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論文

Establishment of a Laboratory for $$gamma$$-ray Spectrometry of Environmental Samples Collected in Fukushima

三枝 純; 依田 朋之; 前田 智史; 岡崎 勤; 大谷 周一; 山口 敏夫; 栗田 義幸; 波澄 篤; 米澤 仲四郎*; 武石 稔

Proceedings of 14th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-14), Vol.3 (Internet), p.1078 - 1085, 2017/11

2011年3月の福島第一原子力発電所の事故後、原子力機構は新たに放射能分析施設を福島に立ち上げた。分析施設では高分解能$$gamma$$線スペクトロメトリに基づき、土壌や水、ダストフィルタ、植物といった環境試料の放射能分析を月当たり約1,000件のペースで行っている。2012年9月の施設立上げ以来、分析結果の信頼性や、分析依頼者及び機器オペレータの利便性向上を目指した技術開発を実施し、制度的・技術的な課題を継続的に改善することで、ISO/IEC 17025規格に適合する試験所としての認定を得た。

論文

放射能分析建屋内への放射性セシウムの混入状況及び混入低減策

栗田 義幸; 三枝 純; 前田 智史

日本放射線安全管理学会誌, 15(2), p.180 - 185, 2016/11

2012年に原子力機構は環境レベルの放射能分析を行うための分析所を福島市に整備した。この分析所の主要な測定対象核種である放射性セシウム($$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs)について、屋内への混入状況とその影響をゲルマニウム検出器を用いた$$gamma$$線スペクトロメトリに基づき調査した。その結果、表面汚染密度は通常の放射線管理における検出下限値を大きく下回り、放射能測定に影響を与えるレベルではないことが確認された。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:156 パーセンタイル:99.42(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.71(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Innovative powder production and granulation for advanced MOX fuel fabrication

栗田 勉; 加藤 良幸; 吉元 勝起; 鈴木 政浩; 木原 義之; 藤井 寛一

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.94 - 102, 2009/09

高度な混合酸化物燃料に関して、革新的なMOX粉末製造のために、マイクロ波脱硝に合うように特に設計された容器を、破砕、及び造粒に利用し、有機系潤滑剤や、工程間の粉末移送を使用しない新しい概念の製法を導入した。この概念を実現化させるために、2つの試みが試験された。(1)特別設計された3翼羽根は補助羽根と結合された。(2)ユニークな形状をした混合羽根は補助羽根と結合され、自動軌道の複合回転をする。造粒処理において、撹拌羽根は造粒の成長を促進させるが、補助羽根は過大な粒子を切ることで過度の成長を抑制させる。これらの造粒器は、添加剤として少量の水を使用する。その結果、純粋なWO$$_{3}$$モデル粉で顆粒の主な直径は、400$$sim$$1000ミクロン、流動性は82$$sim$$85が得られた。したがって、望ましい粉体物性と簡素な核物質製造の両方を満たし、運転効率改良とコスト低減の見通しが得られた。

論文

Flowability measurement of coarse particles using vibrating tube method

石井 克典; 鈴木 政浩; 山本 琢磨; 木原 義之; 加藤 良幸; 栗田 勉; 吉元 勝起; 安田 正俊*; 松坂 修二*

Journal of Chemical Engineering of Japan, 42(5), p.319 - 324, 2009/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:31.92(Engineering, Chemical)

振動細管式流動性測定法のMOX粒子への適用性を評価するために、振動細管式流動性測定装置により、直径が大きな粒子の流動性測定試験を実施した。模擬粒子は直径が850ミクロン以下の非放射性のジルコニア粒子であり、5種類の異なる粒径のサンプルを準備した。また細管の排出口径としては2mmから4mmのものを使用した。細管の排出口径は流動性の測定特性に大きな影響を与えた。4mmの排出口径の細管を用いることにより、すべての粒子径の模擬粒子を測定することができた。細管の傾斜角度も流動性測定特性に影響を与えた。粒子の排出が開始される流動開始加速度、すなわち流動性の評価ファクターは、カーの流動性指数と相関がある。高感度,測定時間の短さ,操作の容易さ等の利点を考慮すると、振動細管法はMOX粒子の遠隔流動性測定への適用が期待される。

