Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
structure observation of pyroelectric ceramics during power generation cycle川崎 卓郎; 福田 竜生; 山中 暁*; 坂本 友和*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 馬場 将亮*; 橋本 英樹*; Harjo, S.; 相澤 一也; et al.
Journal of Applied Physics, 131(13), p.134103_1 - 134103_7, 2022/04
被引用回数：1 パーセンタイル：17.38(Physics, Applied)The microscopic origin of the pyroelectric power generation using ferroelectric ceramics for energy harvesting from time-varying waste heat can be understood by conducting 
neutron diffraction measurements. The behavior of the domain orientation and lattice strain in the lead zirconate titanate (PZT)-based ceramics with a tetragonal structure during the novel power generation cycle combining electric field and temperature change were investigated. The [001] domains and the lattice strain of the (111) plane in the direction of parallel to the electric field increase in the process of simultaneous rise in the electric field and temperature, and rapidly decrease in the process of the field drop. The alignment of the domain orientation by the electric field and its randomization by the higher temperature during the cycle are critical features of the current power generation system.
Cs/
Cs isotopic ratio in soil collected near Fukushima Daiichi Nuclear Power Station through mass spectrometry島田 亜佐子; 塚原 剛彦*; 野村 雅夫*; Kim, M. S.*; 島田 太郎; 武田 聖司; 山口 徹治
Journal of Nuclear Science and Technology, 58(11), p.1184 - 1194, 2021/11
被引用回数：5 パーセンタイル：65.59(Nuclear Science & Technology)土壌中の主要元素や質量分析における妨害元素を含む多元素混合溶液を用いて土壌中のCsを分離精製するためのCalix[4]arene-bis(t-octylbenzo-crown-6)(BOBCalixC6)の1-オクタノール溶液による溶媒抽出法を最適化した。一部のKやMo, Sn, SbがCsと共に有機相に抽出されたが、0.5M硝酸により逆抽出された。一方、抽出されたCsは0.5M硝酸ではほとんど逆抽出されないため、分離が改善された。抽出されたCsの回収は温度を323Kまで上げ、有機相を3倍量の1-ドデカノールで希釈することで達成された。開発した手法を40gの土壌を溶解した硝酸溶液に対して適用し、分離精製・濃縮後の溶液中には土壌の主要元素が合計で10
g/ml、妨害元素はng/ml以下しか含まれないことを確認した。さらに、この手法を用いて福島第一原子力発電所(FDNPS)周辺で採取された土壌中のCsを分離し、Cs/Cs同位体比を表面電離型質量分析計(TIMS)とトリプル四重極質量分析計(ICP-QQQ)により分析した。TIMSにより1桁ほど高い精度が得られたが、アバンダンス感度はICP-QQQの方が高かった。FDNPSの北西側の試料に対してわずかに高いCs/Cs同位体比が観測されたが、それ以外の地点では誤差の範囲で同じ同位体比が得られた。この結果は報告されている
Cs/Csの放射能比の分布と一致しており、Cs/Cs同位体比が放射性セシウムの起源を特定できる可能性を示している。
Kim, J.*; 山中 暁*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 坂本 友和*; 川崎 卓郎; 福田 竜生; 関野 徹*; 中山 忠親*; 武田 雅敏*; et al.
Sustainable Energy & Fuels (Internet), 4(3), p.1143 - 1149, 2020/03
被引用回数：16 パーセンタイル：64.8(Chemistry, Physical)Waste heat is a potentially exploitable energy source but remains a problem awaiting a solution. To explore solutions for automobile applications, we investigate pyroelectric power generation from the temperature variation of exhaust gas using a novel electro-thermodynamic cycle. Niobium-doped lead zirconate titanate stannate (PNZST) ceramics were applied as pyroelectric materials, and their structural characteristics were investigated. In the driving cycle assessments (JC-08) using real exhaust gas, the maximum power generated was identified as 143.9 mW cm
(777.3 J L
per 1 cycle) over a temperature range of 150-220 
C and an electric field of 13 kV cm-1. The net mean generating power of the total driving cycle was 40.8 mW cm, which is the most enhanced result in our power generating systems to date and 314 times greater than our first report. Materials with sharp transition behaviors with the temperature and electric field are worthy of study with regard to pyroelectric energy harvesting materials, and their corresponding crystal and domain structures were investigated to optimize performance.
