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田中 伸幸; 澤田 真一*; 八巻 徹也*; 小平 岳秀*; 木村 壮宏*; 野村 幹弘*
Chemical Engineering Science, 237, p.116575_1 - 116575_11, 2021/06
被引用回数：1 パーセンタイル：6.08(Engineering, Chemical)熱化学水素製造法ISプロセスでは、HI-I
-HO (HIx)溶液のHI濃縮のため、イオン交換膜を用いた電解電気透析法(EED)が適用されている。本報では、放射線グラフト膜に対して架橋構造を導入することで、HI濃縮性能の改良を試み、導電率(
),輸率(t
),水透過係数(
)の性能指標を用いて、実験的及び理論的に性能評価を行った。架橋導入により、H
及び水の透過選択性が改善されることが示された。また、EEDの数理モデルに基づく理論解析から、架橋導入による影響はHI吸収量及びH拡散係数にはほとんど影響を与えず、I
の拡散係数に影響することが明らかとなり、, tに対しては、その結果が反映されることで、Hの選択性が改善された。また、架橋の効果により、HI溶液の吸収に伴う膨潤が抑制され、その効果により、水の透過が抑制され、HI濃縮効果が高まることが示された。
澤田 真一*; 木村 壮宏*; 西嶋 陽之*; 小平 岳秀*; 田中 伸幸; 久保 真治; 今林 慎一郎*; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*
International Journal of Hydrogen Energy, 45(27), p.13814 - 13820, 2020/05
被引用回数：2 パーセンタイル：6.8(Chemistry, Physical)熱化学水素製造法ISプロセスでは、カチオン交換膜を用いた膜ブンゼン反応が検討されている。しかし、従来のカチオン交換膜および電極材料では過電圧が高く、熱効率として採用できる段階ではなかった。本報では、高IECの放射線グラフト膜及び多孔質金電極を用いて、セルの過電圧を低下させることを目指した。放射線グラフト膜はプロトン透過に対する低い抵抗を示し、金電極はアノード極で生じるSO酸化反応を効率化した。この結果、膜ブンゼン反応で生じる過電圧が200mA/cm
の条件で0.21Vまで削減された。本結果は、従来の商用カチオン交換膜及び非多孔質電極を用いた場合の1/3の値である。また、電流-電圧特性の解析結果から、放射線グラフト膜の方が金電極に比べて、より効果的に過電圧削減に貢献していることが明らかとなった。
稲垣 嘉之; 坂場 成昭; 田中 伸幸; 野村 幹弘*; 澤田 真一*; 八巻 徹也*
日本海水学会誌, 73(4), p.194 - 202, 2019/08
熱化学法ISプロセスは、水の熱分解により水素を大量、安定、かつ、高効率で製造できる有望な技術である。水素製造効率の向上、太陽熱の適用などを目指して、ISプロセスに膜反応技術を適用するための研究開発を行った。ヨウ化水素及び硫酸の分解反応に適用するセラミックス分離膜の要素技術を開発したことにより、各反応における分解効率の大幅な向上が可能である。ブンゼン反応に適用するカチオン交換膜の要素技術を開発したことにより、ヨウ素量を従来法に比べて1/5程度に低減可能である。これらの成果は、ISプロセスの実用化を行う上で重要な技術である。
Myagmarjav, O.; 岩月 仁; 田中 伸幸; 野口 弘喜; 上地 優; 井岡 郁夫; 久保 真治; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*; 澤田 真一*; et al.
International Journal of Hydrogen Energy, 44(35), p.19141 - 19152, 2019/07
被引用回数：16 パーセンタイル：49.6(Chemistry, Physical)Thermochemical hydrogen production has attracted considerable interest as a clean energy solution to address the challenges of climate change and environmental sustainability. The thermochemical water-splitting iodine-sulfur (IS) process uses heat from nuclear or solar power and thus is a promising next-generation thermochemical hydrogen production method that is independent of fossil fuels and can provide energy security. This paper presents the current state of research and development of the IS process based on membrane techniques using solar energy at a medium temperature of 600
C. Membrane design strategies have the most potential for making the IS process using solar energy highly efficient and economical and are illustrated here in detail. Three aspects of membrane design proposed herein for the IS process have led to a considerable improvement of the total thermal efficiency of the process: membrane reactors, membranes, and reaction catalysts. Experimental studies in the applications of these membrane design techniques to the Bunsen reaction, sulfuric acid decomposition, and hydrogen iodide decomposition are discussed.
