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論文

Demonstration of laser processing technique combined with water jet technique for retrieval of fuel debris at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

羽成 敏秀; 武部 俊彦*; 山田 知典; 大道 博行; 石塚 一平*; 大森 信哉*; 黒澤 孝一*; 佐々木 豪*; 中田 正宏*; 酒井 英明*

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 3 Pages, 2017/04

福島第一原子力発電所の廃止措置の中で、遠隔操作による原子炉格納容器内の燃料デブリの取出しプロセスは重要な課題の1つである。このプロセスにおいて、放射性物質の拡散を抑制することは重要な考慮すべき点の1つである。さらに、このプロセスに適用する技術は、妥当な加工効率を維持することが要求される。そこで、我々は燃料デブリの取出し技術として、レーザー光と水噴流を組み合わせた技術を用いることを提案する。繰り返し断続噴射する水噴流を組み合わせたレーザー加工技術は、効率的な加工を行える可能性を示している。この実験結果をもとに、福島第一原子力発電所での適用に向けた技術開発を進めていく。

論文

Soft phonon mode coupled with antiferromagnetic order in incipient-ferroelectric Mott insulators Sr$$_{1-x}$$Ba$$_x$$MnO$$_3$$

酒井 英明*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; Bahramy, M. S.*; 奥山 大輔*; 有田 亮太郎*; 有馬 孝尚*; Baron, A. Q. R.*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*

Physical Review B, 86(10), p.104407_1 - 104407_11, 2012/09

 被引用回数:17 パーセンタイル:30.41(Materials Science, Multidisciplinary)

Infrared optical and inelastic X-ray scattering spectra have been systematically investigated in combination with first-principles calculations for paraelectric and antiferromagnetic perovskite Sr$$_{1-x}$$Ba$$_x$$MnO$$_3$$ single crystals, which are close to a ferroelectric transition arising from off-center displacement of magnetic Mn$$^{4+}$$ ions. One optical phonon rapidly softens toward zero frequency at room temperature with increasing $$x$$. This soft-mode behavior is also reproduced by the first-principles calculations, from which we have predicted the vibration mode of all the optical phonons. Below the antiferromagnetic-transition temperature, the soft mode hardens with decreasing temperature and then resoftens toward the lowest temperature.

論文

Emergent phenomena in perovskite-type manganites

田口 康二郎*; 酒井 英明*; 奥山 大輔*; 石渡 晋太郎*; 藤岡 淳*; 福田 竜生; 橋爪 大輔*; 賀川 史敬*; 高橋 陽太郎*; 島野 亮*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 407(11), p.1685 - 1688, 2012/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.94(Physics, Condensed Matter)

Perovskite-type manganites exhibit various interesting phenomena arising from complex interplay among spin, charge, orbital, and lattice degrees of freedom. As the respective examples, perovskite-type YMnO$$_3$$ and Sr$$_{1-x}$$Ba$$_x$$MnO$$_3$$ are discussed. In the YMnO$$_3$$, the ferroelectric lattice distortion associated with the $$E$$-type spin order is observed for the first time. Displacement-type ferroelectricity with off-center magnetic ions is discovered for Sr$$_{0.5}$$Ba$$_{0.5}$$MnO$$_3$$, which shows both large polarization value and strong coupling between ferroelectricity and magnetism.

論文

Neutron scattering studies of the spin-5/2 antiferromagnetic linear trimer substance SrMn$$_3$$P$$_4$$O$$_{14}$$

長谷 正司*; D$"o$nni, A.*; 小澤 清*; 北澤 英明*; 酒井 治*; Pomjakushin, V. Y.*; Keller, L.*; 金子 耕士; 目時 直人; 加倉井 和久; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 340, p.012066_1 - 012066_7, 2012/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:48.68

スピン5/2反強磁性Mn量子トリマーの[0, $$k_y$$, 0]インコメンシュレート構造($$k_y$$=0.316-0.331)を中性子粉末回折により明らかにし、$$T_{rm N2}=1.75(5)$$Kにおいて波数が急激に替わることから磁気秩序層が二つ存在することを明らかにした。非弾性散乱実験によって観察された分散を示さない励起(0.46, 0.68, and 1.02meV)が、この系の磁気励起が反強磁性量子トリマーモデルで説明できることを明らかにした。解析によって、量子トリマー形成に重要な最近接相互作用$$J$$$$_1$$=0.29meVが半強磁性的であることを明らかにした。

