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論文

Improvement of a metabolic model for iodine and consideration of a equivalent dose to the thyroid reduction factor for application to the OSCAAR code

木村 仁宣; 波戸 真治*; 松原 武史*; 菅野 光大*; 宗像 雅広

Proceedings of Asian Symposium on Risk Assessment and Management 2017 (ASRAM 2017) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2017/11

体内での放射性ヨウ素及び安定ヨウ素の挙動をより現実的に評価するため、ヨウ素代謝モデル(Johnsonモデル)、ICRPの呼吸気道モデル(Publ.66)及び胃腸管モデル(Publ.30)を組み合わせることで新たなヨウ素代謝モデルを開発した。安定ヨウ素剤の服用による甲状腺被ばく低減係数(RF)は、安定ヨウ素剤の服用量や服用時期、ヨウ素同位体($$^{131}$$I-$$^{135}$$I)、年齢グループにより異なる。これらのパラメータを変化させてRFを計算し、OSCAARコードに適用するため、RFのデータベースを構築した。

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

Assembly structure analysis system

中島 憲宏; 西田 明美; 松原 仁*; 羽間 収*; 鈴木 喜雄; 沢 和弘; 飯垣 和彦

Transactions of 22nd International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-22) (CD-ROM), 10 Pages, 2013/06

原子力発電所のような原子力施設は、一千万点以上の部品から構成される組立構造物である。原子力施設は巨大で複雑な構造をしており、大地震時の施設の応答挙動を分析しておくことは必須である。本論では、原子力施設のような沢山の部品から組立てられる構造物の地震時の応答挙動を評価するための、数値シミュレーション技術について報告する。本シミュレーションは、大型構造物である組立品とその構成部品を全体と局所の両面から解析するものである。また、高性能計算機環境である分散及び/又は並列コンピューティング環境で動作するように実装した。本論では、組立構造解析システムの概要と機能について報告し、数値実験とその結果について報告する。実装したアルゴリズムを検証するため、片持ちモデルでの理論解との比較実験を行い、その結果、数値計算誤差範囲での一致を得た。応用実験として、並列コンピュータに組立構造解析システムを実装し、組立構造物のシミュレーションを、原子力機構の高温工学研究炉のデータを用いて計算し、その結果を示した。

論文

Relationship between rock mass properties and damage of a concrete lining during shaft sinking in the Horonobe Underground Research Laboratory Project

津坂 仁和; 稲垣 大介; 名合 牧人*; 亀村 勝美*; 松原 誠*; 重廣 道子*

Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2013 (WTC 2013)/39th General Assembly, p.2014 - 2021, 2013/05

原子力機構は、幌延深地層研究計画において3本の立坑を深度500mまで建設する予定である。深度250m以深の立坑掘削においては、立坑の掘削径以上の断層が複数出現したため、立坑壁面岩盤の崩落が頻繁に生じるとともに、覆工コンクリートにクラックが顕著に発生した。本研究では、3本の立坑のうち、東立坑(内径6.5m)の施工を対象として、岩盤特性と立坑掘削に伴う支保部材の力学挙動の関係を詳細に調査した。掘削対象となった岩盤特性を調査するために、立坑掘削前に実施した湧水対策工のために掘削したボーリングコアの観察と立坑掘削時の壁面観察を実施した。また、実際の施工においては、岩盤崩落を抑制するために、複数の異なった支保構造を構築し、三次元レーザースキャナとコンバージェンス計測を実施して、立坑掘削に伴う崩落量や変形量・変形モードを比較した。これらの結果として、岩盤特性,支保構造,壁面崩落量及び覆工コンクリートの損傷の程度の関係に基づいて、覆工コンクリートの損傷を抑えることを目的とした支保構造の選定ための手順を提案した。本手順は、後続する西立坑(内径6.5m)の深度250m以深の施工における支保構造の選定に使用される予定である。

論文

Dipole strength distributions in $$^{56}$$Fe

静間 俊行; 早川 岳人; 大垣 英明; 豊川 弘之*; 小松原 哲郎*; 菊澤 信宏; 稲倉 恒法*; 本間 道雄*; 中田 仁*

Physical Review C, 87(2), p.024301_1 - 024301_7, 2013/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:32.05(Physics, Nuclear)

