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論文

Evaluation of heat removal during the failure of the core cooling for new critical assembly

江口 悠太; 菅原 隆徳; 西原 健司; 田澤 勇次郎; 辻本 和文

Proceedings of 26th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-26) (Internet), 8 Pages, 2018/07

加速器駆動核変換システム(ADS)の基礎核特性研究のため、J-PARC計画において核変換物理実験施設(TEF-P)の建設が検討されている。本研究では、崩壊熱の大きなマイナーアクチノイド(MA)燃料を多く使用するTEF-Pにおいて、炉心冷却システムが停止した場合の自然冷却特性の評価、及びその際に炉心が損傷しない設計条件検討を行った。TEF-Pの炉心温度評価においては、炉心周辺部の空格子管領域が断熱層として大きく影響を及ぼすことから、空格子管領域の熱伝達特性を測定するモックアップ試験装置を製作して実験を行い、実験的な熱伝達率を得た。この結果を元に、TEF-P炉心の三次元伝熱解析を実施し、制限温度である327$$^{circ}$$Cを下回る294$$^{circ}$$Cという結果を得た。

報告書

MA燃料遠隔取扱試験設備の製作及び試験結果,3; 燃料装填試験装置

田澤 勇次郎; 西原 健司; 菅原 隆徳; 辻本 和文; 佐々 敏信; 江口 悠太; 菊地 将司*; 井上 昭*

JAEA-Technology 2016-029, 52 Pages, 2016/12

JAEA-Technology-2016-029.pdf:5.34MB

大強度陽子加速器施設J-PARCに建設が予定されている核変換物理実験施設(TEF-P: Transmutation Physics Experimental Facility)ではマイナーアクチノイド(MA)を含む燃料を用いた実験が計画されている。MA含有燃料は高い放射能を有するため、燃料取扱設備は遠隔操作によるシステムとする必要がある。これらの設備の設計製作に必要なデータを取得する試験装置群(MA燃料遠隔取扱試験設備)のうち、燃料装填試験装置の製作及び試験結果について報告する。燃料装填装置で要求される遠隔操作を模擬した試験装置を製作し、模擬炉心に対するMA燃料ピン模擬体の装荷、取出し試験を実施した。製作、試験により、MA燃料を取扱う燃料装填装置の基本概念の成立性が確認された。

報告書

MA燃料遠隔取扱試験設備の製作及び試験結果,2; 格子管の熱通過パラメータの評価

江口 悠太; 菅原 隆徳; 西原 健司; 田澤 勇次郎; 井上 昭; 辻本 和文

JAEA-Technology 2015-052, 34 Pages, 2016/03

JAEA-Technology-2015-052.pdf:5.02MB

大強度陽子加速器施設J-PARC計画で建設が予定されている核変換物理実験施設(TEF-P: Transmutation Physics Experimental Facility)では、MAを含む崩壊熱の大きな燃料を大量に取り扱うため、炉心冷却ブロワ停止時の炉心温度上昇の評価が不可欠である。冷却ブロワ停止時の炉心温度変化は全炉心熱伝導解析によって評価されるが、燃料及びブランケット領域の外側の空格子管領域に適用されている熱通過パラメータの適用性の検証が必要である。本報告書では、空格子管内部における伝熱量の算出モデルである、鉛直等温平面の上下を断熱材で囲った密閉流体層の自由対流モデルの精度検証のため、TEF-P炉心の格子管形状を模擬した試験装置を製作し、試験装置の格子管内部を通過する一次元熱流と温度分布を測定した。これにより、実際の空格子管内部の等価熱伝導率は密閉流体層の自由対流モデルよりも大きいことが明らかになった。また、空格子管内部にアルミニウムブロックを充填することで空格子管体系よりも高い等価熱伝導率となることを確認した。本実験により、TEF-P炉心の温度評価に供することができる熱通過パラメータを実験的に取得した。

論文

New result in the production and decay of an isotope, $$^{278}$$113 of the 113th element

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 住田 貴之*; 若林 泰生*; 米田 晃*; 田中 謙伍*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(10), p.103201_1 - 103201_4, 2012/10

 被引用回数:142 パーセンタイル:97.35(Physics, Multidisciplinary)

