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報告書

照射後試験施設から発生する廃棄物の放射能評価方法の検討,2

辻 智之; 星野 譲; 坂井 章浩; 坂本 義昭; 鈴木 康夫*; 町田 博*

JAEA-Technology 2017-010, 75 Pages, 2017/06

JAEA-Technology-2017-010.pdf:2.31MB

研究施設等廃棄物の埋設処分に向けた合理的な廃棄物確認手法確立のために、照射後試験施設から発生した放射性廃棄物に対する放射能濃度評価手法を検討する必要がある。このため、ニュークリア・デベロップメントの照射後試験施設をモデルに理論計算を主体とする新たな放射能濃度評価手法の検討を行った。この結果、埋設処分の安全評価上重要と考えられる17核種(H-3, C-14, Co-60, Ni-63, Sr-90, Tc-99, Cs-137, Eu-154, U-234, U-235, U-238, Pu-238, Pu-239, Pu-240, Pu-241, Am-241, Cm-244)のうち、Sr-90, Tc-99, Eu-154等の14核種に対し、理論計算手法を適用できる可能性を得た。

論文

Simple formula to evaluate helium production amount in fast reactor MA-containing MOX fuel and its accuracy

秋江 拓志; 佐藤 勇; 鈴木 元衛; 芹澤 弘幸; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(1), p.107 - 121, 2013/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.29(Nuclear Science & Technology)

高速炉燃料中のヘリウム生成量を評価するための簡易式を作成した。既存の燃料ふるまいコード内でサブルーチンとして使用するために、評価式は精度よりも簡易性と速さに重点を置いた。簡易式の精度を確認するために、SWATコードを用いた詳細計算及び「常陽」炉照射燃料棒の照射後試験(PIE)結果との比較を行った。その結果、簡易式によるヘリウム生成量と詳細計算及びPIE結果との差は10%程度以下であった。これらの結果に基づいて、本簡易式は高速炉燃料中のヘリウムふるまいシミュレーションのために燃料ふるまい解析コードに組み込まれた。

論文

$$gamma$$線計測による放射性廃棄物収納容器中のウラン238の定量の検証

横山 薫; 杉杖 典岳; 室井 正行*; 鈴木 康夫*

Radioisotopes, 62(1), p.1 - 17, 2013/01

原子力施設から発生する放射性廃棄物の処分では、放射能濃度が受け入れ基準を満たすことを確認する必要がある。本論文では、ウランを対象として、廃棄物収納容器の外部から測定した、ウランの子孫核種($$^{rm 234m}$$Pa)から放出される2つのエネルギーの$$gamma$$線を用い、容器中の廃棄物及びウランが偏在しても放射能濃度を定量可能な測定手法を構築し、実用性を模擬廃棄物で検証した。この結果、本手法の相対誤差は20%以内、検出限界重量濃度は1.2Bq/gであった。

論文

Fundamental research on behavior of helium in MA-bearing oxide fuel

荒井 康夫; 芹澤 弘幸; 中島 邦久; 高野 公秀; 佐藤 勇; 勝山 幸三; 秋江 拓志; 鈴木 元衛; 白数 訓子; 芳賀 芳範; et al.

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/12

U燃料やU-Pu燃料に比較して照射中や保管中に多量のHeが生成する点は、MA含有燃料の特徴の一つである。本研究ではMA含有酸化物燃料中のHe挙動を理解するために、実験室規模の炉外試験,照射後試験並びにモデリング計算を実施した。炉外試験では、単結晶二酸化ウランを用いたHeの拡散係数の導出やキュリウム244のアルファ崩壊を利用した酸化物中へのHe蓄積の影響把握を行い、照射後試験では高速実験炉JOYOで照射した約0.5%のアメリシウムを含むMOX燃料中のHe挙動を調べた。モデリング計算では、燃料中でのHe生成,拡散,気相との平衡及び気相への放出などの素過程に基づくHe挙動モデルを作成し、これを既存の燃料挙動解析コードのサブルーチンに組込み、高速炉用MA含有MOX燃料中のHe挙動をシミュレートした。

論文

Developments of in-situ SEOP polarized $$^{3}$$He neutron spin filter in Japan

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; Chang, L.-J.; 加倉井 和久; 有本 靖*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294, p.012014_1 - 012014_5, 2011/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:4.31

The pulsed neutron source of J-PARC has started to operate in 2008 in Japan. To study structure of magnetic material and soft matters, polarized neutron scattering techniques are very important and powerful tools. It is urgently necessary for us to develop neutron spin polarizers for pulsed neutron scattering experiments. So we began the development of the in-situ SEOP system aiming to use it as a NSF for incident beam polarization and polarization analysis. In previous test performed by Ino et al., the $$^{3}$$He polarization reached 50% and not saturated yet. After that experiment, we began improving the SEOP system by installing the high power laser diode, the prism beam splitter and optimizing the beam-transform optics. By using this improved system, we performed the polarization test at BL10 in J-PRC and achieved the $$^{3}$$He polarization of 73%. We keep improving this in-situ SEOP system aiming to use it s an incident neutron polarizer at J-PARC.

