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大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
前田 誠一郎; 大木 繁夫; 大塚 智史; 森本 恭一; 小澤 隆之; 上出 英樹
Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Next Generation Nuclear Systems for Sustainable Development (FR-17) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2017/06
安全性、環境負荷低減、経済競争力等の幾つかの目標を狙って、日本において次世代高速炉の研究が行われている。安全面では炉心損傷事故での再臨界を防止するため、FAIDUS(内部ダクト付燃料集合体)概念が採用されている。放射性廃棄物の量及び潜在的放射性毒性を低減するために、マイナーアクチニド元素を含むウラン・プルトニウム混合酸化物(MOX)燃料が適用される。燃料サイクルコストを低減するために、高燃焼度燃料が追及される。設計上の工夫によって様々な設計基準を満足する炉心・燃料設計の候補概念が確立された。また、原子力機構においてMA-MOX燃料の物性、照射挙動が研究されている。原子力機構では特にMA含有した場合を含む中空ペレットを用いた燃料ピンの設計コードの開発を進めている。その上、原子力機構では高燃焼度燃料のために酸化物分散強化型フェライト鋼製被覆管の開発を進めている。
thin films石上 啓介*; 吉松 公平*; 豊田 大介*; 滝沢 優*; 吉田 鉄平*; 芝田 悟朗*; 原野 貴幸*; 高橋 文雄*; 門野 利治*; Verma, V. K.*; et al.
Physical Review B, 92(6), p.064402_1 - 064402_5, 2015/08
被引用回数：45 パーセンタイル：84.02(Materials Science, Multidisciplinary)Thin films of the ferromagnetic metal SrRuO
(SRO) show a varying easy magnetization axis depending on the epitaxial strain, and undergo a metal-to-insulator transition with decreasing film thickness. We have investigated the magnetic properties of SRO thin films with varying thicknesses fabricated on SrTiO(001) substrates by soft X-ray magnetic circular dichroism at the Ru M2,3 edge. Results have shown that, with decreasing film thickness, the film changes from ferromagnetic to nonmagnetic at around 3 monolayer thickness, consistent with previous magnetization and magneto-optical Kerr effect measurements. The orbital magnetic moment perpendicular to the film was found to be 0.1
B/Ru, and remained nearly unchanged with decreasing film thickness while the spin magnetic moment decreases. A mechanism for the formation of the orbital magnetic moment is discussed based on the electronic structure of the compressively strained SRO film.
本島 貴之*; 矢吹 義生*; 南出 賢司*; 名合 牧人*; 青柳 和平
トンネル工学報告集(CD-ROM), 24, p.I_10_1 - I_10_5, 2014/12
幌延深地層研究計画の一環として堆積軟岩中に周回状の大深度地下施設を建設するにあたり、事前に初期地圧の調査を行って、掘削方向と主応力の方向の関係に応じて支保パターンを変更する経済設計を試みている。さらに筆者らは、施工時において内空変位の計測を行って掘削方向と内空変位計測結果の関係を整理し、事前に調査を行った初期地圧測定結果が妥当であったかを念頭に、計測結果と予測解析結果との比較をおこなった。その結果、両者の間は正の相関が認められ、値の大小についても変形係数の設定値と実測値との差から想定される範囲に収まっていることが確認された。これらのことから、地上からの調査で実施した初期地圧の測定結果はほぼ妥当であるものと確認された。
Sr
MnO
thin films studied by X-ray magnetic circular dichroism芝田 悟朗*; 吉松 公平*; 坂井 延寿*; Singh, V. R.*; Verma, V.*; 石上 啓介*; 原野 貴幸*; 門野 利治*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; et al.
Physical Review B, 89(23), p.235123_1 - 235123_5, 2014/06
被引用回数：23 パーセンタイル：66.6(Materials Science, Multidisciplinary)Metallic transition-metal oxides undergo a metal-to-insulator transition (MIT) as the film thickness decreases across a critical thickness of several monolayers (MLs), but its driving mechanism remains controversial. We have studied the thickness-dependent MIT of the ferromagnetic metal LaSrMnO by X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism. The results suggest that the ferromagnetic phase gradually and most likely inhomogeneously turns into the paramagnetic phase and both phases abruptly become insulating at the critical thickness.
