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論文

Spectroscopic study of hyperon resonance below $$bar{K}N$$ threshold via the $$d(K^-,n)$$ reaction

井上 謙太郎*; 橋本 直; 谷田 聖; 他69名*

JPS Conference Proceedings (Internet), 17, p.072003_1 - 072003_4, 2017/07

We have taken the data of the $$(K^-,n)$$ reaction on the $$D_2$$ target in May, 2015. In this reaction, it is expected that the $$K^-$$ kicks a neutron and produces the $$Lambda(1405)$$ in a backward angle. We identify the final state of $$K^- d to npi^+pi^-n$$ by detecting the forward neutron, $$pi^+$$ and $$pi^-$$ and obtain the $$d(K^-,n)pi^{mp}Sigma^{pm}$$ spectrum excluded $$K^0$$ and forward-going $$Sigma$$ productions. We observed few hundred events in the region below the $$bar{K}N$$ threshold.

論文

Technology readiness levels for partitioning and transmutation of minor actinides in Japan

湊 和生; 森田 泰治; 辻本 和文; 小山 真一; 倉田 正輝*; 井上 正*; 池田 一三*

Proceedings of 11th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation (Internet), p.341 - 349, 2012/00

我が国における分離変換技術の成熟度を評価した。評価にあたっては、国際原子力エネルギーパートナーシップ(GNEP)において用いられた技術成熟度の定義(TRL)を用いた。評価の対象は、マイナーアクチノイド(MA)の核変換システムである高速炉と加速器駆動システム、MA分離プロセス、及びMA含有燃料とした。評価の結果、どの技術開発においても、TRL5に高い要求項目があることが認識された。この要求項目を効率的・効果的に満足するような技術開発の道筋として、実験室規模での照射済燃料を用いたMA分離プロセス試験やそこで分離されたMAを用いた燃料製造試験を十分行うことが重要であると指摘した。

論文

State of the art of pyroprocessing technology in Japan

井上 正*; 小山 正史*; 荒井 康夫

Proceedings of 2nd International Conference on Asian Nuclear Prospects 2010 (ANUP 2010) (CD-ROM), 7 Pages, 2010/10

我が国における金属燃料と窒化物燃料を対象とした乾式再処理技術をレビューしたものである。乾式再処理では新たな工程を追加することなく超ウラン元素を一括回収でき、放射線による損傷を受けやすい有機溶媒を使わないため使用済燃料の冷却期間を短縮することができる。軽水炉サイクルの酸化物燃料も金属に還元することで、また高レベル廃液中の超ウラン元素も乾式法で分離することにより、金属燃料サイクルに取り込むことができる。本報告では、我が国における乾式再処理の要素技術に関する進展を、公開文献に基づきレビューした。

論文

Flexible fuel cycle R&D for the smooth FBR deployment

深澤 哲生*; 山下 淳一*; 星野 国義*; 笹平 朗*; 井上 正*; 湊 和生; 佐藤 正知*

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

軽水炉から高速増殖炉への移行期のサイクルシステムを検討することが重要である。移行期のシナリオを注意深く検討するとともに、高速増殖炉の円滑な導入のための柔軟な燃料サイクル(FFCI)を提案した。FFCIでは、軽水炉使用済燃料から、まずウランを約90%取り除き、残ったリサイクル原料(40%U,15%Pu,45%その他元素)から、高速増殖炉の導入状況に合わせながら、U/Puを回収し燃料製造を行う。FFCIの利点は、使用済燃料のまま保管するよりも体積を小さくすることができるとともに、高速増殖炉の導入速度に合わせて、Pu濃度の高いリサイクル原料を貯蔵又はPuをリサイクル原料から回収して燃料として供給できることである。

論文

Research and development of pyroprocessing technology in Japan

井上 正*; 小山 正史*; 明珍 宗孝; 荒井 康夫

Proceedings of 2008 Joint Symposium on Molten Salts (USB Flash Drive), p.851 - 856, 2008/10