野村 幹弘*; 小平 岳秀*; 池田 歩*; 名嘉 康人*; 西嶋 陽之*; 今林 慎一郎*; 澤田 真一*; 八巻 徹也*; 田中 伸幸; 久保 真治
Journal of Chemical Engineering of Japan, 51(9), p.726 - 731, 2018/09
被引用回数：3 パーセンタイル：13.13(Engineering, Chemical)熱化学水素製造法ISプロセスの主要反応の一つで、硫酸およびヨウ化水素(HI)酸を生成するブンゼン反応におけるヨウ素過剰添加量を削減する手法として、プロトン透過選択性のイオン交換膜を用いた電解反応(膜ブンゼン反応)の導入が提案されている。反応効率向上のためには、イオン交換膜性能である、膜を透過する水の移動量を抑制することが有効である。本報では、水透過の抑制を狙いとし、放射線グラフト法を用いて作成したイオン交換膜のグラフト鎖に架橋剤としてジビニルベンゼン(DVB)を添加することにより架橋構造を導入したイオン交換膜(架橋グラフト膜)を試作した。架橋グラフト膜を用いた膜ブンゼン反応試験により、硫酸およびHI酸が生成することを確認し、本膜が膜ブンゼン反応に適応可能なことを示した。また、架橋グラフト膜を用いた水透過試験では、未架橋のグラフト膜と比較して、水透過速度が最大で56%減少する結果となり、本膜が水の透過抑制効果を有することを見出した。これらの結果から、DVBにより架橋構造を導入した架橋グラフト膜が膜ブンゼン反応における水透過抑制に有効であることを示した。
野村 拓司*; 原田 慈久*; 丹羽 秀治*; 石井 賢司*; 石角 元志*; 社本 真一; Jarrige, I.*
Physical Review B, 94(3), p.035134_1 - 035134_9, 2016/07
被引用回数：11 パーセンタイル：47.12(Materials Science, Multidisciplinary)Fe-
吸収端での共鳴非弾性X線散乱(RIXS)を用いて、典型的な鉄系超伝導体PrFeAsOの単結晶で、低エネルギー電子励起スペクトルを測定した。
Jarrige, I.*; 野村 拓司; 石井 賢司; Gretarsson, H.*; Kim, Y.-J.*; Kim, J.*; Upton, M.*; Casa, D.*; Gog, T.*; 石角 元志*; et al.
Physical Review B, 86(11), p.115104_1 - 115104_4, 2012/09
被引用回数：8 パーセンタイル：35.38(Materials Science, Multidisciplinary)鉄系高温超伝導体PrFeAsOとその親物質であるPrFeAsOに対して、運動量分解した共鳴非弾性X線散乱を初めて観測した。主な結果は次の2点である。まず、第一に、16バンドの
模型を用いて、低エネルギーの励起が
, 
軌道の特性を有する
バンド内遷移に支配されていることを示し、電子相関に強く依存していることを示す。これによって、クーロン斥力
とフント結合
を見積もることができる。特に軌道依存した電子相関におけるの果たす役割が明らかとなる。第二に、短距離の反強磁性相関が
点での励起の説明には不可欠であることから、超伝導状態においてもそれが存在することが示される。
Li(d,t)
Li reaction橋本 尚志; 石山 博恒*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 宮武 宇也; Jeong, S.-C.*; 田中 雅彦*; 吉川 宣治*; 野村 亨*; et al.
Physics Letters B, 674(4-5), p.276 - 280, 2009/04
被引用回数：7 パーセンタイル：47.15(Astronomy & Astrophysics)Li(d,t)Li反応の反応断面積を重心系で1.2から0.3MeVのエネルギーで7点直接測定した。これらのエネルギーは1
3
10
Kのガモフピーク領域をカバーする。重心系で0.8MeVのエネルギーで断面積の増大が観測され、これは複合核である
Beの22.4MeVの励起状態の寄与によると考えられる。また、この寄与によって天体核反応率は110Kで従来用いられていた値よりも1桁大きいことが明らかとなった。
笠原 清司; 久保 真治; 日野 竜太郎; 小貫 薫; 野村 幹弘*; 中尾 真一*
International Journal of Hydrogen Energy, 32(4), p.489 - 496, 2007/03
被引用回数：115 パーセンタイル：91.83(Chemistry, Physical)日本原子力研究開発機構(JAEA)は、高温ガス冷却炉(HTGR)の1000C付近の核熱を用いて効率よく水素を製造する熱化学的水素製造法ISプロセスの研究開発を行っている。JAEAではこれまでに連続水素製造のためのプロセス制御,HI分解工程,耐食性構造材料の予備的スクリーニングの研究を行ってきている。ここでは、膜を用いたHI分解工程のフローシート研究に焦点をおいて、研究開発の現状の解説を行う。
Li(
, n)
B reaction石山 博恒*; 橋本 尚志; 石川 智子*; 渡辺 裕*; Das, S. K.*; 宮武 宇也; 溝井 浩*; 福田 共和*; 田中 雅彦*; 渕 好秀*; et al.
