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線によるHe-3計数管への影響評価堀内 雅一; 佐野 恭平; 白藤 雅也; 加藤 茜; 渡邉 一樹; 谷川 聖史; 北尾 貴彦; 丸山 創
第46回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2025/12
東海再処理施設では、高放射性固体廃棄物(HASW)に含まれる微量の核物質の定量を目的とした技術開発を米国エネルギー省と共同で進めている。本研究の測定対象であるHASW中の核物質は、廃棄物容器内に非均質に分布しており定型化が困難である。本研究では、中性子計測による検出器の設計開発に係る基礎的知見を得るため、放射線挙動を模擬可能な計算コード(PHITS)を用いて廃棄物容器中の中性子挙動を評価した。
白藤 雅也; 佐野 恭平; 堀内 雅一; 加藤 茜; 渡邉 一樹; 谷川 聖史; 丸山 創; 北尾 貴彦; Conner, J.*; LaFleur, A.*; et al.
第46回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2025/12
The Japan Atomic Energy Agency, in collaboration with the U.S. Department of Energy and Los Alamos National Laboratory, initiated a joint research project to develop the Advanced Hulls Measurement and Monitoring System (A-HMMS) for quantifying trace amounts of nuclear material in hull drums. Monte Carlo simulations using the MCNP code confirmed that the presence of water significantly attenuates neutron count rates. However, sufficient sensitivity to plutonium mass variations was observed, indicating that measurements are feasible even with water present. Passive NDA methods based on the Cm/Pu ratio were found to be limited due to curium decay over long-term storage, necessitating the use of active interrogation techniques. Small-scale experiments validated the simulation results and demonstrated that waste type and source position significantly affect count rates, highlighting the need for waste-specific calibration curves. Full-scale testing is planned to evaluate system performance under realistic conditions and optimize the A-HMMS design.
青山 高士; 上野 文義; 佐藤 智徳; 加藤 千明; 佐野 成人; 山下 直輝; 大谷 恭平; 五十嵐 誉廣
Annals of Nuclear Energy, 214, p.111229_1 - 111229_6, 2025/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)To elucidate the effect of dissolved radionuclides on corrosion of carbon steels and on formation of corrosion products of carbon steel, corrosion tests and imaging plate analysis were conducted. Carbon steel samples immersed in 10 mM NaCl containing 
Sr and 
Cs were analyzed using an imaging plate. As a result, the distribution of Sr or Cs in the corrosion products formed on carbon steel was successfully visualized. Furthermore, the radioactivity of the corroded specimens was calculated from calibration curves prepared using a Sr standard.
