核医学検査薬(テクネチウム製剤)の国産化に係る基礎基盤技術の開発,2; 第3期報告書(20212025年度)

つくば特区プロジェクト6会合メンバー*

JAEA-Review 2026-012, 96 Pages, 2026/06

JAEA-Review-2026-012.pdf:20.51MB

2011年12月に内閣総理大臣によって「総合特別区域」につくば市と茨城県内の一部の地域が指定され、つくば国際戦略総合特区として、つくばの科学技術の集積を活用したライフイノベーションやグリーンイノベーションの推進による産業化を推進するため、9つの先進的な研究開発プロジェクトが進められた。2013年10月からプロジェクトの1つである「核医学検査薬(テクネチウム製剤)の国産化」が日本原子力研究開発機構をプロジェクトリーダーとして、関係機関と連携して研究開発が開始された。本プロジェクトは、診断薬として用いられている放射性同位元素のテクネチウム-99m(Tc)原料であるモリブデン-99(Mo)の国産化を目指した基礎基盤技術の確立を目的として開発を実施した。本報告書は、第3期計画(20212025年度)期間に実施した活動結果をまとめたものである。

Study of the distribution of partial radiative widths for the Ta(n,)Ta reaction

河村 しほり*; 遠藤 駿典; 岩本 修; 岩本 信之; 木村 敦; 北口 雅暁*; 中村 詔司; 奥平 琢也*; Rovira Leveroni, G.; 清水 裕彦*

JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011069_1 - 011069_7, 2026/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.45.011069

Random Matrix Theory (RMT) has been proposed to deal with the statistics of eigenvalues and eigenfunctions of complex many-body quantum systems. For the Gaussian orthogonal ensemble (GOE) of matrices, RMT is expected to correctly describe fluctuation properties of nuclear levels at relatively high excitations, such as near the neutron threshold. The reduced partial width amplitudes, which determine the strength of the coupling between a resonance and a particular channel, have a Gaussian probability distribution centered at zero, while the reduced partial widths (the squares of the partial width amplitudes) have a chi-square distribution with one degree of freedom: the Porter-Thomas distribution. The fluctuation properties of partial radiative widths have been measured and studied for many nuclides. For Ta, the results reported by Wasson et al. and Stelts et al. are inconsistent, and its fluctuation properties of widths are not precisely understood. One possible reason for this disagreement may arise from imprecise determination of the spins of the resonances. We therefore planned to determine the spins of the resonances from measurements and examine the statistical fluctuations of the partial radiative widths based on the results of spins. In this study, as a first step, we measured the gamma-rays emitted by neutron capture reactions of Ta at J-PARC MLF ANNRI (BL04) and confirmed the fluctuations of the radiative widths. Using the spins of the resonances listed in the nuclear data library, JENDL-5, the present result was consistent with that of Stelts et al. which deviated from the Porter-Thomas distribution.

Measurements of neutron capture cross-sections for nuclides of interest in decommissioning (V); Zr(n, )Zr and Zr(n, )Zr reactions at JRR-3

中村 詔司; 木村 敦; 遠藤 駿典; Rovira Leveroni, G.; 芝原 雄司*

Journal of Nuclear Science and Technology, 63(6), p.653 - 666, 2026/06

https://doi.org/10.1080/00223131.2025.2586632

Decommissioning of nuclear facilities generates a wide variety of wastes in large quantities. To make matters more complicated, they are radioactive wastes due to neutron activation. Thus, the neutron capture cross-sections of decommissioned nuclides are required to evaluate the produced radioactivity. This study selected Zr and Zr nuclides from the nuclides targeted for decommissioning, and aimed to measure the thermal-neutron capture cross-sections of Zr and Zr, which contribute to the production of Zr and Zr, respectively. Considering the relatively small cross-sections of Zr isotopes, measurements were performed by a neutron activation method using the pneumatic tube PN-3 of the Japan Research Reactor-3 (JRR-3) because its thermal-neutron flux is 250 times larger than that of the graphite thermal column of the Kyoto University Research Reactor. A natural Zr foil was irradiated in the PN-3 and subjected to -ray spectrometry. The thermal-neutron capture cross-sections were derived according to Westcott's convention to be 50.90.6 millibarns for the Zr(n,)Zr reaction, and 21.90.3 millibarns for the Zr(n,)Zr reaction. These results are consistent with recent evaluation and experimental data. It was demonstrated that the thermal-neutron capture cross-section of the order of millibarns could be straightforwardly measured by using the PN-3 of JRR-3.