我が国における金属電解法及び同様の原理に基づく窒化物電解法を用いた使用済燃料の乾式再処理技術に関する最近の進展を紹介する。本技術は金属燃料,窒化物燃料に加えて、酸化物の還元工程を加えることにより、酸化物燃料にも適用できる。電解精製を主とするプロセス技術の開発のほか、溶融塩や液体金属中のアクチノイドやランタノイドの熱力学性質の取得が進められている。その結果、核拡散抵抗性に優れ、新たな工程を付加することなくマイナーアクチノイドを回収できる乾式処理法を用いた燃料サイクルの実証に向けた技術の進展が見られた。

論文

Recent R&D activities of negative-ion-based ion source for JT-60SA

池田 佳隆; 花田 磨砂也; 鎌田 正輝; 小林 薫; 梅田 尚孝; 秋野 昇; 海老沢 昇; 井上 多加志; 本田 敦; 河合 視己人; et al.

IEEE Transactions on Plasma Science, 36(4), p.1519 - 1529, 2008/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.52(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60SA用負イオンNBI加熱装置(N-NBI)は、加速エネルギー500keV, 10MW, 100秒入射の性能が求められている。JT-60SA用N-NBIの実現には、3つの課題解決が必要である。1つはイオン源の耐電圧の改善である。最近のイオン源の耐電圧試験から、大型加速管ではその電極面積の大型化に伴い長時間のコンディショニングと電界強度の設計裕度が必要であることが明らかとなった。2つ目は、電極及びビームラインの熱負荷の低減である。最近の研究によりビーム同士の空間電荷効果でビーム軌道が曲げられ電極に衝突し、熱負荷を増加していることが明らかとなった。これは空間電荷効果を考慮した3次元ビーム軌道計算に基づき電極構造を補正することで改善できる。3つ目は、100秒間の安定な負イオン生成である。このため負イオン生成に不可欠なプラズマ電極の温度制御方式を提案した。これらのR&Dを行い、JT-60SA用N-NBIのイオン源は2015年から改造を予定している。

論文

Uranium recovery in LWR reprocessing and plutonium/residual uranium conditioning in FBR reprocessing for the transition from LWR to FBR

深澤 哲生*; 山下 淳一*; 星野 国義*; 笹平 朗*; 井上 正*; 湊 和生; 佐藤 正知*

Proceedings of 3rd International ATALANTE Conference (ATALANTE 2008) (CD-ROM), 7 Pages, 2008/05

軽水炉(LWR)から高速増殖炉(FBR)への移行期において、種々の不確定要因を考慮した移行シナリオを網羅的に検討し、各シナリオに柔軟に対応できる燃料サイクルシステムを開発中である。そこでは、軽水炉使用済燃料からのウランの粗分離、並びにプルトニウム/ウラン/核分裂生成物の一時保管及び適時の再処理によるFBRへのプルトニウム燃料の供給を柱としている。柔軟性確保手段の比較検討結果を報告する。国の原子力政策大綱によれば、経済性等の条件が整うことを前提にFBRは2050年頃から導入するものとし、FBRの導入に必要な第二再処理設備は2010年から検討することになっている。第二再処理は今後40$$sim$$100年の将来にかかわるため種々の変動・不確実性が想定され、それらに対する柔軟性の確保は重要である。Pu需給バランスの観点から変動に対し柔軟性を確保する手段について比較評価し、課題摘出・燃料サイクルシステムへの適用性等の検討を行った。

論文

Technical design of NBI system for JT-60SA

池田 佳隆; 秋野 昇; 海老沢 昇; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 本田 敦; 鎌田 正輝; 河合 視己人; 椛澤 稔; 菊池 勝美; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.791 - 797, 2007/10

 被引用回数:15 パーセンタイル:22.69(Nuclear Science & Technology)

ITERや原型炉に向けた研究を強化するため、JT-60Uを超伝導化するJT-60SA計画が進められている。この計画におけるNBI加熱装置は、入射パワーは1基あたりの入射パワー2MW(85keV)の正イオンNBI加熱装置が12基、入射パワー10MW(500keV)の負イオンNBI加熱装置が1基から構成され、総計34MW,100秒のビーム入射を行う予定である。一方、これまでにJT-60Uにおいては、正イオンNBIで2MW(85keV),30秒、負イオンNBIで3.2MW(320keV),20秒入射を既に達成している。これらの運転において両イオン源の加速電極の冷却水温度上昇は約20秒以内で飽和していることから、改修計画に向けては、電源の容量強化や負イオンNBIの加速エネルギー向上が鍵となると考えられる。本論文では、JT-60SA計画における、NBI加熱装置の増力に関する工学設計を報告する。

