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安部 晋一郎; 橋本 昌宜*; Liao, W.*; 加藤 貴志*; 浅井 弘彰*; 新保 健一*; 松山 英也*; 佐藤 達彦; 小林 和淑*; 渡辺 幸信*
IEEE Transactions on Nuclear Science, 70(8, Part 1), p.1652 - 1657, 2023/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Engineering, Electrical & Electronic)中性子を起因とする半導体デバイスのシングルイベントアップセット(SEU: Single Event Upset)は、地上にある電子機器の動作の信頼性に関係する問題となる。白色中性子ビームを用いた加速器試験では、現実的な環境の中性子起因ソフトエラー率(SER: Soft Error rate)を測定できるが、世界的にも白色中性子ビームを供給できる施設の数は少ない。ここで、多様な中性子源に適用可能な単一線源照射を地上におけるSER評価に適用できる場合、ビームタイムの欠乏を解消できる。本研究では、これまでに得られた測定結果のうち任意の1つを抽出し、これとPHITSシミュレーションで得たSEU断面積を用いた地上環境におけるSERの評価の可能性を調査した。その結果、提案する推定法で得られたSERは、最悪の場合でも従来のWeibull関数を用いた評価値と2.7倍以内で一致することを明らかにした。また、SER評価におけるシミュレーションコストを低減する簡易化の影響も明らかにした。
渡辺 奈央; 菅原 隆徳; 大久保 成彰; 西原 健司
JAEA-Technology 2020-026, 59 Pages, 2021/03
JAEA-Technology-2020-026.pdf:3.95MB
日本原子力研究開発機構では放射性廃棄物処理の負担軽減を目指した分離変換技術開発の一環として、加速器駆動型核変換システム(ADS)の設計検討を行っている。ADS特有の構成要素であるビーム窓の材料にはT91鋼を使用し、その形状は薄肉の半球殻を想定している。しかしながら、このような薄肉の構造物がT91鋼から製作可能であるかについては、これまで検討を行ってこなかった。そこで本検討では、1/4スケールのADSビーム窓小型模型をT91鋼の切削加工によって製作し、工程,製作精度そして形状測定方法についての検討を行った。その結果、実機ADSビーム窓の製作上推測される設計形状との誤差は5%程度であり、この加工誤差による構造強度への影響は十分小さいことが分かった。
斎藤 滋; Wan, T.*; 大久保 成彰; 大林 寛生; 渡辺 奈央; 大平 直也*; 木下 秀孝; 八巻 賢一*; 北 智士*; 吉元 秀光*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011041_1 - 011041_6, 2021/03
原子力機構(JAEA)では、鉛ビスマス共晶合金(LBE)を核破砕中性子発生のターゲット並びに炉心冷却材として使用する、核変換用の加速器駆動システム(ADS)の研究をしている。中性子は、1.5GeVの陽子ビーム入射による核破砕反応によって生成される。ADS開発に重要な材料照射データを取得するため、J-PARCにLBE中性子生成ターゲットを備えた照射施設の建設を提案している。LBEターゲット実用化のためには多くの技術的な課題があり、JAEAでは様々な研究開発を行っている。腐食研究に関しては、OLLOCHIの調整運転と機能試験が開始された。LBE使用する上で重要な技術である酸素濃度制御技術の開発も行っている。大型LBEループ実験では、IMMORTALを使用して、定常および過渡状態の試験を行った。機器の分野では、LBEループシステムの重要な技術として、超音波流量計とフリーズシールバルブの開発を進めている。照射施設の設計に重要なLBE中の不純物挙動の研究も開始した。本論文では、JAEAにおけるLBE関連研究の現状と研究計画について報告する。
as a source of atmospheric I
渡辺 耕助*; 松田 晶平; Cuevas, C. A.*; Saiz-Lopez, A.*; 薮下 彰啓*; 中野 幸夫*
ACS Earth and Space Chemistry (Internet), 3(4), p.669 - 679, 2019/04
