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久保 重信; 近澤 佳隆; 大島 宏之; 上出 英樹
Handbook of Generation IV Nuclear Reactors, Second Edition, p.173 - 194, 2023/03
第4世代原子炉の最近の開発進捗を網羅するよう取りまとめ、2016年発行の第1版から第2版として更新したもの。著者らは、本ハンドブックの第5章ナトリウム冷却高速炉ならびに第12章日本における第4世代ナトリム冷却高速炉概念の章を担当し、それぞれナトリウム炉の特徴と安全性を含む新しい技術展開、日本におけるナトリウム炉開発の成果と革新技術、東京電力福島第一原子力発電所事故を受けての安全性強化の取組を示した。
Wu, P.*; 村井 直樹; Li, T.*; 梶本 亮一; 中村 充孝; 古府 麻衣子; 中島 健次; Xia, K.*; Peng, K.*; Zhang, Y.*; et al.
New Journal of Physics (Internet), 25(1), p.013032_1 - 013032_11, 2023/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)The understanding of the lattice dynamics is essential for engineering the thermal transport properties in quantum materials. Based on the canonical point of view, acoustic phonons are believed to be the principal thermal carriers in heat flow. Here, in this work, optical phonons are elucidated to play a pivotal role in determining the lattice thermal conductivity in thermoelectric material SnS by using the state-of-the-art inelastic neutron scattering technique combined with first-principles calculations. Additionally, in contrast to acoustic phonons, optical phonons are observed to exhibit pronounced softening and broadening with temperature. Our observations not only shed light on the significance of the optical phonons in thermal transport but also provide a vital clue to suppress the propagation of optical phonons to optimize the thermoelectric performance of SnS.
Fe and 
Pu deposited on Earth constrain the r-process yields of recent nearby supernovaeWallner, A.*; Froehlich, M. B.*; Hotchkis, M. A. C.*; 木下 哲一*; Paul, M.*; Martschini, M.*; Pavetich, S.*; Tims, S. G.*; Kivel, N.*; Schumann, D.*; et al.
Science, 372(6543), p.742 - 745, 2021/05
