Effects of -radiation on a direct disposal system for spent nuclear fuel, 1 Review of research into the effects of -radiation on the spent nuclear fuel, canisters and outside canisters

北村 暁; 高瀬 博康*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.1 - 18, 2016/01

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1018362

使用済燃料の再処理を経て生成するガラス固化体の地層処分だけでなく、使用済燃料そのものを深地層中に処分(直接処分)する可能性について、日本の地層処分計画において検討される可能性が出てきている。使用済燃料の直接処分においては、廃棄体中の放射濃度が高く、放射線による影響も高くなる。放射線による影響の可能性の具体例としては、キャニスターの腐食量が増える、放射線によって地下水が変質することで酸化性化学種が生成し還元型地下水が酸化される、使用済燃料の溶解速度が上昇するといったことが挙げられる。安全評価における線による影響に特に注目し、本研究では使用済燃料、キャニスターおよびキャニスター外部における線の影響に関する研究をレビューした。

The Effect of oxidation and crystal phase condition on the ballooning and rupture behavior of Zircaloy-4 cladding tube-under transient-heating conditions

成川 隆文; 天谷 政樹

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.112 - 122, 2016/01

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1025884

In order to investigate the effect of oxidation and crystal phase condition on the ballooning and rupture behaviors of cladding tube under simulated loss-of-coolant-accident (LOCA) conditions, laboratory-scale experiments were performed in which internally pressurized non-irradiated Zircaloy-4 (Zry-4) cladding specimens were heated to burst in steam and argon gas conditions. Values of the maximum circumferential strain were normalized by dividing them by engineering hoop stress at the time of rupture. The dependence of the normalized value on burst temperature and the relationship between the normalized value and the length, width and area of rupture opening were evaluated. The correlation between the normalized value and the burst temperature suggested that the fraction of the phase in Zry-4 cladding specimens affected the strain in the specimens and the oxidation of specimens suppressed the amount of ballooning of the specimens. The relationship between the normalized value and the length, width and area of rupture opening indicated that the length, width and area of rupture opening depended on the crystal phase condition in Zry-4 cladding specimens irrespective of atmosphere in the case of the heating rate of 3 K/s.

A New comparison of marine dispersion model performances for Fukushima Dai-ichi releases in the frame of IAEA MODARIA program

Periez, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Jung, K.-T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B.-I.*; Nies, H.*; Osvath, I.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.247 - 269, 2015/12

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.09.003

IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の海洋放出を適用例として実施した。複数の海洋拡散モデルは、モデル間の相違の原因を評価することで比較した。本目的を達成するために逐次的な拡散実験(段階的に計算条件を複雑化させる)を実行した。また、福島第一原子力発電所事故の海洋汚染を再現する数値実験を、Csを対象に実施し、シミュレーション結果の海水と堆積物中の放射性物質濃度を観測値と比較した。その結果、モデル間の相違の主な原因は海流場の計算結果によるものであることが判明した。しかしながら、海流場を統一することでモデル間の相違の最大原因を除去したものの、拡散モデルの数値スキーム(差分法または粒子法)およびそれらの数値解法の相違によるモデル間のわずかな差が残った。

Mechanical properties and microstructure of dissimilar friction stir welds of 11Cr-ferritic/martensitic steel to 316 stainless steel

佐藤 裕*; 粉川 博之*; 藤井 啓道*; 矢野 康英; 関尾 佳弘

Metallurgical and Materials Transactions A, 46(12), p.5789 - 5800, 2015/12

https://doi.org/10.1007/s11661-015-3152-5

PNC-FMSとSUS316鋼の異材接合に摩擦攪拌接合(Friction stir welding)を適用し、系統的に強度と組織の評価を実施した。その結果、接合欠陥の生じない健全な継手を得ることができた。なお、本研究の一部は、文部科学省原子力基礎基盤戦略研究イニシアチブにより実施された「摩擦攪拌接合によるNa高速炉心材料の新たな接合技術に関する研究」の成果である。

Characterization of high-energy quasi-monoenergetic neutron energy spectra and ambient dose equivalents of 80-389 MeV Li(p,n) reactions using a time-of-flight method

岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 荒木 祥平*; 八島 浩*; 佐藤 達彦; 増田 明彦*; 松本 哲郎*; 中尾 徳晶*; 嶋 達志*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 804, p.50 - 58, 2015/12

https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.09.045

大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、80, 100及び296MeVの陽子に対する準単色中性子のエネルギースペクトルを飛行時間法により測定した。中性子スペクトルは準単色中性子ピーク部と連続部からなり、ピーク収量は陽子エネルギー80389MeVにおいて、0.91.110(個/sr/C)の範囲であり、全体の収量に対するピーク収量の比は、0.380.48であった。この準単色中性子場を用いて、ビーム軸上(0度)に設置した中性子モニターのピーク部に対する周辺線量当量(応答)を測定するため、全体の応答から、0度と25度のスペクトルの連続部の応答が等しくなる定数kを決定し、この定数で規格化された25度に設置した連続部からなる中性子モニターの応答を差し引く手法を提案した。定数kは、陽子エネルギー80389MeVの範囲において、0.741.02であった。以上により、これまでの実験の成果と合わせて、RCNPで80389MeVの陽子をLiターゲットに入射させて生成する準単色中性子場の特性を示すデータを得ることができた。

Schiff based ligand containing nano-composite adsorbent for optical copper(II) ions removal from aqueous solutions

Awual, M. R.; Eldesoky, G. E.*; 矢板 毅; Naushad, M.*; 塩飽 秀啓; Alothman, Z. A.*; 鈴木 伸一

Chemical Engineering Journal, 279, p.639 - 647, 2015/11

https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.05.049

A novel Schiff base ligand based nano-composite adsorbent (NCA) was prepared for the detection and removal of copper (Cu(II)) ions in wastewater samples. Upon the addition of Cu(II) ions to NCA at optimum conditions, the clear color was visible to the naked-eye in the detection system. This NCA exhibited an obvious color change from yellowish to dark green in the presence of Cu(II) ions in aqueous solution. The NCA could detect the Cu(II) ions over other foreign ions with high sensitivity and selectivity. For adsorption behaviour, influences several factors such as solution pH, contact time, concentration for Cu(II) ion adsorption was investigated by batch experiment in detail. The results showed that neutral solution pH was suitable to get optimum Cu(II) ions adsorption.

Multiscale thermodynamic analysis on hydrogen-induced intergranular cracking in an alloy steel with segregated solutes

山口 正剛; 海老原 健一; 板倉 充洋

Corrosion Reviews, 33(6), p.547 - 557, 2015/11

原子炉材料劣化メカニズム研究の一環として、不純物元素(Sb, Sn, P)の粒界偏析を伴うNi-Cr鋼(降伏強度840MPa)の粒界水素脆性メカニズムを調べるため、粒界凝集エネルギーの第一原理計算を行い、破壊靭性試験データと組み合わせた解析を行った。粒界凝集エネルギーの計算には、亀裂の進展中に動きまわり破面形成を助長するように破面吸着するモバイル水素の影響を考慮した。さらに不純物元素の偏析による効果を加えた上で、非常に低い固溶水素濃度(10原子分率)においても20-30%程度の十分な凝集エネルギー低下が生じうることを示した。解析により、水素ガス環境下で生じる低速な粒界破壊に対して測定された限界応力拡大係数と粒界凝集エネルギーとのマルチスケールな関係を求め、の変化が粒界凝集エネルギー変化によってよくコントロールされていることを示した。

Enhancement of resistance against high energy laser pulse injection with chevron beam dump

谷塚 英一; 波多江 仰紀; Bassan, M.*; Vayakis, G.*; Walsh, M.*; 伊丹 潔

Fusion Engineering and Design, 100, p.461 - 467, 2015/11

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.07.018

This paper reports our recent developments on the laser beam dump for the Edge Thomson Scattering System in ITER. The laser-induced damage on the beam dump surface is one of the most severe issues of the beam dump development to be overcome. In order to resolve the damage issue, a new type of beam dump called the chevron beam dump was proposed recently. This paper aims to verify the key concept of the chevron beam dump design. The laser irradiation tests onto flat-mirror-molybdenum sample were carried out. It was clarified that the absorbed energy density of the laser pulses should be the correct figure of the laser-induced damage. Therefore, the concept of the chevron beam dump, that minimizes the absorbed laser energy density per unit area, was validated experimentally. It was concluded that the chevron beam dump enables us to extend its lifetime drastically relative to conventional beam dumps.

Determination of the compound biological effectiveness (CBE) factors based on the ISHIYAMA-IMAHORI deterministic parsing model with the dynamic PET technique

石山 新太郎; 今堀 良夫*; 伊丹 純*; Koivunoro, H.*

Global Journal of Medical Research; F, 15(4), p.1 - 5, 2015/11

https://globaljournals.org/GJMR_Volume15/1-Determination-of-the-Compound.pdf

ボロン薬剤BPAを投与したがん患者PETデータからCBEファクターを求めるための決定論的石山-今堀モデル(I-Iモデル)を提案している。本論文では、実際のがん患者にBPAを投与後の動的PETデータからシグモイド関数近似を行い、I-Iモデル中のNth/Nmax値を一義的に求められることを示すことで様々な重篤度の患者33ケースで個別にCBEファクターを求めることを示した。

Improvement in estimation of first peak power based on non-linear temperature feedback reactivity in criticality accident with instantaneous reactivity insertion

山根 祐一

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(11), p.1425 - 1435, 2015/11

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1005718

核燃料溶液体系に瞬時に反応度が添加されて生じる臨界事故の第1ピーク出力について、計算の簡単さを維持しながら評価精度を向上するために、簡単な方程式を導出した。その方程式は温度フィードバック反応度が核燃料溶液の温度上昇の2次の関数であるとの仮定に基づいている。その方程式によって推定されたピーク出力は実験値に対して1/2から2倍の範囲内にあることが示された。広い範囲の初期添加反応度の値に対する推定の正確さが一点炉動特性解析計算との比較で確認された。この方程式は、第1ピーク出力が小さい添加反応度に対してはピーク出力が添加反応度の2乗に比例し、大きい添加反応度に対しては3/2乗に比例することを示唆している。

Evaluation of recriticality behavior in the material-relocation phase for Japan sodium-cooled fast reactor

鈴木 徹; 飛田 吉春; 中井 良大

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(11), p.1448 - 1459, 2015/11

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1005719

As the most promising concept of sodium-cooled fast reactors, the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has selected the advanced loop-type fast reactor, so-called JSFR. Through the evaluation of event progressions during hypothetical Core Disruptive Accident (CDA) under the design extension condition (DEC), a CDA scenario for JSFR has been evaluated. It has already been demonstrated that In-Vessel Retention (IVR) against CDA could be achieved by taking adequate design measures under best estimate conditions. The whole sequence of CDA scenario for JSFR was categorized into four phases according to the progress of core-disruption status. In the third phase, so-called material-relocation phase, the accident events would progress in the subcritical state. However, if the uncertainties about the molten state of core remnant and their discharge behavior outward from core are conservatively superposed, the disrupted core may lead up to recriticality. In the present study, the factors leading to recriticality in the material-relocation phase were investigated using the phenomenological diagrams, and the recriticality behaviors were evaluated through parametric analyses using SIMMER-III/IV codes. The results of parametric analyses suggested that a significant mechanical energy leading to the boundary failure of reactor vessel would not be released even assuming recriticality due to the uncertainties about molten state and discharge behavior. Through the present evaluation of the hypothetical recriticality event, the CDA scenario for JSFR could obtain further robustness from the viewpoint of achieving IVR.