被引用回数：8 パーセンタイル：43.59(Chemistry, Multidisciplinary)ヨウ素の物質循環において、海洋から大気への輸送が起こる要因の一つに、海面付近での太陽光による光酸化過程がある。これまでに液相のヨウ化物イオン(I
)の光酸化によって気相へヨウ素分子(I
)が放出されることが報告されている。この過程の全球的な影響を評価するため、溶液中のIの光酸化を実験的に詳細に調べ、290-500nmの波長域におけるIのモル吸光係数と光酸化の量子収率を決定した。さらに、I光酸化量子収率のpHおよび溶存酸素依存性を調べた。これらから海洋条件でのIの光酸化によるI放出速度を推定した。全球化学気候モデルを用いてシミュレーションを行った結果、低緯度域では1年あたり約8%の寄与があることが明らかになった。本研究は、シビアアクシデント時において環境中へ飛散される放射性ヨウ素の挙動を予測するために必要な基礎的知見を与える。
武内 伴照; 大塚 紀彰; 渡辺 恭志*; 田中 茂雄*; 小沢 治*; 駒野目 裕久*; 上野 俊二*; 土谷 邦彦
Proceedings of 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2017) (Internet), 3 Pages, 2018/11
福島第一原子力発電所事故の教訓から、過酷事故時の環境でも原子炉建屋内の監視が可能な耐放射線性カメラシステムの開発を開始した。本研究は、カメラを構成する部品の要素技術開発を行い、カメラシステムの試作・性能を評価した。まず、要素技術開発として放射線環境下において100Gy未満で使用不能となるイメージセンサの劣化主因が暗電流増加であることを明らかにし、トランジスタの数を4つから3つに減らすとともに光電変換構造としてフォトゲート型を採用することで暗電流の軽減を図った。その結果、イメージセンサの耐放射線性は200kGy以上にまで向上した。また、光学系については、石英とフッ化カルシウムを用いた耐放射線プリズムとズームレンズにすることにより、1MGy照射後においても十分な性能を有することを示した。一方、その他の電子部品については、100kGy未満で故障するものもあり、一部に遮蔽構造を採用した。これらの結果を踏まえ、開発したカメラシステムが900kGy以上の照射線量でも良好な画像を取得できることを明らかにした。
渡辺 太郎*; 高田 孝; 山口 彰*
Nuclear Engineering and Design, 313, p.447 - 457, 2017/03
被引用回数：2 パーセンタイル：19.65(Nuclear Science & Technology)蒸気発生器伝熱管内部における気液対向流制限(CCFL)は、特にPWRにおいてLOCA発生時の炉心冷却に重要な影響を及ぼす。本研究では、VOF法を用いた数値計算においてより低コストでCCFL特性の評価精度を向上させることを目的に、CCFL発生時に見られる液膜流をモデル化しVOF法とのカップリングを行った。開発した手法を用い既存実験を模擬した試験解析を実施し、本手法の適用性を評価すると共に、配管下端において液膜流より滴下した液相が再度気相側にエントレイメントされることによりCCFL特性が大きく変化すること明らかにした。
線照射効果武内 伴照; 大塚 紀彰; 土谷 邦彦; 田中 茂雄*; 小沢 治*; 駒野目 裕久*; 渡辺 恭志*; 上野 俊二*
日本保全学会第13回学術講演会要旨集, p.391 - 394, 2016/07
東京電力福島第一原子力発電所事故の経験や教訓を踏まえ、プラント状態の情報把握能力の向上のため、耐放射線性カメラの開発に取り組んだ。放射線環境下におけるカメラ画像劣化の主因である撮像素子内の暗電流を抑制するため、撮像素子のトランジスタ及び光電変換部について3Tr型でフィールドプレートを有する素子(3TPD)、同型でフォトゲートを有する素子(3TPG)及び4Tr型でフォトゲートを有する素子(4TPG)を設計・試作し、線照射中の暗電流と照射後の光電変換感度を測定した。その結果、3TPG型が最も耐放射線性が高く、200kGy照射後も十分なダイナミックレンジが維持された。
武内 伴照; 大塚 紀彰; 渡辺 恭志*; 上柳 智裕*; 駒野目 裕久*; 上野 俊二*; 土谷 邦彦
Proceedings of Decommissioning and Remote Systems 2016 (D&RS 2016) (CD-ROM), p.263 - 264, 2016/07
