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中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
矢板 毅; 本田 充紀; 下山 巖; 伊藤 健一*; 万福 裕蔵*; 辻 卓也; 松村 大樹
日本原子力学会誌ATOMO
, 59(8), p.483 - 487, 2017/08
福島第一原子力発電所事故後に伴う環境汚染に対して事故からの復興に向けて取り組んだ減容化除染と再生利用に関する研究の取り組みについて、日本原子力研究開発機構と国立環境研究所が取り組んできた吸着機構の基礎から物理的除染および減容化と熱処理に関する研究を紹介した内容である。一般的な物理処理、熱処理に関する紹介に加え、粘土鉱物へのセシウムの取り込みメカニズムや溶融処理のその場観察を放射光X線分光を利用した研究により詳細に解説している。
m spatial resolution comprising a fibre-optic taper with wavelength-shifting fibre readout for time-of-flight neutron imaging中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 本田 克徳; 鈴木 浩幸; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 737, p.176 - 183, 2014/02
被引用回数：13 パーセンタイル：70.2(Instruments & Instrumentation)A scintillator-based neutron-counting imaging detector with a sub-100-m spatial resolution was developed for energy-selective neutron imaging. The detector head of the detector comprised a thin ZnS/
LiF scintillator screen, a fibre-optic taper and crossed wavelength-shifting (WLS) fibre arrays. The developed detector had a pixel size of 34 m 
34 m, and exhibited spatial FWHM resolutions of 80 m and 61 m in the x and y directions, respectively. A small prototype detector demonstrated the capability of neutron imaging using Bragg edges of a Cu/Fe sample when using the pulsed-neutron source in the Materials and Life Science Experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex.
LiF scintillator and wavelength shifting fibers with high spatial resolution and with low gamma-ray sensitivity中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 本田 克徳; 美留町 厚; 海老根 守澄; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*
Proceedings of 2014 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference; 21st International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-ray and 
-ray detectors (NSS/MIC 2014), p.1751 - 1753, 2014/00
飛行時間型中性子イメージングのための高位置分解能、低線感度である2次元シンチレータ検出器を開発した。検出器はZnSシンチレータ,波長シフトファイバ,光学拡大素子から構成される。開発した検出器は100ミクロン以下の高位置分解能、10
以下の低線感度を実現した。発表ではJ-PARC/MLFでの飛行時間型の中性子イメージング性能の実証結果も報告する。
中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 本田 克徳; 鈴木 浩幸; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*
Proceedings of 2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2013 NSS/MIC), Vol.4, p.2367 - 2369, 2013/00
硫化亜鉛蛍光体を用いた中性子検出器における検出効率の中性子入射角度依存性を評価した。中性子波長(1-8
)と入射角度をパラメータとし、J-PARCのパルス中性子を用いて実験的に評価した。試料としてZnS/LiFとZnS/
B
O
シンチレータを用いた。測定したそれぞれの試料(厚さは0.45と0.20mm)において中性子検出効率はいづれも3以下で入射角度の増加とともに増大することがわかった。発表では実験結果とモデル計算の比較結果について報告する。
村上 裕; 加藤 卓*; 本田 明
日本水処理生物学会誌, 44(4), p.217 - 223, 2008/12
As part of the research for estimating the impact of nitrate on the safety of a repository for radioactive wastes, the isolation and characterization of nitrate-reducing bacteria in alkaline conditions were done. The isolated bacteria were classified into three species. The bacteria showed nitrate-reducing activity at pH 10 and one of them displayed an alkaliphilic nature. As this is a generic study, the most common species among the isolated bacteria was studied to determine the optimal conditions in terms of temperature, pH and concentration of electron receptor for nitrate reduction.
梅田 浩司; 大井 貴夫; 大澤 英昭; 大山 卓也; 小田 治恵; 亀井 玄人; 久慈 雅栄*; 黒澤 英樹; 小林 保之; 佐々木 康雄; et al.