被引用回数：41 パーセンタイル：96.52(Multidisciplinary Sciences)鉄よりも重い元素の半分は、極短時間に無数の中性子を捕獲する過程(r過程)によって生成される。理論的研究によって、このr過程の物理的な条件や基礎課程は明らかになってきているが、その天体サイトと元素合成量に関してはいまだに議論の的で、超新星爆発や中性子星合体などが候補に挙がっている。我々のグループでは、太平洋で採取したマンガンクラスト試料から太陽系外起源の超微量のFe(半減期260万年)とPu(半減期8,060万年)を加速器質量分析で定量した。Feは主に巨大質量の星が爆発(超新星爆発)してその一生を終えるときに形成・放出される一方で、Puはr過程のみで生成される。Feの分析結果からは過去1,000万年の間に太陽系近傍で起こった2つの異なる重力崩壊型の超新星爆発によるFeの地球への流入があったことが明らかになった。Pu/Feの流入比は、どちらの重力崩壊型の超新星爆発でも同様の値であった。Puの分析結果から求めたPuの地球への流入量は、超新星爆発がr過程を支配していると仮定した理論予想値よりも低かった。つまり本研究結果は、超新星爆発がr過程を支配しているのではなく、中性子星合体など他の寄与があることを示唆している。
上出 英樹; 大島 宏之; 堺 公明; 森下 正樹
Handbook of Generation IV Nuclear Reactors, First Edition, p.283 - 307, 2016/00
本書は第4世代炉の世界における開発進捗をとりまとめ、2016年にハンドブックとして発行したもの。著者らは第11章としてナトリウム冷却高速炉の日本における開発状況を解説した。特にJapan sodium-cooled fast reactor (JSFR)の概念を中心に研究開発の成果と革新技術、東京電力福島第一原子力発電所事故を受けた安全性の強化の取組を示した。
Hou, Z.*; Shu, D.-J.*; Chai, G.-L.*; 池田 隆司; 寺倉 清之*
Journal of Physical Chemistry C, 118(34), p.19795 - 19805, 2014/08
被引用回数：11 パーセンタイル：35.52(Chemistry, Physical)非貴金属触媒やナノ電子デバイス材料として注目されている窒素ドープグラフェンには、多くの場合、窒素量と同程度かそれ以上の酸素が含まれている。我々は、グラフェンの単空孔は複空孔やストーンウェルズ欠陥よりもしばしば観察され、より化学的に活性であることから、酸化単空孔と窒素ドーパントの相互作用を密度汎関数計算により調べた。温度と酸素、水素ガスの分圧の関数として窒素未ドープ酸化単空孔と窒素ドープ酸化単空孔の相図を求めた。また単空孔の酸化と窒素ドープによる電子構造の変化を調べた。我々の計算結果からエーテル基が酸化単空孔での安定構造に共通して存在し、ほとんどの安定構造ではキャリアがドープされないことがわかった。
冨永 望*; 岩本 信之; 野本 憲一*
AIP Conference Proceedings 1594, p.52 - 57, 2014/05
被引用回数：1 パーセンタイル：48.86(Astronomy & Astrophysics)宇宙で最初の金属汚染は種族IIIの超新星爆発によってもたらされ、その化学組成は超金属欠乏星の組成分布に残されていると考えられている。超金属欠乏星の観測数が増えるにつれ、種族IIIの超新星爆発に関する特性を統計的に制限することができるようになった。我々は金属量[Fe/H]
-3.5の超金属欠乏星48天体に対して個々の組成分布を再現する種族III超新星モデルを構築し、超金属欠乏星の組成比から超新星の特性(Fe-56放出量、残される中心天体質量)を見出した。この関係は現在の超新星に比べて、種族III超新星のFe-56放出量が少ない可能性を示唆していた。
Ge spectrometer小泉 光生; 長 明彦; 藤 暢輔; 木村 敦; 水本 元治; 大島 真澄; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; 原田 秀郎*; 古高 和禎*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 562(2), p.767 - 770, 2006/06
被引用回数：6 パーセンタイル：43.74(Instruments & Instrumentation)原子核科学研究グループにおいては、文部科学省公募型特会事業において、マイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を測ることを目的として、4Geスペクトロメータを使った実験装置の準備を行っている。実験は、京大炉の電子LINAC施設で行う予定で、TOF中性子ビームラインの整備はほぼ完了している。4Geスペクトロメータの建設は進行中である。並行して、デジタル処理テクニックに基づく新しいデータ収集システムの開発を行った。以上この事業の現状について紹介する。