光核共鳴散乱実験において、$$^{56}$$Feの電気,磁気的な双極子遷移を偏極$$gamma$$線を用いて測定した。入射光子ビームの偏光面に対する散乱$$gamma$$線強度の非対称性の測定から、双極子準位のパリティを決定した。その結果、7$$sim$$10MeV領域の全磁気双極子(M1)遷移強度として$$Sigma B(M1)!uparrow=3.52(17)$$ $$mu_N^2$$、10MeV以下の全電気双極子(E1)遷移強度として$$Sigma B(E1)!uparrow=78.0(15)times10^{-3},e^2{rm fm}^2$$が得られた。観測されたM1遷移強度をGXPF1JとKB3G相互作用を用いた殻模型計算と比較を行った。また、E1遷移強度に対しては、Skyrme相互作用を用いた乱雑位相近似模型を用いた計算と比較を行った。

論文

Influence of rock spalling on concrete lining in shaft sinking at the Horonobe Underground Research Laboratory

津坂 仁和; 稲垣 大介; 名合 牧人*; 小池 真史*; 松原 誠*; 菅原 健太郎*

第13回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.911 - 916, 2013/01

原子力機構は、幌延深地層研究計画において、深度500mまでの3本の立坑(換気立坑1本とアクセス立坑2本)を建設する予定である。これまでに換気立坑の深度250m以深の施工にて、幾つかの深度にて岩盤壁面の崩落が生じ、その崩落個所の直上に構築した覆工コンクリートに開口き裂が生じた。筆者らは、この開口き裂の原因を調査するために、三次元レーザースキャナにより、岩盤壁面の崩落形状を計測するとともに、岩盤崩落を模擬した数値解析により、崩落個所周辺の覆工コンクリートと岩盤内の応力分布の変化を分析した。その結果、立坑壁面の岩盤崩落によって、その近傍に構築した覆工コンクリート内に引張応力が発達することが明らかとなった。また、崩落の奥行深さが100cm以上となると、覆工コンクリートの引張強度を上回る引張応力が生じる結果となった。これらの結果は、後続する2本のアクセス立坑の施工時の施工管理指標として活用している。

論文

Formation mechanism of extension fractures induced by excavation of a gallery in soft sedimentary rock, Horonobe area, Northern Japan

常盤 哲也; 津坂 仁和; 松原 誠*; 石川 泰己*; 小川 大介*

Geoscience Frontiers, 4(1), p.105 - 111, 2013/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:62.89(Geosciences, Multidisciplinary)

地層処分システムの安全性を評価するためには、立坑や水平坑道などの掘削による影響(掘削影響)を把握することが必要である。本研究では、幌延深地層研究計画として進めている地下施設建設において、深度250mポンプ座の底盤において詳細な地質観察を行った結果を報告する。ポンプ座の底盤における割れ目は、掘削前の割れ目(既存割れ目)と掘削後の割れ目(EDZ割れ目)とに明瞭に区分できる。EDZ割れ目は層理面又は古応力場から推定される潜在割れ目と同じ方向である。また、これらの割れ目は、既存の割れ目で止まっている。つまり、堆積軟岩における掘削影響による割れ目は、層理面や潜在割れ目などの弱面に形成され、既存の割れ目にコントロールされていることを示唆する。このように、掘削に伴う割れ目の性質は、既存割れ目や岩石がこれまで置かれた応力場から推定することが可能と考えられる。

論文

Change in the electrical performance of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers by electron irradiation

大島 武; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 108, p.263 - 268, 2013/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:44.92(Energy & Fuels)

量子ドット(QD)太陽電池の宇宙応用の可能性を調べるため、In$$_{0.4}$$Ga$$_{0.6}$$As QD層を50層有するGaAs太陽電池に1MeV電子線を1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$照射した。照射後、短絡電流I$$_{rm SC}$$,開放電圧V$$_{rm OC}$$及び最大電力P$$_{rm MAX}$$は、それぞれ、初期値の80, 90及び55%まで減少した。一方、無QDのGaAs太陽電池は、それらの値は、それぞれ、95, 80及び63%まで低下した。QD太陽電池のI$$_{rm SC}$$が無QDに比べ大きく劣化した理由は、QD太陽電池の光吸収層が1.1$$mu$$mと無QD太陽電池の660nmに比べ厚く、そのため、発生する照射欠陥が特性劣化に及ぼす影響が大きくなったためと考えられる。一方、光吸収層長に直接影響しないV$$_{rm OC}$$は、QD太陽電池の方が無QDに比べ劣化が小さく、QDの優れた耐放射線性が示唆された。さらに、照射後の特性回復をAM0光照射下で室温にて調べたところ、両太陽電池ともに特性の回復現象が観測された。QDの有無にかかわらず回復が観察されたことからQD特有の現象ではなく、GaAsのようなIII-V族半導体で報告されている光注入による劣化特性の回復であると考えられる。

