Validation of underwater radiation monitoring detector

Ji, W.*; Lee, E.*; Ji, Y.-Y.*; 越智 康太郎; 吉村 和也; 舟木 泰智; 眞田 幸尚

Nuclear Engineering and Technology, 58(2), p.103933_1 - 103933_6, 2026/02

https://doi.org/10.1016/j.net.2025.103933

汚染予測地点の河川や貯水池の堆積物中のCs放射能濃度を推定するために、水中放射線in-situ検出器MARK-U1(Monitoring of Ambient Radiation of KAERI - Underwater)の性能を検証することを目的とした。さらに、高純度ゲルマニウム(HPGe)半導体検出器を用いて放射能を測定するため、コアサンプルを採取した。放射能を推定するために、測定されたスペクトルと試料中のCs放射能を比較して換算係数を導き出した。モンテカルロN粒子(MCNP)シミュレーションを実施し、in-situ測定に有効な線源形状を決定した。シミュレーション結果は、31.62%の偏差で、現場のMARK-U1モニタリング結果とよく相関した。これらの結果は、in-situ検出器の性能を検証するものである。したがって、この装置は、試料採取を必要とせず、in-situモニタリングによって水底堆積物中のCs放射能濃度を推定するために使用することができる。

A Methodology for the design of non-uniform core configurations in the modified STACY facility

Dechenaux, B.*; Brovchenko, M.*; 荒木 祥平; 郡司 智; 須山 賢也

Annals of Nuclear Energy, 223, p.111555_1 - 111555_11, 2025/12

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2025.111555

The safe retrieval of the fuel debris generated during the Fukushima Daiichi nuclear accident poses a number of challenges, among which an important one is to ensure the criticality safety of the recovery operations. At the heart of the problem lies the intrinsically heterogeneous nature of the problem, and the appearance of complex and disordered media whose neutronic properties are difficult to accurately characterize and reproduce in neutron transport simulations. Typically, a similar, simpler, problem is encountered in the modeling of assemblies with missing fuel rods. In both problems, the availability of experimental facilities capable of validating both the nuclear data and the simulation schemes in heterogeneous configurations is crucial. The modified STACY installation has been specially designed to provide and carry out critical experiments, allowing for highly non-uniform configurations, that will directly support fuel debris recovery operations, but can also be used for other experimental programs. The present work describes a method to consistently and orderly sample non-uniform core configurations in the modified STACY facility, and proposes two critical heterogeneous core configurations. They have the advantage to present a high sensitivity to the water thermal scattering law, whose importance was found to be more significant for more heterogeneous configurations. The proposed experiments will contribute to the exploration and validation of heterogeneous critical systems.

Performance of UAV-based airborne gamma-ray spectrometry for wide-area radiation monitoring of contaminated sites

Ji, Y.-Y.*; Joung, S.*; Ji, W.*; 越智 康太郎; 佐々木 美雪; 眞田 幸尚

Journal of Radiological Protection, 45(4), p.042501_1 - 042501_11, 2025/12

https://dx.doi.org/10.1088/1361-6498/ae0cd4

本研究では、LaBr(Ce)検出器を用いた韓国原子力研究院の無人航空機搭載型ガンマ線スペクトロメトリーシステムの開発と実地検証について報告する。FDNPP付近における日本原子力研究開発機構との共同調査では、高度に基づく減衰補正を適用後、信頼性の高い線量率推定が得られたが、傾斜地では差異が生じた。緊急対応用途における精度向上のため、地形データの組み込みが推奨される。

Development of a Ce:GPS scintillator-based spectrometer and its demonstration in radioactive cesium contamination sites

