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報告書

原子力科学研究所における航空機落下確率に関する評価について

神川 豊; 鈴木 真琴; 安掛 寿紀; 村上 貴彦; 森田 祐介; 椎名 秀徳; 福島 学; 平根 伸彦; 大内 靖弘

JAEA-Technology 2023-030, 57 Pages, 2024/03

JAEA-Technology-2023-030.pdf:1.93MB

航空機落下事故に関するデータが原子力規制庁により更新されたことに伴い、原子力科学研究所における航空機落下確率を再評価するため、経済産業省原子力安全・保安院「実用発電用原子炉施設への航空機落下確率の評価基準について(内規)」に基づき評価を行い、原子力科学研究所の各施設における航空機落下確率を評価した。評価の結果、航空機落下確率の総和は最大となる放射性廃棄物処理場において 5.68$$times$$10$$^{-8}$$回/(炉・年))であり、航空機落下を「想定される外部人為事象」として設計上考慮する必要があるか否かの基準である 10$$^{-7}$$回/(炉・年))を超えないことを確認した。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和5年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 藤田 奈津子; 横山 立憲; 小北 康弘; 福田 将眞; 中嶋 徹; 鏡味 沙耶; 小形 学; et al.

JAEA-Review 2023-017, 27 Pages, 2023/10

JAEA-Review-2023-017.pdf:0.94MB

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$$sim$$令和10年度)における令和5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。

論文

Estimation of the lifetime of resin insulators against baking temperature for JT-60SA in-vessel coils

助川 篤彦; 村上 陽之; 松永 剛; 櫻井 真治; 武智 学; 吉田 清; 池田 佳隆

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2076 - 2079, 2015/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.75(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA計画は、ITER計画の幅広いアプローチ計画の日欧協力で進められている。JT-60SA容器内コイルは日本で設計・製作を行う。容器内コイル用の樹脂絶縁材には、真空容器のベーキング温度条件(200$$^{circ}$$C, 40000時間)に沿った耐熱性能が要求される。今回、容器内コイル設計に向け、耐熱耐久性の調査を実施し、$$sim$$220$$^{circ}$$C環境で、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂を母材とする7種類の候補樹脂絶縁材の寿命評価を実施した。高温環境下における化学反応速度はアレニウス法で評価する。耐熱耐久試験では、180$$^{circ}$$C, 200$$^{circ}$$C, 220$$^{circ}$$Cの恒温槽で一定期間保持し、その後、絶縁材の重量減少を測定する。樹脂絶縁材の重量減少率の結果を入力にワイブル解析を実施し、その後、アレニウスプロットにより候補樹脂絶縁材の寿命評価を初めて実施した。この結果、容器内コイルの適用温度は169$$^{circ}$$Cであることが分かった。

論文

Measurement of relative biological effectiveness of protons in human cancer cells using a laser-driven quasimonoenergetic proton beamline

余語 覚文; 前田 拓也; 堀 利彦; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; et al.

Applied Physics Letters, 98(5), p.053701_1 - 053701_3, 2011/02

 被引用回数:95 パーセンタイル:94.27(Physics, Applied)

Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the $$5times 10^{19}$$ W/cm$$^2$$ level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is $$1 times 10^7$$ Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be $$1.20 pm 0.11$$ using protons with a linear energy transfer of 17.1 keV/$$mu$$m.

論文

Application of laser-accelerated protons to the demonstration of DNA double-strand breaks in human cancer cells

余語 覚文; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 森 道昭; 手島 昭樹*; 沼崎 穂高*; 村上 昌雄*; 出水 祐介*; 赤城 卓*; 永山 伸一*; et al.

Applied Physics Letters, 94(18), p.181502_1 - 181502_3, 2009/05

 被引用回数:109 パーセンタイル:94.78(Physics, Applied)

We report the demonstrated irradiation effect of laser-accelerated protons on human cancer cells. ${it In-vitro}$ (living) A549 cells are irradiated with quasi-monoenergetic proton bunches of 0.8-2.4 MeV with a single bunch duration of 15 ns. Irradiation with the proton dose of 20 Gy results in a distinct formation of $$gamma$$-H2AX foci as an indicator of DNA double-strand breaks generated in the cancer cells. This is a pioneering result in view of future investigations on the radiobiological effects of laser-driven ion beams. Unique high-current and short-bunch features make laser-driven proton bunches an excitation source for time-resolved determination of radical yields.