二宮 博正
Nuclear Fusion, 45(10), p.S13 - S31, 2005/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Physics, Fluids & Plasmas)第20回IAEA核融合エネルギー会議で発表された閉じ込め実験,プラズマと材料の相互作用実験、及び革新的閉じ込め概念の三分野に関するサマリーである。発表のハイライトは、高ベータで高自発電流割合での長時間維持が電流拡散時間以上に達したこと,放電シナリオ最適化とそのITERへの外挿が顕著に進展したこと、及び閉じ込めと輸送物理に関する理解が大きく進んだことである。
小林 登; 大久保 努; 内川 貞夫
JAERI-Review 2005-029, 119 Pages, 2005/09
JAERI-Review-2005-029.pdf:11.01MB
「革新的水冷却炉研究会」は、軽水炉によるプルトニウムリサイクルを目指して日本原子力研究所(原研)が研究開発を進めている革新的水冷却炉(FLWR)に関して、大学,電力会社,原子力メーカー及び研究機関等の研究者と情報交換を行って今後の研究の進展に資することを目的に実施しているものである。本研究会は、平成10年3月に開催された第1回会議以来、毎年開催されており、第8回となる今回は、平成17年2月10日に航空会館で行われ、日本原子力学会北関東支部並びに関東・甲越支部の共催を得て、電力会社,大学,研究機関,メーカー等から75名の参加があった。まず、原研における革新的水冷却炉の全体構想と研究開発状況とともに、軽水炉プルトニウム利用の高度化にかかわる燃料サイクル長期シナリオに関する発表が行われ、要素技術開発の現状として稠密炉心の熱流動特性試験及び大阪大学から稠密炉心の核特性予測精度評価技術の開発に関して報告された。続いて次世代軽水炉を巡る動向として「高経済性低減速スペクトルBWRに関する技術開発」,「スーパー軽水炉(超臨界圧軽水炉)の設計と解析」と題して、それぞれ東芝と東京大学からの発表があった。本報告書では、各発表内容の要旨及び当日に使用したOHP資料,講演に対する質疑応答を掲載した。
炉物理研究委員会
JAERI-Review 2004-003, 152 Pages, 2004/03
JAERI-Review-2004-003.pdf:5.8MB
本報告書は、炉物理研究委員会の下に、平成13, 14年度の2か年間設置された共用炉物理コードシステムの構築WP(ワーキング・パーティー)の活動内容を取り纏めたものである。共用炉物理コードシステムの構築WPでは、我が国の炉物理研究者がその研究・開発活動を効率的に行えるように、幅広い研究分野で便利に使える炉物理コードシステムを構築することを目的に、2か年の期間で4回の会合を持ち、炉物理コードシステムの現状や先端計算機技術などの調査を行うとともに、コードシステムの基本概念を検討した。
エネルギーシステム研究部
JAERI-Review 2003-023, 232 Pages, 2003/09
JAERI-Review-2003-023.pdf:16.58MB
本報告書は、平成14年度におけるエネルギーシステム研究部の研究・開発状況を纏めたものである。エネルギーシステム研究部では、我が国におけるエネルギーの長期安定供給を確保するため、革新的原子力エネルギーシステム及び関連する基盤技術の研究・開発を実施している。軽水炉技術に立脚しながら、プルトニウムの有効利用の可能な革新的水冷却炉(低減速軽水炉)の研究・開発の現状を報告する。また、本報告書には、原子力エネルギーシステムの基礎基盤として重要な炉物理,熱流動,核データ,燃料,材料等の研究活動も掲載されている。これらの基礎基盤研究は、革新的原子力システムの開発や現行システムの安全性・信頼性の向上に不可欠なものである。炉工学施設の維持・管理は、実験的研究を支えるものである。本報告では、エネルギーシステム研究部が運営を担当する研究委員会の活動状況も取り纏められている。
与能本 泰介; 大久保 努; 岩村 公道; 石田 紀久
