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町田 昌彦; 山田 進; Kim, M.; 奥村 雅彦; 宮村 浩子; 志風 義明; 佐藤 朋樹*; 沼田 良明*; 飛田 康弘*; 山口 隆司; et al.
RIST News, (69), p.2 - 18, 2023/09
福島第一原子力発電所(1F)建屋内には、原子炉内から漏洩した放射性物質の汚染により高い放射線量を示す地点が多数存在し、廃炉作業を円滑に進める上での大きな障害の一つとなっている。この課題解決に資するため、日本原子力研究開発機構(JAEA)は、経済産業省の廃炉・汚染水対策事業費補助金「原子炉建屋内の環境改善のための技術の開発(被ばく低減のための環境・線源分布のデジタル化技術の開発)」を受託し、令和3年度より2年間に渡り、放射線源の逆推定と推定線源に対する対策を仮想空間で実施可能とするためのデジタル技術の研究開発を実施してきた。本記事では、上記プロジェクトの成果(以下、前期プロジェクトと呼び、その2年間の研究開発の成果)を紹介する他、令和5年度4月より、新たに開始した継続プロジェクト(以下、後期プロジェクトと呼ぶ)の計画についても報告する。前期プロジェクトにて当初予定していた機械学習技術(LASSO)については、建屋内の複雑な構造情報と汚染源の性質を反映した一つの派生版手法へと結実させた成果を報告する他、実際の原子炉施設での検証結果を示す。更に、開発技術を集約したプラットフォームとしての機能を持つソフトウエア:3D-ADRES-Indoorを紹介し、継続して実施する予定の後期プロジェクトの研究開発計画も紹介する。
湯口 貴史*; 伊藤 大智*; 横山 立憲; 坂田 周平*; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 八木 公史*; 井村 匠*; 甕 聡子*; 大野 剛*
Lithos, 440-441, p.107026_1 - 107026_14, 2023/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Geochemistry & Geophysics)本研究は、花崗岩質プルトンのジルコン成長過程を解明するために、3次元立体的なカソードルミネセンス(CL)パターン,U-Pb年代,チタン濃度,Th/U比の変動に基づく新しいアプローチ方法を提案するものである。また、本研究では、九州中央部に位置する大崩山花崗岩(OKG)のジルコン成長過程に着目し、この方法を用いて花崗岩質プルトンの形成に至るマグマ溜まりでの結晶化プロセスの解明を目的とした。大崩山花崗岩体は黒雲母花崗岩(BG),角閃石花崗岩(HG),角閃石花崗閃緑岩(HGD)の3つの岩相から構成されている。まず、ジルコン結晶の3次元内部構造と成長様式を明らかにするため、試料の多断面についてCL観察を行った。同時に、試料の中心部のジルコンのU-Pb年代とチタン濃度も測定した。CLパターンから確認できるオシラトリーゾーニングの3次元分布からは、結晶核を決定することができる。花崗岩試料のジルコンU-Pb年代とTi濃度の同時測定は、花崗岩マグマが固化するまでの時間-温度(t-T)履歴を示すものである。BG, HG, HGDの温度履歴はマグマ溜り内での類似した冷却挙動を示し、16Maから10Maの間にジルコン結晶化温度から黒雲母K-Ar系の閉鎖温度まで急速に冷却されたことがわかった。また、Th/U比の温度に対する変化も、約670
Cの境界で異なる傾向を示した。マグマ溜まりでの分別結晶は670C以上で著しく進行し、670C以下では結晶化が緩やかになり、マグマ組成の変化が小さくなっていたことが示された。BG, HG, HGDの温度に対するTh/U比の変化は共通の傾向を示し、すなわち大崩山花崗岩体の3つの岩相の分別結晶化の進行は同じ挙動を示し、マグマ溜り全体で同じ挙動を示すことが示された。
町田 昌彦; 山田 進; Kim, M.; 奥村 雅彦; 宮村 浩子; Malins, A.; 志風 義明; 佐藤 朋樹*; 沼田 良明*; 飛田 康弘*; et al.