第23回原子力工学国際会議(ICONE-23)報告

高瀬 和之

日本原子力学会誌ATOMO, 57(11), P. 747, 2015/11

日本機械学会(JSME),米国機械学会(ASME)及び中国原子力学会(CNS)の共同主催による第23回原子力工学国際会議(ICONE-23: The 23rd International Conference on Nuclear Engineering)が2015年5月1721日の5日間、千葉市幕張メッセの国際会議場で開催された。本報は、ICONE-23で行われたテクニカルセッション,パネルセッション,学生セッション並びに基調講演などに関する概要を日本原子力学会員に報告するものである。学会員に対して今後の国際会議での発表や運営に参考になるように、参加者数や発表形式などに重点を置くとともに執筆者の感想を添えた記載を行っている。

Study on the behavior of radiolytically produced hydrogen in a high-level liquid waste tank of a reprocessing plant; Comparison between actual and simulated solutions

衣旗 広志*; 山本 昌彦; 田口 茂郎; 駿河谷 直樹; 佐藤 宗一; 小玉 貴司*; 玉内 義一*; 柴田 勇木*; 安齋 喜代志*; 松岡 伸吾*

Nuclear Technology, 192(2), p.155 - 159, 2015/11

https://doi.org/10.13182/NT15-15

東海再処理施設より採取した高放射性廃液を30mL使用して試験を実施した結果、掃気停止状態において、気相部の水素濃度は、水素の爆発下限界である4%よりも低い濃度で平衡状態となっていることが分かった。また、平衡値について、模擬廃液実験から得られたパラメータを用いて計算される予測値と比較した。その結果、平衡値と予測値は同程度のオーダーであり、パラジウムイオンによる水素消費反応が実廃液にも起きていることを確認した。

Theory of low-energy behaviors in topological s-wave pairing superconductors

太田 幸宏; 永井 佑紀; 町田 昌彦

Physica C, 518, p.5 - 9, 2015/11

https://doi.org/10.1016/j.physc.2015.08.002

トポロジカル超伝導体は、新規量子エンジニアリングへの応用可能性から、着目されている超伝導材料である。その超伝導特性の解明は、超伝導分野における一大テーマとなっている。本講演では、先に我々が実施した非磁性不純物に関する数値解析の結果に触発され、トポロジカル超伝導体の候補とされるCuBiSeに対する低エネルギー有効理論の構築に関する成果を発表する。先の数値解析では、本物質についてはp波的超伝導挙動とs波的超伝導挙動が混在する可能性が示唆されていた。これは従来の超伝導理論では捉えきらない結果であり、その理解は急務である。そこで、ユニタリー基底変換による高次補正を取り入れた摂動論的アプローチを開発し、p波的挙動が主要となる低エネルギー領域に適用した。その結果、有効ギャップ関数においてp波成分とs波成分の混合を陽に導出することに成功した。得られた成果は、今後の当該物質の応用を提案する基礎理論として重要になると期待される。

Automated control for electric-thermal load following operation in nuclear gas turbine cogeneration system

佐藤 博之; Yan, X.; 角田 淳弥; 寺田 敦彦; 西原 哲夫

Proceedings of International Gas Turbine Congress 2015 (IGTC 2015) (DVD-ROM), p.184 - 190, 2015/11

本報告では、水素電力コジェネレーション高温ガス炉システムを対象に、従来の制御系にタービン回転数制御を加えることで、熱電比0.4を超える熱利用系を有するシステムにおいて熱利用系の負荷変動に追従可能な制御方式を提案した。代表的な熱利用系の負荷変動曲線に対する制御特性評価を行い、原子炉出力を一定に保ち、かつ、高い発電効率を維持した状態での負荷追従運転が可能であることを明らかにし、本提案の有効性を確認した。加えて、提案制御方式の確証を目的としたHTTR接続試験の試験項目を提案した。

ナトリウム冷却高速炉を対象とした森林火災に伴う影響要因の分析とフラジリティ簡易評価手法の開発

岡野 靖; 山野 秀将

第8回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR 2015)講演論文集(CD-ROM), p.86 - 91, 2015/10

ナトリウム冷却高速炉(SFR)は事故時における崩壊熱の最終除熱源を大気としており、森林火災等の空気冷却系に影響を及ぼす外的要因によるリスク評価が重要となる。本報では、確率論的リスク評価における事象進展評価への適用を念頭に、森林火災に伴う諸現象とそれに伴うSFRに対する潜在的な影響要因について分析を行い、さらに崩壊熱除去機能の維持に関連する構造物等に対するフラジリティの簡易的評価手法の提案を行う。

ハザード適合地震波による建物の機能損傷の試算

五十嵐 さやか*; 坂本 成弘*; 西田 明美; 村松 健; 高田 毅士*

第8回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR 2015)講演論文集(CD-ROM), p.535 - 541, 2015/10

これまでに、次世代に向けた確率論的地震リスク評価(PRA)に資する入力地震波群として、対象敷地の地震ハザードに調和し、震源特性の不確定性を含む多数の時刻歴地震波群(ハザード適合地震波)を作成している。ハザード適合地震波は様々な震源とその特性を考慮して作成されたものであり、応答スペクトルのばらつきや周期間相関にはこれらの影響が含まれている。本報では、これらが最終的なリスク評価結果である建物機能にどのような影響を及ぼすかを検討するため、比較用の地震波群3ケースのスペクトル適合波群を作成し、一般建物の給水設備システムの損傷確率および年損傷頻度を試算した。その結果、応答スペクトルのばらつきが給水設備システムの損傷確率に大きな影響を及ぼすことを確認した。

Chemical reaction of lithium with room temperature atmosphere of various humidities

古川 智弘; 平川 康; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 若井 栄一

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2138 - 2141, 2015/10

BB2014-0426.pdf:0.49MB

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2014.11.019

国際核融合材料照射試験施設(IFMIF)では、ターゲットアッセンブリのバックプレートは、供用期間中に交換される予定である。この交換作業において、バックプレート等のリチウム機器は、周辺の大気成分と化学反応を生じることが想定される。そこで本研究では、当該交換作業期間中における化学反応挙動を評価するために、リチウムと大気、および大気中の主要元素である酸素および窒素の室温における化学反応挙動について、気中の湿度の影響も加味しながら実験的に調べた。

Development of residual thermal stress-relieving structure of CFC monoblock target for JT-60SA divertor

鶴 大悟; 櫻井 真治; 中村 誠俊; 尾崎 豪嗣; 関 洋治; 横山 堅二; 鈴木 哲

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1403 - 1406, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.02.052

Carbon Fibre-reinforced Carbon (CFC) monoblock target for JT-60SA divertor is under development toward mass-production. A CFC monoblock, a CuCrZr cooling tube at the centre of the monoblock and a interlayer were bonded by vacuum brazing in a high temperature, into a target. After the bonding, strong tensile stress was generated in the CFC monoblock around the CuCrZr cooling tube in a room temperature condition due to difference of thermal expansions between CFC and CuCrZr. In the previous trial productions, only half targets passed the acceptance test. In this research, a new structure of the targets was proposed, to reduce residual thermal stress and to depress the degradation of heat removal capacity of the targets, toward the mass-production. Some measures were implemented on the proposed. The effectiveness of the measures were evaluated by numerical simulations. Thermal performance of target mock-ups with the proposed were evaluated.

Welding technology on sector assembly of the JT-60SA vacuum vessel

芝間 祐介; 岡野 文範; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 三代 康彦; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 持田 務*; 森本 保*; 濱田 崇史*; et al.

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1614 - 1619, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.06.072

現在、建設中のJT-60SA装置では、高さ6.6m、大半径5mの二重壁トーラス構造で真空容器(150tons)を製作する。容器を10個のセクターに分割して製作し、これら分割セクターの製作が2014年に完了した。製作したセクターを現地で接続する段階にあり、この接続の初期では、セクターを直接突き合わせて溶接接続する。二つのセクター間を溶接接続するためには、溶接に必要な目違いやギャップの許容量を把握するという課題がある。他方、現地の組み立てでは、これらの許容量を満足するように管理されなければならない。本報告では、真空容器の最終セクターを含む組立方法の詳細について報告する。更に、分割製作されたセクターを直接接続する溶接技術、最終セクターの部分モックアップ溶接試験の結果を議論するとともに、現地製作の現状も報告する。

Integral test of international reactor dosimetry and fusion file on graphite assembly with DT neutron at JAEA/FNS

太田 雅之; 佐藤 聡; 落合 謙太郎; 今野 力

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1847 - 1850, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.03.032

最近、国際原子炉核融合ドシメトリファイル1.0(IRDFF 1.0)がIAEAから公開された。IRDFF 1.0の妥当性を検討するため、IAEAは新しい協力研究計画(CRP)を開始した。本CRPのもとに、我々は、原子力機構FNSのDT中性子源を用いて、疑似円筒のグラファイト体系での積分実験を行った。等価半径31.4cmで厚さ61cmのグラファイト体系をDT中性子源から約20cmの位置に設置した。IRDFF 1.0のドシメトリ反応に対する多くの箔を、体系の中心軸上のグラファイトブロックの隙間に貼り付けた。DT中性子の照射後、ドシメトリ反応の反応率を箔放射化法により測定した。この実験を、実験体系および中性子源を詳細にモデル化して、モンテカルロ計算コードMCNP5-1.40と最近の核データライブラリーENDF/B-VII.1, JEFF-3.2, JENDL-4.0を用いて解析した。IRDFF 1.0をドシメトリ反応の応答関数として用いて計算した反応率と、実験から求めた反応率を比較した。さらに、JENDL Dosimetry File 99を用いて求めた反応率とも比較を行った。IRDFF 1.0を用いた計算結果は実験値との良い一致を示した。

Measurement of Li target thickness in the EVEDA Li Test Loop

金村 卓治; 近藤 浩夫; 古川 智弘; 平川 康; 帆足 英二*; 吉橋 幸子*; 堀池 寛*; 若井 栄一

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1991 - 1997, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.06.060

国際核融合材料照射施設(IFMIF)では、定格流速15m/s、厚み25mmの液体Li噴流を、40MeV-250mAの重陽子ビームと核反応させて14MeV相当の中性子を発生させるためのターゲットとして採用する計画である。ターゲット厚み変動は10Paの真空下で1mm以内に維持するよう要求される。現在、工学実証・工学設計活動(EVEDA)事業にて建設したEVEDAリチウム試験ループにて、Liターゲットが上記要求値を満たすか確認するためにその厚みを計測している。本発表では、IFMIF条件となる真空度10Pa、Li温度250C、ターゲット平均速度1020m/sのもと、ターゲット厚みを計測した結果を報告する。計測の結果、平均流速15m/sでは、本試験で着目する重陽子ビーム照射中心位置にて、ターゲット厚みは計測時間60秒間の平均値で26.08mmであった。一方、時間変動に関しては、計測時間内での変動振幅の平均および最大は、同条件でそれぞれ0.26mm, 1.45mmであり、全計測波高のうち約99.7%以上が設計要求値以内であった。したがって、リチウムターゲットは大変安定であり、ターゲットに要求される安定性を満足していることがわかった。

Effect of titanium content on mechanical properties and reactivity of titanium beryllide pebbles

金 宰煥; 中道 勝

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1812 - 1816, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2015.06.170

Titanium beryllium intermetallic compounds, beryllides, have been investigated as a candidate of advanced neutron multipliers in a fusion demonstration reactor. To investigate effect of Be contents in titanium beryllide pebbles on the crush strength and oxidation resistance, the beryllide pebbles with 3 to 10.5 at.% Ti were fabricated. As a result of SEM observation, it was clear that Be phase on the surface identified in Be-3 and 5 at.% Ti while no Be phase found in Be-7 to 10.5 at.% Ti. According to cross-sectional images, moreover, area fraction of Be phase decreased with decrease of Be content in 3 to 9 at.% Ti beryllide pebbles whereas the pebble with 10.5 at.% Ti was mainly consisted of BeTi phase. It was confirmed from crushed tests of the pebbles that ductility increases as increased of Be contents in the pebbles since the existence of Be phase leads to ductile fracture. On the other hand, Be phase on the surface of the pebbles with Be-3 and 5 at.% Ti resulted in increase of the weight gain due to oxidation while other pebbles indicated similar values because the surface of pebbles with 7 to 10.5 at.% Ti consisted of either BeTi or BeTi. Accordingly, this existence of Be phase in the pebble leads to increase of ductility while it results in decrease of oxidation resistance on the surface at 1273 K.

