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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。
伊藤 晋一*; 横尾 哲也*; 益田 隆嗣*; 吉澤 英樹*; 左右田 稔*; 池田 陽一*; 井深 壮史*; 川名 大地*; 佐藤 卓*; 南部 雄亮*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034001_1 - 034001_6, 2015/09
Since the installation of the High Resolution Chopper Spectrometer, HRC, experiments using the HRC are being conducted to observe the dynamics in wide range of physics. Scientific results during the period since the initial construction are summarized.
清水 友介*; 藤田 隆明*; 有本 英樹*; 仲野 友英; 星野 一生; 林 伸彦
Plasma and Fusion Research (Internet), 10(Sp.2), p.3403062_1 - 3403062_4, 2015/07
In JT-60U, it has been observed that accumulation of tungsten is enhanced with increasing the toroidal rotation in the opposite direction (CTR-rotation) to the plasma current in H-mode plasmas. Two models for convective transport, pinch due to the toroidal rotation (PHZ pinch) and the radial electric field (Er pinch) were proposed. We introduce these two pinch models into integrated transport code TOTAL, and study dependence of the tungsten accumulation on the toroidal rotation. In the high toroidal rotation velocity, we obtained the tungsten accumulation four times as large as in the low one. The model reproduces the trend observed in the experiment.
相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人*
Nuclear Technology, 189(2), p.111 - 121, 2015/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)JSFRではセレクタバルブ方式破損燃料位置検出装置(SV-FFDL)を採用している。炉容器径を小さくするためSV-FFDLユニットは2基構成としており、かつJSFR炉心は562体の燃料集合体から構成されていることから、1基あたりのサンプリングする燃料集合体数が既往炉と比較して増大している。結果として、炉全体の測定時間が長期間におよぶ可能性がある。また、JSFRはスリット付き炉上部機構を採用しており、スリット下部に位置する燃料集合体についてのサンプリング性能は低くなることが知られている。本研究では、コンパクト炉容器において多数の燃料集合体を取り扱うSV-FFDLシステムの検出性能を評価した上で、FFDLの運転方法及び手順を検討した。
相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人
Proceedings of 2011 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '11) (CD-ROM), p.605 - 613, 2011/05
高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)で設計を進めているナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、燃料が破損したときにその位置を同定するためセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器(SV-FFDL)の導入を検討している。SV-FFDLは各燃料集合体冷却材出口近傍にサンプリング配管を設置し、吸い上げられたナトリウム中に含まれる放射性FPを検出する。このとき、吸い上げる配管をセレクタバルブで選択することで破損燃料位置を特定する。一方、JSFRでは炉容器コンパクト化による経済性向上を図るため、スリット付き炉心上部機構(UIS)が採用されており、スリット部ではサンプリング管の燃料集合体冷却材出口の直上への設置が困難である。そのため、サンプリング管は冷却材の流動等を考慮して一定のFP濃度を確保できる位置に設置する計画である。本研究では、スリット部に位置する燃料集合体も考慮した検出性能を明らかにし、得られたデータをもとにJSFRに適合する運用方法を検討した。
相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人
日本機械学会論文集,B, 77(776), p.982 - 986, 2011/04
JSFRに適合するセレクタバルブ方式破損燃料位置検出器の開発において、サンプリング管の近接が不可能なUISスリットの下に位置する集合体に関して、特に検出が難しい最外層の3体についても、UIS内のバッフル板に設けたサンプリング管により、燃料破損を検出できる方法を水流動試験に基づき検討した。試験の結果、適切なFHM貫通孔プラグ構造・位置を採用することにより、FHM貫通孔プラグにセレクタバルブを設置せず、バッフル板に設けたサンプリング管により、UISスリット部の集合体での燃料破損の位置を検出するために必要なサンプリング濃度の目標値を達成できることを明らかにした。
藤田 朝雄; 谷口 直樹; 松井 裕哉; 棚井 憲治; 前川 恵輔; 澤田 淳; 牧野 仁史; 笹本 広; 吉川 英樹; 柴田 雅博; et al.
