Theoretical and experimental estimation of the relative optically stimulated luminescence efficiency of an optical-fiber-based BaFBr:Eu detector for swift ions

平田 悠歩; 佐藤 達彦; 渡辺 賢一*; 小川 達彦; Parisi, A.*; 瓜谷 章*

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(7), p.915 - 924, 2022/07

https://doi.org/10.1080/00223131.2021.2017372

放射線測定において、検出器の線量応答を高い信頼性を持って評価することは、放射線治療,放射線防護,高エネルギー物理学など、多様な分野で共通した課題となる。しかし、多くの蛍光現象を利用する放射線検出器では、高い線エネルギー付与(LET)を持つ放射線に対して消光効果と呼ばれる検出効率の低下を示すことが知られている。また、この消光現象は、異なる種類の粒子線による微小領域へのエネルギー付与分布の変化にも依存する。先行研究では、PHITSコードのマイクロドジメトリ計算により消光現象を予測する手法が開発されていた。本研究では、この成果を活用して、PHITSのマイクロドジメトリ計算により、BaFBr:Eu検出器の光刺激蛍光(OSL)効率を予測した。また、He, C, Neのイオンビーム照射実験を行い、BaFBr:Eu検出器の発光効率変化を測定し、計算による予測値を検証した。本検証では、PHITSのマイクロドジメトリ計算でターゲット球の直径を30-50nmと設定することで、発光効率の予測値が実験値を再現した。また、計算によりBaFBr:Euの発光効率の粒子線種に対する依存性を明らかにし、PHITSのマイクロドジメトリ計算がBaFBr:EuのOSL測定結果を正確に予測できることを示した。

観測装置の地上移設に関わる概念設計

戸谷 成寿*; 小川 賢*; 岩月 輝希; 大貫 賢二

JAEA-Technology 2015-023, 35 Pages, 2015/09

JAEA-Technology-2015-023.pdf:9.44MB

MIU計画においては、今後の研究開発課題の1つとして研究坑道閉鎖(埋戻し)時・後の地質環境特性の回復や定常化に至るプロセスに関する知見の蓄積を挙げており、研究坑道閉鎖時・後における観測体系の構築が必要となる。本報告書では、現在、研究坑道に設置して使用している観測装置の地上移設に関する詳細設計に資することを目的とし、各観測装置の地上移設に関わる制約や坑道閉鎖時・後の観測に要求される要件等を整理し、概念設計を行った。

International round robin test on Master Curve reference temperature evaluation utilizing Miniature C(T) specimen

山本 真人*; 鬼沢 邦雄; 吉本 賢太郎*; 小川 琢矢*; 馬渕 靖宏*; Valo, M.*; Lambrecht, M.*; Viehrig, H.-W.*; 三浦 直樹*; 曽根田 直樹*

Small Specimen Test Techniques; 6th Volume (ASTM STP 1576), p.53 - 69, 2015/05

https://doi.org/10.1520/STP1576-EB

4mm厚のミニチュア破壊靭性試験片(微小C(T))によるマスターカーブ法の適用性を検証するため、日本の原子炉圧力容器鋼から採取した破壊靭性試験片を用いて、国内外の研究機関や産業界の参加を得てラウンドロビン試験を実施した。ASTM E1921規格に従って試験を行い、得られた破壊靭性参照温度の比較から、微小C(T)から得られる参照温度のばらつきは規格に示されている不確実さの範囲とほぼ同等であり、微小試験片に対するマスターカーブ法の有効性を確認した。また、本報では各機関が行った試験結果を取りまとめて統計処理を行い、参照温度には大きな相違はなく、標準サイズの試験片との寸法効果も認められないことが確認できた。

A Round robin program of master curve evaluation using miniature C(T) specimens, 2; Fracture toughness comparison in specified loading rate condition