JAEA高崎量子応用研究所の研究

玉田 正男

原子力年鑑2016, p.148 - 152, 2015/10

高崎量子応用研究所は、昭和38年(1963年)4月に設置された。現在、イオン, 電子線, Co-60線などの量子ビーム照射施設を有し、中性子, 放射光など他の量子ビーム照射施設を含めて横断的な活用を進める量子ビーム利用プラットフォームの一端を担う研究所として、研究開発を進めている。最近の技術移転例は、セシウム除去用カートリッジ型フィルタや吟醸酒製造に適した清酒酵母である。また、最近の実用化例としては、放射線橋かけ樹脂の学校教材化がある。引き続き、アウトリーチ活動などを通じて放射線利用に対する理解促進を図って行く。

世界の主要原子力企業、欧州原子力共同体、欧州原子力共同体保障措置、供給サイド・アプローチ、需要サイド・アプローチ、アルゼンチン・ブラジル原子力平和利用協定、ブラジル・アルゼンチン核物質計量管理機関、遠心分離法、欧州原子力共同体設立条約、革新的原子炉・燃料サイクル国際プロジェクト、第4世代原子力システム国際フォーラム、保障措置実施報告書、保障措置情報

田崎 真樹子

軍縮辞典, p.272 - 273, 2015/10

世界の主要原子力企業、欧州原子力共同体、欧州原子力共同体保障措置、供給サイド・アプローチ、需要サイド・アプローチ、アルゼンチン・ブラジル原子力平和利用協定、ブラジル・アルゼンチン核物質計量管理機関、遠心分離法、欧州原子力共同体設立条約、革新的原子炉・燃料サイクル国際プロジェクト、第4世代原子力システム国際フォーラム、保障措置実施報告書、保障措置情報、について解説した。

埋設技術基準への適合性に係る検討

手塚 将志; 香田 有哉; 藤田 義彦*; 遠藤 伸之*; 久米 恭*

平成26年度公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター研究年報,17, P. 78, 2015/10

「ふげん」には、濃縮廃液を固型化したアスファルト固化体が保管され、それらの中には廃棄体の埋設処分に係る基準(埋設技術基準)に適合しないものも存在する可能性があるため、これらは現状のままでは埋設処分できない。そこで、上記の基準に適合しない可能性のある「アスファルト固型物」が基準に適合するよう「再度処理」することを想定し、具体的方策に関する机上調査に加え、予備的な試験も合わせて行った。机上調査では、アスファルトやアスファルト固化体となった時の性状、「アスファルト固型物」の取り扱いや検査方法等について情報を整理した。机上の調査・検討結果から得られた情報をもとに、ごく小規模な「アスファルト固型物」の模擬体や再度処理を想定した固化体(セメント固化体、充填固化体)を試作し、それらの固化特性や化学的特性に関して予備的な試験を行うことで、今後の「再度処理」の検討に資する知見を得た。以上の調査・検討及び試験の結果を踏まえ、現在の埋設技術基準への適合を図っていくための考え方を整理した。そして、整理した考え方に基づき、今後取り組んでいくべき項目を提示し、35か年程度の期間を想定したロードマップを作成した。

高温工学試験研究炉(HTTR)の内部構造を可視化する; ミューオンを利用した非接触・非破壊検査技術の提案

高松 邦吉

放計協ニュース, (56), p.2 - 4, 2015/10

http://www.irm.or.jp/news56.pdf

開放特許情報データベース

公報

福島第一原子力発電所の事故前、宇宙線ミューオンを使って原子番号の違いを検出できないか検討した結果、散乱法を用いた宇宙線ミューオンの可視化技術は、黒鉛ブロック, 原子炉圧力容器, ウラン(燃料体), 空気を識別することができた。また、福島第一原子力発電所の事故後、燃料デブリの状況を把握するため、透過法を用いた宇宙線ミューオンの可視化技術を提案した結果、原子力機構のHTTRの原子炉圧力容器(RPV)および原子炉格納容器(CV)の外側から、炉心および炉内構造物を可視化することができた。

サイクロトロンのパルスビーム形成技術

倉島 俊

放射線化学(インターネット), (100), p.49 - 51, 2015/10

サイクロトロンのビームは、イオンの加速に数十MHzの高周波電圧を用いるため、ビームパルスの時間構造は繰り返し周期が数十ナノ秒程度の連続パルスである。一方、放射線化学におけるパルスラジオリシスの実験では、マイクロからミリ秒の繰り返し周期の長いイオンビーム(シングルパルスビーム)が求められる。このため、原子力機構TIARAのサイクロトロンではビームチョッパーを用いたパルスビーム形成技術を開発した。ここで採用した方式は、サイクロトロンの上流側と下流側に設置した2台のビームチョッパーを併用してビームパルス数を大幅に間引きシングルパルスビームを形成するもので、サイクロトロンのマルチターン取り出しの回数を従来よりも削減し、その状態を維持することが必要であった。そこで、加速位相の高精度制御やサイクロトロン磁場の高安定化などの技術開発を行い、マルチターン取り出しの回数をシングルパルスビーム形成に必要な5回程度に抑え、長時間安定に維持することを可能にした。その結果、プロトン65MeV,炭素320MeVなど様々なイオンビームのシングルパルスビームをユーザへ定常的に提供することが可能となった。

高温磁気センサの開発

高屋 茂; 荒川 尚*; 欅田 理*

保全学, 14(3), p.81 - 87, 2015/10

http://ci.nii.ac.jp/naid/40020620558

高温環境で利用可能な磁気センサを新たに開発した。開発したセンサは、フラックスゲート型センサの一種であり、磁気コア材料として、通常用いられるパーマロイに代わり、キュリー温度が約1000Cと高いパーメンジュールを用いている。またコイルには、耐熱性セラミックコーティングの銅線を用いた。外部磁場の大きさは、微分磁化率のピーク位置の変化により測定する。磁気コアの形状は、微分磁化率のピーク位置の判定を容易にし検出性能を向上させるために、一部で径が細くなっている矩形形状とした。開発した磁気センサの出力は500Cの高温でも良い直線性を示した。さらに、センサの耐久性について検討し、耐熱コイルの性能向上が今後の課題であることを示した。

Hydrogenation of 1-type AlNi alloy at high pressure and temperature

遠藤 成輝*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則

Journal of Alloys and Compounds, 645(Suppl.1), p.S61 - S63, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.200

We investigated the hydrogenation of the 1-type AlNi alloy at 3 GPa and 500C using in situ synchrotron radiation X-ray diffraction measurements. An isotropic lattice expansion was observed to have occurred owing to the hydrogenation, and a novel hydride (AlNiH) was formed. Because of such isotropic lattice expansion, the hydrogen-occupied sites were the body-center sites of the 1 structure (P-3). In this case, the hydrogen content was calculated to be = 1.0, which is consistent with the experimental results. The AlNiH hydride was stable under ambient conditions.

Oxygen potential measurement of (PuAm)O at high temperatures

松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 砂押 剛雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1296 - 1302, 2015/10

https://doi.org/10.1080/00223131.2014.986243

(PuAm)Oの酸素ポテンシャルを1473K, 1773K及び1873Kにおいて気相平衡法により測定した。O/M=1.96以上ではAmが還元、O/M=1.96以下ではPuが還元されることを確認した。

Chemical interaction between granular BC and 304L-type stainless steel materials used in BWRs in Japan

柴田 裕樹; 坂本 寛*; 大内 敦*; 倉田 正輝

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1313 - 1317, 2015/10

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1011721

炭化ホウ素/ステンレス鋼の系は熱力学的に不安定なことはよく知られており、これらの材料間においておよそ1273Kを超えた温度で化学的相互作用が起こるであろうということを示している。この化学的相互作用は、シビアアクシデントの初期段階において中性子吸収棒の融解そしてそれに続くこれら材料の再配置へと繋がっていく。そしてその際に生成した溶解生成物は制御棒ブレードやジルカロイチャンネルボックスや燃料棒といった周辺の原子力材料と相互作用していき、燃料集合体の崩落へと繋がっていくことが予期される。BCとステンレス鋼との化学的相互作用に関する既往の研究では、粉末またはペレット状のBCが使用されている。しかし日本のBWRの中性子吸収棒には粒状のBCが採用されている。そこで本研究では、日本のBWRで採用されている材料、すなわち粒状のBCとステンレス鋼を用いた試験を実施し、粒状BCとステンレス鋼間の化学的相互作用の反応速度はペレットまたは粉末状BCとステンレス鋼間とは明らかに異なっていることが判明した。

Effect of impurity on dissolution behavior of simulated molybdenum cermet fuels

圷 葉子; 田中 康介; 逢坂 正彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1281 - 1284, 2015/10

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1020075

モリブデンを不活性母材とする高速炉用新型燃料において、湿式再処理での溶解挙動を把握するため、Moサーメット燃料を模擬した種々の組成のモリブデン化合物の試験を実施し、焼結及び溶解率等の特性を評価した。

SiC coating as hydrogen permeation reduction and oxidation resistance for nuclear fuel cladding

臼井 貴宏*; 澤田 明彦; 天谷 政樹; 鈴木 晶大*; 近田 拓未*; 寺井 隆幸*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1318 - 1322, 2015/10

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1020901

SiCは高い耐酸化性と水素透過低減の効果があることから、酸化抑制と水素脆化の低減のための手段の一つとして考えられる。本研究ではスパッタを用いてSiCコーティングを施し、非照射の環境で水素透過試験と酸化試験を行った。SiCコーティング済SUS316を用いた水素透過試験の結果、1桁程度の水素透過の低減がみられた。酸化試験にはSiCコーティング済Zry-4及びSUS316を用いた。前者を用いた酸化試験では、SiCコーティングにより酸化による重量増加が1/5程度に減少した。後者を用いた酸化試験でも酸化による重量増加が減少する傾向がみられた。酸化試験後のいくつかの試料ではコーティングの剥離がみられた。これはコーティングと基板の膨張の差によるものと考えられる。コーティングが厚くなるほど酸化による重量増加が減少する傾向がみられた一方、コーティングが薄くなるほど剥離しにくくなる傾向がみられた。

原子力機構核図表2014

小浦 寛之

核データニュース(インターネット), (112), p.54 - 61, 2015/10

http://www.aesj.or.jp/~ndd/ndnews/pdf112/No112-10.pdf

2015年3月12日に公開した「原子力機構核図表2014」の紹介・解説を行う。原子力機構核図表はこれまで1977年以来10回の公開を重ね、原子核・核データ関係者に広く利用されている。今回の公開で前回まで12ページから16ページへと分量が増えるなど、かなりの部分が改定、追加された。本解説では、核図表の冊子に記載されていない、1976年当時の編集の状況や、今回に至る核種数の変遷などを紹介し、また今回の編集の具体的な役割分担や、新たな諸量を追加した経緯などを紹介する。今回の改定の主要点は、(1)崩壊様式の区分を12種類から23種類に増加、(2)理論予測を, ,自発核分裂に加えて陽子放出を追加、(3)10秒以下の半減期の原子核を新たに追加、(4)陽子・中性子ドリップ線及び崩壊遅発中性子放出限界線を新たに描画、(5)外観図(カラー)を新たに追加、(6)周期表の部分を20年ぶりに更新、(7)核分裂収率を新たに掲載、(8)中性子断面積を表形式から核図表形式に変更、などである。加えて、公開後の配布状況及び核図表を用いた普及活動、WWW版核図表の紹介も行う。

Numerical simulation of thermal striping phenomena in a T-junction piping system for fundamental validation and uncertainty quantification by GCI estimation

田中 正暁; 三宅 康洋*

Mechanical Engineering Journal (Internet), 2(5), p.15-00134_1 - 15-00134_20, 2015/10

http://doi.org/10.1299/mej.15-00134

本報は、流動-構造熱連成解析コード(MUGTHES)の検証を目的として、サーマルストライピング現象の典型問題としてT字合流部での異温度流体混合に対する水流動試験を対象に熱流動解析(流体部の解析のみ)を実施するとともに、MUGTHESによる数値解析結果を基に、T字合流部での温度変動発生メカニズムに対する大スケール渦運動との相互作用に関して調べたものである。MUGTHESによる熱流動解析では、標準スマゴリンスキーモデルによるラージエディシミュレーション法を採用した。解析コードの検証過程では、GCI(格子収束性)評価を実施し、最小二乗法に基づくGCI評価手法の適用性が高いことを示した。また、解析結果から、構造評価に対して影響の大きい主要な温度変動発生メカニズムは、枝噴流前縁から後流領域の境界に沿って主配管表面近傍で形成されるネックレス状渦、枝噴流背後で形成される馬蹄状渦、さらに枝噴流背後のカルマン渦との相互作用によることを明かにした。

除染活動支援と放射線に対する理解支援活動; 原子力機構による環境回復の取組,3

山下 卓哉; 板橋 靖

日本原子力学会誌ATOMO, 57(10), p.656 - 661, 2015/10

東京電力福島第一原子力発電所事故より3年が経過し、放射性物質に汚染された環境回復のための技術開発が求められている。原子力機構は、事故以来、福島復興に向けて環境汚染への対処のため様々な活動を行ってきた。ここでは、シリーズ解説の第3弾として、原子力機構における除染活動支援の現状と放射線に対する理解支援活動について解説する。

Numerical evaluation of the light transport properties of alternative He-3 neutron detectors using ceramic scintillators

大図 章; 高瀬 操*; 春山 満夫; 倉田 典孝*; 小林 希望*; 呉田 昌俊; 中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 鈴木 浩幸; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 798, p.62 - 69, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.07.020

