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論文

Achievement of low beam loss at high-intensity operation of J-PARC 3 GeV RCS

Saha, P. K.; 岡部 晃大; 仲野谷 孝充; 吉本 政弘; 菖蒲田 義博; 原田 寛之; 田村 文彦; 沖田 英史; 畠山 衆一郎; 守屋 克洋; et al.

Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1 - 5, 2023/01

The RCS beam power for operation to the MLF has been increased to 800 kW recently. The total beam loss even at the designed 1 MW beam power has been well controlled, but the uncontrolled beam losses, especially those caused by the foil scattering of the circulating beam during multi-turn injection are still high and causes extremely high residual radiation at the injection area. To further minimizing such a beam loss, we have implemented a new approach by minimizing the injection beam size and using a smaller size stripper foil. A smaller foil reduces foil hitting of the circulating beam and the corresponding foil scattering uncontrolled beam losses. In addition, an optimized transverse painting area matching with a smaller injection beam also gives a smaller circulating beam emittance to reduce beam loss at the collimator section and its downstream. The corresponding residual radiation for operation at 700 kW beam power was measured to be significantly reduced at the injection area, collimator section and it's downstream. A smaller injection beam size was also tested at 1MW beam power and the residual beam loss is minimized to 0.01%, which is nearly 1/4 reduction from the previous 1 MW test operation in 2020.

論文

Design and actual performance of J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron for high-intensity operation

山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 谷 教夫; 高柳 智弘; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1174 - 1205, 2022/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.29(Nuclear Science & Technology)

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。

論文

Dependence of charge-exchange efficiency on cooling water temperature of a beam transport line

山本 風海; 畠山 衆一郎; Saha, P. K.; 守屋 克洋; 岡部 晃大; 吉本 政弘; 仲野谷 孝充; 藤来 洸裕; 山崎 良雄; 菅沼 和明

EPJ Techniques and Instrumentation (Internet), 8(1), p.9_1 - 9_9, 2021/07

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は最大1MWの高出力陽子ビームを中性子ターゲットに供給している。稼働率を向上し実験成果の最大化を図るために、RCSではさまざま運転パラメータの履歴を記録しているが、そのデータのうち入射効率と入射ビームラインの磁石を冷却している冷却水温度が同期していることを発見した。RCS入射時に、入射負水素(H$$^{-}$$)ビームは炭素薄膜を通過し陽子に変換されるので、入射効率が変動しているという事は陽子への変換効率が冷却水温度に依存していることを示している。ビーム形状,薄膜の条件等から、入射ビームのフォイルへの入射位置が0.072mm程度振動していて、それが磁石磁場の変動に換算して1.63$$times$$10$$^{-5}$$となることを求めた。この値は、単純に磁石が冷却水の温度変動に従って伸び縮みするとして評価した結果とファクタ程度で一致し、変換効率の変動の主要因は磁場変動であることが確認できた。

報告書

概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化,3; NUMO-JAEA共同研究報告書(2013年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 北村 暁; 吉川 英樹; 小田 治恵; 石寺 孝充; et al.

JAEA-Research 2014-030, 457 Pages, 2015/03

JAEA-Research-2014-030.pdf:199.23MB

原子力機構(JAEA)がこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、原子力発電環境整備機構(NUMO)が今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定すること等を目的として、2011年度よりJAEAとNUMOは以下の3つのテーマについて共同研究を進めている。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討: 水理地質構造モデル構築手法の事例調査に基づいて、得られた知見を評価ツリーとして整理し、モデルの不確実性やそれらの評価項目への影響等についての検討を行った。(2)シナリオの構築方法に関する検討: 状態設定手順を実務的な観点から、さらに見直すとともに、セメント影響とガラス溶解挙動について、知見の体系的な整理と不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定方法に関する検討: 母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成17年度)

