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吉田 健太*; 外山 健*; 井上 耕治*; 永井 康介*; 下平 昌樹
まてりあ, 62(3), p.154 - 158, 2023/03
原子炉圧力容器(RPV)の中性子照射脆化因子の一つである直径3nm程度の微細な転位ループを高精度に分析するために開発したウィークビーム走査透過型電子顕微鏡(WB-STEM)に関する解説を行うとともに、当該手法と3次元アトムプローブ法(APT)及び陽電子消滅法(PAS)を組み合わせた最先端の照射脆化研究について紹介する。WB-STEMは材料内部に存在する特定の格子欠陥に対して最適な電子線の収束角及び検出角を設定することによって、従来透過型電子顕微鏡での観察が困難であった微細な転位ループの定量評価を可能にする手法である。この手法を用いて10
n/m
程度の低照射量から10
n/mを上回る高照射量まで複数照射量条件で照射された欧州加圧水型軽水炉の監視試験片中の転位ループを分析し、APTやPASで分析した溶質原子クラスターとの比較を行った。その結果、8.2
10n/mから1.210n/mの高照射量領域において転位ループの数密度が顕著に増加することを明らかにした。また、測定された転位ループ及び溶質原子クラスターの数密度や寸法からモデル式に基づいて、これら微細組織の脆化への寄与を評価し、高照射量領域において転位ループが脆化に大きく寄与する可能性を示した。
Zhao, C.*; 鈴土 知明; 外山 健*; 西谷 滋人*; 井上 耕治*; 永井 康介*
Materials Transactions, 62(7), p.929 - 934, 2021/07
被引用回数：3 パーセンタイル：25.78(Materials Science, Multidisciplinary)Fe中のCuの拡散係数をこれまで測定されていなかった低い温度領域で測定することに成功した。拡散係数を測定する一般的な方法である拡散カップルは高温でしか適用できないため、本研究ではアトムプローブとCu析出の反応速度論を用いた。推定された拡散係数は、以前の研究で得られたものよりも信頼性が高いことが分かった。よって、アトムプローブによる推定がより高い精度をもたらしたと考えられる。さらに、この方法によって推定された拡散係数は、温度の低下に伴い多少オーバーエスティメイトされる傾向があることが、キネティックモンテカルロシミュレーションで明らかになった。
山田 隆二*; 木村 誇*; 苅谷 愛彦*; 佐野 雅規*; 對馬 あかね*; Li, Z.*; 中塚 武*; 國分 陽子; 井上 公夫*
砂防学会誌, 73(5), p.3 - 14, 2021/01
本研究では、深層崩壊発生履歴の高精度・高分解能復元に有効な試料採取および選定方法と年代値の適切な取扱について議論した。中部山岳地域で大規模な深層崩壊が発生した2箇所(ドンドコ沢岩石流れと大月川岩屑流)の土壌埋没樹木を試料とした事例研究を行った。年代測定は加速器質量分析計による放射性炭素年代測定法と酸素同位体比年輪年代測定法で行った。ドンドコ沢岩石流れによる堰止湖沼堆積物中から採取した試料は、887年の五畿七道地震に関連する年代値を示し、それ以前に他のイベントが存在した可能性も示唆した。一方、大月川岩屑流による崩壊堆積物から採取した試料年代値は特定の時期に集中しなかった。大規模土砂移動現象の発生年を正確に知るための試料として保存状態の良い大径樹幹や枝を用いることによって、大雨や大規模地震を示した古文書との対比も可能であることがわかった。
WB-STEM observation of dislocation loop behavior in reactor pressure vessel steel during post-irradiation annealingDu, Y.*; 吉田 健太*; 嶋田 雄介*; 外山 健*; 井上 耕治*; 荒河 一渡*; 鈴土 知明; Milan, K. J.*; Gerard, R.*; 大貫 惣明*; et al.
