造解析の今後の展開についても言及した。

Crystal structure analysis of poly(L-lactic acid) form on the basis of the 2-dimensional wide-angle synchrotron X-ray and neutron diffraction measurements

Wasanasuk, K.*; 田代 孝二*; 塙坂 真*; 大原 高志*; 栗原 和男; 黒木 良太; 玉田 太郎; 尾関 智二*; 金元 哲夫*

Macromolecules, 44(16), p.6441 - 6452, 2011/07

https://doi.org/10.1021/ma2006624

ポリL乳酸型の結晶構造を、超延伸試料 を用いて、2次元広角X線(WAXD)及び中性子(WAND)回折によって詳しく解析した。WAXDデータは、SPring-8において波長0.328の高エネルギーX線ビームを用いて、WANDデータはJRR-3に設置されたBIX3において波長1.510の中性子ビームを用いて収集された。結晶構造の初期モデルは-150Cで観測された約700のX線反射を用いて、空間群を222と仮定した直接法によって決定された。直接法によって得られた結晶構造モデルは、値が-150Cで18.2%、25Cで23.2%となるまで精密化された。得られた分子鎖のコンフォメーションは、鎖軸に沿った2のらせん対称を有する歪んだ(10/3)らせん型をとっていた。しかしながら、幾つかの禁制反射が00l反射において検出され、分子鎖に沿った2のらせん対称を消去することが必要であった。そこで、空間群を2と仮定することにより構造精密化を進めた結果、最終的に得られた値は-150Cで19.3%、25Cで19.4%であった。2のらせん対称の構造偏差はわずかで、すべての層線において精密化されたモデルは観測された反射プロファイルをよく再現することがわかった。得られたX線結晶構造を用いた中性子(WAND)解析を実施した結果、観測された92の反射において値は25Cで23.0%であり、層線プロファイルの実測値と計算値はよく一致した。

火災事故時のグローブボックスの閉じ込め性能評価に関する研究,2

阿部 仁; 渡邉 浩二; 田代 信介; 内山 軍蔵

JAEA-Research 2007-075, 50 Pages, 2007/11

JAEA-Research-2007-075.pdf:6.35MB

MOX燃料加工施設では、MOXの閉じ込め性能を維持するため、MOXをグローブボックスにて取扱うことが要求されている。グローブボックスは樹脂製部材から構成されるため、火災等により熱的なストレスが加えられた場合には、これらの熱分解や燃焼によってグローブボックスの閉じ込め性能が失われる可能性がある。本研究では、火災時のグローブボックスの閉じ込め性能の定量的な評価に資するため、これら部材の熱分解特性及び燃焼特性にかかわる基礎データを取得している。本報は、空気雰囲気下でのこれらデータを取得した結果をまとめたものであり、これら知見を組合せることでグローブボックス火災時の静的閉じ込め機能劣化の経時変化を評価するための解析モデルの検討を行った結果をまとめたものである。

火災事故時のグローブボックスの閉じ込め性能評価に関する研究

阿部 仁; 渡邉 浩二; 田代 信介; 内山 軍蔵

JAEA-Research 2006-054, 39 Pages, 2006/09

JAEA-Research-2006-054.pdf:2.91MB

MOX燃料加工施設では、MOXの施設内への閉じ込め性能の維持のため、MOXをグローブボックスの内部で取り扱うことが要求されている。グローブボックスは幾つかの種類の樹脂製部材から構成されるため、火災等によりグローブボックスに対して熱的なストレスが加えられた場合には、この樹脂製部材の熱分解や燃焼によってグローブボックスが有する静的閉じ込め性能が失われる可能性がある。本研究では、火災時のグローブボックスの静的閉じ込め性能の定量的な評価に資するため、これら部材の熱分解反応にかかわる、反応開始温度,吸発熱量,反応温度範囲及び反応速度データ等の吸発熱特性を検討している。本報では、熱分析装置を用いたこれら吸発熱特性データの取得と、火災時のグローブボックスの静的閉じ込め性能の定量的評価モデルの検討を行った。その結果、火災の進展に伴うこれら部材の温度上昇や熱分解の進行による質量減少の経時変化を矛盾なく評価することができることを示した。

CELVA-1Dを用いた火災事故時の煤煙による換気系フィルタの差圧解析

渡邊 浩二; 田代 信介; 阿部 仁; 高田 準一; 森田 泰治

JAERI-Tech 2004-029, 48 Pages, 2004/03

JAERI-Tech-2004-029.pdf:3.19MB

再処理施設等の核燃料施設の一部の建屋換気系には、換気系フィルタの一種として前置フィルタが用いられている。火災事故時には、この前置フィルタが大量の煤煙によって目詰まりし、差圧が上昇して破損することが考えられる。したがって、放射性物質の閉じ込め機能を維持する観点から、前置フィルタの差圧の時間変化を精度よく予測することは重要である。本研究では、粒径2m以上の煤煙粒子に対する前置フィルタのDFにも粒径範囲0.7-2mの煤煙粒子に対する実測DFから作成した粒径-前置フィルタのDFに関する実験式が適用できると仮定した。この仮定を用いたCELVA-1Dによる解析結果は、試験結果とよく一致した。

Outline of simulation code fact for analysis of ventilation system on criticality accident

津幡 靖宏; 田代 信介; 小池 忠雄; 阿部 仁*; 渡邊 浩二; 内山 軍蔵

Transactions of the American Nuclear Society, 87, p.60 - 61, 2002/11

原研では、再処理施設の臨界事故で発生する揮発性核分裂生成物のベント系内移行挙動を解析する目的でシミュレーションコードFACTの整備を進めている。本コードではノードジャンクション法が採用されており、種々の流体機器が配置されたベント系ネットワークを模擬することができる。解析ではユーザが与えた臨界発生箇所での質量放出速度,エネルギー放出速度,揮発性物質放出係数を用いて一次元圧縮性熱流動に関する基礎方程式及び一次元移行解析式を解くことでベント系内各観測点での圧力,温度,流速,移行物質濃度等を推定する。本発表では、FACTの基本解析機能及び簡易プラントを想定した機能確認計算について報告する。

Interaction of externally applied rotating helical field with tokamak plasma

小林 政弘*; 津田 孝; 田代 健二*; 小島 昌博*; Zhai, K.*; 高村 秀一*

Nuclear Fusion, 40(2), p.181 - 193, 2000/02

https://doi.org/10.1088/0029-5515/40/2/304

小型磁気プローブをCSTN-IVトカマク装置に挿入することにより、回転誤差磁場のトカマク・プラズマへの浸透過程が調べられた。真空磁場の場合に比べ磁気島が形成されたとき、プラズマの内部で誤差磁場の径方向成分が増大することが明らかになった。抵抗性磁気流体コードによる解析により、この増幅は磁気面形成による電流分布の再配分によることが示された。プラズマや外部励起磁場の回転の効果を考慮すると、磁気島形成に対する励起磁場の側帯波成分の効果も重要となる。これらのことを考慮すると動的エルゴディク・ダイバータの運転に際しては励起磁場の回転速度のみではなくその方向や高調波成分、プラズマの回転速度等を考慮しなければならない。