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藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 渡邊 隆広; 神野 智史; 西尾 智博*; 小川 由美; 木村 健二; 島田 顕臣; et al.
第35回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.17 - 19, 2024/03
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、2台のAMSで実試料の年代測定を行い、さらにAMSの小型化に向けた試験装置1台で技術開発を行っている。2台の実試料測定用AMSでは炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26、ヨウ素-129の4核種を測定している。小型化に向けた試験装置は、イオンチャネリングを利用したAMSの同質量分子の分別を実施するための装置であり、現在炭素-14測定を目指して実証試験中である。発表ではそれぞれの研究開発状況を報告する。
松原 章浩*; 藤田 奈津子; 三宅 正恭; 石井 正博*; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 西尾 智博*; 小川 由美; 神野 智史; 木村 健二; et al.
JAEA-Conf 2022-002, p.55 - 62, 2023/03
JAEA-AMS-TONO-5MVでは、2021年度末までに測定個数28912個、測定時間20478時間となった。同装置では2021年7月に複数の機器でバリスタが破損し、その原因究明、対策、復旧のため、運用はそれ以降停止している。バリスタ破損の事象は表1に示すように二度あり、一度目は2個、二度目は3個のバリスタが同時に破損した。一度目の破損の原因については、経年劣化によりバリスタ電圧が低下したバリスタにおいて地絡が発生し、これが起因となり他の劣化したバリスタが破損したと推測される。二度目の原因は、一度目でダメージを被ったバリスタ(表1の*印の機器に搭載)が通電の際に地絡し、他の劣化したバリスタの破損に繋がったと推測される。安全対策の一つとして、破損したバリスタと同型式のバリスタの他の機器での有無を調査し、該当するものは新しいバリスタに取り換える処置を行った。復旧は順次進めており、依頼測定の再開は2022年度の中頃を予定している。
藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 渡邊 隆広; 神野 智史; 西尾 智博*; 小川 由美; 山本 悠介; 木村 健二; et al.
第23回AMSシンポジウム報告集, p.1 - 4, 2022/12
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、実試料測定用に2台、炭素-14測定用超小型AMSの開発に向けた試験装置が1台ある。JAEA-AMS-TONO-5MVではルーチン測定をしている4核種に加えて、地下水の年代測定に有用な塩素-36の測定に向けた技術開発や硫黄除去方法の検討を実施している。炭素-14測定用超小型AMSは、イオンチャネリングを利用したAMSの同質量分子の分別を実施するための装置であり、2022年度中の炭素-14測定を目指して実証試験中である。またAMSで測定を行うための試料前処理の研究開発として、炭素-14測定における微少量試料の前処理法やその測定方法の検討、塩素-36測定のための前処理方法の検討などを実施している。発表では、それぞれの研究開発状況を報告する。
藤田 奈津子; 松原 章浩; 木村 健二; 神野 智史; 國分 陽子
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 532, p.13 - 18, 2022/12
被引用回数：1 パーセンタイル：33.4(Instruments & Instrumentation)本研究では、ガスストリッパーの代わりにイオンと固体表面の相互作用を利用した表面ストリッパーを組み込んだ炭素-14測定専用加速器質量分析装置を開発することを目標としている。発表では、表面ストリッパーの原理実証を目指した試験装置の開発及び原理実証試験について報告する。
中野 政尚; 細見 健二; 西村 周作; 松原 菜摘; 大倉 毅史; 倉持 彰彦; 川崎 将亜; 竹内 絵里奈; 藤井 裕*; 神野 職*; et al.
