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論文

JAEA-AMS-TONOタンデム加速器の現状; 平成27年度

藤田 奈津子; 松原 章浩*; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 梅田 浩司*; 石丸 恒存; 西澤 章光*; 三宅 正恭; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; et al.

第29回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.39 - 42, 2017/03

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは平成9年に導入したJAEA-AMS-TONOを用いて年代測定等を行っている。平成27年度の状況としては、大きな故障もなく順調に稼働している。装置メンテナンスは主に8月及び9月に実施し、電磁石の電源の更新及び制御システムの更新等を行った。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状; 平成27年度

藤田 奈津子; 松原 章浩; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 梅田 浩司; 西澤 章光*; 三宅 正恭*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 加藤 元久*

第18回AMSシンポジウム報告集, p.85 - 90, 2016/12

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、JAEA-AMS-TONOを機構で進める深地層の科学的研究や、施設供用利用制度による外部機関の研究に関わる年代測定等を行うため、放射性炭素, ベリリウム-10及びアルミニウム-26のルーチン測定を行っている。また、最近では塩素-36の測定技術の整備にも取り組んでいる。本発表では平成27年度の状況について報告する。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成27年度)

梅田 浩司; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; 松原 章浩; 田村 肇; 横山 立憲; et al.

JAEA-Review 2015-019, 42 Pages, 2015/09

JAEA-Review-2015-019.pdf:4.64MB

本計画書は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期計画期間(平成27年度-平成33年度)における平成27年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、第2期中期計画期間(平成22年度-平成26年度)における研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に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していく。

報告書

「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画; 第3期中長期計画(平成27年度$$sim$$平成33年度)

梅田 浩司; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; 島田 顕臣; 松原 章浩; 田村 肇; et al.

JAEA-Review 2015-012, 43 Pages, 2015/08

JAEA-Review-2015-012.pdf:1.24MB

本計画書は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」における今後7か年(第3期中長期計画期間、2015年度$$sim$$2021年度)の基本計画である。本計画の策定にあたっては、関係研究機関の動向や大学などで行われている基礎研究を精査した上で、関係法令や報告に留意しつつ、研究の基本的な考え方、研究の方向性、研究課題、達成目標、推進方策などを取りまとめた。さらに、実施主体や規制機関の様々なニーズのうち重要性と緊急性を考慮して研究計画の重点化を図った。なお、第3期中長期計画では、調査技術の開発・体系化、長期予測・影響評価モデルの開発、年代測定技術の開発の3つの枠組みで研究開発を推進していく。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成26年度)

安江 健一; 浅森 浩一; 丹羽 正和; 國分 陽子; 小堀 和雄; 幕内 歩; 松原 章浩; 柴田 健二; 田村 肇; 田辺 裕明; et al.

JAEA-Review 2014-033, 43 Pages, 2014/09

JAEA-Review-2014-033.pdf:16.91MB

本計画書は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性に関する研究についての第2期中期計画期間(平成22年度-平成26年度)における平成26年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第2期中期計画に基づき、第1期中期計画期間(平成17年度-平成21年度)における研究開発の成果、平成22年度から平成25年度の研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に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していく。

論文

Quaternary geochronology using accelerator mass spectrometry (AMS); Current status of the AMS system at the Tono Geoscience Center

松原 章浩; 國分 陽子; 西澤 章光*; 三宅 正恭*; 石丸 恒存; 梅田 浩司

Geochronology; Methods and Case Studies, p.3 - 30, 2014/07

第四紀地質年代学は加速器質量分析AMSによって大きく前進している。それに用いられる代表的な核種として$$^{10}$$Be, $$^{14}$$C, $$^{26}$$Al, $$^{36}$$Clがよく知られる。当施設では、それらの核種のAMS測定に向け技術開発を進めている。ここでは当施設の複数核種のAMS測定に向けた取り組みと現状について述べる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成24年度)

安江 健一; 浅森 浩一; 丹羽 正和; 花室 孝広; 國分 陽子; 末岡 茂; 幕内 歩; 生田 正文; 松原 章浩; 田村 肇; et al.