113番元素である$$^{278}$$113を$$^{209}$$Bi標的に$$^{70}$$Znビームを照射する実験により合成した。観測したのは6連鎖の$$alpha$$崩壊で、そのうち連鎖の5番目と6番目は既知である$$^{262}$$Db及び$$^{258}$$Lrの崩壊エネルギーと崩壊時間と非常によく一致した。この意味するところは、その連鎖を構成する核種が$$^{278}$$113, $$^{274}$$Rg (Z=111), $$^{270}$$Mt (Z=109), $$^{266}$$Bh (Z=107), $$^{262}$$Db (Z=105)及び$$^{258}$$Lr (Z=103)であることを示している。本結果と2004年, 2007年に報告した結果と併せて、113番元素である$$^{278}$$113を曖昧さなく生成・同定したことを強く結論付ける結果となった。

論文

Decay properties of $$^{266}$$Bh and $$^{262}$$Db produced in the $$^{248}$$Cm + $$^{23}$$Na reaction

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 佐藤 望*; 住田 貴之*; 米田 晃*; 市川 隆敏*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(6), p.064201_1 - 064201_6, 2009/06

 被引用回数:27 パーセンタイル:78.3(Physics, Multidisciplinary)

$$^{248}$$Cm($$^{23}$$Na,5$$n$$)反応で合成した$$^{266}$$Bh及びその娘核種である$$^{262}$$Dbの崩壊特性の研究を、気体充填型反跳分離装置(GARIS)と位置感度半導体検出器(PSD)とを組合せた装置を用いて行った。既知核種である$$^{262}$$Dbとの相関を調べ、$$^{266}$$Bhの同定を十分な確度で行った。今回合成・測定を行った$$^{266}$$Bh及び$$^{262}$$Dbの崩壊特性は以前(理化学研究所、2004年,2007年)に合成・測定を行った$$^{278}$$113の崩壊特性と一致しており、これは新元素(原子番号113)とされる$$^{278}$$113の発見の成果を強く補強するものと言える。

論文

Attempt to produce the 3rd chain of $$^{278}$$113

森本 幸司*; 森田 浩介*; 加治 大哉*; 秋山 隆宏*; 後藤 真一*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; 鹿取 謙二*; 小浦 寛之; 工藤 久昭*; et al.

RIKEN Accelerator Progress Report, Vol.42, P. 15, 2009/00

2003年から2007年の間、理化学研究所仁科加速器研究センターにおいて気体充填型反跳イオン分離器(GARIS)を用いた$$^{209}$$Bi$$+$$ $$^{70}$$Zn反応による113番元素の合成実験を進めてきた。賞味の照射時間241日の結果同位体$$^{278}$$113からの崩壊連鎖と同定された2つの事象が観測された。この反応の生成断面積はその時点で31$$^{+40}_{-20}$$ fbであった。今回、この崩壊様式の統計を増やす目的で、同様の実験を実施した。期間は2008年の1月7日から3月の31日まで行い、353MeVの$$^{70}$$ZnビームをBi標的に照射した。正味の照射日数は83日で、照射した$$^{70}$$Znは計2.28$$times10^{19}$$個であった。今回の実験においては$$^{278}$$113と同定される候補は観測されなかった。過去の2つの実験の結果とあわせると生成断面積は22$$^{+29}_{-19}$$ fbとなった。

論文

「もんじゅ」プラントデータ収録システムへの取り組み

橋本 大輔*; 小松 恵一*; 江口 健二*; 森薗 孝次

FAPIG, (175), p.23 - 28, 2007/07

高速増殖原型炉もんじゅ(以下、もんじゅという)では、その性能試験等において得られる貴重な実機プラントのプロセス計測データを収集・蓄積し、有効に利用することを目的として、プラントデータ収録システム(Monju Integrated Data Acquisition System、以下、MIDASという)を設置している。もんじゅは現在、1995年に発生したナトリウム漏えい事故のため運転を停止中であるが、本年5月にはナトリウム漏えい対策に関する改造工事の本体工事が完了し、その機能試験が本格化するなど運転再開の機運が高まっている。そのような中、MIDASについてもこのほど性能試験の再開を前に更新することとなった。本稿は、今回更新したMIDASについて、紹介するものである。

論文

Experiment on synthesis of an isotope $$^{277}$$112 by $$^{208}$$Pb + $$^{70}$$Zn reaction

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 秋山 隆宏*; 後藤 真一*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; 鹿取 謙二*; 小浦 寛之; 工藤 久昭*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 76(4), p.043201_1 - 043201_5, 2007/04

 被引用回数:132 パーセンタイル:95.85(Physics, Multidisciplinary)

