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論文

Investigation of hydrogen gas generation by radiolysis for cement-solidified products of used adsorbents for water decontamination

佐藤 淳也; 菊地 博*; 加藤 潤; 榊原 哲朗; 松島 怜達; 佐藤 史紀; 小島 順二; 中澤 修

QST-M-8; QST Takasaki Annual Report 2016, P. 62, 2018/03

福島第一原子力発電所における多核種除去設備から発生している廃吸着材は、多量の放射性核種を含有しており、処分のために発生した固化体への放射線影響が懸念されている。本件は、廃吸着材の模擬物をセメント固化した試料において放射線分解によって発生する水素ガス量の調査を目的として実施した。チタン酸塩, 酸化チタン, フェロシアン化物, キレート樹脂及び樹脂系吸着材を対象として、セメント固化材(普通ポルトランドセメント及び高炉スラグセメント)を用いて固化試料を作製した。量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所のコバルト照射施設を利用して$$gamma$$線の照射試験を行い、セメント固化試料からの水素ガス発生を調査した。試験の結果、セメント固化試料から発生した水素ガス量を求め、水素ガス発生のG値を算出することができた。

論文

地下構造物建設における地盤・地質情報の三次元化適用事例

加藤 信義*; 津坂 仁和; 名合 牧人*; 山上 順民*; 松原 誠*; 重廣 道子*; 相澤 隆生*; 亀村 勝美*

地質と調査, (139), p.17 - 22, 2014/04

近年、地質調査業務において、地質情報の高度利用の観点から、土木構造物の設計や施工に携わる人への情報伝達ツールとして地盤・地質情報の三次元化が採用されてきている。これを踏まえて、本稿では、北海道電力による純揚水式発電所の地下空洞と原子力機構による幌延深地層研究計画の地下施設の2つの大規模地下施設の設計・施工の事例において、設計の最適化、施工の効率化, 高度化、そして、安全の確保のために利用した三次元地質構造・施工情報可視化システムの概要とともに、それぞれの事例における同システムの有用性を記述した。

論文

Three-layer GSO depth-of-interaction detector for high-energy gamma camera

山本 誠一*; 渡部 浩司*; 河地 有木; 藤巻 秀; 加藤 克彦*; 畑澤 順*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 743, p.124 - 129, 2014/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:25.95(Instruments & Instrumentation)

Using Ce-doped GSO of different Ce concentrations, three-layer depth-of-interaction (DOI) block detectors were developed to reduce the parallax error at the edges of a pinhole gamma camera for high-energy $$gamma$$ photons. GSOs with Ce concentrations of 1.5 mol%, 0.5 mol% crystal, 0.4 mol% were selected for the DOI detectors. These three types of GSOs were optically coupled in the depth direction, arranged in a 22 $$times$$ 22 matrix and coupled to a flat panel photomultiplier tube. With these combinations of GSOs, all spots corresponding to GSO cells were clearly resolved in the position histogram. Pulse shape spectra showed three peaks for these three decay times of GSOs. The block detector was contained in a tungsten shield, and a pinhole collimator was mounted. With pulse shape discrimination, we separated the point source images of the Cs-137 for each DOI layer. The point source image of the lower layer was detected at the most central part of the field-of-view (FOV), and the distribution was the smallest. The point source image of the higher layer was detected at the most peripheral part of the FOV, and the distribution was widest. With this information, the spatial resolution of the pinhole gamma camera can be improved. We conclude that DOI detection is effective for pinhole gamma cameras for high energy $$gamma$$ photons.

報告書

廃ゼオライトの長期保管方策の検討; ゼオライト吸着塔を用いた塩分洗浄挙動評価,1

佐藤 博之; 寺田 敦彦; 林田 均; 上地 優; 小林 順; 山岸 功; 森田 圭介; 加藤 千明

JAEA-Research 2013-042, 25 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2013-042.pdf:5.13MB

福島原子力発電所事故の滞留水処理で使用済みとなったゼオライト吸着塔(KURION吸着塔)は、塩分腐食を防ぐために、内部を淡水で洗浄し長期保管されている。しかし、残留する塩分量によっては腐食への影響も懸念されることから、腐食評価のために海水系小規模試験を通して、その洗浄効果の検証を進めている。洗浄状態は対象となる装置に依存することが考えられることから、KURION吸着塔を用いた洗浄試験を実施している。試験は、KURION吸着塔内を1,650ppmNaCl水(1,000ppmCl相当)で満水にした後に容積流量4.5m$$^{3}$$/hで純水を注入して洗浄し、吸着塔の排水から洗浄時のサンプル水を取ってCl濃度を計測した。その結果、吸着塔内のCl濃度は、吸着材充填体積の約2倍の通水量で1,000ppmから0.5ppm以下にまで低下し、KURION吸着塔において洗浄効果が高いことを確認した。

論文

Development of microwave ion source for industrial applications

高橋 伸明*; 村田 裕彦*; 三堀 仁志*; 桜庭 順二*; 曽我 知洋*; 青木 康*; 加藤 隆典*; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 池永 訓昭*; et al.

Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02C306_1 - 02C306_3, 2014/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.48(Instruments & Instrumentation)

Microwave ion source is one of the long-life ion sources, which has been developed for industrial applications such as ion implantation. In this paper, the characteristics of the extracted Ar ion beam from the plasma were studied under various conditions, in terms of magnetic field and pressure of gas. The measured spectra show that, within the experimental condition, most of the beam constituents were singly charged ions, Ar$$^{+}$$ in contrast to ECR ion sources which permits to obtain high current useful for ion implantation. The details of the beam characteristics will be presented corresponding the magnetic field and the pressure of gas.

論文

Development of a high current H$$^{-}$$ ion source for cyclotrons

衛藤 晴彦*; 青木 康*; 三堀 仁志*; Arakawa, Y.*; 密本 俊典*; Yajima, S.*; 桜庭 順二*; 加藤 隆典*; 奥村 義和

Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02B107_1 - 02B107_3, 2014/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:49.42(Instruments & Instrumentation)

医療用サイクロトロンの大電流化が、ガン治療や医療用アイソトープ製造などの用途に必要とされており、そのためにサイクロトロン用負イオン源の大電流化が必要である。多極磁場型の負イオン源を新たに設計、製作し、試験を行った。フィルター磁場強度や引出電極などの最適化を行い、ごく少量のセシウムを負イオン源に添加した状態で、16mAの直流負イオンビームを安定に得ることができた。プラズマ源のアークパワーは2.8kWと低く、長時間の運転が可能である。

論文

The "Study on nuclear data by using a high intensity pulsed neutron source for advanced nuclear system" nuclear data project and the characteristics of the neutron beam line for the capture cross section experiments at J-PARC

鬼柳 善明*; 木野 幸一*; 古坂 道弘*; 平賀 富士夫*; 加美山 隆*; 加藤 幾芳*; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 大島 真澄; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1781 - 1784, 2011/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.66(Physics, Multidisciplinary)

革新炉システムの開発に資するための包括的な核データ研究のプロジェクトが、2005年から2009年にわたり8つの機関により成功裏に実行された。このプロジェクトにおいて、長寿命核分裂生成物とマイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を精密に得ることを目的として、パルス中性子ビームラインが建設された。ビームのエネルギースペクトル,空間分布,パルスが、測定とシミュレーション計算により調べられ、それらはビームラインの設計によるものと一致することがわかった。この論文でわれわれは、本プロジェクトの概要と本ビームラインにより供給される中性子ビームの特性を述べる。

論文

Electron-beam-induced color imaging of acid-chromic polymer films

前川 康成; 湯浅 加奈子*; 榎本 一之; 松下 晴美*; 加藤 順*; 山下 俊*; 伊藤 和男*; 吉田 勝

Chemistry of Materials, 20(16), p.5320 - 5324, 2008/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:93.58(Chemistry, Physical)

電子線記録システムに適用できる、電子ナノビームによりクロミック挙動を示す有機薄膜の創製を目的に、電子線で酸を発生する分子(酸発生剤)と酸性で発色又は蛍光を呈する環境クロミック分子を含む高分子薄膜について、電子線によるクロミック分子の反応挙動と、電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を検討した。酸発生剤(phenyl-p-toluenesulfonate)存在下、環境クロミック分子であるrhodamine B base(RB)及び4,4'-bis(dimethylamino)benzhydrol(BH)のpolymethylmethacrylate(PMMA)薄膜は、それぞれ、照射線量の増加に伴い560nm及び610nmの吸収が単調増加し赤色及び青色を呈した。このことは、クロミック分子が電子線により発生した酸(H$$^{+}$$)でプロトン化し、選択的にRB-H$$^{+}$$体及びBH-H$$^{+}$$体を与えることで発色したことを意味する。次いで、酸発生効率が高く可視領域の吸収変化が大きく変化したBH/PMMA薄膜の電子線描画装置(50nm径)によるナノ発色パターン形成性を評価した。照射線量10$$mu$$C/cm$$^{2}$$での電子線描画後、露光部と未露光部とで色調が変化し、ドットパターンで200nm、L/Sパターンでは100nmの分解能を示す発色パターンが観察された。