佐野 恭平; 爲田 惟斗; 阿久澤 禎; 加藤 颯真; 高野 祐吾*; 秋山 和樹
JAEA-Technology 2024-018, 68 Pages, 2025/02
JAEA-Technology-2024-018.pdf:4.73MB
東海再処理施設の高放射性固体廃棄物貯蔵庫(HASWS)は、再処理工程から発生した高放射性固体廃棄物を貯蔵する施設であり、湿式セル(ハル貯蔵庫)では使用済燃料をせん断・溶解して残った燃料被覆管(ハル)・燃料端未部(エンドピース)等を収納したハル缶、使用済みのフィルタ類・汚染機器類を貯蔵しており、乾式セル(予備貯蔵庫及び汚染機器類貯蔵庫)では分析試料のサンプリングを行った際の廃ジャグ等を収納した分析廃棄物用容器を貯蔵している。東海再処理施設の廃止措置に向け、HASWSは廃棄物の取出し設備を有していないため、取出し設備の検討を進めており、ハル貯蔵庫においては、英国の廃止措置において使用実績がある水中作業用小型ロボット(水中ROV)と、海洋分野にて海底に沈んだ物品の浮上げや運搬に用いられている水中リフタを活用した湿式貯蔵廃棄物の取出し方法を検討している。水中ROVと水中リフタの機能を組み合わせた取出し方法の成立性を確認するために、水中ROVと水中リフタ各々に要求する機能を確認する「単体試験」、水中ROVと水中リフタを組み合わせて水中で廃棄物を移動する「組合せ試験」、ハル貯蔵庫を模擬した環境にて廃棄物の回収を行う「総合試験」の順に、より実環境に近づけていくステップで廃棄物の取出しに向けた試験を実施した。本試験により、廃棄物の取出しに必要となる廃棄物に付属するワイヤの切断、廃棄物への水中リフタの取付け、廃棄物の開口部下までの移動、移動した廃棄物への回収吊具の取付けの各作業を一連で行うことができ、水中ROVと水中リフタを用いた湿式貯蔵廃棄物の取出し方法の成立性を確認した。
大谷 恭平; 加藤 千明; 五十嵐 誉廣
Corrosion, 79(11), p.1277 - 1286, 2023/11
A novel corrosion inhibitor of carbon steel in fresh water using Al lactate was proposed and its corrosion-inhibition mechanism was investigated. 0.75 mM Al lactate and 0.25 mM sodium molybdate were the most inhibitive to the corrosion of carbon steel in 3 mM NaCl. Al
and MoO
in solution formed the metal cation layer on carbon steel with few defects, and the layer did not contain Fe. The metal cation layer on carbon steel inhibited both the cathodic oxygen reduction reaction and anodic iron dissolving reaction and thus enhances the corrosion protection of carbon steel in fresh water.
五十嵐 誉廣; 大谷 恭平; 小松 篤史; 加藤 千明; 坂入 正敏*
防錆管理, 66(4), p.141 - 145, 2022/04
金属腐食は原子スケールにおける電気化学反応を基とする材料劣化現象である。本報では、第一原理計算を用いた金属表面における様々な物性値取得方法を説明する。また第一原理計算を金属腐食研究に応用した例として、金属表面への水素吸着が電位変化に及ぼす影響と水溶液中カチオン原子が金属の耐食性に及ぼす影響について報告する。
大谷 恭平; 上野 文義; 加藤 千明
材料と環境, 71(2), p.40 - 45, 2022/02
本研究では、福島第一原子力発電所のPCV内部において確認されている気液交番環境における炭素鋼の腐食速度に及ぼす気中酸素濃度の影響を低酸素濃度の範囲で調査した。調査結果より、腐食速度は気中酸素濃度が増大するに伴って増加するが腐食速度の勾配は徐々に減少すること、最大侵食深さは気中酸素濃度が1%の場合を除いて気中酸素濃度が増加するに伴って増大するが気中酸素濃度が1%の最大侵食深さは5%の場合よりも大きいことを見出した。
大谷 恭平; 加藤 千明
材料と環境, 70(12), p.480 - 486, 2021/12
気液交番環境で液膜に覆われる炭素鋼の表面に形成した鉄さび層の断面観察および分析より、気液交番環境で炭素鋼には外側から赤さび層(-FeOOH),クラスト層(Fe
