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土井 大輔; 小野 功*; 清野 裕
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 5 Pages, 2015/05
Hydrogen generated during postulated severe accidents in a sodium-cooled fast reactor may be released to the air inside a reactor containment building, resulting in the hydrogen combustion when a specified hydrogen concentration is exceeded. It is important to evaluate the pressure and temperature response of this phenomenon from the standpoint of the integrity of the reactor containment building. This paper was undertaken to seek an applicability of the hydrogen combustion models incorporated in a CONTAIN-LMR code, which is produced by applying liquid metal fast reactor-specific updates to a light water reactor version of the CONTAIN code. The paper puts its focus on the calculations of premixed combustion experiments using the CONTAIN-LMR code. The results are compared and contrasted with other stand-alone code, HECTR, which often has been used for predicting hydrogen combustion. As a result, the CONTAIN-LMR predictions mostly agree with the measured peak pressure and peak temperature and the HECTR predictions. Therefore, the results indicate that the CONTAIN-LMR code is considered to be applicable to the hydrogen combustion phenomena and available as an evaluation tool for the severe accident scenarios involving hydrogen combustion events.
大野 修司; 牧野 徹; 小野 功*; 清野 裕
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 5 Pages, 2014/05
ナトリウム冷却高速炉のシビアアクシデント時格納容器内事象進展を扱う安全性解析コードCONTAIN-LMRのうちナトリウム燃焼解析モデルを対象として、ナトリウム漏えい燃焼試験の解析を通じた妥当性確認を行った。空気雰囲気中における単一液滴の落下燃焼試験、スプレイ燃焼試験、及びプール燃焼試験の解析を実施した結果、ナトリウムの燃焼とそれに伴うガスの温度・圧力並びに構造物の温度の推移を適切に計算できることを確認した。
松田 巌*; 中村 史一*; 久保 敬祐*; 平原 徹*; 山崎 詩郎*; Choi, W. H.*; Yeom, H. W.*; 成田 尚司*; 深谷 有喜; 橋本 美絵*; et al.
Physical Review B, 82(16), p.165330_1 - 165330_6, 2010/10
被引用回数：9 パーセンタイル：40.66(Materials Science, Multidisciplinary)一価金属の共吸着でSi(111)表面上に形成される
超構造は、表面状態の電子数と吸着金属の原子数の割合が常に一定で形成される。このことは、超構造が電子化合物の特性を持つことを意味している。われわれは、二次元表面合金相である超構造の安定性を調べるために、Hume-Rothery型化合物における代表的な2つの理論、Jones model及びpseudopotential modelを用いて解析を行った。解析の結果、二次元表面合金相においてはJones modelが破綻しており、pseudopotential modelにおける二次元の表面状態電子を介した中距離原子間相互作用の重要性を見いだした。
高野 利夫; 野沢 幸男; 花田 也寸志; 小野 勝人; 金沢 浩之; 二瓶 康夫; 大和田 功
デコミッショニング技報, (42), p.41 - 48, 2010/09
日本原子力研究開発機構東海研究開発センター原子力科学研究所のホットラボは、昭和36年に建設され、機構内外における核燃料物質及び原子力材料の照射挙動の研究・開発に貢献してきたが、旧原研東海研究所において策定された「東海研究所の中期廃止措置計画」により、平成15年(2003年)4月から廃止措置を開始した。廃止措置は、鉛セルの解体・撤去,コンクリートケーブの汚染除去,管理区域の解除の順に行い、建家の一部は、所内の未照射核燃料物質の一括管理や大強度陽子加速器施設(J-PARC)の運転によって発生する放射化機器の一時保管施設として再利用する計画である。これまでに、鉛セル18基の解体・撤去作業が完了し、残り20基の鉛セルの解体・撤去作業として、セル内装機器の解体・撤去,汚染状況調査及びセル解体により発生する放射性廃棄物量の評価を行った。さらに、コンクリートケーブの汚染除去,建家の管理区域解除までを行う廃止措置全体計画に関する、基本的な考え方に基づいて作業手順を具体化するため、基本シナリオの策定を行った。
林 君夫; 中川 哲也; 小野瀬 庄二; 石田 卓也; 中道 勝; 勝山 幸三; 岩松 重美; 長谷川 貞司; 小高 英男; 高津 英幸; et al.