論文

Radiation-induced reaction of sulfonamide-containing polymers in the film state for color imaging

前川 康成; 加藤 順*; 片貝 正史*; 石原 雅昭*; 榎本 一之; 萩原 時男*; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 越川 博; 吉田 勝

Macromolecular Chemistry and Physics, 209(6), p.625 - 633, 2008/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:90.18(Polymer Science)

ナノスケールの微細パターンニングに適した電子ビームを利用した高密度メモリなどの電子材料システムの構築を目的に、高分子薄膜の電子線発色反応の解析とそのナノカラーイメージングへの応用について検討した。電子線感受性の高いスルホンアミド(SO$$_{2}$$ -NH)骨格を有するポリマーを合成し、その有機薄膜の電子線反応性及び電子線反応部位の化学修飾反応によるナノ発色パターン形成性を調べた。スルホンアミド骨格を有するポリマーは、電子線照射でスルホンアミド部位の化学選択的な開裂によりFries転位生成物を与えることを見いだした。ポリスルホンアミドの電子線反応によるアニリン誘導体の生成は、酸性物質が塩基性物質に化学変換される興味深い反応である。電子線照射後の薄膜は、塩基性部位(アミノ基)のエーリッヒ反応により黄$$sim$$橙色に発色した。次いで、上記薄膜の電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を評価し、300nmの分解能で発色パターンを示すことから、電子ビームによる高分子薄膜中のFries転位反応がナノカラーイメージングに有効であることを実証した。

論文

Regioselectivity control of radiation-induced reaction; Electron beam-induced Fries rearrangement of sulfonamide within $$beta$$-cyclodextrin inclusion complex

加藤 順*; 掛端 博之*; 前川 康成; 山下 俊*

Chemical Communications, (43), p.4498 - 4500, 2006/11

量子ビームを利用した有機機能性材料創製の一環として、$$beta$$-シクロデキストリンで包摂されたスルホンアミド誘導体結晶の電子線フリース転位反応について検討した。非包摂体であるスルホンアミド誘導体結晶の電子線反応と比較したところ、包摂により、反応速度が著しく向上することに加え、生成物のレジオ選択性が、包摂化により逆転することがわかった。このように電子線反応とナノスペースを持った$$beta$$-シクロデキストリンによる包摂結晶化を組合せることで、溶媒フリーという環境にやさしく、しかも、反応性の向上と反応選択性の制御が実現できることを明らかとした。

論文

Refractive index change and color imaging of acid-chromic polymer films using EB-induced acid generation

加藤 順; 湯浅 加奈子; 松下 晴美*; 前川 康成; 榎本 一之; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 山下 俊*

Journal of Photopolymer Science and Technology, 19(1), p.105 - 110, 2006/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:91.4(Polymer Science)

高密度メモリなどの電子材料への適用を目的に、電子線で酸を発生する分子(酸発生剤)と酸性で発色する化合物(環境クロミック分子)を含む高分子薄膜について、電子線によるクロミック分子の挙動と電子線描画装置(50nm径)によるナノカラーイメージング形成性を検討した。このクロミック薄膜の電子線照射により、酸が発生し、プロトン化したクロミック分子が発色することを利用している。電子線描画装置により、ナノスケールのカラーイメージングを試みた。50$$mu$$Ccm$$^{-2}$$の照射量で、解像度100nmでライン/スペースのカラーイメージングが実現できた。さらに、電子線照射により、大きく屈折率が変化することを、m-line法によるTM及びTEの両モードで確認できた。

論文

Electron beam-induced fries rearrangement of sulfonamide and sulfonate crystals

加藤 順*; 前川 康成; 吉田 勝

Chemistry Letters, 34(2), p.266 - 267, 2005/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:53.18(Chemistry, Multidisciplinary)

電子線を利用した有機機能性材料創製の一環として、結晶状態のスルホンアミド及びスルホン酸エステル結晶の電子線反応について検討を行った。われわれは、スルホン誘導体が、対応するカルボニル化合物よりも高い電子線反応性を有し、Fries転位反応性生物を与えることを見いだした。この反応は、無溶媒でエステル結合を極性の高いフェノールやアニリン構造に変換する有効な方法である。さらに、スルホンアミドの電子線反応によるアニリン誘導体の生成は、酸性物質が塩基性物質に化学変換される非常に興味深い反応である。したがって、これらの電子線により引き起こされる化学変換は、電子線リソグラフィーやナノレベルでの構造制御のための新しい材料設計への展開が期待できる。

