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論文

Conceptual design of the iodine-sulfur process flowsheet with more than 50% thermal efficiency for hydrogen production

笠原 清司; 今井 良行; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; Yan, X.

Nuclear Engineering and Design, 329, p.213 - 222, 2018/04

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

原子力機構が開発を行っている商用高温ガス炉GTHTR300C(Gas Turbine High Temperature Reactor Cogeneration)を熱源とした、熱化学水素製造IS(iodine-sulfur)プロセスのフロー計算による概念設計を行った。水素製造効率を向上させる以下の革新的技術を提案し、プロセスに組み込んだ:ブンゼン反応排熱の硫酸フラッシュ濃縮への回収、硫酸濃縮塔頂からの硫酸溶液投入による硫酸留出の抑制、ヨウ化水素蒸留塔内でのヨウ素凝縮熱回収。熱物質収支計算により、GTHTR300Cからの170MWの熱によって約31,900Nm$$^{3}$$/hの水素製造が見積もられた。革新的技術と、将来の研究開発により期待される高性能HI濃縮、分解器、熱交換器の採用によって、50.2%の水素製造効率の達成が見込まれた。

論文

Design of HTTR-GT/H$$_{2}$$ test plant

Yan, X.; 佐藤 博之; 角田 淳弥; 野本 恭信*; 堀井 翔一*; 今井 良行; 笠原 清司; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; et al.

Nuclear Engineering and Design, 329, p.223 - 233, 2018/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:16.17(Nuclear Science & Technology)

原子力機構では、高温ガス炉から取り出される熱を用いた発電や水素製造等の実現に向けて、ヘリウムガスタービン及び水素製造施設の原子炉への接続にあたっての安全基準確立や経済的で信頼性を有する運転制御方式の確立を目的とした、HTTRに熱利用施設を接続したHTTR-GT/H$$_{2}$$プラントの建設を計画している。本報告では、HTTR-GT/H$$_{2}$$プラントの基本設計として、システム設計の成果を報告する。

論文

Conceptual design of iodine-sulfur process flowsheet with more than 50% thermal efficiency for hydrogen production

笠原 清司; 今井 良行; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; Yan, X.

Proceedings of 8th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2016) (CD-ROM), p.491 - 500, 2016/11

原子力機構が開発を行っている商用高温ガス炉GTHTR300C(Gas Turbine High Temperature Reactor Cogeneration)を熱源とした、熱化学水素製造IS(iodine-sulfur)プロセスのフロー計算による概念検討を行った。水素製造効率を向上させる以下の革新的技術を提案し、プロセスに組み込んだ:ブンゼン反応廃熱の硫酸濃縮への回収、硫酸濃縮塔頂からの硫酸溶液投入による硫酸留出の抑制、ヨウ化水素蒸留塔内でのヨウ素凝縮熱回収。熱物質収支計算により、GTHTR300Cからの170MWの熱によって31,900 Nm$$^{3}$$/hの水素製造が可能であることが示された。上に示す革新的技術と、将来の研究開発により期待される高性能機器の採用によって、50.2%の水素製造効率の達成が見込まれた。

論文

HTTR-GT/H$$_{2}$$ test plant; System design

Yan, X.; 佐藤 博之; 角田 淳弥; 野本 恭信; 堀井 翔一; 今井 良行; 笠原 清司; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; et al.

Proceedings of 8th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2016) (CD-ROM), p.827 - 836, 2016/11

原子力機構では、高温ガス炉から取り出される熱を用いた発電や水素製造等の実現に向けて、ヘリウムガスタービン及び水素製造施設の原子炉への接続にあたっての安全基準確立や経済的で信頼性を有する運転制御方式の確立を目的とした、HTTRに熱利用施設を接続したHTTR-GT/H$$_{2}$$プラントの建設を計画している。本報告では、HTTR-GT/H$$_{2}$$プラントの基本設計として、システム設計の成果を報告する。

報告書

Study of HTGR contribution to Japan's CO$$_{2}$$ emission reduction goal in 2050

上地 優; 鈴木 孝一*; Yan, X.