山本 真人*; 鬼沢 邦雄; 吉本 賢太郎*; 小川 琢矢*; 馬渕 靖宏*; 三浦 直樹*

Proceedings of 2013 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2013) (DVD-ROM), 8 Pages, 2013/07

https://doi.org/10.1115/PVP2013-97936

破壊靭性評価のためのマスターカーブ法は、最近試験規格として標準化され、原子炉圧力容器の信頼性を確保するための強力なツールであると期待されている。現行の監視試験において、マスターカーブ法のためのデータを得るためには、シャルピー試験片の試験後の半片から採取可能な小型の試験片の活用が重要である。著者らは、4mm厚のミニチュア破壊靭性試験片(ミニCT)によるマスターカーブ法の適用性を検証するため、典型的な日本の原子炉圧力容器鋼を用いて、国内の学界,産業界や研究機関の参加を得てラウンドロビン試験を開始した。試験機の影響及び試験手順を検討した第1報に引き続き、本報では試験データを拡充するとともに、負荷速度の影響を評価した。得られた結果に基づき、塑性変形を考慮した負荷速度の定義や結果の相違を検討した結果、ミニCTによる破壊靭性参照温度には負荷速度は大きな影響を及ぼさないことが確認された。

Effects of neutron irradiation on tensile properties of oxide dispersion strengthened (ODS) steel claddings

矢野 康英; 小川 竜一郎; 山下 真一郎; 大塚 智史; 皆藤 威二; 赤坂 尚昭; 井上 賢紀; 吉武 庸光; 田中 健哉

Journal of Nuclear Materials, 419(1-3), p.305 - 309, 2011/12

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2011.05.026

高速実験炉「常陽」のCMIR-6で照射したODS鋼被覆管のリング引張特性に及ぼす照射効果に関して調査を行った。照射条件範囲は、照射温度6931108Kと照射量1633dpaであった。照射温度923K未満では強度特性に変化は見られなかったが、1023Kでは20%の強度低下が見られた。一方、照射後の一様伸びは、すべての照射条件で2%以上確保されていた。本照射条件範囲ではODS鋼被覆管は、一般的な11Crフェライト/マルテンサイト鋼であるPNC-FMS被覆管と比較しても優れた引張特性を維持していることが明らかになった。

Study of rock-like oxide fuels under irradiation

白数 訓子; 蔵本 賢一; 中野 佳洋; 山下 利之; 小川 徹

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(1), p.145 - 152, 2008/00

https://doi.org/10.1299/jpes.2.145

岩石型燃料の照射挙動を評価するために、濃縮度20%のウランを添加した岩石型燃料を用いて照射試験を行った。試験には、ジルコニア単相燃料,ジルコニア粒子をスピネル、もしくはコランダム中に分散させた粒子分散型燃料を供した。照射はJRR-3にておよそ280日行った。燃焼度はおよそ11%FIMAである。パンクチャーテスト並びにガス分析を行い、ガス放出率を求めた。コランダム系燃料において、極めて高いガス放出率が観測された(88%)。また、ジルコニア単相燃料は、その低い熱伝導率より一番高い温度での照射となったが、たいへん低いガス放出率を示した(5%)。SEMやEPMAを用いて燃料の微小分析を行った。1400K以下の照射温度では、スピネルの分解及び組織の再編成は見られなかった。コランダム型燃料の組織も一様であり、組織変化は見られなかった。

高温工学試験研究炉(HTTR)の制御応答試験結果

茂木 利広; 飯垣 和彦; 齋藤 賢司; 澤畑 洋明; 平戸 洋次; 近藤 誠; 澁谷 英樹; 小川 悟; 篠崎 正幸; 水島 俊彦; et al.

JAEA-Technology 2006-029, 67 Pages, 2006/06

JAEA-Technology-2006-029.pdf:3.07MB

HTTRの制御系のうち、中間熱交換器ヘリウム流量制御系,1次加圧水冷却器ヘリウム流量制御系,2次ヘリウム流量制御系,原子炉入口温度制御系,原子炉出力制御系及び原子炉出口温度制御系については、系統別総合機能試験及び出力上昇試験でその性能が明らかにされてきた。これらの試験では、各制御系に外乱を与えても安定に制御できることを確認した。また、原子炉出力30%100%までの自動運転においても、原子炉出力,温度,流量を安定に制御できることを確認した。本報告書は、これらの制御系の概要と試験結果について報告する。

