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論文

Science communication activities based on the energy and environmental education in the Kansai Photon Science Institute and the Kids' Science Museum of Photons

星屋 泰二; 西村 昭彦; 西川 雅弘*

Literacy Information and Computer Education Journal (Internet), 3(2), p.694 - 706, 2012/06

日本原子力研究開発機構関西光科学研究所に附置された科学館きっづ光科学館ふぉとんでは、光科学をテーマとした国内外でも唯一の体験型科学館として、展示,映像や実験を用いて、光の不思議を体感し、科学する心を育むことを狙いとしている。この科学館では、実験・工作教室,派遣講座,サイエンス・フェスティバル及び教員研修等、さまざまな種類の活動が、地域の行政・教育機関や学校と連携して実施され、その活動については、関西光科学研究所が支援している。この研究では、最近の派遣講座,実験屋台村,サイエンス・ウォーカー等、関西光科学研究所やきっづ光科学館ふぉとんで各々役割分担しつつ、広範囲に実施された、エネルギー・環境教育に関する科学コミュニケーション活動の概要について理解度や探索心及びそれらの及ぼす効果の観点から議論されている。

論文

関西光科学研究所におけるエネルギー環境教育の試み; パワーズ・オブ・テンの奨め

星屋 泰二; 西村 昭彦

エネルギー環境教育研究, 6(1), p.17 - 20, 2011/12

日本原子力研究開発機構の関西光科学研究所では、所掌するきっづ光科学館ふぉとんと一体となったエネルギー環境教育活動を展開している。エネルギー環境教育活動展開の方法として、(1)学校との連携活動としての派遣連携講座、(2)教育機関との連携活動としての教員研修、(3)一般の人々との連携活動としての体験実験講座等から構成される。エネルギー環境教育活動にかかわる東日本大震災を踏まえた工夫改善としては、「パワーズ・オブ・テン」の概念を各講座に導入して、講義内容の全体像について階層構造の世界観に関する認識を通して理解させることを試みている。具体的には、マッピングサイエンスと称した、「光」「エネルギー」「宇宙」「環境」をテーマとする、多人数受講生を対象とする派遣講座の実践や、リニューアルした映像効果の併用により有意な効果を挙げている。

論文

きっづ光科学館ふぉとんにおけるエネルギー環境教育の展開; 地域の行政,教育機関及び学校と連携した活動

星屋 泰二; 西村 昭彦; 佐々木 和也*; 西川 雅弘*

エネルギー環境教育研究, 4(2), p.49 - 56, 2010/07

きっづ光科学館ふぉとんは、日本原子力研究開発機構関西光科学研究所に附置され、展示,映像及び実験・工作の三つの方法から光の不思議に迫り、科学する心を育む国内外で唯一の光科学をテーマとする体験学習型科学館として運営されている。とりわけ、地域の行政,教育機関及び学校と連携して行う連携講座,サイエンス・フェスティバル,教員研修等で実施する実験・工作教室等、多種多様な活動を展開している。理解度や探究心,効果の視点から、最近実施した連携講座,実験屋台村,サイエンスウォーカーなどエネルギー環境教育活動の概要について概説する。

論文

きっづ光科学館ふぉとんにおけるふぉとん虹色エネルギー実験教室の実践

星屋 泰二; 佐々木 和也*; 西川 雅弘

レーザー研究, 36(4), p.221 - 225, 2008/04

日本原子力研究開発機構関西光科学研究所では、きっづ光科学館ふぉとんを利用した、実験教室やイベントなどさまざまな科学技術理解増進活動を展開している。ここでは、地域における科学技術理解増進のためのプログラムを含め、科学館について科学技術を理解するための一つの実験装置と捉えて、科学館の可能性を拡げる試みを展開している。本報告では、小学校上級生を対象とした、種々のエネルギー変換をテーマとする実験教室「ふぉとん虹色エネルギー実験教室」を開催した結果、142名の参加者を得た。理科実験を楽しむことに関しては、参加者の9割弱が達成され、動機づけの視点については、いずれの回においても9割前後の参加者が効果があったとしており、今後の学習意欲に繋がるものとして多いに期待できることがわかる。

報告書

原研-サイクル機構融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究

上野 文義*; 永江 勇二; 根本 義之*; 三輪 幸夫*; 高屋 茂; 星屋 泰二; 塚田 隆*; 青砥 紀身; 石井 敏満*; 近江 正男*; et al.

