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論文

Characterizing regional-scale temporal evolution of air dose rates after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

Wainwright, H. M.*; 関 暁之; 三上 智; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 189, p.213 - 220, 2018/09

 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

本研究では、福島第一原子力発電所周辺の特定の区域における空間線量率の時間的な変化を定量化し、将来の空間的な線量の分布を予測した。我々は、まず、異なる規模・解像度・範囲・精度を持つ線量測定のデータセット(歩行サーベイ, 車両サーベイ, 航空機サーベイ)の統合のため、Wainwright等によって開発された地理統計的なベイズ手法を使った。そして、この手法を3年間(2014年から2016年)のデータに適用した。これによって作成した3つの統合マップからわかる時間的変化から、放射性物質による線量の空間的・時間的なダイナミクスが特徴付けられた。

報告書

福島の環境回復に係る包括的評価システムの整備に向けた取り組み

齊藤 宏; 野澤 隆; 武宮 博; 関 暁之; 松原 武史; 斎藤 公明; 北村 哲浩

JAEA-Review 2017-040, 34 Pages, 2018/03

JAEA-Review-2017-040.pdf:9.52MB

平成23年3月11日に福島第一原子力発電所の事故が発生し環境中へ大量の放射性物質が放出された。これらは自然の駆動力によって移動、生活圏に到達し健康等に影響を及ぼす可能性が懸念されており、事故状況の把握や影響評価や対策のため調査研究が多く行われている。原子力機構は、取得データと関係省庁等が取得した公開データを収集・整理し「環境モニタリングデータベース」として公開している。また、これらデータ及び既存または開発した計算コードを用いて「統合解析支援環境」の中で事故後の状況再現や将来予測のため解析を行っている。また、これら知見は他研究機関の成果とあわせ「環境回復知識ベース」として一般の方々が理解できるよう公開ウェブサイトにQ&A方式で公開している。これら三要素を包含し「福島の環境回復に係る包括的評価システム」と呼ぶ。これらは本来は相互に関連し一システムとして機能すべきところ、現状では独立して機能している。また、十分にオープンで理解しやすい形で外部に発信されているとは言えない。そこで、データや成果に対しより理解を深めることができ求める情報に容易にたどり着けるよう、当システム全体及び各要素の整備を行っていく。

論文

A Multiscale Bayesian data integration approach for mapping air dose rates around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

Wainwright, Haruko*; 関 暁之; Chen, J.*; 斎藤 公明

Proceedings of International Waste Management Symposia 2017 (WM 2017) (Internet), 8 Pages, 2017/03

地上での測定による歩行サーベイと走行サーベイと上空から測定による航空機サーベイの複数タイプの空間線量率データを統合した。これらデータは領域・解像度・精度などに違いがあるが、本論文で用いた手法により、異質な空間の構造を地理統計的に表現し、さらに階層ベイズモデルを使って統一した手順で統合している。ベイズ手法は予測の不確実性を定量化し、信頼区間を提供することで意思決定に役立つ。ここでは、避難指示区域周辺の高い空間線量率を示す領域についてデータ統合し、高解像度な空間線量率の地図を提供した。

論文

A Multiscale Bayesian data integration approach for mapping air dose rates around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

Wainwright, H. M.*; 関 暁之; Chen, J.*; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 167, p.62 - 69, 2017/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:69.03(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故に由来する空間線量率の複数スケールのモニタリングデータの統合を行った。具体的には同時期に測定された歩行サーベイと走行サーベイ、航空機サーベイであり、これらデータは、領域・解像度・精度などの違いの特徴がある。本論文で用いた手法により、これら3つのデータについて統合し、高解像度のマップを広範囲の領域で作ることに成功した。さらにこの研究で、都市部におけるセシウムの分布状況について人間活動に由来する高い不均質性についての情報や、それに伴う多くの測定の食い違いも明らかになった。

論文

Development of a software platform for providing environmental monitoring data for the Fukushima Daiichi nuclear accident

関 暁之; 斎藤 税; 名古 玄天*; 鈴木 健太; 冨島 一也; 斎藤 公明; 武宮 博

Radiation Protection Dosimetry, 164(1-2), p.97 - 102, 2015/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:66.76(Environmental Sciences)

東京電力福島第一原子力発電所事故によって拡散した放射性物質についての多量かつ多様なモニタリング情報の提供を支援すべく、ソフトウェア基盤を構築した。これらソフトウェア基盤を構築したことにより、モニタリング情報の公開までにかかる労力を効果的に削減することができた。今回の災害に係るモニタリング作業は、今後も数十年続くと考えられ、その作業に係る労力を削減することが課題である。これらソフトウェア基盤は、この課題を解決することが期待できる。

論文

福島周辺における空間線量率の測定と評価,4; 環境中における空間線量率測定の実際

津田 修一; 吉田 忠義; 安藤 真樹; 松田 規宏; 三上 智; 谷垣 実*; 奥村 良*; 高宮 幸一*; 佐藤 信浩*; 関 暁之; et al.

