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論文

Radioactivity and radionuclides in deciduous teeth formed before the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident

高橋 温*; 千葉 美麗*; 棚原 朗*; 相田 潤*; 清水 良央*; 鈴木 敏彦*; 村上 忍*; 小荒井 一真; 小野 拓実*; 岡 壽崇; et al.

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.10355_1 - 10355_11, 2021/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:42.99(Multidisciplinary Sciences)

The Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FNPP) accident released substantial amounts of radionuclides into the environment. We collected 4,957 deciduous teeth, from children living in Fukushima and reference prefectures. Radioactivity was detected in most of the teeth examined and was attributed to the presence of natural radionuclides, including $$^{40}$$K and daughter nuclides in $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th series. Additionally, artificial radionuclides, $$^{90}$$Sr and $$^{137}$$Cs, were detected in the teeth obtained from children from Fukushima and the reference prefectures. However, these radionuclides were not believed to have originated from the FNPP accident. Because the teeth examined in the present study were formed before the FNPP accident occurred, the aforementioned findings may serve as important control data for future studies regarding the radioactivity of teeth formed after the FNPP accident.

論文

Enhanced charge collection by single ion strike in AlGaN/GaN HEMTs

小野田 忍; 蓮池 篤*; 鍋島 佳明*; 佐々木 肇*; 矢嶋 孝太郎*; 佐藤 真一郎; 大島 武

IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(6), p.4446 - 4450, 2013/12

 被引用回数:38 パーセンタイル:94.87(Engineering, Electrical & Electronic)

窒化ガリウムの高電子移動度トランジスタ(GaN HEMT)は、宇宙用の高周波デバイス(固体素子増幅器: SSPA)としての応用が期待されているが、その照射効果については明らかになっていない。今回、単一重イオン(18MeV Ni)入射による過渡電流を観測し、その電荷収集量について調べた。その結果、オフ状態(ゲートバイアス-10V)においてはバイポーラ効果に起因する過剰電荷収集が観測され、ピンチオフ状態(同-2.5V)及びオン状態(同-10V)においては、バイポーラ効果に加えてバックチャンネル効果に起因する過剰電荷収集が数ナノ秒という長時間にわたって観測されることが判明した。このような過剰電荷収集と放射線損傷との関係を調べた結果、放射線損傷による電気特性の劣化が過剰電荷収集を抑える働きがあることが明らかとなった。

報告書

中性子散乱施設使用済ターゲット取扱・保管設備の概念検討,2

安達 潤一*; 神永 雅紀; 佐々木 忍; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2001-093, 108 Pages, 2002/01

JAERI-Tech-2001-093.pdf:7.49MB

中性子散乱施設の使用済ターゲット容器等は高度に放射化するため被曝防止の観点から遠隔操作機器により交換する必要がある。また、使用済ターゲット容器の保管等に際しては、使用済ターゲット容器は崩壊熱を有するとともに内部に蒸発による外部汚染の可能性を有する水銀が残留していることを配慮する必要がある。このような使用済ターゲット容器等の取扱・保管設備について概念設計を行い、設備の基本概念を構築するとともに設備の基本仕様を明らかにした。本報告書は、合理化・簡素化を目的に行った、使用済ターゲット容器等の遠隔取扱機器についての最新の設計結果を反映した設備の基本概念と配置計画をまとめたものである。

論文

Present status of spallation neutron source development; JAERI/KEK joint project in Japan

神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 石倉 修一*; 寺田 敦彦*; 小林 薫*; 安達 潤一*; 寺奥 拓史*; et al.

Proceedings of American Nuclear Society Conference "Nuclear Applications in the New Millennium" (AccApp-ADTTA '01) (CD-ROM), 9 Pages, 2002/00

原研とKEKは大強度陽子加速器計画の下で中性子散乱実験施設の建設計画を進めている。核破砕中性子源としては、1MWの陽子ビーム入射を想定したクロスフロー型水銀ターゲットの設計検討を実施している。本報では、水銀ターゲット熱流動設計を中心に中性子散乱実験施設建家設計の現状,水銀熱伝達試験結果及びターゲット容器の遠隔操作実証試験装置について報告する。水銀ターゲットの熱流動解析では、陽子ビームプロファイルとしてガウス分布を想定した。入口水銀温度50$$^{circ}C$$,入口平均流速1.0m/s,内部総発熱量約0.4MWの条件で解析を行い、水銀最高温度121.5$$^{circ}C$$,容器最高温度232$$^{circ}C$$という結果を得て、熱流動的には成立することを明らかにした。また、解析で用いた熱伝達モデルは、水銀熱伝達実験結果に基づき検証した。さらに、本施設の要となるターゲットリモートハンドリング機器については、概念設計結果を基に実規模試験に着手し、所期の性能を発揮することを確認した。

