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伊藤 あゆみ*; 菅野 辰哉*; 岩間 崇之*; 植田 滋*; 佐藤 拓未; 永江 勇二
Annals of Nuclear Energy, 217, p.111333_1 - 111333_14, 2025/07
被引用回数：2 パーセンタイル：70.03(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所2号機では、原子炉圧力容器の破損に寄与するメカニズムとして、主にFeとZrからなる金属プールの形成が提唱されている。本研究では、炉内劣化過程の後期に金属プールが形成された炉心劣化初期の材料相互作用に着目した。まず、Fe-87ZrとFe-15Zr(at%)の2種類の組成物を液相線温度1723Kまで加熱し、より低温のSS上に滴下し、反応生成物の金属組織を調べた。その後、1723Kから1873KのFe-87Zr融体を酸化SS上に滴下し、酸化膜が劣化に及ぼす影響を評価した。この研究により、すべての金属間化合物の液相線温度が2000K以下であることが確認され、金属破片が最近のシビアアクシデント解析で予測されている「金属プールの形成」の原因となりうることがわかった。
小越 友里恵; 里山 朝紀; 岸本 克己; 南里 朋洋; 鈴木 武; 富岡 修; 高泉 宏英*; 菅野 智之*; 丸山 達也*
JAEA-Technology 2017-017, 152 Pages, 2017/08
JAEA-Technology-2017-017.pdf:15.97MB
原子力科学研究所では、1985年度から1989年度にかけて実施されたJRR-3改造工事に伴って発生し、原子力科学研究所の北地区にある第2保管廃棄施設の保管廃棄施設・NLに保管していた放射能レベルの極めて低いコンクリート約4,000tを対象としたクリアランスを行った。JRR-3改造工事に伴って発生したコンクリートのクリアランスにあたり、放射能濃度の測定及び評価の方法の認可申請について、2008年7月25日付けで文部科学大臣の認可を受けた。その後、2009年度からクリアランス作業を開始し、認可を受けた方法に基づき放射能濃度の測定及び評価を行い、順次、国による放射能濃度の測定及び評価の結果の確認を受け、2014年度に約4,000tの全てのコンクリートのクリアランス作業を終了した。また、クリアランスしたコンクリートは、再資源化を行い、原子力科学研究所内において、東北地方太平洋沖地震の復旧工事のための資材等として再利用した。本報告は、JRR-3改造工事に伴って発生したコンクリートの放射能濃度の測定及び評価の結果、国による放射能濃度の確認、クリアランスしたコンクリートの再利用状況、クリアランス作業に要した費用等の実績をとりまとめたものである。
神野 郁夫*; 菱木 繁臣*; 杉浦 修*; Xiang, R.*; 中村 龍也; 片桐 政樹
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 568(1), p.416 - 420, 2006/11
被引用回数：17 パーセンタイル：72.04(Instruments & Instrumentation)開発研究を進めているInSb半導体を用いた放射線検出器について、
線,
線及び中性子に対する検出特性とInSbの基本特性についての研究状況を報告した。ショットキーバリア型InSb検出器について4.2Kから40Kまで温度を変化させて、5.5MeVの線のエネルギースペクトルを測定した結果、40Kでもピークとして検出可能であることが確認できた。PN接合型InSb検出器を用いて、線検出を試みた結果、ピークにはならないが60keVの線を検出できることを確認した。以上の研究結果をベースに今後InSb半導体放射線検出器の特性改善を進める。
中村 龍也; 片桐 政樹; 荒殿 保幸; 神野 郁夫*; 菱木 繁臣*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.399 - 401, 2004/08
被引用回数：1 パーセンタイル：9.94(Instruments & Instrumentation)液体ヘリウム3を中性子コンバータとしInSb半導体検出素子で二次粒子を検出する低温中性子検出器を開発した。本低温検出器では液体状態にあるヘリウム3を中性子コンバータとして用いることで中性子とヘリウム3との核反応の結果生じた二次粒子飛程が100ミクロン以下となるため高位置分解能が期待される。また、液体ヘリウム3ではコンバータ厚さを容易に均一制御できることから検出効率の空間一様性にも優れることが予想される。試作した中性子検出器を1.6Kにて動作させ中性子検出特性試験を行い、本検出器が中性子を安定に検出することを確認し、高い位置分解能,高い効率一様性,薄い検出厚さ等を有する低温中性子検出器の実現可能性を検証することができた。
