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報告書

幌延深地層研究計画における地下施設での調査研究段階; (第3段階: 必須の課題2015-2019年度)研究成果報告書

中山 雅; 雑賀 敦; 木村 駿; 望月 陽人; 青柳 和平; 大野 宏和; 宮川 和也; 武田 匡樹; 早野 明; 松岡 稔幸; et al.

JAEA-Research 2019-013, 276 Pages, 2020/03

JAEA-Research-2019-013.pdf:18.72MB

幌延深地層研究計画は、日本原子力研究開発機構(原子力機構)が堆積岩を対象に北海道幌延町で実施している地層処分技術に関する研究開発の計画である。幌延深地層研究計画は、「地上からの調査研究段階(第1段階)」、「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階)」、「地下施設での調査研究段階(第3段階)」の3つの調査研究段階に分けて進めている。原子力機構の第3期中長期計画では、本計画について、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認、処分概念オプションの実証、地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証に重点的に取り組む。また、平成31年度末までに研究終了までの工程やその後の埋戻しについて決定する。」としている。本稿では、第3期中長期計画期間のうち、平成27年度から令和1年度までの地下施設での調査研究段階(第3段階)における調査研究のうち、原子力機構改革の中で必須の課題として抽出した(1)実際の地質環境における人工バリアの適用性確認、(2)処分概念オプションの実証、(3)地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証、の3つの研究開発課題について実施した調査研究の成果を取りまとめた。

論文

The Surface composition of asteroid 162173 Ryugu from Hayabusa2 near-infrared spectroscopy

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.

Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04

 被引用回数:86 パーセンタイル:0.14(Multidisciplinary Sciences)

小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。

論文

Development of a design support system for geological disposal of radioactive waste using a CIM concept

杉田 裕; 蔭山 武志*; 牧野 仁史; 新保 弘*; 羽根 幸司*; 小林 優一*; 藤澤 康雄*; 蒔苗 耕司*; 矢吹 信喜*

Proceedings of 17th International Conference on Computing in Civil and Building Engineering (ICCCBE 2018) (Internet), 8 Pages, 2018/06

本論文は、原子力機構が開発を進めている、地層処分場の設計を合理的に行う設計支援システム(Integrated System for Repository Engineering: iSRE)の開発状況について国際学会において発表するものである。本システム開発の基本的な考え方として、共通のデータモデルを介してプロジェクトの3次元モデル及び関連データを共有するCIM技術を利用している。本論文では、処分事業期間における設計の繰り返しに代表される工学技術についての情報管理の特徴に適合する設計支援システムとして、"iSRE"の機能の検討・設計とプロトタイプの構築、および処分事業で実際に想定される作業を模擬した試行を通じての機能確認について示した。その結果、工学技術に関する情報管理の基礎となり得ると考え検討・設計・試作したiSREのDB機能について、期待していた機能を発揮できる見通しを得るとともに、実用化に向けた課題を抽出した。

論文

Domain structure and electronic state in P3HT:PCBM blend thin films by soft X-ray resonant scattering

久保田 正人; 櫻井 岳暁*; 宮寺 哲彦*; 中尾 裕則*; 杉田 武*; 吉田 郵司*

Journal of Applied Physics, 120(16), p.165501_1 - 165501_5, 2016/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

有機薄膜太陽電池を高効率化するためには、適切なドメイン構造形成、並びにその物性評価が重要である。2成分有機分子凝集系の有機太陽電池薄膜で見られる構造や電子状態の特徴を捉えるために、成膜過程に用いる溶媒を変えた試料の放射光実験を行った。ドメインが成長し、分子自体の配向度が高い方が機能性が高いという特徴があることを明らかにした。

論文

Radiation monitoring using an unmanned helicopter in the evacuation zone around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

眞田 幸尚; 近藤 敦哉*; 杉田 武志*; 西澤 幸康; 結城 洋一*; 池田 和隆*; 荘司 泰敬*; 鳥居 建男

Exploration Geophysics, 45(1), p.3 - 7, 2014/11

 被引用回数:22 パーセンタイル:27.45(Geochemistry & Geophysics)

福島第一原子力発電所の事故により、放射性物質が発電所近傍に飛散した。計画区域内を中心に、無人ヘリコプター放射線測定システムにより、放射性セシウムの沈着量分布及び河川を介した移行状況について調査を行った。ここではシステムの開発及び河川敷で計測したデータから放射性物質の移行について考察する。

論文

The Aerial radiation monitoring in Japan after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

眞田 幸尚; 杉田 武志; 西澤 幸康; 近藤 敦哉*; 鳥居 建男

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.76 - 80, 2014/04

福島第一原子力発電所の災害により放出された放射能の日本全域に対する影響を調査するために、周辺線量当量率と放射性セシウムの沈着量について、ヘリコプターを用いて測定した。その結果、放射性セシウムの沈着量の分布が得られ、汚染の範囲は、東北南部から関東まで及んでいることが明らかになった。

報告書

原子力発電所事故後の無人ヘリコプターを用いた放射線測定

眞田 幸尚; 西澤 幸康; 山田 勉; 池田 和隆*; 松井 雅士*; 土田 清文; 佐藤 義治; 平山 弘克; 高村 善英; 西原 克哉; et al.