森下 祐樹; 中間 茂雄; 越智 康太郎; 卜部 嘉*; 菅野 麻里奈*

Radiation Measurements, 189, p.107513_1 - 107513_6, 2025/12

https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2025.107513

放射性セシウム汚染が重大な環境上の懸念を引き起こした。この研究では、環境監視のためにCe:GPSシンチレーターとコンパクトな光電子増倍管(PMT)を使用したコンパクトなガンマ線スペクトロメータを開発した。分光計は、潮解性のないCe:GPSシンチレーターの高エネルギー分解能の性能を活用した。性能評価は、Cs線源の測定と商用のNAI(TL)サーベイメーターとの比較を通じて評価された。汚染された環境における放射性セシウムの効果的かつ携帯用モニタリングのスペクトロメータの可能性が実証された。このポータブルで耐久性のあるスペクトロメータは、環境放射線監視とリモートセンシングテクノロジーのアプリケーションに有望である。

Freeze-crosslinked biomass-based chitosan sponge hydrogels with metal-induced mechanical enhancement for high-performance Cu and Pb adsorption

南川 卓也; 杉田 朝子; 深草 智穂子*; 山田 鉄兵*; 関根 由莉奈

Separation and Purification Technology, 378(3), p.134780_1 - 134780_9, 2025/12

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.134780

毒性のある架橋剤や合成添加物を使わずに、弱アルカリ溶液(NaOH、KOH、LiOH、またはアンモニア)を用いた凍結誘起物理架橋によりスポンジ状のキトサンハイドロゲルを製造するための持続可能で化学薬品を使用しない戦略を報告する。得られた凍結架橋バイオマスベースのキトサンスポンジハイドロゲルは、相互に連結したマクロ細孔、高い透水性、優れた圧縮性、および機械的回復性を示した。これらの特徴により、有害重金属の優れた吸着が可能になり、従来のハイドロゲルをはるかに上回るCuで146.7mg/g、Pbで192.3mg/gの最大容量を達成した。特に、Cuの吸着は目に見える色の変化と機械的強度の向上を引き起こし、これはキトサンのアミノ基/ヒドロキシル基と吸着イオンとの間の金属誘起二次架橋に起因する。Cuの吸着はまた、キトサンの官能基との配位により、ハイドロゲルのヤング率の測定可能な増加をもたらした。この剛性の向上により、環境条件下での安定した再利用が可能になる。

EXFOR utility codes (ForEXy) and their application to neutron fission cross section evaluation

大塚 直彦*; Devi, V.*; 岩本 修

Applied Radiation and Isotopes, 225, p.111903_1 - 111903_18, 2025/11

https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2025.111903

We developed a set of EXFOR utility codes (ForEXy) to process the information of the experimental nuclear reaction data stored in the EXFOR library. We designed a new JSON format (J4) for the EXFOR library, and developed a code converting the information in an EXFOR file to a J4 file (X4TOJ4) and another code converting it to an EXFOR file (J4TOX4) as a core part of this new code package. We also developed some other codes for management of the EXFOR storage, bibliography and dictionary. As an application of the new code package, we constructed covariance matrices for the fast neutron induced fission cross sections of neptunium-237 in the EXFOR library by using the new codes, and applied them to evaluation of the cross section between 100 keV and 200 MeV.

Corrosion behavior of extra-high-purity Type 316 austenitic stainless steel in a liquid lead-bismuth eutectic with oxygen saturation or low oxygen concentrations

入澤 恵理子; 加藤 千明

Corrosion Science, 256, p.113173_1 - 113173_16, 2025/11

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2025.113173

This study investigates the corrosion behavior of extra-high-purity Type 316 austenitic (316EHP) stainless steel with reduced impurity segregation at the grain boundaries in a liquid lead-bismuth eutectic (LBE) at 530C to evaluate (1) the resistance of the steel to intergranular oxidation in the LBE with oxygen saturation and (2) its dissolution corrosion resistance at lower oxygen concentrations than the equilibrium oxygen potential of magnetite. Under oxygen saturation conditions in the LBE, 316EHP generated protective uniform oxide layers without severe intragranular oxidation. Compared with the case of the conventional 316L stainless steel, enhanced Cr diffusion along the grain boundaries in 316EHP considerably improved the intergranular-oxidation resistance of the steel. However, in the LBE with a low oxygen concentration, 316EHP exhibited high susceptibility to dissolution corrosion, thus undergoing a rapid intergranular attack particularly for short exposure durations, and island-like ferritic particles were formed for long exposure durations. Future studies should explore the optimal oxygen concentrations for oxide scale formation and the long-term corrosion behavior of the steel in dynamic LBE systems.

