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論文

Temporal change in atmospheric radiocesium during the first seven years after the Fukushima Dai-ich Nuclear Power Plant accident

阿部 智久; 吉村 和也; 眞田 幸尚

Aerosol and Air Quality Research, 21(7), p.200636_1 -  200636_11, 2021/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Environmental Sciences)

After the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident, atmospheric radiocesium concentration has been monitored by the Nuclear Regulation Authority (NRA) as a national project to assess its temporal change from August 2011 to November 2017. During the first two years, the atmospheric radiocesium concentration ranged between 10$$^{-1}$$ - 100 Bq m$$^{-3}$$, while concentrations of 10$$^{-5}$$ - 10$$^{-1}$$ Bq m$$^{-3}$$ were detected about seven years after the accident. Moreover, two years after the accident, the resuspension factor (RF) ranged between 10$$^{-7}$$ - 10$$^{-6}$$ m$$^{-1}$$ and gradually decreased to 10$$^{-11}$$ - 10$$^{-7}$$ m$$^{-1}$$ over time. Thus, the time dependence of RF can be divided into two phases, including a rapid decrease for the first two years, followed by a slow decreasing phase. The annual average RF values were also reduced by about half due to decontamination. Furthermore, to investigate the impact of anthropogenic activities on the RF temporal change, the monitoring data were classified into two groups, namely inside and outside the Fukushima evacuation zone. The RF decreased faster in the second than in the first group, which was consistent with the reported data on the time dependence of the air dose rate, suggesting that anthropogenic activities can promote environmental remediation and thereby reduce atmospheric radiocesium content. In addition, the currently observed RF reduction was faster than that reported for the Chernobyl Nuclear Power Plant accident for the same period, consisting with faster environmental remediation at catchment scale in Fukushima compared to Europe.

論文

避難指示区域の解除に向けた特定復興再生拠点の放射線モニタリングと被ばく評価

眞田 幸尚; 操上 広志; 舟木 泰智; 吉村 和也; 阿部 智久; 石田 睦司*; 谷森 奏一郎*; 佐藤 里奈

日本原子力学会和文論文誌, 20(2), p.62 - 73, 2021/06

内閣府原子力被災者生活支援チームは、2022年春頃から2023年春頃までに避難指示解除が計画される「特定復興再生拠点区域」において、放射線防護対策を検討している。放射線防護対策を検討するにあたり、当該区域の汚染状況の把握と被ばく線量の評価は必要不可欠である。福島第一原子力発電所の事故以降、数々のモニタリングにより空間線量率分布が評価され、またこの空間線量率を元に、被ばく線量が推定されてきた。一方、当該区域は比較的空間線量率が高く、放射線防護に対してより慎重な配慮が必要であるため、被ばくに係る詳細な情報が求められている。そこで本研究では、詳細な汚染状況と、当該区域の状況に即した被ばく線量を評価することを目的とし、(1)無人ヘリコプターによる空間線量率の測定、(2)大気中の放射性セシウム濃度の測定、(3)代表的な行動パターンにおける外部・内部被ばく線量の評価を実施した。併せて、空間線量率分布のモニタリング手法と、被ばく線量評価方法の高度化を検討した。今後の放射線防護において有効な、新たな空間線量率のモニタリング手法と被ばく線量評価方法の妥当性を示した。

報告書

総合モニタリング計画に基づく発電所から20km以遠における福島県内の放射線モニタリングデータ集

阿部 智久; 荻谷 尚司*; 柴田 和哉*; 塙 竜明*; 眞田 幸尚

JAEA-Data/Code 2020-004, 280 Pages, 2020/08

JAEA-Data-Code-2020-004.pdf:3.91MB

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故発生後、日本原子力研究開発機構は事故直後より、文部科学省(後に原子力規制庁)からの委託を受け、平成23年6月から令和元年度まで放射性物質の分布状況調査等を実施してきた。本報告書は、これまで実施してきた福島県内の放射線モニタリング作業において、主に空間線量率・積算線量の測定及び試料(大気浮遊じん・土壌・松葉)中の放射性物質濃度の測定結果としてまとめたものである。空間線量率・積算線量の結果と試料中の放射性物質濃度は、測定地点ごとに経時変化を統一フォーマットの下、データベース化した。また、空間線量率・積算線量の結果と試料中の放射性物質濃度の実効半減期や変化におけるばらつきを評価した。

