Kinetic threshold for suppression in ion-irradiated Fe-Cr-Al alloys revealed by high-throughput mapping

阿部 陽介; 久保 淳; Geng, D.*; 山下 真一郎; 大久保 成彰; 都留 智仁; 佐々木 泰祐*; Yu, H.*; 笠田 竜太*; 鵜飼 重治

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 576, p.166135_1 - 166135_9, 2026/07

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2026.166135

本研究では、0-45at.% Crおよび0-25at.% Alをカバーする拡散接合型コンビナトリアル試料を用いて、Fe-Cr-Al合金の組成依存照射硬化を高速にマッピングする手法を示す。LOOCV最適化を組み込んだLOESS補間と自動化Nix-Gao解析により、約100点のナノインデンテーション測定データから硬さを約15sで高精度に抽出でき、組成不確かさは約3at.%以下に抑えられる。10.5MeVのFeによる350C、9.1dpaの照射下で得られた硬化量は、照射誘起欠陥クラスターとCr-rich 析出に起因する寄与へと定量的に分離された。特にAlは析出に対して非単調な影響を示し、約5at.%では析出を促進する一方、より高濃度では抑制に転じる。この抑制は平衡予測(約12at.%)より大幅に低い約5at.%から始まり、照射による速度論的効果を示唆する。

First constraint on the P-odd/T-odd cross section in polarized neutron transmission through transversely polarized La

中部 倫太郎; 遠藤 駿典; 神原 理*; 河村 しほり; 木村 敦; 小林 龍珠; 奥 隆之; 奥平 琢也*; 酒井 健二; 篠原 武尚; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2026(6), p.063D01_1 - 063D01_15, 2026/06

https://doi.org/10.1093/ptep/ptag088

本研究では、横偏極したLa標的を透過する偏極中性子における時間反転対称性の破れ(TRIV)効果に対する初めての制限を報告する。我々は、密度行列形式に基づいて透過非対称度を定式化し、三階までのテンソル偏極項を含むLaの前方散乱振幅を明示的に取り入れた。この形式を、 eVの波共鳴近傍におけるスピン依存断面積を測定するために取得された既存の透過データに適用した。これらのデータはP奇・T奇観測量に最適化されたものではないため、到達可能な感度には本質的な制限があるものの、実験データに対して本形式を検証する有用な機会を与える。統計的に有意なTRIV信号は観測されなかった。パラメータ空間における大域的な構造を解析することにより、90%信頼水準でという上限値を得た。これは、共鳴平均されたTRIV断面積に対する上限値に対応する。これらの結果は、本研究で用いた理論的枠組みの妥当性を示すとともに、偏極中性子透過実験における将来の専用TRIV探索に向けた指針を与えるものである。

Temperature effect on radiolytically generated hydrogen yield from a plutonium nitric acid aqueous solution

樋川 智洋; 宝徳 忍; 熊谷 友多; 阿部 侑馬*; 小山 幹一*; 深谷 洋行; 伴 康俊; 木田 孝; 長谷川 聡*; 中野 正直*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 63(3), p.322 - 327, 2026/03

https://doi.org/10.1080/00223131.2025.2541067

燃料再処理施設における水素安全に資するため、放射線分解により生成する水素発生に対する温度の影響を調べた。プルトニウム硝酸水溶液の放射線分解による水素発生量を、室温から溶液の沸騰温度までの温度について実験的に取得した。その結果、沸騰条件まで温度を上昇させても有意な水素発生量の上昇は見られなかった。さらに溶液の撹拌が水素生成に与える影響についても検討したところ、室温での静的条件と混合条件の間で水素生成に違いがみられなかった。これらの知見は、溶液の温度上昇や沸騰が水素生成を大幅に増加させないことを示唆しており、重大事故時の水素リスク評価に貢献する。

四足歩行ロボット(Spot)の操作マニュアル(JAEA原子力緊急事態支援組織)

渡辺 夏帆; 西山 裕; 角田 正勝*; 早坂 寿郎*

JAEA-Testing 2025-003, 52 Pages, 2025/11

JAEA-Testing-2025-003.pdf:5.17MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)福島廃炉安全工学研究所安全管理部遠隔機材運用課(以下「運用課」という。)は、JAEA内の原子力緊急事態に対応するための支援組織(原子力緊急事態支援組織)を運営している。運用課の重要な業務に遠隔機材の整備運用があり、令和4年度及び令和5年度に調達した四足歩行ロボット(Spot)も当該の遠隔機材に位置付けている。本報告書は、四足歩行ロボット(Spot)の遠隔操縦操作を、運用課において原子力緊急事態支援組織として活動を行うために必要な操作に着目し、マニュアルとして定めたものを報告するものである。

Visualisation and quantitative evaluation of chlorides in corroded crevice of stainless steel using radioisotope Cl

青木 聡; 阿部 陽介; 阿部 博志*; 渡邉 豊*; 山本 正弘*

Corrosion Science, 255, p.113119_1 - 113119_10, 2025/10

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2025.113119

本研究は、ステンレス鋼の腐食すき間部における塩化物の分布を可視化し、塩化物量を定量的に評価することを目的とした。すき間腐食試験は、塩化物の放射性同位体であるClをトレーサーとして、NaCl試験溶液中で実施した。すき間腐食試験後、ステンレス鋼試験片をイメージングプレートに設置した。イメージングプレートは、すき間部に付着したClから放出される線で感光した。その結果、すき間内部の腐食部分の塩化物分布が可視化された。Clが放出する線に対して感光する時間とイメージングプレートの発光強度との関係から、Cl量の検量線を得た。腐食したすき間の塩化物量を検量線に基づいて定量的に評価した。これらの可視化・定量評価法を、すき間腐食試験後に試験片を純水中に放置した試験にも適用し、すき間腐食における塩化物の挙動について考察した。