口頭

ウラン脱硝塔の長期安定運転の阻害要因とその対策

村上 学; 大村 政美; 古川 伸一; 白土 陽治; 石山 港一

no journal, , 

再処理施設において精製されたウラン溶液は、ウラン脱硝塔で流動層を用いて脱硝しUO$$_{3}$$粉末としてウラン製品としている。脱硝塔は、約300$$^{circ}$$Cに加熱した状態で塔下部から流動層エアを供給し、塔内でUO$$_{3}$$粉末を流動させ、約1000(g/L)に濃縮したウラン溶液を噴霧ノズルによって霧状に噴霧している。脱硝塔において運転を阻害する要因の主な事象は、噴霧ノズルの詰りである。特に、脱硝塔へ供給するウラン溶液の供給量,濃度を高くするとノズル先端にウランの塊(ケーキング)が付着し、短期間でノズルの閉塞に至ってしまう。ウラン脱硝塔を安定に運転するためには、ケーキングによるノズルの詰りを防止する必要がある。東海再処理施設のウラン脱硝施設において、ウラン溶液濃度,供給量,噴霧エア量などをパラメータとして種々の試験を行い、ノズルに詰りが生じない運転条件を確立した。

口頭

東海再処理工場ウラン溶液蒸発缶の蒸発蒸気配管の腐食調査,2; 腐食原因とその再現性試験

村上 学; 佐藤 武彦; 中島 正義; 石山 港一; 内田 直樹; 角 洋貴; 大村 政美

no journal, , 

ウラン溶液蒸発缶の蒸発蒸気配管の腐食は、蒸発蒸気配管に断熱材が巻かれていたことから配管が高温状態に保たれていた結果、配管内表面において硝酸が濃縮され濃度が増加し、高温,高硝酸濃度の環境下でステンレス鋼に生じる過不働態腐食による粒界腐食が進行したためと考えられた。この推定原因を確認するため、蒸発蒸気配管を模擬したビーカ規模の試験を行い、配管内表面における硝酸の濃縮及び腐食速度を測定した。試験結果より、蒸発蒸気配管の腐食原因と考えた、「配管が断熱材により保温され高温に保たれていた結果、配管内表面において硝酸が濃縮され粒界腐食が進行した」ことが確認されたと考える。

口頭

回収ウラン粉末の物性調査

村上 学; 山中 淳至; 中澤 豊; 後藤 雄一; 白土 陽治; 内田 豊実

no journal, , 

使用済燃料から回収したウラン粉末には、ごく微量のU-232が含まれており、このU-232の娘核種であるBi-212, Tl-208が$$gamma$$線源となり、ウラン粉末を貯蔵する容器表面の線量率を上昇させるため、当該ウラン粉末を再利用する際の作業員の外部被ばくが問題となる。このため、貯蔵期間の異なるウラン粉末のBi-212, Tl-208含有量と線量率の関係を調査した。さらに、ウラン粉末は高い吸水性を有していることから、長期貯蔵下における、ウラン粉末中の含水率も調査した。調査の結果、Bi-212, Tl-208の含有量はORIGEN値をもとに計算した結果と分析値がおおむね一致し、貯蔵容器の表面線量率と、ウラン粉末中のBi-212, Tl-208の含有量に良い相関があることが認められた。また、含水率については貯蔵容器への充填時のデータと比較しても上昇は見られず、ウラン粉末長期貯蔵下における貯蔵容器の気密性に問題のないことを確認した。

口頭

レーザー駆動陽子線細胞照射装置の開発と生物影響研究

余語 覚文; 西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 前田 拓也; 森 道昭; 小倉 浩一; 織茂 聡; et al.

