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論文

Nanoscale spatial analysis of clay minerals containing cesium by synchrotron radiation photoemission electron microscopy

吉越 章隆; 塩飽 秀啓; 小林 徹; 下山 巖; 松村 大樹; 辻 卓也; 西畑 保雄; 小暮 敏博*; 大河内 拓雄*; 保井 晃*; et al.

Applied Physics Letters, 112(2), p.021603_1 - 021603_5, 2018/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:75.59(Physics, Applied)

放射光光電子顕微鏡(SR-PEEM)を人工的にCs吸着したミクロンサイズの風化黒雲母微粒子のピンポイント分析に適用した。絶縁物にもかかわらず、チャージアップの影響無しに構成元素(Si, Al, Cs, Mg, Fe)の空間分布を観察できた。Csが粒子全体に分布することが分かった。Cs M$$_{4,5}$$吸収端近傍のピンポイントX線吸収分光(XAS)から、1価の陽イオン状態(Cs$$^{+}$$)であることがわかった。さらに、Fe L$$_{2,3}$$吸収端の測定から、Feの価数状態を決定した。我々の結果は、サンプルの伝導性に左右されること無く、SR-PEEMがさまざまな環境試料に対するピンポイント化学分析法として利用可能であることを示すものである。

報告書

走行サーベイシステムKURAMA-IIを用いた測定の基盤整備と実測への適用

津田 修一; 吉田 忠義; 中原 由紀夫; 佐藤 哲朗; 関 暁之; 松田 規宏; 安藤 真樹; 武宮 博; 谷垣 実*; 高宮 幸一*; et al.

JAEA-Technology 2013-037, 54 Pages, 2013/10

JAEA-Technology-2013-037.pdf:4.94MB

東京電力福島第一原子力発電所事故後における広域の詳細な空間線量率マップを作成するために、原子力機構は走行サーベイシステムKURAMA-IIを用いた測定を文部科学省の委託を受けて実施した。KURAMAは、一般乗用車に多数搭載して広範囲の空間線量率を詳細かつ短期間に把握することを目的として京都大学原子炉実験所で開発されたシステムである。KURAMAは、エネルギー補償型$$gamma$$線検出器で測定した線量率をGPSの測位データでタグ付けしながら記録する測定器、データを受け取り可視化のための処理や解析を行うサーバ、エンドユーザがデータを閲覧するためのクライアントから構成される。第2世代のKURAMA-IIでは更なる小型化、堅牢性の向上、データ送信の完全自動化等の機能が強化されたことによって、100台の同時測定が可能となり、広域の詳細な線量率マッピングをより短期間で実施することが可能になった。本報告では、KURAMA-IIによる測定データの信頼性を確保するために実施した基盤整備と、KURAMA-IIを空間線量率マッピング事業に適用した結果について述べるとともに、多数のKURAMA-IIを使用した走行サーベイの精度を保証するための効率的なKURAMA-IIの管理方法を提案した。

論文

Electron compound nature in a surface atomic layer of a two-dimensional hexagonal lattice

松田 巌*; 中村 史一*; 久保 敬祐*; 平原 徹*; 山崎 詩郎*; Choi, W. H.*; Yeom, H. W.*; 成田 尚司*; 深谷 有喜; 橋本 美絵*; et al.

Physical Review B, 82(16), p.165330_1 - 165330_6, 2010/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:55.3(Materials Science, Multidisciplinary)

一価金属の共吸着でSi(111)表面上に形成される$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造は、表面状態の電子数と吸着金属の原子数の割合が常に一定で形成される。このことは、$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造が電子化合物の特性を持つことを意味している。われわれは、二次元表面合金相である$$sqrt{21}timessqrt{21}$$超構造の安定性を調べるために、Hume-Rothery型化合物における代表的な2つの理論、Jones model及びpseudopotential modelを用いて解析を行った。解析の結果、二次元表面合金相においてはJones modelが破綻しており、pseudopotential modelにおける二次元の表面状態電子を介した中距離原子間相互作用の重要性を見いだした。

論文

Reactivity effect of borated stainless steel plate in single and coupled cores composed of low-enriched UO$$_{2}$$ rods