International benchmark on radionuclide solubility and speciation for the Long-term In-situ Test (LIT) at Grimsel Test Site (GTS, Switzerland)

Noseck, U.*; Schfer, T.*; Alonso, U.*; 浜本 貴史*; Havlova, V.*; Hibberd, R.*; 石寺 孝充; 北村 暁; Klajmon, M.*; Missana, T.*; et al.

Applied Geochemistry, 201, p.106762_1 - 106762_23, 2026/04

https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2026.106762

グリムゼル試験場(GTS)での長期原位置試験(LIT)および対応するモックアップ実験において、地球化学的条件が変化する環境でのSe(VI)、Tc(VII)、U(VI)、Np(V)、Am(III)、Th(IV)およびPu(IV)の挙動をより深く理解するために、熱力学ベンチマーク計算を実施した。本計算では、これらの元素の地球化学的な溶存状態評価モデルとデータベースの状況を確認することも目的としている。これらの実験は、結晶質岩石中に設置されたベントナイト人工バリアを含む放射性廃棄物処分場概念における廃棄体近傍の場をシミュレートしており、その知見は放射性廃棄物処分場の長期安全性評価に貢献する。

Production and decay properties of the lightest osmium isotopes

Briscoe, A. D.*; Smallcombe, J.; 他60名*

Physical Review C, 113(4), p.044317_1 - 044317_10, 2026/04

https://doi.org/10.1103/5rxb-bscn

The production of Os and Re was investigated in experiments performed at the Accelerator Laboratory of the University of Jyvaskyla. New decay chains assigned to Os were identified at beam energies of 310 and 330 MeV. These findings are compared with previous studies claiming the observation of Os and W.

2024年度人形峠環境技術センターにおける研究・技術開発成果; トピックス

人形峠環境技術センター

JAEA-Review 2025-059, 51 Pages, 2026/03

JAEA-Review-2025-059.pdf:6.2MB

本報告書は、2024年度に人形峠環境技術センターが実施した研究開発や技術開発に係る主要な業務を概説するものである。人形峠環境技術センターでは、2001年まで核燃料サイクルにおける上流側(フロントエンド)と言われるウランの探鉱から採鉱、製錬、転換、そしてウラン濃縮までの技術開発を実施し、現在ではこれら開発に使用してきた施設・設備の解体・撤去に取り組んでいる。また、2016年に公表した「ウランと環境研究プラットフォーム」構想に基づき、ウラン廃棄物を安全に処理・処分するための研究開発にも取り組んでいる。ウランと環境をテーマとした研究開発は、人形峠周辺環境の特徴を活かした「環境研究」及び人形峠環境技術センターの施設やポテンシャルを活かした「ウラン廃棄物工学研究」に大別される。また、安全や現場管理に関する技術開発、保健物理や放射線生物学の視点から放射線影響評価に関する研究も進めている。本報告書では、環境研究や環境保全として、山地における地下水流動の特徴に関する調査、長寿命陰イオン系核種の鉱物固定化について報告する。ウラン廃棄物工学研究として、レーザーを利用した除染技術開発、廃棄体容器材料に関する調査について報告する。安全技術・設備開発として、人形峠環境技術センター内法面の防災対策、安全情報に関するデータ解析について、また放射線影響評価研究として、トロンの体内分布に関する数理モデル構築、ラドン泉地域における地中ラドンの調査について報告する。これら研究・技術開発の成果は、論文等を通じて積極的に外部発表するよう努めている。

Effects of non-decontamination human activities on the reduction of ambient dose equivalent rates in residential areas near the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

Kim, M.; 吉村 和也; 佐久間 一幸; Malins, A.*; 阿部 智久; 中間 茂雄; 町田 昌彦; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 294, p.107931_1 - 107931_8, 2026/03

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2026.107931

福島第一原子力発電所近傍の居住地域で、除染以外の人間活動(交通など)が空間線量率に与える影響を、現地調査とシミュレーションにより定量評価した。現地調査では、Cs沈着量と交通量を収集したところ、交通量が多い地域ほどCs沈着量の減少が顕著であることが確認され、車両の移動などがセシウムのウェザリングを促進する可能性が示唆された。3D-ADRESによるモンテカルロシミュレーションでも、人間活動が舗装面の空間線量率低下を加速し、最大約50%の減少が見られた。これにより、除染以外の人為的活動が空間線量率低下に大きく寄与することが明らかになった。