JAEA-Research 2011-001, 193 Pages, 2011/03
JAEA-Research-2011-001.pdf:5.23MB
本報告書では、堆積岩で塩水系地下水を対象とした幌延深地層研究計画において段階的に得られる地質環境条件を一つの適用例として、第1段階である地上からの調査で得られた情報をもとに処分場の設計技術や性能評価技術それぞれの適用性について論じるとともに、必要に応じて実施した技術の改良や代替技術の開発状況を取りまとめた。
相澤 康介; 藤田 薫; 上出 英樹; 笠原 直人
第15回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.229 - 230, 2010/06
ナトリウム冷却大型炉(JSFR)では、炉容器コンパクト化による経済性向上を図るため、スリット付き炉心上部機構(UIS)が採用されている。したがって、JSFRは破損燃料位置検出器のサンプリング管をスリット部の燃料集合体出口近傍に設置できず、サンプリング管をUIS内の適切な位置に配置する必要がある。UISのスリット周辺構造を1/5縮尺で模擬した水流動試験を実施して、UISの第1BP及び第2BPにサンプリング管を設けることで、スリット部の燃料集合体について目標のサンプリング性能が得られる結果を得た。
増田 賢太; 小田 治恵; 中西 博*; 佐々木 良一*; 高瀬 敏郎*; 赤木 洋介*; 藤田 英樹*; 根岸 久美*; 本田 明
JAEA-Research 2008-104, 194 Pages, 2009/03
JAEA-Research-2008-104.pdf:9.43MB
海水系地下水に含まれる高濃度の塩化物イオンは、セメント水和物のハイドロガーネットと反応してフリーデル氏塩を生成し、間隙水のpHを上昇させる可能性がある。本研究では、普通ポルトランドセメントペースト(OPCペースト)に含まれるアルミネート系水和物及びポルトランダイトを使って海水レベルの濃度の塩化ナトリウム水溶液(塩水)による浸漬実験を行い、その反応によるpH上昇を確認した。またOPCペーストの塩水への浸漬を行い、pH上昇が実際に起こるのかを確認し、その評価方法について検討した。その結果、ハイドロガーネットとポルトランダイトが塩水と反応すると、フリーデル氏塩を生成し、間隙水のpHが上昇することを実験的に確認し、化学平衡計算により再現できることを示した。また塩水によるOPCペーストの浸漬実験では、既往の熱力学的モデルによる計算結果ほどpHが上昇しないことを確認した。そこで、初期セメント水和物中のアルミニウムの分配を実験的に測定し、セメント初期水和物モデルを考案することにより、OPCペーストと塩水との反応におけるpH上昇を再現することができた。この初期水和物モデルはOPCペーストと人工海水との反応にも適用できることを確認した。
本田 明; 増田 賢太; 中西 博*; 藤田 英樹*; 根岸 久美*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1124, p.365 - 372, 2009/00
The pH elevation due to the reaction of saline groundwaters with hydrated ordinary Portland cement phases was modeled. The pH elevation is attributed to hydroxyil ion generation accompanied with the precipitation of Friedel's salt from the reaction of portlandite and hydrogarnet with chloride ions. The pH elevation was confirmed using actual hydrated OPC phases. However, in this case the pH elevation was lower than expected in this case. This deviation can be explained by the residual aluminum, after being consumed as AFt and AFm, not being wholly assigned to hydrogarnet and a better agreement between the thermodynamic calculations and the experimentally measured results can be made assuming a fraction of aluminum is incorporated into the CSH gel phase.
藤田 英樹*; 根岸 久美*; 大澤 勉*; 本田 明
セメント・コンクリート論文集, (61), p.262 - 269, 2008/02
普通ポルトランドセメントペースト硬化体を用いた通液試験により硝酸ナトリウムがセメント水和物の溶脱へ与える影響を評価した。純水に比べ1mol dm
硝酸ナトリウム溶液を通液した場合では水酸化カルシウムの溶脱が1.5倍程度促進された。硝酸ナトリウム濃度を変えながら活量を補正し、水酸化カルシウムの平衡濃度を計算した結果、硝酸ナトリウム濃度が1mol kg
付近でCa濃度が最大となり、純水の約1.5倍と評価され通液試験結果と整合した。試験後の供試体の物性は純水に比べ、圧縮強度の低下,劣化部の空隙率増大が起こった。硝酸ナトリウム溶液通液中は透水係数は低下し、空隙率の結果と一見矛盾するものであったが、劣化部に高濃度に存在したNaが関連している可能性が示唆された。
藤田 英樹*; 芳賀 和子*; 柴田 真仁*; 三原 守弘
セメント・コンクリート論文集, (61), p.65 - 71, 2008/02
ポリカルボン酸系高性能AE減水剤を添加したセメントペースト硬化体からの混和剤溶出挙動を、間隙水及び養生水の組成から評価した。TOC濃度から算出したSP溶出量は小さく、多くは固体に取り込まれたままであることがわかった。間隙水からは低分子量の有機物のみが検出され、高アルカリ性環境によるポリマーの分解、あるいは低分子量物質の選択的な溶出が示唆された。混和剤以外の有機物はプレーン試料によるブランク試験でキャンセルできると仮定したが、粉砕助剤などもともとセメント中に含まれていた有機物が結果に影響していないかといった新たな課題も明らかとなった。
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。
藤田 朝雄; 谷口 直樹; 松井 裕哉; 棚井 憲治; 西村 繭果; 小林 保之; 平本 正行; 前川 恵輔; 澤田 淳; 牧野 仁史; et al.
