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木村 祥紀; 松本 哲也*; 山口 知輝
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 11 Pages, 2024/01
This study discusses the application of a deep metric learning model based on a convolutional neural network to scanning electron microscope image analysis to determine UOC samples. One of the unique features of this technique is that it can detect a sample that comes from an unknown material not listed in the reference for comparison, in addition to the classification of a sample based on surface characteristics captured in the microscopic images. It was confirmed that the present technique could detect hypothetical unknown samples with 
0.8 of Area Under the ROC Curve, and it can effectively provide preliminary observations in nuclear forensics analysis.
町田 昌彦; 山田 進; Kim, M.; 奥村 雅彦; 宮村 浩子; 志風 義明; 佐藤 朋樹*; 沼田 良明*; 飛田 康弘*; 山口 隆司; et al.
RIST News, (69), p.2 - 18, 2023/09
福島第一原子力発電所(1F)建屋内には、原子炉内から漏洩した放射性物質の汚染により高い放射線量を示す地点が多数存在し、廃炉作業を円滑に進める上での大きな障害の一つとなっている。この課題解決に資するため、日本原子力研究開発機構(JAEA)は、経済産業省の廃炉・汚染水対策事業費補助金「原子炉建屋内の環境改善のための技術の開発(被ばく低減のための環境・線源分布のデジタル化技術の開発)」を受託し、令和3年度より2年間に渡り、放射線源の逆推定と推定線源に対する対策を仮想空間で実施可能とするためのデジタル技術の研究開発を実施してきた。本記事では、上記プロジェクトの成果(以下、前期プロジェクトと呼び、その2年間の研究開発の成果)を紹介する他、令和5年度4月より、新たに開始した継続プロジェクト(以下、後期プロジェクトと呼ぶ)の計画についても報告する。前期プロジェクトにて当初予定していた機械学習技術(LASSO)については、建屋内の複雑な構造情報と汚染源の性質を反映した一つの派生版手法へと結実させた成果を報告する他、実際の原子炉施設での検証結果を示す。更に、開発技術を集約したプラットフォームとしての機能を持つソフトウエア:3D-ADRES-Indoorを紹介し、継続して実施する予定の後期プロジェクトの研究開発計画も紹介する。
山本 昌彦; 河野 壮馬; 三枝 祐; 久野 剛彦; 関根 恵; 井上 尚子; 野呂 尚子; Rodriguez, D.; 山口 知輝; Stinett, J.*
Proceedings of INMM & ESARDA Joint Annual Meeting 2023 (Internet), 10 Pages, 2023/05
保障措置・計量管理の担当者を対象とした、アジア地域向け「核物質の非破壊測定に関するトレーニングコース(NDAコース)」を開発した。NDAコースの5日間うち、ガンマ線測定パートは2日間を割いて実施した。ガンマ線検出器の基本特性,検出方法,メカニズムに関する講義は、開発したeラーニングにて提供した。また、実習の部分は原子力機構の施設において実施し、参加者は、各ガンマ線検出器のセットアップからウラン及び他のガンマ線放出核種の測定までを行った。また、ウラン235の濃縮度測定も行った。さらに、原子力機構の研究炉であるJRR-3における新燃料集合体の測定実習の準備として、IAEA保障措置で普及している携帯型ガンマ線スペクトロメータHM-5を用いた訓練も実施した。本発表では、これらのトレーニングコースの開発及び結果、参加者からのフィードバックについて報告する。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：44 パーセンタイル：96.99(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
芝 知宙; 富川 裕文; 山口 知輝
第41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, 2020/11
Nuclear security and safeguards of the direct disposal facility need to be considered at the early stage in the design. In this paper, the applicability of seismic wave monitoring information to nuclear security and safeguards is examined in order to detect secretly excavating tunnels and access to disposed fuel.
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：262 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
西村 克彦*; 松田 健二*; Lee, S.*; 布村 紀男*; 島野 寛基*; Bendo, A.*; 渡邊 克己*; 土屋 大樹*; 並木 孝洋*; 戸田 裕之*; et al.