JAEA-Research 2013-049, 129 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2013-049.pdf:15.5MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所の事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が考えられる。近年、無人ヘリコプターの開発が進んでおり、プログラミングによる自律飛行が可能な機種もある。原子力機構では、事故直後から、無人ヘリコプターによる放射線測定システムの開発に着手し、広範囲のモニタリングを実施している。無人ヘリコプターは、ヘリコプター(検出器)と操作する作業員に距離がとれるため、被ばくを抑制できること、プログラミングにより同じ場所を何度でも測定できることから、除染前後などの変化の観測が可能であることなどの特徴がある。モニタリングは、2011年12月から本格的に開始し、これまで、原子力発電所周辺のモニタリング、河川敷のモニタリング、発電所敷地内上空のモニタリング及び除染前後のモニタリングを行ってきた。ここでは、システムの詳細及びモニタリングの方法、結果についてまとめる。

報告書

超伝導転移端マイクロカロリメータによる燃料デブリの核種分析に係る研究; 高分解能測定実験及びシミュレーション計算(共同研究)

高崎 浩司; 安宗 貴志; 大西 貴士; 中村 圭佑; 石見 明洋; 伊藤 主税; 逢坂 正彦; 大野 雅史*; 畠山 修一*; 高橋 浩之*; et al.

JAEA-Research 2013-043, 33 Pages, 2014/01

JAEA-Research-2013-043.pdf:13.81MB

福島第一原子力発電所の事故において、炉内燃料は部分的又は全体的に溶融していると見られており、燃料集合体を1単位とする通常の計量管理手法の適用は困難と考えられている。このため、廃炉措置において炉内燃料の取出から貯蔵を行うまでの透明性を確保し、かつ合理的に計量管理を実施できる手法を構築する必要がある。本研究開発では、計量管理のための燃料定量の技術の1つとして、従来のゲルマニウム半導体検出器に比べ優れたエネルギー分解能を有する超伝導転移端(TES)マイクロカロリーメーターを適用した燃料デブリ中の核燃料物質及び核分裂生成等の分析手法の適用を検討する。高分解能分析での特性を活用し、燃料デブリ中の核燃料物質及び核分裂生成物のスペクトルに係る詳細な情報が期待できる。本報告書では、TES検出器の原理、日本原子力研究開発機構での測定試験の状況、シミュレーション計算コードEGS5による実験データの解析及び燃料デブリの収納キャニスタの高分解能測定のシミュレーション計算について報告する。

論文

Enhanced analysis methods to derive the spatial distribution of $$^{131}$$I deposition on the ground by airborne surveys at an early stage after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

鳥居 建男; 杉田 武志*; Okada, C. E.*; Reed, M. S.*; Blumenthal, D. J.*

Health Physics, 105(2), p.192 - 200, 2013/08

 被引用回数:37 パーセンタイル:3.14(Environmental Sciences)

2011年3月の東北太平洋沖地震とその後の津波により発生した福島第一原子力発電所事故により、大量の放射性物質が放出された。事故直後に米国エネルギー省(DOE)の国家核安全局は周辺の放射能の拡散を調査するために、航空機サーベイを行った。しかし、ヨウ素-131($$^{131}$$I)については報告されなかった。本報告は、日米(原子力機構とDOE)の共同研究により、初期に測定された測定データを解析して、$$^{131}$$Iの沈着量の分布を求めた。その結果、放射性セシウム($$^{134}$$Cs, $$^{131}$$Cs)と同様に発電所の北西方向に高濃度の$$^{131}$$Iの沈着が認められたことに加えて、発電所南側にも高濃度の分布が認められた。この(南部の)違いは、放射性セシウムとヨウ素の組成比が異なる放出パターンを示している。