報告書

中性子散乱施設使用済ターゲット取扱・保管設備の概念検討

安達 潤一*; 神永 雅紀; 佐々木 忍; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2000-068, 86 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-068.pdf:4.39MB

中性子散乱施設の使用済ターゲット等は、高レベルに放射化し、かつ、高い崩壊熱を有するほか、内部に蒸発による外部汚染の可能性を有する水銀が残留しているため、遠隔で取り扱うとともに崩壊熱の冷却や水銀等の拡散防止等を考慮する必要がある。本報告書は、このような使用済ターゲット等の取り扱い・保管設備についてその設計方針・基準の策定を行うとともに設備の概念設計の結果をまとめたものである。放射線被曝防止、水銀汚染拡大防止、崩壊熱除去を考慮して設備の基本計画を立案するとともに取扱・保管フローダイヤグラムを作成した。また、主要機器である使用済みターゲットキャスク、ターゲット交換台車の基本構造について概念設計を行い、取り扱いが容易で信頼性等の高いキャスク等を提案した。さらに、設備の安全性確保の観点から放射線監視設備の基本仕様を定めた。

報告書

核破砕ターゲットリモートハンドリング実証試験装置

神永 雅紀; 佐々木 忍; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 秋元 敦*; 安達 潤一*; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2000-060, 37 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-060.pdf:5.54MB

原研とKEKが共同で建設計画を進めている中性子散乱施設では、大強度陽子加速器から1MWのパルス状陽子ビームを水銀ターゲットに入射させ、核破砕反応により発生した中性子を生命・物質科学等の先端分野の研究に利用する計画である。水銀ターゲット容器は、陽子ビーム及び中性子による照射損傷等により数ヶ月間の運転ごとに交換が必要である。水銀ターゲット容器の交換では、容器が強く放射化しているため、リモートハンドリングによる取り扱いが必須となる。そこで、3次元シミュレーション解析を実施し、ターゲット容器の最適なリモートハンドリングによる交換作業手順とそれに必要な機器を定めた。本報では、リモートハンドリング機器の機能を実証するため計画した実規模ターゲットリモートハンドリング実証試験装置の仕様及び試験計画について述べる。

論文

中性子散乱施設の使用済ターゲット等取扱・保管設備の設計

安達 潤一*; 佐々木 忍; 神永 雅紀; 日野 竜太郎

FAPIG, (155), p.48 - 54, 2000/07

高レベルに放射化するとともに毒性のある水銀を使用する中性子散乱施設の使用済ターゲット等を遠隔により信頼性高く安全に取り扱えることを目的として、その取扱・保管設備について基本計画の策定を行うとともに主要設備構成とその仕様、配置計画などの概念設計を行った。使用済ターゲット等取扱・保管設備は、ターゲット交換のためのターゲット交換台車、マニピュレータ等の遠隔操作機器、移送・保管時に密封収納する使用済ターゲット収納容器、使用済ターゲット等気中保管設備等から構成される。計算機シミュレーションにより逐次設計の妥当性等の確認を行いながら検討を進めた結果、安全かつ信頼性の高い設備の見通しが得られた。

論文

A Practical computational technique for mobile robot navigation

佐々木 忍

Proc. of 1998 IEEE Int. Conf. on Control Applications (CD-ROM), p.1323 - 1327, 1998/00

本報は、移動ロボットの運動計画問題について論じる。障害物や目標点を含む環境と移動体とをある種の関数関係で定義し、反発・誘引に類した計算を行う人工ポテンシャル法には固有の欠陥が伴うことから、考察環境に対する熱伝導の楕円型境界値問題を解き、その温度場のマップを用いて目標点まで逐次探索により最適な経路を見出す計画法が基本的なストラテジーとなる。探索途中でデッドロックに陥り易い従来の弱点が完全に克服され、障害物を回避しながら目標位置に誘導する最短経路が首尾よく生成されることがシミュレーションにより明らかとなった。

論文

Development of human and robot collaborative navigation technology in nuclear power plants

