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論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

論文

SENJU; A New time-of-flight single-crystal neutron diffractometer at J-PARC

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 金子 耕士; 川崎 卓郎; 田村 格良; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 49(1), p.120 - 127, 2016/02

 被引用回数:13 パーセンタイル:11.41(Chemistry, Multidisciplinary)

SENJU, a time-of-flight Laue-type single-crystal neutron diffractometer, was developed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Accelerator Research Complex (J-PARC). Molecular structure analysis of a sub-millimeter taurine crystal and magnetic structure analysis of a MnF$$_{2}$$ crystal were performed to evaluate its performance.

論文

Science from the initial operation of HRC

伊藤 晋一*; 横尾 哲也*; 益田 隆嗣*; 吉澤 英樹*; 左右田 稔*; 池田 陽一*; 井深 壮史*; 川名 大地*; 佐藤 卓*; 南部 雄亮*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034001_1 - 034001_6, 2015/09

Since the installation of the High Resolution Chopper Spectrometer, HRC, experiments using the HRC are being conducted to observe the dynamics in wide range of physics. Scientific results during the period since the initial construction are summarized.

論文

Numerical study on influence of Ohnesorge number and Reynolds number on the jet breakup behavior using the lattice Boltzmann method

岩澤 譲*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 金川 哲也*; 齋藤 慎平*; 松尾 英治*; 海老原 健一; 坂場 弘*; 小山 和也*; 成合 英樹*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 7 Pages, 2015/05

高速炉の炉心溶融事故時における事故後冷却性評価のために、冷却材中にジェット状に射出された溶融燃料の微粒化挙動を詳細に把握することが望まれている。本研究では、粘性がジェット挙動に与える影響を調べるために、3次元二相流体格子ボルツマンモデルを用いたジェット挙動の数値シミュレーションを行い、結果をオーネゾルゲ数とレイノルズ数で整理した。結果として、ジェット挙動の評価には、ジェットの粘性と同様に冷却材の粘性の影響も考慮する必要があることを示した。

論文

Numerical simulation of self-priming phenomena in venturi scrubber by two-phase flow simulation code TPFIT

堀口 直樹; 吉田 啓之; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05

原子炉における炉心溶融を伴うシビアアクシデント時において、放射性物質の拡散を抑制し、かつ格納容器の保護のため除熱および減圧するための手段としてフィルタードベントがある。本研究は、ベンチュリースクラバーを用いたフィルタードベントの作動特性を明らかにすることを目的として、実験ならびに解析を行っている。これまでの研究により、単一ベンチュリースクラバーにおいて、気相流入量がある一定以上になった場合、自吸停止に至る可能性を明らかにした。本報告では、詳細二相流解析コードTPFITを用いて、ベンチュリースクラバー内の二相流解析を行い、自吸現象に対する数値予測を行うと共に、液滴発生のメカニズムについて検討した結果について報告する。

論文

Development of prediction technology of two-phase flow dynamics under earthquake acceleration, 16; Experimental and numerical study of pressure fluctuation effects on bubble motion

加藤 由幹; 吉田 啓之; 横山 諒太郎*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 8 Pages, 2015/05

In this study, visualization experiment for the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration was performed to understand bubbly flow behavior under earthquake acceleration. Liquid pressure was also measured at upstream and downstream of the test section. In addition, to consider detailed effects of pressure gradient on bubble motion, numerical simulation of two-phase flow in horizontal pipe with vibration was performed by a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method: TPFIT. Based on observed images and calculated results, bubble velocity was evaluated. It was confirmed that the pressure gradient amplitude increased with the increase of the frequency of the table. In addition, it was observed that the bubble velocity amplitude also increases with the increase of the frequency of the table. It was concluded that the bubble motion was strongly affected by the pressure gradient in the test section.

