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廃炉環境国際共同研究センター; 福井大学*
JAEA-Review 2022-046, 108 Pages, 2023/01
JAEA-Review-2022-046.pdf:6.25MB
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「燃料デブリ周辺物質の分析結果に基づく模擬デブリの合成による実機デブリ形成メカニズムの解明と事故進展解析結果の検証によるデブリ特性データベースの高度化」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。格納容器内部調査等の現場情報、燃料デブリ周辺物質の分析データを参照した模擬実験を行い、号機・領域ごとに、燃料デブリの溶融・凝固メカニズム、デブリ形成プロセスを逆推定し、再現されうる事故条件を検証・評価する(Backward Analysis)。評価結果をこれまで得られている知見と照し合せ、燃料デブリデータベースを高度化する。また、燃料デブリの堆積状態の逆推定から燃料デブリ分析の課題であるサンプル代表性に係る知見の取得を試みる。さらに、燃料デブリ取出しにおいて合理的に排除したい発生確率の低いリスクについて検証試験を行い、このようなリスクが発生する化学条件が、どの程度蓋然をもって発生したのかを調査する。これらの検討結果と最新の事故進展挙動解析結果(Forward Analysis)を本事業の実施者と事故進展解析専門家で共有し、燃料デブリ分析データ活用と、デブリ取出し設計の合理化・効率化に向けた知見を議論する。そのために、酸化物デブリ化学状態の逆解析、金属デブリの混合・溶融・凝固状態の評価およびデブリ特性の詳細把握に向けた試験技術の整備を行い、それら結果をもとにForward AnalysisとBackward Analysisの総合評価を行った。
Im, S.*; Jee, H.*; Suh, H.*; 兼松 学*; 諸岡 聡; 小山 拓*; 西尾 悠平*; 町田 晃彦*; Kim, J.*; Bae, S.*
Journal of the American Ceramic Society, 104(9), p.4803 - 4818, 2021/09
被引用回数：18 パーセンタイル：84.26(Materials Science, Ceramics)This study aims to elucidate the effect of heating on the local atomic arrangements, structure, phase transformation, and mechanical properties of synthesized calcium-silicate-hydrate (C-S-H). The alteration in the atomic arrangement of the synthesized C-S-H (Ca/Si = 0.8) and the formation of crystalline phases that occurred in three distinct transformation stages of dehydration (105-200 
C), decomposition (300-600 C), and recrystallization (700-1000 C) were investigated via powder X-ray diffraction, 
Si nuclear magnetic resonance spectroscopy, and thermogravimetric analysis. Further, the deformation of the local atomic bonding environment and variations in mechanical properties during the three stages were assessed via pair distribution function analysis based on in-situ total X-ray scattering. The results revealed that the C-S-H paste before heating exhibited a lower elastic modulus in real space than that in the reciprocal space in the initial loading stage because water molecules acted as a lubricant in the interlayer. At the dehydration stage, the strain as a function of external loading exhibited irregular deformation owing to the formation of additional pores induced by the evaporation of free moisture. At the decomposition stage, the structural deformation of the main d-spacing (d 
3.0 
) was similar to that of the real space before the propagation of microcracks. At the recrystallization stage, the elastic modulus increased to 48 GPa owing to the thermal phase transformation of C-S-H to crystalline 
-wollastonite. The results provide direct experimental evidence of the micro- and nanostructural deformation behavior of C-S-H pastes after exposure to high temperature under external loading.
decay of 
USun, M. D.*; Liu, Z.*; Huang, T. H.*; Zhang, W. Q.*; Andreyev, A. N.; Ding, B.*; Wang, J. G.*; Liu, X. Y.*; Lu, H. Y.*; Hou, D. S.*; et al.
Physics Letters B, 800, p.135096_1 - 135096_5, 2020/01
被引用回数：11 パーセンタイル：78.75(Astronomy & Astrophysics)Fine structure in the decay of U was observed in the fusion-evaporation reaction 
Re(
Ar,p3n) by using fast digital pulse processing technique. Two -decay branches of U feeding the ground state and 244 keV excited state of 
Th were identified by establishing the decay chain U
Th
Ra
Rn. The -particle energy for the ground-state to ground-state transition of U was determined to be 8993(17) keV, 213 keV higher than the previous value, the half-life was updated to be 62
s. Evolution of nuclear structure for 
=131 even-
isotones from Po to U was discussed in the frameworks of nuclear mass and reduced -decay width, a weakening octupole deformation in the ground state of U relative to its lighter isotones Ra and Th was suggested.
