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大平 直也*; 樹神 克明; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚
Nuclear Materials and Energy (Internet), 45, p.102005_1 - 102005_7, 2025/12
Lead-bismuth eutectic has emerged as a promising candidate for liquid metal coolant for Gen-IV nuclear reactors. Lead-bismuth eutectic is a unique material that expands gradually within the solid state. It may induce pipe deformation or rupture if it solidifies in a pipe or a container. In this study, the strain distributions of lead-bismuth eutectic in stainless-steel cups were evaluated using wavelength-resolved neutron imaging method. The wettability-improved case exhibited significantly larger compressive strain than in the others. The adhesion between lead-bismuth eutectic and the inner surface of the cup was a critical issue in the present study.
Cu and 
Cu with accelerator neutrons by deuterons and their separation from zinc永井 泰樹*; 川端 方子*; 佐伯 秀也*; 本石 章司*; 橋本 和幸; 塚田 和明; 本村 新*; 太田 朗生*; 高島 直貴*; 橋本 慎太郎; et al.
Frontiers in Nuclear Medicine (Internet), 5, p.1657125_1 - 1657125_11, 2025/10
近年、CuとCuのRIペアは、理想的な治療診断一体型放射性核種として注目を集めている。我々は、加速器施設において重陽子ビームを用いて生成した中性子源を利用する、新しい製造手法を提案しており、濃縮
Zn試料にこの中性子源を照射し、生成されたCuの放射化量の絶対値および核種純度を測定した。その結果、測定値は評価済み核データライブラリJENDL-5を用いたPHITSの計算結果と一致すること、また測定困難な微量放射性核種の生成量を見積もることが可能であることがわかった。さらに、我々が開発した昇華およびカラム分離法により、照射後のZn試料からCuを適切に分離できることも確認した。これらの成果により、CuおよびCuの製造を、複数の拠点で経済的かつ持続可能な方法で実施できる可能性が示された。
横塚 恵莉*; 清藤 一*; 岡 壽崇; 熊谷 友多; 長澤 尚胤*
Isotope News, (801), p.46 - 48, 2025/10
放射線によって歯のエナメル質に生成する長寿命の炭酸ラジカルを電子スピン共鳴(ESR)測定することで被ばく線量評価を行うESR線量評価法は、Gyオーダーの線量を検出できるだけでなく、従来のアラニン線量計と比べて高感度なため1Gy未満の線量も評価できる。そこで、本研究では、炭酸ラジカルをプローブとした広線量域測定可能な線量計を開発するため、新規線量計基材として歯の再生材料である炭酸アパタイトを合成した。吸収線量に対する炭酸アパタイトの炭酸ラジカルの強度は線量の増加に対して線形性を示したことから、新規線量計の素子材料として使用できることがわかった。
Vauchy, R.; 堀井 雄太; 廣岡 瞬; 赤司 雅俊; 砂押 剛雄*; 中道 晋哉; 齋藤 浩介
Journal of Nuclear Materials, 616, p.156115_1 - 156115_16, 2025/10
Controlling the Oxygen/Metal ratio during the sintering of uranium-plutonium mixed oxide fuels is strategic, especially for Fast Neutron Reactors. Within the frame of understanding the reduction of MOX during its sintering, new oxygen potential data and oxygen chemical diffusion coefficients of U
Pu
Am
O
were determined by thermogravimetry between 1773 and 1923 K on elongated cylindrical dense pellets. An innovative experimental protocol was developed to correlate oxygen chemical diffusion to Oxygen/Metal ratio ranges, and thus to the underlying defect chemistry. Oxygen self-diffusion coefficients were also obtained by combining the oxygen chemical diffusion coefficients with defect chemistry. These new data provide a better understanding of the mechanisms and kinetics of MOX reduction during its manufacturing as a sodium-cooled fast reactor fuel.
