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論文

A Demonstration test to separate minor actinides in high-level liquid waste by ${it N,N,N',N',N'',N''}$-hexaoctyl nitrilotriacetamide (HONTA) using mixer-settler extractors in a hot cell

伴 康俊; 鈴木 英哉*; 宝徳 忍; 津幡 靖宏

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 31(1), p.1 - 11, 2024/00

ホットセル内のミキサセトラ抽出器を用いた${it N,N,N',N',N'',N''}$-ヘキサオクチルニトリロトリアセトアミド(HONTA)によるマイナーアクチノイド(MA; Am及びCm)分離の実証試験を実施した。フィード液としてMA及び希土類(RE; Y, La, Nd及びEu)を含有した高レベル廃液を用いた。ノルマルドデカンで0.05mol/dm$$^{3}$$に希釈したHONTAを有機相として供給し、一部の有機相は再生せずに再利用した。HONTAはMAを効果的に抽出する一方、REはあまり抽出しなかった。Y, La, Nd及びEuのREフラクションへの移行率はそれぞれ$$>$$ 99.9%、99.2%、61.8%及び81.4%となった。MAフラクションへのAm及びCmの移行率はそれぞれ86.8%及び74.7%であり、累積40時間の試験によって有意量(0.12g)のMAを同フラクションに回収した。

論文

Alternation of magnetic anisotropy accompanied by metal-insulator transition in strained ultrathin manganite heterostructures

小林 正起*; Anh, L. D.*; 鈴木 雅弘*; 金田-高田 真悟*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 芝田 悟朗*; 田中 新*; 田中 雅明*; 大矢 忍*; et al.

Physical Review Applied (Internet), 15(6), p.064019_1 - 064019_10, 2021/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:28.82(Physics, Applied)

A fundamental understanding of the interfacial magnetic properties in ferromagnetic heterostructures is essential for utilizing ferromagnetic materials for spintronic device applications. Here, we investigate the interfacial magnetic and electronic structures of epitaxial single-crystalline LaAlO$$_3$$(LAO)/La$$_{0.6}$$Sr$$_{0.4}$$MnO$$_3$$(LSMO)/Nb:SrTiO$$_3$$(Nb:STO) heterostructures with varying LSMO layer thicknesses, in which the magnetic anisotropy strongly changes with the LSMO thickness due to the delicate balance between strains originating from both the Nb:STO and LAO layers, using X-ray magnetic circular dichroism and photoemission spectroscopy. We successfully detect the clear change of the magnetic behavior of the Mn ions concomitant with the thickness-dependent metal-insulator transition. Our results suggest that the double-exchange interaction induces ferromagnetism in the metallic LSMO film under tensile strain caused by the STO substrate, while the superexchange interaction determines the magnetic behavior in the insulating LSMO film under compressive strain originating from the top LAO layer. The change in strain, depending on LSMO layer thickness, is confirmed by scanning transmission electron microscopy. Based on those findings, the formation of a magnetic dead layer near the LAO/LSMO interface is attributed to competition between the superexchange interaction via Mn $$3d_{3z^2-r^2}$$ orbitals under compressive strain and the double-exchange interaction via the $$3d_{x^2-y^2}$$ orbitals. These findings provide key aspects of ferromagnetic oxide heterostructures for the development of spintronic device applications.

論文

Radioactivity and radionuclides in deciduous teeth formed before the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident

高橋 温*; 千葉 美麗*; 棚原 朗*; 相田 潤*; 清水 良央*; 鈴木 敏彦*; 村上 忍*; 小荒井 一真; 小野 拓実*; 岡 壽崇; et al.

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.10355_1 - 10355_11, 2021/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:42.99(Multidisciplinary Sciences)

The Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FNPP) accident released substantial amounts of radionuclides into the environment. We collected 4,957 deciduous teeth, from children living in Fukushima and reference prefectures. Radioactivity was detected in most of the teeth examined and was attributed to the presence of natural radionuclides, including $$^{40}$$K and daughter nuclides in $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th series. Additionally, artificial radionuclides, $$^{90}$$Sr and $$^{137}$$Cs, were detected in the teeth obtained from children from Fukushima and the reference prefectures. However, these radionuclides were not believed to have originated from the FNPP accident. Because the teeth examined in the present study were formed before the FNPP accident occurred, the aforementioned findings may serve as important control data for future studies regarding the radioactivity of teeth formed after the FNPP accident.

