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論文

Role of advection in atmospheric ammonia; A Case study at a Japanese lake basin influenced by agricultural ammonia sources

久保田 智大; 黒田 久雄*; 渡邊 未来*; 高橋 晃子*; 中里 亮治*; 樽井 美香*; 松本 俊一*; 中川 圭太*; 沼田 康子*; 大内 孝雄*; et al.

Atmospheric Environment, 243, p.117856_1 - 117856_9, 2020/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Environmental Sciences)

大気アンモニア(NH$$_{3}$$)の乾性沈着は水圏生態系への窒素負荷経路の1つである。アジア諸国におけるNH$$_{3}$$の最大の排出源の一つである農業・畜産は、NH$$_{3}$$濃度の空間的及び季節的変動を引き起こし、乾性及び湿性沈着により湖沼流域へ影響を与えることが知られている。しかし、観測ネットワークの不足から、流域スケールでのNH$$_{3}$$濃度の空間分布はよく知られていない。本稿では、農業・畜産が盛んな流域(霞ヶ浦流域)でのNH$$_{3}$$濃度の空間的及び季節的変動の支配的要因を明らかにすることを目的とした。観測は2018年10月10日から2020年1月14日まで、合計36地点で行った。観測期間中の平均NH$$_{3}$$濃度は、農用地,湖,住宅地,森林の順に高かった。畜舎近傍で観測されたNH$$_{3}$$濃度は夏季より冬季の方が高く、気温に依存する揮発プロセスに基づくNH$$_{3}$$排出量の季節変化と異なった。農用地や湖のNH$$_{3}$$濃度と気象要素との比較から、排出源からのNH$$_{3}$$の移流の季節変化の重要性が示唆された。湖上のNH$$_{3}$$の乾性沈着量を推定したところ、全窒素の湿性沈着量を上回る可能性がある。湖への乾性沈着は植物プランクトンの増殖プロセスに関連することが知られており、水圏生態系の管理を行う上でNH$$_{3}$$の移流を考慮するべきである。

報告書

高レベル放射性廃液ガラス固化体の表面積の増加に関する調査及び評価; 地層処分性能評価のための割れによる表面積増加比及びその根拠等

五十嵐 寛

JAEA-Review 2020-006, 261 Pages, 2020/09

JAEA-Review-2020-006.pdf:4.42MB

本調査報告では、公開情報を対象に我が国の地層処分研究開発第2次取りまとめ(H12レポート)以降の諸外国の包括的性能評価報告書を中心として、ソースタームとしての核種溶出モデルにおけるガラス固化体の割れによる表面積増加比の設定値及びその根拠・背景の視点から調査した。また、海外の知見を参考に表面積増加に関する試験の日本の報告例に対する評価を試行した。調査文献から得られた知見に基づき、ガラス固化体の直径、ガラス固化体製造時の冷却条件、ガラス固化体への衝撃、地層処分場閉鎖後の水との接触等の環境条件等が、割れによる表面積増加比(又は割れ係数)に及ぼす影響について検討した。多くの国において、ガラス固化体の割れの要因はガラス固化体の製造, 輸送, 保管, 貯蔵など処分前管理の段階及び処分後の現象又は事象に起因するとされている。その影響は地層処分の性能評価における核種溶出モデルでも考慮されている。各国の核種溶出モデルにおける表面積増加比とその根拠等を概観し、各国の間の相違点及び共通点を整理するとともに、これまでに報告された表面積増加比の測定値と測定方法との関係及び測定方法の特性について考察した。また、各国の核種溶出モデルで設定されている表面積増加比の根拠としての表面積増加比の測定に用いられた測定方法を整理した。さらに、廃棄物管理工程の流れの中でのガラス固化体の割れによる表面積増加比に影響する要因、表面積増加比の特徴等の各工程との関わりを検討した。これらの調査及び検討により、性能評価における保守的かつ現実的な表面積増加比の適用に向けた知見を拡充し、我が国の地層処分のシステムのセーフティケースの作成・更新に資することができる。