Development of reconstruction method of void distribution for ultrasonic tomography using a machine learning algorithm

小島 侑也*; 村川 英樹*; 杉本 勝美*; 近藤 哲平*; 阿部 雄太; 相澤 康介

Proceedings of 13th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows (ISMTMF 2025) (Internet), 5 Pages, 2025/10

This study proposes a novel void distribution reconstruction method utilizing a machine learning (ML) algorithm in ultrasonic UT) to improve the accuracy of void distribution reconstruction. A simple neural network trained with 1920 simulated single spherical bubble data with a diameter of 5 mm achieved high accuracy (correlation coefficients) when predicting the simulated waveforms. However, the direct application of the method to the experimental data yielded poor results owing to the inherent noise in the real experimental data. To address this challenge, two data techniques were introduced: applying the maximum value within a moving window and subtracting the received waveforms from those obtained without bubbles. These preprocessing methods enabled the prediction of the void distribution obtained from the experimental data.

Atomization mechanisms in the vortex-like flow of a wall-impinging jet in a shallow pool

堀口 直樹; 吉田 啓之; 金子 暁子*; 阿部 豊*

Physics of Fluids, 37(3), p.033333_1 - 033333_20, 2025/03

https://doi.org/10.1063/5.0253743

シビアアクシデントにおいて溶融燃料は浅い冷却材プール中で壁面衝突噴流として振る舞って微粒化し、デブリとして堆積することが想定されるため、壁面衝突噴流の微粒化機構の解明が重要である。本研究は、浅水プール中の壁面衝突噴流の渦状流れにおける微粒化機構の解明を目的とし、微粒化の素過程として液滴形成に着目した。液液系において屈折率を一致させた3D-LIF法を用いた実験によって得られた三次元界面形状データに対して定量化手法を適用することで機構を定量的に調査した。液滴と渦状流れの拡がり挙動の詳細な観察およびこれら挙動の定量評価によって、渦状流れが液滴の支配的な発生源であることを見出した。次に渦状流れに働く力を分析し、この渦状流れの形成・崩壊プロセスを見出した。この渦状流れに働く法線力の加速度は遠心力の見かけの加速度および重力加速度で代表できる。次に微粒化の素過程である液滴形成に着目して分析し、渦状流れにおいて二つの液滴形成パターンを見出した。一つ目は液膜自体から液滴が形成する液膜破断パターンであり、二つ目は液膜上の界面波から液滴が形成するサーフィンパターンである。無次元数を用いて液滴データを整理し、異なる液滴形成機構を表した理論線と比較した。この比較により、渦状流れにおける液滴形成機構を明らかにした。

Controlled release of krypton gas as preparation of facility decontamination and dismantling for decommissioning of Tokai Reprocessing Plant

岡田 純平; 木村 典道*; 渡邉 一樹; 古内 雄太; 林 慶諭*; 内田 直樹

Proceedings of International Conference on Nuclear Fuel Cycle (GLOBAL2024) (Internet), 4 Pages, 2024/10

東海再処理施設(TRP)のクリプトン回収技術開発施設(KRF)では、オフガス中の放射性クリプトン(Kr)の回収及び貯蔵に係る技術開発を行ってきた。TRPの廃止措置において、KRFは除染及び解体を先行して行う施設であることから、その準備としてKRF内に残存していたKrガスを放出量を管理しながら放出するKr管理放出を実施した。本稿では、KRFにおける技術開発をレビューするとともにKr管理放出について報告する。

廃止措置・廃炉化学入門

佐藤 修彰*; 亀尾 裕; 佐藤 宗一; 熊谷 友多; 佐藤 智徳; 山本 正弘*; 渡邉 豊*; 永井 崇之; 新堀 雄一*; 渡邉 雅之; et al.

廃止措置・廃炉化学入門, 251 Pages, 2024/09

原子力施設の廃止措置と過酷事故炉の廃炉を対象とし、第1部では燃料化学、分析化学、放射線化学、腐食、除染化学から、廃棄物処理・処分にわたる基礎的な分野について紹介する。第2部では、種々の原子力関連施設の廃止措置に関わる化学を学びながら、東京電力福島第一原子力発電所の廃炉にはどのような化学的アプローチが必要かつ可能か、廃炉の在り方やそれに必要な研究開発・人材育成などについて触れる。

Single-shot laser-driven neutron resonance spectroscopy for temperature profiling

Lan, Z.*; 有川 安信*; Mirfayzi, S. R.*; Morace, A.*; 早川 岳人*; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*; Wei, T.*; 巽 湧太*; 小泉 光生; et al.

Nature Communications (Internet), 15, p.5365_1 - 5365_7, 2024/07

https://doi.org/10.1038/s41467-024-49142-y

The temperature measurement of material inside of an object is one of the key technologies for control of dynamical processes. For this purpose, various techniques such as laser-based thermography and phase-contrast imaging thermography have been studied. However, it is, in principle, impossible to measure the temperature of an element inside of an object using these techniques. One of the possible solutions is measurements of Doppler brooding effect in neutron resonance absorption (NRA). Here we present a method to measure the temperature of an element or an isotope inside of an object using NRA with a single neutron pulse of approximately 100 ns width provided from a high-power laser. We demonstrate temperature measurements of a tantalum (Ta) metallic foil heated from the room temperature up to 617 K. Although the neutron energy resolution is fluctuated from shot to shot, we obtain the temperature dependence of resonance Doppler broadening using a reference of a silver (Ag) foil kept to the room temperature. A free gas model well reproduces the results. This method enables element(isotope)-sensitive thermometry to detect the instantaneous temperature rise in dynamical processes.