Radioisotopes, 64(4), p.275 - 289, 2015/04

環境中における空間線量率測定に関する実用面で役に立つ情報を提供する。この中で、精度の高い測定に必要とされる基本的要件について実データを例示しながら説明するとともに、信頼のおける環境測定に広く使用されている手法の特徴や測定例について紹介する。また、これまでに公的機関を中心に測定された空間線量率やこれに関連したデータを閲覧できるインターネットサイトに関する情報を提供する。

論文

Detailed deposition density maps constructed by large-scale soil sampling for $$gamma$$-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

斎藤 公明; 谷畑 勇夫*; 藤原 守; 齊藤 敬*; 下浦 享*; 大塚 孝治*; 恩田 裕一*; 星 正治*; 池内 嘉宏*; 高橋 史明; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 139, p.308 - 319, 2015/01

 被引用回数:121 パーセンタイル:0.45(Environmental Sciences)

The soil deposition density maps of $$gamma$$-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (NPP) accident were constructed on the basis of the results from large-scale soil sampling. The 10,915 soil samples were collected at 2,168 locations. $$gamma$$-rays emitted from the samples were measured by Ge detectors and analyzed using a reliable unified method. The determined radioactivity was corrected to that as of June 14, 2011 by taking into account the intrinsic decay constant of each nuclide. Finally the maps were created for $$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{131}$$I, $$^{129m}$$Te and $$^{110m}$$Ag. The radioactivity ratio of $$^{134}$$Cs to $$^{137}$$Cs was almost constant as 0.91 irrelevant to the soil sampling location. Effective doses for 50 years after the accident were evaluated for external and inhalation exposures due to the observed radioactive nuclides. The radiation doses from radioactive cesium were found to be much higher than those from other radioactive nuclides.

論文

Development of radionuclide distribution database and map system on the Fukushima nuclear accident

関 暁之; 武宮 博; 高橋 史明; 斎藤 公明; 田中 圭*; 高橋 悠*; 竹村 和広*; 津澤 正晴*

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.47 - 50, 2014/04

福島第一原子力発電所事故に対策すべく、その基盤となる情報を保管・提供する放射性物質の分布データベース及びマップシステムについて説明する。巨大な地震と津波により、福島第一原子力発電所は甚大な被害を受け、そこから放射性物質が福島県及び近隣県に拡散していった。このような状況の中、放射線量等の情報が迅速かつ正確に収集・解析され、広く世界に提供されることが必要である。われわれは放出された放射性物質の現状の分布状況を把握し、今後の除染活動を支援すべく、これら情報を保管・提供する分布データベース及びマップシステムを構築した。

報告書

走行サーベイシステムKURAMA-IIを用いた測定の基盤整備と実測への適用

津田 修一; 吉田 忠義; 中原 由紀夫; 佐藤 哲朗; 関 暁之; 松田 規宏; 安藤 真樹; 武宮 博; 谷垣 実*; 高宮 幸一*; et al.

JAEA-Technology 2013-037, 54 Pages, 2013/10

JAEA-Technology-2013-037.pdf:4.94MB

東京電力福島第一原子力発電所事故後における広域の詳細な空間線量率マップを作成するために、原子力機構は走行サーベイシステムKURAMA-IIを用いた測定を文部科学省の委託を受けて実施した。KURAMAは、一般乗用車に多数搭載して広範囲の空間線量率を詳細かつ短期間に把握することを目的として京都大学原子炉実験所で開発されたシステムである。KURAMAは、エネルギー補償型$$gamma$$線検出器で測定した線量率をGPSの測位データでタグ付けしながら記録する測定器、データを受け取り可視化のための処理や解析を行うサーバ、エンドユーザがデータを閲覧するためのクライアントから構成される。第2世代のKURAMA-IIでは更なる小型化、堅牢性の向上、データ送信の完全自動化等の機能が強化されたことによって、100台の同時測定が可能となり、広域の詳細な線量率マッピングをより短期間で実施することが可能になった。本報告では、KURAMA-IIによる測定データの信頼性を確保するために実施した基盤整備と、KURAMA-IIを空間線量率マッピング事業に適用した結果について述べるとともに、多数のKURAMA-IIを使用した走行サーベイの精度を保証するための効率的なKURAMA-IIの管理方法を提案した。

