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土川 雄介; 甲斐 哲也; 阿部 雄太; 及川 健一; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 佐藤 一憲
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012022_1 - 012022_6, 2023/10
中性子断面積の大きいホウ素の面密度分布を、エネルギー分析型中性子イメージングにより取得する方法を開発した。一般に、中性子感度が非常に高い元素の測定では、元素量が多くなると中性子の自己遮蔽効果が無視できず、定量的な測定が困難になる。この効果を回避するために、既知の断面積データを用いたエネルギースペクトル解析を試み、J-PARCの物質・生命科学実験施設において、定量的な二次元イメージング像の取得を実証した。本発表では、一例として福島第一原子力発電所のシビアアクシデントの研究において得られた模擬溶融試験体デブリの測定結果を紹介する。この取り組みは、溶融過程における制御棒からのホウ素の挙動を調査するものである。ホウ素の中性子断面積は、広い範囲で中性子エネルギーの平方根に反比例し、模擬燃料集合体に含まれる他の物質とは大きく異なる。試料の中性子透過率を中性子イメージング検出器で測定し、二次元的なホウ素の面密度分布を得た。同様に、鉄やジルコニウム等比較的感度の低い他元素の面密度分布も導出することを試みた。
-violation studies on superheavy molecules; Theoretical and experimental perspectivesMitra, R.*; Prasannaa, V. S.*; Garcia Ruiz, R. F.*; 佐藤 哲也; 阿部 穣里*; 酒見 泰寛*; Das, B. P.*; Sahoo, B. K.*
Physical Review A, 104(6), p.062801_1 - 062801_9, 2021/12
被引用回数：2 パーセンタイル：24.82(Optics)ローレンシウムを含む二原子分子における電子電気双極子モーメント(eEDM)および核-電子スカラー-擬スカラー相互作用の理論的研究をおこなった。反転に対する感度をさまざまな中性およびイオン分子について調べたところ、これらの系の実効電場が、eEDM実験が行われている他の既知の分子よりも約3
4倍大きいことがわかった。同様に、これらの超重元素分子は、に違反するスカラー-擬スカラー核-電子相互作用に対して3倍以上の増強を示す。Woods-Saxon核モデルを用いて検討した結果、これらがLr核内の拡散表面相互作用に敏感であることが示唆された。
阿部 雄太; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 大石 佑治*; 加美山 隆*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011075_1 - 011075_6, 2021/03
Since the hardness of fuel debris containing boride from B
C pellet in control rod is estimated to be two times higher as that of oxide, such as UO
and ZrO, distribution of such boride in the fuel debris formed in the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plants may affect the process of debris cutting and removal. The high neutron absorption of boron may affect the possibility of re-criticality during the process of debris removal. Therefore, boride distribution in fuel debris is regarded as an important issue to be addressed. However, boron tends to have difficult in quantification with conventionally applied methods like EPMA and XPS. In this study, accelerator-driven neutron-imaging system was applied. Since boron is the material for neutron absorption, its sensitivity in terms of neutron penetration through specimens is concerned. To adjust neutron attenuation of a specimen to suit a particular measurement by selecting the neutron energy range, we focused on the energy resolved neutron imaging system RADEN, which utilizes wide energy range from meV to keV. Development of a method to visualize boron distribution using energy-resolved neutrons has been started. In this presentation the authors show the status of the development of a method utilizing energy-resolved neutrons and provide some outcome from its application to the Core Material Melting and Relocation (CMMR)-0 and -2 specimens.