同位体$$^{277}$$112の合成と崩壊についての研究を行った。実験は349.5MeVの$$^{70}$$Znビームを標的$$^{208}$$Pbに当て、気体充填型反跳イオン分離装置を用いて行った。この実験により2つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測し、これが$$^{208}$$Pb($$^{70}$$Zn,n)反応によって同位体$$^{277}$$112が合成された後に続く崩壊連鎖であると同定した。2つの連鎖崩壊はともに$$alpha$$粒子を4回放出した後、$$^{261}$$Rfの自発核分裂にて連鎖は止まった。こうして得られた崩壊エネルギーと崩壊時間は、ドイツの重イオン研究所(GSI)により報告された結果と一致している。今回の結果はGSIにより報告された$$^{277}$$112同位体及びその$$alpha$$崩壊娘核$$^{273}$$Dsの発見実験の報告に対し、明確な形で確認した最初の実験であり、彼らの結果を支持するものである。

論文

Observation of second decay chain from $$^{278}$$113

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 秋山 隆宏*; 後藤 真一*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; 鹿取 謙二*; 小浦 寛之; 菊永 英寿*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 76(4), p.045001_1 - 045001_2, 2007/04

 被引用回数:182 パーセンタイル:97.44(Physics, Multidisciplinary)

同位体$$^{278}$$113の合成と崩壊についての研究を行った。実験は353MeVの$$^{70}$$Znビームを標的$$^{209}$$Biに当て、気体充填型反跳イオン分離装置を用いて行った。この実験により1つの$$alpha$$崩壊連鎖を観測し、これが$$^{208}$$Pb($$^{70}$$Zn,n)反応によって同位体$$^{278}$$113が合成された後に続く崩壊連鎖であると同定した。$$^{262}$$Dbの自発核分裂にて連鎖は止まった。こうして得られた結果は、2004年に最初に報告した$$^{278}$$113合成及びその崩壊の結果を支持するものである。

論文

Experiments on synthesis of the heaviest element at RIKEN

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 秋山 隆宏*; 後藤 真一*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; Kanungo, R.*; 鹿取 謙二*; 菊永 英寿*; et al.

AIP Conference Proceedings 891, p.3 - 9, 2007/03

理化学研究所の気体充填型反跳分離装置(GARIS)を用いて、最重原子核の生成及びその崩壊の一連の実験が実施された。本実験において得られた112番元素の同位体$$^{277}$$112及び113番元素の同位体$$^{278}$$113の実験結果について報告する。$$^{208}$$Pb($$^{70}$$Zn, n)反応により同位体$$^{277}$$112からの崩壊連鎖が2例確認され、これは以前ドイツのGSIのグループにより報告された$$^{277}$$112の生成と崩壊を再現、確認する結果となった。また、$$^{209}$$Bi($$^{70}$$Zn, n)反応を実施し、自発核分裂で終わる$$alpha$$崩壊連鎖を2例観測した。これは113番元素$$^{278}$$113及びその娘核である$$^{274}$$Rg, $$^{270}$$Mt, $$^{266}$$Bhそして$$^{262}$$Dbであると同定した。

論文

空間的制約条件下における深層ボーリング調査計画の最適化

江口 孝夫; 天野 健治

日本応用地質学会平成18年度研究発表会講演論文集, p.175 - 178, 2006/11

地下を対象とした応用地質学的研究においては、対象とする岩盤が不均質に分布するといった自然条件に起因する問題のほか、利用可能な調査範囲やコスト,時間などに空間的・社会的な制約条件を抱えることが少なくない。このような条件下での調査計画立案に際しては、通常、目標や優先度などに基づいた調査レイアウトや調査項目が立案されるものの、調査計画案選定の際に客観的な地質情報の分析や意思決定システムによらない場合、調査計画の客観性が保てなくなり、最善案を選択できない可能性がある。本発表では、実際の深層ボーリング調査を例として、調査実施前の地質情報の不確実性を定量的に評価するとともに、空間的制約条件下のもとで立案された複数の調査レイアウトについて、AHPなどの数理モデルを用いて客観的に比較を試みたので、その評価事例について示す。

論文

Experiment on the synthesis of element 113 in the reaction $$^{209}$$Bi($$^{70}$$Zn,n)$$^{278}$$113

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 秋山 隆宏*; 後藤 真一*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; Kanungo, R.*; 鹿取 謙二*; 小浦 寛之; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(10), p.2593 - 2596, 2004/10

 被引用回数:437 パーセンタイル:99.2(Physics, Multidisciplinary)

