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山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 谷 教夫; 高柳 智弘; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1174 - 1205, 2022/09
被引用回数：6 パーセンタイル：84.97(Nuclear Science & Technology)J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。
神谷 潤一郎; 古徳 博文; 引地 裕輔*; 高橋 博樹; 山本 風海; 金正 倫計; 和田 薫*
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011023_1 - 011023_6, 2021/03
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)の真空システムは、出力強度1MWのビーム運転においても安定にビームラインの真空を維持するために、運転開始から現在に至るまで綿密な保守を行う一方で各種高度化を続けてきた。広範囲で排気速度を保つターボ分子ポンプの主排気系への採用、ターボ分子ポンプのタッチダウントラブルを防ぐための長尺ケーブル化実施、極高真空領域まで計測可能な高精度真空計の導入、磁場遮蔽を兼ねた磁性材料真空容器の設置等である。そして、2018年の1MW出力でのビーム運転時のガス放出問題を受けて真空ポンプの増強を行い、2019年の1MWの10.5時間運転ではビームラインの圧力上昇は微小となり、真空を原因とするダウンタイムをなくすことができた。現在、高強度材料で回転数を上げたターボ分子ポンプの設計検討を行うなど、より高いビーム強度での多量の放出ガスへの対応策を進めているところである。本発表では、RCSの真空システムの10年間にわたる運転実績を総括するとともに、将来のより高強度なビーム運転を見据えた真空機器の高度化について発表する。
岡部 晃大; 山本 風海; 神谷 潤一郎; 高柳 智弘; 山本 昌亘; 吉本 政弘; 竹田 修*; 堀野 光喜*; 植野 智晶*; 柳橋 亨*; et al.
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.853 - 857, 2017/12
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)には、ビーム損失を局所化し、機器の放射化を抑制するためにビームコリメータが設置されている。RCSにて加速中に広がったビームハローは、すべてコリメータ散乱体によって散乱され、吸収体部にて回収される。2016年4月のコリメータ保守作業時に吸収体部の1つで大規模な真空漏れが発生したため、代替の真空ダクトを設置することで応急的な対処を行い、ビーム利用運転を継続した。取り外したコリメータの故障原因を特定するためには、遮蔽体を解体し、駆動部分をあらわにする必要がある。しかし、故障したコリメータ吸収体部は機能上非常に高く放射化しており、ビームが直接当たる真空ダクト内コリメータ本体では40mSv/hという非常に高い表面線量が測定された。したがって、作業員の被ばく線量管理、及び被ばく線量の低減措置をしながら解体作業を行い、故障したコリメータ吸収体の真空リーク箇所の特定に成功した。本発表では、今回の一連の作業及び、コリメータの故障原因について報告する。
田邊 祐介*; 岩本 隆志*; 高橋 潤一*; 西川 宏之*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 神谷 富裕
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 129, 2013/01
In this study, the Ni microstructures were attempted to be fabricated on a distal surface of Cu wires with a diameter of 1.0 mm aiming at the use for imprint lithography. Firstly a PMMA master block was fabricated on the distal surface by exposing PB with beam size of 1.1 
m at 3.0 MeV and developing it by IPA-water for electroplating. The master block was composed of the 4-m wide lines with pitches of 25 m and depths of 20 m. Secondly the electroplating was performed on the PMMA master block using a nickel sulfamate bath. Thirdly the electroplated Ni surface was mechanically polished easily to remove PMMA by smoothing its surface. Finally, the Ni microstructures with 20.5 m were fabricated by removing the PMMA after polishing. We additionally performed UV imprint lithography of the photosensitive polymer using the Ni microstructures as a mold. The observation result of SEM images of Ni microstructures and UV imprinted grooves showed that their imprinted grooves were successfully transferred by way of the Ni microstructures from the PMMA master block using the combination of the electroplating and imprinting.
