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論文

隆起・侵食による地質・地表環境の長期的変動を考慮した地層処分の安全評価手法の開発

若杉 圭一郎; 山口 正秋; 小尾 繁*; 長尾 郁弥; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 江橋 健; 梅木 博之*; 新堀 雄一*

日本原子力学会和文論文誌, 16(1), p.15 - 33, 2017/03

本研究では、我が国の幅広い地域で確認されており、かつサイト選定で影響を回避することが困難な隆起・侵食に着目し、これが高レベル放射性廃棄物地層処分に与える影響を定量的に把握するための安全評価手法を開発した。従来は、隆起速度と侵食速度が等しいとの仮定の下、処分場が一定の速度で地表に接近するという簡易な評価が行われていたが、本研究では、我が国で多く確認されている隆起速度と侵食速度が異なるケースを取り扱うことが可能なモデルを開発し、隆起・侵食に伴う起伏や処分場深度の時間変化、廃棄体ごとの風化帯/地表に到達する時間などを、地形発達モデルに基づき評価した。さらに、このモデルを用いて隆起・侵食を考慮した安全評価を試行した結果、我が国の最頻値の隆起速度(0.3mm/y)を想定したケースの総線量の最大値は、国際機関で示されている放射線防護基準のめやす値(300$$mu$$Sv/y)を下回った。さらに、既往のモデルによる評価との比較により、地表の起伏に起因して廃棄体が風化帯へ分散して侵入する効果を定量的に把握した。以上のことから、本評価手法を用いることにより、隆起・侵食を現象に即して取り扱うことが可能になったとともに、既往の評価の安全裕度を定量的に把握することが可能となった。

論文

Zircon growth in a granitic pluton with specific mechanisms, crystallization temperatures and U-Pb ages; Implication to the "spatiotemporal" formation process of the Toki granite, central Japan

湯口 貴史*; 岩野 英樹*; 加藤 丈典*; 坂田 周平*; 服部 健太郎*; 平田 岳史*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; et al.

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 111(1), p.9 - 34, 2016/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:44.67(Mineralogy)

花崗岩体の形成・発達に関する熱進化の解明は、大陸地殻の発達・進化を考える上で、有用な知見をもたらすことができる。本研究ではジルコンに着目し、(1)カソードルミネッセンス像観察に基づくジルコンの内部構造の分類: LLC (low luminescence core)/ OZ (oscillatory zonation)、(2)Ti-in-zircon温度計より内部構造ごとの結晶化温度の決定、(3)内部構造ごとのU-Pb年代の決定を実施し、ジルコンの成長は2つのイベントを経ることを見出した。

論文

HCM12A Cr-rich oxide layer investigation using 3D atom probe

菊地 賢司*; 岡田 徳行*; 加藤 幹雄*; 内田 博*; 斎藤 滋

Journal of Nuclear Materials, 450(1-3), p.237 - 243, 2014/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.59(Materials Science, Multidisciplinary)

加速器駆動未臨界炉(ADS)のビーム入射窓及び構造材料候補材の一つである12Crのフェライト・マルテンサイト鋼(HCM12A)について、3次元アトムプローブ(3DAP)を用いて鉛ビスマス中でHCM12A鋼の表面に形成した酸化物層の構造を調べた。試験材は、三井造船の材料腐食ループにおいて450-500$$^{circ}$$Cの鉛ビスマス中で5,500時間使用された試験片ホルダー部から採取したものである。酸化物層は外側にマグネタイト(Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$)層、内側に鉄-クロムのスピネル層((FeCr)$$_{3}$$O$$_{4}$$)の2重構造で、全体の厚さは約18$$mu$$mであった。3DAP用試料はこれらの層の境界から500-700nm離れたスピネル層から製作した。3DAP分析の結果、クロムと酸素濃度が高く、鉄濃度が低い約10nm程度の領域が観測された。クロム高濃度領域の周囲ではシリコンも高濃度であった。スピネル層中の鉛及びビスマス濃度は検出限界以下であった。

論文

Data of heavy elements for light sources in EUV and XUV and for other applications

小池 文博*; 舟場 久芳*; 後藤 基志*; 加藤 太治*; 加藤 隆子*; 森田 繁*; 村上 泉*; 坂上 裕之*; 須藤 滋*; 鈴木 千尋*; et al.

