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論文

Position dependency of the scattered intensity in the time-of-flight backscattering spectrometer DNA

松浦 直人*; 山田 武*; 富永 大輝*; 小林 誠*; 中川 洋; 川北 至信

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011068_1 - 011068_6, 2021/03

飛行時間分析型後方散乱分光器DNAにおける散乱強度の位置依存性を調査した。垂直方向(位置敏感一次元検出器(PSD)のピクセル方向)と水平方向(PSD毎)の両方で周期的な構造が見られた。DNAに設置されたソラースリットとアナライザー結晶の設計値を超えた過度な湾曲が、強度分布の起源であると考えられる。我々は、強度の位置依存性と弾性散乱のエネルギーオフセットを系統的に補正できるソフトウェアを開発した。このソフトウェアにより、本来の散乱強度からのずれが補正でき、エネルギー分解能などのデータの質も向上させることができる。

論文

Position-encoded automatic cell elevator for BL02, J-PARC MLF

富永 大輝*; 小林 誠*; 山田 武*; 松浦 直人*; 川北 至信; 笠井 聡*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011095_1 - 011095_5, 2021/03

トップローディング型冷凍機用の垂直移動型試料交換機が、J-PARC MLFのBL02に設置された中性子分光器の利用支援のために開発された。PEACEと名付けられたこの試料交換機は、中性子照射位置での試料位置の再現性を、PEEKと呼ぶ物質でできたガイドを利用して制御している。3つの試料位置でのバックグラウンド散乱のプロファイルの変化は$$pm$$1.6%以内であることが分かった。この結果は、垂直軸からの試料位置の偏差が$$pm$$0.3mmであることを考えると妥当である。

論文

Plutonium dioxide particle imaging using a high-resolution alpha imager for radiation protection

森下 祐樹; 黒澤 俊介*; 山路 晃広*; 林 真照*; 笹野 理*; 牧田 泰介*; 東 哲史*

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.5948_1 - 5948_11, 2021/03

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Multidisciplinary Sciences)

原子力施設内で二酸化プルトニウム粒子を吸入することによる作業者の内部被ばくは、放射線防護の観点から重要な問題である。核施設の作業現場において、内部被ばく評価のための二酸化プルトニウム粒子の空気力学的直径の放射能中央値(AMAD)をリアルタイム測定するため、ZnS(Ag)シンチレータ,光学顕微鏡、及び電子増倍CCD子カメラを用いた高分解能$$alpha$$イメージャーを開発した。開発した$$alpha$$イメージャーを用い、実際の二酸化プルトニウム粒子を測定し、リアルタイムに個々の$$alpha$$線の位置を特定することができた。複数の$$alpha$$線の平均の空間分解能を評価したところ16.2$$pm$$2.2umFWHMであった。また、二酸化プルトニウム粒子の空間分解能は、二酸化プルトニウム粒子とZnS(Ag)シンチレータの間の距離に起因して302.7$$pm$$4.6umFWHMであった。$$beta$$線の影響は無視でき、$$alpha$$線と識別できた。測定した計数率から二酸化プルトニウム粒子の等価粒径を計算することができた。これらの結果から、開発した$$alpha$$イメージャーが原子力施設の作業現場でのリアルタイムの二酸化プルトニウム粒子測定に有効であることが示唆された。

論文

飛行時間法中性子回折によるバルク材料集合組織測定技術の開発

徐 平光; 星川 晃範*; 林 真琴*; 秋田 貢一; 森井 幸生*; 石垣 徹*

日本材料学会第48回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集, p.7 - 9, 2014/07

Time-of-flight neutron diffraction may evidently accelerate the bulk texture measurement speed through the proper combination of multiple orientations distributed neutron detectors and the simultaneous multiple diffraction peak acquisition, and only few sample rotations are needed to be carried out. In addition to the omega-axis rotatable sample changer, a dedicated omega/chi two-axis rotatable goniometer is under urgent development. It is highly expected to play an important role to evaluate the bulk texture evolution of advanced materials during thermomechanical controlling process. Though the intrinsic difference in neutron diffraction spectra from different orientations (determined by each set of Bragg angle/azimuthal angle) evidently increases the technical difficulty in rapid texture analysis, the development of Materials Analysis Using Diffraction (MAUD, developed by Luca Lutterotti, et al.) and other relevant software/programs are bringing us much convenience. Moreover, in order to increase the accessibility to neutron diffraction bulk texture measurement instruments, the various cooperative researches and the mail-in services are being planned.