論文

J-PARC RCSエネルギー増強のための主電磁石の検討

谷 教夫; 渡辺 泰広; 發知 英明; 原田 寛之; 山本 昌亘; 金正 倫計; 五十嵐 進*; 佐藤 洋一*; 白形 政司*; 小関 忠*

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.708 - 711, 2016/11

J-PARC加速器の大強度化を進めるために、3GeV RCSの加速エネルギーを現在の3GeVから3.4GeVに増強する案が検討されている。そのため、3.4GeVを目指したRCS電磁石の検討が行われた。空間電荷効果の影響でRCSからの3GeV 1MWビームでは、MRの入射部でのビームロスが5%と大きい。入射ビームを3.4GeVにすると、ビームロスが1%程度となり、MRで1MWビームの受け入れが可能となる。四極電磁石の検討では、磁場測定データを基に評価が行われた。四極電磁石は、3.4GeVでも電源の最大定格値を超えないことから、電磁石・電源共に対応可能であることがわかった。しかし、偏向電磁石は、3次元磁場解析データから、3.4GeVでは飽和特性が5%以上悪くなった。電源についても、直流及び交流電源の最大定格が現電源と比べて15%及び6.2%超えており、現システムでは難しいことがわかった。このため、偏向電磁石については、既存の建屋に収まることを前提として、電磁石の再設計を行った。その結果、電源は直流電源の改造と交流電源の交換で実現可能となることがわかった。本論文では、RCS電磁石の出射エネルギー増強における検討内容及びその結果見えてきた課題について報告する。

論文

Design of injection and extraction at an 8-GeV booster ring and the J-PARC Main Ring for Multi-MW output beam power

原田 寛之; 發知 英明; 五十嵐 進*; 佐藤 洋一*; 小関 忠

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.012012_1 - 012012_6, 2015/09

J-PARC 50GeV MRでは、30GeVのビームエネルギー、繰り返し2.48秒サイクル、上段の加速器であるRCSから380kW相当の粒子数入射によって、240kWのビーム出力を達成している。繰り返しを速くし、RCSから600kW相当の粒子数を入射することによって、MRから750kWのビーム出力を目標としている。その目標に向けて、新タイプの電磁石電源や高いインピーダンス特性を持つコアの開発を進めている。RCSでは、2014年夏のメンテナンス作業後の10月より設計出力である1MWのビーム出力の調整を開始する。MRにおけるより高いビーム出力に向けて、現在いくつかの選択肢を検討している。その一つとして、RCSとMRの間に新たに8GeVシンクロトロンを設置する案である。8GeVシンクロトロンでさらに加速させ、MRへの入射エネルギーを増大させる。それにより、ビーム出力を制限するビームロスの低減へとつながる空間電荷効果の緩和や小ビームサイズ化を実現させる。本発表では、MRにおける数MWのさらに高いビーム出力を達成するために新たに設計された8GeVシンクロトロンのビーム入射・出射システムを報告する。

論文

Introducing an 8-GeV booster synchrotron between RCS and MR at J-PARC; One possible option toward a multi-MW output beam power from MR

發知 英明; 原田 寛之; 山本 昌亘; 五十嵐 進*; 小関 忠*; 佐藤 洋一*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.012008_1 - 012008_6, 2015/09

J-PARC加速器(Linac, 3GeV RCS, 50GeV MR)は、現在、ビーム増強の最終段階にある。RCSでは、2014年10月より、設計出力1MWのビーム調整を開始予定であり、また、MRも、主電磁石の繰り返しを速めることで今後3年以内に設計出力0.75MWの実現を目指している。こうしたJ-PARC加速器の現状を踏まえ、我々は、更なるJ-PARC加速器の出力増強(数MW)を目指した検討を始めたところである。本稿では、RCSの2MW出力の可能性を検討するとともに、RCSとMRの間に新たな8-GeVブースターシンクロトロンを導入し、後段のMRからの出力を数MW領域へ引き上げる可能性を検討する。

論文

Optics tuning for beam collimation in the J-PARC 3-50 beam transport line

原田 寛之; 明午 伸一郎; 白形 政司*; 佐藤 洋一*; 田村 文彦; 手島 昌己*; 橋本 義徳*; 五十嵐 進*; 小関 忠

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.012010_1 - 012010_6, 2015/09

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、1MWのビーム出力を目指している。ビームロスの起源となり得る空間電荷効果などは、ビーム出力が増大するにつれて増大する。それは、制御不能なビームサイズの増大を引き起こし、最終的に制御不能なビームロスへとつながる。3GeVシンクロトロンの下段の加速器である主リング(MR)へのビーム輸送ラインにおいて、ビームコリメータを設置して、それらを活用し、不要に増大したビームを排除することが、MRのビーム出力増強に向けて必須となる。そのコリメータの能力を十二分に発揮させるためには、コリメータが設置している領域において、ビーム光学系を測定し、高精度に調整することが求められる。特に、ビーム運動量の広がりに対してビームサイズが変化する分散関数やビーム巾を決めるベータ関数のような光学系の調整はとても重要である。本発表では、ビーム輸送ラインにおける光学測定の手法を紹介し、シミュレーションに基づく、ビーム光学系の測定ならびに調整結果を報告する。

