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Ac製造のためのRa回収技術の開発小栗 香里; 渡部 創; 荒井 陽一; 白崎 謙次*; 中瀬 正彦*
令和5年度東北大学金属材料研究所研究部共同研究報告(インターネット), p.D14 - D17, 2025/02
医療用RIトレーサとして注目されているAc(T1/2=10 d)を製造するための原料である
Raは希少であり、世界的にもRaの需要が増加傾向にある。Raへの高速中性子照射によって、効率的にAcを得る見通しは立っているものの、照射ターゲットであるRaの確保が課題となっており、早期の解決が求められている。そこで、Raの供給源として、天然土壌に存在するRaに着目した。それらに含まれる微量なRaを効率的に回収、精製することが出来れば、回収・精製プロセスをスケールアップすることで、枯渇することのないRa供給源を確保できる。本研究では土壌中に存在するRaの状態をBaの吸着構造から推定し、粗回収する手法を検討した。Raの土壌における吸着状態を解明するために、Raのアナログ元素のであり、Raと共存している可能性が高いBaと
Thの娘核種であり、ラドンなどの
線放出核種を生成しない同位体核種
Raを対象に、土壌の主成分で含有率が高く、Raの吸着が報告されているMn酸化物と粘土鉱物(モンモリロナイト、ベントナイト)に注目し吸着試験を実施した。また、Baが吸着した金属酸化物について、広域X線吸収微細構造(EXAFS)の測定を実施した。細構造(EXAFS)の測定を実施した。
末岡 茂; 池田 安隆*; 狩野 謙一*; 堤 浩之*; 田上 高広*; Kohn, B. P.*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 柴田 健二*
Journal of Geophysical Research; Solid Earth, 122(8), p.6787 - 6810, 2017/08
複数の熱年代学的手法とthermo-kinematicモデリングを用いて赤石山脈の削剥史を検討した。熱年代は東に向かって系統的に若返り、赤石山脈北部は東縁に分布する糸魚川-静岡構造線の活動によって隆起した可能性が示唆された。Thermo-kinematicモデリングによって詳細な検討を加えた結果、糸魚川-静岡構造線の変位速度が5-10mm/yr、傾斜が27-45度、デコルマ深度が20-25kmのとき、熱年代測定結果と既存の地形・地球物理データを矛盾なく説明できることが確認できた。隆起速度と削剥速度は約4mm/yrと推定された。一方、赤石山脈南部は、先行研究による少数の熱年代データは北部と異なる値を示しているほか、地形・地質構造等の違いを考慮すると、北部とは別の時期・メカニズムによって隆起している可能性がある。
新井 健司*; 梅澤 成光*; 及川 弘秀*; 大貫 晃*; 中村 秀夫; 西 義久*; 藤井 正*
日本原子力学会誌ATOMO
, 58(3), p.161 - 166, 2016/03
日本原子力学会熱流動部会は、福島第一原子力発電所(1F)事故の教訓を基に熱水力安全評価基盤技術高度化戦略マップ2015(改訂版)を他分野に先駆けて平成27年3月に策定した。世界最高水準の安全性を実現しその継続的向上を図るため、深層防護を柱にシビアアクシデントや外的事象の対策を整理し、安全裕度向上策および人材育成に必要なニーズとシーズのマッチングを考慮した上で技術課題を選定し、1F廃炉など主要なマイルストーンに基づく時間軸上にロードマップを展開した。本解説は、その要旨について、事故時の炉心損傷防止など4件の個別技術課題の例を交え、まとめたものである。
奥 隆之; 中村 充孝; 酒井 健二; 勅使河原 誠; 達本 衡輝*; 米村 雅雄*; 鈴木 淳市*; 新井 正敏*
JAEA-Conf 2015-002, 660 Pages, 2016/02
JAEA-Conf-2015-002.pdf:168.34MB
第21回「先端的中性子源に関する国際協力」会議(ICANS-XXI)が2014年9月29日から10月3日に、茨城県立県民文化センター(水戸市)において開催された。この会議は日本原子力研究開発機構, 高エネルギー加速器研究機構, 総合科学研究機構により共催されたものである。会議では、大強度パルス中性子源を用いた新時代のサイエンスや応用研究の展開について、ワークショップ形式のセッションを主体として、ハードウェアからソフトウェア、そして放射線安全に至るまで、"インターフェイス"をキーワードに、さまざまな課題に関する活発な討論がなされた。本報文集はそれら72件の論文をまとめたものである。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.