Field theory of linear spin waves in finite textured ferromagnets

Valet, T.*; 山本 慧; Pigeau, B.*; de Loubens, G.*; Klein, O.*

Physical Review B, 113(10), p.104437_1 - 104437_17, 2026/03

https://doi.org/10.1103/qyr8-9817

In the context of an ever-expanding experimental and theoretical interest in the magnetization dynamics of mesoscopic magnetic structures, both in the classical and quantum regimes, we formulate a low-energy field theory for the linear spin waves in finite and textured ferromagnets and we perform its constrained canonical quantization. The introduction of a manifestly gauge invariant Lagrangian enables a straightforward application of the Noether's theorem. Taking advantage of this in the context of a broad class of axisymmetric ferromagnets of special conceptual and experimental relevance, a general expression of the conserved and quantized spin-wave total angular momentum is rigorously derived, while separate conservation and quantization of its orbital and spin components are established for a more restricted class of uniaxial exchange ferromagnets. Further particularizing this general framework to the case of axially saturated magnetic thin disks, we develop a semi-analytic theory of the low frequency part of the exchange-dipole azimuthal spin-wave spectrum, providing a powerful theoretical platform for the analysis and interpretation of magnetic resonance experiments on magnetic microdots as further demonstrated in a joint paper.

Magnetic signature of chiral phonons revealed by neutron spectroscopy in ferrimagnetic FeZnMoO

Bao, S.*; Liao, J.*; Huang, Z.*; Shangguan, Y.*; Ma, Z.*; Zhang, B.*; Cheng, S.*; Xu, H.*; Song, Z.*; Dong, S.*; et al.

Physical Review Letters, 136(9), p.096502_1 - 096502_8, 2026/03

https://doi.org/10.1103/pq5m-32wj

Lattice vibrations can carry angular momentum and magnetic moments under broken inversion or time-reversal symmetry, forming so-called chiral phonons. While such excitations have been explored in nonmagnetic systems via optical probes, their direct detection in magnetic materials and coupling to spin excitations remain largely unexplored. Here, using neutron spectroscopy, sensitive to both nuclear and magnetic scattering, we reveal the magnetic signature of chiral phonons in ferrimagnetic FeZnMoO with Curie temperature K. Below , we observe enhanced magnetic scattering of phonons at small momenta, arising from strong magnon-phonon coupling. In addition, out-of-plane intensity modulation, phonon mode splitting, and field-induced Zeeman shifts are observed, all closely associated with the ferrimagnetic order. These features vanish above , where phonon spectra are dominated by nuclear scattering. These observations demonstrate the existence of chiral phonons carrying substantial magnetic moments that directly contribute to magnetic scattering, and establish neutron spectroscopy as a powerful, momentum-resolved probe of their magnetic character.

Tailoring neutron-shielding boron-metakaolin geopolymers with BC filler; Surfactant-driven interfacial and microstructural control

Niu, X.*; Elakneswaran, Y.*; 菊池 亮佑*; Li, A.*; Seralathan, S.*; 平木 義久; 佐藤 淳也; 大杉 武史; 加美山 隆*; Walkley, B.*

Cement and Concrete Research, 200, p.108096_1 - 108096_17, 2026/02

10.1016/j.cemconres.2025.108096

The incorporation of boron (B) as a neutron absorber into metakaolin-based geopolymers for the remediation of radioactive debris following nuclear accidents has attracted considerable attention. In this study, boron carbide (BC) was employed as a functional filler, while cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) acted as both a dispersant and a stabiliser to enhance the neutron shielding properties of metakaolin-based geopolymers. Although the addition of BC improved processability via a roller-ball effect and had no discernible impact on the geopolymerisation process, its weakly polar, negatively charged surface led to the formation of a loose, weak-shell interfacial transition zone (ITZ) between the filler and the matrix, thereby reducing mechanical strength and chemical stability. In contrast, CTAB self-assembled into an interdigitated monolayer on the BC surface, reversing its surface charge to positive and promoting its uniform dispersion within the matrix. This work offers a promising approach for engineering high-performance, multifunctional geopolymer composites for nuclear and environmental applications.