論文

RI施設における排気中$$^{14}$$Cモニタリング; 捕集及び酸化方法の比較評価

上野 有美; 小嵐 淳; 岩井 保則; 佐藤 淳也; 高橋 照彦; 澤畠 勝紀; 関田 勉; 小林 誠; 角田 昌彦; 菊地 正光

保健物理, 49(1), p.39 - 44, 2014/03

原子力科学研究所第4研究棟(RI施設)では、排気中の$$^{14}$$Cを1か月間連続で捕集し、施設から大気中へ放出される$$^{14}$$Cのモニタリングを行っている。しかし、CuO触媒を600$$^{circ}$$C以上に加熱する必要があることやモノエタノールアミン(MEA)が毒劇物に指定されていることから、管理区域内でのモニタリング手法として改良の余地が残っている。本試験では、異なる捕集剤を用いた捕集法の比較、使用する捕集剤の量とCO$$_{2}$$捕集効率の関係についての検討、異なる酸化触媒の異なる温度条件下における酸化性能の比較を行った。CO$$_{2}$$捕集剤の検討では、MEAに加えて、Carbo-Sorb Eを評価の対象とした。酸化触媒の検討では、CuO触媒に加えて、Ptアルミナ触媒、Pd/ZrO$$_{2}$$触媒を評価の対象とした。試験の結果、Carbo-Sorb Eはガスの通気による気化量が大きく、1か月の連続捕集には適さず、MEAは1か月間を通して安定したCO$$_{2}$$捕集能力があることが確認できた。各触媒の酸化効率を比較した結果、Pd/ZrO$$_{2}$$触媒のCH$$_{4}$$に対する酸化性能が最も優れており、加熱炉の温度を200$$^{circ}$$C以上下げることができ、モニタリングの安全性を向上できる。

報告書

植物影響効果試験,2(共同研究)

山田 智*; 北 実*; 石森 有

JAEA-Research 2013-016, 32 Pages, 2013/09

JAEA-Research-2013-016.pdf:3.01MB

鳥取大学農学部と日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターは、世界有数のラドン温泉地域である三朝地域の放射線的特徴等に着目し、地産野菜等の特産品化を目指した植物影響効果研究を共同で行っている。本報告書は、平成23$$sim$$24年度に実施した以下の内容及びその成果について、とりまとめたものである。[1]生理メカニズム解明試験: 作物の生長や品質成分に及ぼす温泉水の影響効果についてメカニズム等の解明を行った。リーフレタスでは生長とミネラル含量が増加するが、その生理メカニズムとして選択的K吸収能が高いこと、フダンソウでは生長は増加するがミネラル含量は影響を受けず、その生理メカニズムとしてNaにより生長が促進されることがわかった。また、ミズナ及びサラダナでは苦味を呈する遊離アミノ酸が低下した。[2]中規模栽培試験: 平成21$$sim$$22年度に実施した選抜栽培試験で特に有望な作物について中規模の栽培試験を行った。(1)作物生長に最適な栄養量、(2)温泉水のpH、(3)温泉水由来の有害物質を作物が含有する可能性、(4)栽培にかかわる手順とシステムの観点から実用化試験に向けた課題を抽出し、中規模栽培システムが確立できた。

論文

Development of nondestructive and quantitative elemental analysis method using calibration curve between muonic X-ray intensity and elemental composition in bronze

二宮 和彦; 長友 傑*; 久保 謙哉*; 伊藤 孝; 髭本 亘; 喜多 真琴*; 篠原 厚*; Strasser, P.*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*; et al.