シンチレータを用いたヘリウム3代替中性子検出器内部のシンチレータ光の伝搬特性を光線追跡コードを用いて調査した。検出器の構造は、ガラス基板に積層された薄いセラミックシンチレータ板とそれを囲む光反射管、及びその光反射管の両端に設置された二つの光電子増倍管からなる。管内部のセラミックシンチレータ板の設置を様々に変化させた場合の検出器の両端に現れる光出力を計算し、試験結果と比較した。その結果、管内部の光伝搬特性は、そのセラミックシンチレータの配置、及び光反射管の構造に大きく依存することが判明した。

Ultrasensitive resonance ionization mass spectrometer for evaluating krypton contamination in xenon dark matter detectors

岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 797, p.64 - 69, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.nima.2015.06.037

レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、クリプトン及びキセノン共鳴イオン化用レーザーの安定性及び操作性向上が必要不可欠である。レーザーシステムの安定化に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれるクリプトン不純物濃度の評価に関する研究を行っている。論文では、共振器を組まない光パラメトリック発生(OPG)光学系を開発し、クリプトン共鳴イオン化に用いる波長212.6nmのレーザー波長安定性が従来の光パラメトリック発振器(OPO)と比較して1桁程度向上した結果を報告した。開発したレーザーにより、純アルゴンガスに不純物として含まれる濃度0.4ppt程度のクリプトン検出に成功した。主成分がキセノンの場合はクリプトン感度が半分程度に低下するが、キセノンに濃度ppt程度以下含まれる極微量なクリプトンの検出が可能な見通しを得た。

Progress on multi-nuclide AMS of JAEA-AMS-TONO

國分 陽子; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 眞田 勝樹*; 花木 達美

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 361, p.48 - 53, 2015/10

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2015.04.071

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、1997年に加速器質量分析施設であるJAEA-AMS-TONOを設置し、C及びBe測定を行っている。現在さらに測定核種を増やすため、Al-AMSの構築を試みている。本発表では、施設の現状とともに現在取り組んでいる多核種AMSへの試みについて報告する。本施設は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関わる地質環境の長期安定性研究におけるC及びBe年代測定を行うため、C及びBe測定を行っている。現在さらにAl年代測定を可能にすべく、Al測定のための測定条件の検討及び試験測定を実施している。

Grouting for reducing groundwater inflow into a gallery at 500m depth of the Mizunami Underground Research Laboratory, Japan

辻 正邦*; 小林 伸司*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎

Proceedings of the ISRM Regional Symposium EUROCK 2015 & 64th Geomechanics Colloquium; Future Development of Rock Mechanics, p.35 - 41, 2015/10

瑞浪超深地層研究所では、掘削工事における地下水の湧水量を低減するために岩盤グラウチングが主要技術として用いられてきた。本稿は、深度500mレベルの延長120mの坑道におけるグラウチング工事の概要について報告するものである。先行ボーリング調査を行い、主に超微粒子セメントによるプレグラウチングを行いつつ本坑道の掘削を完了した後は、坑道全体の湧水量が約200から220L/分であり、許容湧水量を満足した。その後、延長16mの区間において新設計(溶液型グラウトの適用、複合動的注入の適用、プレグラウトの外側範囲を改良ゾーンに適用)によるポストグラウト工事を実施した。その結果、これらの新しい設計が効果的であることが確認でき、対象区間の湧水量は35L/分から11L/分に減少した。今回の実積は、既存のグラウチング技術の高度化に役立つものであり、新しい設計技術がプレグラウトの段階から実施されていれば、更なる湧水抑制が可能であったと考えられる。

さらなるイノベーション創出に向けて

玉田 正男

群馬大学理工学部100年史, p.454 - 455, 2015/10

桐生市の前身は絹織物の生産と交易を担った町であり、その歴史的経緯から、群馬大学工学部(群大工学部)は、繊維すなわち高分子材料に関連する化学や材料評価に関する数多くのノウハウや知見ならびに多様な人材を継承している。伝統から創造へ100年にわたる輝かしい研究の歴史を刻んできた群大工学部と先進の量子ビーム技術のノウハウを持つ高崎量子応用研究所との研究協力や人材交流は、新たな発想や従来とは異なった観点から未知の現象の発見、メカニズムの解明、イノベーションの創出や幅広い世代の人材育成などに極めて重要な役割を果たしてきた。これまで以上に関係を密にした協力を推し進め、最先端の研究成果の輩出や産業利用の新たな礎を築いて行きたいと考えている。

Temporal behavior of unresolved transition array emission in water window soft X-ray spectral region from multiply charged ions

Dinh, T.-H.*; 鈴木 悠平*; 荒居 剛己*; Li, B.*; Dunne, P.*; O'Sullivan, G.*; 藤岡 慎介*; 長谷川 登; 河内 哲哉; 錦野 将元; et al.

Applied Physics Letters, 107(12), p.121101_1 - 121101_5, 2015/09

https://doi.org/10.1063/1.4931497

We have characterized the spectral structure and the temporal history of the laser-produced high-Z multi-charged ion plasmas for the efficient water window soft X-ray sources. Strong unresolved transition array (UTA) emission was observed due to 4d-4f and 4f-5g transitions from Au, Pb, and Bi plasmas in the 280-700 eV photon energy region. The temporal behavior of the emission was essentially similar of that of the laser pulse with a slight delay between different transitions. These results provide feedback for accurate modeling of the atomic processes with the radiative hydrodynamic simulations.

A Sensitive ligand embedded nano-conjugate adsorbent for effective cobalt(II) ions capturing from contaminated water

Awual, M. R.; 矢板 毅; 塩飽 秀啓; 鈴木 伸一

Chemical Engineering Journal, 276, p.1 - 10, 2015/09

https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.04.058

The organic ligand of N,N(octane-1,8-diylidene)di(2-hydroxyl-3,5-dimethylaniline) was synthesized and anchored onto inorganic mesoporous materials by direct immobilization method for Co(II) ions capturing from waste samples. The interaction of this material with various metal ions was evaluated, and it exhibited distinct color change from whitish to green in the presence of Co(II) ions, detectable even to the naked-eye. The effects of solution pH, contact time, competing ions and initial concentration on Co(II) sorption on NCA were investigated under optimum conditions. The data also clarified that the NCA adsorbent is an efficient and eco-friendly adsorbent for Co(II) treatment. Therefore, the proposed adsorbent can be considered as a potential candidate for Co(II) ions monitoring and removal from wastewater in large-scale operations.

表面分析

江坂 文孝

エキスパート応用化学シリーズ; 機器分析, p.119 - 135, 2015/09

固体試料の分析には、固体内部あるいは全体の平均組成を測定する「バルク分析」が古くから用いられてきた。一方、固体表面の組成や化学構造に着目した分析は「表面分析」と呼ばれ、近年、急速に分析法の開発が進んでいる。固体の表面は、気体や液体との相互作用によりバルクと異なる組成を有する場合が多く、それが物性に与える影響も少なくない。また、材料の電気的特性や強度を向上させることを目的に、材料表面に不純物をドーピングしたり、薄膜を形成させたりするなどして表面組成を意図的に変化させた様々な機能性材料が開発されている。このような材料の開発過程では、その物性の把握とともに表面組成を評価するための分析が必要不可欠である。本解説では、種々の表面分析法について、その原理と特徴を述べる。

Nuclear structure of Si investigated by decay spectroscopy of Al

Steiger, K.*; 西村 俊二*; Li, Z.*; Gernhuser, R.*; 宇都野 穣; Chen, R.*; Faestermann, T.*; Hinke, C.*; Krcken, R.*; 西村 美月*; et al.

European Physical Journal A, 51(9), p.117_1 - 117_9, 2015/09

https://doi.org/10.1140/epja/i2015-15117-9

中性子数20領域の中性子過剰核では、魔法数20が消滅することが知られ、殻構造の変化が起きていると考えられている。この論文では、この領域の殻構造をより直接的に調べるため、Si核の準位構造をAl核のベータ崩壊によって調べた結果を報告する。Alを理化学研究所RIBFを用いて生成し、そこからのベータ崩壊後の線を観測することによって、Si核の低励起状態の準位構造を得た。Siの717keVと1270keVに強く遷移することから、これらの準位は正パリティ状態と同定された。実験で得られた準位構造は殻模型計算によってよく再現され、717keVと1270keVはそれぞれ, に対応することがわかった。この結果は、最近の殻模型相互作用が与える殻構造変化を確かめるものである。

Frontier in fusion research, 2; Introduction to modern tokamak physics

菊池 満; 安積 正史*

Frontiers in Fusion Research, 2; Introduction to Modern Tokamak Physics, 402 Pages, 2015/09

https://doi.org/10.1007/978-3-319-18905-5

本書は、レビューオブモダンフィジックスに2012年に刊行した論文を基礎として現代トカマクプラズマ物理学を記述した大学院生及び研究者向けの教科書である。

国際熱核融合実験炉(ITER)プロジェクトのトロイダル磁場(TF)コイルにおける溶接技術

高野 克敏

配管技術, 57(10), p.7 - 12, 2015/09

http://ci.nii.ac.jp/naid/40020562730

原子力機構は、ITER計画における日本の国内機関として、9個のTFコイル、19個のTFコイル構造物の製作を担当している。これらTFコイルに使用される材料は、高磁界及び絶対温度4K(-269C)という特殊な環境下で使用されるため、母材部,溶接部ともに非磁性で高強度・高靱性を併せ持つ材料特性が求められる。そのため、材料は完全オーステナイト・ステンレス鋼が使用されるが、溶接による割れ感受性が高く、健全な溶接品質を保つためには、高度な溶接技術が求められる。原子力機構は、材料及び溶接ワイヤの化学成分、溶接条件の最適化を実施し、試作試験を行った結果、母材部,溶接部ともに要求を満足する材料特性が得られるとともに、健全な溶接品質を確保することに成功した。現在、これらの成果を基に、実機TFコイルの製作が進められている。

使用済燃料

木村 貴海

放射化学の事典, p.245 - 246, 2015/09

日本放射化学会編「放射化学の事典」の原子力と放射化学に関する一項目として、使用済燃料を解説した。使用済燃料に含まれる核分裂生成物とアクチノイドの放射能、発熱量、中性子放出について、それらの特徴を説明した。

軽水炉の構造

奥村 啓介

放射化学の事典, p.224 - 227, 2015/09

軽水炉の炉心構造についての解説記事として、PWR及びBWRの燃料, 燃料棒, 燃料集合体, 制御棒, 炉心, 原子炉圧力容器を取り上げ、これらの構造, 材料, 機能などについて平易に説明する。

プルトニウム

國分 陽子

放射化学の事典, p.218 - 219, 2015/09

日本放射化学会は、放射化学の基礎、放射線計測、核・放射化学に関連する分析法など放射化学に関する事典を刊行する。その中の第6章環境放射能において、プルトニウムについて分担執筆した。プルトニウムの性質、人体への影響、環境中に放出されたプルトニウム等について解説した。

田中貴金属工業の触媒技術

久保 仁志*; 大嶋 優輔*; 岩井 保則

JETI, 63(10), p.33 - 36, 2015/09

田中貴金属工業は純金積み立てのイメージが強いが、主に工業用の材料製造を行っている貴金属メーカーである。化学製品も例外ではなく、貴金属薬液から触媒も手がけており、中でも燃料電池用触媒は世界トップシェアを誇る。本稿では田中貴金属工業の最近の成果である日本原子力研究開発機構と共同開発した核融合施設向けのトリチウム処理に関する疎水性貴金属触媒について概説する。

Online monitoring of negative muon beam profiles at J-PARC MUSE using a gated image intensifier

伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦*; 久保 謙哉*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036014_1 - 036014_5, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.036014

We report on negative muon beam imaging at J-PARC MUSE using a newly-developed online muon beam profile monitor. A beam spot of a 3.8-MeV pulsed negative muon beam was clearly visualized in a few minutes. Decay electron background was significantly reduced owing to high-speed gating capability of a gated image intensifier installed in the muon beam profile monitor. A 3D map of negative muon intensity distribution was obtained at around the beam exit in the D2 experimental area, using a movable feature of this instrument.