三好 慶典; 中島 健; 赤井 昌紀; 小林 岩夫; 青木 繁明*; 原田 正之*; 本藤 千博*; 出口 一郎*

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(4), p.335 - 348, 1994/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.73(Nuclear Science & Technology)

使用済燃料の高密度貯蔵に関する研究の一環として、板状中性子吸収体であるボロン入りステンレス板(B-SUS)板の反応度効果をTCAを用いて測定した。実験では、使用済燃料貯蔵プールの燃料集合体の配列を模擬した体系を構成し、炉心配列(単一、二領域炉心の形状及び面間距離)、水対燃料体積比、及びB-SUS板の条件を変化させて、臨界水位法によりB-SUS板の系統的な反応度特性を調べた。B-SUS板の主要なパラメータは、ボロン含有率厚さ及び炉心燃料領域との相対位置である。中性子吸収体を含む臨界実験に対するベンチマーク計算を本実験で得られたデータを対象に行い、我国の臨界安全解析コードの精度評価を行った。本報は、上記の実験・解析の主要な結果を発表するものであり、三菱重工業(株)からの受託研究として実施した。

報告書

長期冷却プルトニウム燃料のガンマ線スペクトル測定

村上 清信; 小林 岩夫

JAERI-M 93-179, 107 Pages, 1993/09

JAERI-M-93-179.pdf:2.67MB

本報告書は動力炉核燃料開発事業団から受託した、「照射済プルトニウム燃料のガンマ線スペクトル調査」(昭和59年7月2日~昭和60年12月25日)で行ったガンマ線測定データ及び燃焼解析計算結果のデータ集として取りまとめたものである。測定した燃料はプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料であり、照射後約15年間冷却されたものである。使用済MOX燃料の長期冷却後におけるガンマ線スペクトルデータを与える。

論文

Temperature effects on reactivity in light water moderated UO$$_{2}$$ cores with soluble poisons

三好 慶典; 山本 俊弘; 須崎 武則; 小林 岩夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(12), p.1201 - 1211, 1992/12

臨界安全設計から制限される燃料取扱量を増大する上では、可溶性毒物を利用する事が考えられる。本報告は、主要な中性子吸収体であるボロンとガドリニウムを含む軽水減速体系に関する臨界実験及び解析結果について論じたものである。実験では、体系の安全裕度の評価において重要な温度係数を臨界水位法により測定した。ここでは、主として温度係数の炉心形状依存性及び毒物濃度依存性に注目した。また解析では、SRACシステムのCITATION(拡散コード)及び摂動計算コードCIPERによりベンチマーク計算を行うと共に、温度係数の領域(炉心部、反射体部)別寄与の特性を検討した。

論文

Reactivity effect of borated stainless steel plates in light-water-moderated UO$$_{2}$$ cores

三好 慶典; 中島 健; 小林 岩夫; 青木 繁明*; 出口 一郎*

Transactions of the American Nuclear Society, 66, p.287 - 288, 1992/11

ボロン入りステンレス板は、軽水炉使用済燃料の高密度貯蔵を実現する上で有力な中性子吸収体の一つである。本報告は、TCAにおいて測定したボロン入りステンレス(B-SUS)板の反応度効果及び臨界解析結果について発表するものである。実験では、2.6w/oUO$$_{2}$$燃料棒配列により単一炉心及び2領域炉心を構成し、単位セルの水対燃料体積比及びB-SUS板条件(厚さ、ボロン含有率炉心との距離)を主要なパラメータとして臨界量及び中性子束・出力分布を測定した。解析では、原研のJACSシステム(KENO-IV及びMGCL-137群ライブラリー)を用いて臨界体系に対するベンチマーク計算を行い、強吸収体のある体系における計算精度(バイアス値)を評価した。

論文

臨界安全性研究の現状「臨界安全性国際会議」から

仁科 浩二郎*; 山根 義宏*; 小林 岩夫; 館盛 勝一; 高野 誠; 三好 慶典; 奥野 浩; 中島 健; 三竹 晋*; 角谷 浩享*; et al.

