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test plantYan, X.; 佐藤 博之; 角田 淳弥; 野本 恭信*; 堀井 翔一*; 今井 良行; 笠原 清司; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; et al.
Nuclear Engineering and Design, 329, p.223 - 233, 2018/04
被引用回数：20 パーセンタイル：90.27(Nuclear Science & Technology)原子力機構では、高温ガス炉から取り出される熱を用いた発電や水素製造等の実現に向けて、ヘリウムガスタービン及び水素製造施設の原子炉への接続にあたっての安全基準確立や経済的で信頼性を有する運転制御方式の確立を目的とした、HTTRに熱利用施設を接続したHTTR-GT/Hプラントの建設を計画している。本報告では、HTTR-GT/Hプラントの基本設計として、システム設計の成果を報告する。
test plant; System designYan, X.; 佐藤 博之; 角田 淳弥; 野本 恭信; 堀井 翔一; 今井 良行; 笠原 清司; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; et al.
Proceedings of 8th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2016) (CD-ROM), p.827 - 836, 2016/11
原子力機構では、高温ガス炉から取り出される熱を用いた発電や水素製造等の実現に向けて、ヘリウムガスタービン及び水素製造施設の原子炉への接続にあたっての安全基準確立や経済的で信頼性を有する運転制御方式の確立を目的とした、HTTRに熱利用施設を接続したHTTR-GT/Hプラントの建設を計画している。本報告では、HTTR-GT/Hプラントの基本設計として、システム設計の成果を報告する。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.623 - 626, 2014/04
これまでに、核融合炉のような中性子発生装置に用いるコンクリート中の誘導放射能を減らすために、低放射化コンクリート,ボロン入り低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成される多層コンクリート構造体の開発を行ってきた。本研究では、製作費用を減らすためにボロン入り低放射化コンクリートの替わりにB
Cとレジンから成るボロンシートを開発した。このボロンシートを入れた多層コンクリート構造体の遮蔽性能を調べるために4種類の構造体を用いて、FNSでDT中性子照射実験を行った。構造体は、幅30cm,高さ30cm,厚さ50cmであり、厚さ20cmの低放射化コンクリートと厚さ30cmの普通コンクリートから構成される。構造体1では、厚さ4mmのボロンシートを低放射化コンクリートと普通コンクリートの間に挿入した。構造体2では、構造体1の表面から深さ10cmの位置にボロンシートを追加した。構造体3では、構造体2の表面から深さ30cmの位置にボロンシートを追加した。比較のために、構造体4では、ボロンシートを挿入しない構造体を用いて実験を行った。金とニオブの放射化箔を用いて、深さ5cmごとに反応率を測定した。ボロンシートを挿入することにより、低エネルギー中性子で生成される金の反応率が約1/4に減少しており、ボロンシート付多層コンクリート構造体は低エネルギー中性子を効率的に減少させることを実証した。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1131 - 1134, 2011/10
被引用回数：11 パーセンタイル：60.88(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉等の中性子発生施設に用いるコンクリート壁に関し、建設コストや廃棄コストの増加を抑制しながら誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。本研究では、多層コンクリート構造体の有効性を確認するために、原子力機構の核融合中性子源施設FNSを用いて、多層コンクリート構造体試験体の14MeV中性子照射実験を行い、金とニオブの反応率分布,コンクリート中の誘導放射能分布を測定した。比較のために、普通コンクリート単一構造体及びボロン含有低放射化コンクリート単一構造体に対しても、照射実験を行った。多層構造コンクリート構造体では、試験体表面から深さ15cmの位置での金の反応率は、普通コンクリート単一構造体のおおむね1/3程度となった。また、その値は、ボロン含有コンクリート単一構造体での金の反応率とほぼ同じ値であり、開発した多層コンクリート構造体を用いることにより費用の高いボロン量を抑制しながら、誘導放射能を低減させることができることを確認した。
前川 利雄*; 梅津 朋岳*; 野中 英*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 佐藤 聡; 西谷 健夫
セメント・コンクリート, (719), p.26 - 31, 2007/01
