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論文

Modeling and simulation of redistribution of oxygen-to-metal ratio in MOX

廣岡 瞬; 加藤 正人; 渡部 雅

Transactions of the American Nuclear Society, 118, p.1624 - 1626, 2018/06

本研究では酸素/金属比(O/M)再分布の時間発展モデルについて、MOX中の酸素の特性を用いて提案した。また、提案したO/M再分布の計算や、密度再分布の原因となるポアマイグレーションを計算する照射挙動シミュレーションを行った。シミュレーションの結果、O/M再分布は密度再分布よりも低温で起こり、基礎物性である酸素拡散は蒸発・凝縮機構よりも低温で起こることが示された。また、ペレット表面は低温のためO/M再分布が非常に遅いが、表面から少し内側に入った1000Kを超えるところでは、さらに内側から移動してくる酸素の影響を受け、O/M再分布がよく見られた。今後は、シミュレーション結果と照射後試験データとの比較を行っていく計画である。

論文

Oxygen chemical diffusion coefficients of (U, Pu)O$$_{2-x}$$

渡部 雅; 砂押 剛雄*; 加藤 正人

Defect and Diffusion Forum, 375, p.84 - 90, 2017/05

(U, Pu)O$$_{2-x}$$の酸素化学拡散係数を熱重量測定法を用いて決定した。また、酸素化学拡散係数の算出においては試料の表面反応も考慮した。その結果、酸素化学拡散係数の活性化エネルギーは、(U$$_{0.8}$$Pu$$_{0.2}$$)O$$_{2-x}$$及び(U$$_{0.7}$$Pu$$_{0.3}$$)O$$_{2-x}$$についてそれぞれ60kJ/mol, 65kJ/molとなった。

論文

Defect chemistry and basic properties of non-stoichiometric PuO$$_{2}$$

加藤 正人; 中村 博樹; 渡部 雅; 松本 卓; 町田 昌彦

Defect and Diffusion Forum, 375, p.57 - 70, 2017/05

PuO$$_{2-x}$$の実験データをレビューし、酸素ポテンシャル、電気伝導率及び第一原理計算結果を用いて欠陥濃度を評価した。欠陥濃度を評価する式を導出し、様々な基礎特性の間の整合性を確認するとともに、熱物性を評価するための機構論的モデルを導出した。

論文

Oxygen potentials, oxygen diffusion coefficients and defect equilibria of nonstoichiometric (U,Pu)O$$_{2pm x}$$

加藤 正人; 渡部 雅; 松本 卓; 廣岡 瞬; 赤司 雅俊

Journal of Nuclear Materials, 487, p.424 - 432, 2017/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:64.68(Materials Science, Multidisciplinary)

(U,Pu)O$$_{2pm x}$$の酸素ポテンシャルについて、最新の実験データベースを用い、欠陥化学に基づいて評価した。酸素分圧と定比組成からのずれxを解析し、点欠陥の生成エネルギを評価した。得られた欠陥反応の平衡定数を用いて、欠陥濃度、酸素ポテンシャル及び拡散係数の間の関係を記述した。

論文

Oxygen potential measurement and point defect chemistry of UO$$_{2}$$

渡部 雅; 加藤 正人; 砂押 剛雄*

Transactions of the American Nuclear Society, 114, p.1081 - 1082, 2016/06

現在までUO$$_{2}$$の酸素ポテンシャルについての研究は多くなされているが、高温領域(1673-1873K)における定比組成近傍の酸素ポテンシャルデータは非常に少ない。そこで本研究では、1673-1873KにおけるUO$$_{2+x}$$の酸素ポテンシャルデータの拡充を図るとともに、欠陥化学モデルを用いてデータの解析を実施した。

論文

Changes in risk perceptions before and after nuclear accidents; Evidence from Japan

西川 雅史*; 加藤 尊秋*; 本間 俊充; 高原 省五

Environmental Science & Policy, 55(1), p.11 - 19, 2016/01

We quantitatively analyzed changes in residents' perceptions of the net benefits derived from the Kashiwazaki Kariwa Nuclear Power Station (KK) before and after the accident at the Fukushima Daiichi Plant (FD). From this analysis, we found that KK's perceived net benefits declined after the FD accident. This decline resulted from changes in respondents' relative weightings of KK's costs and benefits. We also found that residents living near nuclear facilities are more concerned about health risks from nuclear accidents than the likelihood of such accidents caused by human error. We suggest that a more effective policy entails changing people's relative weighting of nuclear facilities' costs and benefits by protecting lives through enhanced evacuation planning and post-disaster support for rehabilitation, although Japan's current nuclear power policy aims to assuage people's risk perceptions by reducing the probability of nuclear accidents to zero.

