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論文

Impact hammer test of ITER blanket remote handling system

野口 悠人; 丸山 孝仁; 上野 健一; 小舞 正文; 武田 信和; 角舘 聡

Fusion Engineering and Design, 109-111(Part B), p.1291 - 1295, 2016/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:69.03(Nuclear Science & Technology)

本論文ではITERブランケット遠隔保守機器のハンマー打撃試験について報告する。ITERではブランケット遠隔保守機器として軌道ビークル型を採用しており、円弧状の軌道を真空容器の赤道面に敷設し、数ヶ所のポートから強固に支持をとる構造となっている。ITER真空容器赤道ポートでの地震応答加速度スペクトルはピークが14Gに及ぶ過酷なものであり、ブランケット遠隔保守機器の構造健全性を示すためにはシステムの動的応答評価が不可欠である。今回、有限要素法による地震解析を検証するとともに実験的に減衰率を測定するため、ブランケット遠隔保守機器フルスケールモックアップのハンマー打撃試験による実験モーダル解析を実施した。打撃試験によりフルスケールモックアップの主要な垂直振動モードの固有周波数が7.5Hzであり減衰率が0.5%であることが得られた。大地震などの大振幅振動時にはより大きな構造減衰が予測されるものの、小振幅加振時の動的特性と有限要素法による弾性解析結果との一致を確認した。

論文

Preliminary assessment for dust contamination of ITER in-vessel transporter

齋藤 真貴子; 上野 健一; 丸山 孝仁; 村上 伸; 武田 信和; 角舘 聡; 中平 昌隆*; Tesini, A.*

Fusion Engineering and Design, 89(9-10), p.2352 - 2356, 2014/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:39.01(Nuclear Science & Technology)

ITERプラズマ運転終了後、真空容器内には放射化ダストが堆積する。ブランケット遠隔保守装置(IVT)は、真空容器内に展開されブランケットの交換を行う。その後IVTはホットセル建屋(HCF)に戻り、IVT自身もメンテナンスが必要となる。その際、IVT表面に付着した放射化ダストによりメンテナンス作業員が被ばくすると想定される。本研究では、HCFでのメンテナンス作業中の被ばく量を評価するため、IVTのダスト汚染量の見積を行った。ITERではIVT汚染シナリオが想定されている。また、プラズマ運転終了後からIVTのメンテナンスが行われるまでの時間を345日と仮定している。これらのシナリオから、汚染源を無限平板と仮定して放射化ダストからの実効線量率を計算した。その結果、W-181とTa-182が支配的な核種であることがわかった。ダストがすべてW-181又はTa-182であると仮定すると、それぞれ実効線量率は400$$mu$$Sv/hと100$$mu$$Sv/hであった。また、ITERで決められている線量規制値と想定されている年間最大作業時間から、実効線量率制限値を算出し、これは4.18$$mu$$Sv/hという値であった。この値を満たすために、除染プロセスを仮定し、除染後の実効線量率を算出した。

論文

Dust removal experiments for ITER blanket remote handling system

上野 健一; 油谷 篤志; 齋藤 真貴子; 丸山 孝仁; 武田 信和; 村上 伸; 角舘 聡

Plasma and Fusion Research (Internet), 9, p.1405012_1 - 1405012_4, 2014/02

To reduce the maintenance workers dose rate caused by activated dust adhering to the ITER blanket remote handling system (BRHS), the dust must be removed from the BRHS surfaces. Dust that may adhere to the top surface of the BRHS rail from cyclic loading of the in-vessel transporter was considered to be the most difficult aspect for dust removal. Dust removal experiments were conducted to simulate the materials, conditions, and cyclic loading of actual BRHS operations. Tungsten powder was used to simulate the dust. A combination of dust removal methods including vacuum cleaning and brushing were applied to simulated dust that adhered to the test pieces. The results show that simulated dust was able to be removed following a 60-second vacuum cleaning and an additional 60-second vacuum cleaning and brushing. Trace amounts of simulated dust (7.8$$times$$10$$^{-10}$$ g/mm$$^{2}$$) still remained after this additional cleaning.