論文

An Observational construction management in the Horonobe Underground Research Laboratory Project

津坂 仁和; 稲垣 大介; 常盤 哲也; 横田 秀晴; 名合 牧人*; 松原 誠*; 重廣 道子*

Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2012 (WTC 2012)/38th General Assembly (CD-ROM), 8 Pages, 2012/05

日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町にて幌延深地層研究計画を実施し、堆積岩を対象とした高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる技術の信頼性向上を目指している。同計画では、深度500mの3本の立坑と4つの深度の調査坑道からなる地下研究所を建設中である。掘削対象の岩盤は、一軸圧縮強さが20MPa以下の珪藻質泥岩と珪質泥岩の堆積軟岩であり、その地層境界に厚さ約100mの高透水性の割れ目帯が分布する。このような深度の深い割れ目帯での立坑の掘削では、土木工学的な視点から、さまざまな対策が必要となる。特に、岩盤強度が低いうえに、立坑の掘削径以上の不連続面(断層)と遭遇する場合には、立坑掘削に伴って壁面の崩落現象が生じることが予測された。そのため、壁面の崩落に伴う作業の安全性や工程の遅延を可能な限り抑制するために、情報化施工を実施してきた。本論文では、3本のうち最も先行する換気立坑を対象として、立坑掘削前に実施した立坑周辺の断層分布の予測と実際の断層分布の比較を述べるとともに、実際の断層と遭遇した際の立坑の支保構造の損傷とその対応策について述べた。これらは、現在割れ目帯を後続する東立坑の施工に反映されている。

論文

堆積軟岩における大深度立坑掘削に伴う壁面崩落現象

津坂 仁和; 稲垣 大介; 名合 牧人*; 松原 誠*

地下空間シンポジウム・論文集,17, p.155 - 162, 2012/01

日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町にて高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発のために地下研究施設の建設を進めている。同施設では、新第三紀堆積岩に、換気立坑(内径4.5m)と2本のアクセス立坑(内径6.5m)をショートステップ工法にて深度500m程度まで掘削する。掘削対象となる岩盤の一軸圧縮強さは25MPa以下であり、深度250m$$sim$$350mには、立坑の掘削径以上の連続性のよい不連続面が多数分布する。複数の立坑を順次掘削していく中で、作業安全性の確保や掘削工程の遅延、支保部材の損傷等の抑制のために、先行する換気立坑の施工にて、立坑掘削に伴う岩盤壁面の崩落現象を分析し、その結果を後続の東・西立坑の施工にフィードバックすることが重要となる。そこで、透水性の高い割れ目帯が分布する深度250m以深の施工前に、ボーリング調査結果とプレグラウト工の実績から3次元地質構造モデルを構築し、立坑掘削に伴う壁面の崩落危険区間を設定した。換気立坑の掘削では、立坑壁面の崩落状態を評価するために、3次元レーザースキャナーにより壁面形状を計測した。その結果、掘削に伴う立坑壁面の崩落発生区間は、崩落危険区間とよく整合し、また、断層上面にて小崩落が確認されたものの、ショートステップ工法では「高抜け」の抑制に効果的であることが明らかとなった。

論文

Fine structure of the magnetic-dipole-strength distribution in $$^{208}$$Pb

静間 俊行; 早川 岳人; 大垣 英明*; 豊川 弘之*; 小松原 哲郎*; 菊澤 信宏; 民井 淳*; 中田 仁*

Physical Review C, 78(6), p.061303_1 - 061303_4, 2008/12

 被引用回数:63 パーセンタイル:4.13(Physics, Nuclear)