Neutron scattering study of spin fluctuations in LaSrCuO by four-dimensional mapping of neutron cross-sections using the 4SEASONS chopper spectrometer

脇本 秀一; 池内 和彦*; 新井 正敏; 藤田 全基*; 梶本 亮一; 川村 奨*; 松浦 直人*; 中島 健次; 山田 和芳*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034013_1 - 034013_6, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.034013

Previous neutron results of LaSrCuO (LSCO) by TOF measurements revealed that magnetic dynamical structure factor has a maximum at 18 meV. To clarify the origin of the maximum, we carried out 4 dimensional mapping of dynamical structure factor to see details of both magnons and phonons. We found that = 0 shows ordinary spin waves while = 0.08 shows a maximum at 18 meV where -independent phonon branch crosses. This imply that in superconducting compositions phonon may also indirectly related to the superconductivity.

Progress in bulk texture measurement using neutron diffraction

徐 平光; Harjo, S.; 伊藤 崇芳*; 森井 幸生*; Gong, W.; 鈴木 裕士; 秋田 貢一; 鈴木 徹也*; 友田 陽; Lutterotti, L.*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031022_1 - 031022_6, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.031022

The current status of bulk texture measurements both using angle dispersive neutron diffraction and time-of-flight neutron diffraction at JAEA was briefly reviewed, then the effect of sample orientation coverage in the time-of-flight neutron diffraction on the reliability of reconstructed pole figure on the reliability of reconstructed pole figure was simply compared after the simultaneous Rietveld texture analysis. The similar texture results obtained at different orientation coverage levels suggests that it is possible to reduce the sample rotation times reasonably during the bulk texture measurement.

three-dimensional X-ray reciprocal-space mapping of InGaAs multilayer structures grown on GaAs(001) by MBE

佐々木 拓生; 高橋 正光; 鈴木 秀俊*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Journal of Crystal Growth, 425, p.13 - 15, 2015/09

https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2015.03.044

three-dimensional X-ray reciprocal space mapping ( 3D-RSM) was employed for studying molecular beam epitaxial (MBE) growth of InGaAs multilayer structures on GaAs(001). Measuring the symmetric 004 diffraction allowed us to separately obtain film properties of individual layers and to track the real-time evolution of both residual strain and lattice tilting. In two- layer growth of InGaAs, significant plastic relaxation was observed during the upper layer growth, and its critical thickness was experimentally determined. At the same thickness, it was found that the direction of lattice tilting drastically changed. We discuss these features based on the Dunstan model and confirm that strain relaxation in the multilayer structure is induced by two kinds of dislocation motion (dislocation multiplication and the generation of dislocation half-loops).

Thermal conductivity of U-20 wt.%Pu-2 wt.%Am-10 wt.%Zr alloy

西 剛史; 中島 邦久; 高野 公秀; 倉田 正輝; 有田 裕二*

Journal of Nuclear Materials, 464, p.270 - 274, 2015/09

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2015.04.043

U-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金の熱伝導率は高速炉で用いるマイナーアクチノイド(MA)含有金属燃料の炉心設計に必要不可欠な物性値である。本研究では、2つのU-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金を調製し、測定した比熱及び熱拡散率を用いて熱伝導率の評価を行った。U-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金の比熱は金属U及びU-Zr合金の文献値とほぼ一致しており、Pu及びAm添加に伴う影響は小さいことを確認した。一方、U-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金の熱伝導率はU-Pu-Zr及びU-Pu-MA-Zr合金の文献値よりわずかに高い値を示した。U-Pu-Zr及びU-Pu-MA-Zr合金の文献値はいくつかの仮定に基づいて算出した熱伝導率であるため、実測値との差は文献値の精度の低さに原因があると考えられる。さらに、MA含有金属燃料の炉心設計に必要な誤差を伴う熱伝導率評価式も提唱した。

Updating of adventitious fuel pin failure frequency in sodium-cooled fast reactors and probabilistic risk assessment on consequent severe accident in Monju

深野 義隆; 鳴戸 健一*; 栗坂 健一; 西村 正弘

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(9), p.1122 - 1132, 2015/09

https://doi.org/10.1080/00223131.2014.992995

炉心局所事故(LF)はナトリウム冷却高速炉(SFR)におけるシビアアクシデントの一つの要因と考えられてきたことから、LFの拡大に関わる実験研究、決定論的、確率論的安全評価(PRA)が多くの国で実施されてきた。燃料ピンの自然破損(AFPF)は既往PRAにおいて、原子炉運転中の発生頻度の大きさと燃料要素の破損伝播(FEFP)の可能性から、LFの最も支配的な起因事象と考えられてきた。本研究では、最新知見に基づき、最新の異常時運転手順書を反映した日本のSFR原型炉(「もんじゅ」)におけるAFPFからのFEFP(FEFPA)のPRAを実施した。本PRAの起因事象であるSFRのAFPFの発生頻度は最新のAFPFの経験のレビューに基づき、複数の手法を用いてアップデートした。その結果「もんじゅ」におけるAFPFの発生頻度及び炉心損傷頻度(CDF)は、既往PRAと比較して無視し得るレベルまで大幅に低下した。したがって、「もんじゅ」におけるFEFPAのCDFは、発生頻度と結果の重大性の両面からATWSまたはPLOHS事象に包絡され得る。

Evaluation of neutron nuclear data on iodine isotopes

柴田 恵一

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(9), p.1174 - 1185, 2015/09

https://doi.org/10.1080/00223131.2014.999729

次期汎用評価済み核データライブラリーのためにIの中性子核データをeVから20MeVのエネルギー範囲で評価した。分離共鳴パラメータが存在しない同位体(I以外の同位体)の熱中性子捕獲断面積は、簡易式により決定した。自己遮蔽計算のために、全標的核に対して非分離共鳴パラメータを求めた。一方、分離共鳴領域以上のエネルギーでは、統計模型コードCCONEにより断面積を評価した。中性子と原子核間の相互作用はチャネル結合光学模型ポテンシャルを用いた。ヨウ素同位体の線強度関数は線スペクトル測定値を再現するように決定した。計算では、複合核過程に加えて、前平衡及び直接過程を考慮した。評価結果は既存の実験値とよく一致しており、JENDL-4.0を上回る再現性であった。今回得られた結果から、ENDF型式でデータファイルを作成した。

Synthesis of sodium dodecyl sulfate-supported nanocomposite cation exchanger; Removal and recovery of Cu from synthetic, pharmaceutical and alloy samples

Naushad, M.*; Alothman, Z. A.*; Alam, M. M.*; Awual, M. R.; Eldesoky, G. E.*; Islam, M.*

Journal of the Iranian Chemical Society, 12(9), p.1677 - 1686, 2015/09

https://doi.org/10.1007/s13738-015-0642-8

A new surfactant-based nanocomposite cation exchanger, sodium dodecyl sulfate-Th(IV) tungstate (SDS-TT) was prepared by the sol-gel method. The SDS-TT was characterized by FTIR, XRD, TGA, SEM, EDS and TEM. The distribution studies for various metal ions on SDS-TT were performed in different acidic mediums. On the basis of distribution coefficient values, SDS-TT was found to be selective for Cu metal ion. SDS-TT was successfully used for the quantitative separation of Cu from the synthetic mixture, pharmaceutical formulation and brass sample.

Lifshitz transitions in magnetic phases of the periodic Anderson model

久保 勝規

Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094702_1 - 094702_8, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.094702

We investigate the reconstruction of a Fermi surface, which is called a Lifshitz transition, in magnetically ordered phases of the periodic Anderson model on a square lattice with a finite Coulomb interaction between electrons. We apply the variational Monte Carlo method to the model by using the Gutzwiller wave functions for the paramagnetic, antiferromagnetic, ferromagnetic, and charge-density-wave states. We find that an antiferromagnetic phase is realized around half-filling and a ferromagnetic phase is realized when the system is far away from half-filling. In both magnetic phases, Lifshitz transitions take place. By analyzing the electronic states, we conclude that the Lifshitz transitions to large ordered-moment states can be regarded as itinerant-localized transitions of the electrons.

Split Fermi surface properties in Ulmannite NiSbS and PdBiSe with the cubic chiral crystal structure

垣花 将司*; 照屋 淳志*; 西村 憲吾*; 仲村 愛*; 竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094711_1 - 094711_8, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.094711

Fermi surface properties of illuminate NiSbS and PbBiSe have been clarified by de Haas-van Alphen effect, resistivity and specific heat measurements. Fermi surfaces were found to split into two, reflecting the non-centrosymmetric crystal structure. The splitting energies have been estimated experimentally. Those are originated from spin-orbit interactions.

スペーサによる流路断面変化が流体挙動に及ぼす影響に関する数値シミュレーション

北村 竜明*; 坂本 健作; 高瀬 和之

可視化情報学会誌, 35(Suppl.2), p.59 - 60, 2015/09

超臨界圧水冷却炉の炉心熱設計において、燃料被覆管材料の健全性及び信頼性の観点から被覆管表面最高温度は700Cに制限されている。しかしながら、原子炉の熱効率を向上させるためには炉心出口冷却材温度を上昇させる必要があり、その結果として燃料被覆管表面温度の上昇を招くことが課題となっている。そこで、被覆管表面近傍の熱伝達率を向上させることによって燃料被覆管表面温度の低下を可能にするために、燃料被覆管表面温度が高温になる領域に対して乱れ促進用スペーサを設置することを計画した。本研究では、温度低下の妥当性を調べるために予備的なシミュレーションを行った。その結果、燃料被覆管表面温度の低下に対し、乱れ促進用スペーサが有効であること及び乱れ促進用のベーンの角度が温度低下に大きく影響することがわかった。

Experimental evidence of crystalline hillocks created by irradiation of CeO with swift heavy ions; TEM study

石川 法人; 大久保 成彰; 田口 富嗣

Nanotechnology, 26(35), p.355701_1 - 355701_8, 2015/09

https://doi.org/10.1088/0957-4484/26/35/355701

UOの模擬物質として研究されることが多いCeOセラミックス材料に、200MeV Auイオンを斜入射方向から照射し、照射後試料を透過型電子顕微鏡(TEM)で微細観察した。その結果、イオン一つ一つが照射表面に形成するナノサイズの隆起物(ヒロック)が、試料表面に形成されるだけでなく、試料端のクラック面にも形成されることが分かった。試料端のヒロックは、TEMで直接観察することが可能なため、ヒロックの結晶性が本研究で初めて明らかになった。観察されたヒロックは、ほぼ均一で結晶性を有していること、さらには結晶方位が母相と同じことが分かった。さらに、ヒロックが球状形状をしていることが分かったので、表面に入射したイオンの入射点において材料の局所的な溶融を引き起こし、溶融した隆起物が表面張力によって球状に変化したプロセスが示唆された。

高温ガス炉を用いた使用済み燃料の放射性潜在的有害度の低減に関する研究

深谷 裕司; 國富 一彦; 小川 益郎

日本原子力学会和文論文誌, 14(3), p.189 - 201, 2015/09

https://doi.org/10.3327/taesj.J14.037

高温ガス炉を用いた使用済み燃料の放射性潜在的有害度の低減に関する研究を行った。分離変換とは異なり、有害度発生自体を減らすことができる炉心概念という観点からの研究である。有害度発生量を減らすためにはPu, Am, Cmの発生源であるUを排除する必要がある。そのため、Uに代わる新たな燃料母材を用いた高温ガス炉を提案した。その候補として、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)とトリウムを検討した。核燃料物質としては、濃縮度93%の高濃縮ウランを想定した。この高濃縮ウランを用いることによりその有害度を大幅に低減することができ、天然ウランレベルの有害度レベルまで減衰させるのに必要な冷却期間が800年程度に低減できる。燃料健全性および核拡散抵抗性もYSZによる希釈により保つことができ、核的自己制御性に関してもエルビウム添加により保持できる。熱エネルギー発生量に関しても通常のウラン燃料と同等の発生量が得られる。発電原価も通常のGTHTR300炉心と同等に安価である。本炉心概念では通常のウラン炉心の10万年程度の冷却期間を1%以下の800年程度に低減することができる。

線照射下における希釈海水を含むゼオライト中ステンレス鋼の局部腐食挙動

加藤 千明; 佐藤 智徳; 中野 純一; 上野 文義; 山岸 功; 山本 正弘

日本原子力学会和文論文誌, 14(3), p.181 - 188, 2015/09

https://doi.org/10.3327/taesj.J14.030

福島第一原子力発電所事故の汚染水処理に用いた使用済み吸着塔の局部腐食発生条件に関する基礎的検討として、線照射下における人工海水を含んだゼオライト中のステンレス鋼(SUS316L)の電気化学試験を行った。ステンレス鋼の自然浸漬電位は線照射により貴化し、吸収線量率の増加に従いその定常自然浸漬電位が上昇した。一方、ゼオライト共存系では線照射下の電位上昇が抑制された。この電位上昇は、主に放射線分解で生じるHO濃度の増加によるものであることを明らにした。ゼオライトは線照射により生成するHOを分解し、その電位上昇が抑制されることを明らかにした。ステンレス鋼の局部腐食発生電位は、照射の有無、ゼオライトの種類や接触により大きく変化しないことから、ゼオライト共存は線照射下において定常自然浸漬電位を低下させ、局部腐食発生リスクを低減できることが期待できることを明らかにした。

Perturbation on hyperfine-enhanced Pr nuclear spin dynamics associated with antiferroquadrupolar order in PrVAl

伊藤 孝; 髭本 亘; 酒井 明人*; 中辻 知*; 辻本 真規*

Physical Review B, 92(12), p.125151_1 - 125151_5, 2015/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.125151

The nature of multipolar order and hyperfine-enhanced (HE) Pr nuclear spin dynamics in PrVAl was investigated using the muon spin relaxation technique. No explicit sign of time-reversal symmetry breaking was found below the multipolar order temperature K in a zero applied field as anticipated on the basis of the antiferroquadrupolar (AFQ) order picture proposed by Sakai and Nakatsuji [J. Phys. Soc. Jpn. , 063701 (2011)]. Further evidence of the nonmagnetic ground state was obtained from the observation of HE Pr nuclear spin fluctuations in the MHz scale. A marked increase in the muon spin-lattice relaxation rate (1/) was observed below 1K with decreasing temperature, which was attributed to the perturbation on the HE Pr nuclear spin dynamics associated with the development of AFQ correlations.