no journal, , 

高強度・短パルスのレーザーを用いたイオン加速は、1MV/$$mu$$mに及ぶ急峻な電場勾配を発生するため、従来のイオン加速器を大幅に小型化する技術として注目されている。レーザー駆動イオン加速装置の特徴の1つとして、シンクロトロンなど通常のがん治療に使われている加速器と比較して、高電流・短時間幅のイオンビームを発生することが挙げられる。将来的に、レーザー駆動加速装置が治療に用いられることを想定して、前述のような特徴を持つレーザー駆動陽子線の生物学的効果を、実験的に究明する必要がある。この目的のために、レーザー駆動による陽子線の細胞照射装置を開発し、生物学的影響を評価する実験を開始した。照射装置の開発の現状と、ヒト由来のがん細胞に対して照射実験を行った結果について報告する。

口頭

レーザー駆動陽子線によるがん細胞DNA2本鎖切断のRBE測定

余語 覚文; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 前田 拓也; 西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; 森 道昭; 小倉 浩一; 織茂 聡; et al.

no journal, , 

レーザー駆動加速装置が治療に用いられることを想定して、レーザー駆動による陽子線を用いた細胞生物学実験を実施した。実験では、機構のJ-KAREN装置からの超短パルスレーザー(パルス幅:40fs,エネルギー:1.8J,中心波長:800nm)を5$$times$$10$$^{19}$$W/cm$$^2$$の集光強度で厚さ12.5$$mu$$mのポリイミド薄膜に照射し、最大エネルギー4MeVの連続スペクトルを持つ陽子線を発生させ、磁場分析器でエネルギーを選別した後、薄膜窓を介して培養状態のヒト肺腺がん細胞株に照射した。陽子線バンチの時間幅は20ns、ビームフラックスは10$$^{15}$$cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$、1バンチによる吸収線量は約1Gyであった。この結果、吸収線量あたりの2本鎖切断収量を測定して、生物効果を示す指標である、生物学的効果比(RBE: Relative Biological Effectiveness)を、レーザー駆動粒子線として初めて評価することができた。

口頭

JT-60SAにおける誤差磁場コイルの支持構造の設計

松永 剛; 櫻井 真治; 武智 学; 鶴 大悟; 芝間 祐介; 村上 陽之; 吉田 清

no journal, , 

JT-60SAでは誤差磁場補正のためのコイルを真空容器内に設置する。このコイルは真空容器に支持されるが、その支持構造は通電時の電磁力に耐えうる剛な設計が要求される。一方で、真空容器の200$$^{circ}$$Cベーキング時には、コイルで使用する絶縁材の保護のためコイルは水冷される。したがって、真空容器の熱伸びに対して、水冷されるコイルの形状は維持されるため、真空容器とコイルを繋ぐ支持構造は熱伸びに対して柔でなければならない。これらの要求を満たすため、コイル支持として高強度材を用いた棒バネ構造を採用した。本講演では、電磁力・熱応力解析およびコイル支持構造の詳細について報告する。

口頭

東海再処理施設の廃止措置,4; 廃止措置段階における効果的なリスク低減対策

中澤 豊; 村上 学; 田口 克也; 中野 貴文; 永里 良彦

no journal, , 

東海再処理施設における新規制基準を踏まえた安全対策については、廃止措置段階であることを踏まえ施設が保有する放射性物質によるリスクに応じて安全上の重要度を見直し、その安全上の重要度に応じて再処理維持基準規則を踏まえた必要な安全対策を行う方針である。本発表では東海再処理施設の状況、それを踏まえた安全上重要な施設の選定、想定事故の選定、安全対策について報告する。

口頭

Synthesis and characterization of cesium silicate Cs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$

Do, Thi Mai Dung*; Ngarayana, I.*; Nguyen, H. D.*; 村上 健太*; 末松 久幸*; 小出 学*; 中島 邦久; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦

no journal, , 

福島の廃炉作業において、構造材表面に付着した放射性セシウムが問題となっており、ステンレス鋼に付着したセシウムについては、ケイ素と反応して水に溶けにくいCs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$が生成すると考えられている。しかし、このような化学吸着挙動については、まだよくわかっていない。そのため、Cs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$を合成し、X線回折装置や元素分析機能付き透過型電子顕微鏡等を用いて、その化学的安定性等を明らかにするために必要となるCs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$の結晶構造などを調べた。

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