保健物理(インターネット), 55(2), p.102 - 109, 2020/06
2011年3月の東京電力福島第一原子力発電所事故以降、茨城県の環境放射線モニタリング結果の一部に上昇が観測された。技術的観点からモニタリングデータの変動等について意見交換する場として、「福島第一原発事故による環境影響検討会」を設置し、4つの原子力事業所からモニタリングデータを収集し、変動傾向, 
Cs/
Cs放射能比等を検討した。本報告では線量率と、降下じん, 表土, カレイ・ヒラメ, 海底土中Csの検討結果について紹介する。また、検討会における課題解決についても紹介する。
佐伯 和利*; 中川 啓*; 和田 信一郎*; 柴田 雅博; 広城 吉成*; 神野 健二*
粘土科学, 42(1), p.1 - 5, 2002/08
還元状態を保持しながら、カルシウムを飽和させたベントナイトに対するFe
, Mnのイオン交換選択性を求める実験を行った。FeとMnともにCaとのイオン交換選択係数はだいたい1前後を示した。よって、ベントナイトに対するFeとMnの吸着特性はほぼアルカリ土類金属イオンと同様であると推察できた。
神野 健二*; 筑紫 二郎*; 和田 信一郎*; 横山 拓史*; 糸井 龍一*; 細川 土佐男*; 籾井 和朗*
JNC TY8400 2002-011, 160 Pages, 2002/07
JNC-TY8400-2002-011.pdf:17.47MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分の実施に向けて、その処分方法に対する検討が様々になされており、その一つに塩水環境下にある地層中への処分がある。地球上で廃棄物処分を考える際の重要な点は、廃棄物中に含まれる放射性物質が地下水とともに移動し、人間をはじめとする生物の生態圏に到達した場合、生態への影響が無視できるほど小さいことを科学的に証明しなければならない。処分場を建設する地層として塩水環境下にある地層を想定した場合、そこでの地下水流動は塩分濃度の影響を受けるであろうし、またその環境下では淡水環境下に比べて地下水の移流速度が小さく、拡散が卓越する場になることが考えられる。このような場では、淡水と塩水の境界面領域もしくは塩水のみの領域における地下水流動および地球化学的な視点からの環境評価が必要となってくる。本研究では、まず塩水化が確認されている九州大学移転予定地をフィールドとし、塩水化が生じている地下水を地球化学的に解析し、塩水と帯水層構成母材間の化学的相互作用による水質形成機構を解明した。また、酸化還元状況下における陽イオン交換特性および微生物媒介による代謝生成物の挙動を組み合わせたモデル構築、深層部における還元性地下水の形成機構に関する実験およびそのモデル化を行った。これらの検討から得られる知見は、環境評価する際の重要な環境判定要因になるであろうし、海底下での塩水、低流速の拡散場における放射性物質の遮蔽に関する効果を検討する新しい知見が得られるであろう。地下水の塩水化のメカニズムを解明するにあたっては、力学的手法と地球化学的手法とを組み合わせていくことが不可欠であるとの認識から、本申請課題では1)実際の塩水化地域の帯水層中の塩水組成はどのようになっているか、2)還元土壌の中で海水の水質はどのように変化するか、3)還元状況でのマンガンイオンや鉄イオンの溶出は、陽イオン交換にどのように寄与するか、4)陽イオン交換と微生物によるマンガン及び鉄の還元の数値計算モデルの構築は可能か、5)実際の帯水層における淡水域と塩水域とでの地球化学的特性はどう異なるか、6)各年代測定法の適用状況はどうか、7)移流分散方程式に対する数値計算モデルの適用性、8)非混合を仮定した準3次元淡塩2相流解析モデルの適用性、についての知見を得た。
江崎 哲郎*; 神野 健二*; 三谷 泰裕*; 蒋 宇静*; 内田 雅大; 吉野 尚人
JNC TY8400 2002-006, 164 Pages, 2002/06
JNC-TY8400-2002-006.pdf:12.69MB
サイクル機構は、平成11年度
平成13年度にかけて「岩盤不連続面の力学・透水メカニズムの実験的・解析的研究」と題して九州大学と共同研究を行っている。本報告書は、前記共同研究内の最終年度である平成13年度の成果を集約したものである。本研究では、1.亀裂開口幅の測定手法の確立、2.不連続面の力学・透水カップリング技術の開発、3.GIS技術を用いた不連続面の力学・透水モデルの開発を主たる検討項目としており、それぞれの検討項目について以下の成果を得た。(1)亀裂開口幅の測定手法の確立 不連続面生成時の初期開口幅の評価手法を提案し、その評価手法の妥当性を検証した。また、不連続面の幾何学的特性を定量的に評価し、せん断に伴う変化を明らかにした。(2)不連続面の力学・透水カップリング技術の開発 不連続面のせん断・透水同時実験装置を開発し、取得したデータを吟味し、不連続面のせん断透水同時特性の特徴に関する知見を得た。(3)GIS技術を用いた不連続面の力学・透水モデルの開発 GISを用いてせん断・透水同時特性モデルを構築し、不連続面のせん断・透水同時特性の評価を行った。