論文

Current status of a new polarized neutron reflectometer at the intense pulsed neutron source of the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of J-PARC

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Chinese Journal of Physics, 50(2), p.161 - 170, 2012/04

The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world's brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS and MUSE). The user program of MLF has been already started in 2008, and now nine neutron and two muon spectrometers are in operation. Installation of the new reflectometer was expected to be completed in March 2011. However, the construction was interrupted by the massive earthquake hitting northeast Japan, including Tokai-mura where J-PARC is located. We expect to restart the user program of the new polarized neutron reflectometer at the beginning of next year (2012).

論文

AMATERAS; A Cold-neutron disk chopper spectrometer

中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; 柴田 薫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB028_1 - SB028_6, 2011/05

 被引用回数:77 パーセンタイル:6.01(Physics, Multidisciplinary)

アマテラスは、J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器であり、結合型水素モデレーターと新開発の高速ディスクチョッパーの組合せで、高分解能,高強度を両立させる最新鋭の中性子分光器である。今回の発表では、これまでの機器調整とユーザー利用の成果を踏まえ、アマテラスの現状と性能、そして、得られた成果の例を示す。

報告書

応力集中による破壊現象のモデル化に関する研究(その3)

鳥井原 誠*; 丸山 誠*; 鈴木 健一郎*; 並木 和人*

JNC-TJ7400 2005-034, 179 Pages, 2004/02

JNC-TJ7400-2005-034.PDF:31.02MB

結晶質岩の脆性破壊現象を解明し、そのメカニズムをモデル化することは掘削損傷領域の物性評価において重要となる。しかしながら、岩盤の破壊や塑性化などの非弾性状態の岩盤物性を定量的に表現できる数値解析手法はほとんど現存しないのが実情である。そこで本研究では、応力集中による岩盤破壊や塑性化のメカニズムを明らかにし、その領域の岩盤物性を表現できる解析手法を開発することを目的とする。

報告書

応力集中による破壊現象のモデル化に関する研究(その2)

鳥井原 誠*; 丸山 誠*; 桑原 徹*; 鈴木 健一郎*

JNC-TJ7400 2005-032, 206 Pages, 2003/02

JNC-TJ7400-2005-032.PDF:29.17MB

結晶質岩の脆性破壊現象を解明し、そのメカニズムをモデル化することは掘削損傷領域の物性評価において重要となる。本研究では、花崗岩を対象として、脆性破壊過程における岩石中のクラックの進展を構造解析、一軸および三軸圧縮/伸長試験、弾性波速度、比抵抗値の計測および、空洞模型試験により調べた。その結果、以下の知見を得た。(1)3次元構造解析の結果、脆性破壊の進行に伴い発生・進展するクラックは、破壊応力の90%から100%に達するまでの間、そのクラック直径が増加するにも関わらず、クラック個数密度は変化しない。(2)多方向の弾性波速度計測から決まる2階のテンソルとクラックテンソルは強い相関がある。(3)短期と長期のクラック進展メカニズムを考慮し、クラックの進展条件においてはクラック間の相互干渉効果を考慮したマイクロメカニクスに基づく解析モデルの適用性を示した。(4)複雑な応力履歴を受ける岩盤内空洞への適用を目的に空洞模型試験を実施し、空洞の周辺岩盤の脆性破壊過程をAE監視等により、損傷の進展として捕らえることができた。(5)クラックの進展による透水性の変化を考慮していくため、クラックテンソルによる透水係数の評価式を提案し、その有効性を示した。

報告書

応力集中による破壊現象のモデル化に関する研究(その1)