日本原子力学会誌, 34(4), p.311 - 319, 1992/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

4年毎に開催される臨界安全性に関する国際会議が1991年9月に英国のオックスフォードにおいて行われた。本会議は臨界安全性の専門家が集まり、今回の発表総数は134件、参加者数は170名であり、広範囲の報告がなされた。主要なセッションとしては、1.各国の研究計画と臨界安全性実験、2.計算手法と核データの開発整備、3.臨界安全ハンドブックとデータベース、4.コードとデータライブラリーの検証、5.核燃料施設の臨界安全評価、6.測定技術と臨界パラメータ、及び7.臨界事故解析および警報システムが揚げられる。本報告は、最近の安全性の動向を、会議の主要な発表を紹介しつつリビューしたものである。

論文

STACY and TRACY: Nuclear criticality experiments facilities under construction

小林 岩夫; 竹下 功; 柳澤 宏司; 辻野 毅

Proc. of the 91 Int. Conf. on Nuclear Criticality Safety,Vol. 1, p.I-9 - I-18, 1991/00

日本原子力研究所では、核燃料サイクルバックエンドに必須な安全性に関する研究を進めるため、「燃料サイクル安全工学研究施設」を建設中である。同施設においては、a.臨界安全性に関する研究、b.高度化再処理プロセスに関する研究、c.TRU廃棄物の安全管理技術に関する研究、を行う予定である。ここでは、軽水炉燃料サイクルの再処理に関する臨界安全性の研究を行うため、二基の臨界実験装置STACYとTRACYを建設している。STACYは定常臨界実験装置と称し、ウラン、プルトニウム及びそれらの混合溶液に関する臨界条件について実験する装置であり、TRACYは過渡臨界実験装置と称し、溶液状ウランによる臨界事故現象を究明する装置である。本論文ではこれらの装置の建設情況と研究計画について記載している。

報告書

水中の2ユニット体系における中性子相互干渉効果の測定と解析

三好 慶典; 須崎 武則; 石川 利光; 小林 岩夫

JAERI-M 90-112, 45 Pages, 1990/07

JAERI-M-90-112.pdf:0.88MB

原研の軽水臨界実験装置(TCA)を用いて、水平断面が正方形の2つの矩形炉心を配列した相互干渉体系に関する臨界実験を行なった。矩形炉心は濃縮度2.6w/oのUO$$_{2}$$燃料棒を17$$times$$17本配列して構成され、燃料棒格子の間隔は1,956cm、単位燃料セルの水対燃料体積比は1.83である。実験ではユニット間距離(水ギャップ厚さ)をパラメータとして臨界水位を測定し、各炉心の臨界水位の差から水位法を用いて、一方のユニットが他方のユニットへ与える反応度寄与、水ギャップの負の反応度効果、及び片側ユニットの未臨界度を評価した。またモンテカルロコードKENO-IVを用いて、臨界体系に関するベンチマーク計算を行うと共に、反応度効果を解析し、実験値との比較検討を行なった。

報告書

NUCEF臨界実験のためのプルトニウム溶液燃料調製試験装置の製作

桜井 聡; 平田 勝; 阿見 則男; 臼田 重和; 阿部 治郎; 若松 幸雄; 館盛 勝一; 福島 奨; 栗原 正義; 小林 岩夫

JAERI-M 90-059, 35 Pages, 1990/03

JAERI-M-90-059.pdf:1.38MB

燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)の原子炉関連設備で使用するプルトニウム硝酸溶液燃料(Pu:60kg)の調製方法を確証するため、「酸化プルトニウム溶解性モックアップ試験」が計画された。この試験は、電解酸化法による100g規模の酸化プルトニウムの溶解、プルトニウム精製のための原子価調製、ならびにこれらの装置を格納し、プルトニウムに含まれる$$^{241}$$Amおよび溶解時に添加した銀の除去を目的としたプルトニウム精製からなる。本試験を実施するために、溶解、原子価調製および精製装置、ならびにプルトニウム溶液を取扱うためのグローブボックスを大洗研究所燃料研究棟に製作・整備した。本報告では、これらの装置およびグローブボックスの設計条件、使用および性能試験について述べる。