準単色な偏光$$gamma$$線ビームを用いて、$$^{208}$$PbのスピンフリップM1遷移強度の測定を行った。解析の結果、中性子放出のしきい値以下の7.1$$sim$$7.4MeVにおいて、少なくとも7つのM1遷移を確認した。測定された全M1遷移強度は、これまでの報告値よりも大きくなることが明らかになった。また、自己無撞着な乱雑位相近似による計算値との比較を行い、実験結果をよく再現することがわかった。

論文

シミュレーション結果評価過程支援システムにおけるデータ調査システム

中島 憲宏; 新谷 文将; 鈴木 喜雄; 西田 明美; 松原 仁; 中島 康平

第27回日本シミュレーション学会大会発表論文集, p.511 - 514, 2008/06

本論は、原子力発電プラントなどの原子力施設の状態を振動工学や構造力学の観点でシミュレーションする3次元仮想振動台が出力するテラバイトを超える量のシミュレーション結果を評価する作業過程を効率的に支援するために、データ分析・監視支援機能を提案する。ここでは有限要素解析結果を例にとり、分析対象となる要素とその近傍における要素間の相互関係と要素全体との関係を確認しながら評価する手段を、マルチ画面管制技術により提案する。その実現環境は、シミュレーションとの連係や大規模可視化システムが不可欠なため、グリッド・コンピューティング環境AEGIS(atomic energy grid infrastructure)で実現する。

論文

Study on the intervention and return criteria for relocation using PSA method

高原 省五; 木村 仁宣; 松原 武史*; 本間 俊充

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(Suppl.5), p.714 - 717, 2008/06

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

原子力及び放射線緊急事態時における対策では、より効果的な対応を実施するため、事前に十分準備しておくことが重要である。原子力機構では、国や地方公共団体による防災計画策定に資するため、PSA(確率論的安全評価)手法や環境影響評価手法を活用して緊急時における判断や各種防護対策の指標等の技術的な課題について研究を進めている。本研究は、その一環として、現在の国の防災指針では示されていない長期的な防護対策である移転について、これを正当化及び最適化する観点から、移転人口,移転期間及び回避される被ばく線量等を、PSA手法を用いて算出した。これをもとに合理的に移転措置を実施するための指標となる介入レベル及び解除レベルについて検討を行った。

論文

3次元仮想振動台の開発・適用研究

西田 明美; 新谷 文将; 松原 仁; 羽間 収; 中島 憲宏

安全研究フォーラム2008参考資料集, p.93 - 94, 2008/02

本課題は、部品レベルで実プラントを模擬して、地震応答解析が可能な計算科学的手法を用いた3次元仮想振動台を開発することを目的としている。従来の地震応答解析法の保守性や地震PSAにおける機器損傷確率評価への活用により、安全性の向上に資するための調査研究を行う。まずは質点系モデルによる解析や実測値との比較検討を可能とする仕組みを整備する。将来的にはPRA/QRA手法への適用方策に繋げられるようにする。

論文

Technical considerations for emergency preparedness with a probabilistic accident consequence assessment model

本間 俊充; 木村 仁宣; 松原 武史*; 石川 淳

Proceedings of 9th International Probabilistic Safety Assessment and Management Conference (PSAM-9) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/00

It is recognized that good preparedness in advance of an emergency can substantially improve the emergency response to a nuclear or radiological accident. This paper presents the methodology and results of the technical considerations for off-site emergency planning using a probabilistic accident consequence assessment model. Calculations of the off-site consequence have been made of postulated accidents with source terms derived from a generic level 2 PSA of the reference plant in Japan. The preliminary results provided the insights of technical guidance for the development of protective actions such as sheltering, evacuation, and administration of stable iodine.

論文

Integrated framework for simulating behaviors of nuclear power plants under earthquakes

羽間 収; 櫛田 慶幸; 松原 仁; 西田 明美; 鈴木 喜雄; 新谷 文将; 青柳 哲雄; 中島 憲宏; 近藤 誠

Proceedings of 9th MpCCI User Forum, p.118 - 124, 2008/00

原子力発電プラントが安定的にエネルギーを供給していくためには、機器部材等の経年劣化を踏まえたうえでの巨大地震に対する耐震性能・設計裕度の確認及び未来状態の予測が急務である。原子力発電プラントのような社会的にも大きなインパクトを有する構造物の耐震性能とその限界の確認は、可能であれば実大試験で実証されるべきである。しかし規模やコスト面の制限によりその実施は事実上不可能である。本研究では、原子力発電プラント内機器の振動特性を3次元・実スケール解析により定量的に見極めることを可能とする統合的なシミュレータを提案し、実装することを目的とする。