論文

Residual stress distribution in water jet peened type 304 stainless steel

林 眞琴*; 大城戸 忍*; 鈴木 裕士

Quantum Beam Science (Internet), 4(2), p.18_1 - 18_12, 2020/06

In materials with a surface treatment such as shot peening, the residual stress gradient in the surface layer is severe. When measuring the residual stress distribution near the surface with a severe stress gradient by the neutron diffraction method, the gauge volume must be removed from the measurement sample. However, when the gauge volume deviates from the sample, a pseudo peak shift occurs and accurate stress distribution cannot be evaluated. Therefore, it is necessary to evaluate the pseudo peak shift in advance under the same conditions, as in the case of actual residual stress measurement, using a sample in an unstressed state. In this study, the stress distributions in the surface layer of a type 304 stainless steel plate and bar with simulated stress-corrosion cracks which were subjected to water jet peening - giving a surface layer residual stress equivalent better than that of normal shot peening - were evaluated considering the pseudo peak shift. As a result, the residual stress distributions in the surface layer were measured in good agreement with the measurement result obtained by the sequential polishing X-ray diffraction method. It was clarified that the residual stress distribution in the near surface with steep stress gradient can be evaluated by the neutron diffraction method.

論文

Minor actinides separation by ${it N,N,N',N',N'',N''}$-hexaoctyl nitrilotriacetamide (HONTA) using mixer-settler extractors in a hot cell

伴 康俊; 鈴木 英哉*; 宝徳 忍; 筒井 菜緒; 津幡 靖宏; 松村 達郎

Solvent Extraction and Ion Exchange, 37(7), p.489 - 499, 2019/11

 被引用回数:13 パーセンタイル:53.46(Chemistry, Multidisciplinary)

ホットセル内のミキサセトラ抽出器に${it N,N,N',N',N'',N''}$-ヘキサオクチルニトリロトリアセトアミド(HONTA)を適用し、マイナーアクチノイド(MA: Am及びCm)の分離を目的とした連続向流試験を実施した。高レベル廃液から回収したMA及び希土類(RE)を含有した0.08M(mol/dm$$^{3}$$)の硝酸をフィード液に使用して14時間の抽出試験を行った。${it n}$-ドデカンで0.05Mに希釈したHONTAはMAを抽出し、94.9%のAm及び78.9%のCmをMAフラクションに回収した。一方、Y, La及びEuはHONTAにほとんど抽出されず、99.9%のY、99.9%のLa及び96.7%のEuがREフラクションに移行した。Ndは一部がHONTAに抽出され、REフラクションへのNdの移行率は83.5%であった。計算コードを用いて求めた抽出器各段のMA及びREの濃度は実験値とほぼ一致した。この計算コードを用いた試算を行い、分離条件の最適化することでMAのMAフラクションへの移行率及びREのREフラクションへの移行率が$$geq$$99%となる結果を得た。

論文

Extraction of trivalent rare earths and minor actinides from nitric acid with ${it N,N,N',N'}$-tetradodecyldiglycolamide (TDdDGA) by using mixer-settler extractors in a hot cell

伴 康俊; 鈴木 英哉; 宝徳 忍; 川崎 倫弘*; 佐川 浩*; 筒井 菜緒; 松村 達郎

Solvent Extraction and Ion Exchange, 37(1), p.27 - 37, 2019/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:65.65(Chemistry, Multidisciplinary)

