Discussion of effective insider threat mitigation method at reprocessing plant

中村 仁宣; 北尾 貴彦; 山田 博之; 河野 壮馬; 木村 隆志; 田崎 隆

Proceedings of INMM 59th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2018/07

To reduce security risks by outsider and insider, JAEA is on-going to raise the security level in accordance with the Japanese domestic regulation for reprocessing plant and through constant voluntary improvements. In the reprocessing plant, since a large amount and several types of nuclear material (NM) are handled, the effective physical protection measures have to be considered them for the unauthorized removal and sabotage appropriately. For the insider, since effective and timely detection manner is applied to a part of inner areas and it seems to be very difficult to doubt our employee at the viewpoint of common sense, we are thinking that applying several effective physical protection measures comprehensively as one of rules are very effective. In Tokai Reprocessing Plant, to reduce insider risks, implementation of many security culture efforts for employee and executive managers, implementation of trustworthiness program including observation of acting, implementation of surveillance to inner area, etc. by camera, access control, introduction of two person rule and implementation of planned education and training, etc. are being conducted. By engaging those measures, we believe that the security risks by insider can be minimized. In this paper, we introduce our insider mitigation methods and discuss their effectiveness and best approach for enhancing the security in the reprocessing plant.

Spectroscopic characterization of -FeSi single crystals and homoepitaxial -FeSi films by XPS and XAS

江坂 文孝; 山本 博之; 鵜殿 治彦*; 松林 信行*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海

Applied Surface Science, 257(7), p.2950 - 2954, 2011/01

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.10.097

エネルギー可変の放射光を励起源として光電子スペクトルを観測した場合、光電子の運動エネルギーの変化に応じて電子の脱出深さが変化することから、表面の深さ方向分布を非破壊的に得ることが可能となる。本研究では放射光を用いたX線光電子分光法と、これよりも分析領域の深いX線吸収分光法(XAS)を用い、-FeSi単結晶上にホモエピタキシャル成長させた-FeSi薄膜表面組成及び化学状態について、非破壊深さ方向分析を行った。得られたXPSスペクトルから、励起エネルギーの増大とともにSiO及びSiOに起因するピーク強度が減少し、相対的にシリサイドによるピーク強度が増大することを明らかにした。これらの結果をもとに深さプロファイルを評価し、単結晶表面にはそれぞれSiO層0.8nm及びSiO層0.2nmが形成されていること、Fe/Si組成比は深さ方向にほとんど変化しないことが確認された。発表ではXASによるFe-L及びSi-K吸収端測定から、より深い表面領域の結果について解析を行った結果についても併せて報告する。

液中渦によるキャビテーションに関する基礎的検討

江連 俊樹; 佐藤 博之; 木村 暢之; 上出 英樹

JAEA-Research 2008-093, 34 Pages, 2008/12

JAEA-Research-2008-093.pdf:10.5MB

ナトリウム冷却型高速炉での液中渦によるキャビテーション現象について、加圧条件及び昇温により粘性を変化させた条件下で液中渦によるキャビテーションを発生させることができる水試験装置を製作し、試験を実施した。キャビテーションを伴う液中渦の発生条件への系統圧力及び粘性の影響を把握し、基礎的な検討を行った。その結果、系統圧が高い条件ほど初生キャビテーション係数が高くなる結果が得られた。また、粘性が低い方が初生キャビテーション係数は大きくなる傾向が見られたが、系統圧力が高くなると粘性による差異は小さくなり、実機圧力条件では差は見られなくなることを確認した。

原子炉構造コンパクト化のための炉内流動適正化方策の検討; 適正化方策の形状サーベイ試験

佐藤 博之; 五十嵐 実; 木村 暢之; 上出 英樹

JNC TN9400 2003-079, 38 Pages, 2003/09

JNC-TN9400-2003-079.pdf:15.99MB

本報告書では、「切込みを有するコラム型UIS」の切込み部を通る冷却材の流れおよび炉上部プレナム内の基本的な挙動に着目し、切込みを通過する流速の低減化およびプレナム内の流動の適正化を図る構造を検討するために、水を作動流体として用いた1/20スケールの可視化試験装置を用い、炉心出口流速およびUIS形状をパラメータとして行った流動可視化試験の結果について示した。その結果、切込み部を除くUIS側面に多孔状の板を巻き付けると、UIS切込み部を抜けるジェットの方向を炉壁方向に曲げる効果およびUIS側面からの流れの平坦化に効果が期待できる。また、切込み部側面に半径15mmのフローガイドを片側に設置した場合、切込み部鉛直方向流速の低減に対し最大の効果が得られた。