綿引 俊介; 花川 裕規; 今泉 友見; 永田 寛; 井手 広史; 小向 文作; 木村 伸明; 宮内 優; 伊藤 正泰; 西方 香緒里; et al.
JAEA-Technology 2013-021, 43 Pages, 2013/07
JAEA-Technology-2013-021.pdf:5.12MB
世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により、その数は減少しているが、原子力発電の導入を計画している国では、原子力人材育成、科学技術の向上、産業利用、軽水炉の安全研究のために、試験研究炉の必要性が高まっている。日本原子力研究開発機構では、平成22年度より試験研究炉設計のための環境整備及び人材育成のため、汎用小型試験研究炉の検討を開始し、平成24年度までに概念検討を行う予定である。平成23年度は、汎用小型試験研究炉の炉心構成の検討、汎用性及び実用性の高い照射設備の検討及びMo製造のためのホットラボ設備の検討を実施した。その結果、炉心構成の検討結果として、照射物を考慮した原子炉の未臨界度及び連続運転時間について確認するとともに自動制御運転中における反応度外乱に対する原子炉の過渡応答について、定格出力運転中の汎用小型試験研究炉は、自動制御運転が十分に可能であることを確認できた。また、照射設備の検討としては、Mo-99のような短半減期ラジオアイソトープの効率的な大量生産の実現が期待できることを確認し、ホットラボ設備の検討においては、Mo製造,RI搬出等を考慮したうえで迅速に試料を配布できるセル・設備を考案した。
吉田 麻衣子; 井手 俊介; 竹永 秀信; 本多 充; 浦野 創; 小林 貴之; 仲田 資季; 宮戸 直亮; 鎌田 裕
Nuclear Fusion, 53(8), p.083022_1 - 083022_10, 2013/07
被引用回数：7 パーセンタイル：30.26(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60装置の閉じ込め改善モード(H-mode)のプラズマと内部障壁(ITB)を有するプラズマにおいて、電子サイクロトロン加熱(ECH)時のイオン系と電子系の応答特性と輸送について調べ、以下のことを明らかにした。ECHにより電子温度は上昇し、イオン温度は減少する。イオン温度の減少するタイムスケールは、H-modeにおいてはECH入射位置で短く、ITBプラズマにおいてはITBの形成位置で短い。ECHのパワーが増加すると、イオンの熱輸送係数と電子の熱輸送係数はともに増加する。電子密度がピークしている場合に、ECHによる電子密度の減少が起こる。トロイダル回転速度は、ECHを入射すると零回転からプラズマ電流とは逆方向に変化する特性を持つ(ECHによる自発回転の存在)。この回転の変化は、イオン温度の減少や電子温度の上昇のタイムスケールより2倍以上長い。ECH入射付近では、トロイダル回転速度の変化と電子温度の変化は相関しているのに対して、トロイダル回転が変化する半径位置は電子温度やイオン温度が変化する位置より広い。
名合 牧人*; 萩原 健司*; 南出 賢司*; 本島 貴之*; 神 和美; 工藤 元; 杉田 裕; 三浦 養一*
第49回全国建設業労働災害防止大会研究論文集(CD-ROM), p.77 - 80, 2012/10
本書では、幌延深地層研究センターの大深度立坑建設時における、湧出ガス対策について報告するものである。幌延深地層研究センターにおいては、湧出ガス対策として、次の6つの管理を講じている。(1)事前調査による、地層,地下水に含まれるメタンガス量,濃度の把握、(2)通気解析(シミュレーション)による送風機, 集塵機, 風管仕様の決定、(3)止水グラウト工によるメタンガスの湧出低減対策、(4)内燃機関の使用禁止、防爆機器の採用、(5)メタンガス管理体制の設定、(6)メタンガス湧出状況の監視モニタリング。このうち、本論では、日常の安全管理活動の中で実施している、3
6について述べる。幌延深地層研究センターにおける立坑の深度は、現在換気立坑で深度290m、東立坑で深度250mであり、メタンガスの湧出状況については、断層部において0.3%1.3%までの上昇が確認されているが、上述の整備した湧出ガス対策に基づいて適切に管理している。メタンガス濃度を低下させる対策を行ううえでは、監視モニタリングの有用性が確認されている。
井出 隆之*; 川合 祐輔*; 半田 浩之*; 吹留 博一*; 小嗣 真人*; 大河内 拓雄*; 遠田 義晴*; 木下 豊彦*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 51(6), p.06FD02_1 - 06FD02_4, 2012/06
被引用回数：7 パーセンタイル：30.45(Physics, Applied)Epitaxy of graphene on 3C-SiC(111) formed on microfabricated Si(111) has been demonstrated. Through observations with optical microscopy, micro-Raman spectroscopy, low-energy-electron diffraction, and photoelectron spectroscopy, it is confirmed that the epitaxial graphene is Bernal-stacked with a buffer layer present between the graphene and the 3C-SiC film, which can lead SiC film, which can lead to opening of the band gap necessary for logic operations. The quality of the graphene is improved with the shrinkage of patterned terrace. These results indicate that GOS using substrate microfabrication is a promising method for the realization of graphene-based devices.