JAEA-Conf 2015-002, p.319 - 329, 2016/02
4SEASONS (
) is one of the three chopper spectrometers operating in MLF at J-PARC, and covers thermal neutron region (
- 
meV) with relaxed resolution and high flux. The repetition rate multiplication by the Fermi chopper on this short length (18 m between the source and the sample) spectrometer enables wide-band multiple-incident-energy (multi-
) measurements, which proved to be useful in observing hierarchical structures in excitations over a large energy scale. On the other hand, the upgrading work of the spectrometer has been continued since the first inelastic scattering experiment in 2009. For examples, we took several measures to suppress background, installed new detectors recently, and are developing a new Fermi chopper now. In the presentation, we show examples of scientific outputs from the spectrometer which benefit from the multi- measurements, and recent or planned upgrades of the instrument.
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 原田 正英; 新井 正敏
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036001_1 - 036001_6, 2015/09
The background that appears in spectra acquired by the chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC was investigated. A continuous background that oscillates in synch with the rotation of the Fermi chopper was observed even when neutrons should be suppressed. The characteristics of the background strongly suggest that high-energy delayed neutrons continuously emitted from the mercury target are its cause.
He Neutron Spin Filter (NSF) in the MLF at J-PARC酒井 健二; 奥 隆之; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 廣井 孝介; 猪野 隆*; 大山 研司*; 大河原 学*; 加倉井 和久; 篠原 武尚; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036015_1 - 036015_6, 2015/09
Heの中性子吸収断面積が強いスピン選択性を有することを利用した偏極Heフィルターは、ビーム調整が不要なため、ビームラインに設置すれば直ぐに使える簡便な中性子スピンフィルター(NSF)として利用できる。そのようなNSF実現のためには、NSFのHe偏極度
を定常的にモニタするための核磁気共鳴(NMR)システムの開発が不可欠である。我々は断熱高速通過型(AFP)とパルス型NMRの特徴が相補的であることに着目して2つのシステムを併用した汎用性の高いNMRシステムを開発した。更に、J-PARCの中性子実験装置(BL10)での中性子透過率測定から得られたで校正しながら、温度、パルスNMRの振動磁場の大きさや印可時間などの測定条件を変えて、AFPとパルスNMRの信号間の相関を測定した。例えば、パルスNMR測定に起因する減偏極率を0.1%以下になるまでパルスNMRの検出感度を小さくしても、2つのNMR信号間の線形性は確認できた。これらの結果から、我々は開発したNMRシステムがHe偏極度モニタとして十分機能することを確認した。
Sr
CuO
by four-dimensional mapping of neutron cross-sections using the 4SEASONS chopper spectrometer脇本 秀一; 池内 和彦*; 新井 正敏; 藤田 全基*; 梶本 亮一; 川村 奨*; 松浦 直人*; 中島 健次; 山田 和芳*
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034013_1 - 034013_6, 2015/09
Previous neutron results of LaSrCuO (LSCO) by TOF measurements revealed that magnetic dynamical structure factor has a maximum at 
18 meV. To clarify the origin of the maximum, we carried out 4 dimensional mapping of dynamical structure factor 
to see details of both magnons and phonons. We found that 
= 0 shows ordinary spin waves while = 0.08 shows a maximum at 18 meV where 
-independent phonon branch crosses. This imply that in superconducting compositions phonon may also indirectly related to the superconductivity.
中村 秀夫; 新井 健司*; 及川 弘秀*; 藤井 正*; 梅澤 成光*; 阿部 豊*; 杉本 純*; 越塚 誠一*; 山口 彰*
Proceedings of 16th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-16) (USB Flash Drive), p.5353 - 5366, 2015/08
The Atomic Energy Society of Japan developed a New Thermal-Hydraulics Safety Evaluation Fundamental Technology Enhancement Strategy Roadmap (TH-RM) for LWR Safety Improvement and Development after Fukushima-Daiichi Accident through collaboration of utilities, vendors, universities, research institutes and technical support organizations for regulatory body. The revision has been made by three sub working groups (SWGs), by considering the lessons learned from the Fukushima-Daiichi Accident. The safety assessment SWG pursued development of safety assessment computer codes. The fundamental technology SWG pursued safety improvement and risk reduction via improved accident management measures by referring the technical map for severe accident established by severe accident SWG. Twelve important subjects have been identified, and Fact Sheet was developed for each of subjects for research and development. External hazards are also considered how to cope with from thermal-hydraulic safety point of view. This paper summarizes the revised TH-RM with several examples and future perspectives.