論文

レーザー照射による材料溶接シミュレーションに関する予備的検討

高瀬 和之; 村松 壽晴; 関 暁之; 北村 竜明*; 町田 啓*

日本機械学会熱工学コンファレンス2009講演論文集, p.217 - 218, 2009/11

原子炉本体やその付帯設備等の健全性を確保する補修技術の確立を目的として、3次元微細加工が可能なレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発が行われている。この開発の一環として、金属材料溶接技術の最適化を目指し、レーザー照射による金属材料の溶融挙動を数値シミュレーションによって定量評価する手法の開発を原子力基礎工学部門が行っており、この手法開発に大型計算機の運用面等から協力を行っている。具体的には、金属溶融モデルのプログラミング,入力データの作成,予備計算の実施等を行い、金属材料溶融シミュレーションの可能性についてシステム計算科学の立場から助言を行っている。本報では、予備的に実施した金属溶融シミュレーションをもとに可視化処理した結果について述べる。

報告書

Development of Radiation Dose Assessment System for Radiation Accident (RADARAC)

高橋 史明; 重森 祐志*; 関 暁之

JAEA-Data/Code 2009-008, 127 Pages, 2009/07

JAEA-Data-Code-2009-008.pdf:10.5MB

放射線事故が万一発生した場合、重度被ばく者に対する医療措置が不可欠となり、その際に人体内の線量分布が必要とされる。この情報は放射線輸送計算で解析できるが、事故の状況は予見できない。そのため、事故発生後に線源や被ばく者のモデルを含む入力ファイルを作成して輸送計算を行い、計算後に関係する多くの情報を含む出力ファイルから線量情報を抽出する煩雑な手順が必要となる。そこで、MCNPX又はMCNPコードにより事故時の線量を評価する際に、これらの操作を効率的に行えるシステム(RADARAC)を開発した。RADARACは、汎用のパーソナルコンピュータで動作し、大きくRADARAC_INPUT及びRADARAC_DOSEの2つの部分から構成される。このうち、RADARAC_INPUTにある3つのプログラムで、インターフェイス画面を用いた確認により計算に必要な情報を対話形式で設定し、入力ファイルを作成する。一方、RADARAC_DOSEは、輸送計算後の出力ファイルから、線量情報を数値表,グラフ及び可視的な図により効率的に提示する。検証試験により、数千行に渡る入力ファイルの作成,20000以上の線量データの処理及び表示が、本システムを用いて数分以内で実行できることを確認した。

論文

放射線取り扱い施設における重度被ばく者の線量評価システム

高橋 史明; 重森 祐志*; 関 暁之

保全学, 8(1), p.56 - 61, 2009/04

放射線取り扱い施設で、人為,技術的なエラー要因により、多量の放射線による被ばく者が発生する可能性は完全に排除できない。万一、保全検査時に被ばくが発生した場合は、健康被害を最小限にする医療措置の方針を、被ばくの程度(全身の被ばく線量)に基づき決定する。その後、具体的な医療措置を遂行するには、体内の線量分布の情報が必要となる。放射線輸送計算コードを利用した場合、被ばく者の体内の線量を解析できるという特長がある。一方で、放射線輸送計算による解析においては、入力ファイルの作成,出力ファイルに基づく線量情報の提示は煩雑な手順などを必要とし、人的なエラーが発生する可能性がある。そこで、入力条件をPC画面で逐次確認しながら対話形式で入力ファイルを作成できるプログラムなどを組み入れて、放射線輸送計算コードを効率的に利用する線量評価システムを開発した。この成果は放射線取り扱い施設における保全検査時の被ばく評価に利用可能である。

論文

Accurate dose assessment system for an exposed person utilising radiation transport calculation codes in emergency response to a radiological accident

高橋 史明; 重森 祐志*; 関 暁之

Radiation Protection Dosimetry, 133(1), p.35 - 43, 2009/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.33(Environmental Sciences)