O),内部結晶(FeO),内部鉄さび層から成る多層の鉄さび層が形成することを見出した。この多層構造の鉄さび層および液膜に起因して酸素還元反応は常時水中に浸漬された場合よりも加速された状態を維持していたため、炭素鋼の腐食速度は増大したと考えられる。気液交番環境における炭素鋼の腐食速度に及ぼす海水成分の影響の調査より、純水から200倍希釈人工海水までの薄い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は加速し、20倍希釈から無希釈人工海水までの濃い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は減少することを見出した。人工海水に含まれるMgやCaイオンが反応界面に析出して表面を覆うことで酸素還元反応が抑制されたため、濃度の高い人工海水中で炭素鋼の腐食が抑制されたと考えられる。
五十嵐 誉廣; 大谷 恭平; 加藤 千明; 坂入 正敏*; 富樫 侑介*; 馬場 和彦*; 高木 周作*
ISIJ International, 61(4), p.1085 - 1090, 2021/04
被引用回数：3 パーセンタイル：13.02(Metallurgy & Metallurgical Engineering)水溶液中の金属カチオン(Zn
, Mg, Na
)が鉄への水素透過に及ぼす影響を明らかにするために、鉄表面からの水素透過量をレーザーアブレーションを用いた電気化学試験により測定した。また、金属カチオンによる水素透過の基本的なメカニズムを得るために、第一原理計算を使用して金属カチオンの吸着ポテンシャルと鉄表面周辺の電子状態を取得した。実験解析から、溶液中のZnによって鉄表面の陽極反応が抑制されることがわかった。また量子解析から、ZnイオンはNa, Mgイオンよりも鉄表面に強く結合することがわかった。これより、鉄の溶解反応はZn層の形成により抑制され鉄への水素透過の抑制につながることが示唆された。
大谷 恭平; 塚田 隆; 上野 文義; 加藤 千明
材料と環境, 69(9), p.246 - 252, 2020/09
本研究では、気液交番環境における炭素鋼の腐食速度に及ぼす人工海水濃度の影響を調査し、更に人工海水濃度により異なる炭素鋼の腐食機構を明らかにすることを目的とした。その結果より、純水から200倍希釈人工海水までの薄い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は加速し、20倍希釈から無希釈人工海水までの濃い濃度領域では濃度の増大に伴って腐食速度は減少することを見出した。濃度の高い人工海水中で炭素鋼の腐食が抑制された理由は、腐食による表面近傍のpH増大に伴い人工海水中のMgやCaイオンが反応界面に析出して表面を覆うことで、酸素還元反応が抑制されたためであると考えられる。
高戸 直之; 戸張 博之; 井上 多加志; 花田 磨砂也; 関 孝義*; 加藤 恭平*; 畑山 明聖*; 坂本 慶司
JAEA-Research 2008-031, 44 Pages, 2008/03
JAEA-Research-2008-031.pdf:4.05MB
セシウム添加型負イオン源から引き出された大電流密度負イオンビーム強度が空間的に非一様となるメカニズムを解明するため、JAEA10アンペア負イオン源内でのプローブ測定及び負イオンビーム強度測定を行った。実験結果を考察するため、レート方程式及び粒子(電子・原子・負イオン)軌道追跡を用いた数値解析を行った。その結果、(1)セシウムを導入して負イオンの表面生成反応を促進した状態では、体積生成時とは逆に高い電子温度の領域で高い負イオンビーム強度が得られることを明らかにした。レート方程式を用いた数値解析から、表面生成された負イオンは高速電子によって破壊される前に引き出されることが推定された。(2)1次電子はB
Bドリフトによってイオン源内で局在化することを確認し、フィラメントの配置を改良して1次電子のドリフトを抑制することにより、負イオンビーム強度の空間的非一様性が改善されることを示した。
ion source高戸 直之*; 花谷 純次*; 水野 貴敏*; 加藤 恭平*; 畑山 明聖*; 花田 磨砂也; 関 孝義; 井上 多加志
Review of Scientific Instruments, 77(3), p.03A533_1 - 03A533_3, 2006/03
被引用回数：14 パーセンタイル：55.34(Instruments & Instrumentation)負イオンビームの空間的非一様性発生の原因を明らかにするため、負イオン生成及び輸送過程の数値解析を行った。モンテカルロ法を用いた原子及び負イオンの3次元輸送コードを、セシウム添加型負イオン源に適用した。その結果、電子温度の高い領域で局所的に原子が生成され、プラズマ電極表面への原子フラックスが非一様となることが明らかとなり、負イオン生成分布に影響を与えることが明らかとなった。加えて、生成された負イオンの引出し確率は電子温度依存性が弱いことが明らかとなった。
