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廃炉環境国際共同研究センター; 自然科学研究機構*
JAEA-Review 2022-059, 34 Pages, 2023/01
JAEA-Review-2022-059.pdf:1.58MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等を始めとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和3年度に採択された「中赤外レーザー分光によるトリチウム水連続モニタリング手法の開発」の令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、中赤外レーザーを用いたキャビティリングダウン計測システムによる「濃度60Bq/ccレベル」トリチウム水短時間計測の原理実証を成果目的とする。令和3年度は、上記目標を達成するため、(1)キャビティリングダウン装置に関する研究、及び(2)環境条件下における水素同位体組成評価と標準試料作製(再委託先: 弘前大学)を行った。(1)においては、中赤外キャビティリングダウン試験を行った。実験室に光学ベンチ(3m
1.2m)を設置し、光学ベンチ上に設計した光キャビティを構築した。次に、キャビティリングダウン計測に必須なレーザー光源を開発した。波長4.34
mから4.72mの範囲に可変可能で、最高出力22mW、ビーム品質M
=1.1のレーザー開発に成功した。(2)においては、標準試料の作製として、複数の試薬会社より市販されている重水標準溶液を利用して水素同位体標準溶液作製を進め、安定同位体である重水試料の準備を行った。また市販の重水試薬を購入し、約100Bq/Lの標準試料作製準備が整った。さらに、屋内外の同位体比計測の測定準備を行った。低バックグラウンド液体シンチレーション計数装置の性能評価を行い、試料量10mLで2,400分計測すると検出下限値は約0.6Bq/Lであることを確認した。これにより一般環境中トリチウム濃度を計測する準備が整った。
河野 康則; 千葉 真一; 井上 昭*
Review of Scientific Instruments, 75(1), p.279 - 280, 2004/01
被引用回数：12 パーセンタイル：53.63(Instruments & Instrumentation)トカマク装置JT-60Uにおける電子密度診断のための赤外CO
レーザ干渉・偏光計測において、CVDダイヤモンド板を真空窓として適用することに成功した。従来のジンクセレン窓と比較して、ダイヤモンド窓では、窓部で発生するファラデー回転成分を無視できるほど小さくできた。結果として、偏光法によるトカマクプラズマでのファラデー回転測定の改善を得た。
laser for ion energy spectrum measurements in JT-60U近藤 貴; 三浦 幸俊; Lee, S.*; Richards, R. K.*; Hutchinson, D. P.*; Bennett, C. A.*
Review of Scientific Instruments, 74(3), p.1642 - 1645, 2003/03
被引用回数：20 パーセンタイル：68.13(Instruments & Instrumentation)核融合炉心プラズマにおいて、高速
粒子の速度分布計測と、イオン温度計測の確立は重要な課題として挙げられており、計測手法の実証が求められている。JT-60Uでは、ITERにおけるイオン温度と高速アルファ粒子の計測手法の確立を目的として、炭酸ガスレーザー(10.6m, 15 J,1s)による協同トムソン散乱法の開発を行っている。検出器には量子井戸型赤外線検出器(QWIP)を用い、また迷光は高温炭酸ガスセルによって減少させる。JT-60Uに測定装置の設置を行うとともに、赤外ヘテロダイン受信機の検出感度や視野の較正手法を開発した。これを用いてJT-60Uプラズマにレーザーを入射して調整を行ったが、現在までに散乱光スペクトルは得られていない。問題点として、パルスレーザの放電による電気ノイズと、レーザーの周波数のシフトによる迷光の発生が挙げられる。
Si by infrared multiple photon decomposition of SiF
横山 淳; 大場 弘則; 柴田 猛順; 河西 俊一*; 杉本 俊一*; 石井 武*; 大家 暁雄*; 宮本 佳樹*; 磯村 昌平*; 荒井 重義*
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.457 - 462, 2002/04
被引用回数：3 パーセンタイル：16.96(Nuclear Science & Technology)六フッ化ニケイ素(SiF)の赤外多光子解離を用いたシリコン同位体分離により高濃縮Siを得た。TEA炭酸ガスレーザーの10P(8)発振線(954.55cm
)の光をセルにつめたSiFにフルエンス1.0J/cmで照射した。その結果、
Siと
Siは、生成物であるSiF
と白色の粉に濃縮し、Siは分解しないで残ったSiFに濃縮した。99.9%濃縮のSiは、SiFを50%分解することにより得られた。また、SiFを連続的に流し、レーザー照射を行うことで、99.7%濃縮のSiを2.5g/hの生成速度で連続的に生成することが出来た。
木原 武弘; 深澤 哲生*; 藤根 幸雄; 前田 充; 池田 孝志*; 河村 文雄*
JAERI-M 93-234, 47 Pages, 1993/12
再処理工程のNpイオンの高感度分析のためにバックグランドを補正するLIPAS(Laser-Induced Photoacoustic Spectroscopy)を開発した。可視域においてセルを直列に配するダブルセルシステムを検討した。感度は吸光法より二桁高い。これを用いPr,Nd,Er,Npの光音響スペクトルを測定した。Npについて低pHでは見られないピークが確認できるがまだ同定はできていない。近赤外においてアレキサンドライトレーザーを光源にセルを並列に配するシステムを検討した。これまでのNp(V)の検出限界濃度を一桁下回るデータが得られた。再処理へ適用するために重要な光ファイバーシステムを検討した。吸光法よりも二倍高感度であることが分かったが、今後さらに光操作法を検討するとともに、光ファイバーに適した光音響セルを開発する必要がある。尚本報告書は昨年終了した原研と日立製作所との共同研究で得られた成果をまとめたものである。
小田 哲三; 小山 謹二; 高橋 伸一*
Proc. of the 4th Int. Conf. on Facility Operations-Safeguards Interface, p.303 - 306, 1992/00
遠心分離ウラン濃縮プラントカスケードエリアに対する濃縮度遠隔測定技術の可能性を実証するため、UF赤外レーザー分光法に関する研究を行った。濃縮度0.72,40.8,93.1%においてUFの赤外吸収スペクトルを測定し、さらにスペクトルシミュレーション手法を開発しこれを実測スペクトルと比較することによりその有効性を検証した。本研究の結果から、赤外レーザー分光法によるUO濃縮度測定技術のフィジビリティが確認された。
小田 哲三; 高橋 伸一*; 小山 謹二
Transactions of the American Nuclear Society, 61(SUPPL.1), p.44 - 45, 1991/10
遠心分離ウラン濃縮プラントカスケードエリアに対する濃縮度遠隔測定技術の可能性を実証するため、UF6赤外レーザー分光法に関する研究を行った。濃縮度0.72、40.8、93.1%においてUFの赤外吸収スペクトルを測定し、さらにスペクトルシミュレーション手法を開発しこれを実測スペクトルを比較することによりその有効性を検証した。本研究の結果から、赤外レーザー分光法によるUF濃縮度測定技術のフィジビリティが確認された。
