「保健物理」に掲載された東京電力福島第一原子力発電所事故関連記事を振り返る; 総論

高原 省五; 飯本 武志*; 五十嵐 隆元*; 川端 方子*

保健物理(インターネット), 58(2), p.50 - 58, 2023/08

https://doi.org/10.5453/jhps.58.50

日本保健物理学会は、日本保健物理学会誌に掲載された福島第一原子力発電所(1F)事故に関連する論文から知見を得るため、ワーキンググループを立ち上げた。本論文は、リスクコミュニケーション、環境測定・モニタリング、放射線量測定・評価、放射線医学、放射性廃棄物の分野に分類されない47編の論文についてレビューを行った結果について述べたものである。レビューされた論文には、著者の立場や発表時期における社会的関心によって、様々な知見や問題点が存在する。これらの知見や問題意識と向き合い、「保健物理学とは何か」、「放射線防護とは何か」を慎重に考えることが、今後の保健物理学会の発展に重要である。

Role of advection in atmospheric ammonia; A Case study at a Japanese lake basin influenced by agricultural ammonia sources

久保田 智大; 黒田 久雄*; 渡邊 未来*; 高橋 晃子*; 中里 亮治*; 樽井 美香*; 松本 俊一*; 中川 圭太*; 沼田 康子*; 大内 孝雄*; et al.

Atmospheric Environment, 243, p.117856_1 - 117856_9, 2020/12

https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117856

大気アンモニア(NH)の乾性沈着は水圏生態系への窒素負荷経路の1つである。アジア諸国におけるNHの最大の排出源の一つである農業・畜産は、NH濃度の空間的及び季節的変動を引き起こし、乾性及び湿性沈着により湖沼流域へ影響を与えることが知られている。しかし、観測ネットワークの不足から、流域スケールでのNH濃度の空間分布はよく知られていない。本稿では、農業・畜産が盛んな流域(霞ヶ浦流域)でのNH濃度の空間的及び季節的変動の支配的要因を明らかにすることを目的とした。観測は2018年10月10日から2020年1月14日まで、合計36地点で行った。観測期間中の平均NH濃度は、農用地,湖,住宅地,森林の順に高かった。畜舎近傍で観測されたNH濃度は夏季より冬季の方が高く、気温に依存する揮発プロセスに基づくNH排出量の季節変化と異なった。農用地や湖のNH濃度と気象要素との比較から、排出源からのNHの移流の季節変化の重要性が示唆された。湖上のNHの乾性沈着量を推定したところ、全窒素の湿性沈着量を上回る可能性がある。湖への乾性沈着は植物プランクトンの増殖プロセスに関連することが知られており、水圏生態系の管理を行う上でNHの移流を考慮するべきである。

Non-aqueous selective synthesis of orthosilicic acid and its oligomers

五十嵐 正安*; 松本 朋浩*; 八木橋 不二夫*; 山下 浩*; 大原 高志; 花島 隆泰*; 中尾 朗子*; 茂吉 武人*; 佐藤 一彦*; 島田 茂*

Nature Communications (Internet), 8, p.140_1 - 140_8, 2017/07

https://doi.org/10.1038/s41467-017-00168-5

Orthosilicic acid (Si(OH)) and its small condensation compounds are among the most important silicon compounds but have never been isolated, despite the long history of intense research due to their instability. These compounds would be highly useful building blocks for advanced materials if they become available at high purity. We developed a simple procedure to selectively synthesize orthosilicic acid, its dimer, cyclic trimer, and tetramer, as well as appropriate conditions to stabilize these species, in organic solvents. Isolation of orthosilicic acid, the dimer and the cyclic tetramer as hydrogen-bonded crystals with tetrabutylammonium halides and of the cyclic trimer as solvent-containing crystals was achieved. The solid-state structures of these compounds were unambiguously clarified by single crystal X-ray diffraction analysis and also by neutron diffraction study for orthosilicic acid. Based on these results, we also succeeded in developing a more practical synthetic procedure for high concentrations of stable orthosilicic acid stably in organic solvents via a simple hydrolysis of tetraalkoxysilanes.

