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論文

2光子同時計測による環境中セシウム134の簡易測定法

平出 哲也; 片山 淳; 正木 信行

Radioisotopes, 64(5), p.311 - 318, 2015/05

環境中に存在する放射性セシウムの量は半導体検出器などを用いて得られるエネルギースペクトル上の全吸収ピークを評価することで行われている。しかし、これらの方法は放射性物質と検出器の距離に対して2乗に反比例する検出効率を有しており、周囲に汚染があれば、正しい評価が難しくなるため、試料と検出器は重たい鉛などでできた遮蔽容器に入れる必要がある。我々は放射性セシウムの中で、複数の$$gamma$$線を放出する$$^{134}$$Csに着目した。現在、環境中に存在している放射性核種において、複数の$$gamma$$線を放出するもので比較的多く存在しているものは$$^{134}$$Csのみである。$$^{134}$$Csからの$$gamma$$線に関しては、605keVと796keVの$$gamma$$線の放出比が高く、これらの$$gamma$$線を同時計測することで、距離の4乗に反比例する検出効率を実現し、周囲の汚染などに影響を受けにくい計測法を可能とし、環境中において非破壊でその場測定によって、放射能量の評価を行うことが可能になる。

論文

Fundamental welding R&D results for manufacturing vacuum vessel of JT-60SA

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 大縄 登史男*; 柳 寛*; 江尻 満*; 金原 利雄*; 市橋 公嗣*; 菊池 淳史*; 水牧 祥一*; 正木 圭; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(9-11), p.1816 - 1820, 2011/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:30.67(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA真空容器の実機製作が2009年11月より東芝にて開始されている。製作に先立ち、溶接要素のR&Dを三段階で実施している。第一段階として溶接法のスクリーニングを行った。第二段階として、直線及び曲線部について1m規模の試作を経て、溶接電圧及び電流、施工時の被溶接体設置精度、溶接手順、開先形状等の条件に起因する溶接変形と品質の依存性を精査した。さらに、低入熱での溶接条件を精査した。最終段階として、製作手順の確立として20度セクター上半分のモックアップを試作し、既に確認している。本発表では、特に第一段階と第二段階でのR&Dの結果を中心に説明する。

論文

研究施設から発生する廃棄物に対する体系的な放射能分析法

亀尾 裕; 石森 健一郎; 原賀 智子; 島田 亜佐子; 片山 淳; 中島 幹雄*; 高橋 邦明

日本原子力学会和文論文誌, 10(3), p.216 - 225, 2011/09

研究施設から発生する放射性廃棄物を対象として抽出された処分安全評価上重要となる放射性核種を、簡易かつ迅速に分析する手法の開発を進めている。本検討では、高効率非破壊$$gamma$$線測定法,難溶解性試料の迅速前処理法,固相抽出剤を用いた迅速核種分離法等から構成される体系的な廃棄物放射能分析法の適用性を確認するため、研究施設から実際に発生した濃縮廃液,焼却灰,金属配管等の放射能分析を本法により実施した。その結果、回収率や検出限界,核種分離性能等の観点から、本法が従来法と同等以上の性能を有していることが明らかとなった。

報告書

研究施設等から発生する均質・均一固化体に対する放射化学分析

星 亜紀子; 亀尾 裕; 片山 淳; 坂井 章浩; 辻 智之; 中島 幹雄; 木原 伸二; 高橋 邦明

JAEA-Data/Code 2009-023, 84 Pages, 2010/03

JAEA-Data-Code-2009-023.pdf:12.81MB

日本原子力研究開発機構から発生する放射性廃棄物の合理的な埋設処分に向けて、廃棄体に含まれる安全評価上重要となる核種の濃度を、スケーリングファクタ法等の統計的手法により決定する方法を構築する必要がある。このため、平成10年度から平成19年度にかけて日本原子力研究開発機構原子力科学研究所から発生し、アスファルト又はセメントにより均質・均一に固化される低レベル放射性廃液(56試料)について放射化学分析を実施し、17核種に対する放射能濃度データ(563データ)を取得した。さらに取得したこれらの核種について、原子力発電所から発生する低レベル放射性廃棄物の処分において採用されているスケーリングファクタ法でKey核種としている$$^{60}$$Co又は$$^{137}$$Csとの相関関係を調査し、均質・均一固化体に対する合理的な放射能濃度決定方法構築のための基礎資料としてまとめた。