茂呂 拓哉*; Kim, J.*; 山中 暁*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 中山 忠親*; 武田 雅敏*; 山田 昇*; 西畑 保雄; 福田 竜生; et al.
Journal of Alloys and Compounds, 768, p.22 - 27, 2018/11
被引用回数：17 パーセンタイル：66.2(Chemistry, Physical)Relaxor-based ternary Pb(In
Nb)O
-Pb(Mg
Nb
)O-PbTiO (PIN-PMN-PT) ceramics near a morphotropic phase boundary were grown, and their electrical properties at various temperatures were investigated in the electrothermodynamic cycle for the future environment-friendly automotive applications. Structural disordering, depending on the PIN content, influenced the diffuse phase transition between the tetragonal and cubic structures and contributed to the power-generating behavior. The net power-generating energies (P
) were 2.43-3.01 mW/cm
at temperatures above 200
C and were maintained at above 1 mW/cm over a temperature range of approximately 100 degrees. Therefore, the PIN-PMN-PT system has a possibility of a wider usage temperature range, the disordering of the perovskite crystal structure can be controlled, and it will be a candidate for the application of pyroelectric energy conversion system.
島田 太郎; 田窪 一也*; 武田 聖司; 山口 徹治
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.183 - 187, 2018/11
福島第一原子力発電所の燃料デブリを格納容器から回収した後、地層処分相当の処分場に埋設する際に、燃料デブリはウランのインベントリも多く、
U濃縮度が2%を超えるため、処分場から溶出したウランが天然バリア内のある地点に集積し、臨界となる可能性が懸念される。本研究では、まずその可能性のある条件を抽出するため、処分場及び天然バリアにおける溶解度、地下水流速などの条件を変化させた1次元核種移行の解析を基に移行経路上のウラン沈殿量を保守的に評価した。その結果、還元性環境が維持される通常の処分環境下では移行経路上で臨界質量を超えるウランが沈殿することはないことが示された。ただし、表層付近の酸化性地下水の流入によって処分場が酸化性に変化する場合では、地質媒体中の酸化から還元に変化するフロントで臨界質量を上回るウランが沈殿する可能性が示唆された。次に、この臨界の可能性が懸念される条件に対し、より現実的に処分場の空間レイアウトを考慮した核種移行解析、臨界評価を行った。その結果、処分場のサイズ条件に基づくウラン集積サイズは臨界となり得る集積サイズよりも広範囲に広がり、天然バリア内において臨界に到する可能性を排除できることが示された。
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。
邉見 光; 山口 徹治; 武田 聖司; 木村 英雄
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 24(1), p.3 - 14, 2017/06
福島第一原子力発電所の事故起源の放射性セシウムにより汚染された森林の除染に関して、居住区域における空間線量率の低減が顕著になる汚染源の条件や除染の範囲を感度解析によって検討した。汚染源をCsおよびCsを含む堆積有機物層(A
層)と表層土(A
層)とし、モンテカルロ法による3次元輸送計算コードMCNPを用いて空間線量率を算出した。森林斜面の数、角度、汚染の分布状態、森林土壌中の放射性セシウムの量、除染範囲、林縁から評価点までの距離、評価点の高さをパラメーターとした。その結果、汚染の分布が均一の場合、林縁から20mまでのA層の除染が、空間線量率の低減に効果的であることがわかった。一方、林縁から20m以遠の汚染が20m以内よりも高いような、汚染の分布が不均一の場合、A層に比べA層に含まれる放射性セシウムの量が多い条件においてのみ、林縁から40mまでのA層の除染により、空間線量率が顕著に低減した。
山口 徹治; 武田 聖司; 西村 優基; 飯田 芳久; 田中 忠夫
Radiochimica Acta, 102(11), p.999 - 1008, 2014/11
被引用回数：1 パーセンタイル：8.88(Chemistry, Inorganic & Nuclear)熱力学データを不確実さとともに選定し、放射性元素の溶解度を地下水化学組成の変動を考慮して、不確実さとともに評価することを試みた。熱力学データは2012年に公開されたJAEA-TDBをレビューすることにより選定した。Nb, Pd, Paのデータは、データ選定プロセスの整合性の観点で見直した。Se, U, Paのデータは溶解度評価の保守性の観点で見直した。Zr, Th, U, Np, Puについては近年報告されたCa-metal(IV)-OH 3元錯体 のデータを採用した。モンテカルロ法を用いて確率論的に溶解度を解析するコードPA-SOLを用いて、溶解度の確率論的解析を行った。
武田 聖司; 山口 徹治; 長澤 寛和; 渡邊 正敏; 関岡 靖司; 神崎 裕; 佐々木 利久; 落合 透; 宗像 雅広; 田中 忠夫; et al.