JAEA-Research 2013-047, 109 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2013-047.pdf:6.81MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第2期中期計画期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)の3年目である平成24年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第2期中期計画期間においても第1期中期計画に引き続き、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果および今後の課題などについて述べる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成25年度)

安江 健一; 浅森 浩一; 丹羽 正和; 花室 孝広; 國分 陽子; 幕内 歩; 生田 正文; 松原 章浩; 石丸 恒存; 梅田 浩司

JAEA-Review 2013-023, 42 Pages, 2013/10

JAEA-Review-2013-023.pdf:2.82MB

本書は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性に関する研究についての第2期中期計画期間(平成22年度-平成26年度)における平成25年度の研究開発計画を述べたものである。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第2期中期計画に基づき、第1期中期計画期間(平成17年度-平成21年度)における研究成果、平成22年度から平成24年度の研究成果、関係研究機関の動向や大学などで行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズなどを考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に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これを推進していく。

論文

Current status of the AMS facility at the Tono Geoscience Center of the Japan Atomic Energy Agency

國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 齋藤 龍郎; 石丸 恒存; 梅田 浩司; 花木 達美

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 294, p.43 - 45, 2013/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.69(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、1997年に加速器質量分析装置JAEA-AMS-TONOを導入した。1998年以来、炭素同位体比のルーチン的な測定を行っている。近年の測定数は年間約800試料であり、おもに高レベル放射性廃棄物の地層処分の長期安定性研究に関連した地質構造や水理地質学の研究に利用している。また原子力機構の施設供用制度のもと、本装置は大学や他の研究機関の研究者にも利用されている。また、堆積速度や岩石の露出年代の推定など地球年代学研究を行うため、$$^{10}$$Be-AMSの開発も行っている。$$^{10}$$Be測定時の妨害となる$$^{10}$$Bの効果的な除去を期待し、以前より大きなガス吸収セルを有するMadenらにより報告されたガスカウンター検出器に変更した。装置の測定パラメーターの最適化を行い、標準試料を用いた試験測定を行った。測定した$$^{10}$$Be/$$^{9}$$Be比は、保証値とほとんど一致し、われわれの装置が$$^{10}$$Be-AMSの利用に十分な能力を有することを確認した。

論文

Change in the electrical performance of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers by electron irradiation

大島 武; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*

Solar Energy Materials and Solar Cells, 108, p.263 - 268, 2013/01

 被引用回数:12 パーセンタイル:51.84(Energy & Fuels)

量子ドット(QD)太陽電池の宇宙応用の可能性を調べるため、In$$_{0.4}$$Ga$$_{0.6}$$As QD層を50層有するGaAs太陽電池に1MeV電子線を1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$照射した。照射後、短絡電流I$$_{rm SC}$$,開放電圧V$$_{rm OC}$$及び最大電力P$$_{rm MAX}$$は、それぞれ、初期値の80, 90及び55%まで減少した。一方、無QDのGaAs太陽電池は、それらの値は、それぞれ、95, 80及び63%まで低下した。QD太陽電池のI$$_{rm SC}$$が無QDに比べ大きく劣化した理由は、QD太陽電池の光吸収層が1.1$$mu$$mと無QD太陽電池の660nmに比べ厚く、そのため、発生する照射欠陥が特性劣化に及ぼす影響が大きくなったためと考えられる。一方、光吸収層長に直接影響しないV$$_{rm OC}$$は、QD太陽電池の方が無QDに比べ劣化が小さく、QDの優れた耐放射線性が示唆された。さらに、照射後の特性回復をAM0光照射下で室温にて調べたところ、両太陽電池ともに特性の回復現象が観測された。QDの有無にかかわらず回復が観察されたことからQD特有の現象ではなく、GaAsのようなIII-V族半導体で報告されている光注入による劣化特性の回復であると考えられる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成23年度)

浅森 浩一; 丹羽 正和; 花室 孝広; 山田 国見; 草野 友宏; 幕内 歩; 高取 亮一; 國分 陽子; 松原 章浩; 石丸 恒存; et al.

JAEA-Research 2012-024, 132 Pages, 2012/09

JAEA-Research-2012-024.pdf:15.68MB

本報は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」について、第2期中期計画期間(平成22年度$$sim$$平成26年度)の2年目である平成23年度に実施した研究開発にかかわる成果を取りまとめたものである。第2期中期計画期間においても第1期中期計画に引き続き、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針などの検討・策定に研究成果を反映できるよう、(1)概要調査などに必要となる、自然現象に関する過去の記録や現在の状況を調査するための体系的な技術の整備(調査技術の開発・体系化)、(2)変動シナリオを考慮した安全評価の基盤となる、将来の自然現象に伴う地質環境の変化を予測・評価するための手法の整備(長期予測・影響評価モデルの開発)のほか、(3)最先端の分析装置などを用いた放射年代測定や鍵層の高分解能同定法などによる編年技術の高度化(年代測定技術の開発)を進めている。本報では、それぞれの研究分野にかかわる科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題などについて述べる。

報告書

人形峠模擬ウラン廃液からのウランの抽出分離

三田村 久吉; 長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 下条 晃司郎; 松原 達郎; 美田 豊; 瀧 富弘; 村田 雅人