今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.
JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01
JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB
世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。
吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 竹永 秀信; 井手 俊介; 大山 直幸; 小林 貴之; 鎌田 裕; JT-60チーム
Physical Review Letters, 103(6), p.065003_1 - 065003_4, 2009/08
被引用回数：37 パーセンタイル：81.98(Physics, Multidisciplinary)プラズマの回転は、プラズマの閉じ込め改善や安定化に重要な担い手となっている。電子加熱や電流駆動を行うアクチュエータであるECRFは、プラズマ加熱や安定化だけでなく、回転分布を変化させる。しかし、その物理機構は未解明のままであった。JT-60において、ECRFの回転分布への効果を、運動量輸送,圧力勾配が駆動する自発回転,ECRFが駆動する自発回転のそれぞれの効果を切り分けて評価した。その結果、運動量の拡散項と非拡散項は両方ともECRFで増加、すなわち輸送の劣化があることがわかった。ECRFはEC入射位置よりも内側ではプラズマ電流と同じ方向(CO方向)の回転を、EC入射位置より外側ではプラズマ電流とは逆方向(CTR方向)の回転を駆動することがわかった。さらに、このCTR回転は、EC入射付近で起こり、半径外側に向かって伝搬することを観測した。
山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.
Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01
被引用回数：51 パーセンタイル：71.25(Biochemistry & Molecular Biology)ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。
伊藤 治彦; 井手 広史; 山浦 高幸; 辻 智之
JAERI-Review 2004-001, 39 Pages, 2004/02
JAERI-Review-2004-001.pdf:2.02MB
世界の研究用原子炉は、1975年以降、開発途上国に関しては増えているものの、全体としては減少しており、多くの研究炉は、初臨界から35年を経過し、高経年化対策が課題となっている現状である。この傾向は、高中性子照射量を要求される照射試験炉においても同様である。照射試験炉の最近の主要な利用目的は、(1)軽水炉の寿命延長のための圧力容器材の照射脆化に関する研究、及び炉内構造材の照射誘起応力腐食割れの研究,(2)軽水炉用燃料の高燃焼度化研究、及び軽水炉用混合酸化物(MOX)燃料の照射試験,(3)核融合炉用のブランケット及び構造材料の研究開発,(4)その他、放射性同位元素製造,シリコンドーピング,基礎研究などである。以上の利用目的を達成するため、照射試験炉は、高中性子束,高稼働率、さらに多目的利用炉として冷却材温度が低いことが要求される。今後の照射試験においては、中性子照射の影響に加えて、温度因子,軽水炉の水質のような化学的因子,種々の応力などの機械的因子から成る複合環境での影響評価が重要になる。このことから、環境制御技術、及び「その場」測定技術の開発が重要となる。このような高度な照射試験を実現するためには、原子炉としてフレキシビリティーを持つことが今後の照射試験炉にとって欠かせない要素である。
(
=Pt, Pd; 
=P, As, Sb)岩崎 剛之*; 関山 明*; 山崎 篤志*; 岡崎 誠*; 角野 宏治*; 宇都宮 裕*; 今田 真*; 斎藤 祐児; 室 隆桂之*; 松下 智裕*; et al.