JAEA-Technology 2016-010, 24 Pages, 2016/07

JAEA-Technology-2016-010.pdf:1.05MB

我が国では、地球温暖化対策の一環として、2030年までに26%、2050年までに80%の二酸化炭素(CO$$_{2}$$)排出量の削減を目標として掲げている。これを達成するためには、省エネやコージェネレーション、CO$$_{2}$$フリーエネルギーの導入など、様々な対策を実施する必要がある。原子力機構では、水素製造や蒸気供給、海水淡水化など、発電のみならず多様な熱利用が可能な高温ガス炉に関する研究を進めており、これまでに実用高温ガス炉の基本設計であるGTHTR300Cを提案している。本稿では、我が国のCO$$_{2}$$排出量削減に係る高温ガス炉のポテンシャルを明らかにするため、国内での水素利用、熱供給ならびに海外での水素供給、淡水供給によるCO$$_{2}$$削減量を算出した。その結果、国内では、年間2.07億トンのCO$$_{2}$$削減、海外では、年間2.10億トンのカーボンオフセットが見込まれる。これは、2050年のCO$$_{2}$$削減目標である9.13億トンの45.7%に相当し、高温ガス炉がCO$$_{2}$$排出量削減への高いポテンシャルを有することを明らかにした。

論文

Breeding new varieties of miniature ${it Cymbidium}$ using ion beam irradiation

湯木 俊次*; 荒木 智史*; 鈴木 崇紀*; 大菅 俊郎*; 片山 孝一*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 85, 2008/03

シンビジウムは、ファレノプシスやデンドロビウムとともに、我が国で最も重要なラン科園芸植物の一つとなっている。石原産業(株)では、シンビジウムとシュンランの交配により育種された数種の小形シンビジウムを導入し、生産・販売することを検討している。本研究では、イオンビーム育種の本花卉への適用の検討を始めた。2種の小形シンビジウムともに、1Gy以上の炭素イオン照射で、明確な線量依存的な生育抑制が観察された。また、再分化率に関しては、8Gyまではわずかな低下のみだったが、16Gy以上で大きく低下した。感受性検定試験の結果から、変異誘発のための照射線量は16Gy未満が適当と推定された。そこで、3種の小形シンビジウムのPLBに対して、12Gy以下の10段階の線量で照射を実施した。今後、これらの照射サンプルから再分化した個体を開花期まで栽培し、優良品種の選抜を試みる予定である。

論文

Development of a magnetic focusing device for pulsed neutrons

鈴木 淳市; 奥 隆之; 安達 智宏*; 清水 裕彦; 鬼柳 善明*; 加美山 隆*; 平賀 富士夫*; 岩佐 浩克*; 佐藤 孝一*; 古坂 道弘*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.120 - 124, 2004/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:41.76(Instruments & Instrumentation)

中性子小角散乱法は、物質科学,生命科学研究にとって重要な手法である。しかし、その観測q$$_{min}$$は、従来のピンホール型の小角散乱装置では、$$sim$$10$$^{-2}$$nm$$^{-1}$$に限られていた。より小さなq領域の測定を行うためには、ILLにあるD11のように非常に長尺(80m)の装置を構成する必要があったが、この問題を克服するために、近年、集光レンズを用いた小角散乱法が提案され、建設されている。例えば、集光レンズにトロイダルミラーや両凹物質レンズを用いた装置である。最近、われわれは六極磁石に基づいた中性子磁気レンズを開発し、集光型小角散乱法の実証実験を行った。中性子磁気レンズは、レンズ材によるビームの吸収や散乱が一切なく、高精度の集光には理想的な素子であると言える。実際、われわれは、数ミクロンのシリカ粒子の散乱を2$$times$$10$$^{-3}$$nm$$^{-1}$$まで観測することに成功した。われわれは、さらなる最適化によりq$$_{min}$$を1$$times$$10$$^{-3}$$nm$$^{-1}$$まで拡張できると考える。