JAEA-Research 2008-113, 27 Pages, 2009/03

JAEA-Research-2008-113.pdf:31.84MB

人形峠環境技術センターにおける、製錬転換施設のフッ化物系ウラン汚染物の除染処理に伴うウラン廃液及び使用済み遠心分離機の除染処理に伴うウラン廃液から、ウランを除去・回収する新たな手段として、溶媒抽出法による大量処理装置(エマルションフロー抽出装置)の適用が有望視されている。そこで、この装置を実廃液に適用するに際して最適な抽出剤を選ぶため、それぞれの模擬廃液を使用したバッチ試験を行い、リン酸系の抽出剤に対するウラン及び共存成分の抽出特性を明らかにした。その結果、抽出剤のD2EHPAは、一つの候補に成り得ると考えられるが、AOTのような界面活性剤との組合せを必要とする抽出剤(CMPなど)については、使用の可能性は低いことが明らかとなった。

論文

Gated multiple-sampling and tracking proportional chamber; New detector system for nuclear astrophysical study with radioactive nuclear beams

橋本 尚志; 石山 博恒*; 石川 智子*; 川村 隆史*; 中井 浩二*; 渡辺 裕*; 宮武 宇也; 田中 雅彦*; 渕 好秀*; 吉川 宣治*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 556(1), p.339 - 349, 2006/01

 被引用回数:31 パーセンタイル:89.78(Instruments & Instrumentation)

三次元の飛跡検出型の比例ガス検出器を開発した。ゲーティンググリッドの採用により、4$$times$$10$$^4$$個/秒の荷電粒子入射に対しても安定な性能を持続できる。ほぼ100$$%$$の検出効率を持つので、ビーム強度の弱い短寿命核ビームによる天体核反応率の測定実験に最適な検出器である。

論文

Higher-order collinear interaction and magnetic excitation in the 5f localized system U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$

目時 直人; 小池 良浩; 芳賀 芳範; 金子 耕士; 荒木 新吾; McEwen, K. A.*; 神木 正史*; 阿曽 尚文*; Lander, G. H.; 小松原 武美*; et al.

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S1957 - S1963, 2003/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:15.73(Physics, Condensed Matter)

ウラン局在系U$$_{3}$$Pd$$_{20}$$Si$$_{6}$$の磁気構造,スピン波励起と結晶場励起、そして低エネルギーの励起について、報告する。この物質はウラン化合物としてはめずらしく局在的な5f電子状態を持つ。4aサイトと8cサイトのウランの高次の相互作用にともなう、磁気相図,コリニアーな磁気構造について議論する。さらに、磁気励起についても5f電子のへん歴・局在性の観点から議論する。

口頭

Radiation degradation of the electrical performance of InGaAs quantum dot solar cells and its recovery at room temperature

大島 武; 佐藤 真一郎; 今泉 充*; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*

no journal, , 

The radiation degradation of the electrical characteristics of GaAs solar cells which have PiN structures with 50 self-organized In$$_{0.4}$$Ga$$_{0.6}$$As QD layers and the recovery of their degraded characteristics at room temperature (RT) were investigated, using the in-situ measurement method. The value of open circuit voltage (V$$_{OC}$$) for the InGaAs 50 QD solar cell remains 90% of the initial value after 1MeV electron irradiation at 1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$, and this value is larger than that for the GaAs solar cell with non QD layers. On the other hand, the values of short circuit current (I$$_{SC}$$) and maximum power (P$$_{MAX}$$) for the 50 QD solar cells decrease to approximately 80 and 60% of the initial value after the electron irradiation, respectively. The degradation of I$$_{SC}$$ and P$$_{MAX}$$ for the GaAs solar cells with non QD layers is smaller than those for the 50 QD solar cells. After the irradiation, the annealing behavior of the electrical characteristics for the solar cells was investigated under AM 0 at room temperature. As a result, the recovery of P$$_{MAX}$$ for both solar cells is observed, and the non QD GaAs solar cell shows relatively large recovery compared to the 50 QD solar cell.

口頭

原子力機構東濃地科学センターJAEA-AMS-TONOによる放射性炭素年代測定とその断層調査への適用

國分 陽子; 安江 健一; 丹羽 正和; 松原 章浩; 梅田 浩司; 石丸 恒存; 島田 耕史

no journal, , 

断層運動や火成活動の過去の活動性を評価する際、年代軸を正確に設定することが必要であり、過去数万年の年代推定には、加速器質量分析法による放射性炭素($$^{14}$$C)年代測定法がよく用いられる。東濃地科学センターJAEA-AMS-TONOでは、加速器質量分析装置を用いて$$^{14}$$C等の測定を行っており、これまで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一環として機構で進める深地層の科学的研究に用いてきた。今回は、高速増殖原型炉もんじゅでの敷地内破砕帯等の追加地質調査に関連して、敷地周辺の段丘面の形成時期や堆積物の堆積時期、また断層の活動時期を検討するため、堆積物中の炭や木片及び基盤岩中の炭酸塩鉱物等の$$^{14}$$C測定を行ったので、その結果を報告する。