JAEA-Technology 2009-007, 168 Pages, 2009/03
JAEA-Technology-2009-007.pdf:31.88MB
原子力機構では、国際熱核融合実験炉(ITER)に装荷するテストブランケット・モジュール(TBM)を用いて、増殖ブランケットの炉内機能試験を実施することを計画している。そして、その準備のため、日本において設計中の原型炉ブランケットにおける固体増殖材料の第1候補材料であるチタン酸リチウム(Li
TiO
)について、原子炉照射試験を実施してきた。本報告書は、(1)材料試験炉(JMTR)による照射試験に用いた照射キャプセル解体装置の詳細設計及び試作試験、並びに、(2)照射後試験のためのグローブボックス施設の予備的検討の結果、について述べるものである。解体装置の詳細設計では、本件に先立って実施した概念検討及び基本設計の結果に基づき、詳細仕様及び設置場所の検討,安全評価等を行った。試作試験では、解体装置の中心となる切断部を試作するとともにJMTRキャプセル模擬試験体を製作して切断試験を行い、その結果を評価して切断速度の最適化を図ることにより、十分な切断性能を達成した。さらに、キャプセル解体後の照射後試験用施設を確保するため、グローブボックス施設の予備的検討を行い、技術的成立性の見通しを得た。
高橋 芳浩*; 大木 隆弘*; 長澤 賢治*; 中嶋 康人*; 川鍋 龍*; 大西 一功*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 三島 健太; 河野 勝康*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 260(1), p.309 - 313, 2007/07
被引用回数：4 パーセンタイル：35.71(Instruments & Instrumentation)Si基板上にAlゲートp-MOSFETを作製し、TIARAの重イオンマイクロビームシステムを使用して重イオン照射を行い、照射誘起過渡電流の測定を行った。その結果、ゲート端子における過渡電流は、照射中負のゲート電圧を印加した状態でのみ観測されることがわかった。また、ソース・ドレイン電極を接地(基板と同電位)してゲート領域に重イオンを照射した場合、ピーク値の異なる正・負の電流が観測され、その積分値は照射後100ns程度でほぼ0となることがわかった。本誘起電流が伝導電流によるものであれば、正方向の電流のみが観測されることが予想される。よって本測定結果より、酸化膜を介した照射誘起電流は、変位電流に由来すると帰結できる。また測定結果は、酸化膜を完全絶縁体と仮定した計算により再現できることが確認できた。
m fully depleted CMOS/SOI digital logic devices槇原 亜紀子*; 浅井 弘彰*; 土屋 義久*; 天野 幸男*; 緑川 正彦*; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 中嶋 康人*; et al.
Proceedings of 7th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-7), p.95 - 98, 2006/10
RHBD(Radiation Hardness by Design)技術を用いてSEU(Single Event Upset)/SET(Single Event Transient)対策ロジックセルを、沖電気の完全空乏型0.15m CMOS/SOI民生プロセスを用いて設計し、製造したサンプルデバイスの放射線評価を実施した。SETフリーインバータと呼ばれるSET対策付きインバータ構造を有するロジックセルは、非常に優れたSET耐性を示すが、面積・動作スピード・消費電力のペナルティも大きいため、本研究では、最低限の耐性を維持しつつペナルティを低減するための設計の最適化をMixedモードのTCAD(Technology Computer Aided Design)シミュレータを用いて行った。その結果、LET(Linear Energy Transfar)が64MeV/(mg/cm
)までは、本研究により最適化されたロジックセルが宇宙用として有用であることを示した。
小野 功*; 栗原 成計
JNC TN9400 2005-047, 98 Pages, 2005/08
高速増殖炉の蒸気発生器における大リーク・ナトリウム-水反応時の諸現象を解析するため、大リーク・ナトリウム-水反応解析コードSWACSが開発された。これまでSWACSコードに含まれている準定常圧計算モジュール(SWAC-13)を検証するために、蒸気発生器安全性総合試験装置(SWAT-3)による大リーク・ナトリウム-水反応試験(Run-3
-6試験: 水リーク率約815kg/s)を基に解析が行われた。実験検証では、同計算モジュールによる。
清野 裕; 實 晃司*; 栗原 成計; 小野 功*; 浜田 広次
Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13), 0 Pages, 2005/05
