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論文

計算科学シミュレーションコードSPLICEによる異種材料レーザー溶接プロセスの数値解析

村松 壽晴; 佐藤 雄二; 亀井 直光; 青柳 裕治*; 菖蒲 敬久

日本機械学会第13回生産加工・工作機械部門講演会講演論文集(No.19-307) (インターネット), p.157 - 160, 2019/10

本研究は、レーザーによる異種材料溶接を対象とし、溶接時の温度管理等を適切に行うことにより、発生する残留応力を低減させることを目的とする。報告では、残留応力発生に大きな影響を持つ溶融池・凝固過程での過渡温度挙動を、計算科学シミュレーションコードSPLICEにより評価し、溶接加工時の伝熱流動特性に基づき、溶接施工時に溶融池領域の表面温度分布をサーモグラフィーなどにより把握することにより、これを指標として冷却速度をレーザー加熱などによって制御し、温度勾配解消が期待できる溶融池内対流輸送を維持し、発生する残留応力を低減できる可能性を示した。

論文

計算科学シミュレーションコードSPLICEを用いた金属光造形加工プロセスのフロントローディング

村松 壽晴; 青柳 裕治*; 吉氏 崇浩*

日本機械学会2017年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 4 Pages, 2017/09

原子力機構では、レーザー加工に係わる複合物理過程を定量的に取扱うことが可能な、計算科学シミュレーションコードSPLICEを開発中である。このSPLICEコードを金属光造形加工プロセスに適用し、設計空間の可視化、レーザー照射条件の設定などのフロントローディングを通じて、当該プロセスに係わるオーバーヘッドを効果的に低減させることが可能であることを確認した。

報告書

極低温水素システムヘリウム冷凍機の不具合調査と対策

麻生 智一; 勅使河原 誠; 長谷川 勝一; 青柳 克弘*; 武藤 秀生*; 野村 一隆*; 高田 弘; 池田 裕二郎

JAEA-Technology 2017-021, 75 Pages, 2017/08

JAEA-Technology-2017-021.pdf:33.03MB

大強度陽子加速器施設(J-PARC)物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源では、冷中性子用減速材として液体水素を用いている。2015年1月頃から液体水素を生成するヘリウム冷凍機において、熱交換器及び80 K活性炭吸着器(ADS)の差圧が上昇する事象が現れ始め、2015年11月には冷却性能の低下を引き起こすまでに進展した。この不具合の原因を究明するために冷凍機内の目視確認や循環ヘリウム中の不純物分析を行った。原因となる不純物は検出できなかったが、配管内にわずかに油の痕跡があった。他施設の同規模の冷凍能力を持つ冷凍機の不具合事例も参考にして、熱交換器の洗浄やADSの交換を行った結果、冷却性能は回復した。熱交換器を洗浄した液やADSの活性炭とそれを抑えるためのフェルトから油を検出した。特にADSのフェルトではヘリウムガス入口表面に膜状の油の蓄積が確認できた。ヘリウムガス中に含まれる油分は設計範囲の10ppb程度であったが、長期間の運転の結果、ADSのフェルト部への蓄積により差圧を発生させ、それが性能劣化をもたらした可能性があると推測している。今後さらに調査を進め、原因をより明確にする必要がある。

報告書

第2期中期計画における原子力施設の廃止措置と技術開発

照沼 章弘; 三村 竜二; 長島 久雄; 青柳 義孝; 廣川 勝規*; 打它 正人; 石森 有; 桑原 潤; 岡本 久人; 木村 泰久; et al.

