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佐藤 伸*; 大野 宏和; 棚井 憲治; 山本 修一*; 深谷 正明*; 志村 友行*; 丹生屋 純夫*
地盤工学ジャーナル(インターネット), 15(3), p.529 - 541, 2020/09
本検討は、幌延深地層研究センターで実施中の人工バリア性能確認試験を対象に、熱・水・応力連成解析を実施した。再冠水時の熱・水・応力連成挙動は、間隙水の加熱により生じる水蒸気や、間隙圧の上昇により生じる気相の液相への溶解等の相変換の影響を受けると考えられる。そこで、相変換可能な熱・水・応力連成解析を実施し、水蒸気の発生や間隙空気の間隙水への溶解が再冠水挙動にどのような影響を及ぼすのか考察した。その結果、水蒸気を考慮することにより、ヒーター周辺の間隙率が増大し、乾燥密度の分布が生じた。さらに、気液二相流パラメータを変化させると緩衝材の応力状態が変化し、それに伴い、膨潤による緩衝材の膨出量にも影響を及ぼした。このため、緩衝材の長期挙動評価のうち再冠水挙動を模擬するには、相変換を考慮する必要があり、さらに、精緻な予測を行うためには、気液二相流パラメータの評価が重要であることが分かった。
阪井 寛志*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 加古 永治*; 近藤 良也*; 道園 真一郎*; 三浦 孝子*; Qiu, F.*; 佐藤 昌人*; 篠江 憲治*; et al.
Proceedings of 56th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs (ERL 2015) (Internet), p.63 - 66, 2015/12
コンパクトERLとして入射器および主加速器モジュールの開発を行った。入射器モジュールは3台の2セル空洞で、主加速器モジュールは2台の9セル空洞で構成されている。建設後、20MeVのエネルギーで80
A以上の電流でエネルギー回収に成功した。入射器、主加速器とも安定に運転されているが、主加速器については電界放出が、入射器についてはHOMカップラーの発熱が問題となっている。コンパクトERLの2台のクライオモジュールの長時間ビーム運転中の性能について発表する。
佐藤 真一郎; 目黒 智巳*; 末崎 恭*; 山本 憲治*; 大島 武
Proceedings of 40th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-40) (CD-ROM), p.1825 - 1829, 2014/06
アモルファスシリコン系太陽電池は薄膜軽量かつ安価に大量生産が可能であることから、宇宙用への応用も期待されているが、バンドギャップ制御のために用いられるゲルマニウム添加が耐放射線性に及ぼす影響は明らかになっていない。今回、スーパーストレート型アモルファスシリコンゲルマニウム太陽電池の陽子線照射を行い、ゲルマニウム濃度の違いによる耐放射線性の違いや、照射後の室温での回復効果を調べた。その結果、ゲルマニウムが添加されると耐放射線性が低下することが明らかになとなった。一方、照射後の回復効果については顕著な差は見られなかった。
棚井 憲治; 藤田 朝雄; 納多 勝*; 山本 修一*; 志村 友行*; 佐藤 伸*
第13回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.167 - 172, 2013/01
幌延深地層研究計画では、深度GL-350m調査坑道で原位置ガス移行挙動試験を計画している。本試験は、緩衝材を対象とした試験や岩盤に着目した試験を計画中であり、これらの原位置試験の計画は、幌延の地質環境条件を考慮するため地下水中の溶存メタンを考慮する必要がある。このうち岩盤中のガス移行挙動試験計画立案の一環として、諸外国における岩盤中のガス移行挙動試験の事例調査をもとに試験に用いる載荷ガス圧に関する検討を行い、設定したガス圧の妥当性について力学連成二相流解析を行った。検討の結果、諸外国の事例調査に基づき設定した最大ガス圧で岩盤の最大有効主応力が岩盤の引張強度を若干上回る程度となり、ボーリング孔周辺を極端に乱すことがないことを確認した。
棚井 憲治; 藤田 朝雄; 佐藤 伸*; 納多 勝*; 山本 修一*; 志村 友行*
第13回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.173 - 178, 2013/01
幌延深地層研究計画では、深度GL-350m調査坑道で原位置ガス移行挙動試験を計画している。本試験は、緩衝材のみならず岩盤にも着目した試験を計画中であり、これらの原位置試験計画の検討は、幌延の地質環境条件を考慮するため地下水中の溶存メタンを考慮する必要がある。このうち岩盤中のガス移行挙動試験計画立案の一環として、幌延の地下水中の溶存メタンが本試験に及ぼす影響を把握するため二相多成分解析を実施した。検討は、はじめに溶存メタンの基本的な挙動の把握を行い、次に調査坑道からの原位置試験を模擬する検討を実施した。検討の結果、地下水中に溶存メタンが存在すると気相全体のガス圧は上昇するが、注入した窒素は分圧分しか岩盤へ移行しないため、ガス注入量に影響を及ぼすことがわかった。
口山 崇*; 長谷川 繁彦*; 山本 憲治*; 寺岡 有殿; 朝日 一*
Japanese Journal of Applied Physics, 50(12), p.121101_1 - 121101_4, 2011/12