論文

Pyroprocessing technology development in Japan

井上 正*; 小山 正史*; 明珍 宗孝; 荒井 康夫

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM), p.728 - 737, 2007/09

金属燃料と乾式再処理の組合せは、国の評価により我が国のFBRサイクルシステム開発の副概念として選定され、国際協力を利用しつつ基盤的な研究を進めることが求められている。現在、電力中央研究所(電中研)と原子力機構が中心となり、金属燃料と乾式再処理を組合せたFBR燃料サイクルに関する要素技術開発を進めている。また、原子力機構が提案しているマイナーアクチニド核変換を主目的とする加速器駆動システム用の窒化物燃料も乾式法により再処理されることが想定されており、そのための研究も行われている。本報告では、金属電解法を中心として、電中研及び原子力機構で行われてきた我が国における乾式再処理技術開発に関する最近の成果を紹介する。

論文

Integrated experiments of electrometallurgical pyroprocessing with using plutonium oxide

小山 正史*; 土方 孝敏*; 宇佐見 剛*; 井上 正*; 北脇 慎一; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫; 明珍 宗孝

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.382 - 392, 2007/03

 被引用回数:18 パーセンタイル:18.08(Nuclear Science & Technology)

金属電解法は、将来の核燃料サイクル技術として有望な技術である。金属電解法の実証のため、Pu酸化物を用いた連続プロセス試験を実施した。試験では、10から20gのPuO$$_{2}$$をLi還元して得た還元金属を用いた。還元物は、LiCl-KCl-UCl$$_{3}$$を用いた電解精製試験装置の陽極バスケットに装荷した。この陽極を用いて、固体陰極にウランを回収した。塩中Pu濃度が十分高くなった後、PuとUを液体Cd陰極に同時回収した。付着する塩やCdを分離するために回収物を加熱し、U金属及びU-Pu合金をルツボ残留物として回収した。本報は、酸化物燃料の高温化学処理により、金属アクチニドの回収実証を行った初めての試験結果である。

論文

Research and development activities on partitioning and transmutation of radioactive nuclides in Japan

湊 和生; 一宮 正和; 井上 正*

Proceedings of 9th OECD/NEA Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation, p.35 - 43, 2007/00

最近の日本における原子力及び核燃料サイクル政策について概説する。2005年10月に原子力委員会の「原子力政策大綱」、2006年3月に「第3期科学技術基本計画」が決定され、それらに基づいた「原子力立国計画」,「原子力分野における研究開発の推進方策」が策定又は議論されている。そこでは、日本の原子力利用を支える技術として、分離変換技術を基盤的に着実に進めることが記載されている。高速炉増殖サイクルについては、2025年ごろまでの実証炉、2050年より前までの商用炉の導入を目指すことが示されている。また、日本においては、商用の高速炉サイクルを用いる分離変換技術の研究開発、及び階層型核燃料サイクルにおいて核変換専用の加速器駆動未臨界炉を用いる分離変換技術の研究開発が行われている。これらの研究開発の現状について概要を示す。

論文

Separation behaviors of actinides from rare-earths in molten salt electrorefining using saturated liquid cadmium cathode

加藤 徹也*; 井上 正*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Materials, 357(1-3), p.105 - 114, 2006/10

 被引用回数:69 パーセンタイル:1.57(Materials Science, Multidisciplinary)

アクチノイド及び希土類元素を含むLiCl-KCl溶融塩中において、液体カドミウム陰極中に固溶限度を超える10wt%以上のアクチノイドを回収するための電解試験を実施した。飽和したカドミウム陰極中に、アクチノイド及び希土類元素はPuCd$$_{11}$$型のMCd$$_{11}$$を形成して回収された。(液体カドミウム陰極中のRE/Pu)/(塩中のRE/Pu)で定義されるPuに対するREの分離係数は、未飽和のカドミウムについて報告されている平衡値よりも若干大きめの値を示した。

論文

Present status of the negative ion based NBI system for long pulse operation on JT-60U

池田 佳隆; 梅田 尚孝; 秋野 昇; 海老沢 昇; Grisham, L. R.*; 花田 磨砂也; 本田 敦; 井上 多加志; 河合 視己人; 椛澤 稔; et al.

