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笹尾 英嗣; 石丸 恒存; 丹羽 正和; 島田 顕臣; 島田 耕史; 渡邊 隆広; 末岡 茂; 横山 立憲; 藤田 奈津子; 小北 康弘; et al.
JAEA-Review 2022-022, 29 Pages, 2022/09
JAEA-Review-2022-022.pdf:0.97MB
本計画書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度
令和10年度)における令和4年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：66 パーセンタイル：94.57(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
武田 哲明*; 稲垣 嘉之; 相原 純; 青木 健; 藤原 佑輔; 深谷 裕司; 後藤 実; Ho, H. Q.; 飯垣 和彦; 今井 良行; et al.
High Temperature Gas-Cooled Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.5, 464 Pages, 2021/02
本書は、原子力機構における今までの高温ガス炉の研究開発の総括として、HTTRの設計、燃料、炉内構造物や中間熱交換器などの要素技術の開発、出力上昇試験、950Cの高温運転、安全性実証試験などの運転経験及び成果についてまとめたものである。また、HTTRでの知見をもとに、商用炉の設計、高性能燃料、ヘリウムガスタービン、ISプロセスによる水素製造などの要素技術開発の現状について記述しており、今後の高温ガス炉の開発に非常に有用である。本書は、日本機械学会の動力エネルギーシステム部門による化石燃料及び原子力によるエネルギーシステムの技術書のシリーズの一冊として刊行されるものである。
深谷 裕司; 笠原 清司; 水田 直紀; 稲葉 良知; 柴田 大受; 西原 哲夫
JAEA-Research 2018-004, 38 Pages, 2018/06
JAEA-Research-2018-004.pdf:1.81MB
高温ガス炉導入検討のための需要調査及び熱バランスの検討を行った。はじめに、先行研究の需要調査に対する整理を行った。次に、高温ガス炉の商用炉設計であるGTHTR300の熱バランスとその特徴について調べ整理した。これらの情報を踏まえ、現在の日本の需要に見合う高温ガス炉導入基数を算出した。また、今後の研究の発展に備え、熱バランス評価コードの整備も行った。
横井 直人*; 石原 雅文*; 佐藤 浩司*; 齊藤 英治
Physical Review D, 93(2), p.026002_1 - 026002_6, 2016/01
被引用回数：19 パーセンタイル：57.75(Astronomy & Astrophysics)A holographic realization for ferromagnetic systems is constructed. Owing to the holographic dictionary proposed on the basis of this realization, we obtain relevant thermodynamic quantities such as magnetization, magnetic susceptibility, and free energy. This holographic model reproduces the behavior of the mean field theory near the critical temperature. At low temperatures, the results automatically incorporate the contributions from spin wave excitations and conduction electrons.
2009年3月)齋 正貴; 萩原 大樹; 石原 英治*; 堀田 政國*; 水野 崇
JAEA-Data/Code 2010-008, 158 Pages, 2010/06
JAEA-Data-Code-2010-008.pdf:2.47MB
日本原子力研究開発機構は、岐阜県瑞浪市に建設中の瑞浪超深地層研究所において、研究坑道の掘削が周辺の地下水に与える影響の把握を目的とした調査研究を行っている。本報告は、瑞浪超深地層研究所用地内に地上から掘削したボーリング孔であるMSB-2号孔及びMSB-4号孔において実施している地下水の採水,水質分析及び間隙水圧測定の2008年度の結果を取りまとめたものである。
坂場 成昭; 笠原 清司; 大橋 弘史; 佐藤 博之; 久保 真治; 寺田 敦彦; 西原 哲夫; 小貫 薫; 國富 一彦
Proceedings of 16th World Hydrogen Energy Conference (WHEC-16) (CD-ROM), 11 Pages, 2006/06
高温ガス炉は発電のみならず水素製造にも利用できる優れた特長を有している。日本原子力研究開発機構が開発している日本初の高温ガス炉HTTRは、世界最高となる950Cの核熱を炉外に取り出すことに成功した。近い将来、二酸化炭素を全く排出することなく水分解により水素を製造する熱化学法ISプロセスをHTTRに接続し、高温ガス炉による水素製造を実証する計画である。HTTRによる水素製造の実証は、原子炉と化学プラントである水素製造装置の接続技術を世界で初めて確立することになる。原子力機構では2005年度からHTTRにISプロセスを接続するHTTR-ISシステムの概念検討を開始した。本報は、HTTRの概要を示すとともに、原子力機構におけるISプロセスの開発計画,HTTR-ISの熱効率評価結果を含む概念検討結果を示す。HTTR-ISシステムによる核熱を用いた水素製造の実証は、来るべき水素社会の水素供給源として大きく期待されている。
奥野 智晴*; 藤岡 慎介*; 西村 博明*; Tao, Y.*; 長井 圭治*; Gu, Q.*; 上田 修義*; 安藤 強史*; 西原 功修*; 乗松 孝好*; et al.