工藤 潤一*; 坂場 成昭; 高橋 信*; 若林 利男*
日本原子力学会和文論文誌, 9(4), p.360 - 367, 2010/12
HTTR-IS水素製造プラントは、我が国唯一の高温ガス炉(高温工学試験研究炉:HTTR)からの高温核熱を利用して水素を製造するシステムであり、原子力機構において設計が進められている。本システムでは、原子炉近傍で大量の可燃性ガスを取り扱うため、可燃性ガスの爆発に対する原子炉の安全性確保が重要な課題である。本研究では、HTTR-IS水素製造プラントにおける可燃性ガス漏えいの確率論的安全評価を行った。まず、マスターロジックダイヤグラム(MLD)を用いて、システムの事故につながる可能性のある事象(起因事象)を抽出した。次いで、抽出した起因事象に対して、イベントツリー解析(ETA)及びフォルトツリー解析(FTA)を行い、HTTRの建屋に影響を与える可能性のある可燃性ガスの漏えい事象の発生頻度を定量化した。評価の結果、火災爆発事象の発生頻度を合計値は、2.5
10
(件/年)であり、本検討での目標値を上回ったが、火災爆発事象の発生頻度低減を目的とした機器追加により、目標値以下となる7.910
(件/年)に低減できることを明らかにした。
edge in NiO高橋 学*; 五十嵐 潤一*; 野村 拓司
Physical Review B, 75(23), p.235113_1 - 235113_9, 2007/06
被引用回数：18 パーセンタイル：60.66(Materials Science, Multidisciplinary)反強磁性体NiOのNi吸収端における共鳴非弾性X線散乱スペクトルの理論解析を行った。反強磁性基底状態をHartree-Fock近似で求め、内殻正孔によるポテンシャルをBorn近似で扱い、電子相関の効果を乱雑位相近似で扱った。結果として実験結果で得られているスペクトル形状とその光子波数変化依存性が定量的に説明される。
野村 拓司; 五十嵐 潤一*; 高橋 学*
放射光, 20(3), p.171 - 179, 2007/05
最近、高輝度放射光を利用することにより、遷移金属化合物などのいわゆる相関の強い電子系における電子励起スペクトルが観測されている。特に、硬X線領域での遷移金属吸収端における共鳴非弾性X線散乱(RIXS)実験により、光子の波数変化に依存した励起スペクトルが観測されている。本稿では、最近著者たちによって作られたRIXSの微視的理論を解説する。そこでは、散乱スペクトルが遷移金属
電子の動的密度相関関数に関係付けられることが重要である。幾つかの遷移金属酸化物で観測されているスペクトルの形状及びその波数依存性が半定量的に説明される。
川瀬 雅人*; 吉川 博; 榊 泰直; 高橋 博樹; 佐甲 博之; 神谷 潤一郎; 高柳 智弘; 本郷 礼二*
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.537 - 539, 2004/08
インターロック発生時などにおいては、上位制御系に対して、機器情報を可能な限り高速に上位制御系に情報を授受することが必要である。FA-M3を用いた機器においては、イベント通知機能を用いることで、これに対応することができる。今発表では、上位制御系との連携を考慮したイベント通知機能について、3Gev Kicker電磁石電源を例に説明する。
calculation of magnetic resonant X-ray scattering spectra in NiO薄田 学; 高橋 学*; 五十嵐 潤一
Physical Review B, 69(1), p.014408_1 - 014408_7, 2004/01
被引用回数：11 パーセンタイル：49.52(Materials Science, Multidisciplinary)この論文では、反強磁性体NiOのNi原子吸収端における磁気共鳴X線散乱スペクトルを第一原理計算に基づいて解析した結果を報告している。散乱振幅の計算では、共鳴過程における双極子遷移及び四重極子遷移を考慮し、また非共鳴散乱振幅も考慮した。スピン軌道相互作用を通して非占有バンドが軌道分極することにより磁気散乱スペクトルが現れることを計算から明らかにした。
edge of Mn
GaC高橋 学*; 五十嵐 潤一
Physical Review B, 67(24), p.245104_1 - 245104_5, 2003/06
被引用回数：23 パーセンタイル：70.62(Materials Science, Multidisciplinary)MnGaC強磁性相のK端におけるX線磁気円二色性の起源を、第一原理計算に基づき研究した。LDAに基づき、スピン軌道相互作用を取り入れて、Mn及びGaのK端におけるスペクトルを計算し、実験とよく一致する結果を得た。スペクトルの構造のそれぞれに対応する過程を解析し、p状態の軌道分極の機構をはっきりさせた。また、総和則を導いた。
高橋 学*; 五十嵐 潤一
Physica B; Condensed Matter, 329-333(Part2), p.870 - 871, 2003/05
被引用回数：2 パーセンタイル：15.16(Physics, Condensed Matter)KCuFにおけるCu K 吸収端における共鳴X線散乱を、LDA+U近似をもちいたバンド計算に基づき研究した。格子歪みはインプットパラメーターとして取り扱った。K-吸収端のまわりの光子エネルギーの関数として、実験スペクトルをよく再現する結果を得た。スペクトルは磁気秩序や軌道秩序とはほとんど関係なく、おもにヤーンテラー歪みの大きさに依存することが明らかになった。
高橋 学*; 薄田 学; 五十嵐 潤一
Physical Review B, 67(6), p.064425_1 - 064425_7, 2003/02
被引用回数：21 パーセンタイル：68.23(Materials Science, Multidisciplinary)KCuFにおけるCuのK端での磁気共鳴X線散乱スペクトルを第一原理計算から求めた。フルポテンシャルLAPW法を用いて、格子歪みは実験から得られたものを入力した。スピン軌道相互佐用を考慮することで、磁気秩序に対応する超格子点でのブラッグ強度の実験結果を良く再現する結果を得た。また、軌道秩序に対応する超格子点でのブラッグ強度もよく再現でき、その強度が格子歪から来ていることを明らかにすることができた。
神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 石倉 修一*; 寺田 敦彦*; 小林 薫*; 安達 潤一*; 寺奥 拓史*; et al.