ホットセル内のミキサセトラ抽出器に${it N,N,N',N'}$-tetradodecyldiglycolamide (TDdDGA)を適用した連続向流試験を行った。マイナアクチノイド(MA: Am及びCm)、希土類(RE: Y, La, Nd及びEu)及び他の核分裂生成物(Sr, Cs, Zr, Mo, Ru, Rh及びPd)を含む硝酸を抽出器に供給した。TDdDGAは供給液中のMA及びREを効果的に抽出する一方、他の核分裂生成物はほとんど抽出しなかった。抽出したMA及びREを0.02mol/dm$$^{3}$$硝酸で逆抽出し、MA-REフラクションとして回収した。MA-REフラクションにおけるMA及びREの割合はそれぞれ$$>$$98%及び$$>$$86%であった。これらの結果からMA及びREの抽出剤としてのTDdDGAの適用性を示した。

論文

Origin of robust nanoscale ferromagnetism in Fe-doped Ge revealed by angle-resolved photoemission spectroscopy and first-principles calculation

坂本 祥哉*; 若林 勇希*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 鈴木 博人*; 伴 芳祐*; 山上 浩志; 田中 雅明*; 大矢 忍*; 藤森 淳*

Physical Review B, 95(7), p.075203_1 - 075203_5, 2017/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:43.06(Materials Science, Multidisciplinary)

Ge$$_{1-x}$$Fe$$_x$$ (Ge:Fe) shows ferromagnetic behavior up to a relatively high temperature of 210 K and hence is a promising material for spintronic applications compatible with Si technology. We have studied its underlying electronic structure by soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy measurements and first-principles supercell calculation. We observed finite Fe 3$$d$$ components in the states at the Fermi level ($$Erm_F$$) in a wide region of momentum space, and the $$Erm_F$$ was located $$sim$$0.35 eV above the valence-band maximum of the host Ge. Our calculation indicates that the $$Erm_F$$ is also within the deep acceptor-level impurity band induced by the strong $$p$$-$$d$$($$t_2$$) hybridization. We conclude that the additional minority-spin $$d(e)$$ electron characteristic of the Fe$$^{2+}$$ state is responsible for the short-range ferromagnetic coupling between Fe atoms.

論文

Uranium and plutonium extraction by ${it N,N}$-dialkylamides using multistage mixer-settler extractors

伴 康俊; 宝徳 忍; 筒井 菜緒; 鈴木 明日香; 津幡 靖宏; 松村 達郎

Procedia Chemistry, 21, p.156 - 161, 2016/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:94.49

${it N,N}$-ジアルキルアミドを用いたU及びPu回収プロセスの妥当性を示すための連続抽出試験を実施した。このプロセスは${it N,N}$-(2-エチルヘキシル)-2,2-ジメチルプロパンアミドを抽出剤に用いた第1サイクル及び${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)ブタンアミドを抽出剤に用いた第2サイクルから構成されている。第1サイクルへの供給液は0.92M(mol/dm$$^{3}$$)のU、1.6mMのPu及び0.6mMのNpを含んだ5.1M硝酸であり、第1サイクルの抽残液を第2サイクルの供給液として使用した。UのUフラクション及びU-Puフラクションへの移行率はそれぞれ99.1%及び0.8%であり、PuのU-Puフラクションへの移行率は99.7%であった。U-PuフラクションにおけるUのPuに対する濃度比は9であり、Puは単離されていない。また、UフラクションにおけるUのPuに対する除染係数として4.5$$times$$10$$^{5}$$を得た。これらの結果は本プロセスの妥当性を支持するものである。

論文

A Continuous counter-current experiment for U extraction using DEHDMPA in a hot cell

伴 康俊; 宝徳 忍; 筒井 菜緒; 鈴木 明日香; 松村 達郎

Proceedings of 5th International Conference on Asian Nuclear Prospects 2016 (ANUP 2016) (CD-ROM), 2 Pages, 2016/10

${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)-2,2-ジメチルプロパンアミド(DEHDMPA)をウランの抽出剤に用いて、ホットセル内に設置したミキサセトラ抽出器による連続抽出試験を行った。DEHDMPAは硝酸中のウランを効果的に抽出し、99.6%のウランをウランフラクションに回収する試験結果を得た。