土川 雄介; 阿部 雄太; 大石 佑治*; 甲斐 哲也; 藤 暢輔; 瀬川 麻里子; 前田 亮; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 正英; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011074_1 - 011074_6, 2021/03
福島原子力発電所の解体作業では、溶融した燃料棒に含まれるホウ素分布を事前に把握することが重要である。溶融燃料棒の模擬試験体を用意し、ホウ素やホウ化物の含有量を調査する研究が行われてきた。本研究では、その一環として中性子を用いたホウ素並びにホウ化物分布の測定技術開発を行った。ホウ素の中性子吸収に伴う即発ガンマ線を測定し、ホウ素量や二次元分布を測定した。また、n(B,
)反応における478keV線は、ホウ素の化合状態により、線ピークの幅が変化することが知られている。このことを用い、特に溶融燃料棒周辺に存在することが予測されているZrBやFeBといったホウ化物の識別可能性について調査した。測定はJ-PARC/MLFのANNRI, NOBORU, RADENにて行った。これらの解析結果について報告する。
土川 雄介; 甲斐 哲也; 阿部 雄太; 大石 佑治*; Sun, Y.*; 及川 健一; 中谷 健; 佐藤 一憲
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 991, p.164964_1 - 164964_5, 2021/03
被引用回数：1 パーセンタイル：18.91(Instruments & Instrumentation)福島第一原子力発電所の廃炉に伴い、建屋内部に残留するホウ素やホウ化物の定量分析、及びホウ素化合状態の同定が一つの重要な調査項目となっている。本件では、ホウ化ジルコニウム,ホウ化鉄,純ホウ素及びその他のホウ化物に中性子を照射することで発生する478keV即発ガンマ線のエネルギー幅を測定し、ホウ化物毎に異なるドップラー幅を用いた化合物の同定可能性を調査した。金属,非金属ホウ化物ではそれらの即発ガンマ線ドップラー幅に顕著な違いが見られた一方で、ホウ化ジルコニウムとホウ化鉄では幅の違いが微小であった。ガンマ線エネルギースペクトル解析でこれら金属ホウ化物の違いを詳細に測定し評価した。
阿部 雄太; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 大石 佑治*; 加美山 隆*; 永江 勇二; 佐藤 一憲
Proceedings of 2020 International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 2020) (Internet), 6 Pages, 2020/08
Boron carbide is used as a neutron-absorbing material in Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station (1F), producing borides that are twice as hard as oxides (such as UO and ZrO). The high neutron absorption of boron affects the evaluation of re-criticality during the process of debris retrieval. Therefore, it is important not only to determine the presence of boron but also to investigate the distribution of boron inside the material in a non-destructive manner during decommissioning. To address the uncertainties in the core material relocation behavior of boiling water reactor (BWR) during a severe accident (SA), solidified melt specimens of a simulated fuel assembly were prepared by plasma heating. If core material melting and relocation (CMMR) specimens can be used to estimate the B distribution in 1F Unit-3, that will provide valuable information in the decommissioning of 1F. To address this, the authors focused on the energy-resolved neutron imaging system, RADEN, which utilizes a wide energy range, from meV to keV. This is an innovative three-dimensional analysis technology for boride distribution that affects the evaluation of hardness and re-criticality. In the calibration standard samples (Zr
B
and FeB), there was a good correlation between boron concentration and the energy-dependence of the cross sections of cold and epi-thermal neutrons. In the CMMR specimens, boron distribution was confirmed from the contrast difference between cold and epi-thermal neutrons. In the future, the results of calibration standard samples will be applied to the results of CMMR specimens. With this method, three-dimensional boron distribution will be measured, and the understanding of boride distribution 1F Unit-3 will be improved, which may be reflected in an improved SA code.