廣岡 瞬; Vauchy, R.; 堀井 雄太; 砂押 剛雄*; 齋藤 浩介
Proceedings of TopFuel 2025; Nuclear Reactor Fuel Performance Conference (Internet), 10 Pages, 2025/10
MOX燃料の酸素金属(O/M)比の低減は、燃料被覆管化学的相互作用(FCCI)による被覆管の腐食深さを抑制する上で重要な役割を果たし、高速炉MOX燃料の寿命を決定する鍵となる。MOXペレットの照射中、ペレット半径方向の温度勾配によって起こるO/M比の再分布のため、FCCIの発生箇所近傍であるペレット外周部では他の箇所より酸素ポテンシャルが高くなるものの、製造時のMOXペレットのO/M比を低く調整することで、腐食深さが明らかに減少する傾向が多くの照射試験および照射後試験により報告されている。MOXペレットの製造プロセスにおいてO/M比を低く調整するには、熱処理を高温、長時間に、そしてガス中の酸素分圧を低くすることで達成できると考えられるが、このO/M比の変化の特性は十分に研究されていない。本研究では、MOXペレットのO/M比を調整する試験を行い、熱分析装置を用いて熱処理中のO/M比の変化を評価した。これにより昇温中および高温保持中のO/M比の低下挙動と、冷却中のO/M比の上昇の挙動を明らかにした。さらに、FCCIに関して製造直後のO/M比よりも重要と思われるペレット外周部のO/M比を、Sariのモデルを用いて評価し、その結果からペレット外周部の酸素ポテンシャルを評価した。最新のMOXの酸素ポテンシャルのデータを用いることで、照射中のペレット半径方向の酸素ポテンシャルのプロファイルは外周部で特に急変化することが示され、また、この挙動は製造時のO/M比に敏感であることが明らかとなった。
伊藤 啓*; 松下 健太郎; 江連 俊樹; 田中 正暁; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*
日本機械学会2025年度年次大会講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2025/09
巻き込まれた気泡によってポンプ等の流体機械の性能低下が引き起こされる可能性があることから、バスタブ渦によって巻き込まれるガスの流量(ガス巻込み流量)の推定が重要となる。本研究では、著者らが提案した旋回環状流モデルに基づくガス巻込み流量の評価モデルの適用性を確認するために、数値解析によって得られた渦の自由表面凹部(ガスコア)周辺の液相流速分布に本評価モデルを適用し、ガス巻込み流量を評価した。その結果、適切な評価領域を設定することで、ガス巻込み流量を評価できる見通しを得た。
志風 義明; 斎藤 公明; 谷村 直樹*; 吉村 和也; Liu, X.; 町田 昌彦
Radiation Protection Dosimetry, 201(15), p.1025 - 1042, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.002成分モデルは、速い減衰成分と遅い減衰成分から成り、主要な原子力事故現場周辺の汚染地域における空間線量率の減少傾向を近似するために広く使用されている。しかし、その妥当性は未だ十分に検証されていない。本研究では、2成分モデルの妥当性の評価し、環境半減期のプロファイルを調査するために、高自由度モデルによるLASSO回帰を使用して、福島第一原子力発電所事故後の2011年から2016年にかけて収集された広範な車載調査データを分析した。次に、空間線量率分布の将来予測を、土地利用と初期空間線量率のカテゴリごとに計算した平均環境半減期プロファイルを組み込んだ予測モデル式を使用して行った。予測精度は、異なるモニタリング方法で得られた空間線量率データセットを統合した現在最も信頼できる情報源である統合マップデータとの比較によって検証した。本論文では、上記の環境半減期プロファイルの分析結果、予測モデル計算の評価結果を示すとともに、その結果に至った原因を考察した。
池谷 正太郎; 鈴木 武; 横堀 智彦; 菅原 聡; 横田 顕; 菊地 絃太; 村口 佳典; 北原 理; 瀬谷 真南人; 黒澤 剛史; et al.