Three dimensional computational modelling and simulation of intergranular corrosion propagation of stainless steel

五十嵐 誉廣; 小松 篤史; 本岡 隆文; 上野 文義; 山本 正弘

Proceedings of 19th International Corrosion Congress (19th ICC) (CD-ROM), 7 Pages, 2014/11

ステンレス鋼の粒界腐食進展を模擬するための、セルオートマトン法を用いた3次元計算モデルの開発を行った。粒界腐食の表面粗さと粒界腐食速度分布の分散との間の関係について検証をするため、開発モデルを用いて均一の粒界腐食速度及び分布した粒界腐食速度を設定した粒界腐食シミュレーションを行い、表面粗さの比較を行った。その結果、分布した粒界腐食速度を設定した場合の腐食表面の粗さは均一の粒界腐食速度を設定した場合と比べて表面が粗くなることが明らかとなった。また、分布した粒界腐食速度を設定した場合の粒界腐食断面図から見られる表面粗さを腐食試験の断面写真と比較した結果、同様の傾向が見られることがわかった。これらの結果は、粒界腐食速度の分布は粒界腐食表面の粗さに影響を及ぼすことを示している。

Generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons

永井 泰樹; 橋本 和幸; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司; 園田 望; 川端 方子; 原田 秀郎; 金 政浩*; 塚田 和明; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(6), p.064201_1 - 064201_7, 2013/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.82.064201

A new system proposed for the generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons (GRAND) is described by mainly discussing the production of Mo used for nuclear medicine diagnosis. A prototype facility of this system consists of a cyclotron to produce intense accelerator neutrons from the C(d,n) reaction with 40 MeV 2 mA deuteron beams, and a sublimation system to separate Tc from an irradiated MoO sample. About 9.7 TBq/week of Mo is produced by repeating irradiation on an enriched Mo sample (251g) with accelerator neutrons three times for two days. It meets about 10% of the Mo demand in Japan. The characteristic feature of the system lies in its capability to reliably produce a wide range of high-quality, carrier-free, carrier-added radioisotopes with a minimum level of radioactive wastes without using uranium. The system is compact in size, and easy to operate; therefore it could be used worldwide to produce radioisotopes for medical, research, and industrial applications.

Successful labeling of Tc-MDP using Tc separated from Mo produced by Mo(,2)Mo

永井 泰樹; 初川 雄一; 金 政浩; 橋本 和幸; 本石 章司; 今野 力; 落合 謙太郎; 高倉 耕祐; 佐藤 裕一*; 河内 幸正*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(8), p.083201_1 - 083201_4, 2011/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.80.083201

加速器で生成される中性子を酸化モリブデン100に照射して、Mo(,2)Mo反応で生成したMoから放射性の不純物を除去してTcを分離抽出すること、そして、Tc-MDP標識化合物を合成することに、世界で初めて成功した。親核のMoは、原子力機構の核融合中性子源施設で、トリチウムに重陽子を照射して得られる14MeVの中性子を用いて、Mo(,2)Mo反応で生成した。そして、Tcは、昇華法でMoから分離抽出し、その放射核純度は、99.99%以上であることを、分光で確認した。また、Tc-MDP標識率は、99%以上であることを、薄膜クロマト法で確かめた。これらの値は、米国薬局方が高濃縮ウランの核分裂反応で生成されるMoに対する要請値を超えるものである。そのため、本方法で生成するMoは、核分裂法の代替えとして有効であり、我が国の安定かつ信頼性の高いMo供給に寄与するであろう。

Two-dimensional stress corrosion cracking model for reactor structural materials

五十嵐 誉廣; 三輪 幸夫; 加治 芳行; 塚田 隆

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(4), p.1188 - 1196, 2008/00

https://doi.org/10.1299/jpes.2.1188

粒界型応力腐食割れ(IGSCC)の分岐き裂を再現するための2次元IGSCCモデルの開発を行った。本モデルでは、IGSCCの進展傾向に重要な影響を与えると考えられる、粒界腐食,粒界に作用するせん断応力の影響、そして粒界強度の因子を考慮してIGSCCを進展させる。本モデルを用いて、幾つかの荷重条件,せん断応力条件におけるき裂進展シミュレーションを行った。結果、き裂分岐の原因は粒界に作用するせん断応力の影響であること、そしてIGSCCに特異的に見られる、荷重方向に対し斜め方向へのき裂進展の原因は、せん断応力と粒界腐食の相乗的影響であることがわかった。