113番元素の同位体である$$^{278}$$113及びその娘核$$^{274}$$111及び$$^{270}$$Mtを$$^{209}$$Bi+$$^{70}$$Zn反応で初めて観測した。ビームエネルギーは349.1MeVでビーム総粒子数は1.6$$times$$10$$^{19}$$であった。生成断面積は$$57^{+154}_{-47}$$ fb($$10^{-39}$$cm$$^2$$)と見積もられる。

論文

新規スーパーエンプラBEKの耐放射線性; 原子炉照射キャプセルの開発

瀬口 忠男; 大友 昭敏; 有金 賢次

S+N (seeds and needs), 0, p.6 - 13, 1994/09

出光興産(株)中央研究所が開発した新規スーパーエンジニアリングプラスチックBEKは、ポリイミドに匹敵する優れた耐熱性と、プラスチックの中で最高の耐放射線性を有する熱可塑性樹脂である。この優れた耐放射線性から、原子炉内で放射線照射する試験試料を入れるための照射用容器(キャプセル)として応用を試みた結果、長時間の使用に耐え、かつ放射化の極めて低いキャプセルの開発に成功した。このキャプセルの性能は、従来品を大幅に上回るものである。

報告書

芳香族系ポリエーテル樹脂製照射キャプセルの開発

有金 賢次; 大友 昭敏; 笹島 文雄; 高橋 秀武; 瀬口 忠男; 村上 滋*

JAERI-Tech 94-004, 33 Pages, 1994/07

JAERI-Tech-94-004.pdf:1.37MB

芳香族系ポリエーテル樹脂(BEK)の原子炉照射による機械的性質の変化等を明らかにし、JRR-3M気送管で最大150時間の照射が可能な試料照射用キャプセルを開発した。JRR-3M気送管における試料の照射は、これまでポリエチレンキャプセルの使用で最大20分に制限されてきたが、BEK製キャプセルの開発により長時間の照射が可能になった。また、BEKは、ポリエチレンと同様に誘導放射能が低いことから、照射後の試料の取扱いも簡便である。本報告が、BEKの原子炉照射による特性の変化と、キャプセル開発の研究をまとめたものである。

論文

Radiation resistant aromatic poly ether (BEK) and the application for irradiation capsules in a research reactor

村上 滋*; 有金 賢次; 大友 昭敏; 高橋 秀武; 瀬口 忠男

39th Int. SAMPE Symp. and Exhibition,Vol. 39 (Book 2), 0, p.2231 - 2243, 1994/00

出光興産(株)が開発中の新規耐熱性・熱可塑性樹脂BEKは、その構造から耐放射線性に優れた特長を有している。フィルム形状での耐電子線性は、減圧下において他の高性能エンジニアリングプラスチックと比較すると、BEK$$>$$カプトン$$>$$ユーピレックス-R$$>$$PEEKの順であることが判明した。さらに電子線照射時に発生するガス発生量は、極めて低レベルであることが明らかになった。これらの検討を基に、原子炉内照射に使用する気送管カプセルとして、100時間程度の寿命を有する実用化研究を行っている。なお、これまで使用している樹脂性容器のうち、耐放射線性に優れているとされているポリイミド製のカプセルは30時間程度の照射が限度であることが照射後の衝撃試験の結果明らかとなり、BEK製カプセルはポリイミド製カプセルの3倍以上の性能を有している。

論文

原子力開発の技術基盤としての材料R&D

近藤 達男; 菱沼 章道; 野田 健治; 衛藤 基邦; 辻 宏和; 中島 甫; 木内 清; 大野 英雄; 小川 徹; 大道 英樹; et al.

原子力工業, 39(8), p.1 - 80, 1993/08

来世紀に向けた新しい原子力システムには、材料はその実現の鍵の一つと考えている。本論文は原研の材料研究のうち、基盤技術研究のカテゴリーの活動成果及び今後の方向をまとめたものである。I.原子力材料基盤強化のための材料研究。II.新型原子炉材料研究の最前線(1)核融合,(2)高温ガス炉。III.原子力プラント材料耐久性挙動の予測とデータベース。IV.新しい素材設計と物質探索。V.エネルギービームを利用した機能性材料の開発。VI.原子力システム環境対応耐久性新素材の開発。VII.新しい材料照射試験施設と材料試験技術開発。(1)照射試験施設,(2)材料試験技術開発