論文

臨界集合体は何に役立てられているか ?,V; 新しい装置STACYおよびTRACY

三好 慶典; 竹下 功; 小林 岩夫

日本原子力学会誌, 31(5), p.536 - 538, 1989/05

現在建設を進めている燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)に設置する2基の溶液燃料臨界実験装置STACY及びTRACYについて、研究目的、装置の概要、及び研究計画を発表する。ここでは、NUCEFで計画している臨界安全性研究の位置付けを示すと共に、各臨界実験装置の主な仕様、及び実験範囲について記す。又、主要な研究テーマと現在計画している実験スレジュールについても概説する。

論文

A Consideration on difference in subcriticalilies determined by some experimental and calculational methods for water-reflected cores

須崎 武則; 柳澤 宏司; 小林 岩夫

Proc. of the Int. Topical Meeting on Safety Margins in Criticality Safety, p.112 - 119, 1989/00

軽水反射体付き炉心について、炉心寸法を種々変化させてパルス実験及び指数実験により中性子実効増倍係数を測定し、モンテカルロ中性子輸送計算コードの結果と比較したところ、炉心寸法の減少とともに、3者の間の差異が拡大する結果が得られた。3者の中性子バランスを記述する2群拡散方程式を解析的に解くことにより、その原因は炉心内の中性子空間分布の漸近分布の相異にあることがわかった。反射体付き炉心では、炉心内のみの中性子の生成、消滅比として中性子実効増倍係数を定義することは不適当であり、反射体を含む全域で定義する必要があることを指摘した。

報告書

JPDRとJMTRの使用済燃料集合体の崩壊熱測定

村上 清信; 小林 岩夫

JAERI-M 88-128, 18 Pages, 1988/07

JAERI-M-88-128.pdf:0.6MB

原子炉から取り出された使用済燃料集合体は、燃料内に蓄積された核分裂生成物の崩壊熱を測定することは、燃料集合体の燃焼度を決定したり、燃料輸送時に使用する輸送容器の設計、使用済燃料の貯蔵施設の設計等に重要な情報を与える。しかし、この測定は、核分裂生成物から発生する強力な放射線とともに、測定対象が大きいこともあって困難である。本報告書は、使用済燃料の発熱量を測定するために製作した熱量測定装置、および同装置を用いた使用済燃料集合体の発熱量測定実験について報告するものである。

論文

Neutronic design of critical facilities(STACY, TRACY) at JAERI for criticality safety research

三好 慶典; 柳澤 宏司; 須崎 武則; 小林 岩夫

Proc. ANS Int. Reactor Physics Conf., Vol. 2, p.493 - 503, 1988/00

原研で計画中の燃料サイクル安全工学研究施設NUCEFに設置する2基の溶液燃料型臨界実験装置(STACY,TRACY)に関して、これまで実施してきた核設計作業の内容を報告する。定常臨界実験装置(STACY)に関しては、均質炉心・非均質炉心の核特性・実験範囲の解析結果(臨界特性、反応度係数及び動特性パラメータ等)を報告する。

口頭

Facility of radioactive materials beamline at KEK

平尾 法恵; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 岡本 芳浩; 鈴木 伸一; 矢板 毅; 宇佐美 徳子*; 小林 克己*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構が高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光科学研究施設(KEK-PF)内に建設した放射光ビームライン(BL-27)の概要について説明する。BL-27は非密封RI管理区域内に設置され、放射性物質及び核燃料物質を試料として用いることのできるビームラインであり、軟X線(BL-27A)と、硬X線(BL-27B)の2つのブランチビームラインに分かれている。BL-27Aは1.8$$sim$$6keVの範囲の放射光を使うことができる軟X線実験ステーションである。現在、KEK-PFが使用する生物用単色軟X線照射装置と、おもに原子力機構が使用する光電子分光装置,顕微XAFS分析装置の3つの装置がタンデムに常設されている。BL-27Bは4$$sim$$20keVの範囲の放射光を使うことができる硬X線実験ステーションである。現在、KEK-PFが使用する生物用単色硬X線照射装置と、おもに原子力機構が使用する透過XAFS装置や蛍光XAFS装置,イメージングXAFS装置などを設置している。これらの各XAFS装置については設置以来、おもにはアクチノイドの研究に使用されている。

口頭

福島環境回復を目指して; 廃棄物減容化のためのCs脱離機構解明と脱離法の開発

塩飽 秀啓; 矢板 毅; 鈴木 伸一; 小林 徹; 宮崎 有史; Awual, M. R.; 元川 竜平; 岡本 芳浩; 松村 大樹; 吉井 賢資; et al.