加藤 恭平*; 高戸 直之*; 畑山 明聖*; 花田 磨砂也; 関 孝義; 井上 多加志
Review of Scientific Instruments, 77(3), p.03A535_1 - 03A535_3, 2006/03
被引用回数：12 パーセンタイル：50.71(Instruments & Instrumentation)タンデム型負イオン源におけるプラズマの非一様性発生の原因を明らかにするため、フィラメント陰極より放出された一次電子の軌道解析を行った。モンテカルロ法を用いた3次元輸送コードを、実形状の磁場分布を考慮したJAEA10アンペア負イオン源に適用した。また、中性粒子との主な非弾性衝突反応も合わせて考慮した。その結果、ドライバ領域の高速電子はドリフトにより引出し領域へと失われ得ること、及びそのドリフト方向は負イオン源上下端で逆方向となることが明らかになった。
大谷 恭平; 加藤 千明
not registered
【課題】本発明は、添加コストや排水の水処理コストが低い防食剤および防食方法を提供することを課題とする。 【解決手段】本発明は、(A)乳酸アルミニウム、および(B)無機酸塩および有機酸塩から選ばれる1種または2種類以上を含有する、水系における金属部材の防食剤、および同防食剤を用いた水系における金属部材の防食方法を提供する。
五十嵐 誉廣; 大谷 恭平; 青山 高士; 加藤 千明
no journal, ,
橋梁やプラント等の大型構造物の健全性評価において、非破壊的に材料内部の腐食状況を把握することは重要な課題の一つである。本講演では、画像の隣接ピクセルにおける輝度の不連続性を基準とする輪郭抽出法、および隣接ピクセルのコーナーと輝度の勾配を用いる特徴点抽出法を用いて錆落とし前の表面画像からの腐食状態判別を試みた。その結果、輪郭抽出法ではAdaptive Gaussian法とCanny法を、特徴点抽出法ではAgast Feature Detectorを用いることで腐食箇所近傍を予測可能でることを明らかにした。
大谷 恭平; 加藤 千明
no journal, ,
福島第一原子力発電所1-3号機の格納容器(PCV)には、水素爆発防止や鋼材の腐食抑制のために冷却水が循環・注入されている。PCVの内部調査から、PCV内部の材料である炭素鋼は、空気と溶液の界面付近で気体と液体の環境が交互に変化する環境(気液交番環境)に曝されていることが確認された。金属材料は気液界面付近で薄い液膜に覆われており、鋼材表面に薄い液膜があると溶液中に比べて腐食速度が加速されることが報告されている。本発表では、1F PCV内の気液交番環境を模擬した回転腐食試験装置を用いて炭素鋼の腐食試験を行い、質量測定,観察,解析の結果から得られた炭素鋼の腐食速度と腐食機構を発表する。
大谷 恭平; 加藤 千明; 上野 文義
no journal, ,
膜厚を制御した流動液膜を作成できる新たに開発した液膜流下装置によって、流動液膜下における炭素鋼の腐食挙動に及ぼす液膜厚さおよび流速の影響を電気化学的に明らかにした。
大谷 恭平; 上野 文義; 加藤 千明
no journal, ,
本発表では、既存の防錆剤よりも1F環境を想定した環境負荷の小さい腐食抑制剤を開発するため、これまでに腐食抑制剤として着目されていなかった乳酸アルミニウムに着目し、既存の腐食抑制剤であるモリブデン酸ナトリウムと混合することで相乗効果を示すことを明らかにした。XPS分析の結果、炭素鋼表面に数十nmのアルミニウムおよびモリブデンの酸化被膜が形成することで炭素鋼の腐食を抑制していることを見出した。
佐藤 智徳; 端 邦樹; 五十嵐 誉廣; 大谷 恭平; 加藤 千明
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分過渡期におけるオーバーパック外表面の腐食環境は、ベントナイトに浸透した地下水環境にあり且つ地下水は放射線環境下にあると推定される。そのため、腐食環境の把握にはベントナイトの寄与を考慮した水の放射線分解評価が重要な要素の1つであると考えられる。そこで本報では、水の放射線分解におけるベントナイトからの溶出およびベントナイト共存の寄与に関して検討を行った結果を報告する。
五十嵐 誉廣; 大谷 恭平; 小松 篤史; 加藤 千明
no journal, ,
水素脆化は、腐食や溶接などによって鋼材中に吸収された水素により鋼材の強度が低下することによって引き起こされる現象である。鋼材中に侵入した水素による脆化挙動に関してこれまでに多くの研究がなされているが、その詳細なメカニズムは未だ完全に理解されていない。本研究では溶液近似第一原理計算を用いて、溶液中カチオンが鉄中への水素侵入に及ぼす影響について議論を行った。溶液中ZnイオンはFe表面との強い化学結合性があることが確認できた。Zn吸着による金属フィルム生成によってFe溶解反応が阻害され水素侵入が抑制された可能性があることがわかった。