末岡 茂; 堤 浩之*; 田上 高広*; 長谷部 徳子*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 柴田 健二
フィッション・トラックニュースレター, (27), p.17 - 19, 2014/12
地殻変動の長期予測を行う上で、山地の隆起開始時期や高度の変遷といった発達過程の把握が重要となる。本研究では、近畿の逆断層卓越地域と中部の横ずれ断層卓越地域の構造境界に分布する養老-鈴鹿-布引山地について、アパタイトフィッション・トラック法(AFT法)を用いて、隆起・削剥史の解明を行った。AFT年代測定の結果、47-30Maという年代が得られ、鈴鹿山脈の中部から南部で最も若く、南北に向かって古くなる傾向が認められた。AFT年代とAFT長を基にした熱履歴解析の結果、これらの年代差は最近数100万年間の山地の隆起に伴う削剥量の違いを反映していると解釈できる。古琵琶湖や東海湖といった沈降域が南から北へと発達したのに対し、隆起域はより複雑な発達過程をたどったことが示唆される。
(LiPO
)
Kartini, E.*; 中村 充孝; 新井 正敏; 稲村 泰弘; 中島 健次; Maksum, T.*; Hoggowiranto, W.*; Putra, T. Y. S. P.*
Solid State Ionics, 262, p.833 - 836, 2014/09
被引用回数：19 パーセンタイル：57.12(Chemistry, Physical)J-PARCの非弾性散乱装置AMATERASを利用して超イオン伝導ガラス(LiI)(LiPO)の中性子散乱実験を行った。非弾性散乱スペクトルから、6.5meV付近にボゾンピークを観測した。また、285Kにおいて過剰な準弾性散乱が観測されたが、この散乱は20Kでは観測されなかった。動的構造因子S(Q,E)のQ依存性は長波長音響フォノン的な密度揺らぎで近似しうることを示した。
He neutron spin filter and its application to magnetic field imaging at J-PARC酒井 健二; 奥 隆之; 林田 洋寿; 吉良 弘*; 篠原 武尚; 及川 健一; 原田 正英; 加倉井 和久; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 528, p.012016_1 - 012016_7, 2014/07
被引用回数：2 パーセンタイル：66.57(Optics)中性子偏極実験において測定領域を熱外中性子まで広げることは興味深い。その実現には、He自身の核スピンを反転することで、冷から熱外まで幅広いエネルギー領域の中性子のスピン偏極と反転が可能な偏極Heスピンフリッパー(PHSF)が重要な役割を果たす。現在、J-PARC/MLFでは「可搬型PHSF」の開発を進めている。この装置は、Heガスを封入したガラスセルを、Heスピン偏極を保持するための直径20cm,長さ30cmの小型ソレノイド内に設置する。さらに、ガラスセルをレーザー照射することで、光ポンピング法(SEOP)によりHeを偏極した後に、ソレノイドごと中性子ビームラインに移動することで、可搬型PHSFとして利用する。われわれは、MLFの中性子ビームライン(BL10)で、PHSFの特性試験を行い、He核スピン反転前後の中性子透過率比の2次元分布測定から、本装置がPHSFとして十分機能することや、サンプルコイルの簡単な磁気イメージを測定できることを実証した。
中村 充孝; 神原 理; Krist, T.*; 篠原 武尚; 池内 和彦*; 新井 正敏; 梶本 亮一; 中島 健次; 田中 浩道; 鈴木 淳市*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 737, p.142 - 147, 2014/02
被引用回数：3 パーセンタイル：25.05(Instruments & Instrumentation)チョッパー分光器における非弾性中性子散乱実験の効率は、複数の入射エネルギーを同時利用することで劇的に向上しうる。しかしながら、通常のチョッパーでは全ての入射エネルギーに対して実験条件を最適化することは絶対的に不可能である。我々は、この問題点を克服すべく中性子スーパーミラーを貼付したスリットパッケージを有する新型フェルミチョッパーを開発し、複数の入射エネルギーそれぞれに対して実験条件を最適化しうることを実験的に実証した。
He spin filter system for neutron spin analyzer on the SHARAKU polarized neutron reflectometer at J-PARC林田 洋寿; 奥 隆之; 吉良 弘*; 酒井 健二; 武田 全康; 坂口 佳史*; 猪野 隆*; 篠原 武尚; 大山 研司*; 鈴木 淳市*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 528, p.012020_1 - 012020_7, 2014/00
