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論文

Sodium-cooled Fast Reactors

大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.

Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07

ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。

論文

Development and operation of an electrostatic time-of-flight detector for the Rare RI storage Ring

長江 大輔*; 阿部 康志*; 岡田 俊祐*; 大甕 舜一朗*; 若山 清志*; 細井 駿*; 鈴木 伸司*; 森口 哲朗*; 天野 将道*; 上岡 大起*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 986, p.164713_1 - 164713_7, 2021/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.98(Instruments & Instrumentation)

An electrostatic time-of-flight detector named E-MCP has been developed for quick diagnostics of circulating beam and timing measurement in mass spectrometry at the Rare-RI Ring in RIKEN. The E-MCP detector consists of a conversion foil, potential grids, and a microchannel plate. Secondary electrons are released from the surface of the foil when a heavy ion hits it. The electrons are accelerated and deflected by 90$$^{circ}$$ toward the microchannel plate by electrostatic potentials. A thin carbon foil and a thin aluminum-coated mylar foil were used as conversion foils. We obtained time resolutions of 69(1) ps and 43(1) ps (standard deviation) for a $$^{84}$$Kr beam at an energy of 170 MeV/u when using the carbon and the aluminum-coated mylar foils, respectively. A detection efficiency of approximately 90% was obtained for both foils. The E-MCP detector equipped with the carbon foil was installed inside the Rare-RI Ring to confirm particle circulation within a demonstration experiment on mass measurements of nuclei around $$^{78}$$Ge produced by in-flight fission of uranium beam at the RI Beam Factory in RIKEN. Periodic time signals from circulating ions were clearly observed. Revolution times for $$^{78}$$Ge, $$^{77}$$Ga, and $$^{76}$$Zn were obtained. The results confirmed successful circulation of the short-lived nuclei inside the Rare-RI Ring.

論文

Electrode properties of Li$$_{2}$$MnO$$_{3}$$ (${it C}$2/${it m}$) for a lithium-battery cathode in several charge-discharge potential ranges

中尾 靖宏*; 小澤 清*; 藤井 宏樹*; 茂筑 高士*; 岩井 秀夫*; 土屋 佳則*; 井川 直樹

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 38(2), p.229 - 233, 2013/12

リチウムイオン電池用正極材Li$$_{2}$$MnO$$_{3}$$(空間群;${it C}$2/${it m}$)を共沈法によって作製し、2.0-4.6, 2.0-4.8及び2.0-5.0V領域における充放電サイクル特性を解析した。すべての測定領域において、充放電サイクルを重ねることで電気化学キャパシティは徐々に増加するが、その増加傾向は電圧域に依存した。すなわち、2.0-4.6Vの電圧域では、放電能は1サイクルでの12.5mAh$$^{-1}$$から99サイクルでの22.5mAh$$^{-1}$$程度の増加に対し、2.0-5.0Vの電圧域では、20.0から110.2mAh$$^{-1}$$へと大幅に増加した。中性子回折実験の結果、2.0-5.0Vの電圧域における放電能の大幅な増加は、充放電サイクルを重ねるにしたがって、斜方面体相が発生するためであることを見いだした。

論文

Electrochemical characteristics of layered Li$$_{1.95}$$Mn$$_{0.9}$$Co$$_{0.15}$$O$$_{3}$$ (${it C}$2/${it m}$) as a lithium-battery cathode

小澤 清*; 中尾 靖宏*; 茂筑 高士*; Cheng, Z.*; Wang, L.*; 岩井 秀夫*; 土屋 佳則*; 藤井 宏樹*; 井川 直樹

Journal of the Electrochemical Society, 159(3), p.A300 - A304, 2012/01

 被引用回数:14 パーセンタイル:46.93(Electrochemistry)

リチウムイオン2次電池正極材Li$$_{1.95}$$Mn$$_{0.9}$$Co$$_{0.15}$$O$$_{3}$$を共沈法によって作製し、その電気化学的特性を解析した。中性子回折実験及びRietveld解析によって求めた本材料の結晶構造は、空間群${it C}$2/${it m}$のLi$$_{2}$$MnO$$_{3}$$型と同定できた。本材料の充放電サイクル特性は、電流密度が30mAhg$$^{-1}$$の場合は、2.0-4.8Vの電圧域で最初からの11サイクルまでに放電能が46.3から196.5mAhg$$^{-1}$$へと増加し、その後23から58サイクルでは175.5mAhg$$^{-1}$$を保持していた。サイクリックボルタモグラム及びX線光電子分光実験の結果から、本材料では最初の10サイクル程度でMnの還元反応が活性化されていることが明らかとなった。