中村 龍也; 片桐 政樹; 荒殿 保幸; 神野 郁夫*; 菱木 繁臣*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 520(1-3), p.76 - 79, 2004/03
被引用回数：8 パーセンタイル：47.02(Instruments & Instrumentation)InSb半導体検出素子と高密度ヘリウム3ガスとからなる低温中性子検出器を開発し、その中性子検出性能を評価した。ヘリウム3ガスを中性子コンバータとする中性子検出器では、チャンバー内に封入されるヘリウム3ガスの密度が高い程、位置分解能等の検出器性能が向上する。しかしながら、チャンバー内に封入可能なガス圧はその機械的強度により制限されること、また、高ガス圧下ではガス増幅率が低減するため良好な信号対雑音比で信号を読み出すことが困難となる、といった問題があった。そこでわれわれは4.2Kの低温環境を利用することで10気圧程度のガス圧においても常温,数100気圧に相当するガス密度を実現し、かつ、中性子捕獲反応の結果生成される二次粒子を低温動作可能なInSb半導体素子で直接検出することによりそれらの問題の解決を図った。4.2K,12.5気圧で動作させた試作低温中性子検出器によりその中性子検出特性試験を行い、低温,高ガス圧下においても本検出器は中性子を安定に検出できることを確認し、高い位置分解能,高い効率一様性,薄い検出厚さ等を有する低温中性子検出器としての実現性を検証することができた。
神野 郁夫*; 菱木 繁臣*; 村上 治子*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*; 中村 龍也; 片桐 政樹
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 520(1-3), p.93 - 95, 2004/03
被引用回数：2 パーセンタイル：17.65(Instruments & Instrumentation)p型InSbを母材としてショットキー及びpn接合型低温放射線検出器を製作した。ショットキー型、及びpn接合型検出器では、77K、115K以下の温度において放射線検出器として動作することを確認した。本論文では各検出素子の製作方法、
Amからのアルファ線照射によるパルス波高分布測定結果、信号パルス立ち上がり時間解析結果について述べる。
中村 龍也; 片桐 政樹; 荒殿 保幸; 神野 郁夫*; 菱木 繁臣*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*
Review of Scientific Instruments, 75(2), p.340 - 344, 2004/02
被引用回数：6 パーセンタイル：34.47(Instruments & Instrumentation)数10ミクロン以下の位置分解能と数ナノ秒の時間分解能を持つ中性子検出器として、InSb半導体素子と超臨界ヘリウム3ガスとからなる低温中性子検出器を提案し試作検出器によりその検出原理を確認した。従来のヘリウム3ガスを使用した中性子検出器において数10ミクロンの高い位置分解能を得るには100気圧を超えるガスを封入する必要がある。そのような条件下では、十分なガスゲインが得られないこと、また、チャンバの機械的制限を受ける等の問題があった。われわれは、4.2Kという低温環境を積極的に利用することで常温100気圧以上に相当するヘリウム3ガス密度を数気圧のガス圧で実現し、かつ、低温下で高速に動作するInSb半導体検出素子で中性子捕獲反応により生じるプロトン,トリトンを直接検出しその解決を図った。本検出手法によると4.2K, 10気圧程度のヘリウム3ガス圧下で数10ミクロン以下の位置分解能と数ナノ秒の時間分解能も期待される。試作検出器を用いて4.2K, 1.6気圧以下のガス圧において中性子検出性能を評価した結果、中性子を検出できること,現状で約80nsecの時間分解能を持つことなどを確認した。
junction InSb detector with operating temperatures up to 115 K神野 郁夫*; 吉原 文樹*; 野内 亮*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*; 中村 龍也; 片桐 政樹
Review of Scientific Instruments, 74(9), p.3968 - 3973, 2003/09