JAEA-Technology 2025-001, 169 Pages, 2025/08
JAEA-Technology-2025-001.pdf:14.22MB
原子力科学研究所の放射性廃棄物処理場は、多様な施設により構成されており、その中に、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟がある。これらの3建家は、核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律による規制を受けており、耐震重要度分類でCクラスに分類されている。東京電力福島第一原子力発電所の事故を契機として原子力規制委員会が策定した新規制基準に対応するため、最新の建築基準法に基づき3建家の耐震評価を実施したところ、許容応力度評価で一部基準を満足しない箇所が認められた。これに対応すべく、令和3年3月5日に設計及び工事の計画の認可(設工認)を取得し、令和3年(2021)から令和4年(2022)までの期間にて耐震補強を行った。本報告書は、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟の各建家の耐震設計の概況をはじめ、耐震改修工事の工事概要、作業体制、安全管理、使用前事業者検査について取りまとめたものである。
矢野 康英; 宮澤 健; 丹野 敬嗣; 赤坂 尚昭; 吉武 庸光; 皆藤 威二; 大塚 智史
Journal of Nuclear Science and Technology, 62(8), p.748 - 755, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：73.02(Nuclear Science & Technology)照射された改良SUS316鋼(PNC316)被覆管の引張特性に及ぼすひずみ速度の影響を評価した。PNC316被覆管は高速実験炉「常陽」のCRT402制御棒集合として400
Cで25dpaまで照射された。照射後稟議引張試験は、350Cの試験温度で、3.3
10
, 3.310
and 3.310
s
の歪速度で実施した。ひずみ速度が最も遅い3.310 sにおいてわずかな全伸びの低下がみられたが、明確なひずみ速度依存性は確認されなかった。加えて、被覆管の内面側の破断部近傍において粒界剥離が全てのひずみ速度で確認されたが、ひずみ速度が最も遅い場合でのみ一部の破壊様式が粒界破壊を示した。破壊様式と被覆会内面近傍に高密度に存在するヘリウムが密接に関係していることが示唆された。
長住 達; 長谷川 俊成; 中川 繁昭; 久保 真治; 飯垣 和彦; 篠原 正憲; 七種 明雄; 野尻 直喜; 齋藤 賢司; 古澤 孝之; et al.
JAEA-Research 2025-005, 23 Pages, 2025/07
JAEA-Research-2025-005.pdf:2.68MB
高温ガス炉の異常状態での安全性を示すため、HTTRを用いて安全性実証試験を行った。制御棒による停止操作の失敗事象を模擬した状態で、原子炉熱出力100%(30MW)での定常運転時に1次ヘリウムガス循環機を急停止させ、炉心の強制循環冷却機能が全喪失した後の原子炉出力および原子炉圧力容器まわり温度の経時変化データを取得した。事象発生(冷却材の流量がゼロ)後、炉心温度上昇に伴う負の反応度フィードバックにより原子炉熱出力は速やかに低下し、再臨界を経て低出力(約1.2%)の安定な状態まで原子炉出力が自発的に移行することを確認した。また、原子炉圧力容器表面から、その周囲に設置されている炉容器冷却設備(水冷パネル)への放熱により、低出力状態で原子炉温度を一定化させるために必要な除熱量が確保されることを確認した。このように、出力100%(30MW)で炉心強制冷却を停止したケースにおいて、能動的停止操作をせずとも原子炉の状態が事象発生から安定的(安全)状態へ移行すること、すなわち高温ガス炉の固有の安全性を実証した。
廣岡 瞬; Vauchy, R.; 堀井 雄太; 砂押 剛雄*; 齋藤 浩介; 小澤 隆之
Proceedings of Workshop on Fuel Performance Assessment and Behaviour for Liquid Metal Cooled Fast Reactors (Internet), 8 Pages, 2025/07
MOXペレットの酸素ポテンシャルを低く制御することで、燃料-被覆管化学的相互作用(FCCI)によって生じる被覆管内の面腐食を低減することができる。MOXペレットの酸素ポテンシャルはO/M比に相等することから、本研究では、MOXペレットの製造時におけるO/M比の変化挙動について、熱分析装置を用いた実験データを元に評価を行った。直径5mmのMOXペレットのO/M比を1.97以下に調整する実験では、1600Cの熱処理により約3時間でO/M比の変化が終了するデータが得られた。ただし、冷却中は雰囲気の酸素ポテンシャルが上昇してしまうため、O/M比は1.97以上に変化していく様子も示された。また本研究では、照射中にペレット内部で起こるO/M比の再分布についても解析により評価した。ペレット内部の酸素は温度が低いペレット表面(被覆管内面)の方向に拡散するが、製造時のO/M比を低く調整することで、ペレット表面のO/M比も低く抑えられる結果が得られた。
Be activity concentrations in Dazaifu (western Japan)楢崎 幸範*; 迫田 晃弘; 赤田 尚史*; 伊藤 久徳*; 百島 則幸*
Journal of Environmental Radioactivity, 284, p.107612_1 - 107612_10, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Environmental Sciences)大気中Be濃度を1999年から2020年まで太宰府市で連続測定し、その変動を解析した。22年間の日変動の範囲は不検出から18mBq/m
であ、月ごとの大きな変動と平滑化された年変動が特徴的であった。日平均のBe濃度のとして、5.0
2.6mBq/mが30-40Nの地表面レベルの代表値と考えられた。二元配置分散分析(ANOVA)の結果、Beの月及び年の変動率に統計的有意性が認められた。Be濃度の月変動は年変動の約4倍であった。頻度解析の結果、月変動は主要な12か月周期と微小な6か月周期からなることがわかった。月変動の主な要因である夏季のBe濃度の大幅な減少は、日本の他の地点でも観測され、太平洋の安定した高気圧が日本の南海上に停滞した後、低いBe濃度の気団が流入したためと考えられた。年変動は、主にBeを生成する宇宙線の強度に影響を与える11年の太陽活動周期の影響を受けていた。
山内 宏樹; 目時 直人; 綿貫 竜太*; Hong, T.*; Fernandez-Baca, J. A.*; 萩原 雅人; 益田 隆嗣*; 吉沢 英樹*; 伊藤 晋一*
Journal of the Physical Society of Japan, 94(5), p.054705_1 - 054705_8, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)The 
-electron states of NdB were determined by observing crystalline electric field (CEF) excitations with inelastic neutron scattering experiments. Our analysis yields CEF excitation energies of 2.8, 12.4, 17.2, and 25.4 meV. The -electron states are simply described by one of 
-multiplets 
with negligibly small mixing. The ground state is the pseudo-quartet consist of the ground doublet dominated by 
and the first excited doublet dominated by 