論文

U-RANS simulation of elbow flow with a 1/7 scale experimental loop simulating JSFR cold-leg piping

山野 秀将; 金子 哲也*; 相澤 康介; 田中 正暁; 江原 真司*; 橋爪 秀利*

Proceedings of 9th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9) (CD-ROM), 10 Pages, 2014/11

本研究では、商用流体力学解析コードを用いてレイノルズ応力モデルによるU-RANSアプローチを高レイノルズ数(1.0$$times$$10$$^{6}$$)条件でのシングル及びダブルエルボ流れに適用した。この数値シミュレーションにはJSFRのコールドレグ配管を模擬した1/7縮尺水試験を用いて、3次元的に接続されたダブルエルボ体系における流動状況を調べた。結果として、数値解析と試験結果との比較によって、U-RANSシミュレーション手法の妥当性と適用性を確認した。また、シミュレーションにより渦構造を含む非定常流動場は第1エルボと第2エルボでは非常に異なることが示された。これは1段エルボで生成された馬蹄渦が2段エルボに横向きに流入されるからである。さらに、シミュレーションによって本論文で扱ったダル部エルボ流れにおけるエルボ間距離の影響は小さいことが示された。

論文

Development of evaluation method of liquid flow rate by self-priming phenomena in venturi scrubber

堀口 直樹; 吉田 啓之; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*

Proceedings of 9th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9) (CD-ROM), 5 Pages, 2014/11

A Multi Venturi Scrubber System (MVSS) is one of the filtered venting devices, and used for existing reactors in Europe. One of the main components of the MVSS is a self-priming Venturi Scrubber (VS). It is considered that a dispersed or dispersed annular flow is formed in the VS by a self-priming phenomena. In the self-priming phenomena, the liquid was suctioned from a surrounding region to the inside of the VS. And a part of the radioactive materials in the gas are eliminated to the liquid through the gas-liquid interface of the dispersed or annular dispersed flow. Therefore, to consider the MVSS operation characteristics, it is important to evaluate the liquid flow rate of the self-priming of the VS including the occurrence condition of the self-priming. In this paper, to understand the self-priming phenomena of the VS for the filtered venting, theoretical preliminary analysis for evaluating liquid flow rate of the self-priming of the VS and experiment to observe self-priming phenomena and measure the liquid flow rare of the self-priming were performed. By comparing these results, we discussed about the mechanism of the self-priming phenomena. As a result, the self-priming phenomena in the VS was observed. In addition, at a higher gas mass flux, the suspension of the self-priming phenomena was confirmed both experimentally and theoretically.

論文

Development of proposed guideline of flow-induced vibration evaluation for hot-leg piping in a sodium-cooled fast reactor

堺 公明; 山野 秀将; 田中 正暁; 小野 綾子; 大島 宏之; 金子 哲也*; 廣田 和生*; 佐郷 ひろみ*; Xu, Y.*; 岩本 幸治*; et al.

Proceedings of 15th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-15) (USB Flash Drive), 13 Pages, 2013/05

流動励起振動評価手法の開発は、手法の検証に旋回流と偏流条件を含む高レイノルズ数条件の個別効果実験データ利用できるというマイルストーンに達した。一方、技術基準はナトリウム冷却高速炉の設計者向けに文書化することが好ましい。このような背景から、JSFRホットレグ配管の流動励起振動設計ガイドラインが文書化された。本論文では主要な個別効果実験に基づいた流動励起振動設計手法ガイドラインとガイドラインの補足的な解釈も記述する。

論文

Effects of separation vortices on pressure fluctuation of complex turbulent flow in a dual elbow with small curvature radius in a three-dimensional layout

江原 真司*; 今野 宏章*; 橋爪 秀利*; 金子 哲也; 山野 秀将

Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 8 Pages, 2012/12

本論文では、JSFRコールドレグ配管をシミュレートし2エルボ配管での圧力変動特性を縮尺モデルによる圧力計試験を行って解明した。実験の結果、2エルボ配管での圧力変動特は第一エルボ内及び近傍の1エルボ流動と類似することがわかった。

論文

Development of flow-induced vibration evaluation methodology based on unsteady fluid flow analysis for large diameter pipe with elbow in JSFR

早川 教*; 石倉 修一*; 渡辺 収*; 金子 哲也*; 山野 秀将; 田中 正暁

Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2012/12

本研究で開発した手法をJSFRのホットレグ配管を模擬した1/3縮尺試験の解析に適用し、計測された応力値と計算値を比較した。その結果、非定常流動解析により得られた圧力変動による応力の計算値は過小評価した。そのため、配管への圧力変動に関する予測精度の向上を試みた。

論文

Flow structure of high Reynolds number flow in a dual-elbow piping simulating cold-legs of JSFR

高村 宏行*; 江原 真司*; 金子 哲也; 山野 秀将; 橋爪 秀利*

Proceedings of 15th International Symposium on Flow Visualization (ISFV-15) (CD-ROM), 10 Pages, 2012/06

