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論文

Impacts of friction stir processing on irradiation effects in vacuum-plasma-spray coated tungsten

小沢 和巳; 谷川 博康; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2054 - 2057, 2015/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.53(Nuclear Science & Technology)

低放射化フェライト鋼(F82H)は先進核融合炉の構造材料候補である。第一壁ならびにダイバータではプラズマスパッタ抑制のため、タングステン被膜が必須とされている。F82H鋼に、真空プラズマ溶射法でタングステン(W)を皮膜し、その後摩擦攪拌処理(FSP)にて強化した試料に対しイオン照射実験を実施し、WとF82Hの各要素のイオン照射後の硬さと微細組織に及ぼす細粒化の影響を調べた。これまでの結果からは、800$$^{circ}$$C、5.4dpaでイオン照射したFSP-W皮膜の顕著な照射硬化は認められていない。

論文

Modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating on reduced activation ferritic/martensitic steels by friction stir processing

谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; Noh, S.*; 藤井 英俊*

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2080 - 2084, 2015/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:36.96(Nuclear Science & Technology)

核融合炉内機器のプラズマ対向壁材料として有力視されているタングステン(W)皮膜形成法として真空プラズマ溶射(VPS)法が現実的手法として期待されている。しかし、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。そこで本研究では、VPS-W皮膜の摩擦撹拌処理(FSP)による強化を試みた。その結果、FSP処理により空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。

論文

Cross section measurements of the radioactive $$^{107}$$Pd and stable $$^{105,108}$$Pd nuclei at J-PARC/MLF/ANNRI

中村 詔司; 木村 敦; 北谷 文人; 太田 雅之; 古高 和禎; 後神 進史*; 原 かおる; 原田 秀郎; 廣瀬 健太郎; 金 政浩*; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.143 - 146, 2014/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.86(Physics, Nuclear)

長寿命放射性核種$$^{107}$$Pd、及び不純物として含まれている安定核種$$^{105,108}$$Pdの中性子捕獲断面積を測定した。J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に整備された中性子核反応実験装置(ANNRI)を用いて、飛行時間法により熱領域から300eVの中性子エネルギーに対して、中性子捕獲断面積を測定した。報告されていた幾つかの共鳴が、$$^{107}$$Pdに起因しないことなど、共鳴に関する新たな知見が得られた。

論文

Capture cross-section measurement of $$^{241}$$Am(n,$$gamma$$) at J-PARC/MLF/ANNRI

原田 秀郎; 太田 雅之; 木村 敦; 古高 和禎; 廣瀬 健太郎; 原 かおる; 金 政浩*; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; et al.

Nuclear Data Sheets, 119, p.61 - 64, 2014/05

 被引用回数:18 パーセンタイル:17.25(Physics, Nuclear)

Accurate determination of the neutron capture cross sections of radioactive nuclei is required in the fields of nuclear waste transmutation study and also nuclear astrophysics. The accurate neutron-nucleus reaction measurement instrument (ANNRI), which was installed in the materials and life science experimental facility (MLF) at the J-PARC, is expected to satisfy these demands. The capture cross section of $$^{241}$$Am was measured using a high efficiency Ge spectrometer installed in the ANNRI. By taking advantage of its high $$gamma$$-ray energy resolution, background components were precisely subtracted. The capture cross section of $$^{241}$$Am was deduced for a neutron energy region between 0.01 and 20 eV. The obtained cross section and the Westcott factor are compared with the preceding experiments and evaluated values.

論文

Neutron capture cross section of palladium-107 in the thermal-neutron energy region

中村 詔司; 太田 雅之; 大島 真澄; 北谷 文人; 木村 敦; 金 政浩; 小泉 光生; 後神 進史*; 藤 暢輔; 原 かおる; et al.

JAEA-Conf 2012-001, p.147 - 152, 2012/07

The neutron capture cross section of $$^{107}$$Pd in the thermal-neutron energy region has been measured relative to the $$^{10}$$B(n,$$alphagamma$$) reaction cross section by the neutron time-of-flight (TOF) method. The relative cross section was normalized to the average value calculated by the SAMMY code with JENDL-4.0 at the three energy points: 6.8 eV of $$^{107}$$Pd, 11.8 eV of $$^{105}$$Pd, and 33 eV of $$^{108}$$Pd. Neutron-capture $$gamma$$ rays were measured with a large Ge detector array called "4$$pi$$Ge spectrometer", which is one component of the Accurate Neutron-Nucleus Reaction measurement Instrument (ANNRI) installed at the neutron Beam Line No.4 (BL04) of the Materials and Life science experimental Facility (MLF) in the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). This paper presents new findings on resonance assignments of $$^{107}$$Pd, and the preliminary cross section.

