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山口 晃範*; 横塚 宗之*; 古田 昌代*; 久保田 和雄*; 藤根 幸雄*; 森 憲治*; 吉田 尚生; 天野 祐希; 阿部 仁
日本原子力学会和文論文誌(インターネット), 21(4), p.173 - 182, 2022/09
確率論的リスク評価(PRA)から得られるリスク情報は、原子力施設におけるシビアアクシデント対策の有効性を評価するために有用である。再処理施設に対するPRA手法は原子力発電所のそれと比べて未成熟と考えられ、本手法を成熟させるためには事故シナリオの不確実性を低減することが重要となる。本論文では、再処理施設におけるシビアアクシデントである高レベル廃液の沸騰による蒸発乾固への事象進展と、それに伴う放射性物質の移動挙動に関する文献調査の結果をまとめた。Ruの重要な特徴の一つは、事象進展の過程で揮発性化合物を形成することであり、本稿ではその移動挙動を温度に基づいて4段階に分類した。高温まで至った乾固物からはRuは放出されない一方、Csのような他の揮発性元素が放出される可能性がある。実験データは未だに不十分な状態であり、放射性物質の移行挙動の温度依存性を明らかにすることが求められる。
)
(SrMnO) superlattice revealed by resonant soft X-ray scattering久保田 正人; 山田 浩之*; 中尾 裕則*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 澤 彰仁*; 村上 洋一*
Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FH07_1 - 05FH07_5, 2014/05
被引用回数：2 パーセンタイル：8.84(Physics, Applied)We have investigated the magnetic and electronic properties of (LaMnO)(SrMnO) superlattice fabricated on a lattice-matched La
Sr
Al
Ta
O
substrate by resonant soft X-ray scattering. The temperature- and 
-dependences of the energy spectra were measured around the Mn 
-absorption edges. We successfully observed not only a signal that reflects the valence modulation of Mn ion, but also a magnetic signal reflecting ferromagnetism. Compared with the calculated models, we concluded that the ferromagnetism mainly originates from the magnetic moments at the Mn sites sandwiched by LaO layers.
Al
(R = La and Pr)迫田 將仁*; 久保田 和宏*; 田中 修平*; 松岡 英一*; 菅原 仁*; 松田 達磨; 芳賀 芳範
Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB011_1 - SB011_4, 2012/12
被引用回数：2 パーセンタイル：10.8(Physics, Multidisciplinary)We have succeeded in growing single crystals of RRuAl (R =La and Pr), and measured their electrical resistivity and Hall effect to gain the deeper insight of the physical properties of CeRuAl which exhibits an unusual long-range order (LRO) below 
27 K. The temperature dependences of the electrical resistivity of both LaRuAl and PrRuAl show the typical metallic behavior without any phase transition. The Hall effect measurements reveal that the carrier number of CeRu2Al10 in the LRO region is about 30 times smaller than that of LaRuAl, indicating highly different electronic states between these compounds below 