JAEA-Review 2007-050, 82 Pages, 2007/12
JAEA-Review-2007-050.pdf:28.56MB
本報告書は、2006年度(平成18年度)の地層処分技術に関する各々のプロジェクトにおける研究開発の現状とトピック報告を示した年度報告書である。
本田 明; 加藤 卓; 建石 剛*; 今北 毅*; 増田 薫*; 加藤 修*; 西村 務*
材料と環境, 55(10), p.458 - 465, 2006/10
放射性廃棄物を地下に処分したときの放射性物質の移行現象は、環境の酸化還元状態や配位子濃度によって影響を受ける可能性があるため、セメント環境を想定したアルカリ性条件で硝酸イオンの金属による還元挙動を検討した。その結果、亜硝酸イオン濃度1.0mol/Lの場合及び硝酸イオン濃度1.0mol/Lの場合と硝酸イオンも亜硝酸イオンも含まない場合の同一電位での電流密度を比較すると、それぞれおよそ2桁から3桁程度及び1桁から2桁程度大きいにもかかわらず、炭素鋼の腐食速度は、硝酸塩の濃度の影響は受けないかむしろ低下し、腐食反応系がアノード支配型であることがわかった。また炭素鋼の腐食に伴う硝酸イオンの還元過程は、硝酸イオン
亜硝酸イオンアンモニアなる逐次反応と考えられる。また、アノード支配型の腐食反応におけるカソード過程として、硝酸イオンの還元反応は、水の還元反応と競合すると考えられる。硝酸イオン濃度が高い場合(e.g. 1.0mol/L)には、硝酸イオンの共存しない場合と比較して、腐食に伴う水素発生速度が1/100から1/500と非常に小さくなった。アンモニアの生成速度は、硝酸イオン濃度が1.0E-3mol/Lから1.0mol/Lの範囲でほとんど影響はなかった。
加藤 卓; 本田 明; 中西 博; 稲垣 学; 塚本 政樹*
JNC TN8400 2005-022, 52 Pages, 2005/09
JNC-TN8400-2005-022.pdf:1.34MB
TRU廃棄物の地層処分が行われる数百m以深の地下環境は嫌気状態であり、かつセメント系材料の影響で長期間、pH12.5以上の高アルカリ環境が保持されると考えられる。従来はこのような嫌気性高アルカリ環境では、微生物は活動しないと考えられてきた。しかし、近年の研究では、上記のような処分環境においても微生物が活動する可能性が指摘されている。こうした微生物活動が処分システムに与える影響は、すべての影響が常時TRU廃棄物処分施設において顕在化するわけではなく、微生物が活動する環境条件が整った場所と期間に顕在化することになる。そこで、TRU廃棄物地層処分施設における環境条件を微生物学的環境条件の視点から検討するにより、活動の可能性がある微生物を抽出した。また、その微生物の代謝システムに着目し、TRU処分環境における微生物活動が処分システムに与える影響について検討を行った。(1)TRU廃棄物処分施設内の微生物基質(有機基質及び無機基質)及び既往の地下深部における微生物に関する研究から、TRU廃棄物の地層処分環境では、脱窒菌、硫酸塩還元菌、メタン生成菌及び有機基質(セメント混和剤、セルロース、アスファルト、TBP類)分解菌が重要な微生物活動と考えられた。(2)微生物の代謝・分解によって有機基質から生成されるCO2の発生量及びTBP類からのリン酸の発生量をセメント系材料由来のカルシウムの水和物量と比較した結果、カルシウムの水和物量が多いことから、微生物活動がpH低下に及ぼす影響は小さいと考えられた。さらに、pH低下に起因するベントナイト変質、コンクリート変質及び金属腐食に与える影響も小さいと考えられた。(3)脱窒菌による硝酸イオンからのN2の発生速度は、金属の腐食速度を一定と仮定した場合、従来、ガス影響の評価で想定されたH2発生速度を大きく上回ることはなく(最大時で1.3倍程度)、脱窒菌による硝酸イオンからのN2発生が処分システムに与える影響も小さいと考えられた。(4)一方、微生物の代謝産物による錯体形成やコロイド形成(微生物自身のコロイドとしての挙動を含む)及び