Materialia, 12, p.100778_1 - 100778_10, 2020/08
長期に原子炉圧力容器の健全性を確保するためには、照射が材料に及ぼす影響を理解する必要がある。本研究では我々が新規開発したWB-STEMを用いて、中性子照射された原子炉圧力容器試験片を焼鈍中、照射誘起転位ループの観察を行った。焼鈍温度を上げると
ループの割合が増加していることが確認された。また、2つの
ループが衝突してループになる現象の観察に初めて成功した。転位に転位ループがデコレートする現象も観察され、分子動力学シミュレーションによってそのメカニズムが説明することができた。
吉田 亨次*; 井上 拓也*; 鳥越 基克*; 山田 武*; 柴田 薫; 山口 敏男*
Journal of Chemical Physics, 149(12), p.124502_1 - 124502_10, 2018/09
被引用回数：4 パーセンタイル：17.83(Chemistry, Physical)異なる幾つかの、グリシン濃度, pH、および充填率(=グリシン溶液の質量/MCM-41の乾燥質量))をパラメーターとして、メソポーラスシリカ(MCM-41)に閉じ込められたグリシン水溶液の示差走査熱量測定、X線回折および準弾性中性子散乱(QENS)を305-180Kの温度範囲で実施して、グリシン水溶液の熱的挙動, 構造、および動的特性に対する閉じ込め効果を検討した。
井上 倫太郎*; 金谷 利治*; 山田 武*; 柴田 薫; 深尾 浩次*
Physical Review E, 97(1), p.012501_1 - 012501_6, 2018/01
被引用回数：9 パーセンタイル：62.54(Physics, Fluids & Plasmas)本研究では、非弾性中性子散乱(INS),誘電緩和分光法(DRS),熱膨張分光法(TES)を用いたポリスチレン薄膜の
過程を調べた。DRSおよびTES測定は、フィルムの厚さとともにガラス転移温度(
)の低下を示した。一方、INS測定ではTgの上昇が認められた。この矛盾を解明するために、我々は、DRSとTESによって測定された過程のピーク周波数(
)の温度依存性を調べた。実験では、測定周波数領域で膜厚が減少するにつれてピーク周波数()が増加することが明らかになった。この測定結果は、膜厚に伴う観察されたTgの減少と一致する。INSとDRSまたTESとの間の過程の説明の相違は、不透明な壁効果のために、膜厚および移動度の低下による見掛けの活性化エネルギーの低下に起因すると考えられる。
高見澤 悠; 清水 康雄*; 井上 耕治*; 野沢 康子*; 外山 健*; 矢野 史子*; 井上 真雄*; 西田 彰男*; 永井 康介*
Applied Physics Express, 9(10), p.106601_1 - 106601_4, 2016/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)The effect of phosphorus (P) and boron (B) doping on arsenic (As) diffusion in polycrystalline silicon (poly-Si) was investigated using laser-assisted atom probe tomography. In all samples, a high concentration of As was found at the grain boundaries, indicating that such boundaries represent the main diffusion path. However, As grain-boundary diffusion was suppressed in the B-doped sample, and enhanced in the P-doped sample. In a sample co-doped with both P and B, As diffusion was somewhat enhanced, indicating competition between the effects of the two dopants. This can be explained by the pairing of P and B atoms. The results suggest that grain-boundary diffusion of As can be controlled by varying the local concentration of P and B dopants.
服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛*; 小松 一生*; 山田 明寛*; 稲村 泰弘; 中谷 健; 瀬戸 雄介*; 永井 隆哉*; 内海 渉; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 780, p.55 - 67, 2015/04
被引用回数：75 パーセンタイル：99.01(Instruments & Instrumentation)PLANETは高温高圧実験に特化された飛行時間型の中性子ビームラインである。パルス中性子回折実験用に設計された大型の6軸型マルチアンビルプレスを用いることで定常的には高温高圧下約10GPa、2000Kでのデータ測定が可能性である。きれいなデータを取得するために、ビームラインには入射スリットと受光スリットが装備してあり、高圧アセンブリからの寄生散乱が除去可能である。
/=0.6%の高い分解能、0.2-8.4
の広いデータ取得可能レンジおよび高い寄生散乱除去性能により、高温高圧下での結晶および液体の高精度な構造決定が可能となっている。
鈴木 美寿; 和泉 圭紀; 木本 徹; 直井 洋介; 井上 猛; Hoffheins, B.