論文

Simple determination of $$^{99}$$Tc in radioactive waste using Tc extraction disk and imaging plates

亀尾 裕; 片山 淳; 星 亜紀子; 原賀 智子; 中島 幹雄

Applied Radiation and Isotopes, 68(1), p.139 - 143, 2010/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:45.06(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

放射性廃棄物に含まれる$$^{99}$$Tcを簡易に定量するため、ディスク状の固相抽出剤表面に$$^{99}$$Tcを吸着させ、そのディスクをイメージングプレートで直接測定する分析法を開発した。固相抽出剤による種々の溶液からのTcの分離性能を調べた結果、pH2から12の範囲において、Tcは97%以上回収できることがわかった。しかし、ディスク状の固相抽出剤内部におけるTcの分布は、溶液のpHにより変化し、その結果、$$beta$$線の計数効率も大きく変化した。原子力機構の研究施設から発生した放射性廃液に対して本分析法を適用した結果、その定量値は従来分析法により得られた値とよく一致した。

報告書

研究施設等廃棄物に含まれる放射性核種の簡易・迅速分析法(分析指針)

亀尾 裕; 島田 亜佐子; 石森 健一郎; 原賀 智子; 片山 淳; 星 亜紀子; 中島 幹雄

JAEA-Technology 2009-051, 81 Pages, 2009/10

JAEA-Technology-2009-051.pdf:3.6MB

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所及び大洗研究開発センターの研究施設から発生する放射性廃棄物を対象として抽出された処分安全評価上重要となる放射性核種及びウラン,トリウムを簡易・迅速に評価できる分析・測定法を開発した。主要な分析対象試料としては、原子力科学研究所の高減容処理施設において製作される溶融固化体を想定した。この溶融固化体試料に含まれる重要核種に対して、費用を低減しながらルーチン的に分析できる体制を確立することを目的に、非破壊$$gamma$$線測定の高効率化,試料前処理法及び核種分離法の簡易・迅速化,長寿命核種の迅速測定法の開発等を進め、この成果を分析指針としてまとめた。

論文

研究施設等廃棄物に含まれる$$^{59}$$Ni及び$$^{63}$$Niの分析法

亀尾 裕; 原賀 智子; 片山 淳; 星 亜紀子; 中島 幹雄

Radioisotopes, 58(5), p.153 - 160, 2009/05

放射性廃棄物を対象としたルーチン分析法のひとつとして、$$^{59}$$Ni及び$$^{63}$$Niの分析法について検討を行った。分析試料の核種組成や化学成分を考慮して分離条件の最適化を図った結果、金属廃棄物試料及び濃縮廃液試料に含まれる$$^{59}$$Ni及び$$^{63}$$Niの放射能濃度を効率よく定量することができた。金属廃棄物試料について、本法による分析値と放射化計算による予測値との比較を行った結果、両者はよく一致することがわかった。

論文

画像検出器と回転電場偏向電極を用いた飛行時間型質量分析装置の開発

片山 淳; 亀尾 裕; 中島 幹雄

質量分析, 56(5), p.229 - 234, 2008/10

回転電場と画像検出器を用いた微量同位体測定技術の開発を行った。回転電場は、正6角形に配置された電極に多相正弦波が印加することにより生じさせる。イオンがこの電場に進入すると偏向を受け、渦巻き状の軌跡が画像検出器に観測される。この軌跡の位置情報が到達したイオンのm/zであり、発光強度がイオンの存在量を示す。また、画像検出器をゲート動作させることにより、存在度の大きな同位体の影響を排除することができた。この開発により、$$^{41}$$Caの微量同位体の計測に必要な7桁レベルのアバンダンス感度が得られた。