論文

Elution curve of Rutherfordium (Rf) in anion-exchange chromatography with hydrofluoric acid solution

豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 雑賀 大輔*; 松尾 啓司*; 佐藤 渉*; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 5(2), p.45 - 48, 2004/12

フッ化水素酸溶液系での陰イオン交換クロマトグラフィーにおける104番元素ラザホージウムの溶離曲線を、単一原子レベルで初めて測定した。5.4モルフッ化水素酸中での分配係数を溶離曲線のピーク容量から28$$pm$$6mL/gと決定した。

論文

J-PARCのタイミングシステム

田村 文彦; 吉川 博; 吉井 正人*; 千葉 順成*; 加藤 直彦*; 高木 昭*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.677 - 679, 2004/08

大強度陽子加速器施設(J-PARC)のタイミングシステムの概要を述べる。J-PARCの加速器は異なる繰り返しを持つリナック,RCS,MRからなり、リナック及びRCSは運転パルスごとに行き先が異なるなど複雑なオペレーションが要求される。これら加速器の運転タイミングを統括する高精度のタイミングシステムについて述べる。

論文

Electron-beam-induced fries rearrangement and oxidation reactions of sulfonic acid esters in crystalline state

湯浅 加奈子; 榎本 一之*; 前川 康成; 加藤 順*; 山下 俊*; 吉田 勝

Journal of Photopolymer Science and Technology, 17(1), p.21 - 28, 2004/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:67.26(Polymer Science)

電子線感受性や反応選択性の高い有機分子の設計を目的に、スルホン酸誘導体を合成し、その結晶状態でのFries転位及び酸化反応挙動を詳細に検討した。phenyl p-toluenesulfonate(1a)結晶は、電子線照射によりFries転位が進行し、o, p-Fries転位体,分解生成物であるフェノールに加え、光反応では報告例のないFries転位体の酸化体を与えた。反応初期、結晶格子支配により1aのFries転位体はo-体のみを選択的に生成した。室温で液体のphenyl benzenesulfonate(1b)は、1aと同様、o, p-Fries転位体,フェノール及び酸化体を与えた。1bは、電子線に対して高反応性を示したが、Fries転位体の位置選択性は低かった。一方、phenyl 1-naphthalenesulfonate結晶は、酸化体の生成なしにo, p-Fries転位体及びフェノールを与えた。上記スルホン酸誘導体の反応は、電子線照射によりS-O結合が選択的に開裂し、Fries転位体を与えること,電子線固有である酸化体の生成は、空気酸化やo-Fries転位体同士の酸化還元反応により生成するのではなく、系中に存在する分解物による酸化反応より生成することがわかった。

論文

Radiation-induced reactions $$via$$ the lowest excited states in cinnamic acid crystals

前川 康成; 稲葉 伯至; 保々 広樹; 成田 正*; 越川 博; Moon, S.; 加藤 順; 吉田 勝

Chemical Communications, (18), p.2088 - 2089, 2002/09

ナノ電子デバイスに適用可能な有機薄膜表面のナノ微細加工技術や電子ビームに対する高感度レジスト材料の開発のためには、電子線に対して高い反応性を示す有機高分子化合物が必要である。しかし、色素や感光剤など、レジストや機能性薄膜に利用できる芳香族系有機化合物の電子線による反応性はほとんど研究されてない。そこで、光化学反応性が報告されているオレフィン化合物結晶3種類について電子線反応を検討した結果、電子線反応は光反応と全く同様のに進行し、環状生成物や異性化反応物を生成した。このこと結果から、ケイ皮酸誘導体の電子線反応は、電子線照射により生じたラジカルカチオンや高エネルギー励起状態分子が全て最低励起状態を経由する始めての反応例であることを明らかとした。

論文

ITER工学設計活動報告

森 雅博; 荘司 昭朗; 荒木 政則; 斎藤 啓自*; 仙田 郁夫; 大森 順次*; 佐藤 真一*; 井上 多加志; 大野 勇*; 片岡 敬博*; et al.