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。
岩澤 譲*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 金川 哲也*; 齋藤 慎平*; 松尾 英治*; 海老原 健一; 坂場 弘*; 小山 和也*; 成合 英樹*
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 7 Pages, 2015/05
高速炉の炉心溶融事故時における事故後冷却性評価のために、冷却材中にジェット状に射出された溶融燃料の微粒化挙動を詳細に把握することが望まれている。本研究では、粘性がジェット挙動に与える影響を調べるために、3次元二相流体格子ボルツマンモデルを用いたジェット挙動の数値シミュレーションを行い、結果をオーネゾルゲ数とレイノルズ数で整理した。結果として、ジェット挙動の評価には、ジェットの粘性と同様に冷却材の粘性の影響も考慮する必要があることを示した。
堀口 直樹; 吉田 啓之; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05
原子炉における炉心溶融を伴うシビアアクシデント時において、放射性物質の拡散を抑制し、かつ格納容器の保護のため除熱および減圧するための手段としてフィルタードベントがある。本研究は、ベンチュリースクラバーを用いたフィルタードベントの作動特性を明らかにすることを目的として、実験ならびに解析を行っている。これまでの研究により、単一ベンチュリースクラバーにおいて、気相流入量がある一定以上になった場合、自吸停止に至る可能性を明らかにした。本報告では、詳細二相流解析コードTPFITを用いて、ベンチュリースクラバー内の二相流解析を行い、自吸現象に対する数値予測を行うと共に、液滴発生のメカニズムについて検討した結果について報告する。
加藤 由幹; 吉田 啓之; 横山 諒太郎*; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 文字 秀明*; 阿部 豊*
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 8 Pages, 2015/05
In this study, visualization experiment for the bubbly flow in a horizontal pipe excited by oscillation acceleration was performed to understand bubbly flow behavior under earthquake acceleration. Liquid pressure was also measured at upstream and downstream of the test section. In addition, to consider detailed effects of pressure gradient on bubble motion, numerical simulation of two-phase flow in horizontal pipe with vibration was performed by a detailed two-phase flow simulation code with an advanced interface tracking method: TPFIT. Based on observed images and calculated results, bubble velocity was evaluated. It was confirmed that the pressure gradient amplitude increased with the increase of the frequency of the table. In addition, it was observed that the bubble velocity amplitude also increases with the increase of the frequency of the table. It was concluded that the bubble motion was strongly affected by the pressure gradient in the test section.
堀口 直樹; 吉田 啓之; 金川 哲也*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
Proceedings of 9th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9) (CD-ROM), 5 Pages, 2014/11
A Multi Venturi Scrubber System (MVSS) is one of the filtered venting devices, and used for existing reactors in Europe. One of the main components of the MVSS is a self-priming Venturi Scrubber (VS). It is considered that a dispersed or dispersed annular flow is formed in the VS by a self-priming phenomena. In the self-priming phenomena, the liquid was suctioned from a surrounding region to the inside of the VS. And a part of the radioactive materials in the gas are eliminated to the liquid through the gas-liquid interface of the dispersed or annular dispersed flow. Therefore, to consider the MVSS operation characteristics, it is important to evaluate the liquid flow rate of the self-priming of the VS including the occurrence condition of the self-priming. In this paper, to understand the self-priming phenomena of the VS for the filtered venting, theoretical preliminary analysis for evaluating liquid flow rate of the self-priming of the VS and experiment to observe self-priming phenomena and measure the liquid flow rare of the self-priming were performed. By comparing these results, we discussed about the mechanism of the self-priming phenomena. As a result, the self-priming phenomena in the VS was observed. In addition, at a higher gas mass flux, the suspension of the self-priming phenomena was confirmed both experimentally and theoretically.
平塚 一; 秦野 歳久; 阿部 哲也
JAEA-Testing 2013-001, 42 Pages, 2013/05
JAEA-Testing-2013-001.pdf:7.71MBJAEA-Testing-2013-001(errata).pdf:0.08MB
四重極形質量分析計(QMS)を用いた微量ガス成分の測定・分析技術の開発を進め、呼気ガス測定装置(ブレスマス)を実用化した。ブレスマスは、大気圧のガスを超高真空まで瞬時に減圧し、高感度かつ再現性よく、そのガス成分を短時間で計ることを可能としたガス分析装置である。その特徴を生かし、可搬性を備えることから、その場測定を実施するなど、広範な分野への活用を目指した。技術指導や共同研究等を通してブレスマスの活用を進める中、本装置の基本的な取り扱い方法の講習が求められた。そこで、ブレスマスの運転操作やガスの採取方法及び保守メンテナンスを報告書にまとめた。
平塚 一; 秦野 歳久; 阿部 哲也
平成24年度愛媛大学総合技術研究会報告書(CD-ROM), 3 Pages, 2013/03
四重極形質量分析計(QMS)を使った微量ガス成分の測定・分析技術の開発を進め、高感度ガス分析装置(ブレスマス)を実用化した。ブレスマスを用いた呼気ガス、清酒の香りや野菜・果実の香りなどの測定技術の開発を行い、各々についての客観的な評価基準の確立を試みた。ブレスマスによるガス測定は、非破壊測定,高感度測定,迅速測定であることなどを特徴とすることから多くの分野への利活用が進展した。原子力技術で培ったブレスマスによる高度なガス測定技術やガス分析技術は、原子力分野以外の分野に波及した。特に、農業分野においては、野菜・果実の香り特性や新鮮度の提案、畜産分野については、豚肉,牛肉の品質や変化調査に活用され、特徴的な香りのガス成分を検出した。これらのガス測定・分析技術は、技術移転を目指した現場測定や特殊なガス測定の技術開発にも展開している。さらに、このガス測定技術を活用した企業の業績向上にも貢献している。今後は、環境・安全管理やセキュリティ技術などの分野にブレスマスが活用されることが期待される。
吹留 博一*; 高橋 良太*; 阿部 峻佑*; 今泉 京*; 半田 浩之*; Kang, H. C.*; 唐澤 宏美*; 末光 哲也*; 尾辻 泰一*; 遠田 義晴*; et al.