石川 信行; 古川 良男*; 佐々木 忍; 鈴木 勝男

Proc. of AIR & IHAS '97, p.213 - 225, 1997/00

原子力プラントの巡回点検作業遂行においては、高い安全性、信頼性そして迅速性が要求される。そのために新しい概念のロボットシステム、「人間・ロボット協調システム」を提案するとともに、その要素技術を開発した。本論文では、特に人間とロボットの協調による走行を実現するために開発した「割込み機能つき走行コマンドインタプリタ」、巡回点検の経路生成のためのGUI(Graphical User Interface)である「パスジェネレーションツール」、及びロボット走行において必須事項の自己位置推定技術について述べる。

報告書

ヤコビ行列の効率的な計算法

佐々木 忍

JAERI-Research 95-038, 22 Pages, 1995/05

JAERI-Research-95-038.pdf:0.66MB

マニピュレータの運動解析で用いるヤコビ行列は、複雑な要素で構成され、自由度の増加と共に誘導が困難となる。本報では、指先と関節の速度関係から再帰的アルゴリズムと数式処理の技法を活用して要素の自動生成を実現した。さらに、基準座標系を別な空間座標系に移し、適切な座標変換と関節軸相互の機構学的特徴を考慮することで結果の簡略化が可能となった。提案した手法は、運動解析における計算の効率化とともに、系特有の特異点の解析にも有効である。

論文

Feasibility studies of kinematics problems in the case of a class of redundant manipulators

佐々木 忍

Robotica, 13, p.233 - 241, 1995/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:50.96(Robotics)

複雑な作業を器用にこなす目的から、関節機構に冗長性を導入することは一般的であるが、反面制御の困難さが伴う。本報は、解析における重要な役割を果たすヤコビ行列を速度空間で定義し、機構に依存した任意の空間で観察することで、コンパクトな表現を導き、数式処理法による自動生成を可能とした。アクチュエータの陽的な運動表現や特異性の解析などに有効となる。

論文

On numerical techniques for kinematics problems of general serial-link robot manipulators

佐々木 忍

Robotica, 12, p.309 - 322, 1994/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:32.49(Robotics)

シリアルに結合された空間機構が作業空間および関節座標空間相互でいかにふるまうかを統一的に扱うことは、Roboticsの1つの重要なテーマである。本報は、機構的自由度、関節の種類、関節軸のねじれやオフセット等の基本的な属性を全て一般化すると共に、Recursiveな表現で問題を定式化し、空間的位置、姿勢をはじめヤコビアン等の計算(またシンボリックな自動生成)のみならず、冗長・非冗長なアーム解を効率的に誘導する方法を提案する。特異性(Singularity)や非線形変化に対しても十分ロバストなアプローチであることが数値実験で明らかとなる。

報告書

ステップ幅の自動調整アルゴリズムによるアーム解の改善

佐々木 忍

JAERI-M 93-192, 15 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-192.pdf:0.57MB

本報は、マニピュレータの逆問題を解く場合に遭遇する重要な数値問題について取扱う。すなわち、線形化計算で発生する解の初期値依存性や狭い探索範囲などの基本的な問題点をステップ幅の自動調整アルゴリズムにより首尾よく改善する。変数次元の削減と線形近似に基づく実用的な最適化モデルにおいて、アーム解が十分に広い範囲にわたって迅速に探索できることが明らかになり、またNewton法による従来の計算もこのアルゴリズムやシンプレックス法との併用により探索能力が大きく向上する。

報告書

数式処理によるマニピュレータ機構方程式の表現

佐々木 忍

JAERI-M 93-168, 17 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-168.pdf:1.01MB

マニピュレータの運動学は、これまで複雑で扱いにくい計算を伴うとみなされてきたが、汎用的な漸化式の開発で問題は首尾よく解決した。本報は、このアルゴリズムを利用して自動的に機構方程式の生成を考える。このために、繰返し表現を数式処理系REDUCEに適用して、すべての機構学的属性を含む6関節アームの完全な機構モデルを導く。このような機構方程式の自動生成は、作業空間の解析と共に煩雑な計算からの解放に役立つであろう。

論文

Feasibility study of manipulator inverse kinematics problems with applications of optimization principles

佐々木 忍

Mech. Mach. Theory, 28(5), p.685 - 697, 1993/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Engineering, Mechanical)

本報は、6リンク・マニピュレータの逆問題を決定するアプローチについて提唱する。原モデルを残差二乗和を基本とする制約条件のない最適化問題へ書換えた後、この非線形系を最小二乗法や準Newton法により、精度よく誘導することにポイントをおく。計算機シミュレーションは、提案モデルが在来のNewton法と対比して収束特性を向上させ、特に形式的自由度の消滅が計算効率に大きく反映していることを示した。