JAEA-Research 2009-034, 239 Pages, 2009/11
JAEA-Research-2009-034.pdf:33.52MB
地層処分の安全評価では、安全性を評価すべき時間枠が極めて長く、また、評価すべき処分システムの空間スケールが数km以上にわたることによる不確かさの把握が重要である。こうした処分システムの時間的及び空間的広がりに起因した不確かさは、その成因に着目すると、処分システムの構成要素(材料)の本質的な不均質性,構成要素で発生する現象の理解不足や予測の不確かさ,測定手法や工学技術の不完全さなどが考えられる。これらの不確かさは、研究開発の進展によりある程度低減あるいは定量化が可能である。本評価では、これらの不確かさを考慮して、高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性に関し、決定論的手法及びモンテカルロ法に基づいた確率論的手法を用いた解析を行った。おもに、人工バリアにかかわるシナリオ,モデル及びパラメータの不確かさが被ばく線量評価に与える影響を推定する方法を示し、その不確かさ影響解析を実施するとともに、得られた解析結果から今後も研究課題とすべき重要なモデルやパラメータを抽出した。
and CeIrSi with the non-centrosymmetric crystal structure奥田 悠介*; 宮内 裕一朗*; 伊田 勇輝*; 武田 勇司*; 戸野広 智絵*; 大槌 泰弘*; 山田 勉*; Nguyen, D.; 松田 達磨; 芳賀 芳範; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 76(4), p.044708_1 - 044708_11, 2007/04
被引用回数：87 パーセンタイル：91.8(Physics, Multidisciplinary)反転中心を持たない超伝導体CeIrSi及びLaIrSiの単結晶育成に成功し、磁性,超伝導及びFermi面を明らかにした。LaIrSiのフェルミ面は、反転中心がないことを反映し、スピン軌道相互作用による分裂が明確に観測される。一方圧力により、反強磁性体CeIrSiは超伝導体へと変化する。そこでの上部臨界磁場は異方的である。これは、反転中心がない場合の理論的予測と一致する。
山崎 大; 盛合 敦; 田村 格良; 丸山 龍治; 海老澤 徹*; 武田 全康; 曽山 和彦
JAEA-Technology 2007-030, 21 Pages, 2007/03
JAEA-Technology-2007-030.pdf:4.13MB
JRR-3において新しい中性子反射率計SUIRENの開発,建設を行い、平成18年度より施設共用を開始した。SUIRENは、波長3.8
の単色中性子を利用した、試料垂直配置の反射率計である。測定対象としては、形態として固体試料のほか固液界面試料が、膜構造としてはソフトマテリアル薄膜,磁性人工格子,中性子ミラーなどをはじめ、多様な試料が考えられる。ビーム強度は、角度分散
=0.08degにコリメートしたあと、試料位置で2.1
10
2.610カウント/s/cm
程度である。また、バックグラウンドは4.510カウント/sであった。テスト測定の例として、3インチ
のシリコン基板の反射率測定では、約27時間かけて10
までの反射率が測定できることを実証した。また、偏極反射率測定モードについても実用化に向け、すでにテスト測定をはじめている。本報告では、この中性子反射率計SUIRENの開発について概説する。
山崎 大; 曽山 和彦; 海老澤 徹*; 武田 全康; 丸山 龍治*; 田崎 誠司*
Physica B; Condensed Matter, 356(1-4), p.174 - 177, 2005/02
被引用回数：1 パーセンタイル：6.23(Physics, Condensed Matter)Drabkin型エネルギー・フィルターをパルス中性子用高速中性子チョッパーとして使用する方法を提案する。Drabkin型フィルターは共鳴波長