論文

Study on optimizing microwave heating denitration method and powder characteristics of uranium trioxide

瀬川 智臣; 川口 浩一; 加藤 良幸; 石井 克典; 鈴木 政浩; 藤田 峻也*; 小林 昌平*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 湯淺 朋久*

Proceedings of 2019 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2019) (Internet), 9 Pages, 2019/05

硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液から混合酸化物への転換において、マイクロ波加熱脱硝法が利用されている。マイクロ波加熱の効率性及び均質なUO$$_{3}$$粉末を製造するための加熱均一性の向上を目的とし、塩化カリウム寒天及び硝酸ウラニル溶液のマイクロ波加熱試験、並びに数値シミュレーションによる解析を実施した。硝酸ウラニル溶液の誘電損失に調整した塩化カリウム寒天を用いたマイクロ波加熱試験により、マイクロ波加熱脱硝に最適なサポートテーブル高さは50mmとなることを確認した。また、断熱材を用いた硝酸ウラニル溶液のマイクロ波加熱試験により、脱硝時間の短縮によるエネルギー利用効率の向上及び脱硝体の剥離性が改善による収率の向上を確認した。さらに複数のサンプリング位置において採取したUO$$_{3}$$について、いずれも粉末特性が改善し高密度のペレットが作製可能となることが明らかになった。断熱材を設置することで硝酸ウラニル溶液のマイクロ波加熱の均一性が向上することが数値シミュレーションにより示された。

論文

Micro-PIXE analysis study of ferrite products synthesized from simulated radioactive liquid waste containing chemical hazardous elements

阿部 智久; 嶋崎 竹二郎; 大杉 武史; 中澤 修; 山田 尚人*; 百合 庸介*; 佐藤 隆博*

QST-M-16; QST Takasaki Annual Report 2017, P. 140, 2019/03

フェライト処理による有害元素の固定化技術の開発のため、固定化性能に影響を及ぼす可能性のある陰イオンを分析する必要がある。本研究では、異なる金属元素を複数の鉄源を用いて合成したフェライトのマイクロPIXE分析を行い、合成したフェライトの違いを組成の観点から明らかにすることを試みた。元素のマッピングデータとピクセルごとの信号強度の相関をとった結果、Agでは、陰イオンの分布がいずれも0に近い部分に分布していた。また、Pbでは横軸に広がった分布となっており、Crでは縦軸に広がった分布となった。今回の結果では、陰イオンの種類ではなく、対象とする金属元素により分布の相関に違いがあることがわかった。

論文

Mechanism of flashing phenomena by microwave heating and influence of high dielectric constant solution

藤田 峻也*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 湯淺 朋久*; 瀬川 智臣; 加藤 良幸; 川口 浩一; 石井 克典

Proceedings of 11th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-11) (Internet), 7 Pages, 2018/11

使用済燃料の再処理工程において、硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液をマイクロ波加熱脱硝法により、酸化ウラン・酸化プルトニウム混合酸化物粉末に転換しており、今後、量産規模の脱硝技術を開発する上で、マイクロ波加熱時の突沸及び噴きこぼれ防止のために運転条件の把握が求められる。本研究において、溶液の誘電率の増加に伴い熱伝導係数が低下することを明らかにした。また、噴き上げ現象においては気泡成長よりも無数の微小気泡の発生が支配的に影響を及ぼすと考えられる。