論文

Neutron scattering studies of the spin-5/2 antiferromagnetic linear trimer substance SrMn$$_3$$P$$_4$$O$$_{14}$$

長谷 正司*; D$"o$nni, A.*; 小澤 清*; 北澤 英明*; 酒井 治*; Pomjakushin, V. Y.*; Keller, L.*; 金子 耕士; 目時 直人; 加倉井 和久; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 340, p.012066_1 - 012066_7, 2012/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:45.01

スピン5/2反強磁性Mn量子トリマーの[0, $$k_y$$, 0]インコメンシュレート構造($$k_y$$=0.316-0.331)を中性子粉末回折により明らかにし、$$T_{rm N2}=1.75(5)$$Kにおいて波数が急激に替わることから磁気秩序層が二つ存在することを明らかにした。非弾性散乱実験によって観察された分散を示さない励起(0.46, 0.68, and 1.02meV)が、この系の磁気励起が反強磁性量子トリマーモデルで説明できることを明らかにした。解析によって、量子トリマー形成に重要な最近接相互作用$$J$$$$_1$$=0.29meVが半強磁性的であることを明らかにした。

論文

Magnetic excitations in the spin-5/2 antiferromagnetic trimer substance SrMn$$_3$$P$$_4$$O$$_{14}$$

長谷 正司*; 松田 雅昌*; 金子 耕士; 目時 直人; 加倉井 和久; Yang, T.*; Cong, R.*; Lin, J.*; 小澤 清*; 北澤 英明*

Physical Review B, 84(21), p.214402_1 - 214402_6, 2011/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:42.11(Materials Science, Multidisciplinary)

A quantum-mechanical 1/3 magnetization plateau and magnetic long-range order appear in the large-spin (5/2) substance SrMn$$_{3}$$P$$_{4}$$O$$_{14}$$. Previous magnetization results suggest that the spin system consists of antiferromagnetic trimers that are weakly coupled with one another. We inferred that the magnetization plateau originated from discrete energy levels of the trimer. In order to confirm the discrete energy levels, we performed inelastic neutron scattering experiments on SrMn$$_{3}$$P$$_4$$O$$_{14}$$ powders. Observed magnetic excitations are consistent with excitations expected in the trimer model.

論文

Perspectives of laser-chemical isotope separation of a long-lived fission product; Cesium-135

Chaltikyan, V.*; Papoyan, A.*; 尾下 博教; 塩谷 洋樹; 小野 清; 石川 眞; 小澤 正基

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 280(2), p.347 - 356, 2009/05

長寿命核分裂生成物Cs-135の環境負荷性と核分裂特性及び同属アルカリ金属であるRb-85/87の同位体分離実験をレビューし、同レーザー化学法によるCs-135の同位体分離について考察した。Rb-85/87は同位体シフトが大きく、Rb-85の選択的励起と水素化反応により2サイクル分離実験で分離係数23.9を得たが、Cs-133/135の同位体分離ではDoppler-free法の適用とRydberg Stateに関しての検討が不可欠であると結論した。

論文

Inelastic neutron scattering study of the spin-gap cuprate $$beta$$-AgCuPO$$_{4}$$

長谷 正司*; 松田 雅昌; 加倉井 和久; 小澤 清*; 北澤 英明*; 辻井 直人*; D$"o$nni, A.*; 黒江 晴彦*

Physical Review B, 76(13), p.134403_1 - 34403_5, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:12.56(Materials Science, Multidisciplinary)

粉末試料の中性子非弾性散乱と磁化率測定により$$beta$$-AgCuPO$$_{4}$$の磁性を研究した。幅の広い非対称な非弾性シグナルがエネルギー遷移6.2meVに明瞭に観測され、スピンギャップの存在を明らかにした。またこの励起強度の波数依存性からこの系の最強の交換相互作用がCu-O-P-O-Cuの経路に存在することを示した。そしてこの系の帯磁率と観測されたスピンギャップが80K及び14Kの交換相互作用を持つ反強磁性ボンド交代鎖で理解できることを明らかにした。

論文

Direct observation of the energy gap generating the 1/3 magnetization plateau in the spin-1/2 trimer chain compound Cu$$_{3}$$(P$$_{2}$$O$$_{6}$$OD)$$_{2}$$ by inelastic neutron scattering measurements