Proceedings of 11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11) (CD-ROM), 8 Pages, 2003/04
安全注入機能と不凝縮ガス格納機能を有する圧力抑制系の革新的概念を将来型軽水炉に適用するため構築した。本システムは、(1)現行軽水炉の場合と同等な低い圧力レベルでの格納容器圧力の維持,(2)炉容器冷却又は破断口水没のための格納容器への水注入,(3)ドライウェル内不凝縮ガスの格納、を行なうことにより、冷却材喪失事故の影響を緩和する特徴がある。ガス格納機能により、不凝縮ガスによる熱交換器の伝熱劣化が生じ無いため、本システムは、一体型炉における蒸気発生器二次側冷却系や格納容器静的冷却系のような熱交換器を使用する受動的冷却系との組み合わせ使用に適している。開発した概念の有用性はRELAP5/MOD3コードを用いて確認している。
岩村 公道; 大久保 努
Proceedings of 2nd Asian Specialist Meeting on Future Small-Sized LWR Development, p.7_1 - 7_5, 2003/00
これまでに豊富な経験を有する水冷却炉技術をベースとして、プルトニウムの多重リサイクルによる燃料の効率的な利用を目指す革新的水冷却炉である低減速軽水炉の開発が原研を中心に進められている。本原子炉は、MOX燃料を使用して持続的なプルトニウムリサイクルを確立するため、1.0以上の高い転換比を達成可能な炉である。このような高転換比は、炉心における中性子の減速を抑制する、すなわち水の割合を低減することにより達成できる。これまでに、1,356MWeの大型炉心に加え300MWe級の小型炉の設計を達成している。現在、炉心設計に加え、稠密炉心における熱流動特性,炉物理特性及び燃料照射挙動に関して、実験も含めた研究開発を進めている。さらに、低減速軽水炉技術の総合的な工学的成立性実証のため、180MWtの技術実証炉の設計を進めている。
千葉 敏
JAERI-Conf 2001-012, 116 Pages, 2001/09
JAERI-Conf-2001-012.pdf:6.33MB
第3回「極限条件におけるハドロン科学」研究会は、先端基礎研究センター第203回基礎科学セミナーとして極限ハドロン科学研究グループの主催で、2001年1月29日~31日にかけて、東海研究所先端基礎研究交流棟にて行われた。核子,ハドロン及びクォークから成る多体系の極限条件におけるさまざまな様相を理解するうえで重要な核子物質,高エネルギー核反応,中性子星,量子色力学及び超新星爆発・元素合成,有限核子系等のトピックスについての22件の発表が行われた。特別セッションとして、原研及び高エネルギー加速器研究機構で進められている統合計画の概要についての講演が設けられた。参加総数は約40名で、盛況のうちに全日程を終えた。本レポートはその報告集である。
n eigenmodesKramer, G. J.; Cheng, C. Z.*; 草間 義紀; Nazikian, R. M.*; 竹治 智; 飛田 健治
Nuclear Fusion, 41(9), p.1135 - 1151, 2001/09
被引用回数：37 パーセンタイル：72.44(Physics, Fluids & Plasmas)本論文は、JT-60Uにおいてイオンサイクロトロン波(ICRF)加熱中に励起されるトロイダル形状及び楕円形状によって誘起されるアルフベン固有モード(TAE,EAE)の解析を行い、各アルフベン固有モードの周波数やトロイダルモード数が励起される位置での安全係数(q)の関数であることを応用して、鋸歯状波振動発生前後のTAEやEAEの挙動から、鋸歯状波振動による磁気軸でのq値(q0)の変化を明らかにした。q=1面で起こるEAEは、鋸歯状波振動発生後に時間遅れ(高々150ms)をもって現れ、その時間遅れは、鋸歯状波振動直前の電子温度と相関をもつことがわかった。EAEの時間発展は、NOVA-Kコードを用いてモデル化を行い、実験とのよい一致を見た。その結果、鋸歯状波振動直後にはq0
1となりプラズマ中にq=1面がなくなるとの結論を得た。
林 君夫; 石原 正博; 柴田 大受; 石野 栞*; 寺井 隆幸*; 伊藤 久義; 田川 精一*; 勝村 庸介*; 山脇 道夫*; 四竈 樹男*; et al.