JAEA-Review 2016-008, 98 Pages, 2016/07

JAEA-Review-2016-008.pdf:11.73MB

原子力機構は、平成22年4月から平成27年3月までの期間における中期目標を達成するための計画(以下「第2期中期計画」という。)を作成した。また、上記期間中の各年度の業務運営に関する計画(以下「年度計画」という。)を定めている。バックエンド研究開発部門は、この第2期中期計画及び年度計画に基づいて、廃止措置技術開発と原子力施設の廃止措置を進めてきた。本報告は、バックエンド研究開発部門が第2期中期に実施した廃止措置技術開発と原子力施設の廃止措置の結果についてまとめたものである。

論文

Effective 3D data visualization in deep shaft construction

稲垣 大介*; 津坂 仁和*; 青柳 和平; 名合 牧人*; 井尻 裕二*; 重廣 道子*

Proceedings of ITA-AITES World Tunnel Congress 2015 (WTC 2015)/41st General Assembly, 10 Pages, 2015/05

In the Horonobe Underground Research Laboratory located in Hokkaido, Japan, "3D geological structure/construction data visualization system" has been employed to facilitate observational construction. Using this system, geological data, measurement data, construction data and prediction analysis results are visualized and integrated comprehensively as the construction proceeds. The planned support pattern was, for instance, examined according to the visualized data. Integrating the data of seismic reflection survey and the grouting results into the system, the estimated distribution of faults were revised and the potential area of support instability was determined; this approach has been proven to be effective, completing the shaft construction without any troubles. In addition, the 3D visualization system allows to share clear and common understanding about geological condition and deformation behavior of rock mass among the construction team members. Thus, the system will contribute to more successful implementation of observational construction in understanding rock mass behavior and ensuring optimal structural support and construction safety.

論文

Surface speciation of Eu$$^{3+}$$ adsorbed on kaolinite by time-resolved laser fluorescence spectroscopy (TRLFS) and parallel factor analysis (PARAFAC)

石田 圭輔*; 斉藤 拓巳*; 青柳 登; 木村 貴海; 永石 隆二; 長崎 晋也*; 田中 知*

Journal of Colloid and Interface Science, 374(1), p.258 - 266, 2012/05

 被引用回数:24 パーセンタイル:55.15(Chemistry, Physical)

Time-resolved laser fluorescence spectroscopy is an effective speciation technique for fluorescent metal ions, which can be further extended by the parallel factor analysis. The adsorption of Eu$$^{3+}$$ on kaolinite as well as gibbsite as a reference mineral was investigated by TRLFS together with batch adsorption measurements. The PAFAFAC modeling provided the fluorescence spectra, decay lifetimes and relative intensity profiles of three Eu$$^{3+}$$ surface complexes with kaolinite; an outer-sphere complex and two inner-sphere complexes. Their intensity profiles qualitatively explained the measured adsorption of Eu$$^{3+}$$. Based on the TRLFS results in varied H$$_{2}$$O/D$$_{2}$$O media, it was shown that the outer-sphere complex exhibited more rapid fluorescence decay than Eu$$^{3+}$$ aquo ion, because of the energy transfer to the surface. Factor B was an inner-sphere complex, which became dominant at relatively high pH, high salt concentration and low Eu$$^{3+}$$ concentration. Its spectrum and lifetime were similar to those of Eu$$^{3+}$$ adsorbed on gibbsite, suggesting its occurrence on the edge face of the gibbsite layer of kaolinite. From the comparison with the spectra and lifetimes of crystalline or aqueous Eu(OH)$$_{3}$$, factor C was considered as a poly-nuclear surface complex of Eu$$^{3+}$$ formed at relatively high Eu$$^{3+}$$ concentration.

論文

Thermochromic properties of low-melting ionic uranyl isothiocyanate complexes

青柳 登; 下条 晃司郎; Brooks, N. R.*; 永石 隆二; 長縄 弘親; Van Hecke, K.*; Van Meervelt, L.*; Binnemans, K.*; 木村 貴海

Chemical Communications, 47(15), p.4490 - 4492, 2011/04

 被引用回数:39 パーセンタイル:72.35(Chemistry, Multidisciplinary)

Temperature-dependent yellow-to-red colour changes of uranylthiocyanate complexes with 1-alkyl-3-methylimidazolium cations have been studied by different spectroscopic methods and this phenomenon is attributed to changes in the local environment of the uranyl ion, including the coordination number, as well as to cation - anion interactions.