野原 壯; 梅田 浩司; 笹尾 英嗣; 浅森 浩一; 花室 孝広; 守屋 俊文*; 中司 昇

JAEA-Research 2007-087, 102 Pages, 2008/02

JAEA-Research-2007-087.pdf:35.58MB

我が国は変動帯に位置しており、安定大陸にある欧米諸国に比べて、地震や火山活動等が活発である。地質環境の長期安定性に関する研究においては、地質環境に重要な変化をもたらす可能性のある地震・断層活動,火山活動,隆起・侵食,気候・海水準変動等の天然現象に着目して、それらの特徴を明らかにするとともに、それらが地質環境に及ぼす影響を解明するための調査技術・評価手法にかかわる研究開発を進めている。平成17年度までに、地層処分に重大な影響を及ぼすと想定される現象の存在(例えば、活断層や第四紀火山等)をあらかじめ確認するための調査技術や、過去においても地層処分システムの性能に著しい影響を及ぼすような現象が発生した痕跡がないことを確認するための調査技術の開発等を進めるとともに、三次元地形変化シミュレーション技術等の長期予測・影響評価モデルの開発等を行ってきた。本報は、平成17年度までにおけるこれらの研究開発の成果についてとりまとめたものである。

論文

Defects in ion-implanted 3C-SiC probed by a monoenergetic positron beam

上殿 明良*; 伊藤 久義; 大島 武; 青木 康; 吉川 正人; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*; 守屋 剛*; 河野 孝央*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 35(12A), p.5986 - 5990, 1996/12

200keVでチッ素N$$_{2+}$$又はアルミニウムAl$$^{+}$$を注入した3C-SiCの空孔型欠陥に関して陽電子消滅法を用いて調べた。陽電子のエネルギー(入射)とSパラメータ関係より欠陥サイズの試料中での深さ方向の情報を得た。測定の結果、注入温度が高いほど空孔型欠陥のサイズが大きくなることが分かった。また、注入後の熱アニールの効果については、室温注入した試料は、熱アニール(1400$$^{circ}$$C)を行うと、さらにサイズの大きな空孔型欠陥が生じるが、800$$^{circ}$$C注入+熱アニール(1400$$^{circ}$$C)はそれほど空孔のサイズは大きくならずにいることが分かった。これらの結果は、注入温度が高温ほど、注入中に生じた単一空孔が移動し、複空孔や空孔クラスターを形成すること及び、注入時のダメージが大きい、室温注入では熱アニールによって空孔が動き、大きな空孔クラスターを形成することを示唆している。

論文

A New radioisotope-production research facility utilizing ion beams from AVF cyclotron

関根 俊明; 出雲 三四六; 松岡 弘充; 小林 勝利; 重田 典子; 長 明彦; 小泉 光生; 本石 章司; 橋本 和幸; 初川 雄一; et al.

Proc. of the 5th Int. Workshop on Targetry and Target Chemistry, 0, p.347 - 352, 1994/00

高崎研イオン照射研究施設TIARAのAVFサイクロトロンのイオンビームを用いるラジオアイソトープ製造研究施設の設備と研究内容について発表する。施設は照射室、ホットラボ、測定室、化学実験室からなり、これらに照射装置、固体ターゲット搬送装置、化学分離セル、標識化合物合成セル、フード等を備えている。照射装置は一本のビームラインで固体・液体・気体の照射を可能にする点でユニークである。これらを用いてこれまでに$$^{139}$$Ce製造技術の開発、$$^{186}$$W(p,n)$$^{186}$$Re反応励起関数測定を行った。

論文

Design of a fast method to produce $$^{14}$$C-labeled carboxylic acids

G.Ferro-Flores*; 守屋 孝; 三浦 文徳; 松岡 弘充; 保泉 澄*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Letters, 175(3), p.219 - 228, 1993/00

$$^{11}$$C標識カルボン酸を合成するための短時間合成法の検討を、装置の設計・製作および[1-$$^{14}$$C]安息香酸の合成を通して行った。この結果、化学的、放射化学的収率および化学的、放射化学的純度は満足できる値で、全操作に要した時間は20分以内であったことから、本法は$$^{11}$$C標識カルボン酸の合成に適用できることが示された。

論文

Production of carbon-14 and preparation of some key precursors for labeling organic molecules