2D-PIVを用いてJSFRコールドレグ配管を模擬した流動可視化実験が0.3$$times$$10$$^{6}$$$$sim$$1.0$$times$$10$$^{6}$$幾つかのレイノルズ数を変えて行われた。試験体は立体的に直管に接続された2つのショートエルボがある。2段エルボ系では単エルボのように剥離領域から剥離渦が放出される。これらの渦は第二エルボの腹側とその下流を流れる。2段エルボ流れにおける超臨界域は単管エルボ系同様レイノルズ数が約0.5$$times$$10$$^{6}$$以上で現れる。

論文

Fluoride complexation of element 104, rutherfordium

羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 秋山 和彦; 西中 一朗; 平田 勝; 矢板 毅; 市川 進一; 永目 諭一郎; et al.

Journal of the American Chemical Society, 126(16), p.5219 - 5224, 2004/04

 被引用回数:38 パーセンタイル:26.87(Chemistry, Multidisciplinary)

$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)$$^{261}$$Rf反応で生成する104番元素ラザホージウム(Rf)のフッ化物錯体のイオン交換挙動を単一原子レベルで明らかにした。Rfの陰イオン交換挙動は、周期表同族元素であるジルコニウム(Zr)やハフニウム(Hf)の挙動とは明らかに異なることがわかり、Rfのフッ化物形成に相対論効果が寄与している可能性を指摘した。

論文

Chemical studies of the heaviest elements

永目 諭一郎; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 後藤 真一*; 秋山 和彦; 金子 哲也; 阪間 稔*; 平田 勝; et al.

Nuclear Physics A, 734, p.124 - 135, 2004/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:39.51(Physics, Nuclear)

超重元素(超アクチノイド元素)の化学研究についてレビューする。特に単一原子を対象にした化学実験の最近の進歩や、重元素領域で期待される化学結合における相対論効果の検証を中心に述べる。さらに原研で進めている超アクチノイド元素,ラザホージウム(Rf),ドブニウム(Db)の化学挙動研究からRfのイオン交換挙動について詳しく報告する。

報告書

大強度陽子加速器施設(J-PARC)3GeV陽子ビーム輸送施設(3NBT)技術設計書

坂元 眞一; 明午 伸一郎; 今野 力; 甲斐 哲也; 春日井 好己; 原田 正英; 藤森 寛*; 金子 直勝*; 武藤 豪*; 小野 武博*; et al.

JAERI-Tech 2004-020, 332 Pages, 2004/03

JAERI-Tech-2004-020.pdf:17.93MB

日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構が共同で建設する大強度陽子加速器施設(J-PARC)には、中性子ビーム及びミューオンビームを用いて、おもに物質科学,生命科学の研究が繰り広げられる物質・生命科学実験施設が建設される。この実験施設では、3GeVシンクロトロンで加速された大強度陽子ビームにより、中性子,ミューオンを生成する。3GeVシンクロトロンから物質・生命科学実験施設までの陽子ビームを効率よく輸送し、中性子生成標的,ミューオン標的へ的確にビーム照射を行う陽子ビーム輸送施設(3NBT)の設計全体をまとめる。

論文

Isothermal gas chromatography of chlorides of Zr and Hf as Rf homologs

金子 哲也*; 小野 佐和子*; 後藤 真一*; 羽場 宏光; 浅井 雅人; 塚田 和明; 永目 諭一郎; 工藤 久昭*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(2), p.381 - 384, 2003/02

 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

超アクチノイド元素のオンライン気相化学研究に向けて等温ガスクロマトグラフ装置の開発を行った。本装置を用いて、超アクチノイド元素ラザフォージウムRf(原子番号104)のモデル実験として周期表同族元素と考えられるジルコニウムZr,ハフニウムHfの等温クロマトグラフ挙動を求めた。

論文

Identification of the new isotope $$^{241}$$Bk

浅井 雅人; 塚田 和明; 市川 進一; 阪間 稔*; 羽場 宏光*; 永目 諭一郎; 西中 一朗; 秋山 和彦; 豊嶋 厚史; 金子 哲也*; et al.