IAEA-CN-184/64 (Internet), 8 Pages, 2010/11
2008年のG8洞爺湖サミットにおいて我が国によって提案された3Sイニシアチブを支援するために、原子力機構では各々の3S分野の文化と研究開発計画の詳細な検討の実施、現在の3Sの現状と目標に対するギャップ分析、他の国内外関係機関と連携した貢献について検討している。我が国で培われたIAEA保障措置に対する経験や教訓が、より効果的・効率的な3Sシナジーを実現するためのインフラストラクチャー整備、設計段階から取り込む保障措置方法論検討に活かされる。本発表では、3S統合型リスクインフォームドアプローチを提案する。初期の検討として、安全分野の解析としてよく知られた、事象の生起確率と仮想被害解析手法が、核不拡散及びセキュリティリスクの固有な不確実性を予想・評価するために適用される。パフォーマンスベースの評価手法が、効果的・効率的な3S実施を追及するために提案される。
大塚 智史; 皆藤 威二; 井上 賢紀; 浅山 泰; Kim, S.-W.; 鵜飼 重治*; 成田 健*; 酒瀬川 英雄*
Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.479 - 482, 2009/04
被引用回数：19 パーセンタイル：76.21(Materials Science, Multidisciplinary)9Cr-ODS鋼の高温強度と微細組織に及ぼす微量Al混入の影響について検討した。Al濃度が0.1wt%未満の低い濃度範囲でも、Alの増量とともに973K及び1073Kでの引張強さ及び0.2%耐力はともに低下する傾向が見られた。微細組織観察結果から、この強度低下は、酸化物粒子が微細分散した強化相であるフェライト相の体積分率低下によるものであることが判明した。Alはフェライト生成元素であるが、9Cr-ODS鋼では微量のAl混入により逆にフェライト量が低下する。この特異な相変態挙動のメカニズムは明らかでないが、メカニカルアロイングで製造された非平衡合金に特有の現象と考えられる。
相変態に関するシミュレーション計算に基づき、相変態中のWとTiのフェライト相への優先的分配が酸化物分散粒子の析出形態に及ぼす影響について議論した。
高橋 慎也*; 井上 隆信*; 対馬 孝治*; 崎岡 聖導*; 松永 武
環境工学研究論文集, 46, p.565 - 572, 2009/00
岐阜県伊自良川上流の渓流を対象として、降雨時の水質変化とその要因を、主要イオン濃度・pH・電気伝導度・流量観測・水の水素安定同位体比分析を用いた流量の成分分離により解析した。対象河川では、降雨による流量増加時に、ほとんどの主要イオン濃度,pH,電気伝導度が低下し、pH及び電気伝導度の変化量は降雨量と負の相関関係にあった。水の水素安定同位体比測定を用いた流量の成分分離の結果、降水流出成分比率は降雨量によって全く異なり、降雨量が多い場合は降水流出成分の寄与が大きくなることが示された。成分分離結果をもとにして、平水時河川水と降雨の主要イオン濃度から算出した降雨時のイオン濃度の変化から、対象河川における水質変化の主な要因は降水流出成分の寄与であることが示された。
大場 敏充; 井上 猛; 宇根崎 博信*
Proceedings of International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors 2008 (RERTR 2008) (Internet), 10 Pages, 2008/10
日本の研究炉における燃料のウラン濃縮度低減化計画と研究炉の状況を報告する。日本では、8基の研究炉と6基の臨界実験装置が運転されている。そのうちRERTR(Reduced Enrichment for Research and Test Reactors)計画に関連するのは、京都大学原子炉実験所のKUR及び日本原子力研究開発機構のJRR-3, JRR-4, JMTRである。機構の研究炉であるJRR-3, JRR-4, JMTRの濃縮度低減化計画は1999年に終了した。JRR-3では2007年12月に積算熱出力量55400MWDの達成をしている。また、2008年7月から2009年7月の間に全10サイクルの運転を予定している。JRR-4では反射体の交換作業を行っているため停止中で、2008年7月に再起動予定である。JMTRでは照射施設の更新中のため停止中である。京都大学研究炉KURでは現在、低濃縮燃料(LEU)への変更を行っており、2009年5月に低濃縮燃料炉心での起動を予定している。