守屋 孝; 本石 章司

Proc. of the 3rd Asian Symp. on Research Reactor, 8 Pages, 1991/00

窒化アルミニウムをターゲットとしてJMTRで照射し、$$^{14}$$N(n,p)$$^{14}$$C反応により生成する$$^{14}$$Cを分離し安定な[$$^{14}$$C]-炭酸バリウムとして得る$$^{14}$$C製造法を紹介する。本法は50GBq/バッチの規模で行われるため高中性子束及び高ガンマ線束下で長時間の照射を必要とし、ターゲットの健全性が求められる。このため窒化アルミニウム粉末を加圧成型したのちヘリウム雰囲気で焼結することにより、照射時の健全性を保てることが確認されるとともに、比放射能の低下をもたらす$$^{12}$$Cの含有量も低下させることが判った。照射後ターゲットは高温燃焼炉で二酸化炭素に酸化し、いったんアルカリ溶液に吸収させた後塩化バリウムを加え炭酸バリウムとした。[$$^{14}$$C]炭酸バリウムから、さらに有機化合物を標識するのに便利な四種類の前駆体[1-$$^{14}$$C]酢酸ナトリウム、[$$^{14}$$C]メタノール、[$$^{14}$$C]シアン化カリウム及び[U-$$^{14}$$C]ベンゼンの合成操作について述べる。

論文

アイソトープ利用の現状と今後の展望,V; ライフサイエンスへの利用

守屋 孝; 橋本 和幸

日本原子力学会誌, 32(7), p.680 - 683, 1990/07

生化学における放射性同位元素(RI)の利用は、主としてトレーサ法による。トレーサー法はRIで標識した化合物を生体内に投与した後、放射能を目印にしてその化合物を追跡する方法で、物質代謝の研究に欠かすことができない。利用される主なRIは$$^{3}$$H、$$^{14}$$C、$$^{22}$$Na、$$^{32}$$P、$$^{35}$$S、$$^{45}$$Ca、$$^{51}$$Cr、$$^{59}$$Fe、$$^{125}$$I、$$^{131}$$Iなどであるが、その他$$^{24}$$Na、$$^{42}$$K、$$^{54}$$Mn、$$^{60}$$Co、$$^{64}$$Cu、$$^{65}$$Zn、$$^{75}$$Seなども使用される。いずれも生体を構成する元素あるいは生体に存在する元素であり、それぞれ化合物として、あるいは金属イオンとして生命活動に重要な役割を果たしている。これらのRIのうち、わが国においても良く用いられている$$^{3}$$H、$$^{14}$$C、$$^{32}$$P、$$^{35}$$S、$$^{24}$$Na、$$^{42}$$K、$$^{45}$$Ca、$$^{51}$$Cr、$$^{59}$$Fe、$$^{64}$$Cuおよびサイクロトロンで生産されるRIなどについて核種ごとに利用の状況を概観した。

報告書

カネクロール,KC-300,-400,-500,-600に相当する$$^{1}$$$$^{4}$$C標識ポリ塩化ビフェニールの合成

守屋 孝; 茂木 照十三; 松岡 弘充; 保泉 澄

JAERI-M 8071, 17 Pages, 1979/01

JAERI-M-8071.pdf:0.56MB

多種の塩化ビフェニル異性体によって構成されているカネクロール(KC)は、塩素含有率の差によりいくつかのタイプに分類されている。本報では四タイプのカネクロール、すなわちKC-300、KC-400、KC-500、およびKC-600$$^{1}$$$$^{4}$$C標識体の合成法を述べる。カネクロールはビフェニルを触媒(FeCl$$_{3}$$)の存在下で直接塩素化して得られる。そこでまず目標とするタイプのカネクロール標準品の組成をガスクロマトグラフィーと質量分析法により十分調らべ、よく一致する組成をもつ生成物が得られる合成条件を求めた。主成分については構造既知の塩化ビフェニル単一化合物を用いてGC保持時間を比較することにより化学構造の同定を試みた。以上の実験結果を基に$$^{1}$$$$^{4}$$C標識カネクロールを合成した。製品の放射化学的純度はラジオガスクロマトグラフイーにより調らべ十分利用し得るものであることを確認した。