RIST News, (68), p.3 - 19, 2022/09
福島第一原子力発電所(1F)建屋内には、原子炉内から漏洩した放射性物質の汚染により高い放射線量を示す地点が多数存在し、廃炉作業を円滑に進める上での大きな障害の一つとなっている。この課題の解決に資するため、日本原子力研究開発機構(JAEA)は、経済産業省の廃炉・汚染水対策事業費補助金「原子炉建屋内の環境改善のための技術の開発(被ばく低減のための環境・線源分布のデジタル化技術の開発)」を受託し、令和3年6月より放射線源の逆推定と推定線源に対する対策を仮想空間にて実施するためのデジタル技術及びその関連技術の研究開発を開始した。本記事では、上記技術のコアとなる概念(逆推定に用いるLASSO: Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)を紹介するとともに、開発技術を集約したプラットフォーム機能を持つソフトウエア: 3D-ADRES-Indoorの開発進捗と、その活用の際に重要な役割を果たす放射線量の可視化技術等の研究開発の進捗について報告する。
湯口 貴史*; 山嵜 勇人*; 石橋 梢*; 坂田 周平*; 横山 立憲; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 三戸 和紗*; 井村 匠*; 大野 剛*
Journal of Asian Earth Sciences, 226, p.105075_1 - 105075_9, 2022/04
被引用回数：4 パーセンタイル：54.83(Geosciences, Multidisciplinary)LA-ICP質量分析法によりジルコンのシングルスポットからU-Pb年代とチタン濃度を同時に取得することで、花崗岩質マグマの時間-温度履歴を解明するのに必要なジルコンの結晶化年代と結晶化温度を推定することができる。黒部川花崗岩体は、苦鉄質火成包有物(MMEs)を多量に含む岩体である。本研究では、このMMEsに対してジルコンのU-Pb年代とチタン濃度を同時に取得する方法を適用した。MMEs及び母岩について共通の冷却過程が認められ、この冷却は150万年前から50万年前に生じたことが明らかとなった。また、ジルコンの結晶化温度から黒雲母K-Ar系の閉鎖温度にかけての冷却は、100万年以内に急冷したことが分かった。本研究によって得られた時間-温度履歴と母岩の岩石学的記載から、マグマチャンバーを通じたMMEsの浮揚、移動、拡散が150-50万年前に停止したことが示唆され、また、それ以降に大規模な温度上昇が生じていないことから、この時期に黒部川花崗岩体が定置したと考えられる。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：44 パーセンタイル：96.99(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
鈴木 喜雄; 大谷 孝之; 坂本 健作; 高倉 正博*; 桑原 康弘*
Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.287 - 294, 2020/10
日本原子力研究開発機構(JAEA)システム計算科学センター(CCSE)高性能計算技術利用推進室では、JAEAでの研究開発成果の普及と研究開発効率の向上に向け、JAEAで開発されたコンピュータープログラム(CP)とデータベース(DB)の管理を担当している。これらCPおよびDBの情報は、我々が開発したPROgram and DAta base retrieval System (PRODAS)(https://prodas.jaea.go.jp)を利用して検索することができる。また、日本では、OECD NEAデータバンク(NEADB),米国の放射線安全情報計算センター(RSICC)、および国際原子力機関(IAEA)が保有する原子力分野のCPおよびDBを取得できる。本論文では、JAEA内で開発されたCPとDBの所蔵と配布の最近の状況と、国際的に原子力分野のCPとDBを入手・提供するためのフレームワークを紹介する。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：262 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
ssbauer spectroscopy安居院 あかね; 増田 亮*; 小林 康弘*; 加藤 忠*; 柄本 俊*; 鈴木 宏輔*; 櫻井 浩*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 408, p.41 - 45, 2016/06
被引用回数：4 パーセンタイル：21.02(Materials Science, Multidisciplinary)本研究では磁気コンプトン散乱およびメスバーワー分光を用いてFe薄膜の磁化過程を詳細に調べた。磁気コンプトン散乱からスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントの磁化曲線を算出した。メスバーワースペクトルからは磁化と外部磁場のなす角の印加磁場依存性を調べた。これにより磁化曲線の振る舞いは磁化と外部磁場のなす角の変化と大きなかかわりがあることが分かった。
-YbAlB
at high magnetic fields寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 84(11), p.114715_1 - 114715_4, 2015/11
被引用回数：4 パーセンタイル：34.59(Physics, Multidisciplinary)-YbAlB shows strong valence fluctuation as well as heavy fermion behavior at low temperatures. It has been theoretically suggested that the quantum criticality owing to the valence fluctuation found in Yb ions plays an important role in the peculiar properties of this material. In this work, we measured the X-ray absorption spectra (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the L3 edge of Yb ions in high magnetic fields of up to 40 T. It is found that the XAS are almost independent of the magnetic field at 2 K, which proves that there is no significant valence change in this field range. The XMCD spectrum exhibits a distinct negative peak at the low-energy side of the L3 edge as well as the main positive peak near the white line. The negative XMCD peak is attributed to the quadrupole transition between the 2p and 4f states, and gives us microscopic information on the 4f state. This finding supports the recent theoretical proposal that 
is the ground state of the localized Yb magnetic moment, where 
is the z-component of the total angular momentum of Yb
.