被引用回数：1 パーセンタイル：4.79(Physics, Applied)The physical properties of high-stable transparent Si-doped zinc oxide (ZnO) films were determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectroscopy (SIMS). From XPS, the peak corresponding to the energy of ionized silicon (Si 2p) was observed for all samples after damp heat exposure, even in the aluminum (Al)-doped Si-undoped zinc oxide (ZnO:Al) thin film. SIMS profiles showed an increase in silicon concentration at the surface of ZnO thin films after damp heat exposure. The Ar concentration determined from SIMS measurement showed a clear relationship between the stability and Ar concentration. This can be explained by the packing density of ZnO and a barrier model. Additionally, comparing ZnO:Si with ZnO:Al prepared under the same deposition conditions, we found that silicon can make ZnO thin films more stable.
梅森 健成*; 古屋 貴章*; 加古 永治*; 野口 修一*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌人*; 宍戸 寿郎*; 渡辺 謙*; 山本 康史*; 篠江 憲治*; et al.
Proceedings of 15th International Conference on RF Superconductivity (SRF 2011) (Internet), p.956 - 961, 2011/07
コンパクトERL計画が日本で進められている。この計画は100mAの電子ビームを35-200MeVでエネルギーでERLを実証することである。入射器と主加速器に使われる超伝導加速器は重要開発項目である。入射器の入力カップラーは最重要で試作機を製作し、大電力試験を行った。HOMカップラーの冷却性能もCWでの運転においては重要である。ビーム不安定性を避けるためHOM減衰の9セル空洞を用いる。空洞,入力カップラー,HOMダンパーの試作機を製作し、性能試験を行っている。入射器,主加速器ともクライオモジュールの設計を行っており、2012年に完成予定である。
坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05
日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。
阪井 寛志*; 古屋 貴章*; 加古 永治*; 野口 修一*; 佐藤 昌史*; 坂中 章悟*; 宍戸 寿郎*; 高橋 毅*; 梅森 健成*; 渡辺 謙*; et al.
Proceedings of 45th Advanced ICFA Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs (ERL '09) (Internet), p.57 - 62, 2010/05
コンパクトERLのための入射器クライオモジュールと主加速器用クライオモジュールの開発が2006年より始まっている。入射器のクライオモジュールには2セル1.3GHzの空洞が3個、主加速器クライオモジュールには9セル1.3GHzの空洞が2個納められる設計になっている。これらクライオモジュールの開発の現状について報告する。
梅森 健成*; 古屋 貴章*; 加古 永治*; 野口 修一*; 阪井 寛志*; 佐藤 昌史*; 宍戸 寿郎*; 高橋 毅*; 渡辺 謙*; 山本 康史*; et al.
Proceedings of 14th International Conference on RF Superconductivity (SRF 2009) (Internet), p.896 - 901, 2009/09
将来のERLをもとにしたX線光源実現のための基盤技術確立のためコンパクトERLの建設が計画されている。ビームエネルギーは60
200MeVで、電流は100mAである。超伝導空洞は重要な開発項目の1つで入射器と主加速器部分に使われる。入射器における重要項目は300kWの入力カップラーの開発である。またビーム不安定性や冷凍機の負荷を削減するために強力なHOM減衰が主加速器の重要項目である。空洞開発の現状について報告する。
坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.
Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06
コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。
山本 康史*; 早野 仁司*; 加古 永治*; 野口 修一*; 佐藤 昌史*; 宍戸 寿郎*; 梅森 健成*; 渡辺 謙*; 阪井 寛志*; 篠江 憲治*; et al.
Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.888 - 891, 2008/00
高エネルギー加速器研究機構では超伝導RF試験施設(STF)の建設を行っている。この施設には電界研磨装置, 高圧洗浄装置, クリーンルーム, 冷凍機設備, 大電力高周波装置, 縦測定装置などで構成されている。2007年より製作を進めていた縦測定装置が3月に完成した。7月初めに最初の総合試験を行い、その結果を報告する。
棚井 憲治; 山本 幹彦*; 関 義孝*
JAEA-Research 2007-057, 71 Pages, 2007/07
JAEA-Research-2007-057.pdf:1.77MB
放射性廃棄物処分場内では金属の腐食等によって発生するガスにより、処分場内の地下水が排出される、あるいは処分場内の圧力が上昇する可能性が指摘されている。これにより、生物圏に至るバリア中での放射性核種の移行や人工バリア又は岩盤の構造力学的安定性に影響を与える可能性があり、長期的な処分の安全性に及ぼす影響が懸念される。このような問題点を踏まえて、今後のモデル開発及びデータ取得計画に資するために、気液2相流モデルを用いて処分システム中のガス移行について感度解析を行い、各パラメータの影響度に関する検討を行った。その結果、廃棄体/充填材(セメント系材料)に対しては、絶対透過係数及び残留間隙水飽和度の影響が大きく、緩衝材に対してはガスの絶対透過係数,毛管排除圧及び残留間隙水飽和度の影響が大きいことが明らかになった。
棚井 憲治; 山本 幹彦*
JNC TN8400 2003-051, 107 Pages, 2004/02
JNC-TN8400-2003-051.pdf:1.42MB
地層処分場内で発生するガスによる影響については,ガス発生量及び移行挙動の評価のため,モデル化,データ取得に対する課題の解決が求められている。特に緩衝材中のガス移行については,粘土系媒体に特有の卓越流路の形成を伴う移行挙動に対してモデルの適合性を確認することが重要であり,これまで実施したガス移行試験結果をもとに,TOUGH2改良コードによる解析評価を行うことにより,実験結果との比較を通じてDarcy則及びKozeny-Carmanモデルを2相流に拡張した移行モデルの適用性限界に関する検討を進めてきた。また,諸外国でのガス移行研究の現状調査に基づいたガス移行モデルの開発及び性能評価におけるガス影響評価に係る課題の整理を実施した。 このような背景から,GAMBIT Clubプロジェクトにおける圧縮粘土中のガス移行モデルに対する開発状況も踏まえつつ,国内外で提案されている各種ガス移行モデルに対して調査を実施し,モデルの取り扱う移行機構,基本数学モデル,特徴,問題点等を整理した。さらに,これを基に現時点においてニアフィールドの性能評価に適用し得ると考えられる基本的なガス移行モデル体系について検討し,セメント系媒体,硬化泥岩を除く岩盤については連続媒体2相流モデルを主体としてデータの充実を図ること,なお,亀裂性岩盤に対して気体状放射性核種の放出点がクリィティカルとなる場合は,亀裂網モデル等の適用性について判断するべきこと,また,粘土系媒体,硬化泥岩層に対しては,GAMBIT-GWSモデル,連続媒体2相流と応力場の連成モデル,圧力による浸透率の変化を考慮したKozeny-Carmanモデルについて各種鉱物組成,密度に対する再現性を確認し,適宜選択すべきであることを提案した。
棚井 憲治; 山本 幹彦*
JNC TN8400 2003-024, 23 Pages, 2003/11
これまでに行ったガス移行試験の結果から、以下のような知見が得られた。1) ガスの有効浸透率は、ベントナイト70%+ケイ砂30%混合試料で乾燥密度1.6Mg m
の場合10
m
、ベントナイト単一材料で乾燥密度1.8mg m の場合10-20から10-21m程度である。2) 体積拘束型の試験におけるガス破過圧力は、ほぼ膨潤応力と等しい。3) ガスの移行によって形成された経路は、ベントナイトの有する膨潤性能により閉塞する。また、最新のガス移行実験結果から2つのピークが得られた。特に、2回目のピーク時におけるガスの透過流量としては、最大1667cc min