論文

Basic and application studies on chemical responses to quantum beams in heterogeneous systems

永石 隆二; 山田 禮司; 青柳 登; 須郷 由美

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 161, 2008/03

固体酸化物が共存あるいは接触した水溶液,有機溶媒と水溶液を持つ溶媒系といった互いに混じり合わない非均質系での放射線分解や放射線誘起反応について、放射性廃棄物の処理・処分や使用済燃料の分離プロセスの高度化の観点から基礎と応用の研究を、電子線又は$$gamma$$線を用いて進めている。これまでに、微少量の酸化物微粒子の添加による水溶液中の金属イオン還元や水素発生の反応促進、並びに、接触する水溶液に依存する有機溶媒中の抽出剤の分解挙動を明らかにしてきた。平成18年度は、酸化物粉末などを添加した水溶液中の水素の発生や有害・有用物質の処理・回収に関する反応促進,有機溶媒中の抽出剤の分解挙動などを研究した。ここで水溶液中の研究では、白金族元素の関与する反応促進,アスベスト材料の粒状化とそれに伴う顕著な水素発生が見いだされた。

論文

Hydrogen production and morphological change of chrysotile asbestos in the radiolysis of aqueous solutions

青柳 登; 永石 隆二; 江坂 文孝; 山田 禮司

Chemistry Letters, 36(7), p.890 - 891, 2007/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

本研究ではアスベストの主構成成分であるクリソタイルの処分・処理法を$$gamma$$線・電子線を用いた方法で行った。従来の高温加熱によるアスベストの溶融では1,000$$^{circ}$$C以上の高温が必要であり、また融点を下げるために塩を大量に加える必要があるなど、環境負荷は決して少ないとは言えない。そこで副生成物を大量に生じない分解・無毒化方法を電子顕微鏡,比表面積測定などの分析技術に基づき検討した。さらに水素ガス発生材料としてのアスベストの有効利用を図ることも検討した。

論文

APPLE-2型アンジュレータの高速位相変調を用いた高分解能円二色性実験

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 水牧 仁一朗*; 横谷 明徳; 田中 均*; 宮原 義一*; 島田 太平; et al.

放射光, 14(5), p.339 - 348, 2001/11

軟X線領域における円偏光2色性の実験は、物性のカイラリティや磁性を調べるうえにおいては大変に強力な手段であるが、実験のS/Nを上げたり、精度を上げたりするにはいくつかの困難があった。今回われわれはSPring-8のIN23に設置された佐々木型・可変偏光型挿入光源の位相切り換えによる、軟X線の偏光切り換えと分光器の制御を組み合わせた測定系を立ち上げる様子や問題点などについて報告する。

論文

First operation of circular dichroism measurements with periodic photon-helicity switching by a variably polarizing undulator at BL23SU at SPring-8

安居院 あかね; 吉越 章隆; 中谷 健*; 松下 智裕*; 斎藤 祐児; 横谷 明徳; 田中 均*; 宮原 義一*; 島田 太平; 竹内 政雄*; et al.

Review of Scientific Instruments, 72(8), p.3191 - 3197, 2001/08

 被引用回数:21 パーセンタイル:72.94(Instruments & Instrumentation)

軟X線領域における円偏光二色性の実験は、物性のカイラリティや磁性を調べるうえでは強力な手段であるが、実験のS/Nを上げたり、精度を上げたりする場合に、いくつかの困難があった。今回われわれは、SPring-8に設置している可変偏光型挿入光源の位相切り換えによる、軟X線の偏光切り換えと分光器の駆動とを組み合わせた測定系の立ち上げを行った。挿入光源の運転によってSPring-8のCODに影響を与えないように、ステアリングマグネットによるフィードバックの電流を調整し、他ビームラインに影響がないことを確認した後、MCD(簡易型)の測定を行った。その結果、非磁性体サンプルで1%以下にノイズを抑えることができた。

論文

Spent fuel reprocessing based on electrochemical extraction process(SREEP)