論文

J-PARC 3-50BTラインにおける光学系の調整

原田 寛之; 明午 伸一郎; 白形 政司*; 佐藤 洋一*; 田村 文彦; 手島 昌己*; 橋本 義徳*; 五十嵐 進*; 小関 忠

Proceedings of 10th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.39 - 43, 2014/06

J-PARC 3-50BTは、速い繰り返しのシンクロトロン(3GeV RCS)から出射されたビームを遅い繰り返しのシンクロトロン(MR)に輸送するビームラインである。空間電荷効果などビームのエミッタンスやハローを増加させる複合的な要因は、大強度の陽子ビームでは強度が増加するにつれて、非線形に増加する。加えて、MRの物理アパーチャは81$$pi$$mm mradであり、RCSの486$$pi$$mm mradと比較して小さい。そのため、一般的なビーム輸送ラインの役割とは異なり、3-50BTではコリメータエリアを要し、ビームを所定のエミッタンスまで削る機能を有する。加速器を安定に運転するためには、3-50BTのコリメータ性能を十分に発揮に発揮させることが不可欠であり、そのためには3-50BTでの光学系を把握並びに調整する必要がある。本講演では、3-50BTにおける光学系の測定手法を紹介し、測定結果と計算モデルに基づいた調整結果を報告する。

論文

Beam injection tuning of the J-PARC main ring

Wei, G.; 小関 忠*; 五十嵐 進*; 冨澤 正人*; 高野 淳平*; 石井 恒次*; 白形 政司*; Fan, K.*; 畠山 衆一郎; 魚田 雅彦*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3915 - 3917, 2010/05

The beam commissioning of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) MR (Main Ring) was started from May 2008 and is in progress. As usual, injection tuning is in the first stage and strongly related to other tuning items. Starting with design schemes, making adjustment due to leakage field influence from injection septum, doing envelope matching considering dilution of beam profile in Main Ring are reported in this papers.

論文

Beam fast extraction tuning of the J-PARC main ring

Wei, G.; 小関 忠*; 冨澤 正人*; 五十嵐 進*; 石井 恒次*; 安東 愛之輔; 高野 淳平*; 魚田 雅彦*; Fan, K.*; 畠山 衆一郎; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3918 - 3920, 2010/05

The beam commissioning of J-PARC/MR has been started from May 2008 and is in good progress. One key purpose of MR commissioning is the 30 GeV beam fast extraction to neutrino beam line, which reflect the overall commissioning result. In the MR, fast extraction system comprises 5 kickers and 8 septa which give a bipolar kick to neutrino beam line or abort dump. However before commissioning, the measured magnetic field distribution of each fast extraction septa shows non-linear profile along the horizontal direction. In order to find the influence, a beam simulation with the measured field distributions of septa has been performed. Depends on this study and some OPI (Operation Interface) made by code SAD for orbit modification online, fast extraction of 30 GeV beam to neutrino beam line has been achieved on April 23rd 2009. And so far, 100 kW continual operation to neutrino line have been achieved, too.

論文

Design and construction of septum magnets at 3-GeV RCS in J-PARC

吉本 政弘; 植野 智晶; 富樫 智人; 竹田 修; 金澤 謙一郎; 渡辺 真朗; 山崎 良雄; 神谷 潤一郎; 高柳 智弘; 倉持 勝也; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.297 - 300, 2008/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:27.2(Engineering, Electrical & Electronic)

There are seven septum magnets for the beam injection and extraction at the RCS in J-PARC. In design of the septum magnets, the most important is that the magnetic leakage field outside the septum will disappear, but it is difficult in fact. In order to reduce the leakage field from the septum magnets at the beam orbit in the ring, the silicon steel sheets are set at the outside of the septum magnets as the magnetic shields. However sufficient spaces to set the thick magnetic shields are not securable at the divergent duct areas. Therefore the vacuum chambers are made by the magnetic stainless steel and the leakage fields in the chambers can be reduced. As results of the 3D field calculations by TOSCA, the magnetic leakage field can be suppressed to a few Gauss or less.