AIP Conference Proceedings 1545, p.202 - 211, 2013/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:81.12

多電子,多価イオンを含むプラズマの状態の理解のために重要となる、原子番号が50から80までの原子の多価イオンのエネルギー準位や遷移確率について議論する。これらの原子データに関する理論計算の現状について述べる。また、W, Gd, Ndイオンの分光計測や、その結果の理論解析についても述べる。

論文

A Study of tungsten spectra using Large Helical Device and Compact Electron Beam Ion Trap in NIFS

森田 繁*; Dong, C. F.*; 後藤 基志*; 加藤 太治*; 村上 泉*; 坂上 裕之*; 蓮尾 昌裕*; 小池 文博*; 中村 信行*; 大石 鉄太郎*; et al.

AIP Conference Proceedings 1545, p.143 - 152, 2013/07

 被引用回数:26 パーセンタイル:99.38

核融合科学研究所のLHD装置、コンパクトEBIT(CoBit)装置において、タングステンプラズマの可視、EUV領域での分光計測を行なった。CoBITで得られた価数分離スペクトルを用いて、LHDのスペクトルの解析を行なった。衝突輻射モデルを用いた詳しい解析を行い、また、高価数のイオンのEUVスペクトルの径方向分布の計測と、ADPAKデータベースを使った輸送コードの計算を行い、プラズマ中のイオンの分布や、プラズマ中の電離、再結合レートについて検討した。不純物ペレットの可視光領域の発光スペクトルの解析を、多価イオンの診断に応用する手法についても議論する。

論文

Effect of cold working on the corrosion resistance of JPCA stainless steel in flowing PB-Bi at 450$$^{circ}$$C

Rivai, A. K.*; 斎藤 滋; 手塚 正雄*; 加藤 千明; 菊地 賢司*

Journal of Nuclear Materials, 431(1-3), p.97 - 104, 2012/12

 被引用回数:9 パーセンタイル:62.49(Materials Science, Multidisciplinary)

鉛ビスマスを核破砕ターゲット及び冷却材として用いる加速器駆動核変換システム(ADS)の開発において、高性能な陽子ビーム窓材料の開発は重要な課題の一つである。本研究では、オーステナイトステンレス鋼(JPCA)に20%の冷間加工を加え、腐食挙動の観点から研究を行った。20%冷間加工JPCAの腐食試験は、材料試験ループ1号(JLBL-1)で行った。最高温度,温度差及び試験時間はそれぞれ450$$^{circ}$$C, 100$$^{circ}$$C, 約1L/min.及び1,000時間である。比較のため、冷間加工されていないJPCAの腐食試験も同じ条件で行った。結果は、JPCAの冷間加工の有無により腐食挙動に違いがあることを示した。冷間加工なしのJPCAでは、母材の構成元素が鉛ビスマス中に溶解することで形成されるフェライト層を通って鉛ビスマスが母材へ進入した。20%冷間加工JPCAでは、腐食は部分的で、局所的なピッティング腐食が形成された。腐食挙動の違いは、冷間加工が$$gamma$$-オーステナイト相から$$alpha$$'-マルテンサイト相への相変態を誘発するためであり、これがJPCAの流動鉛ビスマス中での耐食性に影響を与えることがわかった。

論文

ステンレス鋼製再処理用機器へのカソード防食の適用性に関する研究

上野 文義; 内山 洋平*; 加藤 千明; 山本 正弘; 蝦名 哲成*; 下川原 茂*; 加納 洋一*

日本原子力学会和文論文誌, 9(3), p.279 - 287, 2010/09

ステンレス鋼製再処理用機器への外部電源方式によるカソード防食法の適用可能性を示すことを目的に、基礎的な検討を行った。極低炭素304ステンレス鋼(SUS304ULC)小型試験片及び電気化学測定装置を用い、沸騰硝酸溶液中での不働態域及び過不働態域の電位や、種々の電位での腐食速度を調べたのち、カソード防食の有無による腐食速度の違いを調べた。また、実際の濃縮缶の構造を想定し、SUS304ULC製管材の外面を対象としたカソード防食試験を行った。その結果、過不働態域から0.1V程度電位を卑とするカソード防食により、1/10以上の腐食速度低減効果が得られた。また、管材外面では平均24$$mu$$mの減肉量が、カソード防食により陽極との位置に関係なく3$$mu$$mまで均一に低減できた。これらの結果と、過不働態域の腐食はおもに電位の影響を受けること、沸騰硝酸の電気伝導率が高く均一な防食効果が期待できることと、腐食がおもに電位による影響を受けると考えられることから、カソード防食法がステンレス鋼製再処理用機器の耐食性改善のために適用可能と考えられる。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