論文

Spent fuel test equipment for research and development activities at NUCEF-BECKY

鈴木 明日香; 宝徳 忍; 伴 康俊; 筒井 菜緒; 津幡 靖宏; 松村 達郎

Proceedings of 5th International Conference on Asian Nuclear Prospects 2016 (ANUP 2016) (CD-ROM), 2 Pages, 2016/10

日本原子力研究開発機構では、燃料サイクル安全工学研究施設 バックエンド研究施設(NUCEF-BECKY)において使用済燃料の湿式分離プロセスの開発に向けて、幅広い研究開発を行っている。BECKYには3つのホットセル、複数のグローブボックス、ヒュームフードがあり、プロセスセルと呼ばれるホットセルにはU,P,その他の使用済燃料物質を用いたベンチスケールの試験設備が設置されている。本報告では、プロセスセル内の湿式分離プロセス試験設備について説明する。

論文

Isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry for determination of $$^{126}$$Sn content in spent nuclear fuel sample

浅井 志保; 利光 正章; 半澤 有希子; 鈴木 英哉; 篠原 伸夫; 伊奈川 潤; 奥村 啓介; 宝徳 忍; 木村 貴海; 鈴木 健介*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(6), p.556 - 562, 2013/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:64.36(Nuclear Science & Technology)

高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核種の1つである$$^{126}$$Snのインベントリ評価を目的として、ICP-MSによる$$^{126}$$Snの分析法を開発した。また、照射履歴の明確な使用済燃料溶解液を分析試料として、開発した$$^{126}$$Sn分析法の妥当性を検証するとともに、使用済燃料溶解液中の$$^{126}$$Sn存在量及び共存するスズ同位体の同位体比を算出した。ICP-MS測定の前処理法として、陰イオン交換法を採用し、$$^{126}$$Snの主要な測定妨害核種$$^{126}$$Teや、高放射性の成分Sr, Y, Cs、及びBaを分離除去した。陰イオン交換樹脂に吸着したスズは、1M HNO$$_{3}$$によって定量的に溶出した。得られたスズ溶出液中のスズの同位体比は、ICP-MSによって精度よく測定され、また、国内初の$$^{126}$$Sn実測値が得られた。さらに、スズ同位体比は燃焼計算コードORIGEN2による計算値ともよく一致したことから、ORIGEN2による計算の信頼性を確認できた。

論文

Determination of $$^{79}$$Se and $$^{135}$$Cs in spent nuclear fuel for inventory estimation of high-level radioactive wastes

浅井 志保; 半澤 有希子; 奥村 啓介; 篠原 伸夫; 伊奈川 潤; 宝徳 忍; 鈴木 健介*; 金子 悟*

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(5), p.851 - 854, 2011/05

 被引用回数:24 パーセンタイル:85.78(Nuclear Science & Technology)

$$^{79}$$Se and $$^{135}$$Cs are long-lived fission products and are found in high-level radioactive waste (HLW). The estimation of their inventories in HLW is essential for the safety assessment of a geological disposal, owing to their mobility in the strata. In this study, the amounts of $$^{79}$$Se and $$^{135}$$Cs in spent nuclear fuel solution were measured. About 5 g of irradiated UO$$_{2}$$ fuel discharged from a commercial Japanese PWR with the average burn-up of 44.9 GWd/t was sampled. After Se and Cs were chemically separated, the amounts of $$^{79}$$Se and $$^{135}$$Cs in the spent nuclear fuel solution were measured with inductively coupled plasma quadrupole mass spectrometer (ICP-QMS). The amounts of $$^{79}$$Se and $$^{135}$$Cs were 5.2 $$pm$$ 1.5 and 447 $$pm$$ 40 g/MTU, respectively. The results obtained in this study showed good agreement with those obtained by the ORIGEN2 calculation using the data library of JENDL-3.3.