論文

原子力プラントのための3次元仮想振動台の構築; 組立構造解析法による巨大施設解析システムの提案

西田 明美; 松原 仁; Tian, R.; 羽間 収; 鈴木 喜雄; 新谷 文将; 中島 憲宏; 谷 正之; 近藤 誠

日本原子力学会和文論文誌, 6(3), p.376 - 382, 2007/09

ここ数年、原子力プラントにおいて予期しえなかった事象が相次いで起こり、その安全保守性に対して従来以上に高い信頼性が求められている。しかしながら、実際の原子力プラント等を用いた保全管理実験や経年運転検証実験には膨大な費用と年月が必要である。そこで、進展著しい計算科学の力を活用して安全かつ効率的に原子力プラントの保全性評価を行おうという試みがなされるようになってきている。著者らは、将来的な原子力耐震情報管制システム構築を見据え、原子力プラント3次元全容シミュレーションの研究開発に取り組んでいる。3次元仮想振動台と呼んでいる本技術は、原子力プラントの機器,建屋,地盤の連成を考慮した実環境下での原子力プラントまるごと数値シミュレーションを最終目標とする。今般、3次元仮想振動台実現のための要素技術として、構造物を部品の組立品として扱い、部品間の連成を考慮することで巨大施設の全体解析を可能とする組立構造解析法を提案し、並列分散計算機環境においてプロトタイプを実装した。本論文では、組立構造解析法の並列分散環境におけるシステム構築について述べ、数千万自由度を有する実プラント冷却系統への適用例を示す。

論文

Patch by Patch型混合法における基底関数の応用とその精度

松原 仁; 矢川 元基

応用力学論文集, 10, p.201 - 209, 2007/08

原子力プラント全体解析を実現する組立構造解析法の要素技術の一つとして、Patch by Patch型の変位・応力・ひずみ混合有限要素法が提案されている。本手法は要素ごとに定義された変位場に加え、Patchごとに応力・ひずみ場を有しており、それらはHu-Washizuの一般化変分原理によって結び付けられている。結果として、局所パッチ上における任意の応力・ひずみ場の仮定が可能となるため、き裂解析のような特異応力場を有する問題への応用展開が期待される。本論文は、本提案手法の精度を検証するとともに、破壊力学問題への応用性を検討するものである。

論文

A Methodology of structural analysis for nuclear power plant size of assembly

谷 正之; 中島 憲宏; 西田 明美; 鈴木 喜雄; 松原 仁; 新谷 文将; 櫛田 慶幸; 羽間 収; 近藤 誠; 川崎 幸三

Proceedings of Joint International Topical Meeting on Mathematics & Computations and Supercomputing in Nuclear Applications (M&C+SNA 2007) (CD-ROM), 12 Pages, 2007/04

The quakeproof analysis for an assembly structure such as a nuclear power plant should not be calculated as a piece of structure as existed structural analyses as do so, because of heterogeneity of each part in the functionality, which relates to the boundary condition. As well known that nuclear power plant consists of over ten million detailed parts, it takes lots of computational resources such as memory, disk space, and computational power to carry out its analysis. In order to achieve the assembly structure analysis, it is to give an efficient performance method, a treatable data handling method, and taking account the heterogeneity of each part in the functionality. The proposed method is to treat a power plant size assembly with its components. The components are handled by one by one to reduce the size of data at a operation, and to concern heterogeneity of each part.

論文

An Application of accident consequence assessment models to off-site emergency planning

木村 仁宣; 松原 武史; 石川 淳; 本間 俊充

Proceedings of International Symposium on Environmental Modeling and Radioecology, p.348 - 351, 2007/03

確率論的環境影響評価計算コードOSCAARを用いて、オフサイト緊急時計画の策定における安定ヨウ素剤予防服用の運用方法を検討した。本研究では、安定ヨウ素剤服用による甲状腺被ばく線量の低減効果を検討するため、ヨウ素の体内代謝モデルをOSCAARに導入した。レベル2PSAで導出したソースタームから被ばく線量を算出し、安定ヨウ素剤の服用効果を発電所からの距離ごとに評価した結果から、安定ヨウ素剤の配布範囲や服用時期を検討した。

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