Large trigonal-field effect on spin-orbit coupled states in a pyrochlore iridate

植松 大介*; 佐賀山 基*; 有馬 孝尚*; 石川 洵*; 中辻 知*; 高木 英典*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 石井 賢司

Physical Review B, 92(9), p.094405_1 - 094405_6, 2015/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.094405

The half-filled topmost valence band of Ir in several iridates such as SrIrO, IrO, and CaIrO has been proposed to originate mainly from the spin-orbit coupled states. In pyrochlore iridates IrO (: rare earth), some exotic electronic states are theoretically proposed by assuming states. However, the octahedral coordination around Ir is trigonally distorted, which may affect the energy level scheme of Ir states. Here, we report spectra of resonant elastic and inelastic X-ray scattering in EuIrO at the Ir edges. A large suppression of the magnetic scattering signal at the Ir edge supports the picture rather than the one. The inelastic scattering spectrum indicates that the magnitude of the trigonal field on the Ir states is evaluated to be comparable to the spin-orbit interaction. The energy diagram of the state is proposed based on the simple cluster model.

Excitation energy dependence of fragment-mass distributions from fission of Hg formed in fusion reactions of Ar + Sm

西尾 勝久; Andreyev, A. N.*; Chapman, R.*; Derkx, X.*; Dllmann, C. E.*; Ghys, L.*; Heberger, F. P.*; 廣瀬 健太郎; 池添 博*; Khuyagbaatar, J.*; et al.

Physics Letters B, 748, p.89 - 94, 2015/09

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2015.06.068

Mass distributions of fission fragments from the compound nuclei Hg and Hg formed in fusion reactions Ar+Sm and Ar+Sm, respectively, were measured at initial excitation energies of (Hg)=,3366 MeV and (Hg)=,4871 MeV. In the fission of Hg, the mass spectra were well reproduced by assuming only an asymmetric-mass division, with most probable light and heavy fragment masses /79101. The mass asymmetry for Hg agrees well with that obtained in the low-energy /EC-delayed fission of Tl, from our earlier ISOLDE(CERN) experiment. Fission of Hg is found to proceed in a similar way, delivering the mass asymmetry of /83107, throughout the measured excitation energy range. The persistence as a function of excitation energy of the mass-asymmetric fission for both proton-rich Hg isotopes gives strong evidence for the survival of microscopic effects up to effective excitation energies of compound nuclei as high as 40,MeV. This behavior is different from fission of actinide nuclei and heavier mercury isotope Hg.

The Numerical analysis of the capping inversion effect in a convective boundary layer flow on the contaminant gas dispersion

中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康

Procedia Earth and Planetary Science, 15, p.560 - 565, 2015/09

https://doi.org/10.1016/j.proeps.2015.08.101

局所域高分解能大気拡散モデルは、建物・地形効果に加え、温度成層効果も考慮できるようになっており、代表的な大気安定度に対しては基本性能は実証されている。今回は、温度条件を様々に変えることで各種大気不安定境界層乱流を作り出し、風洞実験結果と比較検証を行った。さらにそれぞれのケースにおいて大気拡散計算も行い、摩擦速度に対する対流速度スケールの比を基にプルーム拡散の濃度分布パターンの類型化を行った。その結果、そのスケール比が0.34を上回る弱不安定時ではプルームの着地はかなり風下側で見られたが、それを下回るような強不安定時ではいち早く着地することなどが分かった。

IFMIF原型加速器(LIPAc)入射器の現状

神藤 勝啓; 市川 雅浩; 高橋 博樹; 近藤 恵太郎; 春日井 敦; Gobin, R.*; Sene, F.*; Chauvin, N.*; Ayala, J.-M.*; Marqueta, A.*; et al.

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.493 - 495, 2015/09

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2015/proceedings/PDF/WEP0/WEP032.pdf

日本原子力研究開発機構核融合研究開発部門では、加速器駆動型中性子源を用いた核融合炉材料開発施設である国際核融合炉材料照射施設(IFMIF)の工学実証のための原型加速器の開発を青森県六ケ所村で進めている。この加速器は入射器、RFQ及び超伝導リナックで構成された重陽子線形加速器であり、9MeV/125mAの連続ビーム生成を目指している。入射器はフランス原子力庁サクレー研究所(CEA Saclay)で開発され、2012年秋まで100keV/140mAの陽子及び重陽子の連続ビーム試験を行った。この入射器を青森県六ケ所村の国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)に搬送し、2013年末より入射器の据付作業の開始、2014年11月に陽子ビームの生成に成功した。その後、イオン源のコンディショニングを行いながらビーム試験を実施してきた。本発表では六ヶ所サイトで実施してきたビーム試験の結果など入射器の現状について報告する。

JAEA AVFサイクロトロンの位相制限スリットによるビーム位相制限の評価

宮脇 信正; 福田 光宏*; 倉島 俊; 柏木 啓次; 奥村 進

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.706 - 708, 2015/09

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2015/proceedings/PDF/WEP0/WEP085.pdf

サイクロトロンのビームエネルギー幅を狭くすることは、ビーム引出し効率の改善やマイクロビーム等のビーム応用に必要である。一般にサイクロトロンでは、ビームの位相幅を狭くすることでビームのエネルギー幅を狭くでき、そのためには位相制限スリットによるビーム位相幅の制限が有効である。そこで、幾何軌道解析モデルを構築してビーム位相幅の制限に必要な半径方向のビーム位置と位相の関係を定式化した。このモデルの正しさを実証するため、JAEA AVFサイクロトロンにおいて、位相制限スリットの半径方向の位置と通過したビームの位相分布の関係を測定し、モデル計算の結果と比較した結果、両者はほぼ一致した。これにより、加速ハーモニックス()1ではスリット位置に依存してビーム位相とその幅が変化するが、=2では最初の加速の位相差による電圧差でビーム位相幅が圧縮する位相バンチング効果が生じてスリット位置の変化に伴うビームの位相とその幅の変化が小さくなることが分かった。ビーム位相幅を狭くするためには、毎に位相制限スリットの半径方向の位置とビーム位相分布の関係に基づいてスリット位置を変更する必要があることが判明した。

IFMIF/EVEDA加速器制御系データ収集系の開発状況

宇佐美 潤紀; 高橋 博樹; 小向 聡*

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.760 - 763, 2015/09

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2015/proceedings/PDF/WEP1/WEP101.pdf

IFMIF/EVEDA加速器(LIPAc)制御系の開発は、EUと原子力機構(JAEA)が共同で進めているが、全体監視などを行う中央制御システム(CCS)についてはJAEAが主体となって行っている。また、EUが開発した機器制御系とCCS間はEPICSを介してデータ授受が行われる。JAEAでは、CCSにおける開発要素の1つとしてPostgreSQLを用いたLIPAcの全EPICSデータの保管と参照を行うシステム(データ収集系)の開発を進めている。一方、欧州では機器単体試験においてBEAUTY (Best Ever Archive Toolset, yet)を用いてデータ収集を行うため、CCSのデータ収集系においては、「BEAUTYとのデータの互換性確保」、「複数のサーバ機による収集データを一括で画面参照」、「データ収集とバックアップ作業の平行化」を考慮する必要があり、現在は前者2つについて対応を進めている。そして、入射器のコミッショニングにおいて、開発したデータ収集系の実証試験を行っている。データ収集系は、入射器,放射線モニタ等のデータを収集しており、CSS(Control System Studio)を用いたGUIによるデータ参照も可能である。本件では、入射器のコミッショニングにおける実証試験の結果をもとに、データ収集系開発の現状について報告する。

A Study on the application of -dialkylamides as extractants for U and Pu by continuous counter-current extractors

伴 康俊; 宝徳 忍; 津幡 靖宏; 筒井 菜緒; 松村 達郎

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1147 - 1152, 2015/09

-ジ(2-エチルヘキシル)-2,2-ジメチルプロパンアミド(DEHDMPA)、-ジ(2-エチルヘキシル)ブタンアミド(DEHBA)及びこれらの劣化生成物のZr, Mo, Ru, Rh, Pd及びUに対する一段のバッチ抽出試験を行い、劣化生成物はいずれの金属元素も抽出しない結果を得た。さらに、連続向流プロセスにおけるDEHDMPA及びDEHBAのU及びPuに対する分離能力を計算コードで評価すると共に、UフラクションにおけるU及びU-PuフラクションにおけるU及びPuの濃度の実験値と計算値がほぼ同じ値を示すことを確認した。これらの結果は分離プロセスにおける抽出剤としてのDEHDMPA及びDEHBAの適用性、並びにプロセスの分離能力の評価における計算コードの有用性を支持している。

A Study on adsorption properties of ion-exchange resins bearing -trimethylglycine to Ru(III), Rh(III) and Pd(II) for developing separation techniques from high-level liquid waste

鈴木 智也; 嶋崎 翔馬*; 森田 圭介; 佐々木 祐二; 小澤 正基*; 松村 達郎

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1539 - 1543, 2015/09

-trimethylglycineを官能基とするイオン交換樹脂(AMP03)の硝酸水溶液中のRu, Rh, Pdに関する吸着挙動を明らかにするために、吸着試験を行った。その結果、AMP03はPd(II)に関して高い吸着能を有することが明らかになった。一方、RuやRhに関しても低硝酸濃度での吸着が見られた。さらに、Ru(III), Rh(III), Pd(II)に関するAMP03の吸着能の制御が可能か、水相にtriethylamine, thiourea、またはbetaine anhydrousを加えることで検討した。結果として、本研究におけるtriethylamineの添加条件では、Ru(III)及びRh(III)に関するAMP03の吸着能の大幅な向上が確認された。Pd(II)に関しては、ほとんど変化がなかった。一方、thiourea及びbetaine anhydrousについては、Pd(II)に関する吸着能の大きな低下が確認された。Ru(III)及びRh(III)の吸着能についての変化も確認されたが比較的に、わずかなものであった。これらの結果は、AMP03及び各配位子の利用によって、AMP03へのRu, Rh, Pdの効率的な吸脱着が可能であると示唆している。

Development of nitride fuel cycle technology for transmutation of minor actinides

林 博和; 西 剛史*; 佐藤 匠; 倉田 正輝

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1811 - 1817, 2015/09

原子力機構では、マイナーアクチノイド(MA: Np, Am, Cm)など長寿命核種の核変換に関する研究を実施している。階層型燃料サイクル概念に基づき、核変換専用の加速器駆動システム(ADS)を用いてMA核変換を行う方法については、ウランを含まない窒化物燃料を用いることが検討されている。MAの核変換率を向上させるためには、使用済燃料を処理し、残存するMAを回収して再利用することが必要であり、その燃料サイクル技術の研究開発は重要である。本論文では、原子力機構で実施している窒化物燃料と乾式再処理法を用いた燃料サイクルに関する研究の現状及び今後の予定を紹介する。

Comparative study of Sr adsorbents for radioactive contaminated water on severe accident

高畠 容子; 柴田 淳広; 野村 和則

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.2099 - 2104, 2015/09

The radioactive contaminated water has accumulated at Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station after the severe damage by the events accompanying the earthquake and tsunami. The concentration of Ca in the accumulated water is higher than that of Sr. Because of their chemical similarity, the secondary radioactive waste from Sr decontamination process will contains Ca more than Sr. Therefore, the volume of the secondary waste will increase more unnecessarily. Three kinds of Sr adsorbents; SW-KAZLS, the Hydrous titanic acid and SrTreat, were characterized and assessed from the viewpoint of Sr decontamination for radioactive contaminated water. The amount of Sr in SW-KAZLS showed the highest Sr selectivity. Since the Hydrous titanic acid was the hardest adsorbent of three, it is applied well to adsorption tower. The amount of Sr in SrTreat was favorable, and it could be applied to decontamination for the radioactive contaminated water of low Sr concentration.