若井 隆純; 町田 秀夫*; 吉田 伸司*; 柳原 星児*; 鈴木 良祐*; 松原 雅昭*; 江沼 康弘
Engineering Failure Analysis, 56, p.484 - 500, 2015/10
被引用回数：1 パーセンタイル：11.74(Engineering, Mechanical)This paper describes a failure analysis procedure used in leak before break assessment of large sodium pipes in Japan sodium cooled fast reactor made of modified 9Cr-1Mo steel. Since the steel has small thermal expansion rate and excellent high temperature strength, a simplified piping layout can be achieved. However, the fracture toughness of the steel is relatively smaller than that of the austenitic stainless steel used for many former FBR pipes. For this reason, a sophisticated LBB assessment is required for the pipes made of modified 9Cr-1Mo steel. Since the internal pressure of the pipes of JSFR is small, the thermal load caused by thermal expansion is predominant. Supposing a through wall crack in such piping system, the stiffness of the crack part will decrease with crack extension. The rational failure analysis procedure, evaluating the loading conditions at a crack part considering change of compliance of the piping system by a crack, was proposed. Using some experimental results, the validity of the analysis procedure was verified. Finally, the critical crack size was calculated for designed JSFR pipes. It was clarified that the proposed procedure was much effective to loosen LBB conditions for JSFR piping system.
-YbAl
Fe
B (
) at low temperatures and high magnetic fields寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 592(1), p.012020_1 - 012020_6, 2015/03
被引用回数：1 パーセンタイル：42.89(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)価数転移に伴う量子臨界現象が理論的に提案され、希土類金属間化合物における価数揺動現象が注目を集めている。最近、
-YbAlBがチューニングなしで量子臨界を示すことと強い混合原子価状態にあることが見出された。この研究では我々は-YbAlFeB ()について磁化曲線とX線吸収を測定した。この物質は、局所的には-YbAlBと同一構造をもつ多形である。磁化測定とX線測定はそれぞれ55Tと40Tまで行った。Yb価数のわずかな上昇が磁化曲線が傾きの変化を示す磁場で観測された。
飛田 徹; 中川 将*; 武内 伴照; 鈴木 雅秀; 石川 法人; 知見 康弘; 齋藤 勇一; 曽根田 直樹*; 西田 憲二*; 石野 栞*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 452(1-3), p.241 - 247, 2014/09
被引用回数：17 パーセンタイル：78.02(Materials Science, Multidisciplinary)圧力容器鋼に含まれる不純物Cuの析出は、材料の照射脆化(照射硬化)の要因の一つである。本研究では、Fe-Cuモデル合金を用いて電子線照射試験を行い、機械的特性の指標となるビッカース硬さの増加と、材料内部の状態変化に敏感な電気抵抗率の低下を測定し、両者に良い相関があることを明らかにした。また、3DAPによる析出物の観察を行った結果、硬さの増加及び電気抵抗率の低下のメカニズムを析出物の体積分率を用いることで説明できることがわかった。これらのことから、電気抵抗率の測定により照射硬化を評価できる可能性が示唆された。
中村 俊幸*; 松田 康弘*; Her, J.-L.*; 金道 浩一*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 鈴木 基寛*; Chen, B.*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(11), p.114702_1 - 114702_11, 2012/11