European Physical Journal A, 16(1), p.17 - 19, 2003/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:46.32(Physics, Nuclear)

原研タンデム加速器に付設されたガスジェット搬送装置結合型オンライン同位体分離装置を用いて新核種$$^{241}$$Bkを初めて同定した。$$^{241}$$BkのEC崩壊に伴うX線及び3本の$$gamma$$線を確認し、半減期を4.6分と決定した。半減期の値と観測された$$gamma$$線のエネルギーや強度は、$$^{241}$$Bkの基底状態$$pi 7/2^{+}[633]$$から娘核の励起準位$$nu 7/2^{+}[624]$$へのEC遷移を考えることで無理なく説明できる。

論文

Transactinide nuclear chemistry at JAERI

永目 諭一郎; 羽場 宏光; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦; 平田 勝; 西中 一朗; 市川 進一; 中原 弘道; 後藤 真一*; et al.

Czechoslovak Journal of Physics, 53, p.A299 - A304, 2003/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:50.1(Physics, Multidisciplinary)

原研における超アクチノイド元素核化学研究の現状をまとめて報告する。これまで超アクチノイド元素合成のための実験装置の整備を進め、タンデム加速器を用いて104番元素$$^{261}$$Rf及び105番元素$$^{262}$$Dbを合成した。また短寿命の超アクチノイド元素を迅速に単一原子レベルで化学挙動を調べるための迅速イオン交換分離装置を開発した。最近、この装置を用いて104番元素ラザホージウム(Rf)の酸溶液中での陰イオン交換挙動を初めて明らかにした。

論文

Anion-exchange behavior of Rf in HCl and HNO$$_{3}$$ solutions

羽場 宏光; 塚田 和明; 浅井 雅人; 後藤 真一*; 豊嶋 厚史; 西中 一朗; 秋山 和彦; 平田 勝; 市川 進一; 永目 諭一郎; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3(1), p.143 - 146, 2002/06

われわれの研究グループでは、超アクチノイド元素である104番元素ラザホージウム(Rf)の溶液化学実験を進めている。まず、Rfの同族元素Zr並びにHfに加え擬4族元素Thの放射性トレーサーを製造し、バッチ法により1.1-13.1M HNO$$_{3}$$並びに1.0-11.5M HCl系における陰イオン交換分配係数を系統的に測定した。また、Rfの単一原子の化学実験を行うために、繰り返し実験が可能な迅速イオン交換分離装置(AIDA)を開発した。原研タンデム加速器を用いて、$$^{nat}$$Ge($$^{18}$$O,xn),$$^{nat}$$Gd($$^{18}$$O,xn)並びに$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)反応によってそれぞれ $$^{85}$$Zr,$$^{169}$$Hf並びに$$^{261}$$Rfを製造し、4.0-11.5M HCl並びに8.0M HNO$$_{3}$$系における陰イオン交換実験を行った。塩酸系では、7.0-11.5Mの範囲でRfの分配係数は塩酸濃度の増加とともに急激に増加し、陰イオン塩化物錯体([Rf(OH)Cl$$_{5}$$]$$^{2-}$$,[RfCl$$_{6}$$]$$^{2-}$$)の形成を示唆した。また、樹脂への吸着性の強さは、Rf$$>$$Zr$$>$$Hfの順であることがわかった。一方、8.0M HNO$$_{3}$$系では、Rfは同族元素ZrとHfと同様に陰イオン交換樹脂に対して低い吸着性を示し、ThやPuと全く異なることがわかった。

論文

Startup of transactinide chemistry in JAERI

羽場 宏光; 塚田 和明; 浅井 雅人; 西中 一朗; 阪間 稔*; 後藤 真一*; 平田 勝; 市川 進一; 永目 諭一郎; 金子 哲也*; et al.

Radiochimica Acta, 89(11-12), p.733 - 736, 2002/02

 被引用回数:14 パーセンタイル:26.14(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

われわれの研究グループでは、超アクチノイド元素の化学挙動実験を計画している。最近、原研タンデム加速器を用いて加速される$$^{18}$$O,$$^{19}$$Fを$$^{248}$$Cmターゲットに照射し、それぞれ$$^{261}$$Rf,$$^{262}$$Dbの合成に成功した。これらの核種の測定は新しく開発した$$alpha$$線連続測定装置を用いて行い、親娘の$$alpha$$-$$alpha$$相間事象によって確認した。化学挙動実験の最初としてRfの溶液化学実験を計画している。その準備として、Rfの同族元素Zr並びにHfに加え擬4族元素Th並びにPuの放射性トレーサを製造し、硝酸-フッ酸、硝酸並びに塩酸系においてイオン交換の分配係数を系統的に測定した。またRfのone-atom-at-atime chemistryを目指し、繰り返実験が可能な高速液体クロマトグラフ装置を開発しテストを行った。

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