JNC-TY9400 2005-013, 150 Pages, 2005/09

JNC-TY9400-2005-013.pdf:37.33MB

原研とサイクル機構との融合研究として進めてきた、照射環境によって生じる構造材料の照射劣化現象を対象とした機構解明、早期検出及び評価方法の開発に関する最終報告書である。

報告書

原研-サイクル機構融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究

上野 文義; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 高屋 茂*; 星屋 泰二*; 塚田 隆; 青砥 紀身*; 石井 敏満; 近江 正男; et al.

JAERI-Research 2005-023, 132 Pages, 2005/09

JAERI-Research-2005-023.pdf:33.03MB

原研とサイクル機構は、平成15年度から研究開発の効率的推進と研究の相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、「融合研究」の一つとして、高速炉や軽水炉環境などの照射環境において生じる構造材料の照射劣化現象を対象に、劣化機構の解明,早期検出及び評価方法の開発を目的とした。平成16$$sim$$17年度は、本研究に用いる照射材対応の遠隔操作型の微少腐食量計測装置,腐食試験装置及び漏えい磁束密度測定装置を整備し、SUS304の照射後及び非照射クリープ試験片や照射後高純度モデル材を共通試料とし、両手法を用いた劣化検出を試みるとともに、比較のための非照射劣化模擬試料を用い、基礎的なデータを取得した。これらの結果に基づき、本研究において提案した劣化評価法の適用性を検討した。

報告書

サイクル機構-原研融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究(共同研究)

星屋 泰二; 上野 文義*; 高屋 茂; 永江 勇二; 根本 義之*; 三輪 幸夫*; 青砥 紀身; 塚田 隆*; 阿部 康弘; 中村 保雄; et al.

JNC-TY9400 2004-026, 53 Pages, 2004/10

JNC-TY9400-2004-026.pdf:22.07MB

日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。

報告書

サイクル機構-原研融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究(共同研究)

星屋 泰二*; 上野 文義; 高屋 茂*; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 青砥 紀身*; 塚田 隆; 阿部 康弘*; 中村 保雄*; et al.

JAERI-Research 2004-016, 53 Pages, 2004/10

JAERI-Research-2004-016.pdf:22.07MB

日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。

論文

Neutron Irradiation Fields for Space Technology Application in Experimental Fast Reactor JOYO

伊藤 和寛; 大村 明子; 星屋 泰二; 三次 岳志

6th International workshop on radiation effcts on, p.29 - 32, 2004/10

高速実験炉「常陽」は、平成16年度から多種多様な照射試験をより効率的に行うため、照射性能を向上させたMK-III炉心での運転を開始し、外部利用を促進している。その一環として、宇宙領域を想定した低フラックス中性子場の成立性について検討した。本報告では、「常陽」における低フラックス中性子照射場を紹介する。

論文

Damage evaluation techniques for FBR and LWR structural materials based on magnetic and corrosion properties along grain boundaries

星屋 泰二*; 高屋 茂*; 上野 文義; 根本 義之; 永江 勇二*; 三輪 幸夫; 阿部 康弘*; 近江 正男; 塚田 隆; 青砥 紀身*

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 29(4), p.1687 - 1690, 2004/06