岩月 輝希; 神野 健二*; 佐伯 和利*; 池見 洋明*; 松岡 信明*; 田籠 久也*
水工学論文集, 46, p.205 - 210, 2002/00
福岡県福岡市において環境同位体を指標に塩水化地下水の水質形成機構について解析を行なった。その結果、化学成分濃度、電気伝導度から塩淡境界の深度を、環境同位体から塩淡境界の形成史を把握する事ができた。
江崎 哲郎*; 神野 健二*; 三谷 泰浩*; 蒋 宇静*; 内田 雅大; 吉野 尚人
JNC TY8400 2001-005, 93 Pages, 2001/06
JNC-TY8400-2001-005.pdf:19.32MB
サイクル機構は、平成11年度平成13年度にかけて「岩盤不連続面の力学・透水メカニズムの実験的・解析的研究」と題して九州大学と共同研究を行っている。本報告書は、前記共同研究内の平成12年度の成果を集約したものである。平成12年度は、せん断-透水同時試験装置の改良を行い、本装置を用いて岩盤不連続面のせん断-透水同時試験を実施した。また、不連続面の形状を幾つかの手法によりし、不連続面の幾何学的分布情報を解析し、不連続面の亀裂開口幅を特定する手法について提案した。さらに、せん断中の岩盤不連続面の力学・透水メカニズムを明らかにすることを目的として、せん断-透水同時実験のシミュレーションを行った。
江崎 哲郎*; 神野 健二*; 三谷 泰浩*; 蒋 宇静*; 内田 雅大; 赤堀 邦晃*
JNC TY8400 2000-004, 94 Pages, 2000/03
JNC-TY8400-2000-004.pdf:7.73MB
放射性廃棄物の地層処分は、地下の構成材料である岩盤の隔離性、密閉性などを積極的に利用するものであり、その設計にあたっては安全性、経済的合理性、環境上の配慮など、従来の地下構造物と比べて格段に厳しい設計条件が要求される。そのため、岩盤においてその特性を支配する不連続面の力学・透水特性およびカップリング特性などを適切に把握する必要がある。本研究では、理想的な条件下で実験を行なうための新しいせん断透水同時試験装置の開発を行った。そして、装置の検証を兼ねて行ったせん断透水同時実験の結果、新装置は、上箱の回転による影響を定量的に評価でき、一方向流による透水試験を実施することができた。さらに、不連続面のせん断透水同時特性は、垂直応力が大きくなると上箱の回転による透水係数が著しいことを明らかにした。また不連続面の間隙幅分布を不連続面凹凸の幾何学特性とGIS(地理情報システム)によるシミュレーションによって特定する方法を提案するとともに、せん断透水同時試験のモデルを構築し、せん断透水同時特性のメカニズムを明らかにすることを目的としてシミュレーションを行った。その結果、GISによるシミュレーションの有効性を示すことができた。
中川 啓*; 神野 健二*; 井尻 裕二; 亘 真吾; 畑中 耕一郎; 内田 雅大
JNC TY8400 99-005, 121 Pages, 1999/06
高レベル放射性廃棄物地層処分システムの核種移行に対して、数値シミュレーションによる検討が行われるが、分散係数はその重要なパラメーターである。処分の行われる地層自体は、透水係数などの水理パラメーターに関して不均一性を有しており、これにより分散係数も変動する。以上のような点をふまえ、本研究では不均一浸透場における物質の移流分散挙動を明らかにするための基礎的な知見を得るため、浸透場の不均一性に起因する巨視的な分散に関する検討を行った。本研究は平成8年度から平成10年度にかけて九州大学とサイクル機構(旧動燃)と共同で実施した。平成8年度は、トレーサー輸送に対する数値計算モデルの妥当性について室内試験結果と比較することにより検討した。また、不均一浸透場におけるトレーサーの移流分散挙動と巨視的分散のメカニズムについて詳細に検討した。平成9年度は、帯水層の構成材料に基づく微視的な分散とこれらの不均一な分布に起因する巨視的分散や選択的流れなどとの相互作用について数値実験により検討するとともに積分特性距離と巨視的分散が収束するまでに必要な流下距離や流下時間との関係をまとめた。また、室内での単孔式トレーサ試験を実施し、トレーサの移行距離と分散長の関係について検討した。