という値であった。このようなピークが得られた理由としては、ベントナイト粒子のずれによって試料中に亀裂が生成されたものと推測される。なお、本試験で得られた破過圧力は、膨潤応力よりも大きな値となっており、ガス移行経路生成の時間遅れ、ならびに供給時のガス流量に起因した亀裂の拡張などが影響しているものと考えられる。いずれにしろ、ガス移行経路の形成は、試料の応力状態や試料そのものの不均一性などに影響され変化しやすいことがいえる。ガス移行試験中における試料内の密度変化の測定を目的にX線CTによる非破壊試験を行った。本試験はX線の吸収係数が、媒体の密度に比例して変化することを利用したものである。試験の結果、試料中の密度変化は明確に現れなかったが、これらの結果から試料中をガスが均一に流れているというよりは、選択的な経路を移行していることを示していると考えられる。ガス移行可視化試験の結果を対象としてTOUGH2 改良コードによる解析を実施し、Kozney-Carmanモデルを応用した改良型モデルによりガス破過時の挙動をほぼ表現できうる結果となった。しかしながら、2回目のピークに見られるようなダイナミックな流動に関しては、それを表現することが非常に困難であることが分った。
納多 勝*; 山本 修一*; 志村 友行*; 佐藤 伸*; 棚井 憲治; 藤田 朝雄
no journal, ,
幌延深地層研究所計画におけるGL-350m調査研究坑道においてガス移行挙動の原位置試験を計画している。本稿本検討では、原位置試験計画の策定に反映するため、設定した期間に目的を達成するために二相流解析を用いて上部坑道の埋め戻し埋戻しの影響や人工バリアの試験体規模の検討を実施した。検討の結果、上部坑道を埋戻し埋め戻し、試験体をある程度縮小した規模(候補としては3/7モデル)に縮小した規模でガス移行原位置試験を行う計画を算定策定した。
佐藤 伸*; 山本 修一*; 納多 勝*; 志村 友行*; 藤田 朝雄; 棚井 憲治
no journal, ,
幌延深地層研究計画における所GL-350m研究調査坑道において、ガス移行挙動の原位置試験を計画している。本検討では再冠水時及びガス移行時における試験体への力学的な影響を検討するため、力学連成2相流解析コードCODE BRIGHTを用いて緩衝材の有効応力変化,間隙率変化に伴う乾燥密度の変化並びに膨潤に伴う上部坑道への膨出影響について検討を行った。
棚井 憲治; 藤田 朝雄; 納多 勝*; 山本 修一*; 志村 友行*; 佐藤 伸*
no journal, ,
幌延深地層研究計画での岩盤を対象としたガス移行挙動試験計画の立案を行った。計画の立案は諸外国における原位置での岩盤のガス移行試験をもとに試験で適用するガス圧載荷ステップを設定し、ガスの移行範囲や岩盤の応力状態を把握するための力学連成二相流解析を実施した。その結果、設定したガス圧載荷ステップ等の妥当性を確認した。
藤田 朝雄; 棚井 憲治; 志村 友行*; 納多 勝*; 山本 修一*; 佐藤 伸*
no journal, ,
シリーズ発表のその1で設定したガス圧載荷ステップを用いて地下水中に溶存したメタンガスがボーリング孔から注入された窒素ガスの移行にどのような影響を及ぼすのかを把握するため、2相6成分解析を実施した。検討の結果、ガス相の圧力に変化は生じないものの、窒素ガスの溶解量に変化が生じ、窒素ガスの拡散範囲が異なることがわかった。
山下 勇人; 山下 拓哉; 鬼澤 高志; 永江 勇二; 山本 賢二*; 首藤 紳伍*; 川崎 憲治*; 久保 幸士*
no journal, ,
高速炉プラント構造材料の候補材の一つとして改良9Cr-1Mo鋼が挙げられている。火力プラントにおいて、本鋼種の経年劣化材に補修溶接を施した場合、クリープ強度が低下するとの報告がある。高速炉プラントにおいては、新規建設時に溶接部に溶接欠陥が生じた場合、補修溶接を施すことが予想される。そのため、新材に対しての補修溶接の位置、回数がクリープ強度へ及ぼす影響を調査する必要がある。今回、補修溶接の位置および回数を変えた補修溶接継手のクリープ試験を行った。その結果、火力プラント経年劣化材に補修溶接を行った場合と異なり、明瞭なクリープ強度低下は見られなかった。
