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論文

建屋表面を対象とした低レベル放射能汚染の自動測定装置の開発

立花 光夫; 伊藤 博邦*; 畠山 睦夫*; 柳原 敏

日本原子力学会和文論文誌, 3(1), p.120 - 127, 2004/03

原子力施設の廃止措置において、コンクリート表面における低レベル放射能汚染を自動測定する建屋表面汚染自動測定装置(RAPID-1600:Radiation Measuring Pilot Device for Floor Contamination with 1,600cm$$^{2}$$ Detectors)を開発した。RAPID-1600は、積層型検出器,自動走行ロボット,制御部から構成される。放射能測定は、検出器を上下2層に重ね、その間に$$beta$$線の遮へい板を挟むことにより、コンクリート表面に近い第1検出器では$$beta$$線と$$gamma$$線を、第2検出器では$$gamma$$線を測定する。測定対象物からの$$beta$$線の計数率は、第1検出器に測定される$$beta$$線と$$gamma$$線の計数率から、第2検出器に測定される$$gamma$$線の計数率を差し引くとこにより評価できる。RAPID-1600は、双輪キャスタ型駆動機構の駆動輪と操舵輪をそれぞれ個別に操作することにより全方向に移動でき、デジタル標識を用いた自己位置同定システムにより位置の補正ができる。日本原子力研究所のRI製造棟における実地適用試験を通して、RAPID-1600が原子力施設の廃止措置における確認測定に適用できる見通しが得られた。

報告書

配管内部汚染分布測定装置の開発(受託研究)

伊藤 博邦*; 畠山 睦夫*; 立花 光夫; 柳原 敏

JAERI-Tech 2003-012, 34 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-012.pdf:2.87MB

配管内面の低レベル放射能汚染を測定するため、配管内部を検出器が移動する配管内部汚染分布測定装置(Measuring Device for Inner Surfaces of Embedded Piping: MISE)を開発した。MISEは、円筒型2層構造の検出器と配管移動ロボットから構成され、各々独立した装置として製作したものである。放射能汚染の測定においては、配管表面に近い外側の円筒状検出器で$$beta$$線と$$gamma$$線を測定し、内側の円筒状検出器では2つの検出器間に配置した遮へい板により$$beta$$線を遮蔽し、$$gamma$$線のみを測定する。$$beta$$線計数率は、外側の円筒状検出器での$$beta$$線と$$gamma$$線計数率の和から内側の円筒状検出器での$$gamma$$線計数率を差し引くことにより導き出される。配管移動ロボットは、配管内部を観察しながら円筒型2層構造の検出器を運ぶことができる。$$^{60}$$Coに対する検出限界値は、30秒の測定時間で約0.17Bq/cm$$^{2}$$であることがわかった。$$^{60}$$Coのクリアランスレベル(0.4Bq/g)に相当する0.2Bq/cm$$^{2}$$の場合、2秒の測定時間で配管内面の放射能汚染を54m/hの測定効率で評価可能である。

論文

Automatic measurement of low level contamination on concrete surfaces

立花 光夫; 伊藤 博邦; 島田 太郎; 柳原 敏

Proceeding of International Waste Management Symposium 2002 (WM '02) (CD-ROM), 8 Pages, 2002/00

廃止措置の最終段階では、建屋構造物の確認測定が必要であるが、精度良い放射能測定には多くの費用が生じると言われている。そこで、建屋表面の低レベル放射能汚染を自動測定するために、2層型検出器とその駆動機構(RAPID)を開発した。RAPIDは,予め設定した測定計画に従って移動し、コンクリート表面の放射能測定を自動で実施できる。RAPIDを用いて特性評価試験を行った結果、$$^{60}$$Coに対する検出限界値は測定時間30秒で0.14Bq/cm$$^{2}$$であった。また、RAPIDを実際の測定作業に適用した結果、測定効率は5m$$^{2}$$/hであり、作業員による直接測定のおよそ2倍であることがわかった。

論文

Mobile robot with a self-positioning system

柳原 敏; 畠山 睦夫; 伊藤 博邦; 森 俊二*; 高木 昭*

Advanced Robotics, 15(3), p.293 - 300, 2001/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.29(Robotics)

原子力施設の廃止措置において、作業の最終段階で必要となる建家床面の放射能汚染を測定する移動型放射能測定装置を開発した。本装置は高感度の放射線検出器を搭載しており、計画したルートに従って移動しながら床や壁の測定が可能である。また、計画したルートを正確に自律走行するために、自己位置同定システムを採用した。これは、移動装置に搭載したCCDカメラを用いて、360度異なったパターンが印刷されたデジタル標識を認識することにより、自己位置を認識するシステムである。この装置を用いることにより、手動による測定作業に比べて大幅な労力の低減が期待できる。