CH
の生成については知見が乏しく、かつ微生物活動はサイト特性に大きく依存すると考えられることから、その影響を評価するためにはさらなる知見の蓄積が不可欠である。
増田 薫*; 加藤 卓; 本田 明
JNC TN8400 2005-021, 19 Pages, 2005/09
JNC-TN8400-2005-021.pdf:0.74MB
金属による還元反応モデルに微生物による脱窒反応モデルを加味し、これらのモデルを用いて実施した処分施設内及び処分施設周辺における窒素化合物の濃度の時空間的変化及び処分施設からのガス発生速度に関する評価結果を示すことを目的とした。なお評価における不確実性については、条件設定を異にする複数ケースを設定し解析することにより、評価結果に反映させた。炭素鋼等の金属腐食による硝酸塩の還元反応は腐食速度に影響を受けるが、その変遷によって生成するNO
及びNH濃度はセメント系材料の機能が健全で腐食速度が一定のケースで最大となる。放射性の金属元素とアミン錯体を形成する可能性のあるアンモニア濃度の各領域におけるピーク濃度は廃棄体中心で0.9mol/kg、EDZ領域で0.003mol/kg程度と見積もられた。また、微生物反応を考慮した際の影響はNOやNHの生成量には大きく影響しなかった。発生ガスのうち水素ガスは、NOが存在する場合は著しく抑制された。これは、NOの共存により浸漬電位が上昇し、NOの還元反応が主となるためと考えられる。微生物の脱窒作用による窒素ガス発生は、炭素鋼の腐食速度の経年変化を考慮した場合、水素ガス発生に対して相対的に多くなり、系内の主な発生ガスは窒素ガスとなった。腐食速度の経年変化を考慮しない場合は、窒素ガスと水素ガスの発生速度は同程度となると見積もられた。これら一連の評価の結果、最大ガス発生速度は坑道1mあたり0.08Nm
/年程度であり、地圧等の影響を考えると人工バリア中の間隙水の押し出しに影響を与えるほどの量では無いと考えられる。
吉川 英樹; 本田 卓*; 郡司 英一*
JNC TN8400 2005-031, 21 Pages, 2005/07
JNC-TN8400-2005-031.pdf:0.48MB
高レベル放射性廃棄物のナチュラルアナログ研究の一環として、宮内庁書陵部が所蔵する鉄ていに関して腐食調査を実施した。この鉄ていは1945年に大和六号墳(奈良市宇和奈辺参考地陪塚,5世紀中葉)より出土したものの一部で、埋蔵環境が弱酸化雰囲気であろうと推定される。本鉄ていは母材の鉄が原型に近い形を保っており、これら鉄遺物を材料という観点から見た場合、埋設期間約1500年間に渡る鉄の地中での長期腐食挙動に関して貴重な情報を提示している。調査の結果、腐食深さは最大で1.6mmであった。なお、本報告書は調査の概要を記しており試料提供の宮内庁に報告・提出するものである。
本田 卓*; 郡司 英一*
JNC TJ8400 2004-030, 38 Pages, 2005/01
JNC-TJ8400-2004-030.pdf:4.05MB
大和六号墳(奈良市)より出土した鉄てい20枚(大形3枚,小形17枚)の腐食状況を調査した。X線CTによる内部構造解析,錆のX線回折及び化学組成分析などの結果から,大形鉄ていと一部の小形鉄ていは弱酸化雰囲気に約1,500年間埋蔵されていたと推定され,腐食深さは最大で1.6mmであった。一部の小形鉄ていは酸化雰囲気に曝されていたと推定され,地金が消失して空洞を伴った暑さ約1mmの錆層が形成されており,腐食量に換算すると約0.3mmであった。また,極値統計手法を用いてオーバーパックの最大腐食深さを推定したところ2.5
2.6mmであった。
本田 卓*; 山口 新吾*
JNC TJ8400 2003-059, 55 Pages, 2004/01
JNC-TJ8400-2003-059.pdf:2.37MB