Journal of Materials Chemistry, 21(43), p.17242 - 17248, 2011/11
被引用回数：28 パーセンタイル：63.34(Chemistry, Physical)Graphene is a promising material in the next-generation devices. Large-scale epitaxial graphene should be grown on Si substrates to take over the accumulated technologies for integrated devices. We have for this reason developed epitaxy of graphene on Si (GOS) and device operation of the backgate field-effect transistors (FETs) using GOS has been confirmed. It is demonstrated in this paper that the GOS method enables us to tune the structural and electronic properties of graphene in terms of the crystallographic orientation of the Si substrate. Furthermore, it is shown that the uniformity of the GOS process within a sizable area enables us to reliably fabricate topgate FETs using conventional lithography techniques. GOS can be thus the key material in the next-generation devices owing to the tunability of the electronic structure by the crystallographic orientation of the Si substrate.
都留 智仁; 阿部 陽介; 鈴木 知史; 中沢 哲也; 加治 芳行; 塚田 隆
Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1054 - 1057, 2011/10
被引用回数：1 パーセンタイル：10.73(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉における構造材料の有力な候補として期待される低放射化フェライト鋼において、マトリクス中の不純物の安定性は照射脆化等の材料劣化に寄与する大きな要因である。本研究では、圧力容器等に用いられるフェライト鋼と低放射化フェライト鋼における不純物元素の析出特性と、空孔ペアとの安定性について第一原理計算を用いた検討を行った。その結果、Feマトリクス中の相互作用係数と析出エンタルピーの評価から、WやMoはCuなどの閉殻系と異なり固溶状態が安定であることがわかった。
平塚 一; 秦野 歳久; 阿部 哲也
平成23年度機器・分析技術研究会報告, p.64 - 65, 2011/09
特願 H16-234010 
開放特許情報データベース 公報
四重極形質量分析計を使った微量ガスの分析技術の開発を進め、高感度ガス分析装置(ブレスマス)を実用化した。ブレスマスは、大気圧のガス成分を短時間に計ることを可能としたガス分析装置であり、工業,農業,醸造,医療,畜産及び漁業などのさまざまな分野での活用が期待できる発展性を備えたガス分析装置である。これまでに多くの分野のガス測定・分析を行い、有用なデータを得てきたが、一方では計測結果に悪影響を与える複数の真空漏れ(真空リーク)も経験し、その都度、対策を行ってきた。高温状態で、繰り返し測定を行うブレスマスは、真空の質(測定動作時のバックグランドガス圧力及び成分組成)に変化のないことが必須条件である。真空リーク探しは、ヘリウムガスによる吹きかけ法やフード法によって行った。主な真空リーク箇所は、配管などの溶接部、フランジシール部のキズ、シール面の荒れ、ハーメチックシール部などである。対策として、シール面の精密仕上げ、継手の切断、突合溶接部の最適構造化及び溶接専用バルブを使用したことや面仕上げや切断にあたっては油脂を使用しない切断・仕上方法を用いることで良好な真空性能を得ることができた。
秦野 歳久; 平塚 一; 阿部 哲也
Journal of the Vacuum Society of Japan, 54(9), p.474 - 477, 2011/09
特願 H16-234010開放特許情報データベース 公報
高精度なガス分析を行うとき、圧力や温度などの測定環境を一定常状態にしなければならない技術課題を要することがある。真空排気装置では圧力-排気曲線が排気時定数によって一義的に決定されるということに着目し、排気過程で得られる測定質量スペクトルを圧力一定の場合に対応するように整形することが可能である。本研究はその整形質量スペクトルを分析用質量スペクトルとして用いることの可否について検討評価した。測定は、試料ガスを1回だけ間欠注入して質量分析計で測定する。そのときの試料ガス圧が指数関数に則って低下するため、測定質量スペクトルは数学的処理により初期の試料ガス圧で一定にした場合に相当するように整形することができる。窒素,酸素,アルゴン,二酸化炭素を測定した場合の整形質量スペクトルとアメリカ国立標準技術研究所(NIST)の質量スペクトルのデータベースとの比較を行い、整形質量スペクトルがガス分析用質量スペクトルとして十分使用できることを確認した。
平成26年度)調査研究計画書岩月 輝希; 佐藤 治夫; 野原 壯; 棚井 憲治; 杉田 裕; 天野 健治; 藪内 聡; 大山 卓也; 天野 由記; 横田 秀晴; et al.