Core design study on actinide-burning fast reactors

大木 繁夫

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.464 - 473, 2015/09

As one of the options for future nuclear reactor use, this study deals with actinide-burning fast reactor core design based on the knowledge accumulated during the development of Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR). The 750-MWe JSFR core was chosen as a reference, and its modification to the pancake-type core was investigated. Plutonium degradation during multiple recycling, a key point in core design for burning mode, was considered. It was found that a large fuel pin diameter and high burnup as in JSFR is still preferable for better core economic performance with a transuranic (in particular, plutonium and minor-actinide (MA)) consumption rate of 200-300 kg/GWe y. The possible MA content in core fuel was evaluated depending on the nuclide composition as 5-3 wt% in heavy metal. These actinide-burning capabilities were acceptable for incinerating both plutonium and MA stockpiles in a hypothetical burning-mode scenario evaluation. This paper describes the relationship between the core design parameters and the actinide-burning capabilities, offering useful information for future optimization of core design and scenario studies.

Behavior of high burnup advanced fuels for LWR during design-basis accidents

天谷 政樹; 宇田川 豊; 成川 隆文; 三原 武; 杉山 智之

Proceedings of Annual Topical Meeting on Reactor Fuel Performance (TopFuel 2015), Part.2 (Internet), p.10 - 18, 2015/09

http://www.euronuclear.org/events/topfuel/topfuel2015/transactions/topfuel2015-transactions-oral-2.pdf#page=10

高燃焼度領域での燃料性能を向上させるとともに既設の原子炉の安全性を向上させるため、高耐食性被覆管や核分裂生成ガス放出を抑えたペレットで構成された改良型燃料が事業者や燃料メーカによって開発されてきた。このような改良型燃料の現行の規制基準や安全裕度の妥当性を評価するため、またこれらに係る将来の規制のためのデータベースを提供するため、原子力機構はALPS-IIと呼ばれる新しい研究プロクラムを開始した。このプログラムは、欧州から輸送された高燃焼度改良型燃料を対象とした反応度事故(RIA)模擬試験及び冷却材喪失事故(LOCA)模擬試験から主に構成されている。本論文では、このプログラムの概要及び現在までに得られているRIA及びLOCA模擬試験結果について述べる。

Nuclear criticality safety standard for a fuel reprocessing plant assuming burnup credit published by the Atomic Energy Society of Japan

中島 健*; 板原 國幸*; 奥野 浩

Proceedings of International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2015) (DVD-ROM), p.496 - 502, 2015/09

本論文では、2015年4月に日本原子力学会から発刊された「再処理施設の臨界安全管理における燃焼度クレジット適用手順:2014」(AESJ-SC-F025: 2014)の概要を述べる。同学会からは、既に60を超える標準が発刊されたが、その多くは、原子炉または廃棄物に対するものであった。また、10年前に同学会から発刊された「臨界安全管理の基本事項: 2004」(AESJ-SC-F004: 2004)では、臨界安全に関する基本的な考え方、核燃料を取り扱う施設の一般的な臨界安全の管理について記していたが、燃焼度クレジット採用の手順は含まれていなかった。この標準では、燃焼度クレジットを再処理工場に適用する上でこれら施設及び設備の設計、管理及び運転・保守に関わる者に対して具体的な手順を明確にして、臨界の防止に役立てることを目的にしている。

Criticality characteristics of MCCI products possibly produced in reactors of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

外池 幸太郎; 大久保 清志; 高田 友幸*

Proceedings of International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2015) (DVD-ROM), p.292 - 300, 2015/09

福島第一原子力発電所13号機の原子炉には溶融炉心コンクリート相互作用(MCCI)を経て生じた多孔質の燃料デブリが相当量存在しているかもしれない。このような核分裂性物質を含む低密度のMCCI生成物は、中性子減速能が大きいことから、特に冠水状態において、臨界管理に十分に配慮しなければならない。本発表ではMCCI生成物の臨界特性を解析した結果を示すが、これは廃炉作業中の臨界リスク評価に資するものである。解析結果は、コンクリート中に結合したあるいはコンクリート中に閉じ込められた水分が、臨界の発生確率の観点及び冷却水への中性子毒物注入による影響緩和の実効性の観点で、リスクを押し上げることを示唆している。

Visualisation of cell cycle modifications by X-ray irradiation of single HeLa cells using fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicators

神長 輝一; 野口 実穂; 成田 あゆみ; 坂本 由佳; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.91 - 94, 2015/09

https://doi.org/10.1093/rpd/ncv168

To explore radiation effects on the mammalian cell cycle, it would be essential to trace single cells as live cell images observed by a time-lapse imaging technique. HeLa-FUCCI cells are one of useful model cell lines to visualize cell cycle because their nucleus show different colors. We irradiated the cells with X-rays of 5 Gy. The cells were incubated for 48 hr in a small incubator set on a fluorescent microscope to track about 40 cells. Most of the irradiated cells underwent cell division at M phase, and then progressed into G1 phase. However, about a half of the cell population showed a significantly longer period toward cell division, indicating that G2 phase was prolonged (G2 arrest) by irradiation. The elongation of G2 phase was more prominent for irradiation to cells in S/G2 phase than those in G1 phase. The observed cell cycle modification suggests that G2/M checkpoint system control the cycle to ensure repairing DNA damage.

Demonstration of the high collection efficiency of a broadband Mo/Si multilayer mirror with a graded multilayer coating on an ellipsoidal substrate

市丸 智*; 竹中 久貴*; 並河 一道*; Gullikson, E. M.*; 圓山 桃子; 奥 哲*

Review of Scientific Instruments, 86(9), p.093106_1 - 093106_7, 2015/09

https://doi.org/10.1063/1.4929708

EUV分光のための広帯域Mo/Siグレーディッド多層膜ミラーを製作した。このミラーは、波長15nm17nm、有効エリア11001500mmにおいて平均16%という、直径1インチの標準的なMo/Si多層鏡より約4倍大きい反射率を有しており、この波長領域でのEUV蛍光計測に使用可能であることを示している。

BL04「ANNRI」における元素分析法の開発

藤 暢輔; Huang, M.; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎; 海老原 充*

四季, 28, P. 4, 2015/09

http://www.j-neutron.com/pdf/vol28.pdf#page=4

中性子核反応測定装置ANNRIは、高検出効率の即発線検出装置、高性能なデータ収集系等を備えているほか、広いエネルギーレンジの中性子を用いることができる。中性子を用いた非破壊分析法の一つである即発線分析(PGA)は、非破壊・多元素同時・バルク分析などの特徴を持つため貴重な試料や破壊が困難な試料の分析に有効である。ANNRIではパルス中性子を用いることができるため、中性子捕獲反応における共鳴を使った分析(中性子共鳴捕獲分析法)も行うことができる。物質・生命科学実験施設MLFから得られる大強度パルス中性子と大立体角を持つゲルマニウム検出器等を用いることによってゲルマニウム検出器でも中性子共鳴捕獲分析を行うことを可能とし、2つの手法を融合した新しい手法を確立した。これによってPGAと中性子共鳴捕獲分析の2つの結果が同時に得られるだけでなく、2つの分析手法の融合による相乗効果が得られる。つまり、PGAでも中性子共鳴捕獲分析でも測定が困難であるものでも分析できるようになった。本論文では、開発した手法について混合標準試料を用いた実験をもとにその特長についての解説を行う。

Interaction between ultra-trace amount of cesium and oxides studied by total-reflection X-ray photoelectron spectroscopy

馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵; 和泉 寿範

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 13, p.417 - 421, 2015/09

https://doi.org/10.1380/ejssnt.2015.417

微量のアルカリ金属元素と酸化物表面の相互作用に関する研究は、不均一触媒, 化学反応促進剤, 高強度電子源の開発などにとって重要なテーマとなっている。また、セシウムと酸化物表面の相互作用を解明することは、粘土鉱物, 土壌などに吸着した放射性セシウムの除去法の開発にとっても重要となっている。そこで本研究では、放射性セシウムの原子数に相当する極微量の非放射性セシウムと二酸化ケイ素, 酸化アルミニウムなど酸化物表面の化学結合状態を、放射光を用いた全反射X線光電子分光法により調べた。その結果、吸着層の厚みが0.01層以上では、吸着量によらずセシウムと酸化物は、ファン・デア・ワールス結合に基づく弱い相互作用で結合していることが分かった。一方、放射性セシウムの原子数に相当する0.002層程度の極微量セシウムになると、セシウムと基板の分極が小さくなり共有結合性が増すことから、この結合状態の変化が放射性セシウムが脱離しにくい原因のひとつであると考えられる。

Recent developments of JAEA's Monte Carlo code MVP for reactor physics applications

長家 康展; 奥村 啓介; 森 貴正

Annals of Nuclear Energy, 82, p.85 - 89, 2015/08

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2014.09.037

原子力機構で開発されているモンテカルロコードMVPの最近の開発状況について述べる。MVPの基本機能と炉物理分野で有用な機能についてレビューし、最近実装された新機能についても解説する。

Corrigendum to "Real time observation of oxygen chemisorption states on Si(001)-21 during supersonic oxygen molecular beam irradiation"

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Applied Surface Science, 346, P. 580, 2015/08

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.02.145

We have performed experiments on surface chemical reactions using a supersonic O molecular beam. Translational kinetic energy values of the O molecules have been estimated by calculations. I had made a mistake in the calculations. We had calculated the translational kinetic energy with gas constant R = 1.13410 eV/K. However, R = 8.61710 eV/K is correct. Consequently, the correct translational kinetic energy values can be obtained by multiplying those in the published article by a factor of 0.76. Even if they are corrected, conclusions and the points of arguments are as they are except the translational kinetic energy values themselves.

NACSIS-ILLログ分析に基づく無料デジタル化資料に関する考察

藤江 雄太郎*; 小島 由香*; 長屋 俊

大学図書館研究, (102), p.34 - 43, 2015/08

https://doi.org/10.20722/jcul.240

無料デジタル化資料を取り巻く現状の課題の把握を目的とし、NACSIS-ILLで無料デジタル化資料を案内し謝絶されたログを分析対象として、案内されている無料デジタル化資料の傾向について分析を行った。その結果、無料デジタル化資料はWeb上の広い範囲に散在し、特に国内の無料デジタル化資料の6割程度は、NDL-Search, CiNii Articles, J-GLOBAL, J-STAGEの各サイトに加えて検索エンジンで検索すれば発見可能な資料であることがわかった。また、これらのサイトはメタデータ連携が部分的で、収録状況の詳細が明示されていないことがわかり、発見性低下の要因になっていることが推測される。

Tracking the fate of particle associated Fukushima Daiichi cesium in the ocean off Japan

Buesseler, K. O.*; German, C. R.*; 本多 牧生*; 乙坂 重嘉; Black, E. E.*; 川上 創*; Manganini, S. M.*; Pike, S.*

Environmental Science & Technology, 49(16), p.9807 - 9816, 2015/08

https://doi.org/10.1021/acs.est.5b02635

福島第一原子力発電所の115km南東の沖合の定点において、水深500m(上層)と1000m(下層)の2層にセジメントトラップを設置し、3年間にわたって沈降粒子を採取した。採取した沈降粒子は主に鉱物で構成されており、沈降粒子の多くは定点周辺の陸棚域の海底を起源としていると推測された。沈降粒子中のCs/Pb比を福島周辺海域の堆積物の値と比較した結果、沈降粒子は水深120m以浅の陸棚上部と500m以深の陸棚斜面の2種類の堆積物で構成していることがわかった。本研究で観測した沈降粒子による放射性Csの輸送量は、同原子力発電所の100km東で観測した先行研究での値に比べて一桁高かった。この観測点による違いは、放射性Csを沈着した陸棚堆積物が、南東向きの底層流によって沖合へと運ばれたためと推測された。ただし、この陸棚-沖合間の放射性Csの水平輸送量は、陸棚上の堆積物中に存在する放射性Csのごく一部であることから、この過程が福島第一原子力発電所周辺の海底における放射性Csの蓄積量を急速に減少させる能力は低いと考えられる。