論文

新規なAMS用ターゲットの製作方法に関する研究

片山 淳; 亀尾 裕; 中島 幹雄; 松崎 浩之*

第10回AMSシンポジウム報告集, p.234 - 237, 2008/00

$$^{129}$$Iを加速器質量分析装置で分析するためには、従来ヨウ化銀の沈殿から測定ターゲットを作製する。より高感度に$$^{129}$$Iを分析するためには、沈殿生成のために加える担体量を減らす必要がある。しかし、沈殿の生成と回収には1mg以上の担体が必要である。本研究では、沈殿生成の代わりに銀表面へのヨウ素分子の吸着反応を利用した直接的な測定ターゲットの作製方法の基礎検討を行った。本法によれば、1から0.2mgの担体で測定ターゲットを作製することができた。

論文

Modeling and simulation of thermophysical properties of minor actinides-containing oxide fuels

片山 将仁*; 安達 淳*; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 田中 健哉; 山中 伸介*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1043, p.190 - 195, 2008/00

マイナーアクチニド(MA)を0-15%含有する混合酸化物(MOX)燃料(U$$_{0.7-x}$$Pu$$_{0.3}$$MA$$_{x}$$)O$$_{2}$$(x=0, 0.016, 0.03, 0.05, 0.1, 0.15)の分子動力学計算を実施し、格子定数,熱容量及び熱伝導度を評価した。熱伝導度の計算値は、計算した温度・MA組成範囲においてほぼ一定であったことから、15%までのMA添加においてはMOX燃料の熱伝導度はその影響をほとんど受けないことが示された。本研究により、本手法はMA含有MOX燃料の熱物性予測評価に有効であることがわかった。

論文

加速器質量分析法を利用する放射性廃棄物中の$$^{129}$$Iの分析

片山 淳; 亀尾 裕; 中島 幹雄

Radioisotopes, 56(12), p.787 - 793, 2007/12

$$^{129}$$Iの廃棄物中濃度の測定は、廃棄物処分や環境問題の観点から重要である。本研究において、加速器質量分析法(AMS)による放射性廃棄物中の$$^{129}$$I/$$^{127}$$I同位体比から$$^{129}$$Iの定量を行う方法について検討を行った。AMSにて測定を行うために必要なターゲット試料を作成するため、放射性廃棄物からのヨウ素の化学分離に固相抽出ディスク(Anion-SR)を使用した。この方法は、従来法の溶媒抽出法による手法と比較すると、試料溶液からヨウ化物イオンを迅速に分離することが可能であった。作業環境中からの$$^{129}$$I汚染を考慮して、$$^{129}$$I/$$^{127}$$I同位体比のバックグラウンド値をできる限り低く保つ適切な$$^{127}$$Iヨウ素担体量を求めた。本法を実験室標準及び実試料として日本原子力研究開発機構の原子力施設から排出された放射性廃液に適用することができた。

論文

Rapid determination of $$^{89}$$Sr and $$^{90}$$Sr in radioactive waste using Sr extraction disk and beta-ray spectrometer

亀尾 裕; 片山 淳; 藤原 亜佐子; 原賀 智子; 中島 幹雄

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 274(1), p.71 - 78, 2007/10

 被引用回数:13 パーセンタイル:26.78(Chemistry, Analytical)

放射性廃棄物に含まれる$$^{89}$$Sr及び$$^{90}$$Srを迅速に定量するため、ディスク状の固相抽出剤と$$beta$$線スペクトロメトリを組合せた分析法を開発した。種々の割合で$$^{89}$$Sr, $$^{90}$$Sr及び$$^{90}$$Yを吸着させたディスクを作製し、$$beta$$線スペクトロメトリにより定量したところ、$$^{89}$$Sr/$$^{90}$$Srの比が0.3から45の範囲であれば、30%以下の不確かさ(2$$sigma$$)で定量可能であった。原子力機構から発生した放射性廃液に対して本迅速分析法を適用した結果、その定量値は従来法により得られた値とよく一致した。