論文

Field-induced incommensurate-to-commensurate transition in the triangular lattice antiferromagnet GdPd$$_2$$Al$$_3$$

稲見 俊哉; 寺田 典樹*; 北澤 英明*; 酒井 治*

Journal of Physics; Conference Series, 200, p.032022_1 - 032022_4, 2010/02

 パーセンタイル:100

We have carried out resonant magnetic X-ray diffraction experiments under magnetic fields up to 0.15 T at 4 K on the stacked triangular lattice antiferromagnet GdPd$$_2$$Al$$_3$$, which exhibits a helical magnetic structure of extremely long incommensurate modulation below $$T_{rm N2}$$ (= 13.3 K). A helical-to-fan transition is expected when a magnetic field is applied in the spin plane, while we observed a first-order incommensurate-to-commensurate transition around 0.04 T. This result indicates that the free energy has a double-well structure around the K-point.

論文

Resonant magnetic X-ray diffraction study on the triangular lattice antiferromagnet GdPd$$_2$$Al$$_3$$

稲見 俊哉; 寺田 典樹*; 北澤 英明*; 酒井 治*

Journal of the Physical Society of Japan, 78(8), p.084713_1 - 084713_5, 2009/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.76(Physics, Multidisciplinary)

Resonant magnetic X-ray diffraction experiments were carried out on the stacked triangular lattice antiferromagnet GdPd$$_2$$Al$$_3$$. The experiments revealed an expected initial collinear $$c$$-axis order at $$T_{rm N1}$$ followed by an additional in-plane order at $$T_{rm N2}$$, while at the same time we found that the ground state is a helically ordered state of a very long incommensurate period of approximately 700 ${AA}$. The distribution of K-domains was highly anisotropic, and the domain with the modulation vector normal to the surface of the crystal was ascendant. Low-field magnetization is discussed on the basis of the observed incommensurate magnetic structure.

論文

Present design and calculation for the injection-dump line of the RCS at J-PARC

Saha, P. K.; 野田 文章*; 入江 吉郎; 發知 英明; 高柳 智弘; 林 直樹; 町田 慎二*; 酒井 泉*

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.3739 - 3741, 2005/00

本講演では、J-PARC RCSにおける入射ダンプラインの詳細設計、及び、入射部で予想されるビーム損失の評価結果を報告する。ビーム損失に関しては、特に、励起H0,荷電変換用炭素薄膜との多重散乱,ローレンツストリッピングに起因する損失量の解析結果を示す。

報告書

トンネルシーリング性能試験における試験領域の応力,水理及び応力水理連成解析

杉田 裕; 鈴木 英明*; 伊藤 彰; 酒井 裕一*; 川上 進

JNC-TN8400 2003-045, 61 Pages, 2004/02

JNC-TN8400-2003-045.pdf:3.28MB

核燃料サイクル開発機構は,原位置かつ実規模のプラグの性能を把握するとともに,それらの性能を評価する解析手法の開発を目的として,カナダの原子力公社の地下研究施設においてトンネルシーリング性能試験を実施している。試験で取得された実規模のコンクリートプラグおよび粘土プラグの閉鎖性能のデータに基づき,プラグの止水性能を解析で評価した。ここでは,岩盤中の間隙水圧分布及び湧水量を評価するため,応力解析,水理解析及び応力水理連成解析を実施した。応力解析では試験坑道の掘削に伴う試験坑道周辺の応力状態を把握し,水理解析及び応力水理連成解析では試験坑道掘削からプラグの設置,加圧室への注水昇圧までを試験工程を考慮して間隙水圧及び湧水量の経時変化を解析で評価した。試験坑道を掘削することにより試験坑道周辺の岩盤は間隙水圧の変化等が生ずるため,これらを考慮できる応力水理連成解析により間隙水圧の変化及び湧水量の変化を表現できた。