論文

Mechanism of flashing phenomena induced by microwave heating

藤田 峻也*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 湯浅 朋久*; 瀬川 智臣; 山田 美一; 加藤 良幸; 石井 克典

Proceedings of 26th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-26) (Internet), 8 Pages, 2018/07

使用済燃料を再処理する工程において、マイクロ波加熱脱硝法により、硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液から酸化ウラン・酸化プルトニウム混合酸化物粉末を製造している。将来に向けた量産規模の脱硝技術開発において、マイクロ波加熱時の沸騰中の突沸及び噴きこぼれを防止するため、十分に運転条件を把握することが求められる。本研究においては、高誘電損失の硝酸ウラニル水溶液の模擬物質として塩化カリウム水溶液において、KCl濃度の増加に伴う誘電損失の増加に伴い、溶液表面でマイクロ波が損失することを実験及び電磁場解析により確認し、加熱状態の変化が突沸の発生に影響を及ぼすことを明らかにした。

論文

Application of ferrite process to radioactive waste; Study of ferrite product stability by micro-PIXE analysis

阿部 智久; 嶋崎 竹二郎; 大杉 武史; 山田 尚人*; 百合 庸介*; 佐藤 隆博*

QST-M-8; QST Takasaki Annual Report 2016, P. 61, 2018/03

本研究では、フェライト処理による有害な元素の固定化技術の開発のために、目的元素によるフェライト生成物の違いを明らかにすることを目指す。フェライト生成物には原料由来の軽元素が含まれるため、組成分析にマイクロPIXE分析の適用を試みた。Pb及びCrの有害元素含有廃液をフェライト処理し、その生成物を試料としてXRDによる構造解析、PIXEによる組成分析を実施した。測定の結果、フェライトが同一構造をとっているにも関わらず、PbでのみSが検出された。本研究によって、目的元素を変えることによって、同一のフェライト構造をとるのにも関わらず、組成に違いが表れることが分かった。今後は、Sが構造に果たしている役割について調査し、有害元素の固定化性能への影響を明らかにする。

論文

Flushing phenomena and flow structure by microwave heating

藤田 峻也*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 長南 史記*; 湯浅 朋久*; 八巻 辰徳*; 瀬川 智臣; 山田 美一

Proceedings of 25th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-25) (CD-ROM), 8 Pages, 2017/07

核燃料サイクルにおける使用済み燃料の再処理の転換工程においてマイクロ波加熱脱硝法が使用されている。マイクロ波加熱では沸騰現象を伴うことから、突沸及び噴き零れを避ける運転条件を十分に把握する必要がある。マイクロ波加熱時の突沸現象を明らかにするため、突沸の発生について高速度カメラによる詳細な観察を実施した結果、マイクロ波照射により加熱が進行し単一気泡による突沸に至るケース、気泡の生成と停止が間欠的に起こり、最終的に単一気泡による突沸に至るケース、気泡生成を伴わず蒸発が進行するケースの3種類に分類できることを明らかにした。また、突沸を引き起こす単一気泡周辺の流れ構造の可視化に成功した。さらに、液体表面の微小気泡を観察し、その生成と成長に対する必要熱量とマイクロ波加熱に伴う放出熱量との比較評価を行い、突沸と微小気泡との関係性を明らかにした。

論文

Element distribution measurement in incineration ash using micro-PIXE analysis

阿部 智久; 嶋崎 竹二郎; 中山 卓也; 大曽根 理; 大杉 武史; 中澤 修; 百合 庸介*; 山田 尚人*; 佐藤 隆博*

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 83, 2017/03

本研究では、有害物質の溶出を抑制した焼却灰のセメント固化技術を開発するために、焼却灰をセメント固化した際の固化時における焼却灰からセメントへの有害物質の移動及び固化されたセメント固化体から溶出する有害物質の移動を明らかにすることを目指す。研究の第一段階として、マイクロPIXEにより焼却灰粒子を測定し、その違いを検出することを試みた。試料には模擬灰を使用し、粒子を樹脂材に包埋することで、測定試料として作製した。マイクロPIXE測定の結果、焼却灰粒子の数十マイクロメーターの範囲で2つの粒子の組成の違いを検出することができた。セメント固化に影響を与える硫黄等の軽元素についても検出できたため、焼却灰と固化の影響について今後検討したいと考えている。