長谷 正司*; 松田 雅昌; 加倉井 和久; 小澤 清*; 北澤 英明*; 辻井 直人*; D$"o$nni, A.*; 河野 昌仙*; Hu, X.*

Physical Review B, 76(6), p.064431_1 - 064431_5, 2007/08

 被引用回数:26 パーセンタイル:71.41(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子非弾性散乱によりスピン1/2トライマー鎖物質Cu$$_{3}$$(P$$_{2}$$O$$_{6}$$OD)$$_{2}$$の磁性を明らかにした。シングレット-トリプレット励起に対応する9.8meVのスピン励起ギャップが観測され、磁化プラトー測定と併せてこのトライマー鎖物質の反強磁性交換作用J$$_{1}$$=111K及びJ$$_{2}$$=30Kが決定された。

報告書

高速増殖炉サイクルにおける長寿命核種の分離変換技術の研究開発(基礎・基盤)成果

山下 清信; 小澤 正基; 池上 哲雄; 原田 秀郎; 逢坂 正彦; 大木 繁夫; 舘 義昭; 古高 和禎; 中村 詔司

JNC TN9420 2004-001, 106 Pages, 2005/03

JNC-TN9420-2004-001.pdf:12.85MB

「長寿命核種の分離核変換技術の研究開発」の課題評価委員会(2000年8月)にて研究項目についての事前評価を受け、この評価結果に基づいて分離技術、核データ、炉物理、燃料、新しい核換技術・概念等の研究開発を進めてきた。研究開発より、分離技術では、使用済燃料中の全アクチニドを一括して分離するための有望な2種の新抽出系を特定しすることができた。また、核データの測定では、全立体角Bi4Ge3O12(BGO)検出器等の開発により広エネルギー領域の中性子捕獲断面積が測定できる高度な技術を開発し、世界初となる核データ含む7核種のMA及び核分裂生成物(FP)の中性子捕獲断面積を決定した。本報は、これらの成果をまとめ報告するものである。

報告書

深海放射能測定用Ge$$gamma$$線検出器システムの開発

山本 忠利; 清水 徳; 小澤 皓雄; 美留町 厚; 千崎 年彦; 片桐 政樹

JAERI-Research 99-032, 59 Pages, 1999/04

JAERI-Research-99-032.pdf:6.47MB

深海海底に存在する人工放射性物質から放出される放射線を計測することを目的として、深海放射能測定システムとして従来のNaI検出器と同様に使用できるように耐圧容器に収納した型の小型電気冷却式Ge検出器を製作した。そして水中における冷却試験及びエネルギー分解能測定試験を行い、Ge検出器を液体窒素温度まで約5.8時間で冷却でき、$$^{60}$$Co1.33MeVのピークに対して2.66keVのエネルギー分解能を有することが確認できた。さらに、海洋科学技術センター所有の無人探査機ドルフィン3Kへの接続を行った後の海水中における放射能測定試験を行い、海底における天然放射性物質からの放射線を計測できることを確認した。

論文

JPDR解体実地試験; 放射線遮蔽体の解体撤去

清木 義弘; 小澤 一茂

デコミッショニング技報, 0(14), p.34 - 46, 1996/08

JPDRの放射線遮蔽体は運転中の中性子の照射により一部は強く放射化しており、また耐震設計の観点から表面にライナーを施した強固な鉄筋コンクリート構造となっている。放射線遮蔽体の炉心中心部の突出した部分は強く放射化しているため、作業員の被ばく防止の観点から、原研で技術開発を行った機械的切断工法と水ジェット切断工法により解体撤去を行った。残りの放射線遮蔽体は放射能レベルも低く、また物量も多量であることから、広範囲を効率的に解体できる制御爆破工法を適用して解体撤去を行った。解体作業に際しては、各種のデータを取得しながら作業を行った。本報ではこれらの解体作業の内容、取得したデータについて報告するものである。

論文

動力試験炉の解体; 開発した解体技術の概要と炉内構造物の解体

清木 義弘; 小澤 一茂

動力・エネルギー技術の最前線 : 動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集 1996, 0, p.355 - 359, 1996/00

原研では、昭和56年度から約15年かけて原子炉の解体に必要と考えられる技術を開発し、その開発した技術を適用したJPDR解体実地試験を実施した。この試験において、開発した技術の有効性を確認するとともに原子炉解体のトータルシステムをほぼ確立した。本講演では、原子炉の解体に必要と考えられる8項目の開発した技術についてその概要を発表するとともに、残留放射能の大部分が残存する炉内構造物、原子炉圧力容器、生体しゃへい体等の解体に適用した解体工法・機器についてその原理、システムおよび解体で得られたデータ、知見について炉内構造物の解体を中心にして発表する。

論文

JPDR解体実地試験の概要と成果

宮坂 靖彦; 渡辺 正秋; 田中 貢; 中村 寿; 清木 義弘; 立花 光夫; 小澤 一茂; 畠山 睦夫; 伊東 慎一; 吉森 道郎; et al.