高速炉(FBR)及び軽水炉(LWR)の構造材料の劣化評価のため、結晶粒界に沿った磁気及び腐食特性に基づく新しい評価技術の開発に着手した。経年化したFBR構造材料に対し、磁気的方法を適用し、き裂発生以前の初期段階のクリープ損傷を非破壊検出することができる。そこで、クリープ損傷を受けた常磁性のステンレス鋼について、自然磁化に対する負荷応力の効果を調べた。一方、イオン照射したステンレス鋼の粒界近傍の腐食特性及び光磁気特性はそれぞれAFM及びKerr効果顕微鏡を用いて評価した。これらの劣化はCr欠乏等の粒界近傍の性質変化によって引き起こされた。この結果、原子炉構造材料の劣化進行過程の初期段階は、粒界に沿った磁気及び腐食特性によって検出できることがわかった。

論文

Damage Evaluation Techniques for FBR and LVVR Structural Materials Based on Magnetic and Corrosion Properties along Grain Boundaries

星屋 泰二; 高屋 茂; 永江 勇二; 阿部 康弘; 青砥 紀身; 上野 文義*

IUMRS-ICAM2003 Abstracts, 29, 0 Pages, 2004/00

原研とサイクル機構は、LWR及びFBR照射環境における材料劣化現象について、粒界近傍の特性変化に着目して、電磁気学的材料劣化評価法及び極微小腐食量計測法を用いた劣化機構及び劣化検出の検討を共同して開始した。本報では、イオン照射材に関する磁気測定実験法の概要、原子間力顕微鏡による評価法を中心に報告する。

論文

Effect of air-oxidation on the thermal diffusivity of the nuclear grade 2-dimensional carbon fiber reinforced carbon/carbon composite

曽我部 敏明; 石原 正博; 馬場 信一; 橘 幸男; 山地 雅俊*; 伊与久 達夫; 星屋 泰二*

Materials Science Research International, 9(3), p.235 - 241, 2003/09

2D-C/C複合材料は、次期の高温ガス炉(HTGRs)の炉心材料として有力な候補材の一つである。2D-C/C複合材料の空気酸化が、熱拡散率に及ぼす影響について検討した。熱拡散率は、室温から1673Kまで測定した。本2D-C/C複合材料は、PAN系の炭素繊維の二次元クロスと黒鉛マトリックスからなる。熱拡散率測定用の試験片は、この材料を823Kの大気中で1から11パーセントの間で重量減少させて製作した。酸化消耗は、マトリックス部分とりわけ炭素繊維束に近い部分から優先的に起こった。11パーセントまでの酸化消耗による室温での熱拡散率の減少率は、クロスの積層方向に平行方向では10$$sim$$20パーセント、垂直方向では5$$sim$$9パーセントであった。クロスの積層方向に平行方向では、酸化消耗が進むにしたがって熱拡散率が減少する傾向を示したが、垂直方向では酸化の初期に熱拡散率が低下しその後あまり変化しない傾向を示した。この違いについては、複合材料の構造と酸化挙動から検討した。熱伝導率も得られた熱拡散率の値から求めた。

論文

Radiation damage effects in superplastic 3Y-TZP irradiated with Zr ions

本橋 嘉信*; 小林 友和*; Harjo, S.*; 佐久間 隆昭*; 柴田 大受; 石原 正博; 馬場 信一; 星屋 泰二

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.144 - 147, 2003/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:65(Instruments & Instrumentation)

3Y-TZP(3mol%イットリア含有正方晶ジルコニア多結晶体)セラミックスに130MeVのZr$$^{11+}$$イオンを、日本原子力研究所東海研究所のTANDEM加速器を用いて照射した。照射量は3.5$$times$$10$$^{16}$$及び2.1$$times$$10$$^{17}$$ions/m$$^{2}$$であった。照射によって生じた残留応力と機械的特性の変化、さらにその後の焼鈍効果について調べた。照射後の試験片表面について、残留圧縮応力の発生及び硬さと破壊靭性の増加が観察された。その後に実施した焼鈍では、これらの物性は焼鈍温度の増加に伴い徐々に低下し、1173K付近では非照射状態の値に戻った。硬さと破壊靱性の増加の主たる原因は、照射表面に生じた残留圧縮応力であると考えられる。