吉田 善行; 青柳 寿夫; 武藤 博; 武石 秀世; 佐々木 祐二; 宇野 清一郎; 立川 圓造

Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.453 - 455, 1994/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:55.74(Chemistry, Physical)

電気化学的工程から成る使用済燃料再処理法新概念(SREEP)を提案する。SREEPは(1)電解酸化法による使用済燃料溶解工程(DEO),(2)流液電解析出法による白金属元素の回収工程(PED),(3)電解による酸化状態制御及びTBP/ドデカン抽出法によるU,Pu,Npの遂次分離工程(UEEP,PEEP,NEEP),(4)液々界面電解イオン移動法によるCs$$^{+}$$,Sr$$^{+2}$$の分離工程(SCEEP),および(5)溶融塩電解析出法によるランタノイド,超プルトニウム元素の分離回収工程(SEMS)から構成される。SREEPは、(1)電気化学的な酸化状態制御が厳密であるため元素間の分離係数が向上する,(2)余分な試薬の添加を必要としないため廃棄物発生量が低減する,(3)自動化、遠隔化が容易である,等の大きな特色を有する。

論文

Determination of concentration and distribution of (CuO)$$^{+}$$ in high-T$$_{c}$$ superconducting La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{y}$$ pellet by flow-coulometry

佐々木 祐二; 青柳 寿夫; 武石 秀世; 吉田 善行

Physica C, 191, p.347 - 353, 1992/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:55.21

フロークーロメトリーによるLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{y}$$(0≦x≦0.6)高温酸化物超伝導体の高酸化状態Cu$$^{3+}$$又はO$$^{-}$$、即ち[CuO]$$^{+}$$、の分析法を開発した。0.25MFe$$^{2+}$$を含む1MHClO$$_{4}$$溶液を流しながら超伝導試料ペレットを溶解し、Fe$$^{2+}$$+[CuO]$$^{+}$$$$rightarrow$$Fe$$^{3+}$$Cu$$^{2+}$$+O$$^{2-}$$の反応で生じるFe$$^{3+}$$と溶液中のCu$$^{2+}$$を同時に連続測定する。これらイオンの検出にはグラッシーカーボン繊維作用電極とするカラム電極を2段連結して用いた。本法によりバルクの[CuO]$$^{+}$$/Cu$$^{2+}$$比の測定、言い換えれば酸素含量、を精度良く正確に測定できた。さらに溶解中、一定時刻におけるFe$$^{3+}$$,Cu$$^{2+}$$の還元電流の比から、試料中の[CuO]$$^{+}$$の分布に関する情報も得る事ができた。

論文

Chemical analysis of oxidation state of copper or oxygen and its distribution in superconducting La-Sr-Cu oxide

佐々木 祐二; 青柳 寿夫; 武石 秀世; 吉田 善行

Analytical Sciences, 7(Suppl.), p.1201 - 1204, 1991/00

高温酸化物超伝導体(La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$SCuO$$_{y}$$)(0$$leq$$x$$leq$$0.6)中の高酸化状態の銅(Cu$$^{3+}$$)又は酸素(0$$^{-}$$)、すなわち[CuO]$$^{+}$$、の定量、及びペレット試料中の[CuO]$$^{+}$$の分布に関する新らしい化学分析法を開発した。ペレット試料を0.25MFe$$^{2+}$$+1M HClO$$_{4}$$溶液を流しながら溶解し、Fe$$^{2+}$$+[CuO]$$^{+}$$$$rightarrow$$Fe$$^{3+}$$+Cu$$^{2+}$$+O$$^{2-}$$の反応で生ずるFe$$^{3+}$$、及びCu$$^{2+}$$を連続測定し、試料中の[CuO]$$^{+}$$/Cu$$^{2+}$$比の変動を観察した。試料表面の[CuO]$$^{+}$$/Cu$$^{2+}$$比は試料全体のそれより相対的に低い値を示した。アニーリング条件, クーリング条件、及び保存条件の異なった試料を調製し、各条件と表面状態との相関を明らかにした。

口頭

Radiation-induced reduction of metal ions in aqueous solution systems and its application