口頭

Geoscience studies using by AMS at JAEA-AMS-TONO in the Tono Geoscience Center of the Japan Atomic Energy Agency

國分 陽子; 松原 章浩; 花木 達美; 安江 健一; 梅田 浩司

no journal, , 

JAEA-AMS-TONOは、1997年に日本原子力研究開発機構東濃地科学センターに設置された。当AMSは、5MVタンデム型ペレトロン加速器を有し、$$^{14}$$C, $$^{10}$$Be及び$$^{26}$$Al測定を行い、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関わる地質環境の安定性研究などに利用している。また、$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be測定は、原子力機構で行う施設供用制度のもと、地球科学や環境科学,考古学などの分野で大学や他の研究機関の方にも利用していただいている。発表では、当AMSを使った地球科学研究での放射性炭素年代測定について紹介するとともに、平成25年度よりルーチン測定を開始した$$^{10}$$Be測定に関わる研究についても報告する。また、近年行っている$$^{26}$$Alのルーチン測定に向けた装置調整や試験測定の結果についても述べる。

口頭

Radiation response of fill-factor for GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers

中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; 岡野 好伸*; 佐藤 真一郎; et al.

no journal, , 

量子ドット太陽電池の宇宙応用の可能性を検討するためにInGaAs量子ドット層を含むGaAs太陽電池の放射線劣化挙動を調べた。InGaAsドット層を50層含むGaAs太陽電池及び比較のためのドット層の無いGaAs太陽電池を分子線エピタキシー(MBE)法を用いて作製した。それら太陽電池に室温にて150keV陽子線を照射し、光照射下及び暗状態での電気特性の劣化を調べた。その結果、ドット有りの太陽電池は、無しの太陽電池に比べて短絡電流は低下が大きく、逆に開放電圧は低下が少ないことが見出された。加えて、電流(I)-電圧(V)曲線を調べたところ、ドット有り太陽電池はドット無し太陽電池に比べフィルファクター(FF)の劣化が大きいことが判明した。暗状態でのI-V測定特性に関しては、ドット有りもドット無し太陽電池も同程度の劣化であったことから、FFの低下は太陽電池のダイオード特性の劣化に起因するものではなく、少数キャリアの拡散長やといった発電特性に起因すると考えられる。

口頭

In-situ observation of radiation degradation of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers

大島 武; 中村 徹哉*; 菅谷 武芳*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 武田 明紘*; et al.

no journal, , 

In this study, GaAs PiN solar cells of which i-layer contains or does not contain In$$_{0.4} rm Ga_{0.6}$$As QD layers are fabricated. The degradation behaviors for the QD solar cells due to proton irradiation are compared to that for the non QD solar cells using an in-situ measurement technique. The maximum power for QD (50 layers) and non-QD GaAs solar cells decreased with increasing fluence of protons with an energy of 150 keV. No significant difference in the degradation behavior between QD and non-QD solar cells is observed. This can be concluded that QD solar cells have an enough potential for space applications because the initial efficiency for QD solar cells is expected to be higher than non-QD solar cells. In addition, annealing of the degraded characteristics of both the QD and the non-QD solar cells was observed under AM0 illumination even at RT.

口頭

Evaluation of radiation degradation of GaAs solar cells with InGaAs quantum dot layers using radiation induced current

大島 武; 中村 徹哉*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 佐藤 真一郎; 菅谷 武芳*; 松原 浩司*; 仁木 栄*; 望月 透*; 岡野 好伸*

no journal, , 

Introduction of highly-stacked well-aligned Quantum Dots (QDs) layers into solar cells are expected to realize their extremely high conversion efficiency. In this study, the current induced in QD solar cells by 1 MeV electron irradiation was evaluated to investigate their degradation response. The samples used in this study were GaAs PiN solar cells with InGaAs QD layers by molecular beam epitaxy (MBE). For comparison, GaAs PiN solar cells with an i-layer were fabricated under the same process without the fabrication of the QD layers. The QD and non QD solar cells were irradiated with 1MeV electrons and their electron-induced currents were measured at applied bias between -300 and 200 mV. As a result, QD solar cells showed applied bias dependence of electron-induced current, and the value of electron-induced current increased with increasing reverse bias. Also, with increasing electron fluence, the electron-induced current decreased. This can be interpreted in terms of a decrease in carrier lifetime due to radiation induced defects. The applied bias dependence for QD solar cells became larger with increasing electron fluence. On the other hand, non QD solar cells did not show the applied bias dependence of electron-induced current before and after irradiation. These results suggest that carriers generated in QD solar cells by electrons recombine in QD layer when the electric field is not high enough.

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