Proceedings of American Nuclear Society Conference "Nuclear Applications in the New Millennium" (AccApp-ADTTA '01) (CD-ROM), 9 Pages, 2002/00
原研とKEKは大強度陽子加速器計画の下で中性子散乱実験施設の建設計画を進めている。核破砕中性子源としては、1MWの陽子ビーム入射を想定したクロスフロー型水銀ターゲットの設計検討を実施している。本報では、水銀ターゲット熱流動設計を中心に中性子散乱実験施設建家設計の現状,水銀熱伝達試験結果及びターゲット容器の遠隔操作実証試験装置について報告する。水銀ターゲットの熱流動解析では、陽子ビームプロファイルとしてガウス分布を想定した。入口水銀温度50
,入口平均流速1.0m/s,内部総発熱量約0.4MWの条件で解析を行い、水銀最高温度121.5,容器最高温度232という結果を得て、熱流動的には成立することを明らかにした。また、解析で用いた熱伝達モデルは、水銀熱伝達実験結果に基づき検証した。さらに、本施設の要となるターゲットリモートハンドリング機器については、概念設計結果を基に実規模試験に着手し、所期の性能を発揮することを確認した。
成瀬 雄二; 平岡 徹; 田中 吉左右; 松田 祐二; 吉田 浩; 奥野 健二; 小西 哲之; 苫米地 顕; 渡辺 斉; 高橋 正; et al.
JAERI-M 82-175, 298 Pages, 1982/11
INTORフェーズIIAの主な目的は、フェーズIの概念設計で明らかになった「トリチウム」に関する重要項目の検討を深め、トリチウム格納に関する評価検討とトリチウム増殖ブランケットの設計を進展させることである。本報告書は、トリチウム格納に関するデータベースの評価結果および、より現実的な増殖ブランケットの検討結果をまとめたものである。
工藤 潤一*; 坂場 成昭; 高橋 信*; 若林 利男*
no journal, ,
化学プラントと原子炉を接続したときには、個々の安全性のほかに、一方での事故が他方に影響を与えないように設計する必要がある。特に、化学プラント側の異常な過渡変化及び事故が原子炉の安全・安定運転に影響を与えないようにするべきである。本研究で扱うISプロセスでは、可燃性ガスである水素を大量に生成することから、火災・爆発の潜在的なリスクがある。そこで本研究では、HTTR-IS水素製造システムの概念設計段階における系統構成をもとに、次の設計へ必要な対策を提案することを目的とし、火災・爆発事象のリスクに関し確率論的安全評価を行った。発生頻度評価は、マスターロジックダイヤグラム法を用いて抽出した起因事象に対してイベントツリーを作成し、個々の事象に対してフォルトツリー解析を行い、事象発生頻度を原子力情報公開ライブラリーニューシアによる故障率データを用いて評価した。その結果、頻度の総和は、2.5610/年であった。この値は、ヨウ化水素系の単管部からの漏えい,水素貯蔵タンクからの漏えい,水素部弁からの漏えい,フレアスタック種火燃料配管からの漏えいが大きな割合を占めることが明らかとなった。次段階の設計においては、配管を二重化し発生頻度を低減させる、送風機により爆発限界以下の可燃性混合気体濃度とするなどの頻度低減対策を検討し、水素爆発のリスクを十分に低減させる計画である。
工藤 潤一*; 坂場 成昭; 高橋 信*; 若林 利男*
no journal, ,
原子炉を用いた水素製造方法としてISプロセスに注目し、熱源として高温ガス炉であるHTTRを用いた原子力水素製造プラント(HTTR-ISプラント)における確率論的安全評価を実施した。HTTR-ISプラントの候補となる系統構成に対し、火災爆発につながるシーケンスをマスターロジックダイアグラム法により抽出した。抽出された全起因事象に対し、イベントツリー解析及びフォルトツリー解析を行い、発生頻度の定量化を行った。その結果、火災爆発頻度合計は2.4510(件/年)となった。この値は目安となる10