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い、放射性セシウムが環境中に放出され深刻な環境汚染を引き起こしている。そこで、我々は福島の土壌成分の中で特にセシウム吸着性の高いバーミキュライトに着目し、放射光を利用してCs脱離機構解明と脱離法の開発研究を行った。セシウムと直接結合している酸素には2種類存在することが分かった。その一つがやや共有結合性を帯びており、セシウムが脱離しにくい要因となっていると考えられる。また、DXAFS測定からほぐれた粘土端面からセシウムが拡散進入し粘土層間が閉じることによって安定化することが分かった。さらに粘土鉱物をシュウ酸で高温処理してセシウムの脱離過程を調べたところ、一部の粘土骨格が壊れるものの共有結合性の高い結合性分が最後まで残留することも分かった。粘土鉱物へのセシウムの吸着状態が極めて安定であることが明らかとなった。これまでの成果をSTXM結果やDFT計算結果と合わせて紹介する。

口頭

セシウム含有粘土鉱物の放射光光電子顕微鏡観察

吉越 章隆; 塩飽 秀啓; 小林 徹; 下山 巖; 松村 大樹; 辻 卓也; 西畑 保雄; 矢板 毅; 小暮 敏博*; 甕 聡子*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故以降、数$$mu$$m以下の粘土鉱物(アルミノシリケート)中の放射性Csの吸着状態に関する基礎研究が除染などの観点から重要となっている。そのため、サブ$$mu$$mの空間分解能で分析対象物に狙いを定めたピンポイント化学分析が必要となっている。本発表では、SPring-8のBL17SUのPEEM装置を用いたCs含有粘土鉱物に対するナノスケール局所化学状態分析の取り組みを紹介する。

口頭

福島環境回復のための技術開発に向けたSPring-8利用研究

矢板 毅; 塩飽 秀啓; 小林 徹; Awual, M. R.; 鈴木 伸一; 元川 竜平; 松村 大樹; 辻 卓也; 西畑 保雄; 吉越 章隆; et al.

no journal, , 

福島原子力発電所事故から4年が経過し、廃炉、環境回復等に向けたロードマップ策定、様々な現象解明、技術開発などが進められている。特に、環境回復問題においては、2045年頃を目処に、汚染土壌などオフサイトから発生した放射性廃棄物の処分を完結させるとの計画に従い、様々な施設の整備、技術的な検討が為されている。この環境回復問題を解決するために、大型放射光施設SPring-8を利用して、減容化を目指したCs吸脱着機構解明に関するプロジェクトを推進してきた。特に福島土壌に多い粘土鉱物に吸着しているCsについて存在状態解明から、詳細なメカニズムの再検証を行うとともに、土壌廃棄物の減容化に向けた要素技術の開発研究について報告する。さらに、減容化へ向けた積極的処理方法として、低温溶融法による土壌減容化についても報告する予定である。

口頭

放射光光電子顕微鏡を用いたCs吸着バーミキュライトのピンポイント分析

吉越 章隆; 塩飽 秀啓; 小林 徹; 下山 巖; 松村 大樹; 辻 卓也; 西畑 保雄; 矢板 毅; 小暮 敏博*; 甕 聡子*; et al.

no journal, , 

人工的にCsを飽和吸着したバーミキュライトの放射光高電子顕微鏡(SR-PEEM)分析を行った。数$$mu$$mの微粒子全体にCsが分布している様子を観察するとともに、試料位置のピンポイントX線吸収スペクトル測定に成功した。さらに、Feの存在も確認した。

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