鳥井原 誠*; 丸山 誠*; 畑 浩二*; 鈴木 健一郎*

JNC-TJ7400 2002-009, 205 Pages, 2002/02

JNC-TJ7400-2002-009.pdf:21.43MB

結晶質岩の脆性破壊現象を解明し、そのメカニズムをモデル化することは掘削損傷領域の物性評価において重要となる。この研究では、花崗岩を対象として、その強度・変形特性とクラックテンソルにより評価した岩石中のクラックの構造特性、初期クラックによる構造と一軸および三軸圧縮試験において破壊に伴って発生・進展した微小クラックの構造の比較から、以下の知見を得た。(1)弾性波速度および静弾性係数の異方性が、初期のマイクロクラックの異方的配列に起因することを確かめ、クラックテンソルは弾性波速度データを用いた逆解析により推定できることを示した。(2)弾性波速度の振幅値は、体積ひずみの変化に対応して、減衰することが確かめられた。(3)応力履歴を受けた大型供試体の比抵抗計測により、地下深部の地下水で満たされている岩盤の場合、比抵抗探査が亀裂などの空隙構造を推定する方法として有効であることが示唆された。(4)初期のマイクロクラックがダイラタンシーや破壊面の異方性に決定的な影響を及ぼしているが、破壊時にはクラック密度F0は臨界値を持つことから、この臨界値を破壊基準とすることが提案された。

論文

MCD study on materials without magnetic order

宮原 恒あき*; 石井 広義*; 高山 泰弘*; 広瀬 正晃*; 丸山 健一*; 大部 健司*; 篠田 元樹*; 室 隆桂之*; 斎藤 祐児; 松田 達磨*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 70(10), p.2977 - 2981, 2001/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:60.58(Physics, Multidisciplinary)

磁気秩序の無いPrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$とCePd$$_{3}$$について内殻励起磁気円2色性(MCD)の測定を行い、磁化率とMCDの大きさを比較した。PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$の磁化率は6K以上で強磁性振る舞いを示すことが知られている。この物質のMCDは高温側では局在モーメントを持つように振る舞うが、低温側では局在モーメントが消失し、近藤温度(T$$_{k}$$)が10Kより遥かに高い物質で有るかのような振る舞いを示した。一方、CePd$$_{3}$$のMCDはT$$_{k}$$が20K程度の通常の希薄近藤物質のような温度依存性を示したのであるが、これはこの物質のT$$_{K}$$が150Kであることと矛盾し、また以前われわれが測定を行ったCeFe$$_{4}$$P$$_{12}$$とも大きく異なる結果である。このことは、コヒーレント近藤物質のT$$_{K}$$が4fモーメント間の反強磁性的交換相互作用による局所的なスピン揺らぎにより、観測されるT$$_{K}$$よりも高くなりうることを示唆している。

報告書

北延NATM坑道における掘削影響領域の水理学的研究

丸山 誠*; 須藤 賢*; 鈴木 健一郎*; 畑 浩二*; 大内 一*; 深見 秀樹*

JNC-TJ7400 99-008, 225 Pages, 1999/02

JNC-TJ7400-99-008.pdf:28.92MB

東濃鉱山北延NATM坑道を対象として、今まで種々の掘削影響領域に関する基本的物性や透水試験などの室内試験や、孔内亀裂観察、孔内載荷試験、トモグラフィ調査などの原位置試験および初期地圧、発破振動、岩盤内変位などの現地計測並びに数値解析が実施されてきた。これらは、力学的な影響範囲を特定する事と、影響範囲の力学的特性を調べる事に重点が置かれ、その手法の適応性の評価を行った。その結果、力学的な掘削影響領域に、水理学的な影響を取り入れる必要性が論議されている。この研究では、坑道掘削による周辺岩盤に発生する影響領域の水理学的な特性を把握するために、掘削影響領域が周辺の水理学的挙動に及ぼす影響について検討を行った。北延NATM坑道を対象として、掘削影響領域のモデル化を検討するために原位置計測や解析を行い、最終的には掘削影響領域の解析・評価手法の確立を目指している。今回は、主に既往研究の調査事例を重点的に調べ、特に結晶質岩系の原位置サイトでの実施項目を取り上げ、その課題や問題点を抽出し、長期的な研究計画の立案についてまとめた。また、東濃鉱山の岩石特性の一部として、スレーキング特性試験、鉱物含有量分析や空隙率測定を実施した。その結果、各種試験条件下での長期スレーキング特性や採取岩石の鉱物組成などを把握することができた。

口頭

A New polarized neutron reflectometer at materials and life science facility of J-PARC

武田 全康; 丸山 龍治; 相澤 一也; 新井 正敏; 金子 耕士; 中谷 健; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 鈴谷 賢太郎; 高橋 伸明; et al.

no journal, , 

A new polarized neutron reflectometer is now under construction at Materials and Life Science Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has an intense pulsed neutron source, and the user program has been already started in 2009 using 8 spectrometers. Installation of the new reflectometer is expected to be completed on March 2011. The outline design specification of this new polarized neutron reflectometer will be presented at the conference.