被引用回数：18 パーセンタイル：64.40(Instruments & Instrumentation)InSb半導体検出器は、従来のGe半導体検出器を上回るエネルギー分解能、検出効率等が期待されている放射線検出器である。今回、InSb基板に接合型半導体放射線検出素子を製作しその放射線検出特性を評価した。製作した検出器の素子抵抗は以前報告したショットキー型放射線検出素子と比較して3桁改善した。また、信号出力波形を電子と正孔の寄与という観点から解析し動作温度が高くなるにつれて電子の信号出力への寄与が増大することを明らかにした。さらにAmからのアルファ線のエネルギースペクトルを115Kまでの動作温度で測定し、その出力波高のバイアス電圧依存性から検出素子の固有電位を実験的に求めた。
菱木 繁臣*; 神野 郁夫*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*; 中村 龍也; 片桐 政樹
Radiation Detectors and Their Uses, p.113 - 117, 2003/00
InSb半導体検出器は従来のGe半導体検出器と比較して2倍以上のエネルギー分解能,7倍以上の検出効率等が期待されている放射線検出器である。これまでInSb半導体素子としては人為的にドーパントを添加しn型、あるいはp型である基板を使用してきたが、今回われわれは不純物の量を極めて抑えた非不純物添加単結晶InSb基板(undoped InSb)を用いてSchottky型半導体放射線検出素子を製作しその放射線検出特性を4.2Kから115Kまでの温度範囲において評価した。製作した検出器は全ての測定温度において整流性を示し、アルファ線を検出することを確認した。また、信号出力の立ち上がり時間が4.2-70Kまでの範囲においてほぼ一定の約350nsecを示し、従来のp型InSb半導体素子のそれと比較して20倍程度改善することを確認した。
岸本 牧; 片桐 政樹; 中村 龍也; 大久保 雅隆*; 浮辺 雅宏*; 倉門 雅彦*; 神野 郁夫*; 福田 大治*; 高橋 浩之*; Kraus, H.*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 444(1-2), p.124 - 128, 2000/04
被引用回数：4 パーセンタイル：36.11(Instruments & Instrumentation)超伝導トンネル接合X線検出器のトンネル接合部における準粒子の流れを正確に調べるためには、直接接合部を流れる電流を測定する必要がある。そこでわれわれは110MHzという非常に広い周波数帯域を持つ超高速電流アンプを開発し、TuSTJとNbSTJを用いたX線検出実験に用いた。その結果、従来の電荷増幅型アンプではわからなかった、トンネル接合部での準粒子の流れを直接観測することができるようになった。
里山 朝紀; 岸本 克己; 南里 朋洋; 高泉 宏英; 菅野 智之; 丸山 達也; 吉森 道郎
no journal, ,
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、JRR-3の改造工事に伴って発生した多量のコンクリートのクリアランスを進めている。ここでは、これまでのクリアランス作業実績及びクリアランスしたコンクリートの再利用の実績について報告する。
南里 朋洋; 岸本 克己; 里山 朝紀; 高泉 宏英; 菅野 智之; 丸山 達也; 吉森 道郎
no journal, ,
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、JRR-3の改造工事に伴って発生した多量のコンクリートのクリアランスを進めている。ここでは、これまでクリアランスしたコンクリートにおける放射能濃度の測定及び評価結果、放射能濃度の分布の均一性、東京電力福島第一原子力発電所事故由来のフォールアウトの影響について述べる。
岸本 克己; 里山 朝紀; 高泉 宏英; 菅野 智之; 丸山 達也; 吉森 道郎
no journal, ,
クリアランス制度が導入される以前の1985年から1990年に行われたJRR-3原子炉施設の改造時に大量に発生した放射能レベルが極めて低いコンクリート約4000tを放射性廃棄物として保管した。保管していたコンクリートの汚染状況の事前調査を行い、その調査結果をもとに、評価対象核種の選定,測定方法,測定結果の評価方法,対象物の管理の方法などを定めた放射能濃度の測定及び評価の方法を策定し、2008年に国の認可を受けた。2009年度より国の認可を受けた方法に従って放射能濃度の測定及び評価を行い、2011年度末までに約1900tのコンクリートについて国による放射能濃度の測定及び評価結果の確認を受けた。国の確認を受けたコンクリートは再利用するために再資源化加工を行い、品質試験を受け、コンクリート再生砕石として使用するための品質基準を満たしていることを確認した。品質試験を受けたコンクリートは、原子力科学研究所内で再利用を進めており、東日本大震災の影響によって一部建物で周囲のアスファルトが陥没したため、その陥没箇所の埋め戻しをするために2011年度末までに約600t使用した。