宮城県内の4遺跡及び青森県内の3遺跡から出土した鉄器8点の腐食状況と埋蔵環境について調査した。埋蔵期間は10001700年間であった。地下式横穴墓から出土した3点は,長期間,弱酸化雰囲気に曝されていたと考えられ,1500年間の腐食量は2㎜以下で,表面は主にマグネタイトに覆われていた。青森県内で出土した試料は破壊評価に供し,材質の影響についても評価した。これらの試料はいずれも酸化雰囲気に曝され,ゲーサイトとマグネタイトの2層皮膜に覆われており,10001200年間の腐食量は3㎜で,これまでの調査結果と同じレベルであった。鍛鋼と鋳鉄を比べると,炭素(C)以外の元素組成に差は見られないが,孔職電位は後者の方が卑な値を示し,耐局部腐食性に劣ることが分かった。調査した鉄器の大半は鍛鋼であり,材質的には今日のものと優位な差はない。本調査では,これまでの40点に及ぶ鉄器の調査結果をもとに,長期間の土壌腐食モデルについても言及し,オーバーパック材料の長期健全性を評価した。
梅田 尚孝; Grisham, L. R.*; 山本 巧; 栗山 正明; 河合 視己人; 大賀 徳道; 藻垣 和彦; 秋野 昇; 山崎 晴幸*; 薄井 勝富; et al.
Nuclear Fusion, 43(7), p.522 - 526, 2003/07
被引用回数：39 パーセンタイル：74.23(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60用負イオンNBIはプラズマ加熱と電流駆動を目的として設計され1996年より運転を行っている。目標性能はビームエネルギー500keV,入射パワー10MW,パルス幅10秒の中性粒子ビームをプラズマに入射することである。今まで、パルス幅はポートリミタの過大な熱負荷のために5.3秒に制限されていた。3.5mの位置での負イオンビームの分布を計測することによって、電極セグメント端部のビームが外側へ偏向していることが明らかになった。引出部下流における凹みによる電界の不整が原因であった。これを改善することによって、端部のビームの偏向を14mradから4mradまで減少させた。この結果、定格の10秒入射をビームエネルギー355keV,入射パワー2.6MWで達成した。
本田 卓*; 山口 新吾*
JNC TJ8400 2003-012, 89 Pages, 2003/01
JNC-TJ8400-2003-012.pdf:5.91MB
青森県内6箇所の遺跡と出雲大社境内遺跡で出土した鉄遺物を調査し、約1,000年間にわたる土壌中での腐食量を求めた。鉄の残存状態や錆の厚さ、密度分布などの内部構造はX線CTで調べた。また、一部の試料については破壊検査を行い、メタルと錆の組成等に関して詳細な評価を行った。埋蔵環境に関しては、土壌抵抗率、酸化還元電位などの現地測定の他、採取したサンプルのイオン濃度などを分析した。調査した試料14点のうち、7点にメタルの残存が認められた。青森県内で出土した遺物は4001,000年間の腐食量が14mm程度であると推定された。埋蔵環境はいずれも中性の酸化性雰囲気であり、遺物表面はゲーサイトとマグネタイトの2層皮膜で覆われていた。一方、出雲大社境内遺跡からは還元性雰囲気の粘土質土壌に730750年間埋蔵されていたと推定される釿2点が出土し、その腐食量は0.52mmと少なかった。 また、横浜市で出土した約130年前の鋳鉄製ガス管の調査を実施した。調査はX線CTと破壊試験を実施し、土壌環境も測定した。埋蔵環境は溶存酸素濃度の低い弱酸性雰囲気であった。鋳鉄管は黒鉛化腐食も呈しており、最大腐食深さは約7mmであった。
吉川 英樹; 上野 健一; 油井 三和; 本田 卓*; 山口 新吾*
9th International Conference on Environmental Remediation Ra, 0 Pages, 2003/00
ナチュラルアナログ研究として、土壌中に長期間埋まっていた鉄製品についての腐食評価を行った。試料は、約700年前の出雲大社境内遺跡から出土した鉄製品について、X線CT装置を用いて母材鉄部分と錆部分の測定を行い腐食量を見積もった。その結果出土した鉄製品の腐食量は、100年以下の埋没試料から外挿して推定した約700年相当の値を超えないことが分かった。