JAEA-Research 2011-009, 73 Pages, 2011/06
JAEA-Research-2011-009.pdf:4.41MB
本計画書は、第2期中期計画期間(平成22年度平成26年度)において、幌延深地層研究センターの地下研究施設を利用して行う調査研究開発の計画を整理したものである。当該期間においては、民間活力により深度350mまでの地下施設の整備,維持管理及び研究支援に関する業務のほかさまざまな受託事業,共同研究が行われる予定であり、第2段階(坑道掘削[地下施設建設]時の調査研究段階)に加えて、第3段階(地下施設での調査研究段階)の調査研究開発が開始される。これらの調査研究開発を通して、地質環境調査技術や深地層における工学的技術,処分技術,安全評価手法を向上させるとともに、その成果を広く社会に公開することで、地層処分にかかわる諸技術の実現性を示し、信頼感を醸成していく。
荒瀬 幸子*; 長谷 純宏; 阿部 純*; 河西 めぐみ*; 山田 哲也*; 喜多村 啓介*; 鳴海 一成; 田中 淳; 金澤 章*
Plant Biotechnology, 28(3), p.323 - 329, 2011/06
被引用回数：20 パーセンタイル：54.28(Biotechnology & Applied Microbiology)We describe for the first time the dose response and mutagenic effects of ion-beam irradiation in soybean. We irradiated the hilum side of dried mature soybean seeds with 320 MeV carbon ions. The number of plants that survived until seed-set decreased with the increase of the irradiation dose and was very low in plants irradiated at doses higher than 5.0 Gy, whereas the frequency distribution of the number of seeds produced by each seed-setting plant was not affected by lower doses of irradiation. We produced plant populations irradiated at 2.5 Gy and 5.0 Gy on a large scale to obtain M seeds. Despite the duplicate composition of the soybean genome, chlorophyll-deficient mutants were detected with a frequency of 0.47% in the M generation of plants irradiated at 5.0 Gy. These results demonstrate that irradiation of the hilum side of dried soybean seeds with carbon ion beams at a dose range around 2.5-5.0 Gy induces genetic changes while also allowing the production of a considerable number of seed-setting plants.
秦野 歳久; 平塚 一; 長谷川 浩一; 海福 雄一郎*; 阿部 哲也
Journal of the Vacuum Society of Japan, 54(5), p.313 - 316, 2011/05
環境分野での大気汚染ガス量やアルミリサイクル材に混入している不純物ガス量の定量測定は、これらを世界標準化する観点からガス量を直接、重量値として表すことが求められている。そのため重量値で示せる標準ガス発生源の実用化が期待されている。本研究では、気液平衡型ガス発生源(以下、P-チューブと略する)を一候補例として、真空中での性能評価試験を行った。具体的には、真空中でガスの重量変化を自作の真空天秤で直接測定するとともに質量分析計を用いてガス成分濃度も合わせて測定し、両者の対応関係等について調べた。試験結果は、気液平衡型P-チューブが真空用重量標準ガス発生源として使用できる可能性を示した。