Applied Physics Letters, 88(16), p.161501_1 - 161501_3, 2006/04
被引用回数：69 パーセンタイル：87.53(Physics, Applied)レーザー生成プラズマからのEUV光の発生効率に対する初期密度の影響について実験的及び理論的に解析した。Sn密度が固体の7%の低密度フォームターゲットを波長1
mのYAGレーザーで照射する条件で、波長13.5nm, 2%帯域への変換効率が、固体ターゲットの場合の1.7倍(2.2%)まで向上することがわかった。効率の改善の理由は、ターゲットのマイクロストラクチャの効果及び、低密度化による膨張ダイナミックスの変化やオパシティの減少の効果,それによる発光スペクトルの狭窄化によると考えられる。
藤岡 慎介*; 西村 博明*; 西原 功修*; 佐々木 明; 砂原 淳*; 奥野 智晴*; 上田 修義*; 安藤 強史*; Tao, Y.*; 島田 義則*; et al.
Physical Review Letters, 95(23), p.235004_1 - 235004_4, 2005/12
被引用回数：173 パーセンタイル：95.98(Physics, Multidisciplinary)レーザー生成スズプラズマからの極端紫外(EUV)発光へのオパシティの効果を実験的に解析した。X線放射によって電子温度30-40eVの均一なスズプラズマを生成することにより、EUV波長域(10-20nm)におけるオパシティを初めて測定した。測定されたオパシティは理論計算とほぼ一致した。理論計算で求めたオパシティを用いた輻射流体シミュレーションと実験の比較の結果は、EUV光源としての効率を高めるためには、13.5nm領域でプラズマの光学的厚みが1程度以上になることが必要だが、反面オパシティが大きすぎると吸収の効果によって効率が低下することを示し、オパシティの制御が重要なことを示す。
佐々 敏信; 梅野 誠*; 水林 博*; 森 恵次郎*; 二川 正敏; 斎藤 滋; 甲斐 哲也; 中井 公一*; 雑候 章*; 笠原 芳幸*; et al.
JAERI-Tech 2005-021, 114 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-021.pdf:9.66MB
日本原子力研究所では、加速器駆動核変換システム(ADS)にかかわる技術の研究開発を進めるため、大強度陽子加速器施設J-PARC計画の下で核変換実験施設の建設を検討している。核変換実験施設は、ADSの未臨界炉心に関する物理的特性の実験的研究を行う核変換物理実験施設と、ADSを設計するための材料データベース構築及び核破砕ターゲットの工学的特性の試験を行うADSターゲット試験施設から構成される。本報告は、ADSターゲット試験施設について、施設の目標,実用ADSと本実験施設との関連について述べ、台車搭載型核破砕ターゲットを採用した実験施設の検討結果についてまとめたものである。
島田 義則*; 西村 博明*; 中井 光男*; 橋本 和久*; 山浦 道照*; Tao, Y.*; 重森 啓介*; 奥野 智晴*; 西原 功修*; 河村 徹*; et al.