吉川 英樹; 上野 健一; 本田 卓*; 山口 新吾*; 油井 三和
9th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM '03), 0 Pages, 2003/00
ナチュラルアナログ研究として、約700年前の出雲大社境内遺跡から出土した鉄製品について、土壌中に長期間埋まっていた鉄製品についての腐食評価を行った。試料は、X線CT装置を用いて母材鉄部分と錆部分の測定を行い腐食量を見積もった。その結果出土した鉄製品の腐食量は、100年以下の埋没試料から外挿して推定した約700年相当の値を超えないことが分かった。
本田 卓*; 山口 新吾*
JNC TJ8400 2001-045, 102 Pages, 2002/02
JNC-TJ8400-2001-045.pdf:7.65MB
イヨマイ7遺跡(北海道千歳市)及び出雲大社境内遺跡(島根県大社町)で出土した鉄器を調査し、数百年以上の長期にわたる土壌中での腐食量を求めた。鉄の残存状態や錆の厚さ、密度分布などの内部構造はX線CTで、錆の形態はX線回折で、土と錆の濃度分布は原子吸光光度法とエネルギー分散型X線分析法により調べた。イヨマイ7遺跡で出土した太刀、刀子、鉄ぞくは400500年間埋蔵されていたが、太刀に鉄が残っており、この期間の腐食量は25mmであった。出雲大社境内遺跡からは古代神殿の柱に使用された鉄帯や釘などが多数出土したが、今回は、柱付近に730750年間埋蔵されていた7点を調査した。鉄帯と釘の各1点に鉄残存が認められ、腐食量は35mmと推定された。埋蔵環境はいずれも酸化性で、錆の外層はゲーサイトと土壌の混成であり、完全に錆化した試料は中空構造を呈していた。本調査では、試料採取方法、環境因子の腐食影響とその測定方法、腐食のモデル化についても検討した。
角舘 聡; 岡 潔; 吉見 卓*; 田口 浩*; 中平 昌隆; 武田 信和; 柴沼 清; 小原 建治郎; 多田 栄介; 松本 泰弘*; et al.
Fusion Engineering and Design, 51-52(1-4), p.993 - 999, 2000/11
被引用回数：9 パーセンタイル：54.14(Nuclear Science & Technology)ブランケットを保守する遠隔機器は、高い放射線環境下で大重量・大型の炉内機器を安定にかつ、高い位置・姿勢精度でハンドリングする遠隔技術が要求される。これまで、4トンの可搬性能を有する実規模ブランケット遠隔保守システムの構造・機構設計及び製作・試験を実施し、重量物を安定に、かつ高い設置精度で取り扱う基本要件を満足するブランケット交換を実証した。本報では、ブランケット(4トン)の着脱動作時に生じる衝撃力を抑制する新しい制御手法を明示すると共に、本制御手法を実機に適用し、プランケット着脱動作時の急激な荷重変動をほとんどゼロに制御することが実験的に実証されたので報告する。
本田 卓*; 山口 新吾*
JNC TJ8400 2000-007, 200 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-007.pdf:14.84MB
数百年以上にわたって土壌中に埋もれていた鉄製の考古遺物は、腐食による厚い錆層に覆われており金属鉄の残存状態や原形の推定が極めて難しい。本研究では約5001,000年前の遺跡から発掘された釜、短刀、釘などを対象に研究を実施した。(1)X線CT計測により錆層と鉄とを高精度に分離計測でき、更に鉄が残存しない場合も原形状を推定できること等を明らかにした。また、X線透過試験との比較も行った。(2)密度測定、付着物の化学分析を実施し、X線CT計測により得られた錆厚さから腐食量及び腐食速度の推定を行った。(3)同年代の鉄滓を評価し、古代鉄と現在の炭素鋼の性状の違いについて検討した。