Proceedings of 1st Information Exchange Meeting on Basic Studies on High-Temperature Engineering, p.41 - 58,268, 1999/09
原研が提案し共催となって開かれることになったOECD/NEAの「第1回高温工学分野の基礎的研究の調査に関する情報交換会議」に参加し、HTTR及び高温工学に関する先端的基礎研究の現状及び将来の計画について述べる。HTTRは現在出力上昇試験中であり、2001年に950
、全出力での高温試験運転を実施した後、照射試験を開始する予定である。高温工学に関する先端的基礎研究は、HTTRの建設目的の1つである。その予備試験の成果及び今後の計画を、新素材開発(高温酸化物超伝導体の照射改質、高温用SiC半導体の中性子転換ドーピング、耐熱セラミックス複合材料の照射損傷機構)、高温放射線化学研究、核融合炉関連研究(固体トリチウム増殖材料の照射下物性)、高温炉内計測(耐熱・耐放射線光ファイパの開発等)の各分野について述べる。現在、新素材についてHTTR照射の具体的計画を策定し、照射準備を行っている。
福山 淳*; 小関 隆久
プラズマ・核融合学会誌, 75(5), p.537 - 547, 1999/05
トカマクプラズマのアルヴェン固有モードの線形理論をレビューした。トロイダル・アルヴェン固有モード(TAE)、楕円アルヴェン固有モード(EAE)、運動論的固有モード(K-TAE)などの様々なアルヴェン固有モードを述べた。アルヴェン固有モードは、高速イオンによる不安定化機構が、ランダウ減衰、捕捉粒子の衝突減衰、連続スペクトルによる減衰などの安定化機構を越えたとき、励起される。幾つかのTAEモード線形解析コードが述べられている。特に、NOVA-Kコードを使った、大型トカマクにおける実験結果の数値解析について述べられている。
草間 義紀; Fu, G. Y.*; Kramer, G. J.*; 三枝 幹雄*; 及川 聡洋; 小関 隆久; 森山 伸一; Tchernychev, F. V.*; 根本 正博; 近藤 貴; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(9), p.1167 - 1177, 1999/00
被引用回数：5 パーセンタイル：20.04(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uプラズマのイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)加熱時に、周波数が525~550KHzでトロイダルモード数が3-7の磁場揺動(モード)を観測した。このモードの発生に伴い、高エネルギーイオンの異常輸送を示す中性子発生率の低下が起こる。NOVA-Kコードを用いて解析した結果、このモードは安全係数が1の面で起こるアルヴェン固有モードの一種の楕円度励起アルヴェン固有モード(EAE)であることが明らかになった。ICRF加熱と同時に負イオン源中性粒子ビーム(N-NB)を入射するとEAEは安定化され、中性子発生率も低下しない。NOVA-Kコードを用いてEAEの安定性解析を行ったところ、N-NB入射イオンビームによるランダウ減衰でEAEが安定化できることが新たに明らかになった。
草間 義紀; 木村 晴行; 小関 隆久; 三枝 幹雄*; Kramer, G. J.*; 及川 聡洋; 森山 伸一; 根本 正博; 藤田 隆明; 飛田 健次; et al.
Nuclear Fusion, 38(8), p.1215 - 1223, 1998/08
被引用回数：41 パーセンタイル：76.56(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60UのICRF加熱された負磁気シアプラズマにおいて、引き続いて起こる部分崩壊による密度分布の平坦化の後、トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)が初めて観測された。周波数は90-120kHzで、トロイダルモード数は5~8であった。TAEモードの安定性をPPPLのNOVA-Kコードを用いて解析したところ、安定性は安全係数が最小値となる場所のすぐ内側のTAEギャップ構造に強く依存し、実験結果は理論予測と概ね一致することがわかった。中心部で弱い磁気シアを持つ放電において、周波数が急速に変化するモードがICRF加熱中に観測された。約150msの間に、周波数は30kHzか3110kHzに上昇した。この大きな周波数の変化を説明するには、現在の理論は不十分である。
小関 隆久; C.Z.Cheng*; 永島 圭介
JAERI-Research 95-065, 22 Pages, 1995/10
JAERI-Research-95-065.pdf:0.75MB
JT-60SUにおいて予想されるトロイダル・アルフベン固有モード(TAEモード)安定性を求めた。ACCOMEコードによって求められた自己矛盾のない平衡に対し、NOVA-Kコードを用いてTAEモード安定性を解析した。高電流プラズマ(10MA)の場合、圧力勾配
Phは高密度のため減少し、Vh/V
は高磁場(6.25T)のため1より小さくなる。ここで、Vh/Vは高エネルギ粒子の速度とアルフベン速度の比である。このため、TAEモードは安定性である。一方、低電流プラズマ(3MA/3T)の場合、密度の上昇により容易にVh/V1になり、高い圧力勾配Phと大きな〈
h〉のためにTAEモードは不安定となる。しかし、密度・温度がさらに上昇すると、ブートストラップ電流は増加し、電流駆動NBパワーは減少する。この結果、Phと〈h〉の両方が減少し、TAEモードは安定化される。