日本原子力学会誌, 38(7), p.553 - 576, 1996/00

我が国における原子炉廃止措置のあり方及び対策については、安全確保を前提に、地域社会と協調を図りつつ、運転終了後できるだけ早い時期に原子炉を解体撤去することを原則とし、さらに敷地を原子力発電所用地として引き続き有効利用することが重要であるとしている。この方針に基づき、JPDR解体計画を1981年より開始し、第1段階で解体に係わる要素技術の開発を行った。さらに、1986年から開発技術を適用してJPDR解体実地試験を開始し、1996年3月に無事終了した。これよりJPDR解体実地試験の目的である発電炉の安全な解体が実証され、また解体データの収集・整備が計られた。今後、JPDRの解体によって得られた経験を基に、より安全で、経済的な一般に受容される廃止措置技術の開発が進められるものと思われる。本報は、JPDR解体実地試験の終了にあたり、その成果をレビューし、今後の課題等をまとめたものである。

論文

Progress of the Japan Power Demonstration Reactor (JPDR) dismantling activities; Dismantling of the biological shield

小澤 一茂; 中村 竹夫; 久保 隆司; 清木 義弘

The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE),Vol. 4, 0, p.1707 - 1710, 1995/00

JPDRの生体遮蔽体は放射線遮蔽や耐震性のために非常に強固な鉄筋コンクリート構造物となっている。さらに炉心中心部には内側に突出した壁があり高度に放射化している。JPDR解体実地試験ではこれまでに三つの工法(機械的切断工法、水ジェット切断工法、制御爆破工法)の技術開発を行い、放射能レベルに応じて各技術の実証を行った。放射能レベルの高い生体遮蔽体突出部の解体にはダイヤモンドブレードと、コアボーリングを組合せた機械的切断工法とスチールグリットを含んだ高圧水を対象物に吹き付けて切断を行う水ジェット切断工法を使用して解体撤去を行った。また放射能レベルの低い生体遮蔽体表層部と放射能レベルの極めて低い生体遮蔽体外側部の解体には、限定した領域のみを解体撤去できる制御爆破工法を使用して解体撤去を行った。本報告では、各工法の特徴、データの分析結果等について報告する。

論文

Dismantling of the Japan Power Demonstration Reactor biological shield by controlled blasting

小澤 一茂; 中村 竹夫; 久保 隆司*; 石澤 昭浩; 清木 義弘*; 柳原 敏

WM'95,Conf. Proc. (CD-ROM), 0, 10 Pages, 1995/00

JPDR解体実地試験では放射能レベルの低い生体遮蔽体コンクリートの解体に制御爆破工法を適用し、技術の実証を行うとともに、各種の作業データを取得した。解体の第1段階としてはEL18.65m~EL2.1mまでの比較的放射能レベルの低い表層約40cmの部分を解体撤去し、発生したコンクリート類は鋼製容器に収納し原研内の保管廃棄施設内に保管した。解体の第2段階ではEL18.65m~EL-4.55mまでの極めて放射能レベルの低い外側部の解体を制御爆破工法に重機を取り入れ短期間のうちに行った。解体により発生したコンクリート類はフレキシブルコンテナに収納し、今後埋設試験に適用される予定である。本報ではこれらの作業内容や取得したデータについて報告する予定である。

報告書

核融合実験炉の概念設計; 安全性の解析・評価

関 泰; 高津 英幸; 飯田 浩正; 真木 紘一*; 小川 益郎; 野口 宏; 村田 幹生; 小澤 義弘*; 伊東 新一*; 岡崎 隆司*; et al.