Physics Letters B, 640(3), p.82 - 85, 2006/09
被引用回数：33 パーセンタイル：84.97(Astronomy & Astrophysics)終状態を抑えながら、
Li(,n)B反応の励起関数をE
=0.7-2.6MeVの領域で測定した。従来よりも高統計で得られた結果は、E
1.5MeVで、以前の測定データと二倍以上小さな断面積を示した。E=0.85MeV近傍に共鳴ピークを観測した。
Li(,n)B reaction for astrophysical interestDas, S. K.*; 福田 共和*; 溝井 浩*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 田中 雅彦*; 吉川 宣治*; Jeong, S.-C.*; et al.
AIP Conference Proceedings 847, p.374 - 376, 2006/07
軽い中性子過剰核を含む(,n)反応は速い中性子捕獲過程やビッグバン元素合成中で重要な役割を担う。特にLi(,n)B反応は安定核の存在しない質量数8のギャップを越えて重い元素を生成する反応の一つとして注目を集めている。今回、Li(,n)B 反応の重心系で0.45-1.75MeVのエネルギー領域での直接測定を行った。このエネルギー領域は110Kでのガモフピークに相当する。LiビームはBe(Li,Li)反応を用いて生成し、反跳核質量分析器(RMS)を用いて一次ビームや同時に生成される核種とわけた。検出器系はビーム飛行時間測定装置,Multiple-Sampling and Tracking Proportional Chamber(MSTPC)と中性子検出器からなる。ビームの飛行時間でLiビームのエネルギーをイベントごとに決定した後、MSTPCに直接打ち込む。MSTPC内にはHe+CO
(10
)の混合ガスが140torrの圧力で封入されており、このガスは検出器ガスとターゲットの両方の役割を果たす。反応で放出された中性子はMSTPCの周りを取り囲んだ中性子検出器で検出される。MSTPC内で反応が起こった場合、エネルギー損失シグナルの急激な変化が測定され、反応位置とエネルギーを決定できる。中性子検出器からの情報を加えて、反応の運動学的条件を満たすものを本物のイベントとした。本実験の結果はわれわれのグループが過去に測定した結果とエネルギーの重なる範囲で一致した。本講演では得られた実験結果について報告する。
笠原 清司; 小貫 薫; 野村 幹弘*; 中尾 真一*
Journal of Chemical Engineering of Japan, 39(5), p.559 - 568, 2006/05
被引用回数：12 パーセンタイル：42.39(Engineering, Chemical)ISプロセスの定常フローシートについて、操作パラメータと物性の感度解析を行った。熱物質収支をもとに、熱効率,物質流量,交換熱量についてパラメータと物性の評価を行った。最も重要なパラメータは、電解電気透析セルでのHI濃縮濃度とセル内膜のプロトン輸率であった。物性では、HI分解工程入口の組成とHIx溶液の擬共沸組成の影響が大きかった。この評価をもとにパラメータや物性の検討すべき順序を提案した。
石山 博恒*; 石川 智子*; 橋本 尚志; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 宮武 宇也; 田中 雅彦*; 渕 好秀*; 吉川 宣治*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 560(2), p.366 - 372, 2006/05
被引用回数：7 パーセンタイル：47.51(Instruments & Instrumentation)核子移行逆反応の特性を利用して軽い中性子過剰核領域における低エネルギー短寿命核ビームを生成した。原研反跳核分析器が持つ質量分離,速度分離は、ビームの高純度化に役に立った。これまでに、Li, 
Bと
N-RNBsを生成し実験に用いている。それぞれのビーム強度,純度は1.410
ppsで99、7.810
ppsで98、そして4.710ppsで98.5である。
橋本 尚志; 石山 博恒*; 石川 智子*; 川村 隆史*; 中井 浩二*; 渡辺 裕*; 宮武 宇也; 田中 雅彦*; 渕 好秀*; 吉川 宣治*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 556(1), p.339 - 349, 2006/01