報告書

建家表面汚染分布測定技術の開発(受託研究)

畠山 睦夫; 伊藤 博邦; 柳原 敏

JAERI-Tech 2000-056, 38 Pages, 2000/09

JAERI-Tech-2000-056.pdf:5.23MB

原子力施設の廃止措置において、作業の最終段階で必要となる建家床面の放射能汚染を測定する移動型放射能測定装置を開発した。本装置による汚染分布の測定は、$$^{45}$$Co等から放出される放射能のうち、$$beta$$線のみを弁別して定量するものである。また、検出器は、10cm$$times$$10cm単位のプラスチックシンチレーション検出素子を12体集合した構成とし、局所的な汚染も検出できるよう考案した。本装置による性能試験の結果より、検出限界値は、60秒の測定時間で約0.1Bq/cm$$^{2}$$であり、埋設配管等からの外部放射線の影響の有無を把握できることがわかった。また、装置の測定能力は、測定モードにより異なるが、約4~5m$$^{2}$$/hであり、手動による全面測定の3倍以上の測定作業効率が得られた。

論文

Electric and magnetic characteristics of a Co-Fe-Si-B-based amorphous wire and its application to a multivibrator-type magnetometer at low temperature

坂佐井 馨; 荒 克之; 伊藤 博邦; 岸本 牧; 片桐 政樹

Review of Scientific Instruments, 65(5), p.1657 - 1662, 1994/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:36.94(Instruments & Instrumentation)

低温におけるCo-Fe-Si-B系アモルファス線の電気磁気特性を調べた。その電気抵抗は約30Kで最小となるが、この値は常温のものとほとんど変化せず、約2.7%減少したにすぎない。また、磁気特性として保持力(Hc)、飽和磁束密度(Bs)及び最大透磁率($$mu$$m)を調べたが、4.4Kでは常温の値と比べて、Hcは25%、Bs及び$$mu$$mは15%の増加を示した。これらの結果をふまえ、77K以下の低温で動作するマルチバイブレータ型磁界センサを試作した。試作した磁界センサは、常温で+1(Oe)から-1(Oe)の磁界測定範囲で1(mV/mG)という大きな感度を有し、6Kという極低温下でもその変化は約0.5%であった。

論文

平面コイルによるBi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{x}$$高温超伝導体への交流磁束侵入

荒 克之; 片桐 政樹; 伊藤 博邦; 坂佐井 馨

日本応用磁気学会誌, 18(2), p.703 - 708, 1994/00

ディスク状Bi系高温超伝導体に平面コイルを取付け、交流励磁における磁束の侵入・透過特性を調べた。交流励磁がある大きさに達したとき磁束の透過が生じ、その後急激に透過量が増大し、ある飽和値に達する。この現象は、磁束の侵入は初めにディスクの面内方向に開始され、やがて磁束の透過が起ると、こんどはディスク面に直角な方向での磁束侵入が始まるからである。このことは、磁束の透過量が急激に増大する過程でのヒステリシス磁化特性と飽和値に達したときのヒステリシス磁化特性を測定して、エネルギー損失を求めたところ、前者の過程でのエネルギー損失が後者に比べて単位磁束透過当りはるかに大きいことから説明できる。つぎに直流磁界をかけた状態で交流磁界をかけると、交流磁界の透過は直流磁界を除いたあとでも維持されることが観測された。これは直流磁界のピンニングがあることの客観的な(間接的な)証明でもある。

論文

Small electric-cooled germanium gamma-ray detector

片桐 政樹; 伊藤 博邦

Radiation Detectors and Their Uses,Proc of 8th Workshop; KEK Proc. 94-7, 0, p.174 - 178, 1994/00

測定現場でのガンマ線スペクトロスコピーに欠かせないGeガンマ線検出器の小型化の研究を行った。液体窒素温度(77K)上での冷却に小型スターリング冷凍機を用いた小型電気冷却式Geガンマ線検出器を開発した。本方式を用いた場合の大きな問題点であるエネルギー分解能のマイクロフォニック雑音による劣化を雑音低減法を考察することにより解決した。AC電圧を定格の11Vから8Vに落として運転しかつスペクトロスコピーアンプの時定数を1$$mu$$secに設定した場合、考案した低減法を用いることにより従来の液体窒素冷却法とほぼ同等のエネルギー分解能を有することがわかった。また、スペクトルアナライザとデジタルオシロスコープを用いて雑音スペクトル解析を行うことによりエネルギー分解能劣化原因の究明を行った。