Applied Physics Letters, 86(5), p.051501_1 - 051501_3, 2005/01
被引用回数：117 パーセンタイル：94.07(Physics, Applied)EUV光源として用いられるSnプラズマの基本的な輻射流体力学的な特性を明らかにするために、阪大レーザー研の激光XII号レーザーで球状のSnターゲットを照射し、生成したプラズマからのEUV光のスペクトル,発光強度分布,波長13.5nm領域の2%帯域中の発光強度とその時間変化,変換効率の測定を行った。照射強度5
10
W/cm
において最大効率3%が得られた。変換効率のレーザー強度依存性を等温膨張プラズマを仮定した理論モデルと比較した。
Tang, H.; 大道 博行; 岸本 牧; 助川 鋼太*; Tai, R.; Mesesson, S.*; 田中 桃子; Lu, P.; 河内 哲哉; 永島 圭介; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 42(2A), p.443 - 448, 2003/02
被引用回数：14 パーセンタイル：49.13(Physics, Applied)本論文では、過渡衝突励起方式のニッケル様Ag X線レーザーの空間コヒーレンスを報告する。X線レーザー励起のために、波長1.053mの1psレーザーパルスが銀のターゲットを照射すると、波長13.9nmニッケル様Ag軟X射線レーザーが発生する。X線レーザービームが、銀ターゲットから距離1mに取り付けたスリット-アレイに伝播すると、出力のX線回折パターンが、X線CCDに記録される。この回折パターンに基づく、ターゲットから距離1mの位置における、X線レーザーの空間コヒーレンスが計算された。このX線ビームのコヒーレンス分布特性も評価された。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.140 - 147, 1996/00
近年、X線ラジオグラフィと相補的な性格を持つ中性子ラジオグラフィが、熱流動科学において量子工学に基づく革新的な可視化・計測技術として注目されている。しかしながら現在使用されている実時間中性子ラジオグラフィの撮像速度が30フレーム/秒であることから、高速の過渡現象を可視化・計測するには撮像速度が致命的であった。本研究では、高速の過渡現象を可視化・計測するためにJRR-3Mを定常中性子源として用いた高速度中性子ラジオスコピーシステムを開発した。本システムを用いてアルミニウム製矩形ダクト中の空気-水二相流及び重水中における溶融金属の振る舞いの可視化を1000フレーム/秒で行った。得られた画像の質は、流れの振る舞いを観察し、ボイド率、気泡上昇速度、気泡サイズの分布を計測するのに十分であった。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 鶴野 晃; 松林 政仁; 傍島 眞
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Neutron Radiography System Design and Characterization, 0, p.309 - 315, 1995/00
高速過渡流動現象の可視化を目的に高時間分解能中性子ラジオグラフィ撮像系を構築し、(A)パルス中性子を用いたフィルム法による金属製矩形管内空気-水二相流の瞬間画像、(B)パルス中性子を高速度ビデオを用いた金属製円管内沸騰水二相流の連続画像、(C)10
および10
/cmsecの定常中性子と高速度ビデオを用いた金属製矩形管内空気-水二相流の連続画像、の撮像実験を行い、本法の限界時間分解能の推定を行った。
日引 俊*; 三島 嘉一郎*; 米田 憲司*; 藤根 成勲*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 鶴野 晃; 松林 政仁
Journal of Nuclear Science and Technology, 30(6), p.516 - 523, 1993/06
中性子ラジオグラフィ(NRG)を用いて、小口径円管内空気-水二相流の可視化とボイド率計測を行った。中性子源にはJRR-3を用い、1.510n/cm・sの熱中性子束により二相流画像をビデオ撮影した。管内の気泡形状とその挙動は明瞭に観察できた。ボイド率計測に際しては、暗電流、シェーディング、線源強度揺らぎ、散乱中性子、電子機器のドリフトの影響を検討し、その補正を行った。散乱中性子については、水層厚さが薄いことから、その影響を無視することができた。これらの補正後の画像輝度と水層厚さには、直線関係が成立し、その校正曲線からボイド率を計算した。得られたボイド率は、ドリフトフラックスモデルにより良好に相関でき、小口径内管内空気-水二相流にも既存のドリフトフラックスモデルが適用可能であることがわかった。以上の結果、狭間隙流路内でのボイド率計測にNRG法が有効であることが示された。
弘田 実彌; 篠原 慶邦; 斉藤 慶一*; 黒田 義輝*; 福西 宏有*; 西原 英晃*; 藤田 祐志*; 角田 十三男*; 田村 誠司*; 須田 信英*
日本原子力学会誌, 24(3), p.188 - 198, 1982/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)原子炉雑音解析の安全関連応用における最近の進歩を、1981年10月に東京で開催された第3回原子炉雑音専門家会合(SMORN-III)で発表された論文を中心にレビューした。ARモデルの応用、コヒーレンス解析およびパターン認識技法における進歩は1977年のSMORN-II以後著しい。炉雑音解析にもとづく原子炉診断システムの開発も進み、原子力発電プラントへの安全関連応用における実際的経験が蓄積されつつある。PWRにおける内部構造物の振動の定量的監視、BWRにおける炉心安定性や制御系特性の診断など、その進歩は注目に値する。また、LMFBRにおけるナトリウム沸騰検出のため、音響法も改良されてきた。さらに、SMORN-IIIと関連して日本が実施した炉雑音解析ベンチマークテストは成功し、ベンチマークテストの第2段階へ進むことが可能となった。
杉本 朝雄; 武田; 古橋 晃; 桂木 学; 引田 実弥; 内藤 奎爾; 近藤 靖子; 長崎 隆吉; 山崎 弥三郎; 黒井 英雄; et al.