被引用回数：33 パーセンタイル：89.07(Instruments & Instrumentation)三次元の飛跡検出型の比例ガス検出器を開発した。ゲーティンググリッドの採用により、410個/秒の荷電粒子入射に対しても安定な性能を持続できる。ほぼ100の検出効率を持つので、ビーム強度の弱い短寿命核ビームによる天体核反応率の測定実験に最適な検出器である。
野村 幹弘*; 奥田 泰之; 笠原 清司; 中尾 真一*
Chemical Engineering Science, 60(24), p.7160 - 7167, 2005/12
被引用回数：29 パーセンタイル：66.02(Engineering, Chemical)熱化学的水分解ISプロセス内のブンゼン反応(SO+I+2HO=HSO
+2HI)を、カチオン交換膜を用いた電気化学セルを用いて検討した。アノード液,カソード液の最適濃度をプロセス全体の熱効率によって評価した。I/HI比は電圧にほとんど影響しなかったため、熱効率を下げることなく0.5まで削減できる。HI, HSO濃度は効率に大きく影響した。膜抵抗は効率に大きい影響を及ぼすため、重要なパラメータである。温度を313Kから363Kに上げることで、熱効率は3.0%改善した。
笠原 清司; 久保 真治; 日野 竜太郎; 小貫 薫; 野村 幹弘*; 中尾 真一*
Proceedings of AIChE 2005 Spring National Meeting (CD-ROM), 8 Pages, 2005/04
原研では、高温ガス炉(HTGR)から供給される1000C近い熱を利用した、熱化学的水素製造法ISプロセスの研究開発を行ってきた。主な研究内容は、連続水素製造のための制御技術,HI分解反応工程の高度化,耐食構造材料の予備的選定である。ここでは、現在の研究状況、特にHI分解反応工程への膜技術の導入を考慮したフローシートの研究について紹介する。
小島 久雄; 虎田 真一郎; 野村 和則; 加藤 浩
Proceedings of 2nd International Workshop on Nuclear Fuel Cycle; Nuclear Fuel Cycle from the Viewpoint of Disposal Site Utilization, p.34 - 35, 2003/00
日本原子力学会 再処理・リサイクル部会主催にて、第二回燃料国際ワークショップが2003年3月23日25日に開催される。本ワークショップの討論主題は、「廃棄物から見た再処理、新たな方法の提案とシミュレーション」で、高レベル廃棄物発生量を低減し、処分場受け入れ可能期間の延長を図るために再処理・リサイクル分野における方策提案として、先進湿式再処理技術の観点から検討状況を報告する。
文沢 元雄; 稲葉 良知; 菱田 誠; 小川 益郎; 野村 真一*; 山田 誠也*
JAERI-Tech 96-002, 107 Pages, 1996/02
熱利用システムを構築する研究の一環として、核熱・石炭によるメタノール製造システム概念設計を検討した。この結果、選定した二種類のメタノール製造システムでは、メタノール転換率が100%を越えており、二酸化炭素の低減に有望であることがわかった。またこの二つのシステムについて経済性、環境性、有用性について検討評価し、研究開発課題を選出した。
高嶋 秀樹; 野村 紀男; 山本 敏久; 小山 真一; 若林 利男
動燃技報, (92), 0 Pages, 1994/12
使用済燃料から発生する長半減期の放射性廃棄物、特にマイナーアクチニド核種(MA核種)の消滅処理技術確立のためには、MA核種の正確な核反応断面積を測定・評価する必要である。MA核種の核反応断面積のデータを測定評価するために、今回バック・ ツー・バックタイプの検出期(BTB核分裂検出器)を開発し、高速中性子炉「弥生炉」で特性試験を実施した。その結果、今回製作したBTB核分裂検出器は、MA核種の核反応断面積を測定評価する上で十分な性能を有することが確認された。
鵜飼 重治; 鹿倉 栄; 佐藤 義則; 小山 真一; 伊藤 卓志; 野村 茂雄
日本原子力学会誌, 36(5), 361 Pages, 1994/05
SUS316ステンレス鋼のJIS規格範囲を超えたオーステナイト鋼を対象、合金設計と試作評価を行い、基本成分が15Cr-20Ni-0.06C-2.5Mo-1.7Mn-0.25Ti-0.1Nb-0.028P-0.004Bである高性能な改良オーステナイト鋼PNC1520を開発した。本鋼種について、大気中での材料強度特性、Na環境効果、中性子照射効果、核分裂生成物による腐食特性を広範囲に評価した。本鋼種は原型炉「もんじゅ」用の炉心材料であるPNC316を上回る高温強度と耐照射性能を有していることを確認した。PNC1520は実証炉用炉心材料の最適候補材料であり、今後は「常陽」MK-IIIの全炉心規模での実証デーを得て、実用に供していく予定である。