ナトリウム-水反応評価手法高度化の一環として開発しているブローダウン解析コードLEAP-BLOW及びナトリウム-水反応ジェット解析コードLEAP-JETについて検証解析を実施した。その結果、一部定量評価に課題があるものの、概ね妥当な結果を得ることができた。
n diodes due to heavy ion irradiation平尾 敏雄; Laird, J. S.; 小野田 忍; 芝田 利彦*; 若狭 剛史; 山川 猛; 阿部 浩之; 高橋 芳浩*; 大西 一功*; 伊藤 久義
Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.105 - 109, 2004/10
SOI半導体素子のシングルイベント耐性を検証するため、SOIの代わりに構造の単純なMOSキャパシタを用い、シングルイベント過渡電流波形の測定を実施した。得られた過渡電流波形を積分して求めた収集電荷量とシュミレーションを用いて計算した収集電荷量の比較から、過渡電流が変位電流に起因することを突き止めた。
清野 裕; 小野 功*; 浜田 広次
JNC TN9400 2003-106, 103 Pages, 2004/03
JNC-TN9400-2003-106.pdf:3.68MB
FBR蒸気発生器(SG)の設計基準水リーク(DBL)の選定は、プラントの安全性、経済性等に影響を及ぼす重要事項の一つである。特に大型炉SGのDBL選定に当たっては、Na-水反応事象を高精度で合理的に評価するための計算モデルの確立が必要不可欠となる。大型炉用SGにおいては、近年の設計進捗に伴い、高温ラプチャ型破損伝播事象に対して検討の必要性が示されている。高温ラプチャ挙動は、Na側の反応域温度分布に大きく影響されることから、その評価手法の開発が重要となる。本報では、この目的で開発したNa-水反応ジェット解析コード(LEAP-JET)について、SWAT-1R試験データにより検証し、以下の結果と検討課題が得られた。(1) 現状のLEAP-JETでは、反応速度定数Kの値は0.001
K0.1の間にあると言える。(2)Na-水反応による高温領域の拡がり具合、反応消費物(Na、水)及び反応生成物(水素、NaOH、Na2O)の挙動等に関する解析結果は、定性的に妥当と言える。(3)反応ジェットの最高温度やその温度分布(拡がり具合)に関する解析結果は、総じて試験結果より過大に評価する傾向にある。(4)現状のLEAP-JETでは、計算メッシュにおけるナトリウム量がほぼゼロになる場合等に数値計算が不安定になりやすくなる。従って、今後は計算不安定性に係わる原因を解明・解決するとともに、反応速度定数の最適値を求める必要がある。
實 晃司; 小野 功*; 川田 耕嗣; 栗原 成計; 谷田部 敏男
JNC TN9400 2003-062, 84 Pages, 2003/06
JNC-TN9400-2003-062.pdf:1.29MB
高速増殖炉の蒸気発生器(以下SG)におけるナトリウム-水反応時の伝熱管の設計基準水リーク(以下DBL)の選定は、プラントの安全性、経済性等に影響を及ぼす重要事項の一つである。現在計画している大型炉用SGのDBL選定に当たっては、ナトリウム-水反応事象を高精度で合理的に評価するための計算モデルの確立が必要不可欠となる。大型炉用SGにおいては、近年の設計進捗に伴い、さらに評価手法の高度化が要求されており、高度化の一環として高温ラプチャ型破損伝播事象に対しても検討の必要性が示されている。高温ラプチャ挙動は、伝熱管内の水蒸気条件に大きく影響されることから、その評価手法の開発が重要な要求事項となっている。本書は、伝熱管破損伝播解析コードとして開発したブローダウン解析コード(LEAP-BLOW)について、ナトリウム-水反応試験装置(SWAT-1R)の試験データにより検証した結果を報告するものである。本検証解析により、以下の結果と検討課題が得られた。(1)SWAT-1R体系において、注水率が約160g/s約540g/s間については、LEAP-BLOWによる圧力解析は実測値とのよい一致を示し、さらに実測値に対し小笠原モデルがより近い値を示した。(2)注水開始後約10秒以降の定常的な注水率の評価については、LEAP-BLOWによる注水率解析は模擬されており、小笠原モデルのほうが実測値に対し、より近い値を示した。(3)注水率の大きいHT-3試験における圧力解析結果については、Moody及び小笠原モデルの臨界流モデルにおいて実測値より若干低めに評価していることから、これらについて今後検討する必要がある。(4)注水率解析には、水加熱器出口配管部における注水開始直後での注水率のピーク形成及び左記ピークの時間遅れと考えられる約2秒以降の注水ノズル部でのピーク形成がみられるが、前者のピーク値は実測値に対し過大評価と考えられることから、今後検討が必要である。(5)Moody及び小笠原モデルの臨界流モデルにおける注水ノズル部での注水率解析結果は、実測値に対し、高めに評価する傾向を示すことから、上記(4)と合わせて今後検討する必要がある。
村上 清信; 小野寺 清二; 広瀬 秀幸; 曽野 浩樹; 高月 幸男*; 安田 直充*; 桜庭 耕一; 小川 和彦; 會澤 栄寿; 有嶋 秀昭*; et al.