論文

Oxygen chemical diffusion coefficients of (Pu,Am)O$$_{2}$$ fuels

渡部 雅; 松本 卓*; 加藤 正人

NEA/NSC/R(2015)2 (Internet), p.376 - 380, 2015/06

(Pu,Am)O$$_{2}$$の酸素化学拡散係数は1400-1600$$^{circ}$$Cの範囲においてPuO$$_{2}$$よりも大きな値を有することがわかった。また、O/M比が1.964以下の領域ではAmは全て3価となることが欠陥化学による計算で得られており、今回取得したデータはこのO/M領域で測定されていることから、3価のAmは酸素化学拡散係数を増加させる効果があることが示唆された。

論文

Development of embedded Mach-Zehnder optical waveguide structures in polydimethylsiloxane thin films by proton beam writing

加田 渉*; 三浦 健太*; 加藤 聖*; 猿谷 良太*; 久保田 篤志*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 石井 保行; 神谷 富裕; 西川 宏之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 348, p.218 - 222, 2015/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:34.97(Instruments & Instrumentation)

The Mach-Zehnder (MZ) optical structures were previously fabricated in a Poly-methyl-methacrylate (PMMA) thin film by Proton Beam Writing (PBW). The enhancement of optical transmittance in the structures is, however, required for industrial use. In this study, the MZ optical waveguides have been fabricated in a poly-dimethyl-siloxane (PDMS) thin film which has the higher optical permeability. The PDMS films were spin-coated on a silicon wafer (40 $$times$$ 20 $$times$$ 0.5 mm$$^3$$) with a thickness of approximately 30 $$mu$$m. The MZ waveguides were drawn by a 750 keV proton microbeam of 1$$mu$$m in diameter having the penetration depth of 18 $$mu$$m with fluence of 40-100 nC/mm$$^2$$. The beam writing was carried out combining an electric scanner and a mechanical sample-stage. The observation of the single-mode light propagation of 1.55 $$mu$$m fiber-laser in the MZ waveguides indicated that the optical transmittance have been successfully enhanced using PDMS.

論文

Development of science-based fuel technologies for Japan's Sodium-Cooled Fast Reactors

加藤 正人; 廣岡 瞬; 生澤 佳久; 武内 健太郎; 赤司 雅俊; 前田 宏治; 渡部 雅; 米野 憲; 森本 恭一

Proceedings of 19th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC 2014) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2014/08

ウラン-プルトニウム混合酸化物(MOX)はナトリウム冷却高速炉の燃料として開発が進められている。MOXペレットの焼結挙動や照射挙動を解析するために、サイエンスベース燃料技術の開発を進めてきた。この技術は、適切な燃料製造条件や照射挙動解析結果について、機構論的なモデルを用いて計算し、供給することができる。

論文

Observation of deep levels and their hole capture behavior in p-type 4H-SiC epilayers with and without electron irradiation

加藤 正史*; 吉原 一輝*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Japanese Journal of Applied Physics, 53(4S), p.04EP09_1 - 04EP09_5, 2014/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:92.85(Physics, Applied)

Deep levels in p-type hexagonal (4H) silicon carbide (SiC) epilayers irradiated with and without electrons at 160 keV and subsequent annealing at 1000 $$^{circ}$$C were investigated. Current deep level transient spectroscopy (I-DLTS) was applied to investigate deep levels. As a result, Deep levels with activation energies less than 0.35 eV which are located near the valence band were detected. Also, two deep levels (AP1 and AP2) existed in all samples. Other deep levels appeared after the electron irradiation. Since electrons with an energy of 160 keV can knock-on only carbon atoms from the lattice site of SiC, it was concluded that the deep levels observed after irradiation were related to carbon vacancy V$$_{C}$$.

論文

Impact of carrier lifetime on efficiency of photolytic hydrogen generation by p-type SiC

三宅 景子*; 安田 智成*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Materials Science Forum, 778-780, p.503 - 506, 2014/02

Photolytic hydrogen generation using sunlight is regarded as energy production technology for the next generation. One of the key of issues for this technology is a selection of materials for the photolysis. Silicon carbide (SiC) is expected as one of the candidate materials for this application. In this study, we measured carrier lifetimes in SiC by the microwave photoconductivity decay ($$mu$$PCD) method. In order to control carrier lifetime in SiC, some samples were irradiated with 160 keV-electrons with fluences between 1$$times$$10$$^{16}$$ and 1$$times$$10$$^{17}$$ /cm$$^{2}$$. The values of carrier lifetime in SiC were compared to photocurrents in electrolytes which directly relate to the conversion efficiency of photolytic hydrogen generation. As a result, photocurrents depend on the sum of the depletion layer width and the diffusion length which was estimated from carrier lifetimes.