都築 克紀; 松永 武; 井上 隆信*
JAEA-Research 2008-008, 31 Pages, 2008/03
JAEA-Research-2008-008.pdf:3.68MB
森林集水域からの硝酸態窒素の流出を水流出モデルを用いて解析した。まず、国内並びに東アジアの酸性雨モニタリング地点の1つである岐阜県伊自良川の上流域において、2006年11月に降雨時の観測を行った。観測を行った流域に対し分布型水流出モデルにより地下水・降水の河川流出シミュレーションを行った。その合理性を観測した流量データ並びに雨水・河川水の水素同位体比で検証した。そして、観測された2回の連続降水時の河川水中硝酸イオン濃度の変動を、水流出モデルから計算される河川流出水の流域滞留時間と比較した。この結果、この集水域では、降水時に増加する河川水中の硝酸イオンは土壌表層部から当該降水の側方流と深部地下水の上昇流により運ばれることが推定された。また、降水条件と連動する土壌中水分の滞留時間が硝酸態窒素の流出量にかかわることが推定された。本研究は、集水域におけるダイナミックな水動態が硝酸態窒素の収支を考察するうえで重要であることを示唆している。
坂爪 克則; 青木 博道; 芳賀 孝久; 深谷 洋行; 薗田 暁; 清水 香織; 新妻 泰*; 伊藤 光雄; 井上 猛
JAEA-Technology 2007-069, 44 Pages, 2008/02
JAEA-Technology-2007-069.pdf:4.55MB
燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の分析設備では、定常臨界実験装置(STACY),過渡臨界実験装置(TRACY)及び燃料調製設備の運転にあたって、STACY及びTRACYの溶液燃料である硝酸ウラニル溶液に関する分析を実施している。平成18年度は、STACY及びTRACYにおける臨界実験前後の硝酸ウラニル溶液の性状分析,硝酸ウラニル溶液調整のための分析を行うとともに、核燃料物質の計量管理のための硝酸ウラニル溶液の分析も行った。平成18年度における総分析試料数は、254試料であった。本報告書は、平成18年度に実施した分析等の業務についてまとめたものである。
深谷 洋行; 青木 博道; 芳賀 孝久; 西沢 英俊; 薗田 暁; 坂爪 克則; 清水 香織; 新妻 泰*; 白橋 浩一; 井上 猛
JAEA-Technology 2007-005, 27 Pages, 2007/03
JAEA-Technology-2007-005.pdf:1.97MB
燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の分析設備では、定常臨界実験装置(STACY),過渡臨界実験装置(TRACY)及び燃料調製設備の運転にあたって、STACY及びTRACYの溶液燃料である硝酸ウラニル溶液に関する分析を実施している。平成17年度は、STACY及びTRACYにおける臨界実験前後の硝酸ウラニル溶液の性状分析,硝酸ウラニル溶液調整のための分析を行うとともに、核燃料物質の計量管理のための硝酸ウラニル溶液の分析も行った。また、MOX燃料溶解液からのウラン(U)/プルトニウム(Pu)の抽出分離試験で発生した抽出廃液の処理にかかわる分析を行った。平成17年度における総分析試料数は、185試料であった。本報告書は、平成17年度に実施した分析等の業務についてまとめたものである。
松永 武; 都築 克紀; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 長縄 弘親; 井上 隆信*; 山田 俊郎*; 宮田 章史*
Proceedings of International Symposium on Environmental Modeling and Radioecology, p.243 - 246, 2007/03