Journal of Alloys and Compounds, 774, p.405 - 409, 2019/02
被引用回数：3 パーセンタイル：17.35(Chemistry, Physical)Temperature and time dependences of magnetization of Al-1.0%Zn-4.2%Mg, Al-2.6%Zn-3.2%Mg, Al-4.1%Zn-1.1%Mg, and Al-5%Zn (at.%) alloys were measured in the range between 10 and 310 K after various periods of natural aging and peak-aged heat treatments. Enhanced diamagnetic contributions on the magnetization were observed for the as-quenched Al-Zn-Mg alloys for the first time. The enhanced diamagnetism observed in Al-2.6%Zn-3.2%Mg and Al-4.1%Zn-1.1%Mg were found to largely alter in natural aging, while that of Al-1.0%Zn-4.2%Mg little changed. After peak-aged heat treatments, the diamagnetism of Al-Zn-Mg was largely reduced. The binary Al-5%Zn showed neither enhanced diamagnetism nor natural aging effect on the magnetization. Isothermal time variations of magnetization of Al-Zn-Mg alloys at 300 K were found to be related with solute-vacancy clustering.
松岡 萌*; 中村 智樹*; 大澤 崇人; 岩田 隆浩*; 北里 宏平*; 安部 正真*; 仲内 悠祐*; 荒井 武彦*; 小松 睦美*; 廣井 孝弘*; et al.
Earth, Planets and Space (Internet), 69(1), p.120_1 - 120_12, 2017/12
被引用回数：6 パーセンタイル：21.36(Geosciences, Multidisciplinary)はやぶさ2に搭載されている近赤外分光計(NIRS3)の地上テストを行なってスペクトルの補正と評価の手法を確立した。粉末状にした炭素質隕石を試料として、FTIRで測定したスペクトルとの比較からNIRS3のスペクトルの補正方法を2つ提案した。また得られた反射スペクトルから小惑星表面の化学的分類方法について提案した。
三枝 幹雄*; 渥美 幸平*; 山口 智輝*; 小田 靖久; 坂本 慶司
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.964 - 969, 2013/10
被引用回数：2 パーセンタイル：18.46(Nuclear Science & Technology)A neoclassical tearing mode (NTM) which is a resistive MHD instability driven by plasma pressure gradient in tokamak plasma is one of the key issues giving the upper limitation of plasma performance. It can be controlled by the local current drive in a magnetic island with electron cyclotron current drive (ECCD). Up to now, ECCD with pulse modulated gyrotron operation at duty of 50% have been done to drive current into only O-point. For improving a stabilizing efficiency of NTM, the fast directional switch had been developed. It makes the duty of ECCD system to 100% by switching beam direction for tracking the rotating O-point of a magnetic island of NTM. The new type diplexer as a fast switching device of high power millimeter wave was proposed and had been simulated with finite difference time domain (FDTD) method. A proposed diplexer consists of a ring corrugated circular waveguide, a pair of mitre-bends, and a pair of half mirrors. The low power switching operation of the mock-up diplexer with long-slotted metal half mirrors at the two frequency bands (137 GHz and 170 GHz) was veried. In this paper, the low power test results of the diplexer with new short-slotted metal half mirrors at a frequency band of 170 GHz is reported.
渥美 幸平*; 山口 智輝*; 長嶋 浩司*; 三枝 幹雄*; 福成 雅史*; 小田 靖久; 坂本 慶司
Plasma and Fusion Research (Internet), 8(Sp.1), p.2405077_1 - 2405077_4, 2013/06
A diplexer for high power millimeter wave has been developed as a fast switching device in ECCD system for improving a stabilizing efficiency of neoclassical tearing modes. The switching operation of diplexer was confirmed with the FDTD code developed in our laboratory and low power tests using a mock-up diplexer. The cooling design of half mirror will be a key issue of this development, so that the Ohmic loss of a miter bend and a half mirror of the ring resonator was estimated by the numerical simulations.