論文

Identification of structures of the deep levels in 4H-SiC

中根 浩貴*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 大島 武

Materials Science Forum, 778-780, p.277 - 280, 2014/02

Annealing behavior of the carrier lifetime and the deep levels in electron irradiated n-type and semi-insulating hexagonal (4H) silicon carbide (SiC) was studied. As a result of photo induced current transient spectroscopy (PICTS) measurements, two peaks were observed for each sample. The height of those peaks depended on annealing temperature. Comparing the annealing behavior of the peak height with temperature dependence of concentrations of various defects reported previously, we speculated that the observed peaks originate from either divacancy of silicon vacancy and carbon vacancy (V$$_{Si}$$V$$_{C}$$) or pair of carbon antisite and carbon vacancy (C$$_{Si}$$V$$_{C}$$).

論文

A Case study of economic incentives and local citizens' attitudes towards hosting a nuclear power plant in Japan; Impacts of the Fukushima accident

加藤 尊秋*; 高原 省五; 西川 雅史*; 本間 俊充

Energy Policy, 59, p.808 - 818, 2013/08

AA2012-0147.pdf:0.43MB

 被引用回数:16 パーセンタイル:16.73(Economics)

本研究では、2005年11月,2010年1月,2011年12月に東京電力柏崎刈羽原子力発電所の立地地域(柏崎市及び刈羽村)で行った社会調査をもとに、原子力発電所が地域にもたらす経済的・財政的利点や事故で被害を受ける不安感に関し地域住民の考え方の変化を探る。これらの調査は、同じ設問を含み、比較可能である。特に、東京電力福島第一原子力発電所の事故による影響に着目する。調査期間中、2007年7月には新潟県中越沖地震、2011年3月には東北地方太平洋沖地震が生じ、後者は福島第一原子力発電所の事故をもたらした。2011年調査では、2010年調査に比べ、各種の経済的・財政的利点の意義、またこれらの利点によって発電所が地域にもたらす問題点の埋め合わせが可能かという問いに関し、多くで否定的な回答が増えた。ただし、財政的利点の1人あたり規模が極めて大きい刈羽村では、その変化の程度は限定的であり、否定的な回答が増えた項目であっても2005年調査時の水準と大差がなかった(2010年調査では、2005年調査に比べて全体的に上記項目に肯定的な回答が増えていた)。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2010年度

住谷 秀一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 中田 陽; 藤田 博喜; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 水谷 朋子; 國分 祐司; et al.

JAEA-Review 2012-015, 166 Pages, 2012/05

JAEA-Review-2012-015.pdf:3.53MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2010年4月から2011年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故(以下、東電福島第一原発事故)の影響が一部の試料にみられた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東電福島第一原発事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

論文

Excess carrier lifetime in p-type 4H-SiC epilayers with and without low-energy electron irradiation

加藤 正史*; 松下 由憲*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Japanese Journal of Applied Physics, 51(2), p.028006_1 - 028006_2, 2012/02

 被引用回数:13 パーセンタイル:41.75(Physics, Applied)

炭化ケイ素(SiC)の耐放射線性に関する研究の一環として、電子線照射によるp型六方晶(4H)SiC半導体中のキャリア寿命の変化をマイクロ波光導電減衰法により調べた。室温にて170keVの電子線を照射した結果、未照射では0.1$$mu$$s程度であったキャリア寿命が、照射量の増加とともに減少し、10$$^{17}$$/cm$$^{2}$$照射後には0.02$$mu$$sとなることが明らかとなった。また、照射後、窒素中,1000$$^{circ}$$Cでの熱処理により0.08$$mu$$sまで回復することが判明した。n型4H-SiCにおいては、キャリア寿命はZ$$_{1/2}$$と呼ばれる欠陥により低下することが明らかとなっているが、Z$$_{1/2}$$は1500$$^{circ}$$C程度まで安定であり、今回の1000$$^{circ}$$C熱処理では変化しない。このことから、n型とp型では異なる欠陥がキャリア寿命低下に関与すると結論できた。

論文

Beam commissioning and operation of the Japan Proton Accelerator Research Complex 3-GeV rapid cycling synchrotron

發知 英明; 原田 寛之; 林 直樹; 金正 倫計; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 田村 文彦; 山本 風海; 山本 昌亘; 吉本 政弘; et al.