JAERI 4018, 52 Pages, 1961/06
溶液炉心スラリーブランケット型を対象の中心として、水性均質炉の技術的問題点を検討した。水性均質炉は熱中性子増殖の最も高い可能性と多くの優れた点を有してはいるが、かなりの困難に直面しており、これらの困難は主として燃料の不安定性とスラリー技術の未熟さに帰することができる。燃料の不安定性はHRE-2で発生した炉心タンクの2つの孔の原因をなすものであって、これは二相分離といった相的不安定面が炉の運転領域の上に存在するため、ウランの沈着,過熱,溶融という自己触媒的な結果を生じたものと考えられる。スラリー技術に関しては、スラリーを使用した炉の運転実績がないことが最も大きい弱点であって、スラリーに対する放射線の影響が未だ十分には明らかでなく、また各種機器にも改良の余地が多く残されている。沸騰スラリーという概念は外部循環回路の省略によって、スラリー技術の開発に対する要求をある程度緩和するという点において有望であろう。今後研究を集中すべき主要な題目は、燃料の不安定現象が炉心の適当な流体力学的設計と材料改善によって克服できるか、スラリー炉で思わぬところへスラリーが蓄積することがないよう十分な制御が可能かということになる。
熊谷 友多; 永石 隆二; 山田 禮司; 西原 健司; 山岸 功; 小川 徹
no journal, ,
放射性汚染水の除染処理に関連して、処理中の水素発生について評価するため、海水とモルデナイトとの混合物の放射線分解による水素発生を
線照射実験により測定した。その結果、海水の重量分率の減少とともに水素発生量は減少したが、水素発生量と海水重量分率との関係は単純な比例関係ではなかった。しかし、試料中の海水の重量分率が0.2以上では、海水及びモルデナイトのそれぞれへのエネルギー付与に起因した水素発生を考え、それらを混合比で重みを付けて和を取ることによって、水素発生量の混合比に対する依存性を説明できることがわかった。このとき、それぞれの水素発生量は吸収エネルギーと収量との積で与え、その収量は混合比に依存しない定数となった。この結果から、固体側に吸収されたエネルギーも水素発生に寄与するとして、液体側と固体側のそれぞれの収量を評価することで、混合物の放射線分解による水素発生を直感的に説明する可能性が期待される。
坂本 雅洋; 奥村 啓介; 多田 健一; 西原 健司; 溝上 伸也*; 溝上 暢人*; 三木 陽介*; 金子 誠司*
no journal, ,
「東京電力福島第一原子力発電所の全炉心3次元核種インベントリ計算」のシリーズ発表の第3報として、新たに開発した全燃料集合体上下部構造材(タイプレート/スプリングなど)に対する放射化計算手法と本手法を2号機に適用した結果について報告する。シリーズ発表の第2報では、2号機の炉心燃料部に存在する燃焼燃料および放射化した構造材のインベントリデータについて報告した。今回は2号機の集合体上下部構造材の全1096領域(燃料集合体数548上部下部領域数2)に対し、核種インベントリ計算をおこなった。これらの領域には燃料材が存在していないため、各燃料集合体の上下部の中性子束をモンテカルロ法で評価し、全領域における微量不純物の放射化を考慮した674核種のインベントリデータを取得した。
坂本 雅洋; 奥村 啓介; 多田 健一; 西原 健司; 溝上 伸也*; 溝上 暢人*; 三木 陽介*; 金子 誠司*
no journal, ,
本発表では「東京電力福島第一原子力発電所の全炉心3次元核種インベントリ計算」のシリーズ発表の第2報として、全炉心3次元核種インベントリ計算手法の概要と、本手法を用いて評価した福島第一原子力発電所(1F)2号機の結果について報告する。本計算では、実際の燃料集合体仕様と実機運転管理データに基づき、BWR特有の炉心軸方向ボイド率分布や比出力の時間変化、並びに初期組成を詳細に考慮した炉内の3次元全13,152領域(燃料集合体数548軸方向分割数24)に対し、約1,600核種のインベントリデータ(重量や放射能量等)を取得した。この核種インベントリデータには、燃料集合体中に含まれる微量不純物の放射化物(Co-60やC-14等)も含まれる。また、従来のORIGEN計算では正確な評価が困難であった可燃性毒物入り燃料棒中のGd同位体核種も考慮することができる。