論文

High performance computing at Japan Atomic Energy Research Institute

秋元 正幸; 樋口 健二; 藤井 実; 原田 裕夫; 浅井 清; 田中 幸男*; 鈴木 孝一郎*

High Performance computing 1995; Grand Challenges in Computer Simulation, 0, p.9 - 15, 1995/00

原研では、高性能計算用に、従来型のスーパーコンピュータを用いてきた。しかし、並列処理技術の急速な進展により、現在のFujitsu VP2600 2式をFujitsu VPP500/42及びParagon XP/S15-256に交換する。本報では、交換する並列コンピュータの予備的性能評価について報告する。

報告書

高並列分散メモリ型計算機におけるモンテカルロ中性子・光子輸送計算コードMCNP4の並列化

増川 史洋; 高野 誠; 内藤 俶孝; 山崎 孝男*; 藤崎 正英*; 鈴木 孝一郎*; 奥田 基*

JAERI-M 93-210, 40 Pages, 1993/11

JAERI-M-93-210.pdf:1.24MB

遮蔽解析計算速度・精度の向上を目的としてモンテカルロ中性子・光子輸送計算コードMCNP4の並列化を行い、高並列分散メモリ型計算機AP・1000においてその性能を評価した。コードを静的・動的に解析し、MCNP4の遮蔽計算機能について並列化のアルゴリズムを策定した。効果的な並列化を行うためにヒストリの各processor elementへの割当は動的に空いているものへ行うようにしたほか、通信処理の飽和を避けられるように複数ヒストリをまとめてバッチ処理を行えるようにした。サンプルとして2,000,000ヒストリで行ったキャスク解析では、512台構成のAP-1000により約82%の並列化効率が得られ、実計算速度としてもFACOM M-780の約50倍(推定)の速さが得られた。

報告書

原子力コードのベクトル化と改良; MEUDAS4,FORCE,STREAM V2.6,HEATING7-VP,SCDAP/RELAP5/MOD2.5,NBI3DGFN

根本 俊行*; 鈴木 孝一郎*; 磯辺 信雄*; 町田 昌彦*; 長内 誠志*; 横川 三津夫

JAERI-M 92-142, 117 Pages, 1992/09

JAERI-M-92-142.pdf:2.45MB

本報告はトカマク平衡及び局所MHD安定性解析コードMEUDAS4(CR版、及びFFT版)、磁界解析コードFORCE、3次元熱流体解析コードSTREAM V2.6,自由電子レーザーコードのベクトル化、及び3次元熱解析コードHEATING7-VP,炉心燃料損傷コードSCDAP/RELAP5/MOD2.5、イオンビーム軌道計算コードNBI3DGFNの改良について述べる。オリジナル版のスカラモードに対するベクトル化版の速度向上は、MEUDAS4で2.3~4.9倍、STREAM V2.6で1.9~5.4倍、FORCEで2.6~6.2倍、自由電子レーザーコードで1.9倍が得られた。また、コードの改良では、HEATING7-VPに対し解析領域設定の機能強化、SCDAP/RELAP5/MOD2.5に対してAE化を行なった。

報告書

新FORTRANコンパイラの導入とベクトル計算機の効果的利用法

根本 俊行*; 鈴木 孝一郎*; 渡辺 健二*; 町田 昌彦*; 長内 誠志*; 磯辺 信雄*; 原田 裕夫; 横川 三津夫

JAERI-M 92-105, 209 Pages, 1992/07

JAERI-M-92-105.pdf:5.23MB

原研に設置されている富士通(株)製大型計算機上で動作するFORTRANコンパイラが平成4年5月から新バージョン(V12)に移行された。V12コンパイラの導入に先立って、代表的原子力コード16本のベンチマークテストを行い、V12コンパイラの性能を評価した。この結果、新コンパイラでは、旧コンパイラと比較して平均1.13倍の速度向上が得られた。また、V12コンパイラで新たに追加された機能の効果、原子力コードに対するコンパイラの互換性等を調査した。更に、新たな動的解析ツールANALYZERに対応したベクトル化支援ツールTOP10EXを開発した。本報告書では、新コンパイラの評価結果やTOP10EXの使用方法について述べる。