原子炉構造コンパクト化のための炉内流動安定化方策の検討; 炉内流動の可視化

佐藤 博之; 五十嵐 実; 木村 暢之; 上出 英樹

JNC TN9400 2002-020, 70 Pages, 2002/01

JNC-TN9400-2002-020.pdf:8.62MB

実用化戦略調査研究において、ナトリウム冷却ループ型高速炉の経済性向上の観点から炉容器のコンパクト化が検討されている。本報告書は、炉容器コンパクト化のための炉上部機構簡素化の一方策として考えられている「切込みを有するコラム型 UIS(炉心上部機構)」を採用した際の炉内流動の可視化試験により把握したものである。本研究では、「切込みを有するコラム型 UIS」の切込み部を通る冷却材の流れおよび炉上部プレナム内の基本的な挙動を把握するために、水を動作流体として用いた1/20スケールの可視化試験装置を作成し、流動化しか試験を行った。試験では、水にトレーサー粒子を混入し、切込み部およびディッププレート下面部にNd-YAGレーザを光源とするスリット状のパルスレーザを照射することにより、トレーサー粒子に当たったレーザを CCDカメラで撮影し流況の撮影を行った。撮影画面からは、粒子画像流速測定法 (PIV)によって定量的な流速ベクトルを求めた。また、ビデオカメラによる定性的な可視化観察も行った。その結果、1)切込みを有するコラム型 UISを内蔵する炉容器内(レファレンスのケース)の切込みを通る流れは、その大部分が UIS内部を通過してD/P下面に直接到達する。切込みの反対側はD/Pに到達する前にほとんど炉壁側に向かう流れになる。 2)PIVによる速度場測定により、可視化による観察結果と基本的に整合した流速分布が効率的に得られる。3)バッフル板の間隔や形状により、切込み部を通る噴流の制御ができることを確認した。

ボロンナノベルトの電気伝導における放射線照射の影響

桐原 和大*; 川口 建二*; 清水 禎樹*; 佐々木 毅*; 越崎 直人*; 木村 薫*; 山田 洋一; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

同位体ボロンBは熱中性子に対して大きな吸収を示し、原子炉の遮蔽材や中性子検出器等に用いられる。今回われわれは、ボロンのナノ構造体であるBを濃縮したボロンナノベルト(BNB)を作製し、BNBの電気抵抗に及ぼす熱中性子線照射の影響を調べることにより、ナノスケールの放射線検出を試みた。BNBはレーザーアブレーション法で作製した。電子線リソグラフィーにより、BNB1本(厚さ20nm,幅150nm,長さ10m)の両端にNi/Au微細電極を加工した熱酸化Si基板を用意した。これを原子炉JRR-3Mにて、一定の電圧を印加しつつ中性子を照射し(線束10cms)、その際の電流変化を測定した。また、Cd板を介して中性子線を線に変換して照射する実験も行った。その結果、中性子照射と線照射のいずれの場合も同様に、照射時に数10分かけて伝導率が約18%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。熱中性子に対するBNB内部の核変換数に応じた変化でなく、線による電気抵抗変化を検出していると思われる。

Effect of neutron irradiation on the electrical transport of boron nanobelt devices