.
関 洋治; 江里 幸一郎; 横山 堅二; 榎枝 幹男; 久保田 仁一*; 坂本 健作
Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 8 Pages, 2012/12
固体増殖方式の核融合炉ブランケットでは、チタン酸リチウム(Li
)の増殖材微小球を容器に充填し、増殖したトリチウムをヘリウム(He)パージガスによって回収するシステムを採用している。国際熱核融合実験炉の中性子環境下で総合的な機械機能試験が実施予定の固体増殖方式のテストブランケットモジュールや同方式を採用した原型炉のパージガス補器系統の設計において、微小球充填体内を通過するHeパージガスの圧力損失やその流動現象を予測するためのツールを確立することは重要である。本報では、増殖材微小球充填体に対して、幅広い流量域(0L/min - 100L/min)で圧力損失試験を行い、40L/min以下で一様な空隙率で構成された実験式と良い一致を得た。他方、微小球を境界条件として模擬した充填体内流動の数値解析を行い、実験との比較を行った。本数値シミュレーションでは、実験では得ることのできない充填体内の流動分布を得ることに成功した。本結果により充填容器壁近傍と充填体中央部の流速分布の違いを明らかにした。
浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 坂村 高洋*; 久保田 仁*; 吉田 勝
Journal of Polymer Science, Part A; Polymer Chemistry, 45(13), p.2624 - 2637, 2007/07
紫外線グラフト重合及びスルホン化技術を併用することによるPTFEをベースにしたプロトン伝導性電解質膜を開発した。紫外線照射によりスチレンモノマーをPTFEフィルム内部まで均一にグラフトさせることができた。得た電解質膜を評価したところ、低グラフト率(10%)にもかかわらず、ナフィオンと同程度のプロトン伝導性を持つ電解質膜であることがわかった。また、紫外線照射法はPTFEフィルムに与える損傷が少ないため、従来の放射線法に比べてより高強度な電解質膜を得ることができた。
Chen, J.; Septiani, U.*; 浅野 雅春; 前川 康成; 久保田 仁*; 吉田 勝
Journal of Applied Polymer Science, 103(3), p.1966 - 1972, 2007/03
被引用回数：20 パーセンタイル：53.03(Polymer Science)本研究では、フッ素系高分子膜であるETFE, PVDF及び放射線架橋したPTFEを用いて、放射線グラフト重合及びスルホン化による燃料電池用高分子電解質膜を作製し、膜の特性を比較検討した。それらの高分子電解質膜(イオン交換容量が1.0mmolg
)のプロトン導電性及び化学安定性を調べたところ、ETFEをベースとした電解質膜は比較的高い耐酸化性を持っているが、プロトン導電性が低いことがわかった。一方、架橋したPTFEをペースとした電解質膜は優れたプロトン導電性を示したが、耐酸化性はETFEをベースとした膜より低かった。このような特性の違いは基材フィルムの結晶性及び化学構造と密接な関連性があると結論した。
八巻 徹也; 小曾根 雄一*; 廣木 章博; 細井 克彦*; 浅野 雅春; 久保田 仁*; 吉田 勝
電気化学および工業物理化学, 75(2), p.175 - 178, 2007/02
被引用回数：10 パーセンタイル：22.72(Electrochemistry)イオンビーム照射とエッチング処理により得たイオン穿孔膜に、さらに
線照射とグラフト重合を組合せた手法により新規な燃料電池用電解質膜を作製した。作製法は次のように行った。まず、
Xeイオン(450MeV)を照射したPVDF(25
m)を80
Cの9M KOH水溶液で50時間処理し、100nmの孔径を持つイオン穿孔膜を得た。つぎに、このイオン穿孔膜に線を160kGy照射後、スチレンを60Cでグラフト重合し、0.2Mクロロスルホン酸/ジクロロエタン溶液を用いて50Cでスルホン化することにより電解質膜とした。この電解質膜の膜面方向と膜厚方向のプロトン導電性の検討から、異方導電性を持つことがわかった。このような一次元的なプロトン伝導経路により、市販膜のナフィオンに比べて含水率は低下し、さらにメタノール透過も抑制されることがわかった。
Septiani, U.*; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 吉田 勝; 久保田 仁*
Journal of Materials Science, 42(4), p.1330 - 1335, 2007/02