論文

Neutron-capture cross-sections of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm measured with an array of large germanium detectors in the ANNRI at J-PARC/MLF

木村 敦; 藤井 俊行*; 福谷 哲*; 古高 和禎; 後神 進史*; 原 かおる; 原田 秀郎; 廣瀬 健太郎; 堀 順一*; 井頭 政之*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(7-8), p.708 - 724, 2012/07

 被引用回数:36 パーセンタイル:3.51(Nuclear Science & Technology)

The neutron-capture cross sections of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm were measured in the energy range of 1-300 eV with an array of large germanium detectors in the ANNRI at J-PARC/MLF. The resonances at around 7.7 and 16.8 eV of $$^{244}$$Cm and 4.3 and 15.3 eV of $$^{246}$$Cm were observed in capture reactions for the first time. The uncertainties of the obtained cross sections are 5.8% at the top of the first resonance of $$^{244}$$Cm and 6.6% at that of $$^{246}$$Cm. Resonance analyses were performed for low-energy ones using the code SAMMY. The prompt $$gamma$$-ray spectra of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm were also obtained. Eight and five new prompt $$gamma$$-rays emitted were observed in the $$^{244}$$Cm(n,$$gamma$$) and $$^{246}$$Cm(n,$$gamma$$) reactions, respectively.

論文

Measurements of neutron capture cross sections at J-PARC/MLF/ANNRI, 2

堀 順一*; 藤井 俊行*; 福谷 哲*; 古坂 道弘*; 古高 和禎; 後神 進史*; 原田 秀郎; 平賀 富士夫*; 井頭 政之*; 加美山 隆*; et al.

JAEA-Conf 2011-002, p.29 - 34, 2011/09

$$^{93}$$Zr, $$^{99}$$Tcと$$^{107}$$Pdの中性子捕獲断面積を、$$^{10}$$B(n,$$alphagamma$$)反応の断面積を標準にして、中性子飛行時間法を用いて測定した。J-PARCの物質生命科学施設(MLF)のビームコースNo.4に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI)の一部である4$$pi$$Geスペクトロメータを用いて、中性子捕獲$$gamma$$線を測定した。本論文は、得られた暫定結果を報告する。

論文

Measurement of neutron-capture cross sections of palladium isotopes at the J-PARC/MLF/ANNRI

中村 詔司; 古高 和禎; 後神 進史; 原田 秀郎; 木村 敦; 金 政浩; 北谷 文人; 小泉 光生; 太田 雅之; 大島 真澄; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1773 - 1776, 2011/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.61(Physics, Multidisciplinary)

J-PARC MLF施設のビームコースBL04に整備された中性子核反応測定装置(ANNRI)を用いて、長寿命放射性核種$$^{107}$$Pdの中性子捕獲断面積を、TOF法にて測定した。また、$$^{107}$$Pd試料には、不純物としてPd同位体、すなわち、$$^{105,106,108}$$Pdが含まれている。Pd同位体の寄与を調べるために、併せて同位体の測定試験も行った。

論文

Study of neutron capture reactions using the 4$$pi$$ Ge spectrometer

原田 秀郎; 後神 進史*; 木村 敦; 太田 雅之*; 大島 真澄; 北谷 文人; 藤 暢輔; 古高 和禎; 金 政浩; 小泉 光生; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1547 - 1552, 2011/08

 被引用回数:6 パーセンタイル:51.97(Physics, Multidisciplinary)

中性子捕獲断面積の高精度化のために全立体角Geスペクトロメータを開発した。本装置は高い分解能を有しており、中性子捕獲反応断面積導出の他、共鳴ピークの同定、$$gamma$$線の強度分布決定やスピンパリティーの同定にも利用可能である。共鳴ピーク同定の例として$$^{rm nat}$$Agサンプルを用いた測定結果を報告する。また、$$gamma$$線の強度分布決定の例として$$^{238}$$Uサンプルを用いた測定結果を報告する。さらに、本スペクトロメータをJ-PARCの大強度パルス中性子源に設置し、数100eV領域まで測定した$$^{241}$$Amサンプルに対する中性子捕獲断面積の予備的解析結果を報告し、全立体角Geスペクトロメータが、中性子捕獲断面積研究及び核構造研究に強力な装置となることを議論する。

論文

Measurements of neutron-capture cross sections of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm at J-PARC/MLF/ANNRI