口頭

J-PARC偏極中性子反射率計の開発,3

武田 全康; 山崎 大; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 曽山 和彦; 山崎 竜也; 平野 辰巳*; 及川 健一; 田村 格良; 坂佐井 馨; et al.

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、大強度陽子加速器施設J-PARCの物質生命科学実験施設第17ビームライン(BL17)において汎用中性子反射率計の建設を行っている。この新反射率計は共用促進法に基づく一般施設共用装置であり、平成22年度中の完成を予定している。試料は垂直配置であり、自由表面・界面以外であれば、金属材料,磁性材料,超伝導材料,高分子材料,生体高分子等のさまざまな物質からなる薄膜の凝集構造,高次構造,中長距離秩序の解析だけでなく、表面・界面に特有な原子構造レベルの解析に利用することができる。本装置の主な特徴は、ビームラインの上流部にパルス中性子用偏極素子・集光システムが設置され、容易に偏極・集光ビームを用いた実験が可能になること、さらに複数の種類の検出器を配置することにより、幅広い空間スケール(約0.1nm$$sim$$$$mu$$m)において、基礎科学や産業応用に重要な多種多様な薄膜の構造解析が可能になることである。本講演では、BL17反射率計の詳細仕様及び建設の現状について報告する。

口頭

A New polarized neutron reflectometer installed at the intense pulsed neutron source of Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of J-PARC opening to International users

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 稲村 泰弘; et al.

no journal, , 

The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS & MUSE). At the conference, the outline design specification and the present situation of this new polarized neutron reflectometer will be presented, and perspective view of the international collaboration on this reflectometer will also be discussed.

口頭

J-PARC偏極中性子反射率計(写楽)の現状と多層膜研究の展開

久保田 正人; 武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 坂佐井 馨; 藤 健太郎; et al.

no journal, , 

MLFのビームライン17に垂直型偏極中性子反射率計(SHARAKU:写楽)の設置を進めてきたが、2012年2月より一般共用実験を開始する運びとなった。この中性子反射率計は、試料を垂直に設置して測定を行うため、気液界面のような自由界面の測定はできないが、偏極中性子の利用が可能であること、超伝導マグネット,常伝導マグネット(1T)や4K冷凍機,希釈冷凍機といった温度制御や磁場印加に必要な試料環境が備えられており、磁性多層膜の研究、特に、交換結合膜や酸化物磁性材料などにおける表面・界面付近の磁性が物性に果たす役割を解明するうえで必要な、詳細な磁性情報を捉えることが可能である。本発表では、この中性子反射率計の現状と今後の研究展望について発表する。

口頭

試料垂直型偏極中性子反射率計「写楽」(BL17)の現状

武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 久保田 正人; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 坂佐井 馨; 藤 健太郎; et al.

no journal, , 

J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)のBL17で建設を進めてきた試料垂直型偏極中性子反射率計「写楽」が2012年1月より稼働を始め、3月には共用運転を開始する。「写楽」は共用促進法に基づく一般施設共用装置であり、自由表面・界面以外であれば、金属・磁性薄膜、超電導薄膜、高分子膜、生体膜などさまざまな物質からなる薄膜の凝集構造,高次構造,中長距離秩序の解析だけでなく、表面・界面に特有な原子構造レベルの解析に利用することができる。本装置のおもな特徴は、ビームラインの上流部にパルス中性子用偏極素子・集光システムが設置され、容易に偏極・集光ビームを用いた実験が可能になること、さらに複数の種類の検出器を配置することにより、幅広い空間スケール(約0.1nm-数$$mu$$m)において、基礎科学や産業応用に重要な多種多様な薄膜の構造解析が可能になることである。試料環境として超電導マグネット(7T)、常伝導磁石(1T)、冷凍機(4K, mK)が使用可能であり、近い将来には面内構造解析を目的とした斜入射散乱(GID, GISANS)の測定モードも整備される予定である。本講演では、この偏極中性子反射率計「写楽」のコミッショニングの現状、及び初期の測定結果について報告する。

口頭

A New polarized neutron reflectometer (SHARAKU) at the intense pulsed neutron source of the Materials and Life Science Experimental Facility of J-PARC

武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

A new polarized neutron reflectometer has been installed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The user program of this reflectometer has been already started in February 2012 although it is still at the early commissioning stage. At the conference, the outline design specification and the basic performance of this reflectometer will be presented.