被引用回数：11 パーセンタイル：57.36(Physics, Multidisciplinary)価数揺動系であるYbAgCuのX線吸収分光と円二色性の測定を35Tまで行い、得られた価数のH-T相図と磁化を比較することから、メタ磁性転移の起源が価数転移であることを明らかにした。円二色性はYbでのみ観測され、Yb
では観測されなかった、一方で、四重極遷移に伴う円二色性スペクトルを観測し、理論計算からこれを明らかにした。
at high Magnetic fields松田 康弘*; 中村 俊幸*; Her, J.-L.*; 金道 浩一*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 水牧 仁一朗*; 河村 直己*; 鈴木 基寛*; Chen, B.*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(1), p.015002_1 - 015002_2, 2012/01
被引用回数：11 パーセンタイル：57.36(Physics, Multidisciplinary)YbAgCuの磁場誘起価数変化を35Tまでのパルス高磁場下で放射光X線吸収分光法から観測した。4.8KでのYbAgCuのYbの価数はメタ磁性転移で大きく増加することがわかった。55Tでの飽和価数は2.97と予想される。この値は、35Tでの
から評価した。また、この値は同様な化合物であるYbInCuの高温や高磁場でのYbの値とも一致する。この実験からは、理論から予測された通り、YbAgCuのメタ磁性転移は価数転移に由来するものであると結論する。
OsO
studied by X-ray magnetic circular dichroism松田 康弘*; Her, J.-L.*; 道村 真司*; 稲見 俊哉; 鈴木 基寛*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; 金道 浩一*; 山浦 淳一*; 廣井 善二*
Physical Review B, 84(17), p.174431_1 - 174431_5, 2011/11
被引用回数：25 パーセンタイル：69.37(Materials Science, Multidisciplinary)Osの
吸収端でのX線磁気円二色性(XMCD)を227Kで金属絶縁体転移を示すCdOsOの反強磁性相で調べた。総和則に従えば、10Tと37TでのXMCDは、軌道磁気モーメントとスピン磁気モーメントの比として
を与え、また、
と
は平行であることを示した(
)。これらの現象は異常であり、まず、予測されるOs
(5
)の立方結晶場中の基底状態は軌道一重項であり、次にHundの第三ルールからはとは反平行であるべきである。スピン軌道相互作用が観測された軌道磁性を説明するためには重要であると考えるのが最もらしい。
松田 康弘*; Her, J. L.*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; Ouyang, Z. W.*; 岡田 郷子*; 野尻 浩之*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*; 吉村 一良*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 190, p.012019_1 - 012019_6, 2009/11
被引用回数：7 パーセンタイル：85.12(Physics, Condensed Matter)
-edge X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and X-ray absorption spectra (XAS) in several rare-earth elements have been studied in pulsed high magnetic fields up to 40 T. XMCD spectrum of Eu in EuNi(Si
Ge
) shows a characteristic two peak structure, reflecting the valence fluctuation. However, in YbInCu, it is found that the XMCD spectrum of Yb shows only a single peak. In contrast to XMCD, two absorption bands in XAS are observed in both compounds. The intensity ratio between the two absorption bands changes significantly with increasing magnetic field in these materials, suggesting the field-induced valence change. The high magnetic field XMCD and XAS measurements have also been conducted in an antiferromagnetic heavy fermion compound CeRhSi. The Ce valence is found to be nearly trivalent and insensitive to magnetic field. The XMCD at Ce 
-edge increases rapidly around 26 T corresponding to the metamagnetic transition.