JAERI-Tech 98-033, 70 Pages, 1998/08
核燃料サイクル技術の臨界安全性に関する研究を行うために燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)が建設され、2つの臨界実験装置(定常臨界実験装置(STACY)及び過渡臨界実験装置(TRACY))が設置された。STACYは、ウラン硝酸水溶液、プルトニウム硝酸水溶液及びウランとプルトニウムの混合硝酸水溶液を燃料とする臨界実験装置で、溶液燃料体系のベンチマークデータの提供及び再処理施設の溶液取り扱い系における臨界安全裕度の確認を目的とし、燃料の濃度及び種類、炉心タンクの形状及び寸法、反射体の種類及び大きさ等をパラメーターとする臨界データを取得することのできる装置である。STACYは平成7年2月に初臨界を達成、平成7年5月に科学技術庁の使用前検査に合格し、その後
U濃縮度10w/oのウラン硝酸水溶液燃料を用いた実験が行われている。
峯尾 英章; 柳澤 宏司; 外池 幸太郎; 小野寺 清二; 広瀬 秀幸; 村上 清信; 安田 直充*; 土尻 滋; 竹下 功
JAERI-Tech 96-027, 209 Pages, 1996/06
燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の臨界実験施設の核物質計量管理のため、ホット運転前の1994年にプルトニウム溶液用計量槽2基を対象に、換排気運転下で貯槽校正を2回実施した。校正では、液位及び体積データ並びに密度差圧ディップチューブ間距離を取得した。液位及び体積の最大測定誤差は0.42mm及び0.1dm
と十分小さく、ディップチューブ間距離は再現性良く得られた。これら液位・体積データと初期校正時に得られた校正関数との比較を行った。さらに初期校正結果を含めた校正関数を新たに決定した。この校正関数とディップチューブ間距離の誤差評価を行い、バルク測定誤差を推定したところ、密度測定が可能な広い範囲の液位において、偶然誤差及び系統誤差が、国際目標値(偶然誤差0.3%、系統誤差0.2%)を十分満足できる見通しが得られた。
Sr
CuO
single crystal superconductor by X-ray diffraction前田 裕司; 加藤 輝雄; 小野 文久*; 春名 勝次*; 田中 功*; 児島 弘直*
Physica C, 185-189, p.1383 - 1384, 1991/00
被引用回数：6 パーセンタイル：43.6(Physics, Applied)LaSrCuOの単結晶試料のボンド法による低温X線回折による精密格子定数の測定を行った結果、超電導転移温度近傍で格子定数に明確な変化を見い出した。即ち、超電導転移温度(T
=33K)以下では、C軸方向の格子定数は増加し、C軸に垂直な方向では減少した。本実験に用いた試料はマルチコアから提供された単結晶である。電気抵抗の測定でTは33Kであった。4.2Kから室温の温度範囲で格子定数の精密測定を行なった。超電導状態でC軸方向の格子定数が増加し、C軸に垂直な方向のそれは減少したことは、超電導に寄与する結晶は2次元的であることを示唆する。超電導状態と結晶歪場との相関について議論し、報告する。
大西 一功*; 高橋 芳浩*; 大木 隆広*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 伊藤 久義
no journal, ,
イオン入射によるSOI(Silicon On Insulator)素子中に発生する電荷挙動解明のために、酸化膜/半導体構造を有するモデル素子である金属/酸化膜/半導体(MOS)トランジスタに重イオンが入射したときに誘起される電流測定を行った。実験にはAlゲートMOSトランジスタ(電極面積100)を用い、18MeV酸素イオン入射により発生するシングルイベント過渡電流を測定した。その結果、収集時間,ピーク強度の異なる正・負の電流が観測された。各電流を時間積分して電荷量を見積もったところ、照射後100ns程度で両者の値が同程度となり、総和は0となることが見いだされた。また、酸化膜を完全絶縁体としてシミュレーションンを試みたところ、測定された誘起電流が変位電流に起因すると解釈できた。
m CMOS/SOIプロセスデバイスへの放射線対策の最適化槇原 亜紀子*; 浅井 弘彰*; 土屋 義久*; 天野 幸男*; 緑川 正彦*; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 中嶋 康人*; et al.