日本原子力学会誌, 44(1), p.16 - 89, 2002/01

ITER(国際熱核融合実験炉)計画は、日本・米国・欧州・ロシアの政府間協定の下に核融合エネルギーの科学的・工学的実証を目指す実験炉を国際共同で実現しようというプロジェクトである。1992年7月以来9年間に亘り建設のために必要なすべての技術的データの作成を目的とする工学設計活動(EDA)を進めてきたが、2001年7月に当初の目標を達成して完了した。次の段階に進むこの時期に、EDAの概要と主要な成果をまとめておくことは、我が国の研究者が広くEDAの成果を評価し活用するうえでも、また、今後期待されるITERの建設・運転に向けた活動に多くの研究者が参画するための共通の基盤を築くうえでも必要と考えられる。本報告ではこのような趣旨に基づき、ITER工学設計活動の概要,工学設計及び工学RandDの成果,安全性に関する検討について、外部の研究者が全体像を掴むことを意図して記述されている。

論文

First test results for the ITER central solenoid model coil

加藤 崇; 辻 博史; 安藤 俊就; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 河野 勝己; 押切 雅幸*; et al.

Fusion Engineering and Design, 56-57, p.59 - 70, 2001/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:26.14

ITER中心ソレノイド・モデル・コイルは、1992年より設計・製作を開始し、1999年に完成した。2000年2月末に原研に建設されたコイル試験装置への据え付けが終了し、3月より第1回のコイル実験が開始され、8月末に終了した。本実験により、コイルの定格性能である磁場13Tを達成したとともに、コイルに課せられた設計性能が十分に満足されていることを実証することができた。本論文は、上記実験結果につき、直流通電、急速励磁通電、1万回サイクル試験結果としてまとめる。また、性能評価として、分流開始温度特性、安定性特性、クエンチ特性についても言及する。

論文

Progress of the ITER central solenoid model coil programme

辻 博史; 奥野 清*; Thome, R.*; Salpietro, E.*; Egorov, S. A.*; Martovetsky, N.*; Ricci, M.*; Zanino, R.*; Zahn, G.*; Martinez, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 41(5), p.645 - 651, 2001/05

 被引用回数:52 パーセンタイル:14.56(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERを構成する3群の超伝導コイルでは、中心ソレノイド・コイルが最も高い磁場13Tを0.4T/s以上の速度で急速励起するパルス動作が要求される点で、最も技術的難度の高いコイルである。そこで中心ソレノイド・コイル工学設計の妥当性を確認し、併せてコイルの製作技術を開発する目的で、中心ソレノイド・モデル・コイルの開発が進められてきた。約8年をかけて完成したモデル・コイルの実験がこの程、国際共同作業として原研で実施され、技術開発目標をすべて満足する実験成果と貴重な技術データが得られた。

報告書

地層処分におけるヨウ素含有廃棄体の溶解度及び浸出率の評価(研究委託内容報告書)

柳澤 一郎*; 桂井 清道*; 泉 順*; 三枝 守幸*; 加藤 博康*; 中澤 俊之*; 岡田 賢一*; 上田 真三*

JNC-TJ8400 2000-038, 202 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-038.pdf:13.56MB

(1)天然に産出されるハロゲン元素含有鉱物であるソーダライトおよびトルマリンを対象とし溶解度測定を行った。ヨウ化ソーダライト合成物、塩化ソーダライト合成物および塩化ソーダライト天然物の溶解測定試験結果、ならび現存する塩化ソーダライトの熱力学データに基づく計算から、ソーダライトからの元素の放出は溶解度により支配されることを確認した。溶解度は、塩化物の場合は合成物$$>$$天然物、含有ハロゲン元素の観点からは合成塩化物$$>$$合成ヨウ化物の傾向があることが示された。また、合成ソーダライト中に固定化されたヨウ素は、液相中の塩化物イオンと置換されないことを実験により確認した。トルマリンについては溶解元素濃度に対するソーダライトとの比較から、ソーダライト同様に低溶解性のヨウ素固化体として期待できる可能性があることが示された。(2)低浸出率に期待する廃棄体としてアパタイトを用いた多層分散型廃棄体の浸出特性について検討を行った。廃棄体の構成要素であるゼオライト保持材、アパタイトコートされたヨウ素保持材、アパタイトマトリクス材のそれぞれの試験体を作成し、還元雰囲気環境下での浸出特性を測定し、下記の結果を得た。・ヒドロキシアアパタイトコーティングを行うことにより、1ヶ月後の浸出率で、コーティングなしに比べて約4桁低いヨウ素浸出率が得ららた。・マトリクス材の浸出は、Ca、P濃度については、1ヶ月時点でほぼ理論的な溶解度相当の濃度に達している。 結論として、アパタイトマトリクス材を用いることにより、低浸出率の廃棄体の可能性があることが示された。

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