放射線輸送計算コードMCNP及びMCNPXコードを用いた放射線事故時の被ばく者の体内線量分布を解析するシステムを開発している。本システムは、輸送計算の「プリプロセッサー部」及び「ポストプロセッサー部」の2つの主要部からなる。「プリプロセッサー部」のプログラムは、事故時の状況及び評価対象とする線量を定義する入力ファイルを作成するのに使用する。「ポストプロセッサー部」について開発したプログラムでは、輸送計算コードの出力ファイルに基づき線量にかかわる情報を効率的に表示する。線量評価システムのすべてのプログラムは、汎用のパーソナルコンピュータで動作し、煩雑な手順を必要せずに被ばく者の線量の状況を正確に提示することができる。本システムの放射線事故に対する適用性は、光子照射場における物理的な人体模型を用いた実験で検証した。その結果、線源,被ばく者及び両者の位置関係を正確にモデル化することにより、本システムは事故時の重度被ばく者の体内,体表面の線量を妥当的に評価できることが確認された。

報告書

Solution of large underestimation problem in the Monte Carlo calculation with hard biasing; In case with geometry input data created by CAD/MCNP automatic converter

飯田 浩正; 川崎 信夫*; 今野 力; 佐藤 聡; 関 暁之

JAEA-Research 2008-050, 26 Pages, 2008/04

JAEA-Research-2008-050.pdf:1.98MB

ITERのR&Dタスクとして行っている「CAD/MCNP自動変換コードの開発」において、ベンチマーク問題の解析中、適用「weight window」の違いによってMCNPが異なる答えを出すという不都合な事例に遭遇した。「weight window」法を含む"biasing"は計算速度を上げることがあっても、異なる答えを出すようなことがあってはならない。本研究では、この「大きな過小評価」が起こるメカニズムを明らかにしプログラムの修正を行ったので報告する。「大きな過小評価」は、以下の2つの事実の組合せで起こる。(1)MCNPはあるヒストリーの演算中に"lost particle"を検出すると当該ヒストリー中に計算されたすべてのタリーをキャンセルしてしまう。また、その時点でsplitting等の結果バンクに蓄積されていた粒子はその後追跡されることはない。(2)微小形状エラーが入力に存在するとき、強バイアスの場合、"lost particle"を生じる確率はヒストリーの重要度に大きく左右される。この結果、MCNPは選択的に重要度の高いヒストリーをキャンセルすることになる。上記問題の解決を図るため、MCNPのサブルーチンのひとつである"hstory"の修正を行った。テスト計算の結果、プログラムの修正は適切に行われ、MCNPは適用「weight window」に左右されず同じ答えを出すようになったことが確認された。

論文

Development of the supervisory discharge operation monitoring system for JT-60

末岡 通治; 戸塚 俊之; 川俣 陽一; 栗原 研一; 関 暁之

Fusion Engineering and Design, 83(2-3), p.283 - 286, 2008/04

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

核融合実験装置を安全かつ効率的に運転するには、実験運転に携わる運転員にその時々でタイムリーな情報を提供する必要がある。そこで、中央制御室の前面に大型液晶モニタを新規設置し、この画面に実時間プラズマ映像や放電シーケンスの進行状況,放電スケジュール,各設備の警報の有無など、さまざまな情報画面を自動表示する全く新しいシステムを開発することとした。このシステムは放電シーケンスに従ってこれらの画面を自動的に切り替えることができ、また運転者の任意のリクエストに応じた画面を出力することもできる。本発表では、本システムの設計の現状について報告し、また機能向上など将来の実験利用に向けた展望についても触れる。

報告書

JT-60プラズマ映像データベースシステムの開発

末岡 通治; 川俣 陽一; 栗原 研一; 関 暁之

JAEA-Technology 2008-021, 23 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-021.pdf:10.47MB

プラズマ映像は、実験放電がどのようなものかを直接知るために最も効率的な手段の一つである。JT-60のプラズマ映像は、プラズマを撮影する可視テレビ映像とプラズマ断面CG映像,磁場揺動信号を音声として加えた動画が放電ごとに放映されている。このプラズマ映像を広く実験放電の評価に利用するために、新たにプラズマ映像データベースシステムを開発した。このシステムの特徴は、放電シーケンスに従って自動的にプラズマ映像を記録・保存・管理し、さらに、WEBサーバーを介して放電映像データをネットワーク配信することができる。特に、大幅な経費の節減を目指して最も割高感の大きい従来使用して来たリアルタイムOSを使用しない実時間システムの開発に取り組み、汎用的なWindows OS下で動作させることに成功している。本報告では、本システムの設計・製作にかかわる詳細とシステムの稼動結果について報告する。

論文

The Plasma movie database system for JT-60

末岡 通治; 川俣 陽一; 栗原 研一; 関 暁之

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1008 - 1014, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.08(Nuclear Science & Technology)