論文

コンクリート中のクリアランスレベルのトリチウム濃度測定法

藤原 亜佐子; 亀尾 裕; 片山 淳; 中島 幹雄

日本原子力学会和文論文誌, 6(1), p.58 - 64, 2007/03

コンクリート中のクリアランスレベルのトリチウムを測定する方法として水浸漬法の適用を検討した。塊状コンクリートにトリチウムを含浸させて模擬試料を作製し、これを水に浸漬したときのトリチウム浸出率を時間の関数として求めた。浸出率は浸漬初期に急激に増加し、10日後では増加が緩やかとなり、30日では95$$pm$$3%で一定となった。研究用原子炉Japan Research Reactor No.3の改造に伴い発生した実廃棄物試料においても、浸出率の経時変化は模擬試料と同様であり、水浸漬から求めたトリチウム濃度は、加熱法により求めたものとよく一致した。水浸漬法はコンクリート中のクリアランスレベルのトリチウム分析に適用できると考える。

論文

Ion beam breeding of rice variety suitable for low nitrogen input

片山 寿人*; 北村 治滋*; 森 真理*; 中川 淳也*; 吉田 貴宏*; 河合 敏彦*; 長谷 純宏; 田中 淳

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 94, 2007/02

滋賀県では、窒素による琵琶湖の富栄養化が重大な問題となっており、そのうち16%が農業排水からの流入と見積もられている。本研究では、イオンビーム突然変異技術を利用した少肥栽培向き水稲育種を目指し、水稲玄米に炭素イオンビームを照射した個体における生育への影響を調査した。供試材料は、滋賀県で育成した水稲品種「秋の詩」及び「大育1743」を用いた。イオンビーム照射区では、茎長と穂数に変化が認められたが、大きな形態変異が認められなかったことから、限定的な遺伝子の変異であると考えられた。今後は、穂数を指標にして変異体を選抜し、さらに窒素吸収能や窒素利用率が高い変異体を選抜する予定である。

論文

JAEA-AMS iodine-129 project

鈴木 崇史; 片山 淳; 天野 光

第9回AMSシンポジウム報告集, P. 20, 2006/10

日本原子力研究開発機構むつ事業所には加速電圧3MVの加速器質量分析装置(AMS)が設置されている。このAMSは2本の独立したビームラインが取り付けられており、それぞれ$$^{14}$$C測定用(炭素ライン)と$$^{129}$$I測定用(ヨウ素ライン)に最適化されている。本講演では今までにヨウ素ラインを使用して得られた研究結果について報告する。このヨウ素ラインはヨウ素同位体比($$^{129}$$I/$$^{127}$$I)が10$$^{-10}$$から10$$^{-12}$$までの間で良い直線関係を確認した。またNISTのブランク試薬を測定した結果(8$$pm$$3)$$times$$10$$^{-14}$$まで測定できることを確認した。海水中の$$^{129}$$Iを測定するために、海水試料1Lに対しヨウ素キャリアー1mgを添加し溶媒抽出を行った。海水試料抽出と同時に行ったブランクテストではキャリアー中のヨウ素同位体比と同じであることから汚染のない抽出が可能であることが確認された。海水試料を測定した結果は(9.48$$pm$$0.04)$$times$$10$$^{-11}$$が得られた。この値は核実験フォールアウトの$$^{129}$$I/$$^{137}$$Csから期待される値より大きい。これは別のソースから寄与があったのではないかと考えられる。研究所から出る低レベル放射性廃棄物中の$$^{129}$$Iの測定を行った。同じ検体中の$$^{137}$$Csと$$^{129}$$Iは良い相関関係があることがわかった。

論文

Molecular dynamics studies of americium-containing mixed oxide fuels

黒崎 健*; 安達 淳*; 片山 将仁*; 逢坂 正彦; 田中 健哉; 宇埜 正美*; 山中 伸介*

Journal of Nuclear Science and Technology, 43(10), p.1224 - 1227, 2006/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:43.15(Nuclear Science & Technology)