報告書

産学連携制度及び任期付任用制度等を活用した地層処分技術に関する研究開発の成果について

山田 文孝; 園部 一志; 五十嵐 寛

JAEA-Review 2007-061, 67 Pages, 2008/02

JAEA-Review-2007-061.pdf:8.39MB

日本原子力研究開発機構では、先行基礎工学研究協力制度や博士研究員制度等の産学官連携による各種の制度が制定され、基礎・基盤研究やプロジェクト開発への寄与を含めた制度の活用がなされている。高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発においても、動力炉・核燃料開発事業団や核燃料サイクル開発機構の頃から、これらの制度を活用した人的交流,成果の活用,公開を進めてきている。得られた成果は、個別の技術報告書の発刊にとどまらず、プロジェクトとして進めてきた研究開発成果報告書やプロジェクトの取りまとめ報告書としても集約され、国の進める高レベル放射性廃棄物の地層処分計画の進展に重要な役割を果たしてきている。本報では、これらの各種制度と高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発とのかかわりについて、制度開始からの研究開発の動向を整理することで当該分野における研究開発において果たしてきた役割を考察するとともに、今後の各種制度の活用方策を検討した。

論文

Commissioning strategies for J-PARC linac and L3BT

池上 雅紀*; Lee, S.*; 秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; 近藤 恭弘; 大川 智宏; 上野 彰; 佐甲 博之; 青 寛幸; 佐藤 進; et al.

KEK Proceedings 2006-15 (CD-ROM), p.347 - 349, 2007/03

J-PARCリニアックのコミッショニングは、181MeVのエネルギーで、今年の終わりに始まる予定である。本発表では、リニアックと、それに続くビーム輸送系(リニアックから3GeVへのビーム輸送系:L3BT)のコミッショニング戦略の詳細について述べる。特に、リニアックに続く、3GeVシンクロトロンへの入射点における、最終的なビームの質を決める重要なエレメントである、2つのデバンチャー空洞と縦コリメーターシステムの調整方法について述べる。さらに、われわれのコリメーターシステムの独特な設計と特色についても発表する。

論文

Progress of R&D on geological disposal of high-level radioactive waste (HLW) in Japan

石川 博久; 五十嵐 寛; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 石丸 恒存; 三ツ井 誠一郎

Proceedings of 6th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PacRim6) (CD-ROM), 17 Pages, 2006/09

サイクル機構では、高レベル放射性廃棄物の処分事業と安全規制の双方の基盤的な技術や情報として寄与できるよう、2つの深地層研究施設,地層処分基盤研究施設,地層処分放射化学研究施設等を活用した研究開発を進めている。1999年に公開した「第2次取りまとめ」以降の研究成果については、年報として公開するとともに、これらの年報を基盤とした「平成17年度成果取りまとめ」を2005年に公開する予定である。

論文

Design of thick septa magnets based on 3D field calculation for the 3 GeV rapid cycling synchrotron of J-PARC

渡辺 真朗; 入江 吉郎; 神谷 潤一郎; 島田 太平; 高柳 智弘; 藤森 寛*; 五十嵐 進*; 川久保 忠通*; 中山 久義*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.1350 - 1353, 2006/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.65(Engineering, Electrical & Electronic)

J-PARC 3GeV RCSの入出射用セプタム電磁石は7台あり、入射に2台、廃棄ラインに2台、出射に3台用いられる。セプタム電磁石には全て機械的安定性のため、DC電流で動作するよう設計している。また、真空システムへの冷却水のリークによるアクシデント等を避けるため、真空外(air region)で動作される。われわれは3次元静磁場計算コードTOSCAを用い、セプタム電磁石を設計している。このプレゼンテーションでは磁場計算の結果について議論する。

論文

Installation of beam monitor sensors in the LINAC section of J-PARC

佐藤 進; 富澤 哲男; 青 寛幸; 上野 彰; 秋川 藤志*; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*

Proceedings of 10th European Particle Accelerator Conference (EPAC 2006) (CD-ROM), p.1151 - 1153, 2006/00

J-PARC加速器LINACにおけるビーム検出器には、複数のタイプが用いられる。ビーム位置検出器,ビーム形状検出器,ビーム拡がり検出器,ビーム電流検出器,ビーム位相検出器,ビーム損失検出器などである。これらの検出器は現在、加速器への組込みが進められている。検出器の組込み手法,鍵となる知見について報告を行う。一例として、ビーム位置検出器は組込むべき四重極電磁石に対して、高い位置精度で組込まれるよう配慮されている。これらの技術に関して報告する。