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 85(2), p.228 - 230, 2012/02

 被引用回数:18 パーセンタイル:53.78(Chemistry, Multidisciplinary)

負ミュオンが物質中に停止しミュオン原子が形成すると、高エネルギーで透過力の強いミュオン特性エックス線が放出される。本研究ではミュオン特性エックス線測定による非破壊元素分析技術の開発を行った。元素の構成比が既知の青銅の標準試料に対して負ミュオンの照射を行い、ミュオン原子が形成した後に放出されるミュオン特性エックス線の強度から、青銅に含まれる元素構成を決定するための検量線を作成した。この関係を用いて成分が未知の中国の古銭について負ミュオンの照射を行い、得られたミュオン特性エックス線スペクトルから古銭の元素の構成比を非破壊で決定した。

報告書

植物影響効果試験(共同研究)

山田 智*; 北 実*; 五藤 由香里*; 石森 有

JAEA-Research 2011-027, 38 Pages, 2011/11

JAEA-Research-2011-027.pdf:3.21MB

鳥取大学農学部と日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターは、世界有数のラドン温泉地域である三朝地域の放射線的特徴等に着目し、地産野菜等の特産品化を目指した植物影響効果研究を共同で行っている。本報告書は、平成21年度から22年度に実施した内容及びその成果について、とりまとめたものである。(1)各種作物の選抜栽培試験:三朝温泉水での栽培に適した有望種を選抜する目的で、葉菜類をはじめとする18種の選抜栽培試験を、三朝温泉水等を用いた水耕栽培により行った。その結果、18種のうち14種で、水道水を用いた場合より成育が促進され、このうち9種を有望種として選定した。(2)試料調製:選抜栽培試験で得られた試料の成分分析等により、温泉水等による生育や品質成分への影響効果について、メカニズム等の解明を行い、作物種の絞り込み等を行うため、定めた手順に従って試料を調製し、冷凍保存した。(3)省力栽培法の検討:選抜栽培試験で特に有望な作物について中規模の栽培試験を行い、生育や品質成分への影響効果についてさらに知見を得るほか、実用化試験にむけた課題を抽出する目的で、省力栽培法について検討した。

論文

Latest design of liquid lithium target in IFMIF

中村 博雄; Agostini, P.*; 荒 邦章; Cevolani, S.*; 千田 輝夫*; Ciotti, M.*; 深田 智*; 古谷 一幸*; Garin, P.*; Gessii, A.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.1007 - 1014, 2008/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:70.13(Nuclear Science & Technology)

本報告では、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の液体リチウム(Li)ターゲットの最近の設計について述べる。IFMIFは、核融合材料照射のための加速器型中性子源である。中性子は、重陽子ビームを液体Li流に照射して発生させる。ターゲット系の主な設計要求は、1GW/m$$^{2}$$の熱負荷除熱のための流速10m/sから20m/sで安定なLi流を実現することである。そのため、2段絞りのノズル及び曲面流が採用され、流動特性は水とLi流実験で確証された。純化系は、コールドトラップ及び2種類のホットトラップから構成されており、トリチウム,ベリリウム7,酸素,窒素,炭素等を、許容量以下に制御する。窒素は10ppm以下に、トリチウムは1ppm以下である。また、信頼性のある長期運転のため、自由表面計測など種々の計測器が設置される。ターゲットアセンブリの背面壁は、50dpa/yの中性子照射を受けるため、遠隔操作で交換可能な構造が不可欠であり、2つの方式が検討中である。

報告書

HTTR用広領域中性子検出器の長寿命化に向けた研究(共同研究)