報告書

遠隔操作型高温疲労試験装置の開発

近江 正男; 三村 英明; 石井 敏満; 深谷 清; 米川 実; 後藤 一郎; 加藤 佳明; 齋藤 順市; 衛藤 基邦; 酒井 陽之

JAERI-Tech 96-005, 39 Pages, 1996/02

JAERI-Tech-96-005.pdf:2.28MB

高温工学試験研究炉用圧力容器鋼材の中性子照射による耐久特性として疲労強度データを取得するために、高温真空雰囲気中で疲労試験が行える遠隔操作型高温疲労試験装置を開発した。本装置は、試験機の駆動に油圧を必要とするなどその複雑さからホットセルでの使用経験が少なく、また、ホットセルにおいて遠隔操作で使用しなければならないため、試験機各部の操作を自動的に行えるように設計する必要があった。今回開発した装置は、高温真空雰囲気で疲労試験を行うための試験片掴み、伸び測定等、試験機各部に数々の改良が施され、十分にその仕様を満足するものである。本報告書は、装置を開発するために実施した疲労試験機の調査結果、本装置の機能、開発項目、性能及び高温工学試験研究炉用圧力容器鋼の非照射材及び照射材の低サイクル疲労試験結果について報告する。

口頭

溶解槽洗浄装置の開発,1; 高圧水式洗浄装置の開発

疋田 敬一; 内田 直樹; 鈴木 一之; 三谷 浩信; 畠 勝郎; 林 晋一郎; 遊道 光浩*; 酒井 英明*

no journal, , 

溶解槽内部には使用済燃料の溶解運転に伴い、不溶解残渣としてMo, Zr等の核分裂生成物及び使用済燃料のせん断時に発生する被覆管の切粉等(以下スラッジ)が堆積するため、溶解槽内に挿入し、スラッジを効率的に除去する装置を開発した。

口頭

スイス・モンテリでのヒーター試験を対象とした熱-水-応力連成解析

前川 恵輔; 鈴木 英明*; 酒井 裕一; 中間 茂雄; 杉田 裕

no journal, , 

地層処分における施設の設計や性能評価で必要となる定置後の廃棄体からの発熱による周辺岩盤等への熱的, 水理学的, 力学的影響を把握するための熱-水-応力連成解析手法は、複数の現象が相互に影響する複雑な問題を取り扱うことから、実験との比較を通じて信頼性を確認することが重要である。そこで、スイス・モンテリの地下研究坑道で行われたヒーター試験を対象として、連成解析手法の適用を試みた。その結果、廃棄体を模擬したヒーターの発熱による周辺岩盤への熱的, 水理学的, 力学的変化の程度や範囲について、連成解析手法により計測結果を再現できることや、応力状態を精度よく推定する上で重要なパラメータを確認することができた。

口頭

中性子/$$gamma$$線複合型核検知システム開発,3; LCS$$gamma$$線による同位体検知システム

羽島 良一; 神門 正城; 静間 俊行; 早川 岳人; 大垣 英明*; 大東 出*; Negm, H.*; 堀 利匡*; 藤本 真也*; 酒井 文雄*

no journal, , 

港湾に設置しコンテナ中の核物質を非破壊で検知するためのシステムの開発を進めている。同システムのうち、$$gamma$$線による核物質同位体の非破壊検知システムの開発成果を報告する。

口頭

東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けたレーザーと水噴流の複合加工技術の開発,1; 加工特性の評価

武部 俊彦*; 羽成 敏秀; 山田 知典; 大道 博行; 石塚 一平*; 大森 信哉*; 黒澤 孝一*; 佐々木 豪*; 中田 正宏*; 酒井 英明*

no journal, , 

原子力機構では、日立GEニュークリア・エナジー, スギノマシンと3者共同で福島第一原子力発電所の廃炉に向けたレーザー加工技術の開発を進めている。本発表では、現在開発している加工技術を用いた加工特性の評価結果を報告する。

口頭

東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けたレーザーと水噴流の複合加工技術の開発,2; 高速度カメラによる観察