(件/年)より大きいため、HTTR-ISプラントの系統構成に機器追加の提案を行い頻度低減を図った。その結果、火災爆発頻度合計を1.3110まで低下させることに成功した。
工藤 潤一*; 大橋 弘史; 坂場 成昭; 高橋 信*; 若林 利男*
no journal, ,
原子力機構では、原子力による二酸化炭素排出量削減への貢献を目指して、高温ガス炉による水素製造に関する研究開発を進めている。現在計画中の高温工学試験研究炉(HTTR)に熱学法ISプロセスを用いた水素製造設備を接続するHTTR-ISプラントは、原子炉に可燃性ガス及び毒性物質を有する化学プラントを接続するものである。本研究では、確率論的安全評価を用いてHTTR-ISプラントにおける二酸化硫黄などの毒性を有するガスの漏えいについての評価を行い、HTTR-ISプラントの安全性を確認することを目的としている。本講演では、毒性物質漏えいに関して、Master Logic Diagramによる起因事象抽出及びFault Tree解析による漏えい頻度評価の結果について報告する。
岩本 隆志*; 高橋 潤一*; 西川 宏之*; 林 秀臣*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 神谷 富裕
no journal, ,
本研究では、集束プロトンビーム描画(PBW)により製作したパターンを母型として電鋳により金属金型を製作(PB-LIGA)し、任意の局所にこのパターンを転写する方法(局所インプリント)の確立を目指している。今回は、銅細線の端面へのPB-LIGAによるNi金型の作製、及びこの金型を用いた簡易な局所インプリントプロセスに関する研究を行った。まずPB-LIGAプロセスとして、(1)直径1mm、長さ10mmの銅細線の端面に、20mのPMMAを成膜し、(2)この試料に、直径1mで、3MeVのプロトンビームを用いたPBWにより照射量200
300nC/mm
で幅4mのラインパターンを描画し、(3)この後、専用の現像液で現像を行い、さらに(4)製作したPMMAの母型に対して金属活性剤を用いて電鋳金属と銅線との密着性を改善した後、Ni電鋳により金型を製作した。次に、この金型とUV光とを用いて光硬化性樹脂への局所インプリントを行った。製作したNi構造体、及び光硬化樹脂の転写構造体の観察をSEMにより行った結果、一部に剥離が観測されたが、厚さ20.5m,線幅4.0m,アスペクト比5のNi構造が製作できることがわかった。一方、光硬化樹脂の構造体を観察した結果、金型から樹脂へのパターンの転写も良好に行えたことが確認された。以上により、精度よく、簡易な局所インプリントプロセスが開発できた。
小林 史憲; 神谷 潤一郎; 高橋 博樹; 鈴木 康夫*; 田崎 竜太*
no journal, ,
J-PARC LINACのL3BTビームラインの真空機器は真空システムにより、ビームラインゲートバルブ(BLGV)でエリア分けされた区域ごとに制御されている。これまでの真空システムでは真空機器がBLGV間のエリアごとに制御され、相互間の機器の情報や真空圧力を監視していない。このため、隣接するエリアの状況に関わらず機器を操作できてしまい、高真空エリアの真空圧力を急激に悪化させたり、運転中の真空機器に大気を突入させて機器を故障させてしまうといったトラブルが発生している。また、BLGVは圧力悪化のインターロック(ILK)発生時には、すべてのBLGVが一斉に閉止する仕様となっているため、真空悪化の影響を受けないエリアのBLGVも強制閉される。BLGVの開閉限度数や摩耗の点から、より適切な動作を行わせる対応を行う必要がある。このような各種課題を解決するためには、まずエリア相互間の機器の情報や真空圧力を監視可能とすることでヒューマンエラーを排除し、安全性を高くする必要がある。さらに、各々のBLGVを個別に自動制御をすることで保守性を改善させる必要がある。そのためL3BT真空システムの安全かつ効率的な保守と運転維持を考慮した制御を実現することを目的とし、真空システム制御系の改修と構築を実施した。