論文

ac magnetic-flux penetration in a sample disk-type sintered Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{x}$$ under low magnetic fields applied by a planar coil

荒 克之; 片桐 政樹; 伊藤 博邦; 坂佐井 馨

Journal of Applied Physics, 73(1), p.471 - 473, 1993/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.04(Physics, Applied)

10kHzの交流励磁界でのデスク状Bi系焼結試料の交流磁束侵入特性を72kで測定した。交流励磁には試料にとりつけた平面コイルをまた侵入磁束の検出には試料のウラ側にとりつけた平面コイルをそれぞれ用いた。測定結果は興味ある非線形の磁束侵入特性を示した。交流励磁がある強さになるまでは磁束の侵入はゼロで、あるところで急に侵入が開始されて急激に増大し飽和値に達する。磁束の侵入が開始されるところの励磁界はH$$_{cl}$$と関係があると考える。交流励磁に直流励磁を重ねると、直流励磁界の増大とともに交流励磁による交流磁束の侵入が開始されある飽和値に達する。その後、直流励磁をゼロにしても交流磁束の侵入は保持される。これは直流磁束のピンニングが行れ、直流磁束が残留するためと考える。

論文

極低温下におけるCo-Fe-Si-B系アモルファス線の磁気特性とマルチバイブレータ型磁界センサへの適用

坂佐井 馨; 荒 克之; 伊藤 博邦; 岸本 牧; 片桐 政樹; 松村 克巳*

MAG-93-9, p.71 - 76, 1993/01

Co-Fe-Si-B系アモルファス線の磁界センサへの適用性を調べるため、その常温から4.4Kまでの交流磁化特性を測定した。その結果、Co-Fe-Si-B系アモルファス線は、飽和磁束密度及び保磁力とも多少増大するものの、常温と同様、十分良好な特性を有していることがわかった。さらに、このアモルファス線を用いてフィードバック付きマルチバイブレータ型磁界センサを試作し、その低温下での動作性能を調べた。その結果、試作したセンサは常温から6Kまで、磁界範囲-1Oe~+1Oeで十分な感度及び出力直線性を有することがわかった。

論文

A Nuclide-separation wire precipitator for measurement of noble-gas fission products

片桐 政樹; 岸本 牧; 伊藤 博邦; 吉田 広; 福島 征夫; 大川 浩; 猿田 徹

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 327, p.463 - 468, 1993/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:43.09(Instruments & Instrumentation)

3核種の希ガスFP核種をそれぞれ分離しその放射能濃度を定量可能なワイヤ・プレシピテータを開発した。本プレシピテータは希ガスFPの娘核種の放出する連続ベータ線が異なったエネルギー分布を持つことを利用している。評価試験の結果、$$^{88}$$Kr,$$^{89}$$Krおよび$$^{138}$$Xeの3つの核種の間に50倍の放射能濃度差があった場合でもそれぞれの放射能濃度を約20%以下の誤差で測定できることを確認した。また、検出感度はプレシピテーション時間を90秒とした場合、2Bq/cm$$^{3}$$であった。本プレシピテータを用いることによって、高温ガス炉の燃料破損検出感度及びその測定精度の向上を図ることができた。また、本プレシピテータはその高感度及び高速応答性を利用して被覆粒子燃料を含めた核燃料の照射試験にも適用可能である。

報告書

汚染配管内部の沈着,水溶液及びガス状放射能を定量する非破壊測定システムの開発

片桐 政樹; 伊藤 博邦; 若山 直昭

JAERI-M 92-184, 69 Pages, 1992/11

JAERI-M-92-184.pdf:3.58MB

配管内部の沈着状、水溶液状及びガス状放射能をそれぞれ状態毎に分離し非破壊的に定量する測定システムの開発を行った。現場で使用可能な測定システムとするために、ガス冷却Ge検出器の実用化、超小型の電子回路の開発、高速で信頼性の高いテレメータ装置の開発及び計算機による自動測定化等の開発を行った。完成した測定システムの性能試験を行い非破壊測定システムとして充分実用となることを確認した。また、原子炉一次系汚染模擬配管による検出性能試験の結果、10~20%の誤差で沈着放射能と水溶液放射能を分離し定量できることを確認した。