論文

Superplastic deformation characteristics of 3Y-TZP after Zr ion irradiation

柴田 大受; 石原 正博; 本橋 嘉信*; 馬場 信一; 星屋 泰二; 小林 友和*; Harjo, S.*; 佐久間 隆昭*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.139 - 143, 2003/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:65

3Y-TZP(3mol%イットリア含有正方晶ジルコニア多結晶体)セラミックスの超塑性変形特性に及ぼすZrイオン照射の影響について調べた。まず、3Y-TZP試験片に、日本原子力研究所東海研究所のTANDEM加速器を用いて+11価,130MeVのZrイオンを3.5$$times$$10$$^{16}$$及び2.1$$times$$10$$^{17}$$ions/m$$^{2}$$まで照射した。TRIMコードによる解析では、最大の照射損傷は試料表面から約10$$mu$$mの位置に現れた。次に照射後の試験片の機械的特性及び超塑性特性を高温での曲げ試験により調べた。その結果、超塑性変形の活性化エネルギーが照射量の増加に伴い増加することがわかった。この増加の原因としては、照射により注入した余剰なZrイオンが、3T-TZPセラミックスを構成している陽イオンの拡散を抑制し、その結果、拡散に支配される粒界すべりのための緩和機構を妨げたことが考えられる。

論文

A New thermochemical and electrolytic hybird hydrogen production processfor FBR

中桐 俊男; 星屋 泰二*; 青砥 紀身

GENES4/ANS2003 (2003年9月15$$sim$$19日), P. 153, 2003/00

高速炉に適用可能な熱・電気併用による水からの水素製造技術である低温熱化学法について、高温でのSO3分解に固体電解質による電気分解実験、高性能固体電解質を使用した予備実験および熱利用効率等の検討を実施した。8mo1YSZを使用したSO3実験では、SO3環境でも550度以上ではYSZの酸化透過性能は従来知見と差がないことが確認され、LSGMを使用した予備的な実験でYSZよりも酸化透過性能が高く、高性能の電解セル開発の可能性があることがわかった。また、化学反応ベースの熱利用効率評価により、廃熱回収なしでも47.3%の効率が期待できることがわかった。

論文

Neutron irradiation response of B2-type ordered alloys

星屋 泰二; 高屋 茂; 中桐 俊男; 青砥 紀身

Proceedings of 11th International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-11), 0 Pages, 2003/00

B2型規則構造合金の中性子照射応答について検討した。照射下では、相反する規則化と不規則化が均衡した状態にある。Bragg-Williams の長範囲規則度とWarren-Cowleyの短範囲規則度を用いて照射中の照射下状態を温度と照射速度の関数として表現したところ、規則度が急激に低下する閾値1と低下した後徐々に平衡に近づく閾値2、及び平衡値の変化から、照射下状態ダイアグラムが得られた。これにより、照射実績のない新たな規則合金に関して、照射下における供用条件の概略が容易に評価可能となった。

論文

Irradiation effects on thermal expansion of SiC/SiC composite materials

石原 正博; 馬場 信一; 星屋 泰二; 四竈 樹男*

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1168 - 1172, 2002/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:63.15(Materials Science, Multidisciplinary)

SiC繊維強化SiC複合材料,SiC粒子強化SiC複合材料及び多結晶SiCを573K,673K及び843Kの温度で1.8$$times$$10$$^{24}$$m$$^{-2}$$(E$$>$$1MeV)の照射を行った。照射後、室温での照射誘起寸法変化及び室温から1673Kまでの熱膨張率を測定した。その結果、照射誘起寸法変化については、(1)SiC粒子強化SiC複合材料及び多結晶SiCでは、照射により生成される点欠陥に起因して、照射とともに膨張すること、さらにこの値は多くのSiC材料や単結晶で測定されたものとほぼ同様の値であること,(2)繊維強化SiC複合材料複合では、結晶性の悪い繊維の照射誘起寸法収縮の影響を受け収縮すること、熱膨張率については、高温での測定による照射損傷の回復が認められ、たとえばこれにより照射温度の予測がおおむね可能であることが明らかとなった。