Changes in chemical composition caused by water-rock interactions across a strike-slip fault zone; Case study of the Atera Fault, Central Japan

丹羽 正和; 水落 幸広*; 棚瀬 充史*

Geofluids, 15(3), p.387 - 409, 2015/08

https://doi.org/10.1111/gfl.12096

断層破砕帯における水-岩石反応に伴う化学組成変化について明らかにするため、本研究では、中部日本の阿寺断層の破砕帯露頭を対象に、断層岩の化学組成分析を行った。粘土鉱物や炭酸塩鉱物の安定同位体組成分析からは、破砕帯の断層ガウジが地表付近で形成されたことを示し、変形構造解析に基づく破砕帯の発達過程と整合的である。全岩化学組成分析の結果、本研究では、粘土鉱物の形成に伴うSi, Na, Kや軽希土類元素の減少、断層活動によって混入してきた玄武岩岩片の変質に伴う炭酸塩鉱物の沈殿、その炭酸塩鉱物との錯体形成に伴う重希土類元素の濃集を確認することができた。

Numerical analysis of organ doses delivered during computed tomography examinations using Japanese adult phantoms with the WAZA-ARI dosimetry system

高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 伴 信彦*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 甲斐 倫明*

Health Physics, 109(2), p.104 - 112, 2015/08

https://doi.org/10.1097/HP.0000000000000299

日本国内でのCT検査による患者の臓器線量を正確に評価するため、CT線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIの線量計算では、成人日本人のボクセルファントム及び放射線輸送計算コードPHITSを用いた数値解析で整備した臓器線量データを利用する。このデータの解析を進めるため、CT装置内の寝台における線量分布等の測定結果に基づき、各種装置でのX線放出特性をPHITSで数値的に模擬する技術を開発した。典型的な撮影条件について、PHITSと日本人ボクセルファントムを用いた解析結果より臓器線量を計算し、既に利用されている他のCT線量評価システムによる結果と比較した。その結果、日本人ボクセルファントムを用いた解析で得た線量データを利用した場合、数学人体模型に基づく線量データを利用した他のシステムよりも、人体形状を適切に考慮して臓器線量を導出できることが検証された。また、欧米人の体格に基づくボクセルファントムによる計算結果や日本人体型を模擬した物理モデルを用いた実測結果と比較した。これらの比較検証により、本研究で開発した数値解析法で得られる臓器線量データは、日本人の体格特性を考慮したシステムWAZA-ARIに十分適用できることを確認した。

放射線で加工したプラスチックが学校教材に

長澤 尚胤; 田口 光正

Isotope News, (736), p.47 - 50, 2015/08

http://www.jrias.or.jp/books/pdf/201508_RIJYUKU_NAGASAWA_TAGUCHI.pdf

学校教育現場ではプラスチックに対する放射線照射効果を理解するための学校教材が求められていたものの、市場にはほとんど無かった。放射線架橋技術を活用して生分解性プラスチックであるポリ(-カプロラクトン)に耐熱性や形状記憶性を持たせた学校教材を企業と共同開発した。本教材を通じて、学生達が放射線の照射効果を体験し、熱収縮チューブ, 電線ケーブル被覆材, 自動車ラジアルタイヤ, 創傷被覆材の製造など放射線加工技術が社会で利用させていることを理解できる。

大強度パルス中性子ビームを用いた新しい非破壊元素分析法の開発

藤 暢輔; 海老原 充*; Huang, M.; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎

Isotope News, (736), p.22 - 26, 2015/08

http://www.jrias.or.jp/books/pdf/201508_RIYOUGIJYUTU_TOH_HOKA.pdf

中性子核反応測定装置(ANNRI)は、J-PARC MLFに設置された即発線測定実験のための装置であり、主に核データ測定、天体核物理および元素分析の研究開発が行われている。中性子ビームを用いた元素分析法には2つの代表的な手法があり、一つは中性子捕獲線のエネルギーを用いる即発線分析(PGA)、もう一つは飛行時間法(TOF)から得られる中性子エネルギーを用いる中性子共鳴捕獲分析である。ANNRIでは大強度パルス中性子ビームと高効率Ge検出器を用いることによって、前述の2つの元素分析法を融合した新しい元素分析法を行うことができる。新しい手法では3次元スペクトル(TOF-PGAスペクトル)を解析することによって従来法では解析が困難な場合でも正確な値が得られることを混合標準試料の測定結果によって示した。今後は非破壊分析が望まれる様々な分野において用いられるものと期待している。

Synthesis of Be-Ti-V ternary beryllium intermetallic compounds

金 宰煥; 中道 勝

Journal of Alloys and Compounds, 640, p.285 - 289, 2015/08

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.04.050

Beryllium intermetallic compounds (beryllides) such as BeTi and BeV are the most promising advanced neutron multipliers in demonstration power reactors. We developed a new combined plasma sintering and rotating electrode method for the fabrication of beryllide rods and pebbles. Previously, we prepared a beryllide pebble with a Be-7.7 at.% Ti composition as the stoichiometric value of the BeTi phase; however, BeTi and Be phases were present along with the BeTi phase that formed as the result of a peritectic reaction due to re-melting during granulation using the rotating electrode method. This Be phase was found to be highly reactive with oxygen and water vapor. Accordingly, to investigate the Be phase reduction and applicability for fabrication of electrodes prior to granulation using the rotating electrode method, Be-Ti-V ternary beryllides were synthesized using the plasma sintering method. Surface observation results indicated that increasing plasma sintering time and V addition led to an increase in the intermetallic compound phases compared with plasma-sintered beryllide with a Be-7.7 at.% Ti composition. Additionally, evaluation of the reactivity of samples with water vapor at high temperature revealed that specimens with larger fractions of Be phases experienced larger weight gains and H generation rates because of oxidation, as BeTi and BeV phases have a similar oxidation tendency.

Matrix diffusion and sorption of Cs, Na, I and HTO in granodiorite; Laboratory-scale results and their extrapolation to the in situ condition

舘 幸男; 蛯名 貴憲*; 武田 智津子*; 斎藤 登志彦*; 高橋 宏明*; 大内 祐司*; Martin, A. J.*

Journal of Contaminant Hydrology, 179, p.10 - 24, 2015/08

https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2015.05.003

結晶質岩中の核種移行評価においてマトリクス拡散と収着現象の理解は重要である。スイスのグリムゼル原位置試験場から採取した花崗閃緑岩試料を用いて、Cs, Na, IとHTO(トリチウム水)の拡散・収着挙動が、透過拡散試験とバッチ収着試験により調査された。得られた実効拡散係数(De)は、Cs, Na, HTO, Iの順となった。容量因子()と分配係数(Kd)も、同様の傾向を示した。Cs, Naに対する二重プロファイルは、試料表面部のKdの増加によって解釈され、表面分析によって試料表面部の擾乱を受けた黒雲母鉱物の高い間隙率と収着容量の増加に起因することが確認された。二重プロファイルから得られたKdは、バッチ収着試験で得られた粉砕試料のKdの粒径サイズ依存性と関連付られた。グリムゼル試験場で実施された原位置長期拡散試験で得られた試験結果は、室内実験結果とそれらの原位置条件への外挿によって推定された移行パラメータによって良好に解釈された。

Investigating the gap between actual and perceived distance from a nuclear power plant; A Case study in Japan

加藤 尊秋*; 高原 省五; 本間 俊充

Journal of Disaster Research, 10(4), p.627 - 634, 2015/08

https://doi.org/10.20965/jdr.2015.p0627

This study investigates the factors of the gaps between perceived and actual straight line distances to the Kashiwazaki-Kariwa NPP. Randomly selected adult citizens living in the two municipalities were surveyed in 2005, 2010 and 2011. Geographical and personal attributes, as well as experiences of the events that highlighted nuclear safety were the three groups of factors considered in this study. The Niigataken Chuetsu-oki earthquake hit the NPP between the first and the second surveys. The Fukushima nuclear accident in March 2011 happened between the second and the third surveys. Before the Fukushima accident, overestimation of the straight line distance was common among the respondents and geographical attributes affected the bias between actual and perceived straight distances. After the Fukushima accident, underestimation became common and personal attributes became more influential as the factor of the perceived-actual distance gap.

Determination of low-level radiostrontium, with emphasis on pre-concentration of Sr from large volume of freshwater sample using Powdex resin

富田 純平; 山本 政儀*; 野崎 天生; 谷村 嘉彦*; 大石 哲也

Journal of Environmental Radioactivity, 146, p.88 - 93, 2015/08

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.04.011

An improved analytical method was developed for determining of low levels of radiostrontium in environmental freshwater samples. Emphasis was placed to the in situ pre-concentration of radiostrontium with Powdex resin in large volumes (100-300 L) of freshwater samples from many locations without using of deleterious substances such as NaOH and mineral acids. Measuring electric conductivity (EC) of water samples enabled the estimation of the amount of Powdex resin required for quantitative recovery of Sr from the large water samples in the field. The Powdex resin that adsorbed Sr was brought back to the laboratory, and Sr adsorbed in the resin was eluted by 8 M HNO together with Sr carrier added. Strontium was radiochemically separated by the cation exchange method for counting after removal of most of the Ca using Ca(OH) precipitation. Through the procedure the Sr chemical yield was 88% on average. This analytical method was verified by analyzing 170 L of water samples with different salinity values, to which a known amount of Sr was added. The detection limits of Sr activities obtained using the 170 L water samples was estimated to be approximately 0.1 mBq L for a counting time of 100 min. The method was also applied to environmental samples collected from Ibaraki and Fukushima prefectures; their Sr activities ranged from 0.16 to 0.93 mBq L.

Development of creep-fatigue evaluation method for 316FR stainless steel

永江 勇二; 高屋 茂; 浅山 泰

Journal of Pressure Vessel Technology, 137(4), p.041407_1 - 041407_5, 2015/08

https://doi.org/10.1115/1.4028497

In the design of fast reactor plants, the most important failure mode to be prevented is creep-fatigue damage at elevated temperatures. 316FR stainless steel is a candidate material for the reactor vessel and internal structures of such plants. The development of a procedure for evaluating creep-fatigue life is essential. The method for evaluating creep-fatigue life implemented in the Japan Society of Mechanical Engineers code is based on the time fraction rule for evaluating creep damage. Equations such as the fatigue curve, dynamic stress-strain curve, creep rupture curve, and creep strain curve are necessary for calculating creep-fatigue life. These equations are provided in this paper, and the predicted creep-fatigue life for 316FR stainless steel is compared with experimental data. For the evaluation of creep-fatigue life, the longest time to failure is about 100,000h. The creep-fatigue life is predicted to an accuracy that is within a factor of 2 even in the case with the longest time to failure. Furthermore, the proposed method is compared with the ductility exhaustion method to investigate whether the proposed method gives conservative predictions. Finally, a procedure based on the time fraction rule for the evaluation of creep-fatigue life is proposed for 316FR stainless steel.

Magnetic excitations of spin nematic state in frustrated ferromagnetic chain

大西 弘明

Journal of the Physical Society of Japan, 84(8), p.083702_1 - 083702_4, 2015/08

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.083702

By exploiting density-matrix renormalization group techniques, we investigate the dynamical spin structure factor of a spin-1/2 Heisenberg chain with ferromagnetic nearest-neighbor and antiferromagnetic next-nearest-neighbor exchange interactions in an applied magnetic field. In a field-induced spin nematic regime, we find gapless longitudinal and gapped transverse spin excitation spectra, in accordance with quasi-long-ranged longitudinal and short-ranged transverse spin correlations, respectively. The gapless point coincides with the dominant longitudinal spin correlation, whereas the gap position exhibits a characteristic field dependence contradicting the dominant transverse spin correlation.

環境回復の取組の概要と遠隔放射線モニタリング; 原子力機構による環境回復の取組,1

米谷 雅之; 眞田 幸尚

日本原子力学会誌ATOMO, 57(8), p.517 - 522, 2015/08

https://doi.org/10.3327/jaesjb.57.8_517

東京電力福島第一原子力発電所事故より3年が経過し、放射性物質に汚染された環境を修復するための技術開発の加速化が求められている。原子力機構は、事故以来、福島復興に向けて環境汚染への対処のため様々な活動を行ってきた。ここでは、シリーズ解説の第1弾として、原子力機構における活動の概要及び放射線分布を測定するための遠隔放射線モニタリング手法の現状と課題について解説する。