永石 隆二; 青柳 登; 山田 禮司; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$gamma$$線又は電子線を照射した水溶液中でクロムや白金族元素の高酸化状態の金属イオンの反応挙動を研究した。放射線照射下の水溶液中で見かけ上反応しない金属イオンも、アルミナなどの固体酸化物を水溶液に添加することで還元が促進された。さらに、生成した沈殿/固体への吸着物が促進還元に寄与することを明らかにした。これらを定量的に議論するとともに、この反応系の有害金属の無害化や有用金属の回収・利用への応用並びに高レベル放射性廃棄物の放射線源利用の手法を提案した。

口頭

白金族元素含有の水溶液系の放射線誘起反応に関する研究

永石 隆二; 青柳 登; 山田 禮司

no journal, , 

$$gamma$$線などの放射線を用いて、水溶液中の白金族イオンの放射線誘起反応を研究した。アルコールなどを添加しないと放射線照射下でイオンがほとんど還元しない水溶液中でも、アルミナなどの固体酸化物を添加することでその還元が顕著に促進された。また、その還元で生成した微量の沈殿あるいは固体への吸着物が水溶液中の金属イオンの還元をさらに促進することを明らかにした。

口頭

放射線照射したシリカ含有(水)酸化物の形態変化と溶液内の反応促進に関する研究

青柳 登; 永石 隆二; 江坂 文孝; 山田 禮司

no journal, , 

結晶構造中にシリカ層を有する繊維状鉱物であるクリソタイルを添加した水溶液中の放射線誘起反応を研究した。5wt%の固相存在下の0.4M硫酸中の水素発生量は$$gamma$$線の吸収線量に比例して増加し、アルミナやシリカなどの酸化物微粒子存在下の発生量よりも多いことがわかった。また、照射による形態変化は硫酸濃度を高くすると促進され、繊維状の構造が微粒子状に変わることがわかった。

口頭

放射性廃棄物の線源利用に向けた有用反応の探索,2; Co-60$$gamma$$線と電子線を用いた6価クロムの処理

永石 隆二; 山田 禮司; 青柳 登

no journal, , 

放射性廃棄物から発生する放射線を模擬したCo-60$$gamma$$線と電子線を用いて、原子力分野から排出される6価クロムの処理を照射や溶液の条件を変えて試みた。ここで、ガラス固化体を線源として利用した場合の処理能力や従来の処理法と比べた有用性を定量的に評価するとともに、放射性廃棄物の効果的な線源化について展望した。

口頭

放射線照射したクリソタイルの形態変化と溶液内の反応促進に関する研究

青柳 登; 永石 隆二; 江坂 文孝; 山田 禮司

no journal, , 

代表的アスベストの1つであるクリソタイルの針状構造破砕に放射線を用いた。照射による形態変化は硫酸濃度を高くすると促進され、繊維状の構造が微粒子状に変わることがわかった。また、5wt%の固相存在下の水溶液中の水素発生量は$$gamma$$線の吸収線量に比例して増加し、同じ重量のアルミナやシリカなどの酸化物微粒子存在下の発生量よりも多いことがわかった。

口頭

固-液等の非均質系の量子ビーム応答性に関する基礎と応用の実験的研究

永石 隆二; 山田 禮司; 青柳 登; 須郷 由美

no journal, , 

酸化物材料を添加/に接触した水溶液,有機溶媒と水溶液を持つ二相系といった互いに混じり合わない非均質系での放射線分解や放射線誘起反応について、放射性廃棄物の処理・処分や使用済燃料の分離プロセスの高度化の観点から基礎と応用の研究を、電子線又は$$gamma$$線を用いて進めている。H18年度は、酸化物粉末などを添加した水溶液中の水素の発生や有害・有用物質の処理・回収に関する反応促進,有機溶媒中の抽出剤の分解挙動などで重要な結果を得た。本発表では、水溶液中の研究として白金族元素の回収と利用,アスベスト材料の無害化と有効利用に関する成果を中心に報告する。

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