森林集水域の小河川において、土壌から河川への元素流出を研究した。2003年から2005年にかけて福島県の小田川並びに岐阜県の伊自良川において降雨時観測を行った。この結果、試験集水域において降雨により溶存形態の河川流出が常に促進される元素としてCu, Sb, Al, Tiそして希土類元素を特定した。他の元素の溶存濃度は、河川流量増加に対応して減少するか(Na, Mg等)、あるいは複雑な増減(Pb, Cs等)を示した。これら2つの元素の降雨時河川流出は、(1)流量と同期した、可動性の高い成分による早い流出と、(2)必ずしも流量と同期しない、より緩やかな増加と減少を示す流出の2つの流出形式から構成されることがわかった。Si・溶存有機物・水素同位体比を指標とした河川水の供給経路解析の結果、後者の流出形式は土壌の表層からの有機物に随伴した流出であることが示唆された。また、大気降下物についての文献検討から、そのCuとSbは相当程度、人為利用に由来することが推定された。以上の知見は、大気から森林集水域に沈着する人為由来金属元素の流出モデルの構築に有用と考えられる。
宇根崎 博信*; 太田 和則; 井上 猛
Proceedings of International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors 2007 (RERTR 2007) (Internet), 11 Pages, 2007/00
日本の研究炉におけるウラン濃縮度低減計画の状況をレビューした。日本では、14基の研究炉と臨界実験装置が運転されている。そのうちRERTR(Reduced Enrichment for Research and Test Reactors)計画に関連するのは、京都大学原子炉実験所のKUR及び日本原子力研究開発機構のJRR-4, JMTR, JRR-3である。原子力機構におけるJRR-4, JMTR, JRR-3に関する低濃縮化計画は1999年に終了し、低濃縮ウランを使用した運転を順調に行っている。京都大学原子炉実験所においては2006年2月に、高濃縮ウランを使用したKURの運転が終了した。KURの低濃縮ウランへの全炉心転換に対する設置変更許可取得を行い、2008年に使用前検査を受検し、合格する予定である。なお、これによって日本における低濃縮ウランへの炉心転換は完成する。
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：49.28(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2.510
/cm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、110
/cm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。
西沢 英俊; 深谷 洋行; 薗田 暁; 坂爪 克則; 清水 香織; 芳賀 孝久; 境 裕*; 圷 英之*; 新妻 泰; 井上 猛; et al.
JAEA-Technology 2006-007, 24 Pages, 2006/03
JAEA-Technology-2006-007.pdf:1.81MB
燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の分析設備では、定常臨界実験装置(STACY),過渡臨界実験装置(TRACY)及び燃料調製設備の運転にあたって、STACY及びTRACYの溶液燃料である硝酸ウラニル溶液に関する分析を実施している。平成16年度は、STACY及びTRACYにおける臨界実験前後の硝酸ウラニル溶液の性状分析,硝酸ウラニル溶液調整のための分析を行うとともに、核燃料物質の計量管理のための硝酸ウラニル溶液の分析も行った。また、MOX燃料溶解液からのウラン(U)/プルトニウム(Pu)の抽出分離試験で発生した抽出廃液の処理にかかわる分析を行った。平成16年度における総分析試料数は、160試料であった。本報告書は、平成16年度に実施した分析等の業務についてまとめたものである。
井上 卓見*; 末岡 淳男*; 前原 猛*; 中野 寛*; 金元 啓幸*; 村上 敬宜*
日本機械学会論文集,C, 72(714), p.380 - 387, 2006/02
高速増殖炉もんじゅの蒸気発生器伝熱管減肉部探傷は、過電流探傷プローブを空気で圧送して行われるが、プローブが振動して信号にノイズが混在する問題がある。この振動の原因をクーロン摩擦としてモデル化し、数値シミュレーションによって実際に生じる振動を数値的に再現できることを示した。時間遅れを含む多自由度非線形振動系となる解析モデルに対し、われわれが開発した振動解析法である伝達影響係数法を適用して能率的な数値計算を実現した。これにより、振動低減のための様々な方策について事前評価が可能となり、その効果的な実行が期待できる。