論文

モンテカルロ法による遮蔽計算コードMCACEと臨界計算コードKENO-IVの並列化

高野 誠; 増川 史洋; 小室 雄一; 内藤 俶孝; 川添 明美*; 奥田 基*; 藤崎 正英*; 鈴木 孝一郎*

日本原子力学会誌, 34(6), p.533 - 543, 1992/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.77(Nuclear Science & Technology)

モンテカルロ法による遮蔽計算コードMCACEおよび臨界計算コードKENOIVの並列計算機への適用性について検討するため、両コードを並列化した後、高並列計算実験機AP-1000上で実行し並列化による処理速度向上に関する測定を行った。最大64台のセルを使用し、基本的なプログラムフローを変えずに,比較的単純な方法で並列化を行ったが、MCACEコードでは最大52倍の処理速度の高速化が達成された。一方、KENOIVコードはMCACEコード程には並列化に適していないが,セル台数が8台の時に約5倍の高速化が達成された。高速化を妨げる主要因は、セル台数が多い時に問題となる並列化の不可能な部分に要する計算時間、およびランダムウォークを行なう粒子数の少ない時に顕著となるセルでの待ち時間であることが判明した。

論文

DSMC法における並列処理の適用

渡辺 健二*; 鈴木 孝一郎*; 横川 三津夫; 山本 浩康; 蕪木 英雄

情報処理学会研究報告, 91(61), p.17 - 24, 1991/07

直接シミュレーション・モンテカルロ法(DSMC法)は、希薄気体から連続流体に近い流れまで、幅広い領域の流れのシミュレーションに有効な手法である。しかし、多数の模擬分子を取り扱う場合には、非常に長い計算時間とメモリを必要とする。本報告では、DSMC法における効率的な並列処理の手法とその性能評価の結果について述べる。分散メモリ型高並列計算機AP1000でのキャビティ流れの解析において、プロセッサ64台を使用した場合、1台での処理時間と比較して約42倍の速度向上が得られた。

論文

徐放性制癌剤複合体からの薬物滲透と壊死効果

嘉悦 勲; 吉田 勝; 浅野 雅春; 久保 長生*; 嘉多村 孝一*; 大川 智彦*; 牧田 登之*; 今井 強一*; 真下 透*; 湯浅 久子*; et al.

人工臓器, 15(1), p.210 - 213, 1986/00

制癌剤含有ポリマー複合体を癌組織に投与した場合、薬物の組織浸透により壊死が起るが、その範囲が限定されているため、これを拡大するために、新しい担体ポリマーと薬物及びadditiveなどの組合せの検討を行なった。その結果、ラットの正常肝組織に対しては、シスプラティンを含有したDL-アラニン/$$beta$$-エチル-L-アスパラテートコポリマーの複合体が薬物滲透、組織壊死の両面で最も良好であることがわかった。次いで、この系を担癌動物にも使用して有効性をしらべたところ、顕著な壊死効果が認められた。コポリペプチド以外の生体消化性ポリマーについても、担体としての効果を検討し、消化性の速いものほど有効であることを認めた。