論文

Development of a non-destructive testing technique using ultrasonic wave for evaluation of irradiation embrittlement in nuclear materials

石井 敏満; 大岡 紀一; 星屋 泰二; 小林 英男*; 齋藤 順市; 新見 素二; 辻 宏和

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part.1), p.240 - 244, 2002/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:74.88(Materials Science, Multidisciplinary)

軽水炉や核融合炉などの構造材料の照射脆化を超音波法で非破壊的に評価する試験技術の開発を進めている。本研究では、原子炉圧力容器用A533B-1鋼材,不純物Pの含有量を低く調整したA533B-1鋼材及びサブマージマーク溶接部から製作した衝撃試験片をJMTRにおいて523K又は563Kで中性子照射した後、遠隔操作による超音波測定を行い、試験片中を伝わる超音波の音速及び減衰率を求めた。その結果、照射材では、未照射材に比べて横波,縦波ともに音速が低下し、縦波の減衰率は上昇する傾向があることがわかった。音速の低下は、中性子照射による鋼材の剛性率及びヤング率の低下に起因することが推測される。また、シャルピー吸収エネルギーの41Jレベル遷移温度シフト量の照射に伴う増加に対して、超音波の音速は低下し、減衰率は上昇する特性があることを見いだした。

報告書

高温ガス炉用炭素繊維強化炭素複合材料の開発

曽我部 敏明; 石原 正博; 馬場 信一; 小嶋 崇夫; 橘 幸男; 伊与久 達夫; 星屋 泰二; 平岡 利治*; 山地 雅俊*

JAERI-Research 2002-026, 22 Pages, 2002/11

JAERI-Research-2002-026.pdf:2.41MB

高温工学に関する先端的基礎研究のうち、高温ガス炉技術の高度化のための原子炉要素技術の研究開発として炭素繊維強化炭素複合材料(C/C複合材料)製制御棒被覆管の研究開発を進めている。また、実用化に反映可能となる物性予測,評価に関する基礎的な研究を「耐熱セラミックス複合材料の照射損傷機構に関する予備試験」の一環として進めている。本報告は、これまで行ってきたC/C複合材料に関する研究開発についてまとめたものである。開発に当たっては、材料特性,構造物の製作可能性,安定供給性,コストなどを考慮し、C/C複合材料の試作・検討により有望な材料を開発した。材料特性としては、引張強さや曲げ強さ等の機械的強度が高いこと、破断ひずみが大きくかつ靭性が高いこと、中性子照射に対して寸法変化が少なく安定性が高いこと等を考慮している。その結果、炭素繊維としてポリアクリロニトリル系の平織りクロス,マトリックス材としてピッチを用い、さらに耐照射損傷性を高めるための特別な熱処理及び原子炉級に不純物を除去する高純度化を施した2次元炭素繊維強化炭素複合材料(2D-C/C複合材料)を開発した。

論文

Thermal conductivity of superplastically deformed 3Y-TZP

Wan, C.*; 本橋 嘉信*; 柴田 大受; 馬場 信一; 石原 正博; 星屋 泰二

Materials Transactions, 43(10), p.2473 - 2479, 2002/10

 被引用回数:10 パーセンタイル:42.04(Materials Science, Multidisciplinary)

超塑性変形した3Y-TZP試験片を用いて、その熱拡散率と比熱を298Kから1273Kの温度範囲で測定し、これらのデータに基づき熱伝導率を評価した。その結果、熱伝導率についてはわずかな温度依存性が見られたが、結晶粒径やアスペクト比にはほとんど影響されないことがわかった。また、熱伝導率は超塑性変形により生じるキャビティーに大きく依存することがわかった。そこで、キャビティーが熱伝導率に与える影響について検討し、今回の実験で対象とした温度範囲で適用可能な熱伝導率の評価式を提案した。

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