羽成 敏秀; 武部 俊彦*; 山田 知典; 大道 博行; 石塚 一平*; 大森 信哉*; 黒澤 孝一*; 佐々木 豪*; 中田 正宏*; 酒井 英明*

no journal, , 

原子力機構では、日立GEニュークリア・エナジー, スギノマシンと3者共同で福島第一原子力発電所の廃炉に向けたレーザー加工技術の開発を進めている。その一環として、レーザー加工時の物理現象解明のために高速度カメラを用いて、その観察を行った。本発表では、その観察結果について報告する。

口頭

レーザー・ウォータージェットによるはつり除去技術の開発

石塚 一平*; 武部 俊彦*; 山田 知典; 大森 信哉*; 黒澤 孝一*; 佐々木 豪*; 中田 正宏*; 酒井 英明*; 柴田 卓弥

no journal, , 

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所(1F)の安全で確実な廃炉の実施は、国民の関心の高い課題である。1Fの廃炉作業では、遠隔操作技術により炉内構造物や燃料デブリ等を切断し、取り出しが可能な大きさに加工する必要がある。また、公衆被ばくの低減や汚染拡大防止等の観点から、放射性ダストの飛散防止が求められている。レーザー技術は加工に伴う反力が少ないことや加工ヘッドがコンパクトであり遠隔操作機器とのマッチングが良い等の優れた特長を有することから、廃炉作業における切断技術の一つとして期待されている。しかし、従来のレーザー切断技術はレーザー照射によって対象物を溶かし、その溶融物に大量のガスを吹きつけて除去するため、1Fの廃炉作業に適用する場合は、放射性物質を含有するダストがガスとともに気相中へ飛散することが大きな課題である。そこで、ガスの代わりに、ダストの飛散抑制に有効なウォータージェットをレーザーと組み合わせた切断技術を、日立GEニュークリア・エナジー, スギノマシン, 日本原子力研究開発機構の3機関による共同研究で開発している。本発表では、これまでに共同研究で取り組んできた開発内容と成果を報告する。

特許

レーザー光を用いた溶断・破砕適応制御装置

村松 壽晴; 松永 幸大; 武部 俊彦; 羽成 敏秀; 山田 知典

酒井 英明*; 社本 英泰*; 坪井 昭彦*; 中田 正宏*; 碓井 秀三*

特願 2014-016086  公開特許公報  特許公報

【課題】異なる材料が混在して、無定形で不規則な外形を有する処理対象物を、その材料に対応して溶断あるいは破砕できるレーザー光を用いた溶断・破砕適応制御装置を提供する。 【解決手段】レーザー加工ヘッド6を搭載したロボット1、対象物19の状態を検出する検出部3、検出情報に基づいてロボット1を制御する制御部2を備え、検出部3は対象物19からのレーザー光8の反射光25を受光し、反射光25に基づいて対象物19の形状を認識するレーザースキャナ12、反射光25に基づいて対象物19の材質を検出する分光計1と、反射光25に基づいて対象物19の溶断の有無を検出する温度計13を有し、制御部2は検出部3からの情報に基づいて、ロボットをするロボット制御部と、レーザー光8を制御するレーザー光制御部9を有している。

特許

レーザー加工装置及びレーザー加工方法

大道 博行; 羽成 敏秀; 山田 知典

黒澤 孝一*; 武部 俊彦*; 佐々木 豪*; 中田 正宏*; 酒井 英明*; 石塚 一平*; 大森 信哉*

特願 2016-136594  公開特許公報

【課題】レーザー光照射による溶融物の排除効率を向上し得ると共に、当該溶融物を適切に回収し得るレーザー加工装置及びレーザー加工方法を提供する。 【解決手段】レーザー加工装置1は、少なくとも、レーザー光3を被加工物2の加工対象箇所に照射しレーザー光照射部2aを溶融するレーザーヘッド3a、及びレーザー光照射部2aと所定の距離離間する位置に液体を噴射し流動性の液膜6を被加工物2の表面に形成する液体供給ノズル4aを備え、レーザー光照射部2aの溶融部物2cを液体供給ノズル4aから噴射される液体4により除去する。

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