JAERI-M 91-126, 511 Pages, 1991/08

JAERI-M-91-126.pdf:12.54MB

核融合実験炉としての基本的構成が類似しているFER/ITERを対象に、安全性の解析と評価を行った。安全性の検討の仕方としては、まず、安全設計の考え方を明確にし、次に、運転状態、すなわち、通常運転時、分解修理時、事故時に分けて、解析・評価した。特に、通常運転時においては、トリチウム及び放射化生成物量の評価を、分解修理においてはトリチウム放出量の評価を、事故時においては冷却水喪失事故・真空破断事故・電源喪失事故の事故シナリオの検討を、それぞれ行った。また、安全に関する法規・基準を付加し、全体として、核融合実験炉の安全性を一通り概観できるようにした。

報告書

高速実験炉「常陽」運転経験報告書; 原子炉容器内ナトリウム液位異常低下時における液位監視方法の確立

藤枝 清; 竹内 徹; 高津戸 裕司; 今井 勝友; 小澤 健二; 堀米 利元; 照沼 誠一

PNC TN9410 91-187, 41 Pages, 1991/07

PNC-TN9410-91-187.pdf:1.0MB

「常陽」の原子炉容器ナトリウム液面計は,安全保護系に組み込まれている3本の誘導式ナトリウム液面計で構成されている。その測定範囲は,1本が長尺型で通常液位に対して+350mm$$sim$$-1600mm,他の2本は,+ー350mmで,1次主配管の下部レベルまでカバー出来るが,-1600mm以下の原子炉容器内ナトリウム液位を監視する手段がなかった。 このため1次補助冷却系の吐出配管が原子炉容器最下部まで挿入されていることから,1次補助冷却系電磁ポンプの吐出圧力計の指示値を用いて原子炉容器内ナトリウム液位を求めることが出来ると判断し,原子炉容器内ナトリウム液位と1次補助冷却系電磁ポンプ吐出圧力の関係を求める試験を実施した。試験の結果(1)1次補助冷却系を用いて燃料集合体上部までの原子炉容器内ナトリウム液位を推定することは,十分可能である。また,原子炉容器内ナトリウムドレン中の試験によって,原子炉容器内ナトリウムが47.5m3/hの速度で低下している過渡時においても,1次補助冷却系を用いて原子炉容器内ナトリウム液位の推定が可能であることを確認した。(2)1次補助冷却系電磁ポンプ吐出圧力,ナトリウム循環流量およびナトリウム温度から,原子炉容器内ナトリウム液位を求める近似式を導出した。(3)測定データを基に多重回帰分析を行い,1次補助冷却系電磁ポンプ吐出圧力およびナトリウム循環流量から,原子炉容器内ナトリウム液位を推定出来るグラフを作成した。

口頭

脳正常組織の放射線感受性に関する研究

鈴木 義行*; 白井 克幸*; 吉田 由香里*; 水井 利幸*; 清原 浩樹*; 野田 真永*; 石崎 泰樹*; 小澤 瀞司*; 中野 隆史*; 浜田 信行*; et al.

no journal, , 

脳正常組織の放射線に対する反応をラット胎児から摘出した培養正常脳神経細胞及び培養小脳切片の放射線に対する反応について検討した。ラット海馬より採取・培養した未熟神経細胞は、成熟神経細胞より放射線感受性が高く、神経細胞の成熟度により放射線感受性に違いがあることが確認された。またX線及び炭素線照射により培養小脳皮質の一部に発達異常が引き起こされ、特に発達中の小脳皮質に存在する外顆粒細胞層が照射による影響をもっとも受けやすく、層の異常拡大が認められた。この層拡大について測定したところ、小脳皮質外顆粒細胞層の異常拡大を指標とした場合のX線照射に対する炭素線照射のRBEは約2$$sim$$2.5と推定された。

口頭

Magnetic excitations in spin gap system

加倉井 和久; 松田 雅昌; 長谷 正司*; 小澤 清*; 北澤 英明*; 辻井 直人*; Doenni, A.*; Hu, X.*; 黒江 晴彦*

no journal, , 

粉末試料の中性子非弾性散乱によるスピンギャップ系の研究に関して報告する。近年量子スピン系に見られる磁化プラトー現象が理論及び実験により注目を浴びている。磁気交換作用の大きさは磁化率測定からおおよそ見積もれるが、実際のプラトー現象を起こす幾何学的相互作用スキームの検証には微視的中性子磁気散乱が不可欠である。この成果報告ではスピン1/2反強磁性ボンド交代鎖$$beta$$-AgCuPO$$_{4}$$及びトライマー鎖物質Cu$$_{3}$$(P$$_{2}$$O$$_{6}$$OD)$$_{2}$$の粉末試料中性子磁気非弾性散乱の実験結果を紹介する。またこのような研究がJ-PARCパルス中性子源施設に建設予定の低エネルギーチョッパー分光器で効率よく展開できることを強調する。

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