Physical Review B, 65(19), p.195109_1 - 195109_9, 2002/05
被引用回数：24 パーセンタイル：71.84(Materials Science, Multidisciplinary)低い近藤温度を持つCeMX (M=Pt, Pd; X=P, As, Sb)の Ce 3d-4f共鳴光電子分光を高いエネルギー分解能にて行い、Ce 4d-4f共鳴光電子分光の結果と比較を行った。実験結果は、低い近藤温度の物質においても表面とバルク電子状態が大きく異なることを示した。Ce 4f成分の寄与のない価電子帯スペクトルは、同じ構造をもつLaMXのバンド計算を用いて説明できた。実験で得られたCe 4f成分は、不純物アンダーソンに基づいたNCA(noncrossing approximation)計算によってよく再現でき、表面とバルクのCe 4f電子状態の違いを説明するのにもっと重要な要因がCe 4f準位シフトであることがわかった。さらに、CeMXのCe 4f状は、p-d反結合状態と優先的に混成することがわかった。
竹田 敏一*; 上出 英樹*; 宇根崎 博信*; 錦織 毅夫*; 佐々木 良明*; 辻本 恵一*; 荒川 恵史*; 馬野 琢也*; 鈴木 隆之*
PNC TJ265 85-01, 197 Pages, 1985/03
本報告書は次の五部から構成されている。 第一部:ZPPR-13Aの実験解析におけるマルチドロワ効果 第二部:制御棒均質化手法の改良 第三部:CADENZA追加実験解析 第四部:輸送摂動計算における差分法の改良 第五部:ZPPR-9炉心での断面積アジャストメント 第一部:ZPPR-13Aの実験解析におけるマルチドロワ効果 ZPPR-13A炉心の燃料ドロワと内部ブランケットドロワの干渉効果を取り入れる手法としてマルチドロワモデルを採用し,Keff,反応率比,反応率分布及びNaボイド反応度価値に対する補正量を計算した。 第二部:制御棒均質化手法の改良 オフセンターの制御棒の実効均質断面積をスーパーセル表面からの正味中性子流を考慮して計算する方法を導出した。この手法は,スーパーセル表面でのアルベドを用いる方法にくらべ実効均質断面積が発散する事がなく,安定した方法である。 第三部:CADENZA追加実験解析 ピンープレート炉心の核特性予測精度を調べるため,Zebra2225炉心のピン,プレート体系におけるKeffのC/E値をJES3-J2断面積セットにより計算し,その違いについて検討した。第四部:輸送摂動計算における差分法の改良 輸送計算に基づく直接計算並びに輸送摂動計算より得られる反応度のくい違いについて検討した。この差はXY体系では生じないがRZ体系で生じる。この原因はXY体系では両方式の差分式が同一となるが,RZ体系では異なることに基づく。RZ体系の両方式の整合性を取るため,輸送摂動計算に付け加えるべき補正項を導出する。この補正項の大きさをNaボイド反応度に対する数値計算により検討する。 第五部:ZPPR-9炉心での断面積アジャストメント ZPPR-9炉心の核特性のC/E値を基としてJES-3-J2断面積セットより作成した16群ミクロ断面積のアジャストメントを行った。アジャストメント後の核特性のC/E値は一般によくなり,特に制御棒ワース,反応率分布のC/E値の空間依存性が下記のように少なくなった。 制御棒ワース4.1%-
1.2% 239Pu(n,f)反応率分布3.2%-1.7%
小関 隆久; 鈴木 喜雄; 戸塚 俊之; 射場 克幸*; 中島 康平; 坂田 信也; 諫山 明彦; 井手 俊介; 竹永 秀信; 大島 貴幸; et al.
no journal, ,
核融合研究開発においては、大型装置による実験・実証が不可欠であり、そのため数少ない装置を国内あるいは国際協力に基づいて運営し、遠隔地に居る多くの研究者を取込み、共同して多様な研究を実施することが鍵となっている。その有効な方法として遠隔実験システムがあるが、安全性と操作性のトレードオフを図ることが課題であった。JT-60Uでは高度なネットワークセキュリティーを有する遠隔実験システムを開発し、検証した。これは、グリッド計算基盤技術として開発されたセキュリティー技術を、核融合実験装置へ応用したものであり、Web技術を使った放電条件設定等の機能との組合せによって実現した。このシステムを用いて、ドイツ・マックスプランクプラズマ物理研究所から、JT-60Uへの遠隔実験を実施し、その有効性を実証した。この結果は、ITERへの遠隔実験の技術基盤となるものである。
小関 隆久; 鈴木 喜雄; 戸塚 俊之; 射場 克幸*; 坂田 信也; 宮戸 直亮; 諫山 明彦; 井手 俊介; Urso, L.*; Behler, K.*; et al.
no journal, ,
Remote experiment system with high network security has been developed in JT-60U. The remote experiment system is produced by personal authentication with a digital certificate and encryption of communication data to protect the JT-60U supervisory control system against illegal access. Remote experiment in JT-60U has been successfully demonstrated from Kyoto University (Japan) in 2006 and internationally from IPP Garching (Germany) in 2007. The validity of the system was obtained. Results are great advances towards remote experiments in ITER.
