Pulsed neutron imaging based crystallographic structure study of a Japanese sword made by Sukemasa in the Muromachi period

及川 健一; 鬼柳 善明*; 佐藤 博隆*; 大前 良磨*; Pham, A.*; 渡辺 賢一*; 松本 吉弘*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; Harjo, S.; et al.

Materials Research Proceedings, Vol.15, p.207 - 213, 2020/02

https://doi.org/10.21741/9781644900574-32

Japanese swords are very attractive not only as a work of art but also a metallurgical point of view. Since Japanese vintage swords became valuable, it is indispensable to establish non-destructive analysis method to identify some peculiar characteristics. Bragg edge imaging gives real-space distributions of bulk information in a crystalline material as well as neutron tomography. In this work, we investigated crystallographic information of a Japanese sword made by Sukemasa in Izumi province in the first quarter of the 16th century. The experiments have been performed at RADEN at J-PARC. The Sukemasa sword was measured with a counting-type 2D detector and with a CCD camera. We are now analyzing the measured 2D-transmission spectra using RITS code to obtain spatial distribution of the crystallite size, the texture variation, the d110 shift and its broadening. Complementary data analysis using white beam tomography is also on going. Detailed analysis results will be presented.

OISTホウ素中性子捕獲療法(BNCT)用陽子リニアックの開発

近藤 恭弘; 長谷川 和男; 東 保男*; 熊田 博明*; 黒川 真一*; 松本 浩*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.948 - 950, 2015/09

沖縄科学技術大学院大学(OIST)にて、加速器を用いたホウ素中性子捕獲療法(BNCT)装置の開発が計画されている。本研究においては、いばらき中性子医療研究センターにおけるBNCT用リニアックからの知見をもとに、医療用機器としての量産型のパイロットモデルの開発を目標とする。加速器の性能は、中性子生成ターゲットでのビーム電力60kWを想定している。ビームエネルギーは、10MeV程度であり、必要な熱外中性子と、それ以外の、高速および熱中性子、線との収量比を最適化するように最終的には決定される。エネルギー10MeVとすると、ビーム電流30mA、デューティー20%で40kWが実現可能である。リニアックの構成は、ECRイオン源、2ソレノイド型LEBT、4-ヴェーンRFQ、アルバレ型DTLと、これまでの開発実績のある技術を用いる。RFQおよびDTLの共振周波数は、352MHZ程度を予定している。医療用機器においては、十分な信頼性と、加速器の非専門家による容易な運転が要求され、加速器機器の中でも複雑な構成となる大強度陽子リニアックにおいて、これらを達成することも、重要な開発目標となる。本論文では、この、BNCT用陽子リニアックの開発状況について述べる。

Vane machining by the ball-end-mill for the new RFQ in the J-PARC linac

森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 川又 弘史*; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*

Proceedings of 25th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2010) (CD-ROM), p.518 - 520, 2010/09

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/LINAC2010/papers/tup049.pdf

J-PARCリニアックでは、新たにRFQの製作を開始した。およそ3mのRFQ空洞を長手方向に3分割して製作し、架台上で連結する構造としている。一つの空洞は主ベインと副ベインの2種のベインを真空ロー付けにより接合される。従来はベイン先端のモジュレーション部は専用切削刃物を開発して加工されていたが、コスト削減と特殊刃物の開発期間の短縮のため、現在主流のNC加工機とボールエンドミルを用いた切削加工方式を採用した。試験加工において良好な結果を確認し、ボールエンドミルによるRFQ製作を開始した。ボールエンドミルを使用したベイン精密加工結果に関して報告する。

Fabrication of the new RFQ for the J-PARC linac

森下 卓俊; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 堀 洋一郎*; 川又 弘史*; 齊藤 芳男*; 馬場 斉*

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.783 - 785, 2010/05

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC10/papers/mopd044.pdf

J-PARCリニアックにおいては、イオン源からの50keVの水素負イオンビームを3MeVまで加速するために、運転周波数324MHz,4ベイン型で長さおよそ3.1mの高周波四重極線形加速器(Radio-Frequency Quadrupole Linac、以下RFQ)が使用され、後に続くDTL加速器にビームを供給している。2008年末にRFQの運転安定度が数か月低下する問題が発生したため、ビームの安定供給を目的として、新たに交換用RFQの製作に着手した。RFQにおける出力ビーム特性は現行RFQと同一とすることで立ち上げ調整期間の短縮を目指すとともに、工学設計は一部見直して、運転の安定性向上を試みている。そのため、ベインと呼ばれる空洞電極表面の加工方法及び表面処理方法については注意深く検討して放電が起こりにくい電極の製作を目指した。また、真空ロウ付け技術による電極接合を採用した。本発表では、新RFQの設計詳細とともに製作進捗状況を報告する。