論文

Development of irradiation capsules using polymers

有金 賢次; 村上 滋*; 大友 昭敏; 瀬口 忠男; 高橋 秀武

Proc. of 4th Asian Symp. on Research Reactors, 10 Pages, 1993/00

研究炉において、ポリエチレンキャプセルは誘導放射能が少ないため放射化分析に広く用いられているが、耐熱、耐放射線性が低いため、最大照射時間は20分に限定され、それ以上の照射には主にアルミニウムキャプセルが用いられている。しかし、アルミニウムは照射後の放射能が高く、試料の取扱いのためには1~2日の冷却時間が必要となる。このため、誘導放射能が少なく、長時間の照射が可能なキャプセルの開発が望まれてきた。この要望に応えるため、ポリエチレンナフタレート(PEN)を用い、JRR-4水力照射装置で最大6時間照射可能なキャプセルを開発し実用に供した。また、JRR-3M気送管で最大100時間の照射が可能なキャプセルの開発を、ポリエーテル樹脂(BEK)を用いて行っている。発表では、原子炉照射下におけるPENとBEKの特性、およびキャプセルの開発について述べる。

報告書

原子炉照射用プラスチックキャプセルの開発

有金 賢次; 信田 重夫; 藁谷 兵太; 青山 功; 瀬口 忠男; 高橋 秀武

JAERI-M 92-078, 22 Pages, 1992/06

JAERI-M-92-078.pdf:0.75MB

耐放射線性高分子材料ポリエチレン-2,6-ナフタレートを用い、原子炉照射用キャプセルを開発した。このキャプセルの特徴は、誘導放射能が少なく、射出成形により大量生産でき、JRR-4で最大12時間までの試料照射に用いることができる。この結果、従来アルミニウムキャプセルでしかできなかった数時間の照射が本キャプセルで可能となるとともに、照射後直ちに試料の取り扱いができ、JRR-4における共同利用照射がさらに安全かつ簡便に行えるようになった。本報告は、本キャプセルの開発と照射試験の結果をまとめたものである。

口頭

$$^{248}$$Cm + $$^{23}$$Naによる$$^{266}$$Bhの生成と崩壊特性

森本 幸司*; 森田 浩介*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 佐藤 望; 住田 貴之*; 米田 晃*; 市川 隆敏*; et al.

no journal, , 

理研グループではこれまで、気体充填型反跳核分離装置(GARIS)を用いて$$^{209}$$Bi($$^{70}$$Zn,$$n$$)反応による2例の新元素$$^{278}$$113を合成している。その崩壊連鎖は既知核$$^{266}$$Bhとその$$alpha$$崩壊娘核$$^{262}$$Dbに到達しているが、$$^{266}$$Bhの報告例は乏しい。そこで、$$^{278}$$113の崩壊連鎖と既知核とのつながりをより確実にするために、$$^{248}$$Cm($$^{23}$$Na,5$$n$$)反応による$$^{266}$$Bhの生成を試みその崩壊特性の研究を行った。実験では、理研線型加速器RILACから供給される126, 130及び132MeVの$$^{23}$$Naビームを、直径10cmの回転式$$^{248}$$Cm標的に照射し、蒸発残留核をGARISで分離し、焦点面に設置したシリコン検出器箱に打ち込み観測を行った。観測された$$^{266}$$Bhからの$$alpha$$線エネルギーは9.05から9.23MeVに分布しており、娘核$$^{262}$$Dbは報告されている半減期と矛盾なく$$alpha$$崩壊及び自発核分裂することが確認された。これらの結果は、前述の新元素$$^{278}$$113の崩壊連鎖中に観測されている$$^{266}$$Bh及び$$^{262}$$Dbの観測結果を確認するものとなった。

口頭

$$^{248}$$Cm+$$^{23}$$Naによる$$^{266}$$Bhの生成と崩壊特性

森本 幸司*; 森田 浩介*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 佐藤 望; 住田 貴之*; 米田 晃*; 市川 隆敏*; et al.

no journal, , 

これまでに、理化学研究所気体充填型反跳核分離装置(GARIS)を用い$$^{209}$$Bi($$^{70}$$Zn,n)$$^{278}$$113反応による2例の新元素$$^{278}$$113の生成が報告されている。その崩壊連鎖は既知核である$$^{266}$$Bhとその娘核である$$^{262}$$Dbに到達しているが、$$^{266}$$Bhの報告例は乏しい。$$^{278}$$113の崩壊連鎖と既知核とのつながりをより確実にするために、GARISを用いて$$^{248}$$Cm($$^{23}$$Na,5n)$$^{266}$$Bh反応により$$^{266}$$Bh及びその崩壊特性の探索を試みた。本講演では$$^{248}$$Cm($$^{23}$$Na,5n)$$^{266}$$Bh反応による$$^{266}$$Bhの生成とその崩壊特性について詳しく述べる予定である。

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