at 2.8 meV, which is consistent with magnetic specific heat and entropy reported in earlier study. The simple -electron states in NdB are the consequence of the strong uniaxial and in-plane isotropic CEF potential due to the local structure of Nd
ions with point symmetry 
.
中堂 博之; 横井 直人*; 松尾 衛; 針井 一哉*; 鈴木 淳*; 今井 正樹; 佐藤 正寛*; 前川 禎通*; 齊藤 英治*
Physical Review Letters, 134(13), p.130603_1 - 130603_5, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)A spin 1/2 is the simplest system that has been believed to support a single two-level quantum system, represented by a single resonance. We experimentally demonstrate that a spin-1/2 nucleus of 
F in C
F exhibits an extra resonance corresponding to the emergence of the states, by mechanically rotating a sample and a coil in nuclear magnetic resonance (NMR) measurements. On the basis of the Floquet formalism, we identify the emergence of the extra two-level state due to the temporal periodicity generated by the mechanical rotation (mechanical spin multiplexing) and derive an operator algebra analogous to the planar rotor algebra in an effective description of the system. The observed multiplexing allows a single spin 1/2 to carry more than two states and potentially enabling the processing of multiple quantum bits on a single spin.
林崎 康平; 廣岡 瞬; 山田 忠久*; 砂押 剛雄*; 村上 龍敏; 齋藤 浩介
Ceramics (Internet), 8(1), p.24_1 - 24_12, 2025/03
Zirconolite is a wasteform that can immobilize Pu. Herein, zirconolites comprising Ce as a Pu simulant and Al as a charge compensator of Ce/Pu were synthesized by sintering raw CaO, ZrO
, TiO, CeO, and AlO
powder mixtures at 1400C in static air. The reduction behavior and phase transformation of zirconolites during their heat treatment in an Ar-H gas flow were investigated. All zirconolite compositions first underwent reduction at 
1050C by forming a small domain of perovskite phase. Ce-Al co-doped zirconolite showed a smaller fraction of phase transformation in perovskite than Ce-doped zirconolite, indicating the advantage of using a charge compensator to prevent perovskite formation.
江頭 尚弥*; 松田 朋己*; 奥地 拓生*; 瀬戸 雄介*; 伊藤 佑介*; 菖蒲 敬久; 中新 信彦*; 佐野 智一*; 他4名*
Journal of Applied Physics, 137(10), p.105903_1 - 105903_8, 2025/03
被引用回数：1 パーセンタイル：58.65(Physics, Applied)Femtosecond laser-driven shock waves exhibit characteristic features that form distinctive microstructures not formed by plate impacts or nanosecond laser-driven shock waves. A key to understanding this phenomenon is understanding the lattice behavior inside the shock front, which is the boundary between the ambient and shock compression states. However, direct measurements of the lattice spacing inside a femtosecond laser-driven shock front have not yet been performed. Here, we report 
measurements of lattice spacing using X-ray free electron laser diffraction with a pulse width of 
10 fs during the shock rise in single-crystal copper irradiated directly in air with a femtosecond laser pulse on the order of 10
W/cm
at a pulse width of 101 fs. The lattice spacing of the femtosecond laser-irradiated single-crystal Cu (002) plane starts to compress 6.3 ps after femtosecond-laser irradiation. It takes 15.7 ps for the plane to reach peak compression, at which point the compressive elastic-strain is 24.3%. Therefore, the shock front was found to form at an elastic compressive strain rate of 1.5510
/s in this shock-driving situation. It is suggested that the initiation of plasticity under such ultrafast deformation at the most elastic compression is based on both dislocation multiplication and dislocation generation mechanisms.
