令和4年度原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

普天間 章; 眞田 幸尚; 長久保 梓; 川崎 義晴*; 岩井 毅行*; 平賀 祥吾*; 萩野谷 仁*; 松永 祐樹*; 圷 雄一郎*; 新井 仁規*; et al.

JAEA-Technology 2023-027, 146 Pages, 2024/03

JAEA-Technology-2023-027.pdf:18.12MB

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺環境に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。日本原子力研究開発機構では、有人ヘリコプターを使用した航空機モニタリングを福島第一原子力発電所周辺において継続的に実施してきた。本報告書では、令和4年度に実施した福島第一原子力発電所周辺におけるモニタリング結果について取りまとめると共に、過去のモニタリング結果から空間線量率等の変化量を評価し、その変化要因について考察した。また、航空機モニタリングによる空間線量率の換算精度向上に資するために、航空機モニタリングデータを用いて地形の起伏を考慮に入れた解析を行った。地形の起伏を考慮に入れる前後での解析結果を比較し、本手法による精度向上効果を評価した。さらに、空気中のラドン子孫核種の弁別手法を測定結果に適用して、空気中のラドン子孫核種が航空機モニタリングに与える影響について評価した。

Multipole polaron in the devil's staircase of CeSb

新井 陽介*; 黒田 健太*; 野本 拓也*; Tin, Z. H.*; 櫻木 俊輔*; Bareille, C.*; 明比 俊太朗*; 黒川 輝風*; 木下 雄斗*; Zhang, W.-L.*; et al.

Nature Materials, 21(4), p.410 - 415, 2022/04

https://doi.org/10.1038/s41563-021-01188-9

Low-energy electronic structures of CeSb which shows multiple phase transitions known as devil's staircase were examined by combination of laser angle-resolved photoemission, Raman and neutron scattering spectroscopies. A new type of electron-boson coupling between the mobile electrons and quadrupole CEF-excitations of the 4f orbitals was found. The coupling is exceedingly strong and exhibits anomalous step-like enhancement during the devil's staircase transition, unveiling a new type of quasiparticle, named multipole polaron.

Microstructure and residual strain distribution in cast duplex stainless steel studied by neutron imaging

Su, Y. H.; 及川 健一; 川崎 卓郎; 甲斐 哲也; 塩田 佳徳*; 佐藤 博隆*; 篠原 武尚; 友田 陽*; 原田 正英; 鬼柳 亮嗣; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031015_1 - 031015_5, 2015/09

https://doi.org/10.7566/JPSCP.8.031015

J-PARC/MLFの中性子イメージング及び回折装置は、鉄鋼材料などの実用材のミクロスコピックな特性評価に非常に有用であると期待されている。本研究では、MLFのBL10(NOBORU)において、2次元検出器を用いて鉄鋼材料の透過イメージング測定を行った。四種類の異なる条件で鋳込みを行ったフェライト()-オーステナイト()の二相ステンレス鋼を試料として用いた。得られた2次元の透過スペクトルに含まれるブラッグエッジ情報を、解析プログラムRITSを用いて検証し、試料の集合組織,相分布,粒径や、相応力分布の検証を行った。

Single crystal growth and magnetic anisotropy of hexagonal PuGa

芳賀 芳範; 本間 佳哉*; 青木 大*; 中島 邦久; 荒井 康夫; 松田 達磨; 池田 修悟*; 酒井 宏典; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB007_1 - SB007_4, 2012/12

https://doi.org/10.1143/JPSJS.81SB.SB007

We report recent progresses in single crystal preparation as well as physical properties of actinide intermetallic compounds. Flux techniques have successfully been applied for obtain- ing new compounds, including the heavy fermion superconductor NpPdAl and related compounds. For plutonium compounds, where the radiation damage due to the -decay of Pu is significant, a synthesis technique using the less-radioactive Pu isotope has been developed.

Fundamental research on behavior of helium in MA-bearing oxide fuel

荒井 康夫; 芹澤 弘幸; 中島 邦久; 高野 公秀; 佐藤 勇; 勝山 幸三; 秋江 拓志; 鈴木 元衛; 白数 訓子; 芳賀 芳範; et al.

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/12

U燃料やU-Pu燃料に比較して照射中や保管中に多量のHeが生成する点は、MA含有燃料の特徴の一つである。本研究ではMA含有酸化物燃料中のHe挙動を理解するために、実験室規模の炉外試験,照射後試験並びにモデリング計算を実施した。炉外試験では、単結晶二酸化ウランを用いたHeの拡散係数の導出やキュリウム244のアルファ崩壊を利用した酸化物中へのHe蓄積の影響把握を行い、照射後試験では高速実験炉JOYOで照射した約0.5%のアメリシウムを含むMOX燃料中のHe挙動を調べた。モデリング計算では、燃料中でのHe生成,拡散,気相との平衡及び気相への放出などの素過程に基づくHe挙動モデルを作成し、これを既存の燃料挙動解析コードのサブルーチンに組込み、高速炉用MA含有MOX燃料中のHe挙動をシミュレートした。

KEKCB electron cyclotron resonance charge breeder at TRIAC

今井 伸明*; Jeong, S.-C.*; 小柳津 充広*; 新井 重昭*; 渕 好秀*; 平山 賀一*; 石山 博恒*; 宮武 宇也; 田中 雅彦*; 岡田 雅之*; et al.

