地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(令和4年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 石原 隆仙; 小川 大輝; 箱岩 寛晶; 渡部 豪; 西山 成哲; 横山 立憲; 小形 学; et al.

JAEA-Research 2023-005, 78 Pages, 2023/10

JAEA-Research-2023-005.pdf:6.51MB

本報告書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和4年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第4期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を進めている。本報告書では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。

Role of advection in atmospheric ammonia; A Case study at a Japanese lake basin influenced by agricultural ammonia sources

久保田 智大; 黒田 久雄*; 渡邊 未来*; 高橋 晃子*; 中里 亮治*; 樽井 美香*; 松本 俊一*; 中川 圭太*; 沼田 康子*; 大内 孝雄*; et al.

Atmospheric Environment, 243, p.117856_1 - 117856_9, 2020/12

https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117856

大気アンモニア(NH)の乾性沈着は水圏生態系への窒素負荷経路の1つである。アジア諸国におけるNHの最大の排出源の一つである農業・畜産は、NH濃度の空間的及び季節的変動を引き起こし、乾性及び湿性沈着により湖沼流域へ影響を与えることが知られている。しかし、観測ネットワークの不足から、流域スケールでのNH濃度の空間分布はよく知られていない。本稿では、農業・畜産が盛んな流域(霞ヶ浦流域)でのNH濃度の空間的及び季節的変動の支配的要因を明らかにすることを目的とした。観測は2018年10月10日から2020年1月14日まで、合計36地点で行った。観測期間中の平均NH濃度は、農用地,湖,住宅地,森林の順に高かった。畜舎近傍で観測されたNH濃度は夏季より冬季の方が高く、気温に依存する揮発プロセスに基づくNH排出量の季節変化と異なった。農用地や湖のNH濃度と気象要素との比較から、排出源からのNHの移流の季節変化の重要性が示唆された。湖上のNHの乾性沈着量を推定したところ、全窒素の湿性沈着量を上回る可能性がある。湖への乾性沈着は植物プランクトンの増殖プロセスに関連することが知られており、水圏生態系の管理を行う上でNHの移流を考慮するべきである。

Abnormally enhanced diamagnetism in Al-Zn-Mg alloys

西村 克彦*; 松田 健二*; Lee, S.*; 布村 紀男*; 島野 寛基*; Bendo, A.*; 渡邊 克己*; 土屋 大樹*; 並木 孝洋*; 戸田 裕之*; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 774, p.405 - 409, 2019/02

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.10.037

Temperature and time dependences of magnetization of Al-1.0%Zn-4.2%Mg, Al-2.6%Zn-3.2%Mg, Al-4.1%Zn-1.1%Mg, and Al-5%Zn (at.%) alloys were measured in the range between 10 and 310 K after various periods of natural aging and peak-aged heat treatments. Enhanced diamagnetic contributions on the magnetization were observed for the as-quenched Al-Zn-Mg alloys for the first time. The enhanced diamagnetism observed in Al-2.6%Zn-3.2%Mg and Al-4.1%Zn-1.1%Mg were found to largely alter in natural aging, while that of Al-1.0%Zn-4.2%Mg little changed. After peak-aged heat treatments, the diamagnetism of Al-Zn-Mg was largely reduced. The binary Al-5%Zn showed neither enhanced diamagnetism nor natural aging effect on the magnetization. Isothermal time variations of magnetization of Al-Zn-Mg alloys at 300 K were found to be related with solute-vacancy clustering.

Measurement of deuteron induced thick target neutron yields at 9 MeV

執行 信寛*; 日高 浩介*; 平林 慶一*; 中村 泰博*; 森口 大輔*; 隈部 正洋*; 平野 秀峻*; 平山 嵩祐*; 内藤 有紀*; 本岡 親英*; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1725 - 1728, 2011/08

The double differential thick target neutron yields from 9 MeV deuteron incidences were measured at the Kyushu University Tandem Accelerator Laboratory. A copper and a titanium foils which are thick enough for a deuteron to stop in the foils were placed at the center of a vacuum chamber. An NE213 liquid organic scintillator was employed to detect neutrons emitted from targets and placed at 9 directions from 0 to 140. To consider the contribution of scattered neutrons from the floor, we also measured neutron yields with an iron shadow bar located in front of the scintillator. Because incident deuteron beam was not pulsed and the Time-of-Flight method was not applied, the energy spectrum was derived from unfolding the light output spectrum using the FORIST code. The detection efficiency was calculated with the SCINFUL-QMD code. The experimental results were compared with the calculation data of the TALYS code, and it turned out that the calculation data does not reproduce the experimental ones satisfactorily.