論文

Synthesis of m-bromophenol-$$^{1}$$$$^{4}$$C$$_{6}$$ with high specific activity

守屋 孝; 茂木 照十三; 松岡 弘充

Radioisotopes, 27(5), p.263 - 265, 1978/05

殺虫剤として広く用いられている「スミチオン」を$$^{1}$$$$^{4}$$Cでラベル化するために、中間体として要望されてきた表記化合物の合成をおこなった。合成経路はベンゼン-$$^{1}$$$$^{4}$$C$$_{6}$$からm-ジニトロベンゼン$$^{1}$$$$^{4}$$C$$_{6}$$に導き、ブロム置換によりm-ブロモニトロベンゼン-$$^{1}$$$$^{4}$$C$$_{6}$$を得、続いて還元、ジアゾ化、加水分解などの常法に従い目的物を合成する方法を採った。本法によるm-ブロモニトロベンゼンの合成は始めての試みで他法と比べいくつかの点で秀れたものであることが判った。とくに小規模での分離が容易におこなえること、異性体が生成しないことなどがメリットである。

論文

Synthesis of $$^{1}$$$$^{4}$$C-labeled 2,4,2',5'-tetrachlorobiphenyl

守屋 孝

Journal of Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals, 14(4), p.625 - 631, 1978/04

 被引用回数:3

ベンゼンU-$$^{1}$$$$^{4}$$Cから出発して、m-ジニトロベンゼン、m-ジクロルベンゼン、2,4-ジクロルニトロベンゼンを経る四段階の反応で、2,4-ジクロルアニリンに導き、これをCadogan法の変法により標記標識化合物に導いた。22.5ミリキューリーのベンゼンから2.1ミリキューリーの目的物を得た。本報では核反応段階での合成に関する操作を中心に述べ小考察を加えた。

論文

Synthesis of carbon-14 labeled polychlorinated biphenyls

保泉 澄; 守屋 孝

J.Labelled Compd., 10(3), p.499 - 508, 1974/03

 被引用回数:7

ビフェニル(U)-$$^{14}$$Cはベンゼン(U)-$$^{14}$$Cを出発物質とし、二段階の反応を経て、65%の収率で合成し得た。更に、ビフェニル(U)-$$^{14}$$Cを塩素ガスにより直接塩素化して、二種類のポリ塩素化ビフェニル(U)-$$^{14}$$C混合物を合成した。この場合の収率は、消費されたベンゼン(U)-$$^{14}$$Cに対して35%であった。

論文

分離精製用簡易ガスクロマトグラフ

守屋 孝

Isotope News, (4), p.18 - 20, 1972/00

微量の有機合成実験では,生成物の分離精製はむずかしい仕事であり一搬的な有機化学的分離法では収率は悪くなり,純度も十分でない場合がしばしばある。

口頭

地質環境の長期安定性に関する研究の現状について

花室 孝広; 野原 壯; 梅田 浩司; 守屋 俊文; 中司 昇

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発として、地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究を進めている。本セミナーでは、深地層の科学的研究で設定している研究課題のうち、地質環境の長期安定性に関する研究の現状について報告する。

口頭

土壌有機物とその分解により生成するCO$$_{2}$$の安定炭素同位体比

守屋 耕一; 森泉 純*; 山澤 弘実*; 飯田 孝夫*; 小嵐 淳; 安藤 麻里子

no journal, , 

土壌有機物分解過程と炭素同位体変化の関係を明らかにすることを目的として、2つの異なる森林土壌において、土壌有機物とその分解により生成するCO$$_{2}$$の安定炭素同位体比の測定を行った。結果として、下層の古い有機物ほど$$^{13}$$Cの割合が高いこと、分解により放出されるCO$$_{2}$$は土壌有機物そのものよりも$$^{13}$$Cの割合が高いこと、これらが植生の異なる森林で同様に見られる現象であることが明らかとなった。土壌有機物の安定炭素同位体比が、分解過程における同位体効果や、供給源である植物体を構成する有機化合物間の同位体比の相違により変化すると考えられる。

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