論文

Real-time high-sensitivity fuel failure detection for HTGR

片桐 政樹; 岸本 牧; 伊藤 博邦; 福島 征夫; 大川 浩; 吉田 広; 猿田 徹; 飛田 勉

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(10), p.957 - 965, 1992/10

高温ガス炉から放出される希ガスFPの検出器としてワイヤプレシピテータを用いたリアルタイムで高感度な燃料破損検出法を開発した。正常燃料と燃料破損状態とを区別するプレシピテータ弁別計数を原子炉運転条件(原子炉出力、燃料温度等)に対応してリアルタイムで変化させ微小な燃料破損(5$$times$$10$$^{-6}$$以下のR/B)の検出を可能とした。弁別計数は診断方程式によって求めたバックグラウンド計数に許容誤差を加えることによって求めた。診断方程式は希ガスFPの放出量を予測する状態方程式、一次冷却系内の希ガスFP量を計算するガス循環方程式及びプレシピテータの検出効率を求める応答方程式から構成した。本検出方法をJMTRのガススイープキャプセル及びOGL-1を用いた照射実験によって評価した。この結果、診断方程式を用いてリアルタイムでバックグラウンド計数を20%の誤差で推定できた。

論文

Nondestructive and quantitative method for measuring radioactivity from crud; Liquids and gases in a contaminated pipe

片桐 政樹; 伊藤 博邦; 若山 直昭

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(9), p.831 - 841, 1992/09

放射能汚染配管内部の沈着、液体及びガス放射能をそれぞれ分離して測定する非破壊定量測定法を開発した。本測定手法にもとずき状態分離計算コードを作成した。実験装置を製作し汚染配管を模擬した配管による性能評価試験を行った。あらかじめ求めた模擬配管内部の沈着及び液体放射能濃度との比較の結果、本測定法の測定精度は10~14%であることがわかった。測定誤差及び分離性能を評価することによって、本測定法を原子炉施設内の種々の配管内部の沈着状、液体及びガス放射能濃度の分離測定に十分適用できることが確認された。

論文

Telescopic measuring method for specific activities of structural components in reactor pressure vessel

片桐 政樹; 畠山 睦夫; 佐藤 福司; 伊藤 博邦; 若山 直昭

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(8), p.735 - 744, 1992/08

放射能レベルの極めて高い原子炉圧力容器内の放射化構造物や圧力容器内壁等の比放射能を、極めて高い放射能による妨害を受けずに遠方から非破壊的に定量する測定法を開発し「望遠測定法」と名づけた。Japan Power Demonstration Reactor(JPDR)において本測定法の評価試験を行った。試料採取法によって求めた比放射能との比較の結果、圧力容器内壁及び炉心シュラウド部に対する本望遠測定法の測定精度は、10~15%であることを確認した。

論文

平面コイルによるディスク状Bi系高温超電導体の交流磁化と磁束の侵入について

荒 克之; 片桐 政樹; 伊藤 博邦; 坂佐井 馨

MAG-92-124, p.21 - 30, 1992/07

ディスク状Bi系高温超電導体試料に平面コイルを取り付け、交流励磁における磁束の侵入・透過特性を調べた。交流励磁がある強さになるまでは磁束の透過はゼロで、あるところから急に透過が開始され、急激に増大して飽和値に達する。飽和に達したあとは磁束の透過量は磁化電流に比例して増大する。磁束の透過が開始され飽和に達するまでの非安定領域と飽和に達したあとの安定領域における励磁界と透過磁束の波形を調べたところ、非安定領域では磁束の位相が90°近く遅れており、また安定領域ではあまり大きな位相差はないことが確認された。このことは非安定領域は超電導から常電導への遷移領域に相当し、大きなエネルギー損失が生じていること、安定領域では安定な常電導相が形成されて磁束の透過に必要なエネルギーは少ないこと、などが明らかになった。

論文

Development of fuel failure detection system for a high temperature gas cooled reactor, IV

片桐 政樹; 岸本 牧; 寺田 博海; 若山 直昭; 川目 進*; 小畑 雅博; 伊藤 博邦; 吉田 広; 小林 紀昭

IEEE Transactions on Nuclear Science, 37(3), p.1400 - 1404, 1990/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:45.12(Engineering, Electrical & Electronic)

高温ガス炉の燃料破損を検出するには、燃料が正常な状態であっても一次冷却材ヘリウム中に放出されるFPによるバックグラウンド放射能が含まれるため、この量を予測することが不可欠である。一方、燃料破損による放射能及び上記バックグラウンド放射能の放出量は原子炉出力、燃料温度等に依存する。このため、燃料破損検出を行なうには、これらパラメータを変数とした状態方程式を求めることが必要である。状態方程式を求めるのに最も必要な特性は、希ガスFP放射能の燃料温度特性と原子炉出力依存性及びプレシピテータの応答特性であるが、今回JMTRでのFFD実験データを解析することにより、これら特性を求めることができた。また、79サイクルに偶然におきた燃料破損の過渡期の応答特性を測定解析した結果、破損形態を利用した燃料破損検出の可能性を提起することができた。

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