福島第一原子力発電所事故の教訓から、耐放射線性を有する監視カメラシステムの開発を開始した。本研究では、耐放射線性向上のために、イメージセンサの開発及び線照射特性を調べた。イメージセンサの構造として、3トランジスタかつフィールドプレート(3TPD)及びフォトゲート(3TPG)型と、4トランジスタかつフォトゲート(4TPG)型の3種類を設計・試作した。これらのセンサをコバルト60照射施設で室温において約1kGy/hで70kGyまで照射した。この結果、照射後画像の劣化要因である暗電流は、50kGy以上では4TPGが最も大きく、3TPG型が最も小さかった。その結果、4TPGでは暗電流の急増によって感度がほとんど消失した。一方、3トランジスタ型では、50kGy以上でも使用可能な感度を有しているとともに、3TPD型よりも3TPG型の感度が高かった。以上から、3種のイメージセンサのうち、3TPG型が暗電流及び感度特性において線照射による劣化が最も抑制できる可能性が示された。
長尾 誠也*; 青山 正和*; 渡辺 彰*; 田中 忠夫
Colloids and Surfaces A; Physicochemical and Engineering Aspects, 347(1-3), p.239 - 244, 2009/09
被引用回数：6 パーセンタイル：14.14(Chemistry, Physical)環境中に遍在するフミン酸等の腐植物質は、水環境中での放射性核種の地球化学的挙動、特に腐植物質との反応性に富むアクチニドの環境中移行挙動に重要な役割を果たす。本研究では、腐植物質とAmの錯形成特性を腐植物質の構造と関連付けて検討した。フミン酸は、3種類の土壌から抽出し、さらに蛍光が弱い高分子量画分と蛍光が強い低分子量画分の構造的特徴の異なる2種類にそれぞれ分離した。錯形成実験は、フミン酸濃度10mg/l, pH6-8,イオン強度0.01Mの溶液条件で行った。蛍光が弱い高分子量画分が共存する条件下でのAmは、450nm-100k Daltons及び100k-30k Daltonsのサイズ領域中に支配的に存在した。一方、蛍光が強い低分子量画分が共存する条件下でのAmは、30k-10k Daltonsのサイズ領域中に存在した。これらの結果から、フミン酸の構造的特徴がAmとの錯形成に関与していることが示唆される。
山内 恵美子*; 渡辺 立子; 及川 美代子*; 藤本 浩文*; 山田 明徳*; 斎藤 公明; 村上 正弘*; 橋戸 和夫*; 土田 耕三*; 高田 直子*; et al.
Journal of Insect Biotechnology and Sericology, 77(1), p.17 - 24, 2008/02
PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法を用いて、Cs-137線照射によるpBR322プラスミドDNAの両方の鎖それぞれに生じた1本鎖切断の収率を測定する方法を確立した。本研究では、PCRによる増幅を経時的に測定することで、増幅率をreal-time PCRがDNA切断数の収量の絶対値測定に応用・有用であることを初めて示した。この方法によるSSB収率の実験結果は、モンテカルロシミュレーションによる計算結果と非常によい一致を示したことによっても実証された。
Ca
Cu
O
superconductor常盤 和靖*; 三楠 聰*; 髭本 亘; 西山 樟生*; 伊豫 彰*; 田中 康資*; 小手川 恒*; 椋田 秀和*; 北岡 良雄*; 渡辺 恒夫*
Physica C, 460-462(2), p.892 - 895, 2007/09
被引用回数：3 パーセンタイル：17.87(Physics, Applied)零磁場及び縦磁場下のミュオンスピン回転法(ZF-
SR, LF-SR)を用いて多層膜超伝導体HgBaCaCuO(Hg-1245)の研究を行った。温度の低下により、60K以下でZF-SRシグナルはガウス関数型から指数関数型に変化した。この信号は内側のCuO面で反強磁性秩序が発達していることを示し、Hg-1245では60K以下で反強磁性と超伝導が共存していることの微視的な証明であるものと考えられる。
LiJeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 今井 伸明*; 平山 賀一*; 宮武 宇也; 左高 正雄; 岡安 悟; et al.