滝井 啓太*; 山口 智輝*; 長嶋 浩司*; 関口 賢治*; 三枝 幹雄*; 小田 靖久; 福成 雅史*; 坂本 慶司
no journal, ,
大電力ミリ波帯高速スイッチの損失評価をFDTD法に基づく電磁界解析コードを開発して行い、特に発熱が大きいハーフミラーに関して熱応力解析を行った。
松井 芳樹; 木村 祥紀; 山口 知輝; 松本 哲也*; 海野 勇次*; 細井 雅春*; 篠原 伸夫
no journal, ,
規制外の核・放射性物質は、環境や経済に深刻な影響を及ぼす核セキュリティ上の事象を引き起こす可能性がある。このような脅威に対処するためには、核鑑識を含む国際的な核セキュリティ対策を強化する必要がある。日本では、国内外の協力の下、日本原子力研究開発機構核不拡散・核セキュリティ総合支援センター(ISCN)が中心となって核鑑識の研究開発を行い、核鑑識能力の向上に取り組んでいる。ISCNは、核鑑識技術開発の成果を国内外に積極的に発信することにより、日本国内のみならず国際的な核鑑識能力の向上に貢献している。本稿では、ISCNにおける核鑑識能力の状況について報告する。
Takir, D.*; 北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; et al.
no journal, ,
宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機・サンプルリターンミッション「はやぶさ2」は、地球近傍小惑星Ryuguに到着した。この小惑星は、原始的な炭素質天体に分類される。ここでは、「はやぶさ2」探査機に搭載された近赤外線分光器(NIRS3)の最近の観測結果を報告する。この観測は、リュウグウの表面組成の直接測定と、リターンサンプルのコンテクストを提供する。NIRS3は、観測された表面全体に2.72マイクロメートルを中心とする弱く狭い吸収特性を検出した。この吸収特性は、OHを含む鉱物の存在に起因する。また、NIRS3の観測により、リュウグウは探査機による近接観測で最も暗い天体であることが明らかになった。OHの強度と低いアルベドから、熱衝撃変成された、あるいは炭素に富む宇宙風化した始原的な水和炭素質コンドライトと一致する。
木村 祥紀; 松井 芳樹; 山口 知輝; 松本 哲也*; 海野 勇次*; 細井 雅春*; 篠原 伸夫
no journal, ,
公共の健康,環境,経済,社会に重大な影響を及ぼす規制外の核・放射性物質に関連する核セキュリティ事案について、核鑑識を含む事案対応に関する能力整備が各国で進められている。日本では、日本原子力研究開発機構核不拡散・核セキュリティ総合支援センター(ISCN)を中心に、研究開発を中心とした核鑑識の実施能力整備が、関係機関との連携のもと進められている。ISCNでは、核鑑識の技術的能力を確立し、その成果を国際社会に共有することで、国際的な核セキュリティ強化に貢献している。本稿では、ISCNにおける核鑑識実施能力の整備と技術開発の現状及び今後の展望について報告する。
芝 知宙; 冠城 雅晃; 高田 映*; 山口 知輝
no journal, ,
核物質に特有な核分裂に伴う即発ガンマ線を検出することを、核セキュリティ分野へ応用する。
松井 芳樹; 木村 祥紀; 海野 勇次*; 細井 雅春*; 松本 哲也*; 篠原 伸夫; 山崎 斉; 山口 知輝
no journal, ,
原子力機構核不拡散・核セキュリティ総合支援センター(ISCN)では、核・放射性物質の起源等の特定を目的とした核鑑識に関する技術開発を行っている。核鑑識についての情報共有及び分析技術の向上を目的として、核鑑識国際技術ワーキンググループ(ITWG)が主催する共同試料分析演習(CMX)が定期的に開催されている。本稿では、第7回目の演習となるCMX-7について、ISCNにおける本演習の分析結果等の概要を紹介するともに、演習終了後のレビューを踏まえたISCNの分析能力に関わる評価と今後の課題を報告する。
松井 芳樹; 木村 祥紀; 海野 勇次*; 細井 雅春*; 松本 哲也*; 篠原 伸夫; 山崎 斉; 山口 知輝
no journal, ,
The Integrated Support Center for Nuclear Nonproliferation and Nuclear Security (ISCN) of the JAEA is developing technologies for nuclear forensics to identify the origin and intended use of nuclear and radioactive materials. The Nuclear Forensics International Technical Working Group (ITWG) regularly holds the Collaborative Materials Exercise (CMX) to share the experience on nuclear forensics analysis and to improve analytical methods in the international community. The ISCN participated in the 7th exercise (CMX-7) this time. This paper discusses the experience of the ISCN during the CMX-7 including the results of laboratory analysis and nuclear forensics interpretation, as well as future challenges for laboratory capability at the ISCN. In the CMX-7, under the hypothetical case scenario (illegal transferring of nuclear materials), uranium