桐原 和大*; 川口 建二*; 清水 禎樹*; 佐々木 毅*; 越崎 直人*; 木村 薫*; 山田 洋一; 山本 博之; 社本 真一

no journal, , 

ボロンナノ構造体である単結晶ボロンナノベルト(BNB)を無触媒で作製し、ボロンの有する大きな熱中性子吸収断面積という特徴を生かし、ほかの半導体ナノワイヤでは実現不可能な、ナノスケール放射線センサの開発を試みた。熱酸化Si基板上に乗せた同位体濃縮BNB(B, 99%)の両端に電子線リソグラフィーで微細電極を加工した後、原子炉JRR-3Mで、一定の電圧を印加しながら、中性子(線束10cms)照射時の電流変化を測定した。Cd板を介して中性子線を線に変換して照射する実験も行った。その結果、中性子照射と線照射のいずれの場合も同様に、照射時に約1時間かけて伝導率が約20%上昇し、照射後は同じ時間で元の値に減衰した。これらの結果は、線による電気抵抗変化を検出していると思われる。さらに、中性子核変換数を5桁増やした中性子照射(線束310cms,照射時間6s)を行った結果、BNBのコンダクタンスは、照射前より28倍大きくなった。この増加は中性子核反応によるものであり、キャリアの移動度の増加が支配的要因である可能性が、電界効果特性から示唆された。

イオンビームスパッタ蒸着法により作製した-FeSi薄膜表面の放射光による化学状態分析

江坂 文孝; 山本 博之; 松林 信行*; 山田 洋一*; 笹瀬 雅人*; 間柄 正明; 木村 貴海; 山口 憲司; 社本 真一

no journal, , 

本研究では、放射光を励起源としたX線光電子分光(XPS)法及びX線吸収分光(XAS)法により、イオンビームスパッタ蒸着(IBSD)法を用いて成膜した-FeSi薄膜表面の化学状態について分析を行った。測定は高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光実験施設(PF)、ビームラインBL-13Cにて行った。XPS測定では、放出される光電子のエネルギーを変化させることにより深さ方向分析を行った。XPS測定において、励起エネルギーの減少とともにSiO及びSiOに起因するピークの割合が増加した。解析の結果、最表面に1nm以下のSiO層が、さらにその直下にSiO層が形成されていることが確認された。本法では、固体表面の化学状態についての詳細な分析が可能であり、原子力材料の研究などに対しても有効であると考えられる。

-FeSi単結晶最表面状態のXPS及びXASによる分析

江坂 文孝; 山本 博之; 鵜殿 治彦*; 松林 信行*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海

no journal, , 

本研究では、放射光からのエネルギー可変X線を励起源とした高エネルギー光電子分光法(XPS)及びX線吸収分光法(XAS)を組合せることにより、固体最表面の化学状態を明らかにする方法について検討を行った。測定対象として相鉄シリサイド単結晶(組成FeSi)及び相鉄シリサイド単結晶(組成FeSi)を用いた。測定の結果、相単結晶はほぼ均質な構造であるものの、相単結晶中にはSi-rich及びFe-richである異なる二種類の構造が存在していることが明らかとなった。また、これらの構造の深さ方向での分布を調べたところ、相単結晶の場合は相単結晶に比べて表面近傍がFe-richであり、内部ではSi-richになることが明らかになった。この分析手法は、原子力用材料や燃料などを始めとする固体表面の状態分析に非常に有効な手段に成り得ると考えられる。

Surface depth profiling of FeSi single crystals by synchrotron radiation excited XPS and XAS

江坂 文孝; 山本 博之; 鵜殿 治彦*; 松林 信行*; 山口 憲司; 社本 真一; 間柄 正明; 木村 貴海

no journal, , 

エネルギー可変の放射光を励起源として光電子スペクトルを観測した場合、光電子の運動エネルギーの変化に応じて電子の脱出深さが変化することから、表面の深さ方向分布を非破壊的に得ることが可能となる。本研究では放射光を用いたX線光電子分光法とこれよりも分析領域の深いX線吸収分光法(XAS)を用い、-FeSi単結晶薄膜表面組成及び化学状態について、非破壊深さ方向分析を行った。得られたXPSスペクトルから、励起エネルギーの増大とともにSiO及びSiOに起因するピーク強度が減少し、相対的にシリサイドによるピーク強度が増大することを明らかにした。これらの結果をもとに深さプロファイルを評価し、単結晶表面にはそれぞれSiO層0.8nm及びSiO層0.2nmが形成されていること、Fe/Si組成比は深さ方向にほとんど変化しないことが確認された。発表ではXASによるFe-L及びSi-K吸収端測定から、より深い表面領域の結果について解析を行った結果についても併せて報告する。