Journal of Phase Equilibria and Diffusion, 26(5), p.472 - 476, 2005/09
放射性トレーサーによる固体中拡散の新しい方法を確立した。テスト実験では、Li(T
=0.84s)を用いて
LiAlでのリチウムの拡散係数を求めた。Liの崩壊により放出される
粒子強度の時間分布から拡散係数が得られることを確かめた。次にリチウムイオン伝導体中での原子欠陥がリチウムイオンの拡散に与える影響を調べるために、LiGa中での自己拡散計数を測定した。
LiJeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.596 - 600, 2005/04
被引用回数：6 パーセンタイル：45.53(Instruments & Instrumentation)短寿命核ビームを固体内拡散係数測定に用いる手法を開発し、イオン伝導体中の拡散係数を測定した。本方法は秒単位の高速拡散粒子の移動を直接観察できることが特徴である。東海研タンデム加速器からの24MeVの
LiイオンをBeに衝突させ、レコイルマスセパレーターにより短寿命不安定核Li(寿命0.84秒)を分離し実験を行った。Liを固体中に照射し、Liから放出される線の固体中でのエネルギー損失量を測定することにより高速拡散係数を測定した。リチウム電池の電極材として利用されているLi含有Siガラス,LiCoOにおけるLiの拡散については本手法の検出限界(10
cm
/s)以下であった。リチウム電池電極材の一つである超イオン伝導体LiAl(48.5at.%Li)について室温から300
Cの温度範囲で測定した結果はNMRスピンエコー法で測定した結果とよく一致した。
Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(7A), p.4576 - 4583, 2003/07
長寿命の線放出核をトレーサーとして用いて物質の拡散現象を研究することは確立された研究手法である。ここでは、寿命1秒程度で線や線を放出する同位元素を用いた高速拡散現象を研究することを目的として、金属間化合物LiAl中のLi(寿命0.8秒, emmiter)を考えシミュレーション手法の開発を行った。その結果を東海研タンデム加速器を利用した実験結果と比較し、実験結果と良い一致を得た。シミュレーションではTRIMコードに基づき入射核種の運動エネルギー幅,物質中でのstragring,放出放射線の自然幅などを考慮している。発表では
F(寿命1.8時間,+emmiter)の拡散についても考察した。
Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏*; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(7A), p.4576 - 4583, 2003/07
被引用回数：14 パーセンタイル：50.38(Physics, Applied)寿命1秒程度の短寿命核をトレーサーとし物質中の原子の高速拡散を研究するための実験手法とその解析のためのシミュレーション法を開発した。その実験とシミュレーションの比較の結果、拡散係数が1
10cm/secより大きい場合について精度10%以下で決定できることがわかった。シミュレーションは加速器で注入された短寿命核からの放出線のスペクトルを、Trimコードに基づき、入射核のエネルギー分布,飛程,阻止能など固体中のイオンの挙動を考慮し、線スペクトルを再現したものである。実験は東海研タンデム加速器で加速したLiを核反応でLi(寿命0.84秒,線放出核)に変換しLiAlに照射し固体中から放出される線の時間依存スペクトルを測定したものである。
長尾 誠也; 青山 正和*; 渡辺 彰*; 中口 譲*; 小川 弘道
Analytical Sciences (CD-ROM), 17(Suppl.), p.1585 - 1588, 2002/03
天然水中に存在する腐植物質は、微量元素の配位子として作用するため、天然環境における元素の移行性を支配する要因の1つと考えられている。腐植物質は対象とする環境により異なる構造特性等を示すことから、腐植物質の特性を考慮した上で、微量元素との錯体特性を把握する必要があり、微量元素が錯形成する腐植物質の部位を特定することが重要となる。本研究では、フミン酸を分子サイズがより大きく、蛍光性が低い成分(フミン酸画分)と分子サイズがより小さく、蛍光性が高い(蛍光画分)2つの画分に分画し、3次元励起-蛍光マトリックス分光法によりEuが錯形成するフミン酸の部位を比較検討した。その結果、イオン強度0.01M、pH5の溶液条件で、Euとフミン酸の蛍光画分が錯形成することにより、検出される3つのピークの蛍光強度は60~75%減少し、蛍光波長が低波長側に15~20nmシフトすることが分かった。分画前のフミン酸の蛍光消光の特徴と一致しており、Euはフミン酸の中でも蛍光画分と選択的に錯形成を起こしている可能性を示唆している。
渡辺 勝利; 新藤 雅美; 中島 甫; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; et al.