コンクリートの放射化特性は、セメントと骨材の2つの構成材料の組成比に依存する。これまで提案された低放射化コンクリートでは、不純物質を多く含む骨材を低放射化させる観点から、石灰石骨材などの純度の高い材料を適用することによって低放射化特性を実現している。このようなコンクリートでは、セメントに由来する不純物質成分による誘導放射能が大きな影響を及ぼすようになる。そこで、本開発では従来の骨材選別に加えて、セメントの一部を不純物質成分の少ない石灰石微粉末材料に置換する調合設計手法を導入し、セメント由来の不純物量を低く抑えるコンクリートを製作した。原子力機構の核融合中性子源装置FNSにおいて、試作した低放射化コンクリート及び普通コンクリートに対しDT中性子を照射し、放射化特性を実験的に評価した。その結果、開発した低放射化コンクリートでは、普通コンクリートに比べて
Naの誘導放射能が約1/7に低減することを実験的に確認した。長寿命核種の
Na(半減期2.6年)については、普通コンクリートでは、照射後10日において約20Bq/g検出したが、低放射化コンクリートでは検出しなかった。
鈴木 淳市; 奥 隆之; 安達 智宏*; 清水 裕彦; 鬼柳 善明*; 加美山 隆*; 平賀 富士夫*; 岩佐 浩克*; 佐藤 孝一*; 古坂 道弘*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.120 - 124, 2004/08
被引用回数：11 パーセンタイル：58.51(Instruments & Instrumentation)中性子小角散乱法は、物質科学,生命科学研究にとって重要な手法である。しかし、その観測q
は、従来のピンホール型の小角散乱装置では、
10
nm
に限られていた。より小さなq領域の測定を行うためには、ILLにあるD11のように非常に長尺(80m)の装置を構成する必要があったが、この問題を克服するために、近年、集光レンズを用いた小角散乱法が提案され、建設されている。例えば、集光レンズにトロイダルミラーや両凹物質レンズを用いた装置である。最近、われわれは六極磁石に基づいた中性子磁気レンズを開発し、集光型小角散乱法の実証実験を行った。中性子磁気レンズは、レンズ材によるビームの吸収や散乱が一切なく、高精度の集光には理想的な素子であると言える。実際、われわれは、数ミクロンのシリカ粒子の散乱を2
10
nmまで観測することに成功した。われわれは、さらなる最適化によりqを110nmまで拡張できると考える。
野中 英*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 前川 利雄*; 佐々木 静郎*; 梅津 朋岳*; 佐藤 聡
no journal, ,
放射線施設に用いられる遮蔽コンクリート壁の放射化に注目し、施設機器等の停止後のメンテナンス時の放射線バックグランドレベルを低く抑えることを目的として、低放射化コンクリートの開発を行っており、開発した低放射化コンクリートに対して、FNSを用いて、中性子照射実験を行った。その1では、使用材料と調合計画、並びに化学分析結果について述べる。開発した低放射化コンクリートは、骨材に石灰石砕石・砕砂を用いており、さらにセメントの一部を石灰石微粉末で置換している。化学分析を、普通コンクリートと開発した低放射化コンクリートの両者について行い、ナトリウム総量を比較・検討した。その結果、低放射化コンクリートのナトリウム総量は、普通コンクリートの1/40程度になっていることを確認した。また、硬化したコンクリートの分析結果から求められるナトリウム総量は、構成材料ごとの化学分析結果から求められるものに対して、大きくなる傾向があることを示した。この差異は化学分析の精度に起因するものと考えられる。
梅津 朋岳*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 前川 利雄*; 佐々木 静郎*; 野中 英*; 佐藤 聡
no journal, ,
骨材に石灰石砕石・砕砂を用い、セメントの一部を石灰石微粉末に置換した低放射化コンクリートを開発し、FNSにおいて、中性子照射実験を行った。中性子源はD-T反応による14MeV単色中性子であり、照射時間は約16時間、中性子束は510
(n/cm/s
)である。コンクリート試料は粉砕された粉末約2gであり、比較用の普通コンクリートについても同一条件にて、照射実験を実施した。実験の結果、普通コンクリートにおいて照射直後から3日後までについて、最も誘導放射能量が大きいのはNa(半減期15時間)であり、照射終了後1日において9.810
(Bq./g)であった。一方、低放射化コンクリートでは、1.510(Bq./g)となり約1/6に誘導放射能を低減できることがわかった。また、施設の解体時に問題となる長寿命核種のNa(半減期2.6年)については普通コンクリートでは約210
(Bq./g)生成したが、低放射化コンクリートでは検出できず、Naの大幅な低減に成功した。
篠原 武尚; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 岩下 秀徳*; 加美山 隆*; 岩佐 浩克*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; 佐藤 孝一*; 清水 裕彦*
no journal, ,