Nuclear Fusion, 46(6), p.S211 - S219, 2006/06

 被引用回数:45 パーセンタイル:12.81(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uの負イオンNBI装置では、準定常状態のプラズマ研究を行うため、パルス幅を10秒から30秒に拡張する試みに着手した。そのための最も重要な課題は、イオン源電極の熱負荷軽減であり、2つの改良を提案した。1つは、ビーム同士の相互作用によるビームの拡がりの抑制であり、そのために薄板を引出電極に取付け、局所的な電界を修正した。その厚みは、ビームの偏向を最適に制御するよう決めた。もう1つは、負イオンから電子が剥ぎ取られ、その電子がイオン源内で加速,電極に衝突するストリッピング損失の低減化である。このために加速部の真空排気速度を改善するようイオン源を改造した。これらの改造を行い、現在まで17秒,1.6MWあるいは25秒,約1MWの入射に成功した。

論文

Si substrate suitable for radiation-resistant space solar cells

松浦 秀治*; 岩田 裕史*; 鏡原 聡*; 石原 諒平*; 米田 雅彦*; 今井 秀彰*; 菊田 真経*; 井上 裕喜*; 久松 正*; 川北 史朗*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(4A), p.2648 - 2655, 2006/04

 被引用回数:15 パーセンタイル:44.89(Physics, Applied)

宇宙用Si太陽電池の耐放射線性強化に関する研究の一環として、1MeV電子線又は10MeV陽子線照射がSi基板中の正孔濃度に及ぼす影響をホール効果により調べた。試料は、ボロン(B), アルミニウム(Al), ガリウム(Ga)等の異なる種類のアクセプタを添加したCZ成長Si基板,MCZ法で作製したB添加Si基板及びFZ法で作製したB添加Si基板を用いた。その結果、CZ基板では、陽子線照射量の増加とともに正孔濃度が減少し、添加不純物によらず2.5$$times$$10$$^{14}$$/cm$$^{2}$$で伝導キャリアのタイプが正孔から電子へと変化した。また、B添加したCZ, MCZ, FZ基板を比較したところ、いずれの基板も電子線照射量の増加とともに正孔濃度は減少するが、その減少の大きさはCZ, MCZ, FZの順であり、1$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射でCZ基板のキャリアタイプが電子に変化したのに対してMCZ, FZは正孔のままであった。CZ基板では添加不純物によらず正孔濃度の減少は同程度であること、CZ, MCZ, FZの順で正孔濃度の減少が少ないこと、CZ, MCZ, FZの順で基板に残留する酸素原子が少なくなることを考慮すると、正孔濃度を減少させる照射誘起欠陥の構造は、添加不純物と空孔の複合欠陥ではなく、基板に残留する酸素原子と空孔型の複合欠陥であることが示唆される。

論文

Chlorination of UO$$_{2}$$, PuO$$_{2}$$ and rare earth oxides using ZrCl$$_{4}$$ in LiCl-KCl eutectic melt

坂村 義治*; 井上 正*; 岩井 孝; 森山 裕丈*

Journal of Nuclear Materials, 340(1), p.39 - 51, 2005/04

 被引用回数:23 パーセンタイル:14.34(Materials Science, Multidisciplinary)

使用済酸化物燃料の乾式再処理に金属電解法を適用する方法として、溶融塩中で塩化ジルコニウム(ZrCl$$_{4}$$)を用いた新しい塩化法を開発した。UO$$_{2}$$, PuO$$_{2}$$及び希土類酸化物(La$$_{2}$$O$$_{3}$$, CeO$$_{2}$$, Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$ and Y$$_{2}$$O$$_{3}$$)をLiCl-KCl溶融塩中、500$$^{circ}$$CにおいてZrCl$$_{4}$$と反応させると、金属塩化物溶液とジルコニウム酸化物沈殿を生じた。系を静止状態に保つと、ジルコニウム酸化物沈殿を分離することができた。