JAEA-Research 2007-045, 140 Pages, 2007/03
JAEA-Research-2007-045-1.pdf:38.33MBJAEA-Research-2007-045-2.pdf:44.62MB
本報告書では、堆積岩で塩水系地下水を対象とした幌延深地層研究計画において段階的に得られる地質環境条件を一つの適用例として、第1段階である地上からの調査で得られた情報をもとに処分場の設計技術や性能評価技術それぞれの適用性について論じるとともに、必要に応じて実施した技術の改良や代替技術の開発状況を取りまとめた。処分技術の信頼性向上では、最新の知見を踏まえ第2次取りまとめにおいて示された処分場全体設計フローの更新や人工バリアなどの設計手法の詳細化、並びに設計における地質環境条件の一般的な留意点や設計入力データ項目について整理を行った。また、これらを踏まえ、幌延の地質環境条件を一例とした場合の施設設計,人工バリア設計及び閉鎖設計を通じて第2次取りまとめで採用された設計手法が適用可能であることがわかった。安全評価手法の高度化については、第2次取りまとめにおいて示された安全評価手法を実際の地質環境に適用するために必要な具体的な作業をフローとして構築した。これに基づき、幌延の地質環境条件を一例として物質移行解析を行い、これらの検討を通じて第2次取りまとめの手法を堆積岩地域に適用した場合の調査から解析・評価に至る一連の方法論及び、その過程で得られるノウハウや知見,調査や解析上の留意点を整理した。
鶴田 忠彦; 藤田 有二; 鐙 顕正; 彌榮 英樹; 冨士代 秀之
JNC TN7400 2005-025, 82 Pages, 2005/08
JNC-TN7400-2005-025.pdf:8.63MB
広域地下水流動研究の一環として、地下深部における岩盤、および断層・破砕帯等の地下水流動を規制すると考えられる地質構造や透水性把握のため、瑞浪市民公園において、深さ1,010mabh(meter along bore hole)の鉛直ボーリング孔(DH-15号孔)を実施した。同孔の51.0mabh以深において、掘削水の測定・分析、岩芯の採取・記載、ボアホールテレビ計測、物理検層、流体検層、マルチオフセットVSP探査、水理試験、揚水試料の分析、水圧水質装置の設置等を実施した。その結果、以下のことが明らかになった。同孔では230.9mabh以深に黒雲母花崗岩からなる土岐花崗岩(以下、花崗岩)と、それを不整合に覆う瑞浪層群(以下、堆積岩)が認められた。ボアホールテレビ計測の結果、花崗岩中に1,744本の割れ目が認められるとともに、上部割れ目帯および低角度傾斜を有する割れ目の集中帯を確認した。物理検層や岩芯観察結果等との対比から、DH-2号孔と連続すると推定される比較的規模の大きな2区間の断層を抽出した。流体検層の結果により、花崗岩中の約50カ所において水みちが抽出された。マルチオフセットVSP探査では、花崗岩の上面や断層・割れ目帯に対比される反射イベントが確認された。水理試験は、堆積岩から花崗岩風化帯までの主要な地質層序(5点)、花崗岩中の流体検層等による水みち(7点)、および花崗岩全体を対象とした長区間(8点)において実施した。その結果、水みちにおいては透水係数として概ね10-7オーダーの透水係数が検出された。長区間では概ね10-7ないし10-8オーダーの透水係数が得られ、DH-2号孔と比較すると透水係数のばらつきが小さく、花崗岩全体の平均としては、同孔と比較して1オーダー程度小さい値を示すことが明らかになった。揚水試料の分析では、堆積岩下部層と花崗岩中に分布するNa-Cl型の地下水に関して、既往の調査では得られていない領域である標高約-800mslまでの深度データを取得し、各化学成分の深度プロファイルを検討した。その結果、Na, Ca, Cl, Br等の成分は深度とともに濃度が増加する傾向にあることを確認した。
藤田 英樹*; 原澤 修一*
JNC TJ8410 2005-005, 103 Pages, 2005/02
JNC-TJ8410-2005-005.pdf:0.75MB
