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大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
Proceedings of 2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2018) (Internet), 4 Pages, 2019/10
A Differential Die-away Analysis (DDA) system using a compact pulsed neutron (DT: 14 MeV) generator has been successfully developed for nuclear non-proliferation and nuclear security in the Japan Atomic Energy Agency. The DDA system employing the fast neutron direct interrogation method is designed to quantify fissile materials in samples which have different volume from a vial bottle (4 cc) to pail container (20 liter). It has been demonstrated experimentally that the DDA system is capable of quantifying a nuclear fissile material (Pu-239) less than 10 mg in a vial bottle. The performance of the DDA system with a large measurement sample such as a MOX can container (2 liter) was evaluated through the Monte Carlo simulation studies. The simulation results show that the Pu-239 mass of around 10 mg even in the MOX can container can be detected. The results of the simulation study are discussed and compared to those of the experimental test.
荒 克之*; 海老根 典也
電気学会マグネティックス研究会資料 (MAG-00-182), p.23 - 31, 2000/09
原子炉構造体の経年変化の非破壊計測評価の研究の現状を原研及び日本AEW学会の活動を中心にレビューした。原研では、原子炉圧力容器鋼の磁気的性質と機械的性質に良い相関があることに基づき、磁気問いかけ法が提案され、関連して圧力容器肉盛溶接部厚さ測定法、増分透磁率測定法が研究されている。また、日本AEM学会では、ラウンドロビン試験により、人工的に劣化させた鋼材のヒステリシス磁化特性、バルクハウゼン雑音測定などを行い、有効性を確認している。
林 光彦*; 高井 茂臣*; 坂口 裕樹*; 松林 政仁; 江坂 享男*
可視化情報学会誌, 20(suppl.1), p.375 - 376, 2000/07
中性子断層撮影法(CT)を用いたリチウムイオン伝導体中のリチウムイオンの分布を測定した。実験にはスピネル型構造を持つLi
Ti
O
を用いた。
Liのみを含む円柱状試料と
Liのみを含む円柱状試料を組み合わせた面接触電界試料及びLiのみを含む円錐状試料と組み合わせた点接触段階試料をLiのみを含む円柱状試料をカソード側として電気炉中で電解して製作した。電解終了後、カソード側の円柱状試料に対して中性子CTを行った。その結果Liイオンは、点接触電解試料では試料の中心部分にのみ侵入していること、面接触電解した試料では試料全体にわたっと侵入していることが確認された。また点接触電解試料の断層像の濃度プロファイルから、試料中に形成される電場は通常の金属導体中の電場と同様に形成されることが示された。
坂口 裕樹*; 畠山 恵介*; 佐竹 祐一*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 松林 政仁; 江坂 享男*
可視化情報学会誌, 20(suppl.1), p.373 - 374, 2000/07
Mg
Ni等の水素吸蔵合金中の微量・低濃度水素を少量の試料により非破壊かつ高精度に定量する手法確立を目的として、中性子ラジオグラフィの応用を試みた。フィルム法による撮影は京都大学炉の冷中性子ラジオグラフィ装置を用いて行い、中性子コンピュータトモグラフィによる断層撮影はJRR-3熱中性子ラジオグラフィ装置を用いて行った。その結果、フィルム法による測定から水素固溶領域と水素化物生成領域のそれぞれで、黒化度と水素濃度との間にほぼ直線関係があることがわかり、MgNi中の微量・低濃度水素を高精度に定量できることが示された。また断層像から、水素化処理を施したMg
Ni塊状直方体試料について、水素は直方体試料の各面の表面から一様に侵入していくことが確認された。
海老根 典也; 荒 克之
MAG-96-265, 0, p.11 - 24, 1996/12