被引用回数：16 パーセンタイル：47.72(Materials Science, Multidisciplinary)電解質膜の開発において、耐久性の向上は重要な課題になっている。本論文では、ETFE膜にスチレンモノマーを放射線グラフトした後、スルホン化して得た高分子電解質膜の耐久性に及ぼす照射雰囲気の影響について検討した結果をまとめた。10kGy照射したETFE膜(50m)にアルゴンガスをバブリングしたスチレンモノマー(40vol%)とトルエン(60vol%)の混合溶液を充填して50Cでグラフト重合を行った。この前照射の場合、アルゴン雰囲気中及び酸素雰囲気中で行った。前照射・後グラフト重合法によるETFE膜へのスチレンをグラフト重合後、スルホン化して得た電解質膜の耐酸化性を検討した。耐酸化性試験には、1.0mmol/gのイオン交換容量を持つ電解質膜を用いた。耐酸化性は60C、3%過酸化水素水溶液中に電解質膜を浸漬した後の重量変化から評価した。その結果、アルゴン雰囲気下で照射して得た電解質膜の耐久性は、酸素雰囲気下で照射して得た電解質膜に比べて、2倍高いことがわかった。酸素雰囲気下で照射して得た電解質膜の耐久性が低い理由として、主鎖とグラフト鎖の間にあるエーテル結合に起因していると推察した。
Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 坂村 高洋*; 久保田 仁*; 吉田 勝
Journal of Membrane Science, 283(1-2), p.373 - 379, 2006/10
被引用回数：23 パーセンタイル：59.23(Engineering, Chemical)UV照射によるスチレングラフトプロセス及び電子線によるグラフト膜架橋導入を併用して新規な燃料電池用電解質膜の合成法を開発した。グラフトプロセスでは、ガス相及び液相でのスチレンのグラフト化を検討した。スチレンをグラフトしたETFE膜を電子線照射することで、架橋構造導入による耐久性向上が実現できた。本論文の特徴は、(1)UVグラフト法によるスチレンのETFE膜全体へのグラフト化,(2)合成した電解質膜の高プロトン導電性,(3)ガス相グラフト法より液相グラフト法で合成した電解質膜の高導電性,(4)これらの電解質膜の異方性プロトン導電性,(5)電子線架橋による耐久性向上と電解質膜表面への高濃度導電基の確保である。
八巻 徹也; 小曾根 雄一; 廣木 章博; 浅野 雅春; 久保田 仁*; 吉田 勝
ECS Transactions, 3(1), p.103 - 112, 2006/00
日本原子力研究開発機構イオン照射施設が保有するサイクロトロン加速器からの重イオンビームを用いて、水電解システムや燃料電池に応用可能なフッ素系高分子電解質膜を作製した。このいわゆるナノ構造制御型電解質膜は、照射後の化学エッチングによって孔径100nmのポリフッ化ビニリデンイオン穿孔膜を作製し、次に得られた細孔への線グラフト重合によりプロトン伝導性基を導入する、という2段階のプロセスで得られた。イオン交換容量を制御した電解質膜では膜厚方向のみに異方的なプロトン伝導性を示したことから、イオンの入射により生成した潜在飛跡に沿って一次元的なプロトン伝導経路が形成されていることが明らかになった。市販膜ナフィオンと比較すると、含水や物質(メタノール)透過の抑制能において優位性が確認できた。
Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 坂村 高洋*; 久保田 仁*; 吉田 勝
Electrochemical and Solid-State Letters, 9(5), p.G184 - G186, 2006/00
被引用回数：8 パーセンタイル：31.61(Electrochemistry)光グラフト重合を利用した燃料電池用電解質膜の作製を試み、得られた膜の特性を評価した。気相系の光グラフトの場合、キトサンを塗布したETFE膜をスチレンモノマー蒸気に暴露することにより行った。一方、液相系の光グラフトでは、スチレン-水/アセトン(1/5vol%)溶液中にキトサンを塗布したETFE膜を浸漬することにより行った。それぞれの膜をグラフト後、スルホン化した電解質膜のプロトン導電性を測定したところ、気相系と液相系で得た電解質膜の膜面方向のプロトン導電性には違いが見られなかった。しかしながら、膜厚方向のプロトン導電性では、同じイオン交換容量において違いが生じ、気相系に比べて液相系で得られた電解質膜のプロトン導電性が高くなることがわかった。ちなみに、イオン交換容量が2.0mmol/gでの膜厚方向のプロトン導電性では、気相系の0.036S/cmに対し、液相系では0.072S/cmであった。この原因を明らかにするために、膜断面のEDS分析により、膜中のイオウ(S)成分の分布を調べたところ、液相系では膜表面と膜中央に均一にイオウ成分が分布していることがわかった。それに対し、気相系の場合、イオン成分の分布は膜表面に集中し、膜中心部には少ないことがわかった。これらの結果から、膜中のスルホン酸基の均一・不均一分布が膜厚方向のプロトン導電性の違いに影響を与えたと結論した。
Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 坂村 高洋*; 久保田 仁*; 吉田 勝
Electrochemical and Solid-State Letters, 9(11), p.G326 - G329, 2006/00
被引用回数：5 パーセンタイル：22.34(Electrochemistry)紫外線を利用した燃料電池用PTFE系電解質膜の作製を試み、得られた膜の特性を評価した。紫外線照射により、PTFE膜内部までスチレンをグラフト重合することに成功した。7%と低いグラフト率にもかかわらず、ナフィオンと同程度のプロトン導電性を持つ電解質膜を得た。また、機械的強度が、従来放射線法で得られたPTFE系電解質膜により優れていることが確認できた。
渕向 純一*; 山口 仁志*; 目黒 義弘; 久保田 俊夫*; 五十嵐 淑郎*
Solvent Extraction Research and Development, Japan, 13, p.139 - 146, 2006/00
抽出剤,リン酸ジ-2-エチルへキシル(D2EHPA)を用いる均一液液抽出法(ペルフルオロオクタン酸イオン(PFOA
)/アセトン系のpH依存相分離現象を利用する方法)によって強酸性条件下(pH1付近)において13種類のランタノイドイオン(III)を高倍率濃縮で抽出することに成功した。この実験条件下において、各ランタノイドの抽出率は、約85
95%が得られた。また、水相(Vw)と析出相(Vs)の体積比(Vw/Vs)は、1,580倍(47.5ml
30l)を達成した。抽出化学種は、水/シクロヘキサン系における一般的な溶媒抽出を用いて、抽出剤,PFOA,酢酸ナトリウムなどの濃度を変化させることにより検討した。結果として、3価のランタノイドイオンの抽出化学種は、金属とD2EHPAが1:3の組成比の錯体であると推定した。
八巻 徹也; 小林 和博; 浅野 雅春; 久保田 仁*; 吉田 勝
Polymer, 45(19), p.6569 - 6573, 2004/09
被引用回数：56 パーセンタイル：82.78(Polymer Science)架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)にスチレンを線グラフトした後、スルホン化することによって、プロトン交換膜を合成した。グラフト率は、PTFE基材膜の架橋密度とグラフト反応の条件により775%の範囲で制御された。今回の作製条件において、膜内部まで均一にスルホン酸基を導入するためには30%以上のグラフト率が必要であることがわかった。得られたプロトン交換膜は、ナフィオンのような市販のパーフルオロスルホン酸膜を大きく上回る2.9meq gという大きなイオン交換容量を有するとともに、含水時における高い寸法安定性も兼ね備えている。これらの優れた特性は、言うまでもなく架橋PTFEをグラフト基材に用いたことに起因し、われわれのプロトン交換膜が燃料電池に応用可能であることを強く示唆している。
久保田 直義*; 片桐 政樹; 上条 恵一*; 南戸 秀仁*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.321 - 324, 2004/08
被引用回数：24 パーセンタイル：81.07(Instruments & Instrumentation)ZnS:Agは他の蛍光体に対して発光量が非常に多いことなどから、中性子シンチレータ用蛍光体としてよく使われているが蛍光寿命の中に長い成分を含むため高計数率に対応できない。このため、高計数率に対応した中性子検出器を開発するため、蛍光寿命が短いZnS系蛍光体の研究を進めた。ZnO:Zn, ZnO:Ga, ZnSSe:Agなどを製作し、シンチレータ用蛍光体としての特性の評価を行った。この結果、放電プラズマ焼結装置を用いて作製したZnO:Znが早い寿命を示すこと、また、市販のP15と呼ばれているZnO:Znの場合、波長が長くなるが
LiFと組合せて中性子用シンチレータとした場合、検出効率は下がるものの蛍光寿命が短くなり、高計数率に対応できるようになることなどがわかった。
八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 森田 洋右; 諏訪 武; Chen, J.*; 坪川 紀夫*; 小林 和博*; 久保田 仁*; 吉田 勝
Radiation Physics and Chemistry, 67(3-4), p.403 - 407, 2003/08
被引用回数：76 パーセンタイル：97.02(Chemistry, Physical)固体高分子型燃料電池用電解質膜に応用するため、線架橋(340