論文

Applications of $$^{3}$$He neutron spin filters on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 相澤 一也; 新井 正敏; 能田 洋平; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012017_1 - 012017_7, 2011/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.19

A polarized $$^{3}$$He neutron spin filter has been applied to polarization analysis on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II at JRR-3. Measurements were taken on silver behenate, which has several coherent peaks in the small-angle region with a background of spin incoherent hydrogen scattering. Here we demonstrate that the coherent and spin incoherent scattering were successfully separated by the polarization analysis using the $$^{3}$$He spin filter on the instrument.

論文

Structure of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012004_1 - 012004_7, 2011/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:42.06

In spin-exchange optical pumping, there is unknown excess relaxation, called the X-factor, that limits attainable $$^{3}$$He polarization. It is known that the X-factor depends on the glass containers. Hence, it is expected that there are cell-to-cell variations in microscopic structure among the cells and that these variations affect the attainable $$^{3}$$He polarization. However, microscopic structure of the glasses for $$^{3}$$He neutron spin filters has not been clarified yet. In this paper, we have performed precise X-ray diffraction measurements for the glasses at SPring-8 using synchrotron radiation. The structural differences are observed between several types of glasses, and also, between the GE180 glass pieces with different thermal treatment. Based on the results, the structural influence on the performance of $$^{3}$$He neutron spin filters is discussed.

論文

Development and test of SEOP neutron spin filter in Japan

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

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2433 - 2435, 2011/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:55.78(Physics, Condensed Matter)

Polarized neutron scattering techniques are very important and powerful tools to study the fundamental structures of magnetic materials and soft matters. $$^{3}$$He has a very large absorption cross section for only neutrons in opposite spin state to that of the $$^{3}$$He nucleus. The scattering cross section of $$^{3}$$He is small. These two features allow nuclear spin polarized $$^{3}$$He gas to work as a NSF. Compared with other spin filters such as Heusler alloys and magnetic supermirrors, the $$^{3}$$He gas NSF have following advantages: it can polarize various energy of neutron such as cold, thermal and hot neutrons, it can work for broadband neutrons and it can be used for wide area and large divergence neutron beams. These characteristics of polarized $$^{3}$$He are convenient in use with J-PARC as NSF. We began the development of the on beam SEOP system aiming to use it s a NSF for incident beam polarisation and polarisation analysis. In this paper, we report the current development of SEOP system in Japan.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters have attracted much attention because of their available wide energy range for polarizing neutrons and their large solid-angle. To use $$^{3}$$He neutron spin filters for the experiments, it is necessary to produce glass cells with good quality. For this purpose, we made research on the glass cells from several aspects. Firstly, we investigated on the microscopic structure for several glasses by means of X-ray diffraction measurement and tried to find a good measure of evaluating the quality of the cells in terms of their structure. Secondly, we investigated on the glass window, which the laser beam passes through for optical pumping. Thirdly, the cells should be optimized for the polarized neutron scattering experiments and the background from the cells needs to be evaluated. The scattered intensity from the cell in small-angle neutron scattering will also be presented.

論文

Research on glass cells for $$^{3}$$He neutron spin filters

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.65(Physics, Condensed Matter)

Glass cells play an important role in polarized $$^{3}$$He neutron spin filters. To evaluate the scattering and absorption contribution from glass cells during neutron scattering experiments, we measured small-angle scattering and neutron transmission in GE180 and other glasses. To pursue the possibility of being a structural influence on $$^{3}$$He spin relaxation in GE180 glass cells, we performed precise X-ray diffraction measurement using synchrotron radiation at SPring-8. From these measurements, a structural difference was observed among GE180 glasses with different thermal treatments.

論文

Characterization of glasses for $$^{3}$$He neutron spin filter cells

坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 新井 正敏; 武田 全康; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 634(1, Suppl.), p.S122 - S125, 2011/04

Polarized $$^{3}$$He neutron spin filters are promising neutron polarizers in polarized neutron scattering experiments at facilities with two-dimensional detectors and pulsed neutron source. Although they are now operational at several institutions, it is still desired to be developed. Among required factors for the development, the study on the glasses in the filters is one of the important issues. In this paper, we report our recent investigation on the glass cells such as X-ray diffraction measurements and the measurements of the degree of circular polarization of the transmitted laser light through the glass window in the filter.