1,000m対応水理試験機の改良

平田 洋一*; 小川 賢*

JNC TJ7400 2005-041, 115 Pages, 2003/03

JNC-TJ7400-2005-041.PDF:4.84MB

本業務は、サイクル機構が所有する1,000m対応水理試験装置(高温環境型)を適応深度1,500mまで拡大するとともにデータの品質確保や試験の効率性向上等を目的とし改良を実施したものである。主な改良点は次のとおり。(1)適応深度を1,000mから1,500mまで拡大、(2)測定範囲を考透水性側とするために主配管系の内径を拡大、(3)試験区間の前後区間における圧力、温度の連続測定機能の付加、(4)遮水性・耐久性・耐圧性に優れたスライド式パッカーの採用、(5)パッカーの個別拡張・収縮が可能な構造の採用、(6)安定流量制御および高揚程揚水が可能なポンプの採用、(7)試験と並行して試験結果を解析できる機能の付加

大深度対応地下水の長期モニタリング装置の製作

平田 洋一*; 小川 賢*

PNC TJ7439 98-003, 171 Pages, 1998/08

PNC-TJ7439-98-003.pdf:15.85MB

本業務は、大深度の立坑(数百千m程度)および坑道の掘削を伴う調査研究等において、その周辺に掘削した試錐孔内で大きな差圧が発生する場合でも長期間に亘り連続して最大20区間の間隙水圧の測定および採水作業を行うことができる深度1,000m対応の長期モニタリング装置を製作するものである。本装置は、大きくダウンホールユニット、インナープローブユニット、データ観測・制御装置で構成される。以下に、本装置の主な特徴を示す。・最大30kgf/c㎡の差圧環境下での間隙水圧測定および地下水の採水が可能・深度1,000m、孔径86120mmまでの試錐孔に適用が可能・摂氏70までの温度環境下での適用が可能・水圧観測用圧力計に水晶発振式の小型で高精度な絶対圧力計を採用・観測区間の圧力等を維持した状態で、地下水を地上に回収可能本装置の製作に伴い室内試験および孔内性能試験を実施した結果、ダウンホールユニット、インナープローブユニット、データ観測・制御装置の全機能について正常に作動することが確認された。

炉内中性子検出器照射試験装置の基本設計

萩原 栄*; 白川 利久*; 泉 幹夫*; 小川 不二雄*; 小泉 賢三*

PNC TJ9164 97-016, 134 Pages, 1997/06

PNC-TJ9164-97-016.pdf:3.42MB

FBR実証炉では、広域系中性子検出器を炉内の高温ナトリウム中で使用することを想定しており、高感度で高温下においても安定した作動特性を有する信頼性の高い広域系中性子検出器を開発する必要がある。これまで広域系中性子検出器として、従来の核分裂計数管の高感度化、耐高温性向上を目指した開発が進められており、試作、試験を通じて基本特性を確認する炉外試験が終了している。しかしながら、広域系中性子検出器の健全性確認のためには照射温度及び積算照射等の実証炉実機の使用条件を模擬した照射試験による検証が不可欠である。本検討では、実証炉用広域系中性子検出器照射試験装置の基本設計として、照射試験装置の構造強度設計、流力振動設計、遮へい設計を行った。また照射試験装置の設置方法、据え付け方法、炉上部の設置上の取り合い及び計測系について検討を行った。構造強度設計では、第3種管を適用して構造評価を行い、十分に基準を満足し、余裕のある設計となっている結果が得られた。また、強度計算を実施し、設計応力は、第1種管相当の評価でも、十分に余裕のある結果が得られた。さらに流力振動に対する健全性評価を行い、案内管先端部の細い部分についてもASME CodeSection III Appendix Nの評価で同期振動領域の回避ができること、またこの時の応力振幅も設計疲労限以下であり十分に余裕のある結果が得られた。遮へい設計については、照射試験装置の遮へい計算を原子炉の運転中と停止中について行い、いずれの場合も回転プラグ上部ピット室での線量は目標線量を十分に下回る結果が得られた。