知見 康弘; 笠原 茂樹; 瀬戸 仁史*; 橘内 裕寿*; 越石 正人*; 西山 裕孝
Proceedings of the 18th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems - Water Reactors, Vol.2, p.1039 - 1054, 2018/00
被引用回数：2 パーセンタイル：57.67(Materials Science, Multidisciplinary)照射誘起応力腐食割れ(IASCC)による亀裂進展挙動を理解するため、中性子照射したオーステナイト系ステンレス鋼の亀裂進展試験を実施して亀裂進展速度を評価し、亀裂先端における変形組織と酸化皮膜に着目したミクロ組織観察を実施した。供試材は12
14dpaまで中性子照射した316Lステンレス鋼で、BWR模擬水質環境(約288C)下で亀裂進展試験を行った。また亀裂進展試験後、FEG-STEMを用いて亀裂先端のミクロ組織を観察した。試験の結果、腐食電位(ECP)の低減による亀裂進展抑制効果は、文献で示されている約2dpa以下の損傷量の低い材料と比較して顕著ではなかった。また1000時間以上高温水中に浸漬し、高ECPと低ECPの双方の環境に置かれた試験片の亀裂内には酸化物形成が認められたが、低ECP条件下のみを経験した亀裂先端近傍には酸化皮膜の形成がほとんど認められなかった。さらに、亀裂先端近傍には変形に伴う双晶組織が高密度に形成していた。これらの結果より、高損傷量のステンレス鋼の亀裂進展挙動において、局所変形と酸化が支配的な因子であることが示唆された。
福田 祐仁; 岸本 泰明; 正木 知宏*; 山川 考一
Physical Review A, 73(3), p.031201_1 - 031201_4, 2006/03
被引用回数：35 パーセンタイル：79.46プラズマの緩和過程、及び、イオン化過程を考慮した粒子コードを用いて、高強度レーザーとクラスターとの相互作用並びに構造形成プロセスの詳細を調べた。これまでに指摘されていたレーザー誘起電場の発生に加え、印加レーザー強度を超える2極性電場の生成、及び、外部/内部シースの形成が、クラスターの爆発崩壊過程に深く関与していることを明らかにした。すなわち、電子エネルギー分布には、衝突緩和,シース電場の影響によるディップ構造が観測され、イオンエネルギー分布と密度分布には2極性電場の影響による二重構造が観測された。
glass under high pressure and temperature稲村 泰弘*; 片山 芳則; 内海 渉; 舟越 賢一*
Physical Review Letters, 93(1), p.015501_1 - 015501_4, 2004/07
被引用回数：120 パーセンタイル：93.74(Physics, Multidisciplinary)SiOガラスのX線構造因子の温度依存性を19.2GPaまでの複数の圧力で測定した。First Sharp Diffraction Peakの位置は、ある特定の圧力温度領域で、温度の上昇とともに高い運動量移動へと動いた。これは中距離構造がより密なものへと熱的に緩和されたことを示す。約7GPaで、温度により誘起されるシフトは飽和し、結晶化温度が劇的に高くなった。これらの結果は、SiOガラスに比較的安定な高圧構造が存在することを支持する。急激な変化は観測されなかった。
岸本 泰明
プラズマ・核融合学会誌, 80(5), p.390 - 395, 2004/05
近年の高性能の磁場閉じ込め核融合プラズマは、プラズマ中にさまざまな構造を形成することによって達成しており、そこでは時空間スケールの異なった物理過程が複合的に寄与している。そのような複雑かつ複合的な性質を持つプラズマの理解にあたっては大規模シミュレーションに基づく研究が本質的である。本論文では、このようなプラズマの構造形成を支配する物理的な素過程を論じるとともに、幅広いダイナミックレンジを包含する将来の数値シミュレーションの展望を提案する。
木村 英雄; 酒井 智*
JAERI-Data/Code 2004-008, 41 Pages, 2004/02
JAERI-Data-Code-2004-008.pdf:4.76MB
アミノ酸配列からのタンパク質立体構造予測は非常に難しい問題であり、多くの研究者がこの難題について研究している。その難しさの原因は大きく分けて2つある。1つは、可能性のある立体構造を探索することの難しさであり、もう1つは、タンパク質の天然状態を安定に保っている相互作用エネルギーを精度よく計算することの難しさである。この問題を解くことを目的としたタンパク質立体構造予測システムを、神戸大学,奈良先端科学技術大学院大学,日本原子力研究所の3機関で開発している。これは、モンテカルロ法を用いたタンパク質立体構造予測解析をGrid環境上で実行することで、精度の高い立体構造を求めるシステムである。また、本システムは、Web画面よりジョブの投入,ジョブの実行状況確認,解析結果の確認を行うことができ、ユーザの利便性についても考慮したシステムとなっている。このシステムで行うタンパク質立体構造予測解析は、神戸大学で行っている解析を対象とする。そして、奈良先端科学技術大学院大学がGrid環境の構築を行い、日本原子力研究所が解析結果の管理、及び表示を行うシステムを構築する。本報告書は、日本原子力研究所で構築している解析結果の管理、及び表示を行うシステムについて報告する。