トカマク型核融合実験装置JT-60では、プラズマ放電を撮影した可視テレビ映像とプラズマ最外殻磁気面の実時間可視化画像を1つの映像信号に合成し、これにプラズマ周辺磁場を計測している磁気プローブ信号を音声チャンネルに入力して実験運転時に大画面テレビに出力している。実験結果データ解析の効率を著しく高めるために、この映像データを放電ごとに蓄積・管理して迅速に提供する映像データベース・配信システムを新たに開発した。本報告では、これらの実現に向けて開発を行った映像データベースシステムの詳細について報告し、機能向上への課題と将来の遠隔実験に向けた利用の展望にも触れる。

論文

Coulomb excitation experiments at JAEA Tandem facility for the study of nuclear structure

小泉 光生; 藤 暢輔; 長 明彦; 木村 敦; 宇都野 穣; 大島 真澄; 早川 岳人; 初川 雄一; 片倉 純一; 松田 誠; et al.

Proceedings of the International Workshop on Quark Nuclear Physics 2006, p.245 - 252, 2006/00

原子力機構では、多重クーロン励起実験法を用い基底状態に近い偶偶核の構造を系統的に研究している。これまで、Ge, Zn, Moなどの安定な原子核について、B(E2), Qモーメントなどの電磁気的物理量を測定してきた。われわれの実験の結果、$$^{70,74,76}$$Ge, $$^{98}$$Mo核で、変形共存していることが明らかになった。Ge原子核においては、質量が76-74-72と下がるに従い、球形侵入バンドの0$$^{+2}$$バンドヘッドのエネルギーが下がり、$$^{70}$$Geで基底状態のプロレイト変形0$$^+$$準位と入れ替わることがわかった。$$^{98}$$Moでは、プロレイトと3軸非対称変形の共存現象が見つかった。$$^{66,68}$$Znでは、3軸非対称変形していることが明らかになった。

論文

Multiple coulomb excitation experiment of $$^{68}$$Zn

小泉 光生; 関 暁之*; 藤 暢輔; 長 明彦; 宇都野 穣; 木村 敦; 大島 真澄; 早川 岳人; 初川 雄一; 片倉 純一; et al.

Nuclear Physics A, 730(1-2), p.46 - 58, 2004/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:39.41(Physics, Nuclear)

原研タンデム・ブースター加速器施設で$$^{68}$$Znビームのクーロン励起実験を行った。実験の結果、新たに2つの$$E2$$マトリックスエレメント及び2$$_{1}$$$$^{+}$$の四重極モーメントを得た。$$^{68}$$Znの構造を理解するために、Nilsson-Strutinskyモデルでポテンシャルエネルギー表面(PES)の計算を行った。その結果、PESは、2つの浅い極小値を持つことがわかった。1番目の極小値は、フェルミ面の下に$$1g_{9/2}$$軌道を含まず、2番目の極小値は、それを含むことがわかった。殻モデル計算との比較より、基底状態バンド及び侵入バンドは、それぞれEPSの1番目及び2番目に関係していると考えられる。基底バンドの励起エネルギーや$$B(E2)$$の実験値は、3軸非対称モデル及びO(6)限界のIBMによって、ある程度再現できることがわかった。また、PESの浅い極小は原子核の形状がソフトであることを示唆している。以上より、基底状態バンドは、ソフトな三軸非対称変形していると考えられる。

論文

Multiple Coulomb Excitation Experiment of $$^{66}$$Zn

小泉 光生; 関 暁之*; 藤 暢輔; 大島 真澄; 長 明彦; 木村 敦; 初川 雄一; 静間 俊行; 早川 岳人; 松田 誠; et al.

European Physical Journal A, 18(1), p.87 - 92, 2003/10

 被引用回数:11 パーセンタイル:37.76(Physics, Nuclear)

$$^{nat}$$Pbターゲットに、原研タンデム・ブースターで加速された$$^{66}$$Znビームを照射して、多重クーロン励起実験を行った。実験結果を最小自乗検索プログラムGOSIAで解析した結果、4つの${it E2}$マトリックスエレメントと、2$$_{1}$$$$^{+}$$準位の静電四重極モーメントを得ることができた。得られた${it B(E2)}$より、基底バンドは準回転バンドと解釈できることがわかった。また、2$$_{1}$$$$^{+}$$準位が、正の静電4重極モーメントを持つことがわかった。実験結果、及び、Nilsson-Strutinskyモデルによる表面ポテンシャルエネルギーの計算結果より、基底バンドは、ソフトな三軸変形をしていると考えられる。

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