Development and application of hybrid fast-coarse-grained-particle/molecular-dynamics simulation method

五十嵐 誉廣; 尾形 修司*; 塚田 隆

Proceedings of 3rd International Conference on Multiscale Materials Modeling, p.179 - 182, 2006/09

材料の破壊・損傷などの諸現象は、さまざまなサイズにおける材料の化学的・機械的特性の変化や、環境の効果などが複雑に影響を及ぼし合う現象であるため、各種の実験解析から得られた結果を総合的に考慮する必要がある。しかし、実験解析で取り扱えるサイズには限界があること、そして実験では短い時間スケールの動的振る舞いを追うことが難しいことから、破壊・損傷現象の素過程を追うための解析手法として計算機解析が注目されている。計算機を用いた連続体-原子マルチスケール手法は、計算精度を保ちつつ解析時間の削減が可能であるため、ナノサブミクロンサイズの材料に関する諸物理現象の素過程を解析するための適切な手法の一つである。本研究では、新しいマルチスケール手法である、高速粗視化粒子-分子動力学ハイブリッドシミュレーション法の開発を行い、開発したハイブリッドシミュレーション法を用いて-Fe系のシミュレーション解析を行った。原子ポテンシャルはFeとCuを扱うことができるAcklandポテンシャルを採用した。特に粒界を含むFe系に対し応力が作用したときのFe原子の振る舞いについて、原子論的な視点から議論を行う。

JT-60U ECH装置用ジャイロトロンにおけるアノード電圧制御による出力変調運転

寺門 正之; 関 正美; 下野 貢; 五十嵐 浩一*; 満仲 義加*; 諫山 明彦; 安納 勝人; 池田 佳隆

JAERI-Tech 2003-053, 25 Pages, 2003/06

JAERI-Tech-2003-053.pdf:3.23MB

臨界プラズマ試験装置(JT-60U)では、電子サイクロトロン加熱(ECH)装置を用いて、局所的にプラズマを加熱あるいは電流駆動しプラズマの性能向上実験を実施している。また、プラズマの熱伝導率を測定し閉じ込め性能を調べるため、ECH装置の高周波源であるジャイロトロンの高周波出力を数十から数百Hz程度に変調し、プラズマ中へパルス的に入射している。JT-60Uでは、ジャイロトロンのアノード電圧を制御することで高周波出力の変調運転に成功した。アノード電圧を約10%変化させることで、変調度が約80%の出力変調運転を行うことができる。変調周波数は、12.2Hz~500Hzである。なお、出力変調運転中に主モードの発振効率が低下することにより放射器が加熱される。この原因は、放射器入口部における寄生発振と推測される。しかし、放射器の温度を監視することでジャイロトロンを保護することができる。

Applications of X-ray nuclear resonant scattering with the use of synchrotron radiation

菊田 惺志*; 依田 芳卓*; 小山 一郎*; 清水 達夫*; 五十嵐 博*; 泉 弘一*; 国宗 依信*; 瀬戸 誠*; 三井 隆也; 原見 太幹; et al.

X-Ray and Inner Shell-Processes (AIP Conference Proceedings 389), p.351 - 365, 1997/01

https://doi.org/10.1063/1.52249

本論文では、我々のグループで最近行われた核共鳴散乱の応用実験に関して、以下のような実験成果が報告される。(1)放射光によるDy、Euの核励起後の集団的崩壊を内部転換過程で生じるL-X線の時間遅れを検出することで観測した。(2)集団励起後、反強磁性体FeBO単結晶中の原子の内部磁場を1nsで高速反転させた時の核共鳴前方散乱の時間スペクトルを観測した。(3)反強磁性体FeBOに放射光パルスに同期をとったrf磁場(f=2.38MHz)を印加した時の核共鳴前方散乱の時間スペクトルを観測した。(4)核共鳴非弾性散乱の応用として、300K、150KにおけるFeフォイルのフォノンエネルギースペクトルの測定を行った。また、300K、373Kでの磁性流体中のFe微粒子の非弾性メスバウアースペクトルも観測された。(5)FeBO(333)(855)の同時反射が起きた時の核ブラッグ散乱特性が調べられた。(6)トリスタン(MR)からの干渉性の良いX線を利用し、X線領域での二光子相関実験が行われた。