岸本 泰明; 井戸村 泰宏; Li, J.
プラズマ・核融合学会誌, 79(5), p.478 - 488, 2003/05
本稿では、時空間スケールを限定した単一の物理階層のみならず、階層間の相互作用が本質的役割を果たす現象の一つである「プラズマ中に発生する乱流と層流」に話題を限定し、多階層・複合概念が核融合プラズマの高性能に果たす役割の一端を紹介する。また、今後の構造形成に準拠した高性能の核融合研究を推進する上で、幅広い時空間スケールを包含する多階層シミュレーション研究の重要性について考察する。
岸本 泰明
プラズマ・核融合学会誌, 78(9), p.857 - 860, 2002/09
核融合プラズマや天体プラズマを中心に、プラズマが本質的役割を果たすさまざまな現象の中で、「非局所性」とそれに伴う「構造形成」をキーワードとして、それらの現象の背後にある普遍的物理を見いだすことを目的に、(1)レーザー爆縮プラズマ,(2)宇宙プラズマ,(3)磁場プラズマの分野における研究の現状を小特集として紹介している。
states in neutron-deficient Ba nuclei浅井 雅人*; 関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 小島 康明*; 柴田 理尋*; 山本 洋*; 河出 清*
Physical Review C, 56(6), p.3045 - 3053, 1997/12
被引用回数：22 パーセンタイル：74.54(Physics, Nuclear)
Laの崩壊で見られるBa核の低スピン状態をTIARAのオンライン同位体分離器に設置した
-角度相関測定装置で調べた。不確かであった第1励起O準位(O
)のスピンを確立するとともに、O
等より高い励起O準位を新たに見いだした。報告されていた
BaのO準位が誤りであることが確認された結果、中性子数の減少とともにO準位は急激にエネルギーを下げ、中性子数72で最小になり、中性子数66に向けてゆっくり上昇することがわかった。一方、O準位は中性子数の減少とともに単調に減することがわかり、OとO準位はより変形した核でエネルギー関係が逆転する可能性が示唆された。このような振舞いは、3軸非対称変形しやすい核にあるO準位が軸対称変形核において2フォノン振動状態に、O準位が振動状態に変化していく過程と解釈される。
山本 信夫; 泉 文男*
JAERI-Data/Code 95-018, 634 Pages, 1995/12
JAERI-Data-Code-95-018.pdf:27.21MB
日本原子力研究所では、原子力安全性研究などで必要となる国内の原子力発電プラントの設計情報を、迅速かつ的確に提供する目的で、「原子力発電プラント・データベース(PPD)」を構築している。PPDは、国内の軽水炉原子力発電プラントの原子炉設計許可申請書を情報源として、各プラントの設計方針、機器の台数や容量、材料、構造、型式などをデータベース化したものである。本報告書は、PPDを利用者がより有効に活用できるように、データベース構造、データ格納ファイルのファイル様式などを中心に、これまでにデータベース化した設計情報の項目をまとめたものである。
柳原 敏
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(9), p.890 - 899, 1993/09
被引用回数：10 パーセンタイル：69.73(Nuclear Science & Technology)原子力施設の廃止措置における、効率的な作業計画や作業管理に使用することを目的に、COSMARD(The Code System for Management of Reactor Decommissioning)を開発した。本開発で特に考慮した点は:(1)廃止措置作業の構成(WBS)を反映した木構造上でのデータ処理アルゴリズム、(2)WBSや作業条件を入力データとして記述するためのコマンド、(3)種々のプロジェクト管理情報を簡易式と係数により計算するためのモデルの開発、である。また、計算モデルの開発では、JPDR解体作業を分析し、基本的な作業要素を抽出するとともに、人工数計算のための適当な数式を作成した。続いて、サンプル計算として、JPDR機器解体に要する人工数の計算を行った。本論文は、COSMARDの概要、方法論、計算モデルについて述べたものである。
-like diffraction anomaly in the premartensitic 
phase of AuCuZn alloy永澤 耿*; 喜田 和枝*; 森井 幸生; 渕崎 員弘; 片野 進; 舩橋 達; H.R.Child*