報告書

広域環境モニタリングのための航空機を用いた放射性物質拡散状況調査

鳥居 建男; 眞田 幸尚; 杉田 武志; 近藤 敦哉*; 志風 義明; 高橋 昌樹; 石田 睦司; 西澤 幸康; 卜部 嘉

JAEA-Technology 2012-036, 182 Pages, 2012/12

JAEA-Technology-2012-036.pdf:41.89MB

東京電力福島第一原子力発電所事故により大気中に放出され地表面に沈着した放射性セシウムの影響を調査するために、日本全域における広域航空機放射線モニタリング(以下、航空機モニタリング)を実施した。航空機モニタリングは、市街地から山林まで広範囲に渡って迅速に$$gamma$$線を測定することにより、空間線量率や放射性セシウムの沈着量分布を"面"的に把握できる利点があり、視覚的にもわかりやすい。我が国において航空機モニタリングの機器や手法については、整備されていたものの、今回のような広域なモニタリングに対応できるだけの準備はされておらず、全放射線量への換算の方法や、放射性物質濃度への換算方法及びマッピングの方法について、米国エネルギー省の方法をもとに整備することから行った。方法は、データ採取と並行して改良を加え、西日本測定時には、バックグラウンドとの識別まで可能とした。本モニタリングにより、日本全域の空間線量率や放射性セシウムの沈着量の分布状況について確認することができた。ここでは、測定手法と結果について述べる。

論文

航空機モニタリングによる放射性セシウムの汚染分布

眞田 幸尚; 近藤 敦哉; 杉田 武志; 鳥居 建男

放射線, 38(3), p.137 - 140, 2012/12

日本の全域において、2011年3月11日の東北-太平洋地震及び津波によって引き起こされた東京電力福島第一原子力発電所の災害により大気中へ放出された放射能の影響を調査するために4機のヘリコプターを使用することにより、空間線量率及び放射性セシウムの沈着量を測定した。本稿では、測定法と結果について報告する。

報告書

岩石の強度回復特性・一般化応力緩和挙動に関する研究,5

真田 昌慶; 岸 裕和*; 杉田 裕; 林 克彦*; 武部 篤治*; 大久保 誠介*

JAEA-Research 2012-025, 130 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-025.pdf:4.12MB

本研究では、「強度回復試験」,「一般化応力緩和試験」,「引張強度試験」を、稚内層珪質泥岩を用いて実施した。その結果、強度回復を表す構成方程式で適切な定数の値を用いることにより、押し込み試験での軸応力の変化を表現できることを示した。一般化応力緩和挙動については気乾状態と湿潤状態で試験を行った。粘弾性的な挙動は、気乾状態よりも湿潤状態の方が、また、一般化応力緩和試験を開始するまでの載荷速度が大きいほど顕著であることがわかった。さらに引張特性については圧裂引張試験と一軸引張試験を実施した。圧裂引張強度については層理面に対する載荷方向の影響が大きいことがわかった。

論文

航空機モニタリングによる東日本全域の空間線量率と放射性物質の沈着量調査

鳥居 建男; 眞田 幸尚; 杉田 武志; 田中 圭*

日本原子力学会誌, 54(3), p.160 - 165, 2012/03

東京電力福島第一原子力発電所事故により大気中に放出され地表面に沈着した放射性セシウムの影響を調査するために、東日本における広域航空機放射線モニタリング(以下、航空機モニタリング)が実施された。航空機モニタリングよりは、市街地から山林まで広範囲に渡って迅速に$$gamma$$線を測定することにより、放射線量率や放射性セシウムの沈着量分布を「面」的に把握できる利点があり、視覚的にもわかりやすく、東日本の各地域における空間線量率や放射性セシウムの沈着量の分布状況について確認することができた。また、これまでに詳細な測定結果が存在していなかった、東日本における天然核種の線量率分布についても確認することができた。東日本での広域航空機モニタリングの結果の概要と今後の課題について解説する。

論文

Migrating source of energetic radiation generated by thunderstorm activity

鳥居 建男; 杉田 武志; 鴨川 仁*; 渡辺 泰行*; 楠 研一*

Geophysical Research Letters, 38(24), p.L24801_1 - L24801_5, 2011/12

 被引用回数:40 パーセンタイル:17.82(Geosciences, Multidisciplinary)

冬季雷活動中に数分間発生する高エネルギー放射線の発生源が移動することを、種々の放射線測定器,電界計,レーダー画像によって確認した。放射線源は、雷放電を伴わず、高度300mの下向き半球状の表面から放出されていると考えられ、7m/sの速度で北から南へ移動した。これは、電界系の変動とも一致しており、レーダー画像等の気象データによる風向風速とも合致するものであった。この結果は、雷雲内の電荷領域の下部で生成されていることを意味し、低高度での発生は雷放電を伴わないことと深い関係があることを示唆するものである。

論文

Gradual increase of energetic radiation associated with thunderstorm activity at the top of Mt. Fuji

鳥居 建男; 杉田 武志*; 田辺 朝知子*; 木村 嘉尚*; 鴨川 仁*; 矢島 千秋*; 保田 浩志*

Geophysical Research Letters, 36(13), p.L13804_1 - L13804_4, 2009/07

 被引用回数:41 パーセンタイル:20.67(Geosciences, Multidisciplinary)