吉田 麻衣子; 井手 俊介; 竹永 秀信; 本多 充; 浦野 創; 小林 貴之; 仲田 資季; 宮戸 直亮; 鎌田 裕
no journal, ,
JT-60装置の閉じ込め改善モード(H-mode)のプラズマと内部障壁(ITB)を有するプラズマにおいて、電子サイクロトロン加熱(ECH)時のイオン系と電子系の応答特性と輸送について調べ、以下のことを明らかにした。ECHにより電子温度は上昇し、イオン温度は減少する。イオン温度の減少するタイムスケールは、H-modeにおいてはECH入射位置で短く、ITBプラズマにおいてはITBの形成位置で短い。ECHのパワーが増加すると、イオンの熱輸送係数と電子の熱輸送係数はともに増加する。電子密度がピークしている場合に、ECHによる電子密度の減少が起こる。トロイダル回転速度は、ECHを入射すると零回転からプラズマ電流とは逆方向に変化する特性を持つ(ECHによる自発回転の存在)。この回転の変化は、イオン温度の減少や電子温度の上昇のタイムスケールより2倍以上長い。ECH入射付近では、トロイダル回転速度の変化と電子温度の変化は相関しているのに対して、トロイダル回転が変化する半径位置は電子温度やイオン温度が変化する位置より広い。
吉田 麻衣子; 井手 俊介; 竹永 秀信; 本多 充; 浦野 創; 小林 貴之; 仲田 資季; 宮戸 直亮; 鎌田 裕
no journal, ,
JT-60装置の閉じ込め改善モード(H-mode)のプラズマと内部障壁(ITB)を有するプラズマにおいて、電子サイクロトロン加熱(ECH)時の電子密度,電子温度,イオン温度,トロイダル回転の応答特性と粒子・熱・運動量輸送について調べ、以下のことを明らかにした。ECHにより電子温度は上昇し、イオン温度は減少する。イオン温度の減少するタイムスケールは、H-modeにおいてはECH入射位置で短く、ITBプラズマにおいてはITBの形成位置で短い。ECHのパワーが増加すると、イオンの熱輸送係数と電子の熱輸送係数はともに増加する。電子密度がピークしている場合に、ECHによる電子密度の減少が起こる。トロイダル回転速度は、ECHを入射すると零回転からプラズマ電流とは逆方向に変化する特性を持つ(ECHによる自発回転の存在)。この回転の変化は、イオン温度の減少や電子温度の上昇のタイムスケールより2倍以上長い。ECH入射付近では、トロイダル回転速度の変化と電子温度の変化は相関しているのに対して、トロイダル回転が変化する半径位置は電子温度やイオン温度が変化する位置より広い。
綿引 俊介; 井手 広史; 花川 裕規; 山浦 高幸; 神永 雅紀
no journal, ,
2011年(平成23年)3月11日の東北地方太平洋沖地震の発生により東京電力福島第一原子力発電所で招いた炉心損傷、多量の放射性物質の放出等を伴う重大事故を教訓とし、また、国際的な基準等を踏まえ、2013年(平成25年)12月18日、原子力規制委員会により「試験研究用等原子炉施設に対する新規制基準」が施行された。JMTR(Japan Materials Testing Reactor)では、新規制基準への適合性確認の最初の作業として、安全評価、解析等を実施するうえで重要な「安全機能上の重要度分類」及び「耐震重要度分類」を実施し、その分類結果に基づいて、耐震評価、安全解析を進めた。この結果、JMTR施設の既存の設備・機器等は、当該規則で要求される安全機能を個々に満足し、原子炉施設の安全性の確保及び周辺公衆に対する過度の放射線被ばくの防止について確認できた。これらの結果は既に取りまとめを終えており、年度内を目途に設置変更許可申請を行う予定である。