Mater. Trans. JIM, 32(11), p.1011 - 1016, 1991/00
被引用回数：4 パーセンタイル：47.83(Materials Science, Multidisciplinary)Heusler型結晶構造をもつ相AuCuZn合金について(H
2/3,K2/3,L4/3)と(H2/3,K2/3,L4/3)の逆格子点にあわられるピーク状の回折ピークをX線と中性子を用いて調べた。このピークは不完全規則B相において、670KでHensler型規則構造へと変態する際の規則化を担う空孔が、ある種の規則配列をしたために起こることが判明した。この空孔は急冷処理によってHeusler型構造の中に凍結されると、ピーク状回折異常をもたらし、その後の昇温により空孔がなくなると、回折異常も消滅する。[111]LA、[112]TAフォノン分散関係の特徴も以上の結論を支持している。
田次 邑吉
Journal of the Physical Society of Japan, 48(4), p.1237 - 1244, 1980/00
被引用回数：7 パーセンタイル：55.55(Physics, Multidisciplinary)放射線照射によって材料中に生じた空孔が安定に存在し得る理由を明らかにする事は、損傷の計算機シミュレーションの基本の一つであるが、また充分解明されていない。ここでは、ダイヤモンド晶系のSiやGeにおける空孔の形成が古典的な多体問題としてシミュレーションにより研究される。原子間相互作用として、原子間距離のみに依存する中心力ばかりでなく、ボンドの曲りにも依存する非中心力も扱う。完全結晶の中央部より1原子を除去し、その周囲の原子を緩和させる時、中心力相互作用のみでは結晶の表面を固定しても安定した空孔は得られない。非中心力相互作用の場合は、結晶表面を自由にしておいても、安定した空孔が形成され、形成エネルギーも相互作用に固有になる。これは、空孔の周辺に「硬い殻」がつくられるためである。SiとGeに対して、1空孔の形成,移動エネルギー,2空孔の形成エネルギーが示される。
諸岡 聡; 小山 元道*; 川崎 卓郎; Harjo, S.
no journal, ,
Medium Mn steels have been actively investigated due to their excellent balance between material cost and mechanical properties. In particular, medium Mn steel with a nominal chemical composition of Fe-5.0Mn-0.1C (mass%) fabricated by intercritical annealing 923 K for 1.8 ks after cold-rolling, was the high-strength mechanical properties at low temperature. This strengthening mechanism evaluated by means of in-situ neutron diffraction under low temperature (engineering materials diffractometer (TAKUMI) at Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC)), electron back scatter diffraction (EBSD), low temperature differential scanning calorimetry (DSC) and low temperature magnetic susceptibility measurement. We found that as the sample temperature decreases, face-centered cubic (FCC) structure transferred face-centered tetragonal (FCT) structure. Namely, it suggests that austenite transformed martensite like Fe-Pd or Fe-Pt alloy. Therefore, the origin of the high-strength mechanical properties at low temperature was in the presence of FCT martensite. This study got partially support from MEXT Program: Data Creation and Utilization Type Material Research and Development (JPMXP1122684766).