EUV spectra from highly charged tin ions observed in low density plasma in LHD

鈴木 千尋*; 加藤 隆子*; 佐藤 国憲*; 田村 直樹*; 加藤 太治*; 須藤 滋*; 山本 則正*; 田沼 肇*; 大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 163, p.012019_1 - 012019_4, 2009/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:93.21

LHDにおける低密度プラズマ中のスズイオンからのEUVスペクトルの測定を行った。プラズマが急激に冷却し、放射崩壊に近づくときは、よく知られた13.5nm付近の発光が観測されるのに対し、プラズマが緩やかに冷却するときは、13.8$$sim$$14.6nmに未同定のラインが見られた。前者は11$$sim$$14価,後者は19価以上のスズイオンの発光と考えられる。

論文

Does Gd@C$$_{82}$$ have an anomalous endohedral structure? Synthesis and single crystal X-ray structure of the carbene adduct

赤阪 健*; 河野 孝佳*; 竹松 裕司*; 二川 秀史*; 仲程 司*; 若原 孝次*; 石塚 みどり*; 土屋 敬広*; 前田 優*; Liu, M. T. H.*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 130(39), p.12840 - 12841, 2008/10

 被引用回数:70 パーセンタイル:84.61(Chemistry, Multidisciplinary)

Gd@C$$_{82}$$のcarbene付加体(Gd@C$$_{82}$$(ad), Ad=adamantylidene)の単結晶を用いたX線結晶構造解析について報告する。Gd@C$$_{82}$$(ad)におけるGd原子は、C2v-C$$_{82}$$フラーレンケージの中心から六員環方向に接近した場所に位置しており、この位置はM@C$$_{82}$$(M=Sc and La)やLa@C$$_{82}$$(Ad)で確認されている金属原子の位置とほぼ等しいことがわかった。理論計算の結果からも、X線結晶構造解析の結果を支持する結果が得られた。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

Development of advanced tritium breeders and neutron multipliers for DEMO solid breeder blankets

土谷 邦彦; 星野 毅; 河村 弘; 三島 良直*; 吉田 直亮*; 寺井 隆幸*; 田中 知*; 宗像 健三*; 加藤 茂*; 内田 宗範*; et al.

Nuclear Fusion, 47(9), p.1300 - 1306, 2007/09

 被引用回数:18 パーセンタイル:57.13(Physics, Fluids & Plasmas)

原型炉用増殖ブランケット開発の一環として、「高温・高照射環境に耐えうる先進トリチウム増殖材料及び中性子増倍材料」の開発における最近の成果を本論文にまとめた。トリチウム増殖材料については、少量(約1mol%)の酸化物(CaO等)を添加したチタン酸リチウム(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$)に着目し、1000$$^{circ}$$Cまでの結晶粒成長の抑制が可能であること、熱伝導が無添加Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$と同程度であること、水素によるTiの還元を抑制が可能であること等が明らかになった。中性子増倍材料については、Be-Ti合金に着目し、1000$$^{circ}$$Cにおける比強度が約200MPaと高いこと、第1候補材料であるベリリウムに比べて、F82H鋼との両立性が良いこと、乾燥空気中1000$$^{circ}$$Cにおいても高い耐酸化特性を有していること、1%の水蒸気を含んだアルゴンガス雰囲気中における水素生成速度が1/1000以下になること、水素同位体のインベントリーが非常に小さいこと等を明らかにした。これらの知見により、少量の酸化物を添加したLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$,ベリリウム金属間化合物(Be$$_{12}$$Ti等)を含んだベリリウム合金の良好な特性が明らかになり、原型炉用増殖ブランケットの開発に明るい見通しを得た。