木村 敦; 古高 和禎; 後神 進史*; 原田 秀郎; 金 政浩; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; 太田 雅之*; 大島 真澄; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1828 - 1831, 2011/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:77.36(Physics, Multidisciplinary)

For development of innovative nuclear reactors, such as fast breeder reactors or accelerator driven systems, there are strong requests for the improvement of the accuracy on the neutron capture cross-sections of minor actinides (MAs) and long-lived fission products (LLFP). To satisfy these requests, we have constructed a Ge-spectrometer at the accurate neutron-nucleus reaction instrument (ANNRI) in the J-PARC MLF. We have performed a first measurement of the neutron capture cross-section of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm at the ANNRI. The amount of the sample in chemical form of $$^{244}$$CmO$$_2$$ is as small as 0.6 mg, its activity 1.8 GBq, and its isotopic purity 91.6%. Capture $$gamma$$ rays from the sample and an Al dummy capsule were measured using the spectrometer. In this talk, we report a very preliminary neutron capture cross-section of $$^{244}$$Cm and $$^{246}$$Cm in the neutron energy range from 1 eV up to 300 eV was obtained.

論文

The "Study on nuclear data by using a high intensity pulsed neutron source for advanced nuclear system" nuclear data project and the characteristics of the neutron beam line for the capture cross section experiments at J-PARC

鬼柳 善明*; 木野 幸一*; 古坂 道弘*; 平賀 富士夫*; 加美山 隆*; 加藤 幾芳*; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 大島 真澄; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1781 - 1784, 2011/08

 被引用回数:12 パーセンタイル:35.03(Physics, Multidisciplinary)

革新炉システムの開発に資するための包括的な核データ研究のプロジェクトが、2005年から2009年にわたり8つの機関により成功裏に実行された。このプロジェクトにおいて、長寿命核分裂生成物とマイナーアクチニドの中性子捕獲断面積を精密に得ることを目的として、パルス中性子ビームラインが建設された。ビームのエネルギースペクトル,空間分布,パルスが、測定とシミュレーション計算により調べられ、それらはビームラインの設計によるものと一致することがわかった。この論文でわれわれは、本プロジェクトの概要と本ビームラインにより供給される中性子ビームの特性を述べる。

論文

Status and future perspectives of nuclear data measurements at J-PARC MLF BL04

原田 秀郎; 大島 真澄; 木村 敦; 後神 進史*; 太田 雅之*; 古高 和禎; 金 政浩; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; et al.

JAEA-Conf 2010-005, p.9 - 14, 2010/12

中性子核データを飛行時間測定法により測定するための中性子核反応測定装置を、J-PARC/MLFのビームラインNo.4に設置した。本装置には、中性子捕獲反応で発生する即発$$gamma$$線を測定するために、2種類の$$gamma$$線スペクトロメータを配置した。一つは、全立体角型のGeスペクトロメータであり、もう一つは、NaIスペクトロメータである。2009年より、これらのスペクトロメータを適用し、マイナーアクチノイド核種と核分裂生成核種の中性子捕獲断面積の測定を開始した。本発表では、これまでに得られた予備測定の結果を報告するとともに、本装置により期待される核データの高精度化について将来展望を議論した。

論文

Measurement of neutron capture cross section ratios of $$^{244}$$Cm resonances using NNRI

後神 進史*; 木村 敦; 原田 秀郎; 大島 真澄; 太田 雅之*; 古高 和禎; 金 政浩; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 47(12), p.1097 - 1100, 2010/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:59.02(Nuclear Science & Technology)

核変換システムや革新的核燃料サイクルシステムに必要なマイナーアクチノイド核種の正確な核データを得るために、J-PARC MLFのBL04に設置されたNNRIにて$$^{244}$$Cmの中性子捕獲反応断面積測定を行った。測定の結果から$$^{244}$$Cm中性子共鳴の捕獲反応断面積比率を導出し、実験結果とJENDL-3.3の評価値との比較を行った。既存データは原爆実験による1件のみであり、今回の結果は加速器施設にて行われた世界初の実験結果である。今後、詳細なデータ解析や実験条件の改善を行うことで、捕獲断面積の絶対値取得が期待される。