論文

「2015年度バックエンド週末基礎講座」参加報告

谷口 拓海; 阿部 智久

原子力バックエンド研究(CD-ROM), 23(1), p.73 - 74, 2016/06

2015年11月7日(土)、8日(日)の2日間、宮城県仙台市の東北大学青葉山キャンパスにてバックエンド週末基礎講座が開催された。講座には大学や企業などから28名が参加し、7件の講義とグループディスカッションが行われた。本講座の概要とグループディスカッションの内容について報告する。

論文

Formation of a uniform ion beam using multipole magnets

百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 奥村 進; 石堀 郁夫; 横田 渉; 渡辺 伸一*; 久保野 茂*; 大城 幸光*

Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.3895 - 3897, 2009/05

It is possible to fold the tails of the transverse beam profile into the inside, or even to uniformize the beam distribution in the properly-designed nonlinear beam transport system. A two-dimensionally uniform beam profile was formed using sextupole and octupole magnets at the azimuthally-varying-field cyclotron facility of Japan Atomic Energy Agency. Such a uniform beam enables us to perform uniform irradiation over the whole area of a large sample at a constant particle fluence rate, unlike the raster scanning system. Uniformization of heavy-ion beams as well as protons has been performed for the application of materials sciences. In order to reduce undesirable beam halos at the target, tail-folding of the spot heavy-ion beam is also planned using the nonlinear focusing method.

論文

Comprehensive cost estimation method for decommissioning

工藤 健治; 川妻 伸二; 林道 寛; 渡部 晃三; 富居 博行; 白石 邦生; 八木 直人; 福島 正; 財津 知久

Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 8 Pages, 2006/07

2001年12月の閣議決定にしたがい、2005年10月1日、日本原子力研究所(以下、原研)と核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)は統合し、新たに日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)となった。この新しい法人は、総合的な原子力研究開発法人であり、政府関連法人の中で最も大きな法人となった。法人の主要な業務は、原子力の基礎研究開発、核燃料サイクル研究開発、自らの原子力施設の廃止措置及び放射性廃棄物処理・処分にかかわる技術開発、安全と核不拡散に関する寄与、などである。原子力機構には、JRR-2や常陽などの試験研究炉、ふげんやもんじゅなどの研究開発段階炉、人形峠ウラン濃縮原型施設や東海MOX燃料製造施設や東海再処理施設などの核燃料サイクル施設、その他JRTFやFMFなどのホットラボ施設がある。二法人統合準備の一環として、原研とサイクル機構は、これまでの施設解体や改修工事などの実績をもとに、総合的な廃止措置費用評価手法を共同で開発した。また、費用評価試算にあたっては、評価項目を増加する等により信頼性の向上を図った。本評価手法を用いた原研とサイクル機構における廃止措置費用の総計は、約6,000億円(約50億$)と試算した。