論文

Development of advanced tritium breeders and neutron multipliers for DEMO solid breeder blankets

土谷 邦彦; 星野 毅; 河村 弘; 三島 良直*; 吉田 直亮*; 寺井 隆幸*; 田中 知*; 宗像 健三*; 加藤 茂*; 内田 宗範*; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/03

原型炉用増殖ブランケットに必要な「高温・高照射環境に耐えうる先進トリチウム増殖材料及び中性子増倍材料」の開発を全日本規模の産学官連携のもとで実施した。それらの開発に関する最近の成果について報告する。トリチウム増殖材料に関しては、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$に酸化物を添加した材料の開発を行い、少量(約1mol%)の酸化物(CaO等)を添加することで、水素を添加したスイープガス中でもTiの還元を抑制することができる材料の開発に成功した。中性子増倍材料に関しては、ベリリウム金属間化合物であるBe$$_{12}$$Tiに着目し、各種特性を定量的に評価し、比強度が高いこと、高い耐酸化特性を有していること、1%の水蒸気を含んだアルゴンガス雰囲気中における水素生成速度が1/1000以下になることなどを明らかにした。以上の知見により、原型炉用増殖ブランケットの開発に明るい見通しを得た。

論文

横手盆地東縁断層帯・千屋断層の形成過程と千屋丘陵の活構造

楮原 京子*; 今泉 俊文*; 宮内 崇裕*; 佐藤 比呂志*; 内田 拓馬*; 越後 智雄*; 石山 達也*; 松多 信尚*; 岡田 真介*; 池田 安隆*; et al.

地学雑誌, 115(6), p.691 - 714, 2006/12

過去数万年$$sim$$数百万年の逆断層の活動性を明らかにするため、横手盆地東縁活断層帯が分布する千屋丘陵と地質構造の発達過程の研究を実施した。浅層反射法地震探査,詳細な地形調査,地質調査及び総括的なバランス断面法の解析により、千屋丘陵とそれを形成した断層の構造及びそれらの発達過程が明らかになった。地質調査では、継続的な断層活動の開始時期が2.7Maより後と推定され、総合的なバランス断面解析の結果は、前縁断層の形成開始時期が千屋丘陵北部より中部のほうが早いことを示唆した。また、地形調査の結果、千屋丘陵の形成時期はその中央部で最も早く(0.35Ma以降)、その後丘陵は断層活動に伴って隆起し、東に傾動しながら拡大したと推定される。

論文

Structural basis for the fast phase change of Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$; Ring statistics analogy between the crystal and amorphous states

小原 真司*; 加藤 健一*; 木村 滋*; 田中 均*; 臼杵 毅*; 鈴谷 賢太郎; 田中 宏志*; 守友 浩*; 松永 利之*; 山田 昇*; et al.

Applied Physics Letters, 89(20), p.201910_1 - 201910_3, 2006/11

 被引用回数:183 パーセンタイル:97.85(Physics, Applied)

アモルファス-結晶相変化型記録(DVD)材料として代表的なアモルファスGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の3次元的原子配置を放射光X線回折と逆モンテカルロシミュレーションによって明らかにした。その結果、アモルファスGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の構造は、4と6の偶数個の原子がつくるリングから成り立っており、Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$結晶がNaCl型で4員環(4角形)のみからなることと類似している。一方、あまり相変化記録速度の速くないアモルファスGeTeでは、Ge-Ge結合が優先的にできてしまうために奇数個の原子からなるリングも多数存在する。こうした結晶とのトポロジカルな類似性がアモルファスGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の相変化(結晶化)速度を速め、DVD材料として適当とならしめていることが明らかになった。

論文

Development of aluminum (Al5083)-clad ternary Ag-In-Cd alloy for JSNS decoupled moderator

勅使河原 誠; 原田 正英; 斎藤 滋; 及川 健一; 前川 藤夫; 二川 正敏; 菊地 賢司; 加藤 崇; 池田 裕二郎; 直江 崇*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 356(1-3), p.300 - 307, 2006/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:56.05(Materials Science, Multidisciplinary)