パルス中性子ビームの集光を目的として、パルス六極電磁石を開発し、その性能評価実験を行った。その結果、パルス中性子の集光を確認し、パルス六極電磁石が中性子磁気レンズとして機能することを実証した。また、パルス電流波形及びタイミングを変化させることにより、集光条件を変化させることが可能であることを示した。
篠原 武尚; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 岩下 秀徳*; 加美山 隆*; 岩佐 浩克*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; 佐藤 孝一*; 清水 裕彦*
no journal, ,
これまで六極磁場を用いた中性子集光素子の開発を行ってきた。その一つとして、パルス中性子集光を目的としてパルス六極電磁石を開発し、集光性能評価実験を行った。その結果、パルス磁場発生時刻に対応した中性子の集光が確認され、パルス中性子を集光可能であることを実験的に証明した。また、磁気レンズの特徴である中性子スピンに依存した集光・発散の様子が確認され、パルス六極電磁石が中性子磁気レンズとして機能することを実証した。さらに、集光可能な中性子波長範囲がパルス磁場の波形に依存することから、パルス磁場波形制御によって広い波長領域でパルス中性子を集光できることが明らかになった。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
no journal, ,
中性子発生施設に用いるコンクリート遮蔽壁に関し、建設コストの増加を抑制しながら運転後の誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。本研究では、多層コンクリート構造体の有効性を確認するために、原子力機構の核融合中性子源施設FNSを用いて、多層コンクリート構造体試験体の14MeV中性子照射実験を行い、金とニオブの反応率分布,コンクリート中の誘導放射能分布を測定した。比較のために、普通コンクリート単一構造体及び表面から15cmまでをボロン含有低放射化コンクリートとする単一構造体に対しても、照射実験を行った。ボロン含有低放射化コンクリート単一構造体では、金の反応率は、コンクリート内部のすべての位置において、普通コンクリート単一構造体のおおむね1/3程度となった。一方、多層構造コンクリート構造体では、試験体表面から深さ15cmの位置での金の反応率は、ボロン含有コンクリート単一構造体での測定結果とほとんど同じであった。本実験で、開発した多層コンクリート構造体を用いることにより費用の高いボロン量を抑制しながら、誘導放射能を低減させることができることを確認した。
前川 利雄*; 佐藤 聡; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
no journal, ,
中性子発生施設に用いるコンクリート遮蔽壁に関し、建設コストの増加を抑制しながら運転後の誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を設計,開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。線源側第1層は高速中性子を減速させる役割を果たし、減速した中性子は第2層のボロン含有層により効率的に吸収される。また、第1層に低放射化コンクリートを用いることにより、短半減期核種の生成が抑制され、施設のメンテナンス前の冷却時間を短縮することができる。低放射化コンクリートとしては、セメントの一部を石灰石微粉末に置換した独自の低放射化コンクリートを採用している。14MeV中性子を線源とした中性子輸送計算を行い、層の厚さやボロン濃度を決定した。第1層を10cm、第2層を5cm、ボロン濃度を2wt.%とした場合、すべて普通コンクリートの場合に比べて、第3層での1eV以下の低速中性子束が約1/3となった。中性子発生施設において、開発した多層コンクリート構造体を遮蔽コンクリート壁に用いることにより、施設解体時に放射性廃棄物となるコンクリートの量を大幅に低減することが可能となる。
Heスピンフィルターの開発とその現状,2吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 加倉井 和久; 有本 靖*; 猪野 隆*; et al.
no journal, ,
原子核スピンが偏極したHeは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと,散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴があり、偏極中性子実験の高度化の観点から早急な実用化が望まれている。われわれはこれまで、SEOP(Spin Exchange Optical Pumping)方式による太鼓型Heセルの偏極実験を行ってきた。その結果、実験で必要とされる高いHeガス偏極度を実現するうえでの課題が明らかとなり、現在改善に取り組んでいる。当日は、国内の実験装置において必要とされる偏極He中性子スピンフィルターのデザイン,性能を紹介するとともに、実現に向けた取り組みと現行システムの改良点を紹介する予定である。
He中性子スピンフィルターのHeガス偏極度の評価手段の開発吉良 弘; 坂口 佳史; 奥 隆之; 鈴木 淳市; 中村 充孝; 新井 正敏; 遠藤 康夫; 有本 靖*; 猪野 隆*; 清水 裕彦*; et al.