論文

堆積履歴が幌延地域に分布する珪質岩の力学的特性や微視的構造変化に及ぼす影響

真田 祐幸; 丹生屋 純夫*; 松井 裕哉; 藤井 義明*

Journal of MMIJ, 125(10,11), p.521 - 529, 2009/11

我が国には新第三紀や第四紀などの堆積岩が広く分布し各種構造物の基礎となるケースが多い。とりわけ地下深部に重要な構造物を建設するうえで岩石の力学的性質や応力変化に伴う微視的な構造変化の把握は、構造物の合理的な設計や掘削影響を把握するうえで重要である。原子力機構は新第三紀の堆積岩を対象に高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する基盤研究を幌延町で進めている。本論文では幌延地域に分布する珪質岩の力学的性質を明らかにすることを目的に実施した各種力学試験結果から幌延珪質岩の力学的性質を述べるとともに、堆積岩の工学的性質を支配する主要因を議論した。その結果、幌延地域に分布する珪質岩は堆積過程によって生じた空隙の緻密化や膠結作用により深度方向に三つのゾーンに区分でき、その力学挙動は顕著な拘束圧依存性を示すことがわかった。浅部の声問層の力学挙動は拘束圧の上昇に伴いひずみ軟化型から延性型に移行し、深部の稚内層は拘束圧の程度によらずひずみ軟化型を示す。そして、浅部の声問層は高拘束圧下で珪藻遺骸の損傷によって降伏し、エンドキャップ型の構成則を適用する必要性があることが示唆された。

論文

幌延地域に分布する珪質岩に対する幾つかの岩盤応力測定法の適用性と推定された応力状態

真田 祐幸; 丹生屋 純夫*; 松井 裕哉; 藤井 義明*

Journal of MMIJ, 125(10,11), p.530 - 539, 2009/10

初期地圧は、空洞の形状・支保形態を決定する重要な因子となるため、高レベル放射性廃棄物の処分場のような重要な地下構造物を合理的に設計・施工するには、地下深部に作用する初期地圧を適切に評価する必要がある。そこで、筆者らは原子力機構が進めている幌延深地層研究計画で研究対象としている新第三紀堆積岩を対象に、既存の初期地圧計測手法の新第三紀堆積岩に対する適用性・作業性を検討するとともに、初期地圧測定結果と造構作用や孔壁観察結果などの情報から幌延地域に作用している初期応力状態を総合的に議論した。その結果、AE法についてはカイザー効果の時間依存性の影響が大きく原位置の応力状態を過小に評価してしまう可能性があることが示唆された。一方、DSCA法についてはAE法と比較し原位置試験で得られた最大主応力方位とほぼ一致し、新第三紀堆積岩に対する適用性はAE法と比較すると高かった。水圧破砕法については、コンプライアンスの大きいワイヤラインタイプのシステムを採用することで通常使用されるロッドタイプより高い精度でき裂開口圧を求めることができ、応力状態は造構作用などの影響を受け東西圧縮の偏圧下に晒されていることがわかった。

論文

Deformation and failure behavior of rock mass around the ventilation shaft in Horonobe URL

真田 祐幸; 杉田 裕; 藤井 義明*

Proceedings of 3rd International Workshop and Conference on Earth Resources Technology 2009 (CD-ROM), p.149 - 158, 2009/05

坑道周辺に発生する掘削影響領域は、物質の主要な移行経路になる可能性があることから地層処分の性能評価において重要な課題として位置づけられている。そこで、本研究では掘削影響領域の岩盤性状のモデル化に資する情報を取得するために、幌延深地層研究所の立坑壁面の断面形状計測と立坑周辺の岩盤内に埋設された地中変位並びに支保部材の応力測定結果に基づき、立坑の掘削によって岩盤内に発生する損傷の規模と損傷を受けた岩盤の挙動について検討した。その結果、断面形状計測から、立坑の掘削が深部に進むにつれてボアホールブレイクアウトに類する規模の大きなスポーリング破壊が断続的に見られた。地中変位計測や支保部材の応力測定結果から、断面形状計測と同様に立坑の掘削が深部に進むにつれて立坑の壁面から1.5mまでの範囲で顕著な圧縮ひずみや応力が生じていることがわかった。したがって、損傷域の幅を推定するために、壁面観察から設定した立坑の地山区分から許容限界ひずみを算出し、それと地中変位計で得られた圧縮ひずみ量との対応を調べた。その結果、損傷域の幅は立坑の坑壁から1mまでの範囲であることが推定された。

論文

Mechanical properties of siliceous rocks around Horonobe URL from triaxial compression and isotropic consolidation tests

真田 祐幸; 松井 裕哉; 藤井 義明*

Proceedings of International Symposium on Rock Mechanics "Rock Characterization, Modelling and Engineering Design Methods" (SINOROCK 2009) (CD-ROM), 5 Pages, 2009/05