論文

J-PARC LINACの大口径BPMの設計

佐藤 進; 五十嵐 前衛*; 秋川 藤志*; 富澤 哲男; Lee, S.*; 上野 彰; 池上 雅紀*; 青 寛幸

Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.127 - 129, 2006/00

J-PARC LINACには、$$phi$$37.7mmから$$phi$$120mmまでの数種類の位置検出器(BPM)が用いられている。今回、RCS入射直前部のために、大口径BPM($$phi$$180mm)を設計した。設計の経緯と要点を報告する。

報告書

最終処分施設等に関する情報の検討

前川 恵輔; 五十嵐 寛

JNC TN1450 2002-001, 9 Pages, 2002/10

JNC-TN1450-2002-001.pdf:0.31MB

本資料は、原子力発電環境整備機構が第4回高レベル放射性廃棄物処分専門委員会(平成14年(2002年)9月9日)及び第4回高レベル放射性廃棄物処分専門委員会技術ワーキング・グループ(平成14年(2002年)10月1日)にそれぞれ諮った資料「処分場の概要(案)」及び「概要調査地区選定上の考慮事項(案)」に対して、核燃料サイクル開発機構(以下、「サイクル機構」という)が、技術的な観点等から行った検討結果を取りまとめたものである。

論文

高レベル放射性廃棄物処分の実施段階におけるサイクル機構での地層処分技術に関する研究開発

五十嵐 寛; 青木 和弘; 宮原 要; 塩月 正雄; 舘 幸男

日本機械学会第8回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.467 - 472, 2002/06

高レベル放射性廃棄物の地層処分計画については、地層処分研究開発第2次とりまとめが提出された後、処分に関する法律の公布、処分実施主体の設立など、処分事業や安全規制の大枠が整備され、我が国の地層処分計画は事業化段階へと進化した。このような状況を踏まえ、今後の研究開発は、処分事業や安全規制の今後の展開とも整合をとりつつ進めていくことが重要となる。本発表では、事業化段階における今後の研究開発課題に加え、実際の地質環境への処分技術の適用性確認と長期挙動の理解を基本的な方向としたサイクル機構の研究開発の進め方、深地層研究施設計画の現状並びに最近の成果事例について報告する。

報告書

東海事業所処分研究報告会報告書

吉川 英樹; 石川 博久; 五十嵐 寛

JNC TN8200 2001-004, 160 Pages, 2001/06

JNC-TN8200-2001-004.pdf:129.13MB

高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の分野では、「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の技術的信頼性」(第2次取りまとめ、平成11年11月)の評価報告書「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分研究開発の技術的信頼性の評価」(平成12年10月11日)が国によりまとめられた。また、TRU廃棄物については、国によって検討書「超ウラン核種を含む放射性廃棄物処理処分の基本的考え方について」(平成12年3月23日)がとりまとめられた。平成13年2月14日に東海事業所、展示館アトムワールド講堂において開催された東海事業所地層処分研究報告会は、高レベル放射性廃棄物とTRU廃棄物の処分研究について、これら報告書に反映された、東海事業所における研究成果を中心に、研究開発の現状について報告することを目的として開催されたものである。本報告書は、東海事業所地層処分研究報告会での発表および討論内容を、発表者及び関係機関のご理解、ご協力のもと報告資料として取りまとめたものである。

論文

円筒電極直接通電型ガラス溶融炉の開発

正木 敏夫; 児島 慶造; 小林 洋昭; 河村 和廣; 五十嵐 寛

動燃技報, (105), p.47 - 55, 1998/03

東海事業所のガラス固化技術開発施設で運転されるガラス溶融炉は、運転に伴い材料が侵食されるため定期的に交換する必要がある。交換後は解体処理されるが、その多くが高レベル固体廃棄物となる。ガラス溶融炉の高度化技術開発の観点から、次世代のガラス溶融炉は寿命に達した後の二次廃棄物量が少なく、廃棄物中に含まれる白金族元素に対し構造的により安定な運転が可能であることが望まれる。このような必要性から円筒電極直接通電型溶融炉(JCEM)の開発を進めている。本報では、JCEMの開発経過として、小型試験装置での処理能力および白金族元素の影響評価ならびに工学試験装置の処理能力の評価試験について述べる。

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