J-PARCにおけるRFQの現状

長谷川 和男; 森下 卓俊; 近藤 恭弘; 小栗 英知; 小林 鉄也; 内藤 富士雄*; 吉岡 正和*; 松本 浩*; 川又 弘史*; 堀 洋一郎*; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.693 - 695, 2010/03

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj6/papers/tpopa03.pdf

J-PARCリニアックでは、RFQ(全長3.1m,4vane型,運転周波数324MHz)を使用してイオン源からの負水素イオンビームを50keVから3MeVへ加速し、DTLへ入射している。リニアックは2006年11月にビーム試験を開始し、2007年9月には後段の加速器である3GeVシンクロトロンにビーム供給を開始するなど、順調に推移してきたが、2008年秋の運転からRFQでのトリップ回数が増加し、安定性が低下する事象が発生した。これを受けて、継続したコンディショニングによる状態の回復を試みると同時に、RF制御の改善,真空ポンプ増強,イオン源運転パラメータの変更などの改善に努め、ビーム運転を継続するまでに回復した。本発表では、こうしたJ-PARC-RFQの状況と改善点について報告する。

緩衝材種ブロック継ぎ目部の力学及び浸潤特性

千々松 正和*; 松本 一浩*; 村田 澄彦*; 杉田 裕; 菊池 広人*; 斎藤 敏明*

PNC TN8410 98-058, 46 Pages, 1998/04

PNC-TN8410-98-058.pdf:1.96MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分における人工バリアシステムでは、廃棄体周辺を緩衝材によって覆うことが考えられている。緩衝材の候補材料の一つであるベントナイトには、止水性、自己シール性、核種吸着性、熱伝導性、化学的緩衝性、オーバーパック支持性、応力緩衝性等が期待されており、これらの機能を評価することを目的として、数々の室内試験が実施されている。また、緩衝材の施工方法としては、原位置締固め方式とブロック積み重ね方式が考えられている。原位置締固め方式の場合、打ち継ぎ目はあるものの、その部分に隙間は生じず、緩衝材は一体となるため耐久強度も期待できるが、施工の機械化が困難であったり、施工期間が長期化することが予想される。一方、ブロック積み重ね方式は、あらかじめ作成したブロックを積み重ねていくため、施工上はるかに簡便なものといえる。しかし、この場合、ブロックの継ぎ目部分が弱面となったり、隙間が生じて卓越した水分浸潤の経路となる可能性がある。原位置締固め方式により施工された緩衝材の場合は、ベントナイトが一体となっており、現在取得中のデータを用い評価を行なうことが可能であると考えられるが、ブロック積み重ね方式の場合、緩衝材内の物理的挙動を評価する上で、この継ぎ目部分の力学および浸潤特性を評価することが重要であると考えられる。したがって、本論では、ブロック積み重ね方式を対象にブロック一体部分およびブロックの継ぎ目部分の力学特性および浸潤特性について検討を行なった。力学特性に関しては、一面せん断試験を実施し検討した。試験の対象としたのは、ブロック一体部分、ブロック継ぎ目部分およびブロック継ぎ目部分がベントナイトの膨潤により圧着した部分である。また、浸潤特性に関しては、水分拡散試験によりブロック一体部分とブロック継ぎ目部分との比較を、飽和透水試験によりブロック一体部分とブロック継ぎ目部分がベントナイトの膨潤により圧着した部分との比較を行なった。また、経済性、熱伝導性を高めるためにベントナイトにケイ砂を混合した材料(ケイ砂混合ベントナイト試料)についても、そのせん断特性に関してベントナイト単体材料と比較検討した。その結果、次のようなことが分かった。・水分の飽和度が高くなるにつれ緩衝材の強度は低下する。・水分の飽和度が低い場合はブロック部に比べ継ぎ目部のせん断強度はかなり小さくなり、弱