松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 鈴木 基寛*; 河村 直己*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*
Physical Review Letters, 103(4), p.046402_1 - 046402_4, 2009/07
被引用回数：53 パーセンタイル：87.02(Physics, Multidisciplinary)価数揺動を示す二つの物質(EuNi(SiGe)とEuNiP)についてEuのL吸収端でX線磁気円二色性(XMCD)を40Tの高磁場まで測定した。磁気的な2価のEuからの主要なXMCDに加え、非磁性の3価のEuからの明瞭なXMCDが観測された。この結果はどちらの価数の5d電子は磁気的に偏極していることを示している。また、それぞれの価数での5d電子の偏極度の比は物質依存であることも示された。XMCDの起源に対する可能な説明と偏極度の比の物質依存性についての説明を伝導電子とf電子の混成の点から議論する。
中村 武彦; 西山 裕孝; 知見 康弘; 笹島 栄夫; 扇柳 仁; 中村 仁一; 鈴木 雅秀; 河村 弘
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
軽水炉の長期利用や高度利用における安全性を維持向上するためには、燃料や材料の照射挙動を適切に把握することが非常に重要である。日本政府と日本原子力研究開発機構は、現行軽水炉の高経年化や高度利用並びに次世代軽水炉の開発における照射にかかわる課題の解決に貢献するため、材料試験炉(JMTR)を改修し新たな試験装置を整備することとした。この中で異常過渡時や高負荷運転時の燃料の健全性を調べる試験を計画している。2011年に終了するJMTRの改修後、まず新型燃料の出力急昇試験を行う計画である。JMTRの新たな燃料照射試験は、NSRRでの反応度事故模擬試験やホットラボを用いたLOCA試験と組合せることで、高燃焼度燃料の通常運転時から異常過渡,事故までを広くカバーする総合的な研究を成す。材料照射試験では、原子炉圧力容器鋼の破壊靭性試験,ステンレス鋼の応力腐食割れ試験,ハフニウムなど原子力材料の照射試験を計画している。これらの照射研究は現状の課題に応えるばかりでなく、顕在化してないトラブルにプロアクティブに対応するための課題の同定に貢献することが期待される。
中川 将*; 堀 史説*; 知見 康弘; 石川 法人; 北川 通治*; 大嶋 隆一郎*; 飛田 徹; 谷口 良一*; 鈴木 雅秀; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 257(1-2), p.397 - 401, 2007/04
被引用回数：4 パーセンタイル：35.63(Instruments & Instrumentation)原子炉圧力容器鋼モデル合金であるFe-1.2wt.%Cu合金に200MeV Xe及び200MeV Auイオンを高温で照射し、硬さの変化を測定した。本研究では、過飽和Fe-Cu合金においてイオン照射した領域のみ溶質Cu原子の照射誘起偏析によって硬さが上昇することに注目し、照射による材料の局所改質への応用の可能性を探った。照射の際にマスキング板を用いて同一試料中に照射領域と未照射領域とを共存させ、微小硬さ試験機とナノインデンターを用いて硬さ変化に対する押し込み深さの影響を調べ、さらに2次元測定を試みた。その結果、押し込み深さが大きくなるほど硬さの上昇量が減り、また、照射領域と未照射領域との境界では硬さの違いが明確に現れ、比較的鋭い変化をしていることがわかった。すなわち、照射により材料中のある狙った領域の表面層のみ局所的に硬化できることが明らかになった。このことから、高速重イオン照射が過飽和合金における硬さの局所改質に利用できる可能性が示唆された。なお本発表内容は、大阪府立大学との共同研究「軽水炉圧力容器鋼における照射欠陥生成過程と照射誘起偏析に関する研究」において得られた成果の一部である。
岩瀬 彰宏*; 福住 正文*; 図子 善大*; 鈴木 基寛*; 高垣 昌史*; 河村 直己*; 知見 康弘; 水木 純一郎; 石川 法人; 小野 文久*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 256(1), p.429 - 433, 2007/01
被引用回数：17 パーセンタイル：73.51(Instruments & Instrumentation)FeRh合金におけるイオン照射が原因となる磁性について、放射光X線を利用した磁気円二色性(XMCD)を手段として調べた。イオン照射前は、非磁性であった試料が強磁性を示すようになることを発見し、この磁性の照射イオン種や照射エネルギー依存性を調べた。照射イオン種は、Ni, Kr, Xe, Auで、エネルギーは120Mevから200MeVまでの範囲で実験を行い、イオンの質量,エネルギーの変化に対して系統的な磁性変化を観測した。