論文

New approaches to manipulator arm solutions via unconstrained optimization theory

佐々木 忍

Robotica, 11, p.253 - 262, 1993/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.3(Robotics)

本報では、多関節形マニピュレータのアーム・ソリューションを決定する実用的で信頼性の高い方法を提案する。目的関数を最小化する典型的な数学的構造に基づき、このマニピュレータ方程式系に最適化理論を適用する。性能評価実験は提案した3つの異なるアプローチが従来法に比して、十分な優位性と実用性を示した。特に線形化モデルに導入したアルゴリズムは極めて有効である。

論文

Joint solutions derived via optimization technique under formal separation of joint variables

佐々木 忍; 篠原 慶邦

Advances in Robot Kinematics,1991, 10 Pages, 1991/00

本報では、マニピュレータの指先位置と姿勢に関する表現を最適化手法と結びつけて、マニピュレータの逆問題を解く1つの有効な方法を提案する。そのキーポイントは、与えられた全ての関節変数を同時に取扱う通常の考え方から脱却し、その内の3変数にのみ着目することである。残り3変数は、最初の変数と従属関係にあるとみなす。この3つの変数から構成された評価関数の線形化モデルが解を決定するうえで重要な役割を演じる。加えて反復計算におけるstep巾の改造操作が、元の線形化モデルに対する限られた収束範囲を拡張させるのに特に有効である。計算機シミュレーションの結果は、その数値解の信頼性が高いことを示した。本報は、原理的に回転・旋回関節から構成されるあらゆるタイプの6リンク・マニピュレータに適用可能である。

報告書

6リンク・マニピュレータの機構表現について

佐々木 忍

JAERI-M 90-227, 13 Pages, 1990/12

JAERI-M-90-227.pdf:0.4MB

多関節形ロボット・マニピュレータに対する逆運動学の解法は、多くの三角関係を含む非線型性のために取扱いが極めて困難であると考えられている。しかしながら、その主要な原因の1つとして、与えられた方程式系を漠然とした考えで時には力づくで処理しようとする論法の弱点に気がつかないことにあるのかもしれない。もっとも重要なことは、機構の関係式のなかで、できるだけ計算の負担を軽減するために効果的な定式化を行うグループを見つけだし、より簡潔な記述に置き換えるように留意することである。本報では、指先の位置・姿勢が個々の関節変数によりいかに影響されるかを解析的に調べて1組の有用な方程式系を与え、それが解の容易な誘導に役だったことについて言及する。この考え方は、あらゆる6リンク・マニピュレータに適用できる便利なものである。

報告書

Newton-Eulerの運動方程式に基づくロボット・マニピュレータの動力学モデル

佐々木 忍

JAERI-M 90-147, 40 Pages, 1990/09

JAERI-M-90-147.pdf:0.8MB

本報は、ロボット・マニピュレータの逆動力学の問題を解くアルゴリズムについて取扱う。Lagrange力学から誘導された動力学の方程式と比較すると、取扱う関係がリンクの相対運動の再帰的表現により簡単な形で記述できた。6リンク・マニピュレータに適用した計算機シミュレーションにより、現在の方法が計算効率の観点から他のアプローチに比べもっとも適切であろうという示唆を得た。とくに、計算の複雑さがリンク数を増やしてもあまり大きな影響をうけないことは注目に値する。

論文

関節変数の分離に基づく逆運動学の解法

佐々木 忍

計測自動制御学会論文集, 26(6), p.685 - 691, 1990/06

本報では、6-リンク形マニピュレータの逆運動学を解く方法として、指先位置に関する表現をその位置誤差から構成される目的関数の簡単な最適化問題に置き換えた1つの有用なアルゴリズムを紹介する。この手法のポイントは、全関節変数を一挙に取扱う通常のやりかたから脱却することである。すなわち、6変数を3つの独立変数と3つの従属変数に分け、最初の3変数を含む評価関数の導入とその最小化技法が目的の解を得る別の方法と考えられる。計算結果は、その数値解が線形化の仮定内で十分信頼性が高いことを示している。さらに実用上の目的から角度変位の適切な補正・改善に着目しながら、非線形領域への効率よい適用を行った。未知の非線形特性に対する補正操作そのものは、現段階でもっぱら経験に頼らざるを得ないが、この操作により解の収束が初期値のかなり大きな変動に対しても確認された。

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