熱-水-応力連成試験設備(COUPLE)をおける試験(その1) 天然岩石を用いた試験結果

千々松 正和*; 松本 一浩*; 菅野 毅; 石黒 勝彦; 杉田 裕; 茂呂 吉司*; 石川 博久

PNC TN8410 97-025, 57 Pages, 1997/01

PNC-TN8410-97-025.pdf:5.18MB

地層処分の性能評価において、ニアフィールドの熱、水理、応力等の条件を明確にする観点から、人工バリア及び周辺岩盤における熱-水-応力の連成現象を定量的に評価することが重要である。熱-水-応力連成試験設備(COUPLE)では、試験対象を周辺岩盤を含むニアフィールドまで拡張し、地下深部の処分環境下における地圧の作用、地下水の浸入による緩衝材の膨潤圧力の発生、廃棄体の発熱による熱応力等が周辺岩盤のゆるみ域や亀裂中の水理特性に及ぼす影響を評価することを主目的とし試験を実施した。試験の第一段階として、対象試験岩体への模擬処分孔掘削前後の載荷試験を実施した。試験の第二段階として、模擬処分孔内にヒーター、緩衝材(ベントナイトブロック)を設置し、浸潤、加熱試験を実施した。そして試験終了後、緩衝材のサンプリングを行ない、乾燥密度、含水比の測定を行なった。その結果、次のようなことが分かった。・AE測定と弾性波測定を総合的に評価することにより、載荷により発生する破壊の位置を定性的に予測できる。・サイクロメータを用いることにより、水がベントナイトの外側から順次内部へ浸入していく様子が観察できた。・ベントナイトに水が浸潤することにより膨潤圧が発生する。しかし、ベントナイトが飽和した時点で、膨潤圧の新たな発生はなくなる。・ヒーターによる加熱により、粘土内に熱応力が発生した。・ベントナイトブロックを用いる場合でも、ベントナイトが飽和した後は膨潤によりブロック継目は閉鎖し、高透水性部になることはない。

Dynamics of water and formation mechanism of gas hydrates studied by neutron scattering under gas high-pressure

菊地 龍弥; 松本 正和*; 山室 修*

no journal, , 

ガスハイドレートの結晶化機構を困難にしている最も大きな理由は、ガスハイドレートを形成するガス分子は常圧では水にほとんど溶解しないことである。この問題を解決するため、気体高圧装置を用い高濃度ガス水溶液(最大2mol%程度)を作成した。作成した水溶液の中性子準弾性散乱をin-situで測定し、そのダイナミクスの変化を調べた。測定には、JRR-3(JAEA,東海村)に設置された分光器を使用した。高圧ガスは、アルゴン,キセノン,窒素,二酸化炭素を使用した。測定は、0.1MPaから100MPa, 90Cから-10Cまでの範囲で行った。測定により得られた準弾性散乱スペクトルを跳躍拡散運動(並進運動)と回転運動のモデルを使用し解析した。すべての試料においてガスの溶解により水の拡散係数が減少し、ハイドレート生成温度以下では温度低下とともに減少幅が大きくなることがわかった。この実験結果は、MDシミュレーションでよく再現でき、以下ではガス分子同士が近づくことにより周りの水分子の拡散係数が減少することがわかった。

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立,2; 放射性物質の第3次分布調査結果

三上 智; 島田 清貴; 中野 雅和; 佐藤 哲朗; 佐藤 あかね; 宇野 騎一郎; 関 暁之; 松元 愼一郎; 斎藤 公明

no journal, , 

福島第一原子力発電所から80km圏内を対象に、第3期目となる放射性物質等の分布調査を行った。5kmメッシュごとに1箇所を選び約380箇所でin-situ核種分析測定を行うとともに、1kmメッシュごとに1箇所を選び約6500箇所でサーベイメータによる測定を行いより精緻な空間線量率分布マップを作成した。また、1次や2次調査結果との比較により、空間線量率の変化傾向を調べ、考察した。

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立,5; 歩行サーベイによる空間線量率の測定

佐藤 哲朗*; 安藤 真樹; 宇野 騎一郎; 中野 雅和; 菅野 隆; 山本 英明; 松元 愼一郎; 斎藤 公明

no journal, , 

放射性セシウムの分布状況を詳細に調査するため、KURAMA-IIモニタリングシステムを背負って歩行しながら空間線量率を測定する歩行サーベイを実施した。走行サーベイによる道路上の空間線量率及び平坦地上1m高さの定点測定による空間線量率との関係を調べた。