論文

Application of microwave heating to MOX fuel production and its contribution to Japanese energy strategy

鈴木 政浩; 石井 克典; 山本 琢磨; 木原 義之; 加藤 良幸; 栗田 勉; 吉元 勝起; 藤井 寛一

Proceedings of Global Congress on Microwave Energy Applications (GCMEA 2008/MAJIC 1st), p.501 - 504, 2008/08

天然資源の乏しい日本において、エネルギー開発を着実に進めることは非常に重要である。石油やウラン資源なども枯渇する心配がある今日、原子力の位置づけが非常に高まっており、FBR開発こそが日本のエネルギー問題を解決する手段である。そのために、マイクロ波加熱の技術を利用し、再処理溶液を脱硝転換することでMOX原料が製造される。現在までに混合転換によりPuO$$_{2}$$/UO$$_{2}$$の良品の粉末を2kgMOX/batch規模で実証してきた。今後、量産化開発として1バッチで5kgU/hを目指した研究開発を進める。

論文

Development of the simplified MOX pellet fabrication process (short process); Improvement of MOX powder lowability

牧野 崇義; 沖田 高敏; 加藤 良幸; 栗田 勉; 高橋 芳晴; 青野 茂典

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 5 Pages, 2005/10

従来のMOX燃料製造コストを大幅に低減し得るショートプロセスと呼ばれる新たなペレット製造プロセスの開発を進めている。MH粉末は微粉末で流動性が悪いため、軽水炉に比べ細い高速炉用の成型金型にそのまま充てんしペレット化することは困難である。本試験では、2種類の方法でMH粉末の流動性を改良するためのホット試験を実施し、ペレット品質を評価した。

論文

Dielectric Properties of Uranium and Plutonium Nitrate Solution and the Oxide Compounds Formed in the De-nitratiin Process by the Microwave Heating Method

加藤 良幸; 栗田 勉; 安部 智之

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(8), p.857 - 862, 2004/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:61.05(Nuclear Science & Technology)

マイクロ波加熱法では、硝酸ウラニルと硝酸プルトニウムとの混合溶液(硝酸U/Pu溶液)は4つのステップでMOX粉末に混合転換される。硝酸U/Pu溶液と脱硝されたMOX粉末の誘電特性を測定した。反射法ではU/Pu硝酸塩溶液とU$$_{3}$$O$$_{8}$$粉を使用した。摂動法は50%PuO$$_{2}$$・UO$$_{3}$$$$beta$$-UO$$_{3}$$$$gamma$$-UO$$_{3}$$、およびU$$_{3}$$O$$_{8}$$粉を使用した。測定した誘電損失生成物($$epsilon$$・tan$$delta$$)は、硝酸の濃度に強く影響されたが、ウランとプルトニウムイオンの動きへの依存がほとんどなかった。この現象はマクスウェル-ワグナー効果により説明した。

口頭

原子炉用核燃料粉末の流動性改良,3

栗田 勉; 加藤 良幸; 向 泰宣; 牧野 崇義; 木村 雄一*; 根本 良*

no journal, , 

使用済核燃料を再処理して得られたPu及びUは、酸化物にしてペレット化し原子炉用燃料に再利用している。核燃料製造ではコスト低減や安全性向上が求められ、次世代の核燃料(高速増殖炉サイクル)製造プロセスとして、ペレット製造工程の簡素化に関する研究を行っている。簡素化ペレット法は核燃料粉末の成型金型への流動性を向上させるため、転動造粒処理による粉末流動性改良試験を実施した。Pu・U混合酸化物粉末,顆粒の物性測定結果とペレット成型性について報告する。