イレウスチューブを用いた小腸内圧計測システムの開発

石川 寛子; 岡 潔; 長縄 明大*; 芳野 純治*; 若林 貴夫*; 渡邊 真也*; 内藤 岳人*

日本機械学会論文集,C, 75(756), p.2359 - 2361, 2009/08

消化管では、機能的疾患の診断,重症度の判定,治療方針の決定,治癒の判定を目的とし内圧計測が行われている。小腸も種々の方法による内圧計測が行われてきたが、これらの方法は患者への苦痛や負担を伴う場合があることや、電気的要素を体内に取り込む場合もあることから、あまり好ましくない。そこで本研究では、腸閉塞の治療に使われるイレウスチューブを用いて、患者への負担がなく、無侵襲に小腸の内圧を計測するシステムを開発した。また、その装置の基礎性能試験を行ったところ、約2.8秒の整定時間でバルーンにかかる圧力を計測できることを確認した。

IASCC照射試験に係るキャプセルの製作,1; き裂進展試験用キャプセル(共同研究)

井手 広史; 松井 義典; 川又 一夫; 田口 剛俊; 金澤 賢治; 小沼 勇一; 渡邊 浩之; 井上 修一; 出雲 寛互; 石田 卓也; et al.

JAEA-Technology 2008-011, 46 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-011.pdf:19.39MB

軽水炉の炉内構造物材料に使用されているオーステナイト系ステンレス鋼には、高線量の中性子照射を受けると照射誘起応力腐食割れが発生することが知られており、原子力プラントの高経年化対策のためにはその挙動の解明が重要な課題となっている。これまでの研究では中性子照射済試料の照射後試験を行うことにより評価してきたが、IASCCの適切な評価のためには、軽水炉内の環境を模擬した温度,水環境及び照射条件下で試験を行うことが必要である。そこで、照射下での応力腐食割れ試験を行うために、照射下試験用の飽和温度キャプセルを開発した。照射下応力腐食割れ試験には、き裂進展試験,き裂発生試験等があり、本報ではこのうちき裂進展試験を行ったキャプセルについてまとめたものである。

Gamow-Teller decay of the nucleus Cr

大西 健夫*; Gelberg, A.*; 櫻井 博儀*; 米田 健一郎*; 青井 考*; 今井 伸明*; 馬場 秀忠*; Von Brentano, P.*; 福田 直樹*; 市川 雄一*; et al.

Physical Review C, 72(2), p.024308_1 - 024308_7, 2005/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.72.024308

Crのベータ崩壊を理化学研究所のサイクロトロン加速器を用いて初めて測定し、値0.640.20が得られた。この実験値を殻模型空間を仮定した殻模型計算と比較し、その相互作用依存性を調べた。KB3, FPD6, GXPF2相互作用はそれぞれ実験値を誤差棒の範囲内で説明することはできるが、これらの理論値は1.5倍ほどの開きがあり、どの相互作用が優れているかは今後の精密測定が待たれることとなった。この比較的大きなベータ崩壊確率は、準重陽子描像により定性的に議論可能であることがわかった。

Production of a 95% proton yield beam in a semicylindrical plasma generator

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; Pamela, J.*; 田中 茂; 横山 堅二

Review of Scientific Instruments, 62(9), p.2142 - 2145, 1991/09

https://doi.org/10.1063/1.1142329

半円筒型マルチカスププラズマ源において、陽子含有率95%のビームを生成した。このプラズマ源の大きさは、直径34cm、長さ129cmであり、陰極からの高速一次電子をプラズマ源内に強く閉じ込めるため、強い結合磁場配位が用いられた。この磁場配位により、プロトン比(陽子含有率)を低下させると考えられる一次電子のビーム引き出し部への漏れ出しが抑制され、上記の世界最高値のプロトン比が得られた。その時のビーム電流密度は175mA/cmで、動作ガス圧力は0.4Paであった。プロトン比はドップラーシフト分光法によって測定された。

Effect of primary electron distribution on ion species yield in an ion source

渡邊 和弘; 荒木 政則; 大楽 正幸; 堀池 寛; 小原 祥裕; 奥村 義和; 田中 茂; 横山 堅二

Review of Scientific Instruments, 61(6), p.1694 - 1698, 1990/06

https://doi.org/10.1063/1.1141134

半円筒型・マルチカスププラズマ源において、一次電子の分布がイオン組成比に及ぼす影響について調べた。もし一次電子が多数プラズマ電極近傍に存在すれば、分子イオンが多数生成され解離される前に引き出しされるのでプロトン比は低下すると考えられる。一次電子の分布が異なると考えられる数種の磁場配位について3Dコードによる軌道計算を行い、プロトン比の測定結果と比較した。その結果、プロトン比の低い条件ではプラズマ電極近傍に一次電子が多く分布することが判った。これを実験的に確かめるためプラズマ電極の浮動電位を測定した。その結果、プロトン比が低い条件では電位も低くく、多数の一次電子が存在していることが明らかになった。つまり、プロトン比を決める要素として、従来のプラズマ体積とイオン損失面積の比の他、一次電子の分布も重要な役割を担っていることが証明された。

Multi-ampere Hbeam production in a volume ion source

渡邊 和弘; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 堀池 寛; 井上 多加志; 倉島 徹*; 松田 慎三郎; 松田 恭博*; 小原 祥裕; 奥村 義和; et al.

12th Symp. on Fusion Engineering, p.302 - 305, 1987/00

多孔電極を有した磁気フィルターの付いたマルチカスプイオン源から大電流の負イオン水素ビームを引き出した。引き出し電極は4枚から構成され、それぞれに209個の穴(直径9mm)が12cm26cmの範囲に配置されている。