齋藤 賢司; 関田 健司; 川崎 幸三; 山本 一彦*; 松浦 真*

JAEA-Technology 2007-059, 36 Pages, 2007/11

JAEA-Technology-2007-059.pdf:26.24MB

高温工学試験研究炉(High Temperature Engineering Test Reactor: HTTR)の広領域中性子検出器は、通常運転時450$$^{circ}$$C,事故時550$$^{circ}$$Cの高温環境下で使用される。広領域中性子検出器を高温環境下で長時間使用する場合、電離ガスに含まれる窒素が電極材料に吸着されることにより減少し、中性子検出器の特性が劣化することが考えられる。このため、窒素吸着試験を実施し、高温環境下で電極材料に吸着される窒素量を明らかにした。また、試作検出器を使った性能評価試験を実施し、高温雰囲気において窒素吸着に伴う中性子検出器の特性劣化が生じないことを確認した。本報告書は、HTTR用広領域中性子検出器の長寿命化に関する検討結果をまとめたものである。その結果、HTTRの広領域中性子検出器は、通常運転時450$$^{circ}$$Cの高温環境下において、5年間使用可能であることを確認した。

論文

Multi-millijoule, diode-pumped, cryogenically-cooled Yb:KY(WO$$_{4}$$)$$_{2}$$ chirped-pulse regenerative amplifier

小川 奏; 赤羽 温; 青山 誠; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一

Optics Express (Internet), 15(14), p.8598 - 8602, 2007/07

 被引用回数:21 パーセンタイル:70.17(Optics)

イットリビウム(Yb)系のレーザー材料は、次世代のレーザーダイオード(LD)励起レーザー(DPSSL)用材料として近年盛んに研究が行われている。吸収帯域が広く長い蛍光寿命を持つYb系材料はLD励起に最適であり、高効率なレーザー動作が可能である。本研究は、そのようなYb系材料の1つであるYb:KYW結晶を増幅媒質として用いることで、高エネルギーと広帯域を維持しつつ1kHz以上の高繰り返しで動作可能なCPAレーザーの開発を目的としている。本実験では、Yb:KYW結晶を用いてLD励起低温冷却型再生増幅器の開発を行い、励起パルス幅0.5ms時において5.5mJの出力エネルギー(吸収エネルギー39mJ)と14%を超える光-光変換効率を得ることができた。

論文

High-energy, diode-pumped, picosecond Yb:YAG chirped-pulse regenerative amplifier for pumping optical parametric chirped-pulse amplification

赤羽 温; 青山 誠; 小川 奏; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一

Optics Letters, 32(13), p.1899 - 1901, 2007/07

 被引用回数:38 パーセンタイル:84.44(Optics)

利得による狭帯域化現象を利用したダイオード励起低温冷却Yb:YAG再生増幅器を開発した。1.2nsパルス幅の周波数チャープしたシードレーザー光は再生増幅器内で増幅と同時にパルス圧縮され、外部でのパルス圧縮器なしに35ps, 8mJの増幅レーザー光が発生する。増幅光の第二高調波は実際にピコ秒2波長光パラメトリック増幅の励起光源として用いられた。

報告書

HTTR後備停止系不具合の調査報告書

濱本 真平; 飯垣 和彦; 清水 厚志; 澤畑 洋明; 近藤 誠; 小山 直; 河野 修一; 小林 正一; 川本 大樹; 鈴木 尚; et al.