口頭

簡素化ペレット法原料粉末製造設備の実現に向けて; Pu転換技術開発施設におけるプロセス確証試験設備の整備

加藤 良幸; 向 泰宣; 栗田 勉; 吉元 勝起

no journal, , 

FBRサイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)では、実用化プラントにおいて軽水炉サイクルと同等以上の安全性と経済性を実現することを目標としており、燃料サイクル施設では簡素化ペレット法が主概念に選定された。簡素化ペレット法のうち、原料粉末調整設備の成立性を確認するために、これまでのビーカスケールの試験設備に替えて小規模のMOX試験設備を整備する。

口頭

マイクロ波加熱を利用した次世代原子炉用燃料の原料粉末製造プロセスの実現に向けて; 燃料粉末製造工程におけるプロセス確証試験設備の整備

加藤 良幸; 向 泰宣; 栗田 勉; 吉元 勝起

no journal, , 

長期的なエネルギー供給の確保及び二酸化炭素放出量が極めて小さいことを活かした地球温暖化防止の方策として原子力エネルギーは不可欠である。現在の原子炉は、将来的には高速増殖炉とその燃料サイクルに徐々に置き換えられてゆくと考えられるが、これは高速炉によって限りあるウラン資源を最大限に利用でき、また高レベル放射性廃棄物の発生量を最小にすることができるためである。これを実現するため、我が国では高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCTプロジェクト)を推進しており、燃料製造工程には、マイクロ波加熱脱硝を利用した簡素化ペレット技術が採用された。本手法は、脱硝直前にプルトニウムとウランの混合比率を調整し、脱硝直後に粉末の流動性改良を連続して行うことにより、以降の燃料製造工程を短縮し経済性を向上させるものである。これまでの研究はビーカスケールでの検討であったが、1kgMOX/batchの小規模MOX試験設備を設置しプロセスの成立性を確認する。この設備の設計・計画について報告する。

口頭

簡素化ペレット法原料粉末の流動性評価への振動細管法の適用性検討; 流動性に及ぼす粒子形状及び粒子径の影響

石井 克典; 鈴木 政浩; 山本 琢磨; 木原 義之; 松坂 修二*; 安田 正俊*; 砂 孝行*; 栗田 勉; 加藤 良幸

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、簡素化ペレット法による高速増殖炉MOX燃料の製造技術開発を行っている。簡素化ペレット法製造工程の一部である脱硝・転換・造粒工程では、直径数百$$mu$$mのMOX粒子が製造されるが、ペレット成型用ダイスへの良好な充填性を有する必要がある。流動性の評価は現在Carrの流動性評価法を用いて行われているが、遠隔性と保守性に優れた流動性評価手法になりうる振動細管法の適用性に関して、模擬物質を用いて試験検討を実施した。粒度分布,粒子形状(ボールミルで処理することにより形状を変化させた)をパラメーターとし、ジルコニア粒子の振動細管法による流動性プロファイルを測定したところ、流動性の向上に効くのは、約100$$mu$$m以下の粒子をカットすること、約50$$mu$$m以下の粒子をカットすること、粒子形状を丸くすることの順であることがわかった。

口頭

振動細管法における細管排出口径と測定可能な粒径範囲の関係

石井 克典; 鈴木 政浩; 山本 琢磨; 木原 義之; 栗田 勉; 加藤 良幸; 安田 正俊*; 松坂 修二*; 吉元 勝起

no journal, , 

振動細管式流動性評価法のMOX原料粉末への適用性検討を実施している。本実験では、850ミクロン以下の粒子径を有するジルコニア粒子を模擬粒子として使用した。異なる粒子径の成分を混合することにより、測定サンプルを調製した。細管排出口径と細管の傾斜角を調整することにより、45ミクロンから850ミクロンまで、安定的な流動性評価が可能であることが実験的に示された。