原子力機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発において地下研究施設の建設を伴う研究プロジェクトとして幌延深地層研究計画を進めている。本報告では、地下研究施設の設計データの取得並びに坑道掘削に伴う掘削影響の予測のため実施された三軸圧縮試験と等方圧密試験結果,岩盤の力学モデルについて議論する。三軸圧縮試験では、地下施設の浅部に分布する珪藻質泥岩は、封圧の増加に伴い応力-ひずみの曲線形状がひずみ軟化挙動から弾完全塑性型に移行し、深部に分布する珪質泥岩は拘束圧の程度によらずひずみ軟化挙動を示した。等方圧密試験では、珪藻質泥岩では、珪藻遺骸の損傷によって有効封圧10MPaで降伏した。したがって、坑道周辺岩盤の力学挙動のモデル化にあたっては、珪質泥岩はひずみ軟化型の構成則、珪藻質泥岩は等方圧下での降伏を表現できるエンドキャップ型の構成則を適用する必要性があることが示唆された。

論文

幌延地域に分布する珪質岩の力学特性

真田 祐幸; 松井 裕哉; 藤井 義明*

第12回岩の力学国内シンポジウム講演論文集(CD-ROM), p.703 - 708, 2008/09

原子力機構が実施した複数の調査ボーリングで得られたコアを用いて各種室内試験を実施し、研究所設置地区に分布する珪質岩の力学特性を検討した。研究所設置地区の珪質岩は、稚内層の上部で急激に物理特性,強度特性が変化する。三軸圧縮特性は、声問層では有効封圧の増大に伴い、応力-ひずみの曲線形状がひずみ軟化型から弾完全塑性型に移行する。一方、稚内層では、本試験で設定した有効封圧の範囲では、いずれもひずみ軟化型の曲線形状を示す。非排水試験における間隙水圧の発生挙動並びに排水試験におけるダイレタンシー挙動は声問層と稚内層とで傾向が異なることがわかった。

論文

珪質岩盤中の坑道掘削に伴う水-応力連成挙動に関する数値解析的検討

真田 祐幸; 松井 裕哉; 山本 卓也*; 青木 智幸*; 小川 豊和*; 城 まゆみ*; 藤井 義明*

平成19年度資源・素材学会北海道支部総会及び春季講演会講演要旨集, p.9 - 10, 2007/06

現在、日本原子力研究開発機構は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する研究開発の一環として、北海道幌延町で幌延深地層研究計画と称する地下研究施設(掘削深度500m)の建設を伴う研究プロジェクトを進めている。この地下研究施設周辺に分布する岩石は、多孔質でかつ低透水性であるという特徴を有する。このため、岩盤中に坑道を掘削すると、坑道周辺岩盤中に大きな過剰間隙水圧が生じ、坑道周辺の岩盤が不安定になる可能性がある。本研究では、このような水-応力の連成挙動が周辺岩盤及び支保に与える影響を数値解析により検討した。その結果、等方圧でない場合は、坑道奥部に過剰間隙水圧が発生し、かつその消散がゆっくり進むことにより長期に渡る特徴的な坑道の変形が生じる可能性が示唆された。一方、支保工の耐力は発生支保応力に対し、十分な裕度があることがわかった。

報告書

軟弱な堆積地層における力学的な初期状態と施工性の評価システムの開発

石島 洋二*; 藤井 義明*; 川北 稔*; 中間 茂雄; 松井 裕哉

JNC-TY7400 2004-002, 91 Pages, 2003/03

JNC-TY7400-2004-002.pdf:3.33MB

強度と剛性が小さい軟岩は、わが国にはかなり広く分布している。軟岩を対象としたトンネルなどの岩盤構造物の建設は、岩盤の破壊と著しい変形を伴うので、一般に、作業が困難で維持も容易でない。この問題を克服する合理的な方法は、軟岩の強度・剛性などの力学的特性と軟岩が地山で置かれている初期地圧などの力学的な初期状態を明らかにし、岩盤構造物の建設に伴う力学的な擾乱を正確に予測する手法を確立し、それに基づいて設計・施工をすることである。しかしながら、軟岩の初期地圧や地山強度に関する情報は、測定が困難であるために、従来ほとんど得られていない。 本研究は、このような状況に鑑み、軟岩を対象として1本のボーリングによって地圧と岩石の強度変形特性、ならびに孔周辺の緩み範囲と孔の時間依存性の変形を計測するシステムを開発した。幌延の珪藻質泥岩を対象に計測システムの有効性を確認するための原位置計測を行った。本報告は研究で得られた多くの知見を報告するものである。

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