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論文

Removal of fission products in the spent electrolyte using iron phosphate glass as a sorbent

天本 一平; 三田村 直樹*; 都築 達也*; 高崎 康志*; 柴山 敦*; 矢野 哲司*; 中田 正美; 岡本 芳浩

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.503 - 508, 2010/10

乾式再処理法を実現可能なプロセスとするためには、同プロセスから発生する使用済み電解質の再生利用を図り、高レベル放射性廃棄物(HLW)の発生容量を抑制する必要がある。この取組みの一環として、原子力機構では、使用済み電解質中の核分裂生成物(FP)をリン酸塩に転換して媒質とFPを分離する技術開発を行っている。今回、固化体原料である鉄リン酸塩ガラス(IPG)をFP収着材として利用すべくその収着機構について検討したところ、ガラス製造条件で変化するIPGの鉄の価数及びガラスの結晶化が収着の要因になっていることが判明した。

論文

Fast neutron-$$gamma$$ discrimination on neutron emission profile measurement on JT-60U

石井 啓一*; 篠原 孝司; 石川 正男; 馬場 護*; 磯部 光孝*; 岡本 敦*; 北島 純男*; 笹尾 眞實子*

Review of Scientific Instruments, 81(10), p.10D334_1 - 10D334_3, 2010/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.73(Instruments & Instrumentation)

Automatic analysis of the neutron-$$gamma$$ pulse shape discrimination has been developed for the neutron emission profile monitor, which uses stilbene scintillation detectors, in JT-60U. In the automatic analysis, linear discriminant function is applied to determine the line dividing between neutron events and $$gamma$$-ray events on the 2D map. In order to verify the validity of the determined line, the pulse shape discrimination quality is evaluated with the ratio of $$gamma$$-ray events to neutron events, namely contamination by $$gamma$$-ray. As a result, it is clear that $$gamma$$-ray contamination is below to statistical error with the time resolution of 10 ms.

論文

Measurement of DT and DD neutrons with a TOF spectrometer for determination of fuel ion density ratio in ITER

岡田 耕一*; 近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力; 岡本 敦*; 小渕 隆*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.8, p.666 - 669, 2009/09

ITERにおける燃焼制御のために燃料イオン密度比測定が求められている。この燃料イオン比はリアルタイムでフィードバックされなければならないので、燃料イオン比測定のための中性子計測システムには高い計数率が求められる。ITERの通常運転時では、DT中性子はDD中性子の200倍発生すると見積もられている。われわれはTOFスペクトロメータを用いた中性子計測システムを開発し、原子力機構FNSのDD中性子をわずかに含むDT中性子ビームに適用した。燃料イオン比を測定するために、それぞれの中性子からの信号を弁別するウィンドウを用いたシステムを構築し、DT中性子とDD中性子の分離計測に成功した。

報告書

120GHz、500kW-0.1秒、モード変換器内蔵型ジャイロトロンの開発

春日井 敦; 恒岡 まさき; 坂本 慶司; 前原 直; 今井 剛; 永島 孝; 假家 強*; 岡崎 行男*; 岡本 正*; 林 健一*; et al.

JAERI-Research 95-041, 18 Pages, 1995/06

JAERI-Research-95-041.pdf:0.92MB

準光学モード変換器を内蔵した高出力ジャイロトロンを開発した。発振モードであるTE12,2ウィスパリングギャラリーモードは、ガウシアンビームに変換され出力される。120GHzにおいて460kW-0.1秒の出力を得た。さらに長パルスのオペレーションにおいて、250kWの出力で0.215秒のパルス幅を得た。0.1秒以上の実験において、出力窓におけるRFブレークダウンやジャイロトロン内部での異常放電は観測されなかった。すなわち、目標である出力1MW、連続動作のジャイロトロンの開発の方向として、モード変換器内蔵型が非常に有効であることが示された。

論文

High-power and long-pulse gyrotron development in JAERI

春日井 敦; 坂本 慶司; 恒岡 まさき; 前原 直; 永島 孝; 今井 剛; 假家 強*; 岡崎 行男*; 白井 信行*; 岡本 正*; et al.