筆者らは先に原子炉圧力容器の経年劣化を非破壊的に計測評価する方法として、「磁気問かけ法」を提案した。その可能性について、これまで、いくつかの実験と計算機シミュレーションを通して検討を進めてきた。これらの結果をふまえて、磁気問かけ法の妥当性と今後の研究課題を検討した。磁気問かけ法は圧力容器低合金鋼の保磁力を非破壊的に計測し、それより経年劣化(照射硬化・ぜい化)を評価するものである。そこで、圧力容器鋼材の磁気特性と機械特性の相関を調べた結果、保磁力および透磁率は機械的硬さおよび引張り強度との間に良い相関があることがわかった。また、圧力容器厚さ方向の保磁力分布計測にはサイズの異なる2つの磁気ヨークを用いることで計測できる可能性が確認された。肉盛り溶接部の厚さは、磁気問かけ法の実施過程で非破壊的に計測できることが計算機シミュレーション実験で確認できた。
荒 克之; 海老根 典也; 中島 伸也
J. Pressure Vessel Technol., 118(4), p.447 - 453, 1996/11
被引用回数：14 パーセンタイル：63.16(Engineering, Mechanical)原子炉圧力容器の照射劣化を非破壊的に計測するために、新しい方法として「磁気問いかけ法(MIM)」を提案した。本手法は圧力容器の照射誘起硬化と磁気保磁力の間に良い相関があることに着目したものである。圧力容器の局部を肉盛り溶接部を通して磁化し、そのときの圧力容器表面の磁界分布を計測する。この計測分布パターンから圧力容器鋼材部の厚さ方向の保磁力分布を逆推定する。この逆推定には静磁界解析と最適パラメータ推定手法を用いる。推定された保磁力分布から圧力容器の硬化分布、劣化分布に関する重要な情報を引き出す。
荒 克之; 中島 伸也; 海老根 典也; 坂佐井 馨
Proceedings of 8th International Conference on Pressure Vessel Technology (ICPVT-8), 1, p.183 - 189, 1996/00
原子炉圧力容器の照射硬化を非破壊に計測する磁気問かけ法を提案する。本手法は圧力容器鋼材の照射硬化と保磁力変化との間に存在する良い相関関係を利用する。すなわち、圧力容器の検査部を磁気ヨークを用いて磁化し、そのときの圧力容器表面の磁界分布から圧力容器鋼内部の保磁力分布を推定し、この保磁力分布から照射硬化程度を評価するものである。熱処理によって機械的硬さを変えた圧力容器鋼材について、硬さと保磁力の関係を調べ、両者の間に比例関係があることを確認した。このデータは照射によって硬さを変えた鋼材についてのデータと傾向が良く一致した。また圧力容器鋼材について磁気特性を調べ、磁気問かけ法を実行する上での研究課題である圧力容器鋼材のヒステリシス磁化特性モデルとの開発、磁気ヨーク・磁界計測システムの開発等について検討した。
荒 克之
平成7年電気学会全国大会講演論文集, 0, p.S9.17 - S9.20, 1995/03
原子炉構造物の非破壊検査における最近の話題は蒸気発生器伝熱管検査のための渦電流探傷プローブの高度化研究である。国の支援により研究が進められているが、大学等においても新しい探傷プローブの提案と研究が展開され始めた。今後の話題は欠陥等が生じる以前の材料特性の劣化を非破壊的に計測することである。このための手法として、「磁気」に着目した材質劣化磁気センシングが注目されている。これは、材質劣化にともなう材料の磁気的性質の変化をセンシングするもの、また磁化過程におけるバルクハウゼン雑音をアコースティックエミッション信号としてセンシングするものがある。そのため高感度磁束センサ(SQUID)の応用研究、AE法の研究などが展開されつつある。著者らは圧力容器鋼材の中性子照射による保磁力変化に着目した圧力容器劣化非破壊計測法を提案している。
荒 克之; 海老根 典也; 中島 伸也
第4回MAGDA-コンファレンスin鳥取講演論文集; 電磁現象および電磁力に関するコンファレンス, 0, p.79 - 82, 1995/00
原子炉圧力容器の経年による材質劣化(照射ぜい化)を非破壊的に計測する手法として「磁気問かけ法」(MIM)を提案した。この手法は圧力容器鋼材の照射ぜい化とともに保磁力も変化するという事実に基づいている。磁気ヨークを用いて圧力容器を部分的に磁化し、そのときの磁気ヨークの磁極周辺の磁界分布を計測する。この磁界分布より圧力容器低合金鋼部の厚さ方向の保磁力分布を求める。この保磁力分布より、圧力容器劣化に関する重要な情報を得る。本手法が成立するためには、(1)測定磁界分布が圧力容器低合金鋼部の厚さ方向の保磁力分布を良く反映していること、(2)圧力容器に内張りされた非磁性の肉盛り溶接部の厚さが非破壊的に計測できること、(3)保磁力分布を定める関数形が導入できることの3つがある。検討の結果、これらの条件は満されると考える。
荒 克之; 坂佐井 馨; 岸本 牧; 海老根 典也; 中島 伸也
日本応用磁気学会誌, 19, p.493 - 496, 1995/00
圧力容器鋼材の中性子照射による保磁力変化に着目した圧力容器劣化の非破壊計測法として「磁気問いかけ法」が提案されており、この方法においては圧力容器に内張りされた非磁性の肉盛り溶接部の厚さを知る必要がある。この厚さを非破壊的に計測する方法を静磁界解析により検討した。磁気ヨークを圧力容器内壁に取りつけ、肉盛り溶接部を通して磁化するとき、磁気ヨーク近傍の容器内壁面の磁界分布の中央値Hmと半値巾W1/2が肉盛り溶接部厚さgによってどう変化するかを解析した。その結果、起磁力で正規化したHm/NIはgに対して単調減少、半値巾W1/2は単調増加するという関係曲線が得られた。この関係曲線は圧力鋼材の速磁率が500以上では不変となり、gを求めるための校正曲線として使用できることがわかった。これより、肉盛り溶接部厚さgはHm/NIおよびW1/2を計測するような非破壊手法で計測可能であると結論した。