JAERI-Research 97-009, 62 Pages, 1997/02
JAERI-Research-97-009.pdf:4.82MB
HTTR実機用ハステロイXR伝熱管材および実機用溶加材を用いて、伝熱管母材および溶接継手の引張特性およびクリープ特性を検討し、次のような結果を得た。引張特性に関しては、時効後の室温における強度変化は母材および溶接継手材ともに比較的少なかったが、著しい延性低下が両者ともに観測された。一方、クリープ特性に関しては、母材と溶接継手材について、900Cおよび950Cのいずれの場合にも、クリープ破断強度に関する差異は比較的少なかった。他方、板材と伝熱管材のクリープ特性について見ると、母材および溶接継手材ともに、管材は低応力・長時間側で板材よりもクリープ破断時間が若干低下する傾向が見られたが、管材のクリープ破断時間は、ハステロイXR母材のマスターカーブと同等以上であり、設計破断応力強さ[S
]よりも充分に長いことから、実用上は特に問題ないと判断される。
渡辺 勝利; 中島 甫; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*
JAERI-Research 94-046, 50 Pages, 1994/12
JAERI-Research-94-046.pdf:2.23MB
HTTR実機用ハステロイXRと同一ヒートの母材および実機用溶加材を用いて、溶接部の化学分析、金属組織観察、硬さ試験、FISCO試験および曲げ試験を行い、総合特性評価の一環として溶接性を検討した。得られた結果はいづれの試験においても良好な特性を示した。特に最もcriticalなpassである曲げ試験においては溶加材中のB量およびC量の最適化を図ったことにより、溶接割れ感受性が充分に低いことが分った。これらのことにより、実機用溶加材の優れた性能および狭開先化の有効性を確認するとともに、実機適用上の工学的な問題はないことが結論された。
渡辺 敦; 内田 豊実; 松田 昇; 滝 清隆; 槇 彰; 秋山 莞爾
動燃技報, (88), p.76 - 79, 1993/12
東海再処理工場のウラン脱硝施設(DN施設)は、脱硝工程の長期連続運転を達成し、再処理工場の円滑な運転を目指すことを目的として、新たに建設された施設である。しかし、これまでの運転では1t/日の設計能力相当で約1週間の連続運転実績を有するものの、硝酸ウラニル「以下HNH」を噴霧するノズルの閉塞事象が頻繁に発生し長期連続が困難な状況にあった。このため種々の試験を行いノズル閉塞の主要因子を解明し、DN施設に於ける長期連続処理運転を可能とする運転方法を確立した。運転データの調査・解析の結果以下のことがわかった。(1)DN施設の脱硝塔の停止要因の約80%が噴霧ノズルの閉塞に起因するものである。(2)ノズル閉塞防止のため定期的に実施していた硝酸及び純水による噴霧ノズルの洗浄(ノズルクリーニング)は、その実施の度にノズルが閉塞気味となり最終的に完全閉塞となる。(3)脱硝塔への供給UNHの濃度の上昇ととも
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
Proc. of the 2nd JAERI Symp. on HTGR Technologies; Oct. 21
23,1992,Oarai,Japan (JAERI-M 92-215), p.560 - 574, 1993/01
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては、溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を溶加材中のB量およびC量を最適化することにより低減できたことから本溶加材がHTTR厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