核燃料サイクル開発機構殿より発生する鉛、カドミウム、水銀等の有害物を含む廃棄物の処理・処分(又は再利用)方策を明らかとすることを目的として、セメント系材料を用いた固型化性能評価試験を行った。本試験では、これら有害物質のなかでも鉛および水銀を処理対象物とした。得られた知見を以下に検討項目ごとに要約する。1.水銀の安定化処理試験/金属水銀から、硫化水銀(赤色)への転換処理フローの検討をビーカースケールで行った。その結果、硫黄添加してNaOH溶液中にて加温・反応させる液相反応によって転換可能であることを確認した。このとき、転換後ろ別した液相中に残存する水銀濃度は0.6wt%と比較的多く、回収廃液の再使用が不可欠と考えられた。2.固型化体の作製および評価試験/セメント系材料を用いて固型化体を作製し、一軸圧縮強度、浸出率等の固型化性能を評価した。模擬廃棄物には、粉末状の硫化鉛および硫化水銀試薬を用いた。1)鉛の固型化性能評価/鉛浸出率は、フライアッシュ高含有シリカフュームセメント(HFSC)を用い硫化鉛30mass%を固型化したケースにおいて、廃棄物処理法における管理型処分場に埋設するための浸出基準値0.3mg/Lをクリアできる結果(0.06mg/L)が得られた。また、塩化鉄(II)等の無機系還元剤の添加は、鉛の浸出抑制に有効であり、低アルカリ性セメント(LAC)-硫化鉛30mass%条件においても浸出量は定量下限値(0.01mg/L)未満であった。2)水銀の固型化性能評価/4種類のセメントを用いた試験の結果、圧縮強度は、全ての固型化体が六ヶ所低レベル放射性廃棄物埋設センター廃棄体技術基準15kg/cm
(1.5MPa)を大きく上回る強度を持つことを確認した。水銀浸出率は、全ての固型化体が廃棄物処理法における管理型処分場に埋設するための浸出基準値0.005mg/Lをクリアできた。
武井 明彦*; 藤田 英樹*; 原澤 修一*
JNC TJ8410 2004-007, 108 Pages, 2004/02
JNC-TJ8410-2004-007.pdf:3.03MB
核燃料サイクル開発機構殿より発生する有害物を含む廃棄物の処理・処分(又は再利用)方策を明らかとすることを目的として、セメント系材料を用いた鉛の固型化性能評価試験を行った。塊状の鉛から、硫化鉛への転換処理フローの検討をビーカースケールで行い、空気の存在下において酢酸溶解後、チオ尿素添加による液相反応によって転換可能であることを確認した。5種類の固型化材を用いて固型化体を作製し、一軸圧縮強度,鉛浸出率,空隙率等の各種評価試験を行った。一軸圧縮強度については、全ての固型化体が六ヶ所低レベル放射性廃棄物埋設センター廃棄体技術基準15kg/cm(1.5Mpa)を大きく上回る圧縮強度を持つことを確認した。鉛浸出率については、低アルカリ性セメント(アーウィン系)を用い、硫化鉛20mass%を固型化したケースにおいて、廃棄物処理法における管理型処分場に埋設するための浸出基準値0.3mg/Lをクリアできる結果(0.27mg/L)が得られた。
武井 明彦*; 藤田 英樹*; 原澤 修一*
JNC TJ8400 2004-025, 79 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2004-025.pdf:5.79MB
処分環境におけるセメント系材料の長期変遷挙動を評価した。1) セメント系材料に対する海水系地下水の影響に関する検討 模擬海水による通水劣化試験を実施し,イオン交換水を通水したブランク試験と比較することで,化学的性質の変化と水理特性および力学特性の変化に及ぼす海水成分の影響を評価した。2) 硬化セメントペーストで取得したデータのモルタル・コンクリートへの拡張 これまで劣化試験に用いてきたペーストに加え,コンクリートおよびモルタルにおいても,同条件で透水係数や力学特性といったデータを取得し,これらの関係を求めた。3) セメント系材料のひび割れ自己修復性の検討 模擬ひび割れを導入したセメント試料に重炭酸イオン成分を含む溶液を通水することで,地下水成分とセメント成分の反応による,ひび割れの自己修復の可能性を検討した。④ セメント系材料の変遷に対するアンモニアの影響に関する検討 アンモニアおよび硝酸ナトリウムが初期に共存した場合のセメント系材料へのより長期的な影響を評価した。また,硝酸ナトリウム-アンモニア混合系の通水試験に供したものと同様のセメント試料に対して,硝酸ナトリウム水溶液のみの通水を実施し,透水係数の変化とともにその絶対値を求め比較することで,アンモニアの影響を検討した。