Fusion Engineering and Design, 26, p.281 - 286, 1995/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:47.58

大型トカマクの核融合実験装置では、ECHとして周波数100GHz帯、全体で20MW程度の高周波電力が必要となり、1本あたり1MW以上、高効率、連続動作可能な発振器が不可欠である。このため原研ではミリ波帯のジャイロトロンの開発を進めている。すでに120GHz、460kW-0.1秒のジャイロトロンの開発に成功しているが、今回世界のトップレベルである110GHz、出力500kW級、1秒以上の発振が可能なモード変換器内蔵型ジャイロトロンを開発した。実験では2msecの短パルスで550kWの最大出力が得られ、長パルス動作では1.3秒-410kWを達成した。ほぼ設計通りの動作を確認し、今後の更なる長パルス、高効率化に対する知見が得られた。

報告書

核融合研究におけるベリリウムの安全取扱いのために

吉田 浩; 岡本 真実*; 寺井 隆幸*; 小田原 修*; 芦部 楠夫*; 小原 敦*

JAERI-M 92-100, 97 Pages, 1992/07

JAERI-M-92-100.pdf:3.51MB

ITER等の核融合実験炉では中性子増倍材、第1壁及びプラズマ対向材にベリリウムを適用することが検討され、今後ベリリウムに関する種々のR&Dが進められる見通しである。ベリリウムは有害性の高い物質であり、十分な安全対策を行うことによって研究者等の安全を確保するとともに周辺環境の汚染防止に努める必要がある。本報告書は、今後原研でも想定されるいろいろなベリリウム研究の安全性に資することを目的としてまとめたものであり、以下のような内容を含む。(1)各国の安全基準、(2)海外の代表的研究機関のベリリウム取扱い施設における安全管理(マニアル、考え方、実施例等)、(3)小~中規模ブランケット試験のための安全設備概念検討、(4)ベリリウムの毒性に関するデータ、自然環境分布、等。

論文

Development of a high power gyrotron for ECH of tokamak plasma

坂本 慶司; 恒岡 まさき; 前原 直; 春日井 敦; 藤田 秀男*; 菊池 正也*; 山本 巧; 永島 孝; 假家 強*; 岡崎 行男*; et al.

Proceedings of the 17th International Conference on Infrared and Millimeter Waves, p.188 - 189, 1992/00

トカマクプラズマの電子サイクロトロン加熱(ECH)を想定した100GHz帯大電力発振器であるジャイロトロンの開発の現状を発表する。120GHz,500kW,100ミリ秒の仕様を持つジャイロトロンの開発及び発振実験を行い、460kW,100ミリ秒の出力及び215kW,200ミリ秒の出力を達成した。また、さらに次のステップとしてパルス幅1秒、出力500kWの長パルス型ジャイロトロンを開発し、現在その発振実験を開始した。会議では、これらのトピックスを中心に、今後の原研におけるジャイロトロンの開発計画についても発表を行う予定である。

口頭

TOFスペクトロメータを用いたDT, DD中性子分離計測法の開発

岡田 耕一; 近藤 恵太郎; 佐藤 聡; 西谷 健夫; 野村 健*; 岡本 敦*; 岩崎 智彦*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*

no journal, , 

ITERの燃焼制御、特に粒子制御において、プラズマ領域中心の重水素/三重水素イオン比を測定することが求められている。その方法の一つとして、DT/DD反応比を用いる方法が提案されている。DT中性子が支配的な場において、DD中性子を計測するためには、全中性子からDD中性子を分離して計測する必要がある。その一環としてFNSのDT中性子源を用いて、TOFスペクトロメータ(2結晶型飛行時間測定法)による分離測定法の検証を行った。DT中性子とともに微量ながらDD中性子を発生させて、DT, DD中性子を同時に独立して測定し、DT中性子スペクトルを測定できることを実証した。一方、DD中性子のピークエネルギーが、DT中性子と検出器中の炭素との非弾性散乱によって発生する数種類の非弾性散乱中性子のエネルギー範囲に存在したため、DD中性子の測定に問題が生じることがわかった。モンテカルロ計算(MCNP)を行うことにより、実験結果の妥当性を示すとともに、分離測定の原理実証については一定の成果を得ることができた。また、TOFスペクトロメータの設計(2つの検出器の配置)についての検討を行った。

口頭

ITERにおける中性子計測を用いた燃料比測定法の開発

岡田 耕一; 近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力; 西谷 健夫; 野村 健*; 岡本 敦*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*

no journal, , 

ITERにおいて、燃焼領域中心の$$n_{mathrm{d}}$$/$$n_{mathrm{t}}$$燃料イオン比を測定することが求められている。燃料イオン比を測定するための一つの方法としてDT/DD反応比を利用したものがあり、われわれは中性子計測を用いて反応比を求めることを目標としている。本報告では、燃料比測定を目的とした中性子計測システムに対して要求される性能についての検討に対する報告を行う。計測器としては2結晶型のTOFスペクトロメータを採用した。ITERをモデル化し、プラズマでの中性子発生数から計測器への入射中性子数を求め、第1検出器の飽和が起こらない条件を導いた。また、燃焼制御のサポートを目的としていることから、100ms以内に統計精度10%を得ることを目標とし、それに合うような計数効率の条件、つまり、第1検出器に入射した中性子数に対するTOFスペクトロメータとしての計数の割合が要求に見合うような条件も導いた。モンテカルロコード(MCNP)を用いてTOFスペクトロメータで用いる検出器の配置の変化による計数効率への影響を調べ、上記2つの条件と合わせて検討した。