samples and other conventional forensics evidence were provided for the exercise. During the exercise, participants reported the analytical results according to the timeframes recommended by the Nuclear Forensics Guidelines of the IAEA (24 hours, 1 week, and 2 months from sample receipt). The ISCN reported the physical characteristics and the results NDA analysis on the uranium samples at the first two timeframes, and the results of mass spectrometry with the data interpretation as the 2 months report. The results of uranium isotope ratio and trace elements measurements were exceedingly good, but the results of age dating were significantly deviate from the overall average. Reducing the time for destructive analysis that allows timely provisions of the results, as well as the improvement of the confidence in age dating are future tasks for the nuclear forensics analysis of the ISCN laboratory.
木村 祥紀; 松本 哲也*; 山口 知輝
no journal, ,
本研究では、電子顕微鏡で観察される核物質の微細構造に基づいて、信頼性の高い核鑑識分析の結果を適時に提供する技術の開発を進めている。本発表では、顕微鏡画像解析において深層距離学習モデルを適用することで、核物質の分類と未知核物質の検知を同時実現する手法の有効性を検証した結果を報告し、本研究の今後の展望を議論する。
線スペクトロメトリによるウラン年代測定法の検証及び高度化横山 明彦*; 上杉 正樹*; 松井 芳樹; 海野 勇次*; 木村 祥紀; 山口 知輝
no journal, ,
原子力機構と金沢大学は、アルファ線スぺクトロメトリーによる核鑑識ウラン年代測定法の確立に向けて分析精度を検証した。化学分離により、ウラン標準試料に生成しているTh-230の定量を行う。この場合U-234との存在比は10000分の1程度が目標となるため、回収率補正をトレーサによって行い、また質量分析装置による測定結果と比較を行った。さらに分析精度の向上や分析時間の迅速化に資する技術的課題を検討した。
木村 祥紀; 松井 芳樹; 山口 知輝
no journal, ,
Technical capability-building efforts in nuclear forensics in Japan have been conducted since 2011, following a national statement at the 1st Nuclear Security Summit. Most of those works have been undertaken at the Integrated Support Center for Nuclear Non-proliferation and Nuclear Security (ISCN) of the JAEA in cooperation with other competent authorities. Some of these works have been carried out in cooperation with international partners such as the U.S. Department of Energy and EC Joint Research Center, and the ISCN has contributed to developing and enhancing the technical capabilities by sharing its achievements. Recent efforts by the ISCN have been mainly based on the needs of first responders and investigators and aim to be technical solutions for the nuclear forensics process covering the entire spectrum from crime scene investigations to laboratory analysis and interpretation, which include post-dispersion nuclear forensics, novel signature development, and application of emerging technologies like artificial intelligence. These outcomes are expected to contribute not only to the future laboratory network, including domestic human resource development, but also to capacity building in the international community.