論文

原子力施設における廃止措置の費用評価手法

富居 博行; 松尾 浄*; 白石 邦生; 渡部 晃三; 斉木 秀男*; 川妻 伸二*; 林道 寛*; 財津 知久*

デコミッショニング技報, (31), p.11 - 20, 2005/03

原研とサイクル機構では、統合準備会議の検討の一環として、二法人における原子力施設の廃止措置と廃棄物処理処分の費用を試算し、総費用は約2兆円、実施に要する期間は約80年間との評価結果を報告した。その後、平成15年4月1日、二法人統合後のバックエンド対策の推進に向けた活動を共同で実施するため、二法人によるバックエンド対策推進会議とバックエンド対策合同推進室が設置された。バックエンド対策合同推進室に設置された廃止措置対策グループでは、新法人における原子力施設の廃止措置計画を立案するため、二法人の施設を網羅した廃止措置費用の評価手法を作成して費用試算を行った。本評価手法では、二法人が蓄積している施設解体や改修工事の実績データに基づき、多様な原子力施設の廃止措置にかかわる解体工数等を効率的に算出する評価式を設定した。本評価手法により、原子炉施設,核燃料サイクル施設,研究施設等の約230施設について、共通条件の下で効率的に評価することができた。

論文

原子力施設における廃止措置の費用評価手法

富居 博行*; 松尾 浄*; 白石 邦生*; 渡部 晃三*; 斉木 秀男; 川妻 伸二; 林道 寛; 財津 知久

デコミッショニング技報, (31), p.11 - 20, 2005/03

平成13年12月19日の「特殊法人等整理合理化計画」の閣議決定を受けて、平成14年1月29日に日本原子力研究所(以下、「原研」という。)と核燃料サイクル開発機構(以下、「サイクル機構」という。)との統合による新法人の役割・機能等について検討することを目的とした原子力二法人統合準備会議(以下、「統合準備会議」という。)の開催が決定された。原研とサイクル機構では、統合準備会議の検討の一環として、二法人における原子力施設の廃止措置と廃棄物処理処分の費用を試算し、総費用は約2兆円、実施に要する期間は約80年間との評価結果を報告した。その後、平成15年4月1日、二法人統合後のバックエンド対策の推進に向けた活動を共同で実施するため、二法人によるバックエンド対策推進会議とバックエンド対策合同推進室が設置された。バックエンド対策合同推進室に設置された廃止措置対策グループでは、新法人における原子力施設の廃止措置計画を立案するため、二法人の施設を網羅した廃止措置費用の評価手法を作成して費用試算を行った。本評価手法では、二法人が蓄積している施設解体や改修工事の実績データに基づき、多様な原子力施設の廃止措置に係る解体工数等を効率的に算出する評価式を設定した。本評価手法により、原子炉施設、核燃料サイクル施設、研究施設等の約230施設について、共通条件の下で試算することができた。また、試算にあたっては、評価項目を増加する等により信頼性の向上を図った。今後は、原子力施設の解体、改修工事の実績を反映し、費用評価の信頼性と精度向上を図って行く予定である。本報告では、本評価手法及び評価結果の概要を示した。

論文

Study of thermal annealing of vacancies in ion implanted 3C-SiC by positron annihilation

大島 武; 上殿 明良*; 伊藤 久義; 阿部 功二*; 鈴木 良一*; 大平 俊平*; 青木 康; 谷川 庄一郎*; 吉川 正人; 三角 智久*; et al.

Mater. Sci. Forum, 264-268, p.745 - 748, 1998/00

イオン注入により発生する照射欠陥とその熱アニールによる回復についての情報を得るために、陽電子消滅測定を行った。試料はCVC法により作成した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)を用い、イオン注入は室温で、200keV-N$$_{2}$$を1$$times$$10$$^{13}$$/cm$$^{2}$$行った。注入後の熱アニール処理は~1400$$^{circ}$$Cまで行い、それぞれの温度でアルゴン中で20分間行った。陽電子消滅測定の結果、室温~1000$$^{circ}$$Cまでは空孔型欠陥のサイズが増加し、空孔クラスターを形成するが、1000$$^{circ}$$C以上では空孔型欠陥のサイズは減少し、1200$$^{circ}$$C以上では消滅していくことが分かった。また、照射によりダメージを受けた領域の回復は結晶の奥の方から始まり、アニール温度の上昇に従って表面へ移動してくることも明らかになった。

口頭

Synthesis of radiobrominated amino acid derivatives via silicon-bromine exchange reaction