論文

グリッドを意識しないグリッド利用法; シームレスAPIの提案とアプリケーションへの適応

中島 康平; 鈴木 喜雄; 手島 直哉; 杉本 振一郎*; 吉村 忍*; 中島 憲宏

全NEC C&Cシステムユーザー会平成20年度論文集(CD-ROM), 13 Pages, 2009/02

グリッドコンピューティング環境を利用するために用意されている多くのツールは、グリッドに配置されている各種計算機やジョブの管理・設定等を、計算機に直接アクセスせずに行えるように工夫がされている。しかしながら、これらのツールの使い方などはどれもグリッド基盤に特有のものであり、利用者はツールの利用方法を習得しなければならない。これは簡単なジョブを行うユーザも同様であるため、こうしたツールがあっても、グリッドの利用は敷居の高いものというイメージが持たれていたものと考えられる。そこで、ジョブの設定・実行などの定義を作成するツールの機能を、ジョブスクリプトジェネレータAPIとして実装し、ユーザアプリケーション内でこれらの設定を簡単に行えるようにした。本論文では、本APIの概要と、実際のアプリケーションへの適応について述べる。

論文

ITBLクライアントAPIによるADVENTURE_OptのITBL環境への実装

宮村 倫司*; 新井 健太郎*; 三村 泰成*; 吉村 忍*; 鈴木 喜雄

計算工学講演会論文集, 12(2), p.655 - 658, 2007/05

ADVENTURE_Optは、計算力学のためのオープンソースシステムであるADVENTUREシステムのソフトウェアモジュールの一つである。システムは、大規模解析と設計を実行するために設計されている。ADVENTURE_Optは、実数値遺伝的アルゴリズムReal coded GAのような最適化アルゴリズムを使った人工物の最適化を実行でき、有限要素法は、目的関数を評価するために実行される。本論文では、ADVENTURE_Optが、日本の国家プロジェクトで開発されたグリッド環境であるITBL環境を使うために修正されている。ADVENTURE_Optを用いた計算では、有限要素解析を実行するために非常に時間を要する。本実装では、この計算がITBL環境で実行され、他の部分はパーソナルコンピュータで実行される。ITBLクライアントAPIライブラリが、システムの実装に用いられている。

論文

Development of human and robot collaborative navigation technology in nuclear power plants

石川 信行; 古川 良男*; 佐々木 忍; 鈴木 勝男

Proc. of AIR & IHAS '97, p.213 - 225, 1997/00

原子力プラントの巡回点検作業遂行においては、高い安全性、信頼性そして迅速性が要求される。そのために新しい概念のロボットシステム、「人間・ロボット協調システム」を提案するとともに、その要素技術を開発した。本論文では、特に人間とロボットの協調による走行を実現するために開発した「割込み機能つき走行コマンドインタプリタ」、巡回点検の経路生成のためのGUI(Graphical User Interface)である「パスジェネレーションツール」、及びロボット走行において必須事項の自己位置推定技術について述べる。

論文

Programmed temperature control of capsule in irradiation test with personal computer at JMTR

斎藤 春雄; 浦本 敏正; 福島 征夫; 小畑 雅博; 鈴木 忍; 中崎 長三郎; 田中 勲

Proc. of the 3rd Asian Symp. on Research Reactor, p.285 - 292, 1991/00

原子炉での中性子照射試験研究において、照射温度は最も重要なパラメータの一つである。JMTRでのキャプセル照射は、アナログ型の調節器による温度制御を行ってきた。今回、温度制御系にパーソナルコンピュータを付加した温度制御方式を開発した。これにより、原子炉出力上昇前に、キャプセル温度を定常にする照射試験、サイクル温度変化、任意速度での直線状・段階状の昇温及び降温等の照射試験が可能となり、キャプセル方式による照射試験の内容が大幅に拡大した。