被引用回数：6 パーセンタイル：88.61(Optics)J-PARCの試料垂直型偏極中性子反射率計「写楽」における磁気薄膜の構造解析を目指した偏極解析デバイス開発の一環として、Heスピンフィルターの開発を行った。本実験では直径35mm, 長さ55mmのHeスピンフィルターセルを用いた。Heガス圧は2atmであった。実験期間5日間に渡り、He核スピン偏極率は63%を保つことができ、中性子偏極率は、波長0.35nm以上の中性子に対して95%以上の極めて高い偏極率を達成した。テスト試料として、巨大磁気抵抗膜であるFe/Cr多層膜を用いた。本試料は低磁場中ではCr層を挟んでFe層が反強磁性結合を形成し、巨大磁気抵抗を発現する。Heスピンフィルターを初めて導入した今回の非鏡面反射率測定実験において、低磁場200Oe中では反強磁性結合に起因する鏡面反射のピークと非鏡面反射を観測し、強磁場10kOe中では反強磁性結合の消失に伴って鏡面反射のピーク、及び非鏡面反射ともに観測されず、期待される結果を得た。これらのことから、十分に実用に耐えうるHeスピンフィルターが開発されたことが示された。
菊地 龍弥; 中島 健次; 河村 聖子; 稲村 泰弘; 山室 修*; 古府 麻衣子*; 川北 至信; 鈴谷 賢太郎; 中村 充孝; 新井 正敏
Physical Review E, 87(6), p.062314_1 - 062314_8, 2013/06
被引用回数：21 パーセンタイル：72.06(Physics, Fluids & Plasmas)中性子準弾性散乱実験は原子分子の拡散現象において時空の相関関係を明らかにできる数少ない方法である。しかしながら、多くの場合、モデル依存性の強い解析しか行われてこなかった。われわれはモデルを必要としない解析法を開発した。その解析法では、拡散現象は指数関数的な緩和の和で表されると仮定することで、解析の結果として新しい分布関数である緩和モード分布関数
を得ることができる。この関数からはモードの個数とそのモードにおける緩和時間の分布がわかる。この解析法では潜在的な逆問題の解決のために最大エントロピー法を使用している。この解析法の最初の適用例として液体の水の実験結果を解析した。その結果、これまでに知られている2つのモードに加えて、その2つのモードの中間的な時間スケールに新たにモードが存在することが明らかになった。
新井 正敏; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 中島 健次; 柴田 薫; 高橋 伸明; 鈴木 淳市*; 高田 慎一; 山田 武*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 82(Suppl.A), p.SA024_1 - SA024_14, 2013/01
被引用回数：8 パーセンタイル：48.28(Physics, Multidisciplinary)J-PARC中性子散乱施設(1MW, 25Hzの短パルス中性子源)での実験装置の開発について記述したものである。大強度の結合型減速材を利用し、パルス整形チョッパーの利用により、新たな概念をもとにして高分解能装置の開発を行った。また、イベント・レコーディングによるデータ集積系の開発により、多重入射エネルギー法の実現も行った。さらに、回折計の高度化についても述べている。
島倉 宏典; 川北 至信; 稲村 泰弘; 菊地 龍弥; 上野 広樹; 中村 充孝; 中島 健次; 河村 聖子; 柴田 薫*; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 340(1), p.012080_1 - 012080_6, 2012/02
被引用回数：3 パーセンタイル：71.60(Physics, Condensed Matter)臭化セレンはBr-Se-Se-Brの形状の分子から成り、Se-Se軸を隣接分子と平行にして並ぶ強い分子間相互作用が存在することがわかっている。本論文では、J-PARCに設置された冷中性子ディスクチョッパー分光器を用いて実施された液体Se
Brの中性子準弾性散乱実験の結果を報告している。3.13, 7.72, 41.83meVのエネルギーの入射中性子を同時に用いるマルチEi技術を適用した。得られた準弾性散乱スペクトルは、エネルギー幅の狭いモードと広いモードに対応する2種類のローレンツ関数の和でよく再現されることがわかった。前者は遅い緩和時間を持つ運動モードで、その積分強度は室温では1.6
の波数に最大強度を持ち、温度上昇とともに低波数側に移動していく。この移動は温度上昇に伴う密度の減少に対応している。一方、後者の早い緩和時間を持つ運動モードは、その半値半幅がいわゆるド・ジャン・ナローイングにより狭隘化する特徴的な波数を有しており、その波数が温度上昇とともに低波数側に移動する。一般に強い構造相関がみられる波数でこのナローイングが生じることから、このモードは、隣接分子間の相関と関係した運動モードと考えられる。