no journal, ,
RHBD(Radiation Hardness by Design)技術を用いてSEU(Single Event Upset)/SET(Single Event Transient)対策ロジックセルを、沖電気の完全空乏型0.15mCMOS/SOI民生プロセスを用いて設計し、製造したサンプルデバイスの放射線評価を実施した。SETフリーインバータと呼ばれるSET対策付きインバータ構造を有するロジックセルは、非常に優れたSET耐性を示すが、面積・動作スピード・消費電力のペナルティも大きいため、本研究では、最低限の耐性を維持しつつペナルティを低減するための設計の最適化を行った。その結果、論理セルのみにRHBD手法を用いることで十分な放射線耐性を維持できることを明らかにした。
大西 一功*; 高橋 芳浩*; 中嶋 康人*; 長澤 賢治*; 府金 賢; 今川 良*; 野本 敬介*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
放射線環境下で半導体デバイスを使用する場合、高速荷電粒子の入射により誘起される電流に起因した、シングルイベント現象が問題となる。埋込み酸化膜を有するSOI(Silicon on Insulator)デバイスは、高い耐放射線性が期待されるが、予想を上回る電荷収集が観測されるとの報告もあり、酸化膜を有するデバイス構造におけるイオン誘起電流の発生メカニズム解明が必要となっている。本研究ではシリコン(Si)MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)へ重イオン照射を行い、ゲート酸化膜を介して流れるイオン誘起過渡電流を評価した。試料はAlゲートSi p-MOSFET及びn-MOSFETを用い、TIARAの重イオンマイクロビームシステムを使用して酸素イオン(15MeV)の照射を行った。その結果、照射後12ns程度に酸化膜に印加した電界方向の鋭い電流ピークが、その後、反対方向の小さな電流がそれぞれ観測されること、また、収集電荷量は照射後数10nsで0に収束することがわかり、酸化膜を介した重イオン照射誘起電流は、変位電流によるものが支配的であることが確認できた。
府金 賢; 高橋 芳浩*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 中嶋 康人*; 大西 一功*
no journal, ,
半導体デバイスに高速荷電粒子が入射する際に半導体内で誘起されるキャリアが原因となりシングルイベント現象が発生する。酸化膜を介した重イオン照射誘起電流の発生機構は未だ不明な点が多く、その解明が重要である。本研究では、シリコン(Si)MOSFETに対して重イオン照射試験を実施し、酸化膜を介した電流発生機構の検討を行った。試料はAlゲートp-, n-シリコン(Si)MOSFETを用い、TIARAの重イオンマイクロビームラインにてエネルギー15MeVの酸素イオン照射を実施した。照射誘起電流測定の結果より、MOSFETにおける照射誘起電流は正・負の異なるピークを持つこと、さらに収集電荷量が照射後数十nsでほぼ0に収束することが観測され、酸化膜を介した照射誘起電流は、変位電流が支配的であることを確認した。またp-, n-MOSFETにおいて電流ピーク幅の差異が確認された。これは、照射に伴いゲート直下に蓄積するキャリアがp-, n-MOSFETではそれぞれ正孔,電子であり、これらキャリアの移動度の違いに起因するためと考えられる。
府金 賢; 高橋 芳浩*; 中嶋 康人*; 長澤 賢治*; 今川 良*; 野本 敬介*; 大西 一功*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
半導体デバイスに荷電粒子が入射したときに、半導体中に誘起されるキャリアによって誤動作等のシングルイベント現象が発生する。本研究では、酸化膜を介したイオン誘起電流の発生機構を理解するために、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)へ重イオン照射を行った。試料にはAlゲートシリコン(Si)のp-, n-チャンネルMOSFET(酸化膜厚:40nm,ゲート幅: 300m,ゲート長: 100m)を用い、TIARAにて15MeV酸素マイクロイオンビームを照射した。p-, n-MOSFETのゲートにそれぞれ-10V, +10Vを印加しソース及びドレイン電極は接地状態でTIBIC(Transient Ion Beam Induced Current)測定を行い発生する過渡電流を評価した。その結果、発生したゲート電流は正・負の異なるピークを持ち、収集電荷量が数十nsでほぼ0に収束することが明らかとなり、このことから酸化膜を介した照射誘起電流が変位電流であると帰結できた。また、p-, n-MOSFETでの電流ピークの半値幅で2nsの相違はゲート直下に蓄積したキャリアがp-,n-MOSFETではそれぞれ正孔,電子であり、これらキャリアの移動度の違いで解釈できることも判明した。