口頭

核燃焼プラズマにおける燃焼制御のための中性子分離計測

岡田 耕一*; 近藤 恵太郎; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力; 岡本 敦*; 小渕 隆*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*

no journal, , 

ITERのプラズマ制御のために、プラズマ中心における燃料イオン比を測定する必要がある。DT反応とDD反応の反応確率は燃料イオン比に依存するため、それぞれのエネルギーの中性子を計測することによって燃料イオン比の情報を得ることが可能である。本研究では、二結晶型TOFスペクトロメータ法による燃料イオン比の情報を得るための中性子スペクトル測定を原子力機構FNSの中性子源を用いて行い、DT中性子とDD中性子の分離計測の原理実証試験を行った。

口頭

DD中性子源によるデジタル信号処理を用いたスチルベン検出器の性能評価

石井 啓一*; 篠原 孝司; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 磯部 光孝*; 馬場 護*; 柏 総一郎*; 岡本 敦*; 北島 純男*; 笹尾 真実子*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構・那珂核融合研究所のJT-60Uトカマク装置ではITERなどの次世代の核融合炉における$$alpha$$粒子の挙動を明らかにするため、プラズマ中に閉じ込められた高速イオンに関する研究が行われている。高速イオン研究のために必要な計測手法の1つとして中性子分布計測が挙げられ、JT-60Uでは7本のコリメータアレイを使用した中性子発生率の分布計測が行われている。JT-60Uにおける中性子分布計測では検出器の計数率が高いことから光電子増倍管からの出力信号を連続波形として高速のアナログ-デジタルコンバータ(Flash-ADC)に直接取り込み、計測後にソフトウェアを用いてn-$$gamma$$弁別を行うデジタル信号処理システムが適用されている。デジタル信号処理を用いたn-$$gamma$$弁別には電荷積分法を採用しており、2種類の2次元プロットを使用している。今回、2種類の次元プロットに対して$$gamma$$線混入率の定量的評価を行い、各弁別方式に対する$$gamma$$線混入率の波高依存性について調査した。また日本原子力研究開発機構・核融合中性子源施設において、DD中性子源による7本のスチルベン検出器に対して感度較正を行った。

口頭

多孔質ガラス粒子にTPEN系ゲルを塗布した吸着剤を用いるAm(III)のランタノイドからの分離及びそのメカニズム解明

鈴木 伸一; 阿久津 和宏; 矢板 毅; 岡本 芳浩; 尾形 剛志*; 竹下 健二*; 稲葉 優介*; 池田 篤史; 小林 徹; 緒明 博*; et al.

no journal, , 

TPEN-NIPAゲルを多孔質ガラス粒子に塗布した吸着剤によるアメリシウム:Am(III)のユウロピウム:Eu(III)からの分離特性について検討した。同吸着剤を用いるカラムクロマトグラフィーでの分離特性試験からは、pH4から5程度の水溶液からAm(III)が効率よく吸着し、Eu(III)からの分離が可能であることがわかった。pH5程度の条件下におけるイオンの存在状態をEXAFSにより解明したところ、Eu(III)の周りには水のみが存在し、水和錯体として吸着剤と相互作用している一方、Am(III)の模擬であるd電子系イオンであるカドミウム:Cd(II)イオンは、一部吸着剤の窒素の直接的な配位が確認された。これらの結果から、Am(III)とEu(III)との分離においては水と吸着剤との競争反応が重要な役割を果たしていることを示唆している。

口頭

JT-60Uトロイダル回転プラズマにおけるタングステン輸送の解析

清水 友介*; 藤田 隆明*; 岡本 敦*; 有本 英樹*; 林 伸彦; 星野 一生; 仲野 友英; 本多 充

no journal, , 

捕捉/非捕捉粒子とプラズマの回転に起因する力を考慮して、高Z不純物粒子のピンチモデルを改良した。捕捉粒子のバナナ軌道幅は速度空間において非捕捉粒子との境界付近で最大となり、不純物の価数Zの変化が大きくなるためピンチ速度も最大となる。この速度は、従来モデルの非捕捉粒子の速度より大きい。遠心力により捕捉粒子の割合が大きくなり、従来モデルのようにトロイダル回転とともにピンチ速度が大きくなる傾向は変わらなかった。

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