口頭

Discussion on optimization of microwave heating for MOX fuel production

加藤 良幸; 栗田 勉; 松本 正喜; 鈴木 政浩; 石井 克典; 山本 琢磨; 木原 義之; 吉元 勝起; 藤井 寛一

no journal, , 

FBR燃料サイクルをできるだけ早期に完成させることは、石油資源を節約するだけでなく温室効果を抑制することによる環境保護の観点から最重要の課題である。マイクロ波加熱(MH)はこのFBRサイクルのメインストリームにおいてMOXの製造プロセスに採用されている。われわれはMHをFBRサイクルにさらに適したものにしようとしている。本発表では、PuとUを含む使用済核燃料をリサイクルするためのMOX燃料製造の実際について述べる。MHは、硝酸と水を蒸発させることにより混合溶液を固体化する目的で採用されており、このプロセスは脱硝と呼ばれる。本発表では、MHで作られたMOX粉末の物理的特性と微細構造の優位性を正確な測定と詳細な観察に基づいて説明する。そしてMHオーブンの設計とMHパワーの制御及び補助熱源の併用の観点からMHの最適化について議論する。

口頭

簡素化ペレット法による燃料製造技術開発,2; 脱硝・転換・造粒のプロセス開発

加藤 良幸; 木村 雄一; 磯前 日出海; 栗田 勉; 吉元 勝起; 牧野 崇義; 鈴木 政浩; 木原 義之

no journal, , 

簡素化ペレット法は溶液段階でPu冨化度調整したMOX粉末を直接成型・焼結するプロセスであり、今までビーカースケールでPu冨化度調整試験及びMOX粉末の流動性改良試験によってペレット成型・焼結が可能であることを確認してきた。今回300gMOX/バッチ規模の造粒試験を実施し、流動性改良効果とペレット成型・焼結の結果を報告する。

口頭

簡素化ペレット法による燃料製造技術開発,4; 脱硝・転換・造粒一元処理技術開発

栗田 勉; 加藤 良幸; 吉元 勝起; 石井 克典; 鈴木 政浩; 木原 義之

no journal, , 

簡素化ペレット法ではMOX粉末を成型金型に直接充填しペレットを製造するため、MOX粉末の流動性改良が必要となる。今回、量産プラントに適合する造粒法の検討として、脱硝・造粒の一元処理を目標に粉末容器の共用化を図る上部アクセス型造粒装置のコールド試験結果と一元処理装置の機器開発について報告する。

口頭

簡素化ペレット法による燃料製造技術開発,3; 脱硝・転換・造粒の量産化開発

石井 克典; 山本 琢磨; 鈴木 政浩; 木原 義之; 加藤 良幸; 栗田 勉; 吉元 勝起; 吉村 忠宏*

no journal, , 

FaCTプロジェクトにおいて、簡素化ペレット法による燃料製造技術の成立性見通しを得るために、脱硝・転換・造粒の量産化開発を実施している。本報告では、これまでの小規模なウラン試験結果を踏まえ、量産に適した方式の選定結果について報告する。

口頭

簡素化ペレット法による燃料製造技術開発,1; 概要と全体計画

鈴木 政浩; 石井 克典; 木原 義之; 栗田 勉; 吉元 勝起; 沖田 高敏; 鹿志村 元明; 加藤 正人; 滑川 卓志; 藤井 寛一

no journal, , 

FaCTプロジェクトにおいて、簡素化ペレット法による燃料製造技術の成立性見通しを得るために主要な革新技術(6課題)を設定し、2015年の技術体系の整備を目指した開発を推進している。本報告では、簡素化ペレット法燃料製造技術に関する主要な革新技術課題毎の進捗状況及び今後の計画について報告する。

口頭

振動細管法における測定用サンプルの少量化検討

石井 克典; 鈴木 政浩; 山本 琢磨; 木原 義之; 栗田 勉; 加藤 良幸; 吉元 勝起; 安田 正俊*; 松坂 修二*

no journal, , 

高速増殖炉燃料製造用原料MOX粉末への振動細管式流動性測定装置の適用を目指した試験検討を実施している。流動性測定の効率化の観点から、試料の小量化が望ましい。本研究では、サンプル量が流動性プロファイルに与える影響等を調べることにより、振動細管法における測定試料の少量化の可能性について検討した。

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