論文

Distillation of cadmium from uranium-plutonium-cadmium alloy

加藤 徹也*; 飯塚 政利*; 井上 正*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Materials, 340(2-3), p.259 - 265, 2005/04

 被引用回数:18 パーセンタイル:20.04(Materials Science, Multidisciplinary)

溶融塩電解精製で回収した、ウランを2.9wt.%、プルトニウムを8.7wt.%含むウラン-プルトニウム-カドミウム三元合金中のカドミウムを蒸留して、ウラン-プルトニウム二元合金を得た。約10gの三元合金を用い、蒸留は減圧下で行った。1073Kで蒸留した後の回収物中のカドミウム残留量は0.05wt.%未満であり、物質収支もよく一致した。回収物は緻密なウラン-プルトニウム二元合金であることを、SEM観察で確認した。また、蒸発したカドミウムのほぼ全量を回収することができた。

論文

Electrochemical behaviors of uranium and plutonium at simultaneous recoveries into liquid cadmium cathodes

魚住 浩一*; 飯塚 政利*; 加藤 徹也*; 井上 正*; 白井 理*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Materials, 325(1), p.34 - 43, 2004/02

 被引用回数:73 パーセンタイル:2.03(Materials Science, Multidisciplinary)

塩中のU/Pu比の異なる条件で液体カドミウム陰極にウラン及びプルトニウムを電気化学的に同時回収する試験を実施した。また、回収されるウラン及びプルトニウムの量に対する塩組成の影響,液体カドミウム陰極中のウラン及びプルトニウムの形態,アメリシウムの挙動を調べた。高い電流効率でウラン及びプルトニウムを10重量%を超えて成功裏に同時回収するためには、塩中のU/Pu比にしきい値が存在することが判明した。

論文

Recovery of plutonium and uranium into liquid cadmium cathodes at high current densities

加藤 徹也*; 魚住 浩一*; 井上 正*; 白井 理*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.1591 - 1595, 2003/11

液体カドミウム陰極中にプルトニウム及びウランを高電流密度で回収する溶融塩電解試験を実施した。陰極電流密度101mA/cm$$^{2}$$の電解では、陰極中に10.4wt.%のプルトニウム及びウランをほぼ100%の電流効率で回収できた。陰極電流密度156mA/cm$$^{2}$$の電解では、8wt.%まで回収したところで陰極電流が上昇し、るつぼの外周部に電析物が観察された。

論文

Conceptual design on an integrated metal fuel recycle system

佐藤 浩司; 藤岡 綱昭; 中林 弘樹; 北島 庄一; 横尾 健*; 井上 正*

GLOBAL2003, 0 Pages, 2003/00

FBRサイクルの実用化戦略調査研究の一環として、38tHM/y処理規模の金属燃料リサイクルシステムについて、経済性、操業性、安全性、環境負荷低減性、核拡散抵抗性等に配慮したシステム設計を実施した。その結果、4対の電極を装荷した大電解槽や続処理方式の陰極処理装置等の採用、質量管理と化学形態管理等を行うことにより、臨界安全性を担保しつつ処理速度の向上が図れる見通しを得た。また、同処理規模の先進湿式リサイクルシステムとのセル、建屋容積、廃棄物発生量の比較により、小型プラントの乾式システムの経済性、環境負荷低減性の観点からの優位性が示された。

論文

Behavior of plutonium and americium at liquid cadmium cathode in molten LiCl-KCl electrolyte

飯塚 政利*; 魚住 浩一*; 井上 正*; 岩井 孝; 白井 理; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Materials, 299(1), p.32 - 42, 2001/10

 被引用回数:65 パーセンタイル:2.35

プルトニウムの溶融塩中での電気化学的挙動と液体カドミウム電極を用いた回収試験の最適条件について検討した。プルトニウムを2.11wt%含む溶融塩系では、電流密度が41mA/cm$$^{2}$$の電解によってカドミウム中の濃度として7.75wt%のプルトニウムが容易に回収された。塩中のプルトニウム濃度が5wt%の場合でも回収に不都合は生じなかった。電析物はPuCd$$_{6}$$として存在していることをEPMAによって観察した。このとき微量のアメリシウムもとり込まれていたが、塩/カドミウム界面でプルトニウムとアメリシウムが部分的に平衡に達していると考えれば説明できた。

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