口頭

J-PARC偏極中性子反射率計の開発,4

武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 久保田 正人; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 吉田 登*; 坂口 佳史*; et al.

no journal, , 

2010年よりJ-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)に設置を進めてきた試料垂直型偏極中性子反射率計「写楽」は、震災を経て、2012年1月より中性子ビームを受け入れ、3月からは、コミッショニングと並行して一般利用実験を開始した。本反射率計は、MLFで、物性実験に本格的に偏極中性子を使う最初の装置で、反射中性子の偏極度解析も可能である。その一方で、偏極中性子を必要としない試料に対しては、非偏極中性子反射率計としての利用も可能であり、自由表面・界面を除くさまざまな研究テーマに利用できる。試料環境装置の整備を、徐々に進めているところであるが、現時点で、常電導磁石(1T)と冷凍機(4K)を組合せた測定($$B<1[{rm T}], 3<T<290[{rm K}]$$)が可能となっている。本講演では、コミッショニングの過程で、標準試料を使って得られた「写楽」の基本性能に関して報告する。

口頭

偏極中性子反射率計「写楽」の現状と展望

武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 久保田 正人; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 吉田 登*; 坂口 佳史*; et al.

no journal, , 

MLFのBL17に設置された偏極中性子反射率計「写楽」は、2012年1月より中性子ビームを受け入れ、3月からは、コミッショニングと並行して一般利用実験を開始した。本反射率計は、MLFで偏極中性子を物性実験に本格的に利用することのできる最初の装置で、反射中性子の偏極度解析も可能である。また、非偏極中性子反射率計としての利用も可能であり、自由表面・界面を除くさまざまな研究テーマに利用できる。発表では、コミッショニングの過程で標準試料を使って得られた「写楽」の基本性能と、今後の整備計画について発表する。

口頭

偏極中性子反射率計「写楽」の現状と展望

武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 久保田 正人; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 吉田 登*; 坂口 佳史*; et al.

no journal, , 

MLFのBL17に設置された偏極中性子反射率計「写楽」は、2012年1月より中性子ビームを受け入れ、3月からは、コミッショニングと並行して一般利用実験を開始した。本反射率計は、MLFで偏極中性子を物性実験に本格的に利用することのできる最初の装置で、反射中性子の偏極度解析も可能である。また、非偏極中性子反射率計としての利用も可能であり、自由表面・界面を除くさまざまな研究テーマに利用できる。発表では、コミッショニングの過程で標準試料を使って得られた「写楽」の基本性能と、今後の整備計画について報告する。

口頭

J-PARC偏極中性子反射率計の現状と展望,1

武田 全康; 山崎 大; 林田 洋寿; 久保田 正人; 丸山 龍治; 曽山 和彦; 朝岡 秀人; 山崎 竜也*; 吉田 登*; 坂口 佳史*; et al.

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)に設置された偏極中性子反射率計「写楽」では、2012A期より一般利用実験を本格的に開始した。現在のところ、磁性体を含む試料に対して、4K冷凍機と1T電磁石を使った低温磁場下での偏極中性子鏡面反射率測定が、また、磁性体を扱わない場合には、非偏極中性子を使った高強度での反射率測定が可能となっている。装置グループでは、共用実験に並行して、3種類の2次元位置敏感検出器(MWPC: a two-dimensional (2D) multiwire proportional counter, WLSF: a wavelength-shifting-fiber scintillation detector, PS-PMT: a scintillator detector based on a position-sensitive photomultiplier)の導入による、非鏡面反射率及び反射小角散乱(GISANS)の測定、集光デバイスによるさらなる高強度化、斜入射回折(GID)用ゴニオメータ、7T超伝導磁石などの試料特殊環境整備など、装置の高度化を進めている。講演では、「写楽」の現状と今後の展望について報告する。

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