論文

Nematic-to-smectic transition of magnetic texture in conical state

武田 全康; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 小野瀬 佳文*; 鈴木 淳市; 十倉 好紀*

Journal of the Physical Society of Japan, 78(9), p.093704_1 - 093704_4, 2009/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:31.64(Physics, Multidisciplinary)

Fe$$_{0.7}$$Co$$_{0.3}$$Siの長距離磁気秩序状態が示す複雑な磁気相転移の様子を低温,外部磁場下で中性子小角散乱によって調べた。リング状,三日月状,ぼやけた回折線など、温度と外部磁場によってさまざまな散乱パターンが現れた。この結果は、磁化を液晶の配向ベクトルとみなすことで、液晶で見られる相転移との類似性を明らかにした。

論文

Magnetic structure of spin-density waves in Cr(001)/Sn multilayers with periodic monatomic spacer layers of nonmagnetic Sn

武田 全康; 壬生 攻*; 新庄 輝也*; 遠藤 康夫*; 鈴木 淳市

Physical Review B, 70(10), p.104408_1 - 104408_9, 2004/09

 被引用回数:8 パーセンタイル:55.31(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子回折とメスバウアー分光を使って単原子層の非磁性Snを周期的に挿入したCr(001)/Sn多層膜のCrのスピン密度波(SDW)の構造について詳細に調べた。240nmの厚さのCr薄膜を基本構造として、全体の層厚を240nmに保ったまま、Sn層にはさまれたCr層の厚さを4.0nmから16.0nmになるように試料を作成した。すべての試料で、300KではバルクのCrで見られるSDW構造が観測されずに単純な反強磁性構造(CAF)を示すことがわかった。低温にすると、バルクでのSDWの波長よりも短いCr層厚を持つ4.0nmの試料では、このCAF構造はそのまま保たれているが、それよりも長いCr層厚を持つ試料では、低温でSDW構造に変わったが、その磁気構造はSn層できられたCr層の厚さによって大きく変化した。特に、Cr層厚が10.0nmの試料では温度領域によって、SDWの波長が非連続的に変化するのが観測された。これは、SDWを作ろうとするフェルミ面のネスティング効果で決まる波長とSnを挿入したことで導入された人工的な周期ポテンシャルによる競合の結果であると解釈される。

報告書

JT-60U電子サイクロトロン加熱装置用入射制御系システムの構築と改良

平内 慎一; 篠崎 信一; 佐藤 文明*; 鈴木 康夫*; 横倉 賢治; 森山 伸一; 池田 佳隆

JAERI-Tech 2003-038, 39 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-038.pdf:9.06MB

JT-60U電子サイクロトロン加熱(ECH)装置は、周波数110GHzの高周波によりJT-60Uプラズマに対し局所加熱/電流駆動を行い、閉じ込め性能を向上させるものである。本装置は、4ユニットからなり各ユニットは、大電力の高周波を発生する大電力発振管(ジャイロトロン),それを駆動するための電源,発生した大電力高周波を伝送する伝送系及びプラズマに入射するアンテナなどから構成される。入射制御系の特徴は、プラズマ性能を向上させるため、アンテナの可動ミラ-を駆動してプラズマへの高周波ビームの入射方向を制御し、偏波変換器のミラ-を回転して高周波の楕円度や偏波角を任意に制御可能なことである。このシステムの設計、製作と運転経験をもとに行った改良について述べる。

論文

JT-60電子サイクロトロン加熱装置における偏波測定の改善

佐藤 文明*; 森山 伸一; 横倉 賢治; 篠崎 信一; 平内 慎一; 鈴木 康夫*; 関 正美

平成14年度東京大学総合技術研究会技術報告集, 3 Pages, 2003/03

JT-60電子サイクロトロン加熱(ECH)装置においてプラズマ加熱及び電流駆動効率を高めるためには偏波の最適化が必要であり、そのためには偏波測定が不可欠である。これまでの偏波測定では膨大なデータを収集するために長期に及ぶ作業を必要とし、またすべて手作業で行われていたために測定が安定しないなど幾つかの問題点を抱えていた。そこで今回、偏波測定におけるデータ取得及び収集を改善するため偏波器の実時間制御プログラムを作成し、データーロガーでパソコンに取り込むことにより測定を自動化した。その結果、以前の測定方法に比べ測定効率を飛躍的に向上させることができた。

論文

Recovery of Neptunium by electrolysis of NpN in LiCl-KCl eutectic melts

白井 理; 飯塚 政利*; 岩井 孝; 鈴木 康文; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(8), p.676 - 681, 2000/08