佐藤 匠; 西原 健司; 林 博和; 倉田 正輝*; 荒井 康夫
Proceedings of 11th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation (Internet), 9 Pages, 2012/00
加速器駆動システム(ADS)階層型サイクルから発生する使用済窒化物燃料の乾式再処理について、プロセスフロー図を構築して各元素の物質収支を評価することで、その成立性を評価した。これまでに提案されている、使用済窒化物燃料の溶融塩電解と液体Cd陰極に回収したアクチニドの再窒化を中心としたプロセスの物質収支を計算により評価した結果、1年間操業後のPu及MAの回収率は約99.97%、製品への希土類FP移行量は約1.5%でほぼ一定となり、このプロセスが原理的にADS炉心設計から要求される基準値を満たすことができることを確認した。
at the MLF, J-PARC高橋 伸明; 柴田 薫; 川北 至信; 中島 健次; 稲村 泰弘; 中谷 健; 中川 洋; 藤原 悟; 佐藤 卓*; 筑紫 格*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB007_1 - SB007_4, 2011/12
被引用回数：7 パーセンタイル：45.26(Physics, Multidisciplinary)A TOF-BSS named has been under construction on BL02 in the MLF of J-PARC. We have estimated expected performances of several candidates under realistic neutron source parameters at MLF. The expected neutron intensity under comparable energy resolutions of the -type is 2.6 times higher than that of the BASIS-type. Consequently, we have chosen the CM with pulse-shaping device for . Pulse-shaping is a good technique from a view point of a variability of resolution. On the other hand, a neutron energy band passing through the pulse-shaping chopper is limited and thus scanning range with one phase of the chopper is narrow. Of course, also can access larger energy transfers by appropriate phasing of the pulse-shaping chopper. In addition, will be able to utilize Repetition Rate Multiplication (RRM). RRM is essentially a way to employ multiple pulse-shaped incident neutron beams to effectively increase neutron counting time to more efficiently measure the inelastic region. In this presentation we will show the chopper sequence and introduce the RRM mode of the forthcoming backscattering spectrometer in detail.
林 博和; 佐藤 匠; 柴田 裕樹; 岩井 孝; 西原 健司; 荒井 康夫
Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 6 Pages, 2011/12
使用済ADS用窒化物燃料の乾式再処理技術の開発における要素技術及びプロセス構築についての最近の研究の進展を紹介する。要素技術開発では、使用済燃料の陽極溶解、液体Cd陰極へのPu及びMAの回収、回収アクチノイドの再窒化等の主工程に加えて、陽極溶解残渣からのアクチノイド回収工程及び電解槽中の溶融塩の精製工程の技術開発を行った。また、主工程以外の工程を追加したプロセスフロー図を作成し、報告されている各工程に関する実験データをもとに、アクチノイド、FP及び希釈材元素の物質収支を求めた。物質収支の計算結果は、乾式処理工程でのPu及びMAの回収率99.97wt%、新燃料中への希土類元素の混入割合2.6wt%であり、いずれもADSの設計研究の中で定めている基準値を満足するものであった。