Review of Scientific Instruments, 79(2), p.02A906_1 - 02A906_3, 2008/02

https://doi.org/10.1063/1.2828070

KEKCBは、18GHzの電子共鳴型(ECR)イオン源で、タンデムに設置された短寿命核分離加速実験装置(TRIAC)の一部として、上流で生成され質量分離された短寿命原子核の1+イオンを、ビーム軸上のECRプラズマに入射することで、多価のイオンへその場変換する装置である。これまでの開発研究によって、クリプトン,キセノン等のガス状元素やバリウム,インジウム等の非ガス状元素に対して、質量/電荷比が7以下の多価イオンにまで変換する効率を、それぞれ7%, 2%にまで向上することができた。また、短寿命な同位元素による測定と比較することで、この変換効率は、1秒程度の半減期を持つ同位元素に対しては、変わらないことを確かめた。従来見られていた出力ビーム中のバックグランドは、プラズマ壁及び電極の全アルミ化,高圧純水洗浄等により、10ppsから600ppsにまで落とすことができた。

NMR studies of actinide dioxides

徳永 陽; 酒井 宏典; 藤本 達也; 神戸 振作; Walstedt, R. E.*; 生嶋 健司*; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 444-445, p.241 - 245, 2007/10

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.03.082

本論文ではわれわれが最近行っているネプツニウム及びプルトニウム化合物についての核磁気共鳴法(NMR)による研究結果を紹介する。NpOではこの物質で見られる新規な多極子秩序相の本質を探るため、世界初となるNMR法による測定を行った。その結果、NMR法を用いることにより従来の方法では難しかった多極子秩序変数の直接観測が可能であることを見いだした。さらに得られた結果はf電子系における多極子秩序の様子を微視的観点から明らかにするものとなった。またPuRhGaにおいては単結晶試料を用いてGa-NMR/NQR測定を行った。超伝導状態におけるスピン-格子緩和時間の測定からこの物質が異方的な超伝導ギャップ(2=5)を持つことを示した。さらにナイトシフトが超伝導状態で減少することを見いだし、この物質がスピン一重項超伝導であることも明らかにした。

Enhancement of relaxation rates in the normal state of superconductor PuRhGa:NQR relaxation study

酒井 宏典; 神戸 振作; 徳永 陽; 藤本 達也; Walstedt, R. E.*; 安岡 弘志; 青木 大*; 本間 佳哉*; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.e118 - e119, 2007/03

超伝導体PuRhGaにおいてゼロ磁場核四重極共鳴(NQR)緩和率測定を行った。比較のため、同じ結晶構造を持つパウリ常磁性体であるLuCoGaにおいても同様の測定を行った。PuRhGaのNQR緩和率は、約30K以下で一定の振る舞いを見せるが、その値は、非超伝導体LuCoGaのそれよりも増大していることが明らかになった。

平成17年度平成21年度科学研究費補助金特別推進研究「4次元空間中性子探査装置の開発と酸化物高温超伝導機構の解明」平成17年度研究報告書

新井 正敏; 横尾 哲也*; 梶本 亮一; 中島 健次; 社本 真一; 山田 和芳*; 藤田 全基*; 猪野 隆*; 曽山 和彦; 中村 充孝; et al.

JAEA-Review 2006-033, 58 Pages, 2006/11

JAEA-Review-2006-033.pdf:17.22MB

平成17年度から平成21年度にわたり、「4次元空間中性子探査装置の開発と酸化物高温超伝導機構の解明」を研究課題とする科学研究費補助金・特別推進研究が採択された(研究代表者・新井正敏)。本研究は大強度陽子加速器(J-PARC)の大強度パルス中性子源において、現在世界最高性能の非弾性散乱実験装置よりも二桁高い性能を有する実験装置、4次元空間中性子探査装置(4SEASONS: 4d SpacE AccesS neutrON Spectrometer)を建設し、異常な磁気励起,フォノン異常現象を3次元の波数-エネルギーからなる4次元空間で詳細に観測することにより酸化物高温超伝導機構の解明を目指すものである。本報告書は本研究の平成17年度の研究成果をまとめたものである。

Single crystal growth, superconductivity and Fermi surface study of plutonium compounds

芳賀 芳範; 青木 大*; 山上 浩志*; 松田 達磨; 中島 邦久; 荒井 康夫; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.4 - 9, 2006/08

https://doi.org/10.1143/JPSJS.75S.4

PuCoGaが、これまでの重い電子系超伝導体に比べて一桁高い転移温度を持つ超伝導体であることが報告されて以来、超ウラン化合物への関心が高まっている。つい数年前までは、このような研究は欧米の限られた研究機関でのみ行われていたが、最近、日本でもNp化合物の研究が急速に発展した。Puはさらに規制が厳しいが、原研大洗研究所及び東北大金研大洗センターの協力を得て、昨年末からPu化合物の研究を開始することができた。最初の対象物質として、Wastinらにより発見された超伝導体PuCoGaを選び、これまでの115化合物研究の経験を生かして単結晶を育成した。これについて得られた成果を中心に紹介する。単結晶は、Ga-フラックス法により育成した。試料は、銅または銀のキャップに接着し、カプトンチューブに挿入・密封し、物性測定を行った。磁化率は、温度効果とともに増大し、キュリーワイス的であるが、温度に依存しないバックグラウンドが存在する。これを差し引いた逆磁化率は、100K以上の高温では0.85B/Puの有効磁気モーメントで説明できる。一方低温では見かけの有効磁気モーメントは減少し、0.6B/Pu程度となる。またこのとき、ワイス温度は-40K程度であり、Wastinらの報告と矛盾しない。