窒化物燃料サイクルへの乾式法の適用を念頭においてNpCl$$_{3}$$を含むLiCl-KCl系でのNpNの電解挙動を検討した。サイクリックボルタモグラムの解析よりNpNの溶解反応は非可逆で遅いことが判明した。ただし、NpNがNp$$^{3+}$$として溶解し始める電位は理論的に導出された値に近かった。さらに、低電位及び低電流印加によるNpNの電解実験を行い、約0.5gのNp金属を回収することができた。電析物は塩と金属の混合体であるので、800$$^{circ}C$$に加熱し1時間保持することにより、塩と金属を分離した。

論文

Simultaneous determination of X-ray Debye temperature and Grueneisen constant for actinide oxides; PuO$$_{2}$$ and ThO$$_{2}$$

芹澤 弘幸; 荒井 康夫; 鈴木 康文

Journal of Nuclear Materials, 280(1), p.99 - 105, 2000/06

 被引用回数:15 パーセンタイル:27.49

デバイ温度及びグリューナイゼン定数は、セラミックの熱的及び機械的特性を評価するうえで、重要なパラメータである。当研究グループでは、これまでに、高温X線回折装置を用いて、NpO$$_{2}$$について同パラメータの同時測定を行い、発表している。本論文では、PuO$$_{2}$$及びThO2について、同様な手法を用いて行ったデバイ温度及びグリューナイゼン定数の測定結果について報告する。両酸化物の温度因子は、NpO$$_{2}$$の場合と同様に、温度の上昇とともに非直線的に増加した。この直線からのずれを定量的に評価することによってグリューナイゼン定数を求め、その値を使ってデバイ温度を計算した。また、一連のアクチニド酸化物のデバイ温度を、熱膨張率との関係から評価し、得られた値の妥当性について、定性的に検討した。

論文

Laser and undulator charge exhange (LUCE) injection

鈴木 康夫

Proceedings of 6th ICFA Beam Dynamics Mini-workshop on Injection and Extraction in High Intensity Proton Machines, 31 Pages, 1999/09

大強度陽子蓄積リング用に研究された、LUCE荷電変換入射法について報告する。このコンセプトは、レーザーとアンジュレーター併用によりH$$^{-}$$ビームを効率よく荷電変換するものであり、全く新しい方法である。アンジュレーターNでH$$^{-}$$をH$$^{0}$$に荷電変換し、つづいてH$$^{0}$$をレーザーによりH$$^{0}$$(n=3)に励起する。これをアンジュレーターIに入れてH$$^{+}$$に変える。この方法は従来行われてきたフォイル法と違い、まったく物質を使わないため、放射化させることもなく耐久性にも優れている。レーザー及びアンジュレーターは実用化されているレベルの技術で可能であり、5MWクラスの大強度陽子蓄積リングに有効である。

報告書

2段階励起荷電変換法(DoLUCE); 陽子ビームエネルギーの1-0.8GeVへの低減化に向けて

鈴木 康夫*

JAERI-Research 99-042, 16 Pages, 1999/06

JAERI-Research-99-042.pdf:0.94MB

原研中性子科学研究計画のための陽子蓄積リング入射に用いる新しい荷電変換法DoLUCEについて報告する。これは、さきに提唱しているLUCE法を、新しい計画に沿って入射エネルギー0.8-1.0GeVに対応させるためのものである。2台のレーザー光を用いるLUCE(Laser and Undulator Charge Exchange)法であることからDouble Lasers and Undulator Charge Exchangeの頭文字をとってDoLUCEと名づける。DoLUCEでは、遠赤外光と可視光の実績のある2つのレーザー光で2段階2波長励起を行う。しかも、アンジュレーター磁場中でH$$_{0}$$ビームをイオン化するものである。H$$_{0}$$ビームを磁場中で励起することによって励起される量子状態を限定し、イオン化の際のビームエミッタンスの増大を抑えることに成功した。しかも、それぞれのレーザー出力を大幅に軽減することが可能となった。この方式によって、市販のレーザーによって実用化できる見通しであり、装置の規模もかなり小型化できる。

論文

X-ray Debye temperature and Grueneisen constant of NpO$$_{2}$$

芹澤 弘幸; 荒井 康夫; 高野 公秀; 鈴木 康文

Journal of Alloys and Compounds, 282, p.17 - 22, 1999/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:25.22

デバイ温度及びグリューナイゼン定数は、セラミックスの熱的性質を推定するうえで、重要なパラメータである。本論文では高温X線回折装置を用いて、これら2つの定数を同時に決定する手法を考案し、NpO$$_{2}$$について測定を行った結果を発表する。高温X線回折測定の結果から計算したデバイ温度の値は、測定温度の上昇に伴い減少した。通常本測定温度領域では、デバイ温度は一定である。したがってこの現象は、格子振動の非調和性に起因していると考えられる。一方グリューナイゼン定数は、その非調和性を表すパラメータであることから、この減少の程度を評価することによって計算した。さらに、得られたグリューナイゼン定数を用いて、デバイ温度を計算した。

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