渡辺 茂樹; 山田 圭一*; 渡邉 早貴*; 奥 浩之*; 森口 朋尚*; 篠塚 和夫*; 石岡 典子

no journal, , 

Br-76 (half-life: 16.1 h) is of interest for in vivo imaging using PET. Therefore, Br-76 labeled peptides which have high affinity to tumor cells are promising PET tracers for tumor imaging. Tin-halogen exchange reaction have been used for radiobromination. However, it is likely that synthesis of stannylated peptides is difficult because stannyl group is readily eliminated under acidic condition. Silicon-carbon bond is resistant to acid, leading us to employ silicon-bromine exchange reaction for the radiobromination. In this study, we are aiming to synthesize a radiobrominated phenylalanine derivative via the silicon-bromine exchange reaction as a feasible study.

口頭

シリル化フェニルアラニンの合成と放射性臭素による標識化

渡邉 早貴*; 渡辺 茂樹; 山田 圭一*; 奥 浩之*; 森口 朋尚*; 石岡 典子; 篠塚 和夫*

no journal, , 

放射性標識化アミノ酸・ペプチドは、PETなどの核医学診断において有用な化合物群である。本研究では、ケイ素-ハロゲン交換反応を利用したアミノ酸・ペプチドの新しい標識合成法を開発した。まず、ケイ素置換新規フェニルアラニン誘導体を合成し、次亜塩素酸tert-ブチル(TBHC)を酸化剤としてエタノール中で放射性臭素化を行い、良好な収率で標識化合物[$$^{77}$$Br]4-ブロモフェニルアラニン誘導体を得た。

口頭

IAEAアジア事業におけるわが国の放射線教育に関する経験の活用と今後の展開

飯本 武志*; 掛布 智久*; 高木 利恵子*; 高橋 格*; 中村 尚司*; 木藤 啓子*; 渡部 陽子; 山下 清信

no journal, , 

原子力分野における長期的な人材育成を目的とし、原子力に限らず科学技術・工学・数学全体に興味を感じるような中高生を対象とした教育プログラムの策定と手法の開発がIAEA事業の中で行われている。これまで日本, 米国, 英国等のIAEA加盟各国から教育実践、展示物の事例を持ち寄り、情報交換を繰り返してきた。インドネシア, マレーシア, フィリピン, UAEの4か国が本事業の適用モデル国として選ばれ、情報交換で得た教育カリキュラム事例の中から、各国の教育現場の環境等に合致したものを試験導入している。日本からは、人材育成センターで作成した中学生用放射線学習資料を用いた座学と霧箱・はかるくん実習を組み合わせたカリキュラムを提案した。4か国のうち、3か国が日本提案のカリキュラムの試験導入を決めたことから、我が国における放射線教育プログラムの質の高さ、現場における取り組みやすさが国際社会の中で評価されたと言える。

口頭

マイクロ波による混合溶液の加熱特性に関する基礎研究,1; マイクロ波による混合溶液の加熱特性

長南 史記*; 阿部 豊*; 湯浅 朋久*; 金子 暁子*; 瀬川 智臣; 山田 美一

no journal, , 

核燃料サイクルの再処理工程において、マイクロ波加熱脱硝法(MH法)により硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液を混合酸化物(MOX)原料粉末に転換している。処理能力向上のためにはマイクロ波加熱時の混合溶液の突沸・吹き零れといった過渡沸騰現象を防止し、装置や運転条件を最適化する必要がある。本研究では、試料容器下部に設置したサポーターの高さに注目し、サポート高がマイクロ波照射時の溶液の加熱特性に及ぼす影響を評価した。また、電磁場解析シミュレーションによるマイクロ波オーブンモデルの解析・評価を行い、実験結果との相関を調べた。これらの結果を基に、マイクロ波オーブン内の最適なサポート高について検討した。本研究により、サポート高が試料のマイクロ波加熱効率に対して重要なパラメータの一つであることが明らかとなった。

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