JAEA-Technology 2006-030, 58 Pages, 2006/03

JAEA-Technology-2006-030.pdf:10.69MB

日本原子力研究開発機構が所有する高温工学試験研究炉(HTTR)の反応度制御設備は、制御棒系と後備停止系の、動作原理の異なる二つの独立した系統で構成されている。通常運転時、原子炉の反応度を制御するとともに、運転時の異常な過渡変化時及び事故時に安全かつ確実に原子炉を停止させるものである。後備停止系は、万一制御棒系のみで原子炉を停止できない場合に、中性子吸収材である炭化ホウ素ペレットを炉心内に重力落下させ、いかなる運転状態からも原子炉を停止する機能を有するものであり、炭化ホウ素ペレットと、ペレットを収めるホッパ,電動プラグ,後備停止系駆動機構,ガイドチューブ等で構成されている。HTTRでは、平成16年7月26日から平成17年3月4日までの計画で、施設定期検査を実施してきたところ、2月21日の後備停止系の作動試験時に、本装置の16基のうち1基が正常に動作しないことがわかった。調査の結果、後備停止系が正常に動作しなかった原因は、後備停止系を駆動するモータの上部のオイルシールが変形したことによってグリースから分離した油がブレーキに到達し、ブレーキの磨耗した粉と混合することによって粘着物となり、粘着物がブレーキの解除を阻害したことによって、モータの駆動を妨げたことがわかった。

論文

炉定数調整による大型炉核設計手法の高度化

石川 真; 林 秀行*; 亀井 孝信*; 三田 敏男*; 河北 孝司*

動燃技報, (77), p.92 - 96, 1991/03

大型炉の炉心核設計精度の向上を図るため,JUPITER臨界実験解析結果に基づいて設計用の炉定数を修正する手法の研究を行っている。本報告では,炉定数調整法の原理を紹介し,炉心核設計手法として従来採用されてきたバイアス補正法との比較を行うとともに,炉定数調整による大型炉核設計手法の高度化研究の現状について述べる。

口頭

硬岩を対象としたグラウト注入方法に関する考察; 瑞浪超深地層研究所におけるグラウト研究,1

見掛 信一郎; 佐藤 稔紀; 延藤 遵*; 秋田 哲志*; 西垣 誠*

no journal, , 

本研究においては、硬岩における水平坑道のプレグラウトに焦点を絞り、北欧の環境配慮型トンネルにおけるグラウト施工実績を参考に、高い止水性を達成するための注入方法について検討した。その結果、注入範囲より改良体の透水係数の低減が、止水性に対して有効となることを明確に示すことができた。そのためには短いボーリングを精度よく掘削する必要があるが、我が国の海底トンネルのような長いボーリングを掘削する場合に比べて、経済的にも劣らないことが判明した。

口頭

グラウトの高圧注入試験による目詰まり特性の把握; 瑞浪超深地層研究所におけるグラウト研究,2

見掛 信一郎; 佐藤 稔紀; 延藤 遵*; 秋田 哲志*; 西垣 誠*

no journal, , 

懸濁型グラウト材料は高濃度,高粘性の傾向にあるため、微小亀裂に注入する場合は亀裂入口及び亀裂幅減小部におけるフィルターケーキの生成に起因する目詰まり現象が懸念される。この目詰まり現象は、適切な特性(粒径,粘性,材料分離性)を有する材料選定だけではなく、注入圧力等の注入方法によりある程度抑制できると考えられる。そこで本研究においては、高圧載荷可能な試験装置を用いることにより高圧注入による目詰まり現象への影響を試験により調査した。その結果、亀裂入口における目詰まり現象に対して注入圧力が影響することを明確にすることができた。

口頭

超広帯域光パラメトリックチャープパルス増幅システム,2; 低温冷却Yb系CPAポンプレーザー

赤羽 温; 青山 誠; 小川 奏; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一

no journal, , 

高強度数サイクルOPCPAレーザーシステムの励起光源として、われわれは低温冷却Yb系結晶を増幅媒質としたCPAレーザーの開発を進めている。今回われわれは増幅結晶媒質にYb:YAGを用いた狭帯域再生増幅CPAレーザーを整備し、2ビーム励起方式OPCPAの有効性を検証する実験を行った。整備したレーザーシステムにおいては発振器からの中心波長1033nm,パルス幅80fsのレーザー光を1.2km偏波保存単一モードファイバーにより1.2nsにパルス幅伸張し、液体窒素温度冷却Yb:YAG結晶(25at.%)を用いた再生増幅器で増幅した。増幅後のエネルギーは最大8mJ、帯域幅は0.5nmでGain-Narrowingによりパルス幅は35ps程度が得られている。この増幅光をパルス圧縮器を介さず直接波長変換結晶に入力し、最大40%の変換効率で2倍波に変換してOPCPA実験の励起光に用いている。