荒 克之; 中島 伸也; 海老根 典也; 坂佐井 馨
Proc. of the Japan-Central Europe Joint Workshop on Advanced Computing in Engineering, 0, p.221 - 226, 1994/00
原子炉圧力容器の中性子照射による経年劣化を非破壊的に計測する方法として「磁気問かけ法」を提案した。この方法は、圧力容器鋼材の照射誘起硬化と保磁力変化の間に存在する良い相関関係に着目したものである。圧力容器を磁気ヨークによって局部的に磁化したときの圧力容器表面の磁界分布を計測し、その磁界分布から静磁界解析の手法を通して、圧力容器厚さ方向の保磁力分布を推定する。この保磁力分布は圧力容器厚さ方向の硬さ分布すなわち厚さ方向の劣化分布に関する重要な情報を提供するものである。「磁気問かけ法」を実現するためにはいくつかのR&D項目がある。これらは学際的研究であり、チャレンジングなものである。その一つに肉盛り溶接部厚さの非破壊計測があり、著者らはその可能性について検討し、良い結果を得た。
大貫 敏彦; 山本 忠利; 和達 嘉樹
Japanese Journal of Applied Physics, 23(8), p.1124 - 1128, 1984/00
被引用回数：4 パーセンタイル：32.26(Physics, Applied)高速中性子透過法によるカラム内土壌中水分率分布の計測法を開発した。水分率の検量線は、単位体積水分減衰係数から得られる。NE-213有機シンチレーター(2インチ
x2インチl)と
Cf(273
Ci)とを、中性子検出器および線源にそれぞれ使用した結果、本方法により得られた海岸砂層中水分率分布と、乾燥法により得られたそれとの間によい一致をみた。NE-213シンチレーターは、従来の
He、BF検出器よりも、測定精度、位置の分解能および測定感度の点で優っていた。本方法の相対誤差および相対感度についても検討した。
鎌田 正輝*; 吉田 拓真*; 栗原 賢二*; 奥村 啓介
no journal, ,
福島第一原子力発電所1
3号機の原子炉格納容器から取り出した物の核燃料物質量を推定することにより、燃料デブリと放射性廃棄物に仕分けることができれば、取り出しから保管までの作業を合理化することが期待できる。本発表では、仕分けのための非破壊計測技術の開発状況を報告する。
前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔
no journal, ,
現在、福島第一原子力発電所の事故で発生した燃料デブリや、核セキュリティ分野における遮蔽体等で隠匿された核物質の非破壊計測法の開発が喫緊の課題となっている。例えば、200Lドラム缶中の数mgの核物質の検出も可能なほど高い感度を持つアクティブ中性子法を用いても、燃料デブリ中に制御棒材料、隠匿核物質の遮蔽体に中性子吸収材が含まれていると計測が不可能になる。これは、アクティブ中性子法では、中性子吸収材の影響を受けやすい熱中性子を利用して核分裂を誘発し、発生した核分裂中性子を計測して核物質量を計測するためである。本研究では、中性子吸収材の影響を受けにくい高速中性子による核分裂を利用して、上記の様な試料にも適用可能な核物質の非破壊計測法を開発した。本発表では開発した手法の詳細と中性子吸収材の影響について評価した結果を報告する。
山田 逸平
no journal, ,
大強度イオンビームの断面形状を非破壊で計測するために、ビームガス相互作用により生じる光子を用いたモニタの開発を行っている。ビームに作用させるガスとして、シート状に形成したガスをビームラインに導入することで、周辺の真空に大きな影響を与えることなく局所的にガス密度を増加させ、かつビームの二次元断面の分布を得られるようなモニタとした。開発したモニタをJ-PARCのRFQテストスタンドに導入し、大強度ビーム計測試験を行った結果、ガスシート分布を考慮して得られたデータを解析することで、従来型モニタで得られた結果と一致するプロファイルを得た。またこの試験により、今後のさらなる高精度計測に向けた課題が明確となった。
藤 暢輔
no journal, ,
廃止措置や核セキュリティ分野においては、中性子吸収材が混入した放射性廃棄物や隠匿された核物質の非破壊測定技術が求められている。中性子を用いたアクティブ法は、パッシブ法に比べて非常に高い検出感度を有するが、そのアクティブ法でも福島第一原子力発電所における燃料デブリの測定や中性子吸収材によって荷物内に隠匿された核物質などの測定は困難である。そのため、原子力機構では、アクティブ法の相補利用と新手法開発という2つのアプローチによって、それらに対応できる非破壊測定技術の開発を実施している。アクティブ法の相補利用は、核物質に対して非常に高い検出感度を有する高速中性子直接問いかけ法と中性子吸収材に対する検出感度が高い即発ガンマ線分析法を組み合わせて相補的に利用するものであり、その適用範囲を拡大させることができる。また、新手法開発では、高速中性子を用いることで中性子吸収材の影響を受けにくい非破壊測定技術の確立を目指している。本発表では、これまでの研究開発で得られた成果と今後の展望などについて報告する。
小山 真一
no journal, ,
福島研究開発部門報告会において、若手研究者による成果報告のセッション2「燃料デブリ」のセッション概要を報告する。燃料でブル分析における原子力機構の役割、取り組み、セッション報告内容について紹介する。