夏季雷活動に起因すると考えられる放射線変動(複数形)が富士山頂において観測された。それらは最も長いもので約20分間続く緩やかな変動であり、約10MeV程度までの連続スペクトルを持つ高エネルギー$$gamma$$線であった。これらの変動の特徴から、個々の雷放電との関係は認められず、雷雲の高電界に起因して生成された逃走電子からの制動放射線であると考えられた。

論文

富士山頂における雷活動に起因した高エネルギー放射線の観測

鳥居 建男; 杉田 武志*; 田辺 朝知子*; 木村 嘉尚*; 鴨川 仁*; 矢島 千秋*; 保田 浩志*

大気電気学会誌, 3(1), p.111 - 112, 2009/00

夏季雷活動に起因すると考えられる放射線変動(複数形)が富士山頂において観測された。それらは数分から最長20分間続く緩やかな変動であり、10MeV超の連続スペクトルを持つ高エネルギー$$gamma$$線であった。これらの変動の特徴から、個々の雷放電との関係は認められず、雷雲の高電界に起因して大気中の高エネルギー電子が加速され生成された逃走電子からの制動放射線であると考えられた。観測に使用した5インチNaI検出器は$$gamma$$線(光子)に高感度であるが、高エネルギー電子の入射により発生した光子と弁別ができない。高エネルギー電子の入射も含めたスペクトル解析との比較の結果、光子のみの解析で十分に収束することから、入射粒子の大部分は光子と考えられる。

論文

冬季雷活動時における放射線変動の観測とその特徴

鳥居 建男; 杉田 武志*; 村木 綏*

放射線, 34(1), p.47 - 51, 2008/01

近年、雷活動に起因すると考えられる放射線レベルの上昇が日本の冬季雷をはじめ、山岳雷や米国において夏季雷でも観測されている。本稿では、この放射線の特徴を把握すべく設置した比例計数管を検出器とする放射線測定器により、2006年冬季(2006年12月$$sim$$2007年2月)に発生した冬季雷の活動時に観測された高エネルギー放射線の観測結果とともに、周辺に設置されているモニタリングポストの測定結果との比較、及び電場計による雷活動との相関についてこれまで得られた知見について述べる。

論文

冬季雷活動時に観測される放射線量率の変動; 雷からの放射線発生と逃走絶縁破壊

鳥居 建男; 奥山 慎一; 野崎 達夫; 大久保 浩一; 杉田 武志*; 村木 綏*

地文台によるサイエンス; 極限エネルギー宇宙物理から地球科学まで, p.211 - 217, 2008/00

冬の日本海沿岸で発生する冬季雷の活動時に環境放射線レベルが上昇する事象が観測されることがある。これまでの測定の結果、数10秒程度の緩やかな低エネルギーの放射線レベルの上昇と、その直後に発生する高エネルギー放射線による急峻な上昇という異なる2種類の放射線が観測された。本稿では、冬季雷活動時の放射線変動の観測結果を中心に、放射線が引き金となって発生すると考えられる雷放電の逃走絶縁破壊について概説する。

論文

Observation of the gradual increases and bursts of energetic radiation in association with winter thunderstorm activity

鳥居 建男; 杉田 武志*; 村木 綏*

Proceedings of 30th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2007), Vol.1, p.677 - 680, 2008/00

冬季雷活動時に地上で放射線量率が上昇する事象が観測されることがある。この特徴を把握するために、異なる遮へい材でカバーした長尺比例計数管を用いた放射線検出器によりもんじゅ周辺で放射線変動を測定した。これらの測定結果はもんじゅの環境放射線モニタと比較するとともに、電場計を用いて、雷活動との相関を求めた。その結果、2種類の放射線上昇:落雷前のエネルギーが1$$sim$$3MeV程度の約1分間の緩やかな放射線変動と落雷直後の10MeV以上の高エネルギー光子の入射が観測された。

論文

大気中放射性物質による雷雲電界中での逃走電子の生成

鳥居 建男; 杉田 武志*

大気電気学会誌, 2(1), p.105 - 106, 2008/00

大気中に広く存在する放射性物質であるラドン,トロンとそれらの崩壊生成物がもたらす雷雲電界内での電離量をモンテカルロ計算によって解析し、これらの核種による逃走電子の生成と逃走絶縁破壊の可能性について検討した。その結果、高度2kmの大気で250kV/m(1気圧換算で約320kV/m)を超えると急激に電離量が増加することがわかった。また、チェルノブイリ事故が発生した1986年に放射性物質の汚染密度が高かったスウェーデン中部において雷放電が多発したことから、フォールアウト核種が雷活動に与える可能性についても解析を行った。

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