Three-dimensional resistivity structure and its relationship to the rupture of the 1997 Kagoshima earthquake doublet (Mw 6.1 and 6.0), Japan

松永 佳大*; 相澤 広記*; 浅森 浩一; 小川 大輝*; 宇津木 充*; 吉村 令慧*; 山崎 健一*; 内田 和也*; 松島 健*; 井上 智裕*; et al.

Tectonophysics, 915, p.230880_1 - 230880_11, 2025/11

https://doi.org/10.1016/j.tecto.2025.230880

We estimated the resistivity structure in the region of the 1997 Northwestern Kagoshima earthquake doublet (March 26, Mw6.1; May 13, Mw6.0) by dense magnetotelluric (MT) observations to investigate the influence of low-resistivity zones on the initiation and termination of large inland earthquake ruptures. In addition to MT data from previous studies, we acquired new broadband MT and telluric data at 42 sites. With a total of 86 sites in approximately 50 km 50 km area, we constructed a high-resolution resistivity structure through 3-D inversion. A comparison between the slip distribution and resistivity structure showed that the rupture of the mainshock in March initiated at the western edge of a low-resistivity zone, propagated westward (with a maximum slip of 0.8 m), and was ultimately arrested by another low-resistivity zone. Based on geological structures and He/He ratios in hot springs, we suggest that magma-derived fluids, located beneath a shallow, low-permeability smectite-rich zone and granodiorite, contributed to the initiation of the mainshock rupture. Another smectite-rich zone, along with underlying high pore pressure fluids, played a role in arresting the rupture. The rupture of the mainshock in May initiated at the edge of another low-resistivity zone and propagated in two directions (with a maximum slip of 0.4 m): one along the edge of the low-resistivity zone and the other toward the low-resistivity zone, before finally stopping within the low-resistivity zone. Our findings are consistent with those from the 2016 Kumamoto earthquake (M7.3), supporting the idea that resistivity structures can help assess the spatial potential of large inland earthquakes.

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和7年度)

浅森 浩一; 末岡 茂; 小松 哲也; 小形 学; 内田 真緒; 西山 成哲; 田中 桐葉; 小林 智晴; 三ツ口 丈裕; 村上 理; et al.

JAEA-Review 2025-035, 29 Pages, 2025/10

JAEA-Review-2025-035.pdf:1.12MB

本計画書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和7年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進する。

障害物等による劣悪環境下でも通信可能なパッシブ無線通信方式の開発(委託研究); 令和5年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 横浜国立大学*

JAEA-Review 2025-025, 90 Pages, 2025/10

JAEA-Review-2025-025.pdf:5.59MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和5年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という。)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和4年度に採択された研究課題のうち、「障害物等による劣悪環境下でも通信可能なパッシブ無線通信方式の開発」の令和5年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究では、障害物が多い環境での無線通信システム実現を目指し、基地局やセンサノード(SN)、位置特定アルゴリズム、電磁波遮蔽領域に対応する無線エリア形成手法を開発した。以下に主要な成果をまとめる。高機能アンテナを用いた方向探知性能評価として、3点法を活用した位置推定性能を定量評価した。また、センサ情報の復調システムを構築した。SNは、周波数走査型アナログ方式と周波数固定デジタル方式を開発し、通信可能距離が68m、無線充電では6mで12V充電を315分でできることを確認した。また、1,000Gyの放射線照射によるダイオード特性変化がないことを実験的に確認した。位置特定アルゴリズムの研究では、多重波電波トモグラフィーイメージング法を検討し、高分解能測定系を構築して実験室環境での有効性を確認した。原子炉建屋のCAD図面を用いたシミュレーションで必要なノード数や配置を検討した。電磁波遮蔽領域への対応では、パッチアレーアンテナと導波路アンテナを組み合わせた複合アンテナにより、SNとの通信距離を評価した。現状では通信可能距離が1.5m程度であることを確認した。