の中性子のみスピンを反転させ、さらにスピン反転した成分のみ取り出すことにより中性子の単色化を行う。この共鳴波長を高速で変化させると、中性子パルスの波長と共鳴波長が一致する瞬間のみ中性子を取り出すことができる。これは全波長パルス整形モードよりもさらにパルス幅を狭く整形することが可能である。実験の結果、Drabkin型フィルターを定常で駆動したときのビーム取り出し時間1.08msに対し、チョッパーモードでは0.21msまで短縮することができた。今後、より高分解能のDrabkinフィルターを用いることでも取り出し時間をずっと短縮することができると予想される。
山崎 大; 曽山 和彦; 海老澤 徹*; 武田 全康; 鳥飼 直也*; 田崎 誠司*; 松岡 秀樹*
Physica B; Condensed Matter, 356(1-4), p.229 - 233, 2005/02
被引用回数：1 パーセンタイル：6.23(Physics, Condensed Matter)J-PARCの物質・生命科学研究施設で提案されている水平型中性子反射率計に付加して、表面・界面のダイナミクスを研究するためのスピンエコー・オプションの設置を検討している。これは共鳴スピンエコー法に基づくものであり、時間にして100ナノ秒オーダー以下のダイナミクスを対象としている。これにより、高分子膜における呼吸モード,高分子側鎖の運動など、薄膜中でのダイナミクスの解明が期待される。この講演では、スピンエコー・オプションの原理と特徴、並びに開発計画とその現状について報告する。
丸山 龍治*; 田崎 誠司*; 日野 正裕*; 武田 全康; 海老澤 徹*; 川端 祐司*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 530(3), p.505 - 512, 2004/09
被引用回数：10 パーセンタイル：55.72(Instruments & Instrumentation)中性子共鳴スピンエコー法は中性子準弾性散乱を高いエネルギー分解能で測定することのできる手法である。この中性子共鳴スピンエコー法をパルス中性子と組合せて使うと、非常に広範囲なスピンエコータイムをカバーすることができるため、原子炉で使用するよりも多くの利点がある。われわれは、すでに開発済みのパルス中性子用の共鳴フリッパーを利用して、0.3nmから0.9nmの範囲のパルス中性子に対して、スピンエコーシグナルを観測することに成功した。
小川 弘道; 長尾 誠也; 山口 徹治; 向井 雅之; 宗像 雅広; 坂本 義昭; 中山 真一; 武田 聖司; 木村 英雄; 熊田 政弘; et al.
JAERI-Research 2000-052, 101 Pages, 2001/01
JAERI-Research-2000-052.pdf:8.27MB
カナダ原子力公社はURLと名付けられた地下研究施設を運営する世界でも有数の原子力研究機関である。日本原子力研究所は、我が国の高レベル放射性廃棄物地層処分の安全評価手法確立に寄与するために平成6年3月から平成10年9月までの期間にわたり、上記の施設での研究を中心にカナダ原子力公社と協力研究を実施した。本協力研究協定では、(1)URLにおける原位置条件下での亀裂媒体における核種移行実験、(2)URL及び浅地中の地下水を対象にした地下水中の溶存有機物の影響評価研究、(3)環境同位体による広域な地下水流動の研究、(4)地下水の流れ及び核種移行のモデル化に関する研究も平行して進めた。本報告書は、4年半にわたる協力研究協定の成果概要をとりまとめたものである。
山口 徹治; 武田 聖司
JAERI-Data/Code 99-001, 74 Pages, 1999/01
JAERI-Data-Code-99-001.pdf:2.65MB
放射性廃棄物の地層処分の安全評価において放射性核種の溶解度は、廃棄体中の放射性元素が地下水にどの程度溶けるかを決めるものであり、その値は放射性核種の移行解析のソースターム、即ち廃棄体からの核種の溶出量を決めるパラメータとして用いられる。また地下水の化学的特性に応じて放射性核種は様々な化学形をとり、移行特性も多様である。溶解度を計算するとともに、化学形を推定するための熱力学データをTc,Am,Uについて検討し、データベースとしてまとめた。典型的な組成の地下水中で支配的になる可能性の高い加水分解種や炭酸錯体について重点的に検討を行い、その他の化学形については既存のデータベースにおける検討結果を取り入れてデータを設定した。Tc,U,Am以外の注目元素については検討が未了であり、暫定的な利用のために付録としてデータを示した。