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2012(1), p.2B003_1 - 2B003_26, 2012/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:34.66(Physics, Multidisciplinary)

J-PARC 3-GeV RCSは、1MWのビーム出力を目指す大強度陽子加速器である。RCSは、2007年10月にビーム試験を開始し、その後、2008年12月より4kWのビーム出力でユーザー運転を開始した。以来、ビームチューニングの進展やハードウェアの改良に従って、RCSの出力パワーは順調に増強されている。RCSは、これまでに、420kW出力までのビーム損失を1%以下に抑え込むことに成功し、また、210kWでのルーティンユーザー運転を実現させている。RCSのような大強度陽子加速器では、ビーム損失により生じる機器の放射化が出力強度を制限する最大の要因となるため、ビーム損失の低減が出力増強時に常に直面する重要なビーム物理学上の課題となる。本論文では、RCSのビーム増強に関する最近の進展、特に、ビーム増強とともに多様に出現するビーム損失に対するわれわれの取り組み(ビーム損失低減策)を紹介する。

報告書

福島第一原子力発電所事故にかかわる特別環境放射線モニタリング結果; 中間報告(空間線量率, 空気中放射性物質濃度, 降下じん中放射性物質濃度)

古田 定昭; 住谷 秀一; 渡辺 均; 中野 政尚; 今泉 謙二; 竹安 正則; 中田 陽; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 森澤 正人; et al.

JAEA-Review 2011-035, 89 Pages, 2011/08

JAEA-Review-2011-035.pdf:2.97MB

東京電力福島第一原子力発電所事故への対応として、核燃料サイクル工学研究所において特別環境放射線モニタリングを実施した。本報告は、平成23年5月31日までに得られた空間線量率,空気中放射性物質濃度,降下じん中放射性物質濃度の測定結果、並びに気象観測結果について速報的にとりまとめた。空間線量率は、3月15日7時過ぎ、3月16日5時過ぎ、及び3月21日4時過ぎに、数千nGy/hほどの3つのピークがある上昇を示した。空気中放射性物質濃度及び降下量は、空間線量率と同様な経時変化を示した。空気中のI-131/Cs-137の濃度比は、100程度まで上昇した。揮発性のTe-132, Cs-134, Cs-137は、3月30日以降定量下限値未満となった。Te-132とCsの揮発性/粒子状の濃度比は、濃度が上昇した際、値が小さくなった。3月15日から4月15日の1か月間の降下量は、Cs-137について、チェルノブイリ事故時に同敷地内で観測された降下量と比較して約100倍であった。吸入摂取による内部被ばくにかかわる線量を試算した結果、暫定値として、成人及び小児の実効線量はそれぞれ0.6mSv, 0.9mSv、甲状腺の等価線量はそれぞれ8mSv, 20mSvと見積もられた。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2009年度

住谷 秀一; 松浦 賢一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 藤田 博喜; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 水谷 朋子; 國分 祐司; et al.

JAEA-Review 2011-004, 161 Pages, 2011/03

JAEA-Review-2011-004.pdf:4.09MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2009年4月から2010年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

論文

Characterization of the excess carrier lifetime of as-grown and electron irradiated epitaxial p-type 4H-SiC layers by the microwave photoconductivity decay method

松下 由憲*; 加藤 正史*; 市村 正也*; 畑山 智亮*; 大島 武

Materials Science Forum, 645-648, p.207 - 210, 2010/00

耐放射線性半導体デバイスへの応用が期待される炭化ケイ素(SiC)の電子線照射による伝導キャリアの寿命変化をマイクロ波光伝導減衰法($$mu$$-PCD)により評価した。試料は、ボロン添加p型六方晶(4H)SiC基板上に作製したアルミニウム添加p型4H-SiCエピタキシャル膜を用い、160keVの電子線を1$$times$$10$$^{16}$$cm$$^{-2}$$ (ele-16)又は1$$times$$10$$^{17}$$cm$$^{-2}$$(ele-17)照射することで損傷を導入した。$$mu$$-PCDの結果、未照射, ele-16, ele-17の試料のキャリアの寿命は、それぞれ、0.14$$mu$$s, 0.07$$mu$$s及び0.04$$mu$$sとなり、電子線照射量の増加とともに、低下することが判明した。これより、160keV電子線照射により導入される損傷はキャリアの再結合中心として働くことが結論できた。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2008年度

武石 稔; 住谷 秀一; 松浦 賢一; 渡辺 均; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明*; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; et al.

JAEA-Review 2009-048, 177 Pages, 2009/12

JAEA-Review-2009-048.pdf:19.3MB
JAEA-Review-2009-048(errata).pdf:0.12MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2008年4月から2009年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

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