,60~240kGy)して得られたポリテトラフルオロエチレン膜にスチレンを線グラフト、次いでスルホン化によって導電性基を導入した。スチレンのグラフト率は、グラフト重合に必要な線量,温度,時間を変化させることにより、5~120%の範囲で制御できた。このグラフトスチレン鎖にスルホン基を導入し、イオン交換容量を測定したところ、0.5~3.3meq/gの値を得た。スルホン基を含むグラフトスチレン鎖の膜内における分布状態を調べるため、イオウ元素をX線分析した結果、膜の内部にまで均一に分布していることが確かめられた。これらの結果を学会で発表し、論文投稿する予定である。
井上 豊; 小林 和博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 久保田 仁*; 吉田 勝
第2回21世紀連合シンポジウム; 科学技術と人間論文集, p.257 - 260, 2003/00
本研究では、燃料電池用架橋フッ素系高分子電解質膜を合成とX線回折(XRD)分析による構造解析を行った。架橋構造を付与したポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜にスチレン(St)を放射線グラフトした後、スルホン化を行った結果、Nafionを上回る高いイオン交換容量(1.32.0meqg)を持つ電解質膜を合成できた。架橋及びStグラフト反応が進行するにつれて、PTFE膜の結晶化度は結晶子寸法の減少とともに低下した。最後に、スルホン化した膜がNafionと比べて高い結晶化度を保持していたことは非常に興味深い。
-point temperature廣木 章博*; 吉田 勝; 長岡 範安*; 浅野 雅春; N.Reber*; R.Spohr*; 久保田 仁*; 片貝 良一*
Radiat. Eff. Defects Solids, 147, p.165 - 175, 1999/00
N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)のポリマーゲルは、32C付近に下限臨界共溶温度(LCST)を持つため、この温度の前後で可逆的な膨潤収縮挙動を示すことが知られている。孔径が2.5mで、かつ形状が円柱状の貫通孔からなるイオン穿孔膜に、上述のNIPAAmゲルを放射線グラフトした。グラフトしたNIPPAmゲル層は温度変化に追従した、伸びたり縮んだりするため、孔のサイズ制御が可能となる。この機能性多孔膜の性能をp-ニトロフェノール(PNP)の透過から調べた。その結果、PNPの透過は、30Cで著しく抑制され、7.12
10
cm/minの値を示した。これに対し、29Cと31Cでの透過は、30Cに比べて約100倍近く加速された(29Cが3.8410
cm/min,31Cが2.4610cm/min)。30Cにおける透過の抑制は、29C付近に存在する温度の存在により説明することができる。温度ではNIPPAmと水との親水性相互作用が見掛け上、消失する。この作用によって、30Cで透過が抑制されたものと考えられる。
吉田 勝; 長岡 範安*; 浅野 雅春; 諏訪 武; 久保田 仁*; 片貝 良一*
J. Polym. Sci., Part A, 35, p.3075 - 3077, 1997/00
N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)は62Cに融点を持つ結晶性モノマーであり、水に可溶である。このモノマーを、融点以下での結晶状態、逆にこの温度以上での溶融状態、あるいは水に溶解させた状態で放射線を照射すると、いずれの計においても、重合が起こることを見い出した。この場合、放射線による重合過程で、架橋剤が存在しないにもかかわらず自己架橋と分解が同時に起こることも明らかとなった。得られたポリマーゲルは、32Cで体積相転移をともなう。0Cと50Cで測定した体積変化の比は架橋密度によって影響される。そこで、この関係から、NIPAAmの放射線による重合過程での架橋と分解のメカニズムを考察した。
吉田 勝; 長岡 範安*; 浅野 雅春; 大道 英樹; 久保田 仁*; 小倉 紘一*; Vetter, J.*; Spohr, R.*; 片貝 良一*
Journal of Nuclear Materials, 122(1), p.39 - 44, 1997/00
イオン穿孔技術と新しい機能材料を組み合わせることによって、僅かな温度の変化に敏感に応答するインテリジェント化学弁を調製した。機能材料は、放射線感受性の材料として知られているジエチレングリコールビスアリルカーボネート(CR-39)と温度応答ゲルとして新しく開発されたアクリロイル-L-プロリンメチルエステル(A-ProOMe)のコポリマーからなる。このコポリマー膜へのイオン穿孔の形成は11.6MeV/n
Pbイオンを照射ののち、6M水酸化ナトリウム水溶液中、60Cで10分エッチングすることにより行った。コポリマー膜中に形成されたイオン穿孔の孔径は、水中において30Cで0.3m、0Cで完全に閉まった状態を示すことが分かった。