平成10年度は、巨視的分散係数は、トレーサーの流下距離に応じて初期に直線的に増加し、遷移領域を経て一定値に収束する。この場合、観測井戸におけるトレーサーの分散がどのような段階にあるのかを知る必要性があるため、トレーサー試験の結果と解析解の濃度時系列に関して適合度検定を適用して判別する方法を検討した。また、注入井戸と観測井戸の透水係数の鉛直分布、及び観測井戸におけるトレーサーの破過曲線を用いた浸透場の特性評価についても検討した。また、ドイツのHorkheimer Inselで行われたトレーサー試験に対して、この浸透場の特性評価方法を適用した。その結果、観測井戸内の数値計算によるトレーサーの時系列と観測結果は、概ね同じ傾向を示し、不均一浸透場発生モデルのパラメーター調整する本手法の妥当性を示した。本報告書では上記した3年間(平成8年度平成10年度)の九州大学とサイクル機構の共同研究成果を取りまとめた。
神野 健二*; 中川 啓*; 細川 土佐男*; 畑中 耕一郎*; 井尻 裕二*; 吉田 隆史*; 亘 真吾
PNC TY1606 98-001, 54 Pages, 1998/03
核種移行パラメータの1つである分散係数は、数多くの原位置試験結果より地層の不均質性の影響を受けスケール依存性を示すことが知られており、評価スケールに応じた分散係数を設定することは地層処分システムの性能評価上重要な課題となっている。ところが、原位置での測定には限界があるために分散係数のスケール依存性に関しては未だ十分に解明されておらず、これまでに成層構造を持つ地層に対する理論的な研究があるだけである。そこで、動燃事業団では、不均質多孔質媒体トレーサ試験設備(略称MACRO)を用いて人工的に作成した不均質場においてトレーサ試験を実施し、不均質場が分散現象に及ぼす影響について研究を進めてきた。特に、昨年度の共同研究では動燃事業団と九州大学の保有するコードを用いてシミュレーション解析を実施し、解析結果の比較によりそれぞれのコードの適用性を明らかにしている。本年度は、新たに作成した不均質場において単孔式のトレーサ注水・揚水実験を実施し分散長を測定し、不均質特性が分散現象に及ぼす影響について検討を行った。一方、昨年度の研究において適用性を確認した計算コードを用いて数値シミュレーションにより不均質多孔質媒体中のトレーサ挙動を解析し、不均質特性とそれに起因する分散現象について検討を行った。トレーサ注水・揚水試験により測定した分散長を検討した結果、本試験が場の不均質性に起因する巨視的分散現象を検討する上で有効であることを確認した。また、数値シミュレーションにより不均質場におけるトレーサ移行挙動を検討した結果、不均質場の確率統計的特性を代表するパラメータとして用いた積分特性距離と巨視的分散係数の関係についての知見を得た。
神野 健二*; 中川 啓*; 細川 土佐男*; 畑中 耕一郎; 井尻 裕二*; 亘 真吾; Webb, E. K.*; 金澤 康夫*; 内田 雅大
PNC TY1606 97-001, 44 Pages, 1997/03
高レベル放射性廃棄物地層処分システムの核種移行評価上の重要パラメータとして分散係数がある。分散係数は平均的な流速からの変動成分により運ばれるフラックスが濃度勾配に比例すると仮定した場合の比例係数であるので、流速の関数として表される。また、媒体の幾何学的特徴に応じて、分散の効果が異なってくるので幾何学的特徴を代表とする特徴的な長さ(分散率)の関数でもある。分散率は地層の不均質な構造による影響を受けてスケール依存性を示す。したがって、分散係数が定義できる代表的な体積要素およびそのスケールに応じた適切な分散率を設定することは核種移行評価における重要な課題となっている。このため動燃では、多孔質媒体水理試験設備(MACRO)を製作し、試験を行い、不均質場での分散現象の解明に取り組んでいる。MACRO試験では、粒形の異なる数種類のガラスビーズを用いた不均質な透水係数場を人工的に作成し、通水試験とトレーサ試験を行うことができる。本研究では、MACRO試験で得られるデータを用いて、動燃保有の解析モデル/手法と九州大学保有のモデル/手法を相互比較することによってこれらのモデルの特性や適用性を検討した。動燃では、物質移動について粒子追跡法およびオイラリアンーラグランジアン法を用いた。九州大学では、特性曲線法を用いた。本共同研究により、動燃保有の粒子追跡法を適用した物質移動モデルはメッシュ分割、粒子数に解の精度が依存するため使用にあたっては注意が必要であることが分かった。特性曲線法を適用したモデルについては比較的精度良く物質移動現象を評価可能であることを確認した。また、不均質透水係数場において水理計算を行う場合、有限差分法と有限要素法では結果に差が生じる可能性があることが示された。