報告書

In-pile loop OWL-2 and irradiation tests done with it

鈴木 忍; 池島 義昭; 河野 政勝; 渡邊 浩之; 佐藤 均; 田中 勲

JAERI-M 90-196, 45 Pages, 1990/11

JAERI-M-90-196.pdf:1.67MB

OWL-2は、我が国最大規模のインパイル・ループとして1972年2月JMTRに設置されて以来、各種の動力炉用燃料・材料試料の照射試験及び炉工学的試験に使用されてきたが、所期の目的を達成したため廃止する計画である。廃止後には、JMTR改造計画の一環として核融合炉用増殖ブランケットの試験研究を進めて行くうえで必要な新ループの設置を予定している。本報告は、インパイル・ループの設計上考慮した点を中心に、廃止計画に至るまでの経緯と照射試験、タービン型流量計の開発、炉内管構造材のサーベイランステストの結果及び炉内管に発生したTGSCCとその防止対策などについてまとめたものである。

報告書

インパイル・ループOWL-2と照射試験

池島 義昭; 河野 政勝; 渡邊 浩之; 鈴木 忍; 佐藤 均; 田中 勲

JAERI-M 89-043, 35 Pages, 1989/03

JAERI-M-89-043.pdf:1.41MB

OWL-2は、我が国最大規模のインパイル・ループとして1972年2月JMTRに設置されて以来、各種の動力炉用燃料・材料試料の照射試験及び炉工学的試験に使用されてきたが、所期の目的を達成したため廃止することになっている。廃止した後には、JMTR性能向上計画の一環として軽水炉の高度化及び核融合炉の開発研究を進めて行くうえで必要な新ループの設置を予定している。本報告は、インパイル・ループとして設計上考慮した点を中心に、廃止に至るまでの経緯と照射試験、タービン型流量計の開発、炉内管構造材のサーベランステストの結果及び炉内管で経験したTGSCCとその対策などについてまとめたものである。

報告書

Underwater plasma arc cutting of in-reactor tube of in-pile creep test facility

鈴木 忍; 市橋 芳徳; 中崎 長三郎; 長松谷 孝昭*; 中田 宏勝; 伊丹 宏治

JAERI-M 88-199, 39 Pages, 1988/10

JAERI-M-88-199.pdf:2.28MB

新型転換炉の原型炉「フゲン」の炉心部に使用されているジルコニウム合金製圧力管の中性子照射下でのクリープ歪量を確認する目的で、JMTRに設置された上記圧力管と同材質のクリープ照射試験装置炉内管は1978年まで7年間照射試験に供された。照射試験終了後、撤去された炉内管の廃棄のための切断および照射試験後に供されるテストセクション部の切出し作業が1981-1982年に掛けて実施された。切断作業は大別して(1)非放射化部で、かつ汚染密度の低い部分の空中の切断、(2)放射化部を含む汚染密度の高い部位の水中プラズマアーク切断、および(3)ホットセル内での機械切断の3とおりである。本報告書は空気中切断に続いて行われた水中プラズマアーク切断について、今後同様な作業を計画する場合の参考と成り得るデータ等を収録する目的でまとめられた。

報告書

OWL-2炉内管の貫粒型応力腐食割れ対策; THSI溶接残留応力改善法の確性試験報告

池島 義昭; 梅本 忠宏*; 阿部 弘; 鈴木 忍; 伊丹 宏治

JAERI-M 87-041, 45 Pages, 1987/03

JAERI-M-87-041.pdf:2.0MB

JMTRに設置されているOWL-2照射設備は、昭和47年1月から加圧水型および沸騰水型原子炉の運転状態を模擬可能なインパイル水ル-プとして、各種の原子炉用燃、材料試料の照射実験並びに炉工学的試験に使用されてきた。しかし昭和58年3月にJMTR第62サイクル運転中、炉内管頂部の耐圧管に亀裂欠陥が発生した。調査の結果、耐圧管内面の打ち疵部の孔食が起点となり、貫粒型応力腐食割れにに進展した事が明らかとなった。新炉内管は、これらの調査結果を踏まえ、昭和60年1月から設計・製作を進めて昭和61年12月に完成し照射運転を再開した。本報告書は、新炉内管に採用した貫粒型応力腐食割れ防止の諸対策および亀裂発生箇所などに施工したTHSI法の確性試験の概要と新炉内管への施工結果についてまとめたものである。

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