北村 剛将; 岡 壽崇; 清藤 一*; 横塚 恵莉*; 長澤 尚胤*; 北辻 章浩
Radiation Protection Dosimetry, 200(16-18), p.1660 - 1665, 2024/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Environmental Sciences)歯の主成分であるヒドロキシアパタイトが、アラニン線量計やフリッケ線量計などでは測定が不可能な1Gy以下の低線量を測定可能な固体線量計として利用可能かを検討した。市販のヒドロキシアパタイトへ
Coガンマ線を75Gyまで照射し、生成した炭酸ラジカルをESR分光計で測定した。炭酸ラジカル強度と吸収線量の関係(線量応答曲線)を調べたところ、未照射から75Gyまでの範囲で、両者はよい線形性を示した(
)。線量応答曲線を利用して検出下限値を推定したところ99.7mGyと見積もられ、本試料は1Gy以下の線量も計測可能であることがわかった。照射から8ヶ月経過後にも同様の測定を行い、炭酸ラジカル強度が変化しなかったことから、ラジカルの長期安定にも優れていることがわかった。これらの結果から、当該試料は新規線量計の候補材料として利用可能である。
清藤 一*; 横塚 恵莉*; 岡 壽崇; 北辻 章浩; 長澤 尚胤*
Radiation Protection Dosimetry, 200(16-18), p.1656 - 1659, 2024/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Environmental Sciences)生物由来原料から作製した炭酸アパタイトへのCoガンマ線照射を行い、アラニンやフリッケ線量計に替わる線量計として利用可能か調べた。照射によって生成する炭酸ラジカルの収量は照射後に20%減衰したが、7日でほぼ一定になることがわかった。炭酸ラジカル収量と吸収線量の関係は、10Gyから1000Gyの範囲で線形関係にあり、炭酸アパタイトは化学線量計として利用可能であることが示された。
中島 多朗*; 齋藤 開*; 小林 尚暉*; 川崎 卓郎; 中村 龍也; 古川 はづき*; 浅井 晋一郎*; 益田 隆嗣*
Journal of the Physical Society of Japan, 93(9), p.091002_1 - 091002_5, 2024/09
被引用回数：2 パーセンタイル：44.93(Physics, Multidisciplinary)Neutron scattering is a powerful tool to study magnetic structures and cross-correlated phenomena originated from symmetry of the magnetic structures in matter. Among a number of neutron scattering techniques, polarized neutron scattering is quite sensitive to the orientations of the magnetic moments, which are essential to understand microscopic mechanisms of the spin-driven emergent phenomena. Here, we present POlarized Neutron Triple-Axis spectrometer PONTA in the Japan Research Reactor 3 (JRR-3), and show the present capabilities of polarized and unpolarized neutron scattering by introducing recent results from the instrument.
Be activity concentrations with respect to precipitation楢崎 幸範*; 迫田 晃弘; 赤田 尚史*; 伊藤 久徳*; 百島 則幸*
Journal of Environmental Radioactivity, 277, p.107432_1 - 107432_7, 2024/07
被引用回数：1 パーセンタイル：12.80(Environmental Sciences)2011年4月から2015年12月の間、西日本の太宰府市において大気中及び降水中のBe濃度を毎日連続測定した。測定データを定量的に解析し、降水によるBe濃度の変動を明らかにした。非降水日の平均濃度は5.5mBq/m、降水日は3.8mBq/mであった。この平均的な濃度差31%(1.7mBq/m)はウォッシュアウト効果によるもので、夏季に顕著であった。Be濃度と降水量の関係について、降水量が5.0mm/dayと少ない場合には同程度の濃度で推移し、5.0-10.0mm/dayの降水量では減少傾向を示した(ただし有意ではない)。降水量が
10mm/dayの場合、Be濃度は有意に減少した。また、2日続けて降水があった場合、2日目のBe濃度は降水量によらず有意に減少した。