神野 智史; 松原 章浩; 藤田 奈津子; 木村 健二
no journal, ,
表面ストリッパーを利用した炭素-14専用小型加速器質量分析器を開発している。原理実証に向け、炭素負イオン(C
)の表面ストリッパー通過後の電荷分布や散乱角度広がりを二次元検出器を用いて評価するとともに、数値計算の結果と比較する。また、イオンの散乱角と二次電子放出量の相関関係を明らかにするために、結晶表面からの二次電子放出量を計測するための検出器を設計した。この装置を用いて、結晶表面の健全性を評価することを計画している。
松原 章浩; 神野 智史; 藤田 奈津子; 木村 健二
no journal, ,
超小型AMS装置では、表面ストリッパーという技術で
Cの同重分子(
CH, 
CH
等)を解離・分別する。本発表では、表面ストリッパーの解離能力を数値的に評価したことについて報告する。超小型AMS装置では、入射エネルギーは数十keVである。このエネルギー領域では、入射粒子の結晶表面に平行な速度成分が、表面電子(ここでは自由電子を想定)のフェルミ速度の数十%になる。したがって、表面電子のエネルギー分布を取り入れて解離能力の評価を行った。計算の結果、解離能力は実用で求められるレベルに十分到達することが分かった。
藤田 奈津子; 神野 智史; 松原 章浩*; 木村 健二
no journal, ,
東濃地科学センターでは大きさ約2m
2mの超小型AMSを開発中であり、本装置はイオンチャネリングを利用して炭素-14のAMS測定の際に妨害核種となる同質量分子を分別する新しい方法を実証するための装置である。これまで炭素-14測定実用化のための実証試験に向け、イオン源からのビーム引出し、入射電磁石及び分析電磁石におけるマススペクトルの測定、マイクロチャンネルプレートによる鏡面反射イオンの観測、荷電変換後の正イオンビームの調整及び検出などを行ってきた。
神野 智史; 松原 章浩*; 藤田 奈津子; 木村 健二
no journal, ,
表面ストリッパーを利用した炭素-14専用小型加速器質量分析器を開発している。これまでC測定実用化のための実証に向け、KCl結晶を用いた表面散乱実験を行ってきた。CをKCl結晶に斜入射し、鏡面反射した粒子の荷電変換の割合を算出した。さらに、荷電変換後の正イオンのビーム調整を行い、分析電磁石の下流での解離片の検出や比例計数管を用いたイオン検出器の動作確認を行った。
藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 神野 智史; 渡邊 隆広; 西尾 智博*; 小川 由美; 木村 健二; 島田 顕臣; et al.
no journal, ,
日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、うち2台のAMSで実試料の年代測定を行い、もう1台ではAMSの小型化に向けた技術開発を行っている。2台の実試料測定用AMSでは炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26、ヨウ素-129の4核種を測定している。小型化に向けた試験装置は、現在炭素-14測定を目指して実証試験中である。発表ではそれぞれの研究開発状況を報告する。
神野 智史; 松原 章浩*; 藤田 奈津子; 木村 健二
no journal, ,
原子力機構東濃地科学センターにおいて、産業利用を目的に炭素-14(C)測定に特化した超小型AMSを開発している。小型化のために100kV以下の加速電圧にしようとすると、従来のガスストリッパーでは衝突によってビームの角度広がり及びエネルギー分散が大きくなり検出限界が制限される。この課題を克服するためガスストリッパーに代わる手法として、イオンを結晶表面で鏡面散乱させることによる表面ストリッパーを着想した。試験装置のサイズはおよそ2m2mとAMSとしては世界最小クラスである。現在は、KCl結晶を用いた表面散乱実験について検証を行っている。
藤田 奈津子; 松原 章浩*; 神野 智史; 木村 健二
no journal, ,
東濃地科学センターでは大きさ約2m2mの超小型AMSを開発中であり、本装置はイオンチャネリングを利用して炭素-14のAMS測定の際に妨害核種となる同質量分子を分別する新しい方法を実証するための装置である。これまで炭素-14測定実用化のための実証試験に向け、イオン源からのビーム引出し、入射電磁石及び分析電磁石におけるマススペクトルの測定、マイクロチャンネルプレートによる鏡面反射イオンの観測、荷電変換後の正イオンビームの調整及び検出などを行ってきた。