武井 明彦*; 藤田 英樹*; 原澤 修一*
JNC TJ8400 2004-024, 184 Pages, 2004/02
JNC-TJ8400-2004-024.pdf:10.86MB
処分環境におけるセメント系材料の長期変遷挙動を評価した。1) セメント系材料に対する海水系地下水の影響に関する検討 模擬海水による通水劣化試験を実施し,イオン交換水を通水したブランク試験と比較することで,化学的性質の変化と水理特性および力学特性の変化に及ぼす海水成分の影響を評価した。2) 硬化セメントペーストで取得したデータのモルタル・コンクリートへの拡張 これまで劣化試験に用いてきたペーストに加え,コンクリートおよびモルタルにおいても,同条件で透水係数や力学特性といったデータを取得し,これらの関係を求めた。3) セメント系材料のひび割れ自己修復性の検討 模擬ひび割れを導入したセメント試料に重炭酸イオン成分を含む溶液を通水することで,地下水成分とセメント成分の反応による,ひび割れの自己修復の可能性を検討した。4) セメント系材料の変遷に対するアンモニアの影響に関する検討 アンモニアおよび硝酸ナトリウムが初期に共存した場合のセメント系材料へのより長期的な影響を評価した。また,硝酸ナトリウム-アンモニア混合系の通水試験に供したものと同様のセメント試料に対して,硝酸ナトリウム水溶液のみの通水を実施し,透水係数の変化とともにその絶対値を求め比較することで,アンモニアの影響を検討した。
武井 明彦*; 大和田 仁*; 藤田 英樹*; 根岸 久美*; 日比谷 啓介*; 横関 康祐*; 渡邉 賢三*
JNC TJ8400 2003-047, 120 Pages, 2003/02
JNC-TJ8400-2003-047.pdf:4.46MB
セメント系材料の変遷はベントナイトや岩盤の変遷にも大きな影響を与える。本研究ではニアフィールド水理場の長期的変遷評価システムモデル構築のためのデータ取得を目的とし、通水法ならびに浸漬法によってセメント系材料の変質供試体を作製しその物理的・化学的特性を評価した。また、モデル化に必要な「変遷指標間の関係」を確認した。研究成果を以下に示す。1 水セメント比85%ならびに105%のセメントペーストを試料として、通水法による劣化過程での各特性の変化を取得した。液固比500 にて試料全体のCa の約60%が溶出し、ポルトランダイトの溶脱が固相の力学特性や空隙率の変遷に大きく寄与していることがわかった。しかしながら、劣化部のCa 溶出率は通水初期の段階から60%以上の高い値となり、力学特性との間には信頼性の高い関係を導くことは困難であった。一方、空隙率および透水係数と圧縮強度との間には高い相関性が認められ、モデル化に有効である可能性が示された。またビッカース硬度もCa 溶出率との間の相関性は低かったが、圧縮強度や水理特性との間には相関性が認められた。2 水セメント比が40%から105%までのセメントペースト試料をイオン交換水に浸漬し、拡散による物理特性(透水係数、圧縮強度)変化について実験的に検討した。その結果、空隙率は、浸漬64 週で初期値より10
20%程度増加することが分かった。また、カルシウム溶出率と空隙率の関係と、空隙率と透水係数の既往の検討結果を用い、カルシウム溶出時の透水係数を推定した。ビッカース硬度は、水と接していた表面近傍で低下する結果となり、浸漬期間が長く、水セメント比の大きい方がその低下領域が大きいことが分かった。また、ビッカース硬度や空隙率と力学特性(圧縮強度、ヤング係数)の関係を用い、カルシウム溶出時の力学特性を推定する手法を提案した。これらの結果から、通水法と浸漬法相互のデータを補完する可能性が示された。また、各変遷指標間の関係から、水理・力学特性に関するモデル化手法の方向性を示した。