現在、J-PARCで建設が進められている核破砕中性子源において、パルス特性を向上させるために熱中性子吸収材としてAg-In-Cd合金が採用された。一方、熱除去及び冷却水による浸食の観点からAg-In-Cd合金をAl合金(Al5083)で被覆する必要があり、Ag-In-Cd合金とAl5083と接合に関する開発が急務になった。そこで、HIP(熱間等方圧延)を用いてAl5083と3元系Ag-In-Cd合金との接合に関する試験を行った。小試験片($$phi$$20mm)において良い接合条件が見つかり、接合領域にAlAg$$_{2}$$生成による硬い相の形成が見られるものの、必要とされる機械的強度(20MPa)より大きい結果が得られた。実機を模擬した大型試験片(200$$times$$200$$times$$30mm$$^{3}$$)においても、接合が成功し、小試験片と比較して機械的強度が多少落ちるが必要とする強度を満足した結果が得られた。

論文

高温ガス炉燃料の研究開発

植田 祥平; 相原 純; 安田 淳; 泉谷 徹*; 高橋 昌史*; 加藤 茂*; 沢 和弘

高温学会誌, 32(1), p.27 - 35, 2006/01

高温ガス炉では高温の原子炉出口冷却材を取出すために耐熱性の被覆燃料粒子を用いている。原子力機構の高温工学試験研究炉(HTTR)は六角柱状の燃料体にTRISO型被覆燃料粒子を用いている。原子力機構においてHTTR用燃料の製造技術及び燃料性能等についての研究開発は30年以上に渡り行われてきており、高温ガス炉技術の高度化のために高燃焼度化TRISO型被覆燃料粒子や、より高温での強度を確保するための革新的なZrC被覆燃料粒子を開発してきた。本論文ではHTTRプロジェクトにおける高温ガス炉燃料の研究開発の経験及び現状について述べる。

論文

Radiation loss by impurities measured from the large helical device

加藤 隆子*; 村上 泉*; 後藤 基志*; 森田 繁*; 居田 克巳*; Peterson, B. J.*; 舟場 久芳*; 仲野 友英

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.1 - 4, 2006/00

真空紫外スペクトルを定量解析した。C IIIスペクトル線の強度比から求めた電子温度を用い、ネオン入射によって発生したプラズマの放射損失源を分光計測とボロメータ計測で同定した。さらに不純物の発光線強度比の時間変化から不純物による放射損失の時間変化を求めた。

論文

Control of particle size and density of Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$ pebbles fabricated by indirect wet processes

土谷 邦彦; 河村 弘; 高山 智生*; 加藤 茂*

Journal of Nuclear Materials, 345(2-3), p.239 - 244, 2005/10

 被引用回数:36 パーセンタイル:91.6(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉ブランケットで用いられるトリチウム増殖材として、取扱いの容易さ,トリチウム放出特性等の観点からリチウムタイタネイト(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$)微小球が有望視されている。一方、微小球充填率の向上等から、大小2種類の直径を有するLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$微小球が求められている。そのため、間接湿式法のうち、脱水型ゲル化法及び置換型ゲル化法を考案し、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$微小球の製造試験を行った。その結果、焼結後の微小球の直径を$$phi$$0.2$$sim$$2.0mmに制御することができた。また、製造目標値である焼結密度80$$sim$$85%T.D.及び結晶粒径5$$mu$$m以下であるとともに、化学形,化学分析値等の特性も十分満足できる結果となった。以上より、JMTRで実施する照射試験用Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$微小球の製造に見通しが得られた。

論文

Study of stellar reactions in explosive hydrogen burning with CRIB

久保野 茂*; 寺西 高*; 野谷 将広*; 山口 英斉*; 齋藤 明登*; He, J. J.*; 若林 泰生*; 藤川 尚志*; Amadio, G.*; 馬場 秀忠*; et al.

Nuclear Physics A, 758, p.733 - 736, 2005/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Nuclear)

CRIBからの短寿命核ビーム$$^{17}F$$を用いて陽子非弾性散乱を測定した。これにより爆発的水素燃焼過程を理解するうえで重要な$$^{14}O(alpha,p)^{17}F$$における共鳴状態の核物理パラメタを求めた。$$^{23}Mg$$ビームによる非弾性散乱実験の結果も合わせて報告する。

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