宇山 親雄*; 武田 徹*; 豊福 不可依*; 徳森 謙二*; 安藤 正海*; 兵藤 一行*; 板井 悠二*; 塩飽 秀啓; 西村 克之*
Medical Applications of Synchrotron Radiation, p.149 - 157, 1998/00
SPring-8の医学利用実験施設へ導かれる3本のビームラインの内、真ん中の偏向電磁石ビームラインは既に建設が始まっているので、それ以外の挿入光源ビームライン2本について設計を行った。われわれ、医学利用研究グループが行う研究(単色X線冠状動脈撮影、単色X線断層法、微小心臓血管造影法、腫瘍検出画像法、X線位相コントラスト画像法)において、人を被写体とする医学診断のためには、照射野が大きくかつ強度の高いX線が必要となる。これらの研究のために種々の検討を行った結果、挿入光源として片方をアンジュレータ、もう片方をウィグラー(マルチポールウィグラー)を設置すべきであるという結論に達した。挿入光源の設計結果を蛍光X線法や多層膜等を用いた単色広照射野X線生成法を提案する。
池沢 芳夫; 松井 浩; 吉田 芳和*; 横地 明*; 甲野 啓一*; 笠置 徹*; 武田 隼人*; 三上 壮介*
Aerosols: Science,Industry,Health and Environment,Vol. 2, p.786 - 789, 1990/00
核燃料取扱施設において、HEPAフィルタシステム全体の総合捕集性能が設計値を保持していることを現場試験によって確認することは、排気浄化設備の安全性と信頼性を高める上で重要なことである。しかし、HEPAフィルタを2段またはそれ以上に設置した場合の総合捕集性能については、いくつかの評価上検討すべき点が存在している。そのため、これらの点を解決し、わが国における総合捕集効率の評価の精度を向上し、統一を図るためその技術基準を作成したので、その概要を報告する。
関岡 靖司; 武田 聖司; 木村 英雄; 山口 徹治; 大江 俊昭*; 長崎 晋也*; 佐々木 隆之*; 小崎 完*; 稲垣 八穂広*
no journal, ,
長寿命核種を有意に含む放射性廃棄物(高レベル放射性廃棄物,TRU廃棄物)の地層処分の地下水移行シナリオに関する安全解析のために、処分システムにおける時間的及び空間的な変動に起因したパラメータの不確かさを設定する必要がある。本調査では、拡散係数,分配係数,ガラス溶解速度を対象に、既往文献データを収集したデータベースの整備を実施した。また、大学有識者で構成されるデータベース検討会を設置し、データベースをもとにした分配係数及び拡散係数の詳細なデータ分析から、データの変動をもたらす主要因について検討するとともに、ガラス溶解速度の時間減少モデルによる適用について検討した。その結果を踏まえ、Cs-135を対象に安全解析した結果から、データ不確かさの低減化に向けた検討が必要であることを確認した。
山崎 大; 盛合 敦; 丸山 龍治; 田村 格良; 海老澤 徹*; 曽山 和彦; 武田 全康; 日野 正裕*
no journal, ,
現在JRR-3ビームホールC2-2ポートにおいて建設中の中性子反射率計SUIRENが、この夏より稼動を始める。本発表では、この装置の仕様・性能と既に行われたテスト測定の結果及び将来の整備計画について述べる。この反射率計は波長3.8
の単色中性子を使った装置であり、強度は角度発散を0.08degまで絞った段階で2.810
n/cm
/s、バックグラウンドは4.510n/sである。試料は縦置き型で、高分子,磁性薄膜,中性子制御素子などの測定に有用である。テスト測定では、おもにJAEAで開発した中性子ミラーやミラー用基板の測定を行っており、10までの反射率が測定できることがわかっている。将来は、偏極中性子の利用,位置有感型検出器の導入,中性子集光系の開発などを計画している。