口頭

High-energy, cryogenic-cooled Yb:YAG chirped-pulse regenerative amplifier as an efficient picosecond OPCPA pump source

赤羽 温; 青山 誠; 小川 奏; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一

no journal, , 

Gain-Narrowingを利用したLD励起のYb:YAG再生増幅器を開発した。チャープしたシード光を再生増幅器内で増幅しながらパルス圧縮することによりパルス圧縮器なしに$$sim$$8mJのピコ秒パルスを発生可能である。本レーザーは位相整合を変更することにより波長間ギャップが50$$sim$$400nmと可変な高効率な2波長ピコ秒OPCPAの励起光源として使用可能であり、差周波混合プロセスを用いて2.6$$sim$$21ミクロンの波長可変中赤外光発生への応用が期待される。

口頭

Multi-millijoule pulse amplification in a diode-pumped Yb:KY(WO$$_{4}$$)$$_{2}$$ chirped-pulse regenerative amplifier

青山 誠; 小川 奏; 赤羽 温; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一

no journal, , 

高強度・数サイクルレーザーシステムの励起源として、Yb系結晶を増幅媒質とした広帯域CPAレーザーの開発を進めている。Yb系固体レーザーはLD直接励起と高い量子効率動作が可能であるため、電気-光変換効率が高く、高出力化が可能であり、レーザーシステムの小型化も容易である利点を持つレーザーシステムである。本研究では、高強度・数サイクルレーザーシステムの効率的な応用研究のために、励起源である広帯域Yb系CPAレーザーシステムのmJ以上の高エネルギー化と、1kHz以上の高繰り返し化を目指している。このため、レーザー媒質に繰り返し数1kHz以上に適した上準位寿命を持つYb:KYW結晶を採用し、レーザーシステムの開発を進めている。実験では、励起パルス幅0.5ms時、出力エネルギー5.5mJ(励起エネルギー39mJ)が得られ、このときの光-光変換効率は14.1%であった。本会議では、レーザーシステムの概要と実験結果について発表する。

口頭

High-energy, diode-pumped, picosecond Yb:YAG chirped-pulse regenerative amplifier as a pump source for optical parametric chirped-pulse amplification

赤羽 温; 青山 誠; 小川 奏; 辻 公一; 時田 茂樹*; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一

no journal, , 

パルス圧縮器を用いないで高効率に直接OPCPAを励起するのに最適なLD励起狭帯域Yb:YAGチャープパルス再生増幅器を開発した。シード光は再生増幅器でのGain-Narrowingにより増幅と同時にパルス圧縮されるため、パルス圧縮機なしで7.5mJのピコ秒増幅レーザーパルスが得られた。実験ではOPCPAのシグナルに光を分割し、偏波保存シングルモードファイバーで1.2nsまでパルス伸張したものを再生増幅器のシード光として用いている。再生増幅器では液体窒素温度冷却されたYb:YAG結晶が狭帯域増幅媒質として用いられており、LD直接励起可能なため1kHzを超える高繰り返し動作にも対応可能である。増幅光の帯域は再生増幅器内のGain-Narrowingにより17nmから0.5nmまで狭帯域化35psまで圧縮されておりチャープ光のため増幅後のパルス幅も35ps程度まで圧縮される。波長変換後のパルス幅25psの2倍波はパルス圧縮機なしでOPCPAの励起光として使用可能である。実験ではさらに増幅光を用いて実際に2波長光パラメトリックチャープパルス増幅を行い、シグナル光帯域のうち850nmと1200nmの2波長成分が10$$^{4}$$の利得で増幅されることを確認している。

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