Am含有混合酸化物燃料,(U$$_{0.7-x}$$Pu$$_{0.3}$$Am$$_{x}$$)O$$_{2}$$(x = 0, 0.016, 0.03, 0.05, 0.1, 0.15)の格子定数,熱容量及び熱伝導度を評価するために、300から2500Kの温度範囲において、分子動力学法(MD)による計算を行った。格子定数の計算値は、Vegard則に従うことが示された。MD計算結果から、熱容量及び熱伝導度はすべての組成範囲において同程度、すなわちこれらは15%までのアメリシウム添加にほとんど影響されないことが明らかとなった。

論文

Pressure-induced site-selective disordering of Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$; A New insight into phase-change optical recording

Kolobov, A.*; Haines, J.*; Pradel, A.*; Ribes, M.*; Fons, P.*; 富永 淳二*; 片山 芳則; Hammounda, T.*; 宇留賀 朋哉*

Physical Review Letters, 97(3), p.035701_1 - 035701_4, 2006/07

 被引用回数:74 パーセンタイル:7.76(Physics, Multidisciplinary)

われわれは、DVD-RAMなどの相変化光記録媒体に使われているGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$(GST)が、圧力を加えることによってアモルファスになりうることを示した。この構造変化は、GSTの準安定な正方晶相の長距離秩序を決定している非常に強い第2最近接Te-Te相互作用及び空孔の存在によるものであることが議論される。この新しく発見された現象は、圧力がアモルファス相を生成するための重要な因子であることを示唆するものであり、相変化による光学記録の機構について新しい洞察に導くものである。

論文

High-pressure induced structural changes in metastable Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$ thin films; An X-ray absorption study

Fons, P.*; Kolobov, A.*; 富永 淳二*; 片山 芳則

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 238(1-4), p.160 - 162, 2005/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:55.43(Instruments & Instrumentation)

超高分解能(SR)メディアは通常のDVDメディアより面積あたりの記憶密度を10倍まで引き上げることができる。SRはすでに実現されているが、主要な光学記憶要素であるGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$(GST)の構造及び電子状態の外的摂動による変化のさらに深い理解が強く要求されている。SRディスクの記録では、気泡の生成がおき、それがGST層に強い応力を与える。この論文で、われわれはほぼ静水圧的(0-10GPa)な圧縮応力によって誘起されるGSTの準安定結晶相の構造変化のXAFSについて報告する。解析によって、常温での歪んだ岩塩構造によるGe-Te結合長の分裂は、圧力6GPaまで小さいがゼロではない値へと減少することがわかった。この結果が、提案されている強誘電的カタストロフによるスーパーレンズ読み取り機構に対して持つ意味を議論する。

論文

Photoemission and core-level absorption spectroscopy of Fe$$_{x}$$NbS$$_{2}$$

斎藤 祐児; 小林 啓介*; 藤森 淳; 山村 泰久*; 小矢野 幹夫*; 辻 利秀*; 片山 信一*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.829 - 832, 2005/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.13(Spectroscopy)

2次元層状物質2H-NbS$$_{2}$$にFeをインターカレーションしたFe$$_{x}$$NbS$$_{2}$$(x=0, 0.239, 0.325)の内殻光電子分光,価電子帯の角度分解光電子分光等をSPring-8のBL25SUにおいて実験を行い、明瞭なx依存性を観測した。実験データをもとに、本系のインターカレーションによる電子状態変化を議論する。

論文

飛行時間型質量分析計への画像検出法導入による同位体比測定におけるダイナミックレンジの向上

片山 淳; 古川 勝敏; 渡部 和男

分析化学, 52(6), p.461 - 467, 2003/06

 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

飛行時間形質量分析計(TOFMS)を用いた元素の同位体比測定におけるダイナミックレンジの拡大を目指し、イオンの画像検出法の導入を検討した。TOFMSのイオン検出器として位置検出型の蛍光板つきマイクロチャンネルプレート(MCP)を使用し、イオンを光としてカメラで計測した。レーザー共鳴イオン化したイオンビームが質量弁別された後、時間依存の電場へ入射させてMCP上に掃引した。CCDカメラで記録した光点群を解析し質量スペクトルを得た。開発した方法をカルシウムの同位体比測定に適用し、5桁以上のダイナミックレンジが得られた。

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