no journal, ,
原子核スピンが偏極したHeは、原子核スピンと反対向きのスピンを持つ中性子に対して非常に大きい吸収断面積を持つこと,散乱断面積が非常に小さいことから、中性子ビームの効果的かつクリーンな偏極手段として利用可能である。偏極Heを用いた中性子スピンフィルターには磁気スーパーミラーやホイスラー結晶といったこれまでに使われてきた中性子ビーム偏極手法に比べ、広い波長帯域の中性子に使用可能,高いエネルギーの中性子に対応可能,大立体角をカバーするフィルターを実現可能,余計な散乱を出さない、といった特徴がある。時間とともに減極するHe原子核スピン偏極度を決定する必要があり、ビームラインでも使用可能な、小型NMR装置の開発を高エネルギー加速器研究機構と協力して進めている。また、今後の開発ではセルの大型化(Si単結晶の窓を持つ太鼓型セル等)、及び扇型セルのように形状の複雑化が予想され、従来のNMR装置では偏極度測定が困難になると考えられることから、EPR測定によるHeガス核スピン偏極度測定装置の検討も行っている。発表では、これらのHeガス核スピン偏極度測定手段の開発の状況,実験結果等について報告する。
永井 崇之; 猪瀬 毅彦*; 佐藤 誠一*; 西澤 代治; 大山 孝一; 小林 秀和; 山下 照雄; 天本 一平
no journal, ,
アルカリ酸化物や希土類酸化物を添加したホウケイ酸ガラスの凝固試料を対象にラマン分光測定を行い,添加した酸化物によるホウケイ酸ガラスのラマンスペクトルを比較評価した。
永井 崇之; 西澤 代治; 猪瀬 毅彦*; 佐藤 誠一*; 畠山 清司*; 関 克巳*; 大山 孝一; 狩野 茂
no journal, ,
模擬廃液固化体ガラス中に含まれる溶存種の酸化還元挙動を評価するため、溶融ホウケイ酸ガラスのCV測定手法を検討するとともに、模擬廃液固化体ガラスを対象に900
CでのCV測定を試みた結果について報告する。
永井 崇之; 捧 賢一; 大山 孝一; 佐藤 修彰*; 猪瀬 毅彦*; 佐藤 誠一*; 畠山 清司*
no journal, ,
ガラス固化処理プロセスにおいて、高レベル廃液中のRuはルテニウム酸ナトリウムを経てRuO針状結晶として析出すると考えられる。当該プロセス中のRu挙動を理解するには、ルテニウム酸ナトリウムの生成過程を把握する必要があり、本研究ではルテニウム酸ナトリウムの合成及び評価を行った。研究の結果、Ru化合物とNaNO
を混合し、NaNOの熱分解温度以上に加熱するとNaRuO, NaRuO, NaRuO等のルテニウム酸ナトリウムを合成でき、生成したNaRuOは1000C付近まで熱的に安定であることが分かった。
等ガラス固化原料の反応永井 崇之; 捧 賢一; 大山 孝一; 佐藤 修彰*; 猪瀬 毅彦*; 佐藤 誠一*; 畠山 清司*
no journal, ,
ガラス固化体中のRuO針状結晶はルテニウム酸ナトリウムを経て生成すると考えられることから、NaRuOとガラス原料の主成分であるSiOの高温反応を観察し、900C以上でRuOが生成することを確認した。
永井 崇之; 捧 賢一; 大山 孝一; 佐藤 修彰*; 猪瀬 毅彦*; 佐藤 誠一*; 畠山 清司*
no journal, ,
ガラス固化プロセスでは、廃液が乾燥・脱硝を経てガラス原料と反応し、ルテニウム酸ナトリウムを生成すると想定される。また、廃液乾燥時に生成するランタニド硝酸塩も脱硝時に複合化合物の生成が予想され、ルテニウム硝酸塩を添加した反応実験の結果、ルテニウムを含む複合化合物が生成する可能性を見出した。
永井 崇之; 小林 秀和; 捧 賢一; 大山 孝一; 佐藤 誠一*; 猪瀬 毅彦*; 畠山 清司*
no journal, ,
P添加ガラス原料に模擬廃液を混合溶融して模擬廃棄物ガラスを作製し、浸出試験による長期化学的安定性を評価した結果、Mo溶出を抑える効果があることを確認した。また、ガラス徐冷時の結晶化挙動等を評価した結果、P添加ガラスの結晶化挙動は現行ガラス組成と同等であることを確認した。