論文

徐放性制癌剤複合体の脳腫瘍領域への適用

嘉悦 勲; 吉田 勝; 浅野 雅春; 久保 長生*; 喜多村 孝一*; 今井 強一*; 真下 透*; 湯浅 久子*; 山中 英寿*; 鈴木 慶二*

人工臓器, 15(1), p.214 - 217, 1986/00

低温放射線重合法によってnonbiodegrable vinyl copolymer中に制癌剤を包含し、徐放性針状複合体(1.6mm径、5mm長)を調製した。cisplatinを含む複合体針をウィスター系ラットの腎臓に7日間にわたって埋入留置した時、制癌剤のin vivo累積放出量は仕込みの12%であった。この値は複合体針の埋入箇所の違いによって著明に異なった。例えば、cisplatinのin vivo累積放出量は皮下埋入に対し38%、肝臓埋入に対し21%そして脳埋入に対し7%を示した。一方、徐放性制癌剤による組織壊死範囲は制癌剤の種類によって著しく異なり、例えば腎臓に対する壊死の場合、その作用はcisplain$$>$$MMC$$>$$ADM$$>$$ACNU$$>$$5-FUの順に減少した。しかし、脳の場合、組織の壊死作用はACNUの方がcisplatinより顕著に有効であった。従って、組織の違いによっても、徐放性制癌剤の壊死作用が異なることが結論できた。これらの結果に基づいて、ACNU含有複合体針を中心に脳腫瘍領域に適用を試みた。

口頭

パルス中性子集光のためのパルス六極電磁石の開発

篠原 武尚; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 岩下 秀徳*; 加美山 隆*; 岩佐 浩克*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; 佐藤 孝一*; 清水 裕彦*

no journal, , 

パルス中性子ビームの集光を目的として、パルス六極電磁石を開発し、その性能評価実験を行った。その結果、パルス中性子の集光を確認し、パルス六極電磁石が中性子磁気レンズとして機能することを実証した。また、パルス電流波形及びタイミングを変化させることにより、集光条件を変化させることが可能であることを示した。

口頭

パルス六極電磁石による中性子ビーム集光

篠原 武尚; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 岩下 秀徳*; 加美山 隆*; 岩佐 浩克*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; 佐藤 孝一*; 清水 裕彦*

no journal, , 

これまで六極磁場を用いた中性子集光素子の開発を行ってきた。その一つとして、パルス中性子集光を目的としてパルス六極電磁石を開発し、集光性能評価実験を行った。その結果、パルス磁場発生時刻に対応した中性子の集光が確認され、パルス中性子を集光可能であることを実験的に証明した。また、磁気レンズの特徴である中性子スピンに依存した集光・発散の様子が確認され、パルス六極電磁石が中性子磁気レンズとして機能することを実証した。さらに、集光可能な中性子波長範囲がパルス磁場の波形に依存することから、パルス磁場波形制御によって広い波長領域でパルス中性子を集光できることが明らかになった。

口頭

偏極$$^{3}$$Heスピンフィルターの開発とその現状,2

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 有本 靖*; 猪野 隆*; et al.

no journal, , 

原子核スピンが偏極した$$^{3}$$Heは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと,散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極$$^{3}$$Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴があり、偏極中性子実験の高度化の観点から早急な実用化が望まれている。われわれはこれまで、SEOP(Spin Exchange Optical Pumping)方式による太鼓型$$^{3}$$Heセルの偏極実験を行ってきた。その結果、実験で必要とされる高い$$^{3}$$Heガス偏極度を実現するうえでの課題が明らかとなり、現在改善に取り組んでいる。当日は、国内の実験装置において必要とされる偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターのデザイン,性能を紹介するとともに、実現に向けた取り組みと現行システムの改良点を紹介する予定である。

口頭

偏極$$^{3}$$He中性子スピンフィルターの$$^{3}$$Heガス偏極度の評価手段の開発

吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 有本 靖*; 猪野 隆*; 清水 裕彦*; et al.

no journal, , 

原子核スピンが偏極した$$^{3}$$Heは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと,散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極$$^{3}$$Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴がある。時間とともに減極する$$^{3}$$He原子核スピン偏極度を決定する必要があり、ビームラインでも使用可能な、小型NMR装置の開発を高エネルギー加速器研究機構と協力して進めている。また、今後の開発ではセルの大型化(Si単結晶の窓を持つ太鼓型セル等)、及び扇型セルのように形状の複雑化が予想され、従来のNMR装置では偏極度測定が困難になると考えられることから、EPR測定による$$^{3}$$Heガス核スピン偏極度測定装置の検討も行っている。発表では、これらの$$^{3}$$Heガス核スピン偏極度測定手段の開発の状況,実験結果等について報告する。

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