原子力科学研究所放射性廃棄物処理場の新規制基準対応; 第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟の耐震補強

池谷 正太郎; 鈴木 武; 横堀 智彦; 菅原 聡; 横田 顕; 菊地 絃太; 村口 佳典; 北原 理; 瀬谷 真南人; 黒澤 剛史; et al.

JAEA-Technology 2025-001, 169 Pages, 2025/08

JAEA-Technology-2025-001.pdf:14.22MB

原子力科学研究所の放射性廃棄物処理場は、多様な施設により構成されており、その中に、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟がある。これらの3建家は、核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律による規制を受けており、耐震重要度分類でCクラスに分類されている。東京電力福島第一原子力発電所の事故を契機として原子力規制委員会が策定した新規制基準に対応するため、最新の建築基準法に基づき3建家の耐震評価を実施したところ、許容応力度評価で一部基準を満足しない箇所が認められた。これに対応すべく、令和3年3月5日に設計及び工事の計画の認可(設工認)を取得し、令和3年(2021)から令和4年(2022)までの期間にて耐震補強を行った。本報告書は、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟の各建家の耐震設計の概況をはじめ、耐震改修工事の工事概要、作業体制、安全管理、使用前事業者検査について取りまとめたものである。

Excitation spectra and wave functions of quasiparticle bound states in bilayer Rashba superconductors

東 陽一*; 永井 佑紀; 吉田 智大*; 加藤 勝*; 柳瀬 陽一*

Physica C, 518, p.1 - 4, 2015/11

https://doi.org/10.1016/j.physc.2015.03.004

銅酸化物高温超伝導体等の非従来型超伝導体は、原子力分野をはじめとして、様々な産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されている。近年、人工的に超伝導と絶縁体の層状構造を作ることが可能になり、その界面に生じる超伝導が高い超伝導転移温度を持ち多彩な性質を持つことがわかってきた。本論文では、二層ラシュバ型超伝導体と呼ばれる非一様ラシュバ型スピン軌道相互作用を持つ超伝導体の磁場下における準粒子状態を調べた事を報告する。上記課題の解決にあたり、界面超伝導を記述する理論モデルを構築しそのシミュレーション手法を開発した。その結果、超伝導磁束のまわりにトポロジカルに守られたゼロエネルギー準粒子束縛状態が存在することを明らかにした。これらの結果は、超伝導体の基礎物性を明らかにするのみならず、よい物性をもつデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

ERL超伝導スポーク空洞製作の現状

沢村 勝; 羽島 良一; 西森 信行; 永井 良治; 岩下 芳久*; 頓宮 拓*; 久保 毅幸*; 佐伯 学行*

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.583 - 586, 2015/09

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2015/proceedings/PDF/WEP0/WEP054.pdf

スポーク空洞の利点を生かせば、ERL加速器を小型化できる可能性が期待できるため、光・量子融合連携研究開発プログラム「小型加速器による小型高輝度X線源とイメージング基盤技術開発」における小型加速器の候補として超伝導スポーク空洞の開発を進めている。スポーク空洞は形状が複雑であるため、プレス加工工程を含めた金型設計や強度計算による補強検討等を行っているので、スポーク空洞製作の現状について報告する。

Diffraction of -rays with energies of 1.17 and 1.33 MeV by a flat Si crystal

松葉 俊哉*; 早川 岳人; 静間 俊行; 西森 信行; 永井 良治; 沢村 勝; Angell, C.; 藤原 守; 羽島 良一

Japanese Journal of Applied Physics, 54(5), p.052203_1 - 052203_5, 2015/05

https://doi.org/10.7567/JJAP.54.052203

Diffraction of -rays by a flat Si crystal has been demonstrated using a high flux Co source with an intensity of 2.3 TBq. The diffraction intensities of the -rays with energies of 1.17 and 1.33 MeV have been measured as a function of the rotation angle of the crystal. Three peaks corresponding to the Si(440) and Si(220) diffractions for 1.17 MeV and the Si(440) diffraction for 1.33 MeV have been measured. The heights and shapes of these three peaks are well reproduced by taking into account Bragg's law and the experimental geometry.

大電流電子源のための光陰極準備システムの開発

西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 沢村 勝; 羽島 良一

Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1031 - 1033, 2014/10

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj2014/proceedings/PDF/SUP0/SUP031.pdf

高輝度大電流光陰極電子源が注目を集めている。メガヘルツ繰り返しのX線自由電子レーザー(LCLS-II)、リソグラフィ用自由電子レーザー、核種分析用のコンプトン散乱線源等、応用範囲が急速に広がりつつある。我々は光陰極直流電子源から世界初の500keV電子ビーム生成を達成することで高輝度化の目処を立てた。ガリウムヒ素光陰極を用いて1.8mAの 電流生成を達成しているが、さらなる大電流化や長寿命化の観点からは 光陰極表面の繊細さが不安視されている。そこで、我々は大電流化を目指しマルチアルカリ光陰極の開発に着手した。近年のコーネル大学などのデモンストレーションにより、大電流化の切り札として期待されている。本発表では、原子力機構における光陰極準備システムの開発状況、既存の50mA-250kV電子源と組み合わせた大電流試験計画について報告する。

Development of superconducting spoke cavity for laser Compton scattered photon sources

沢村 勝; 羽島 良一; 永井 良治; 久保 毅幸*; 藤澤 博*; 岩下 芳久*; 頓宮 拓*

Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1946 - 1948, 2014/07

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC2014/papers/wepro005.pdf

レーザーコンプトン散乱(LCS)光源のためにスポーク空洞を開発するプログラムが5か年の計画で立ち上がった。LCSからのX線・線を産業・学術分野で幅広く利用していくために、電子加速器として325MHzスポーク空洞を採用した。スポーク空洞は元々イオンや陽子の加速器として発明されたが、スポーク空洞の特徴であるコンパクト性やセル間の結合が強いことによる製作誤差に対する安定性、カップラーを円筒側面に取り付けることによるパッキングファクターの向上などを最大に活かすことができる。現在の研究計画と空洞形状の最適化の結果を述べる。

ERL超伝導スポーク空洞加速器の開発計画

沢村 勝; 永井 良治; 西森 信行; 羽島 良一

Proceedings of 10th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.956 - 959, 2014/06

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj10/proceedings/PDF/SUP0/SUP041.pdf

エネルギー回収型リニアック(ERL)とレーザーを組み合わせた核物質の非破壊核種分析検査システムを提案している。核保障措置及び核セキュリティのためのシステムを構築するには加速器を小さくすることが重要であり、コンパクト化に有利なスポーク空洞を検討してきた。スポーク空洞は空洞間隔を短くできることや、マイクロフォニックスによる空洞周波数の変動も小さいこと、セル間のカップリングが強く電界分布調整が容易なことなどERL加速器として用いる場合に利点が大きい。これまでMW-STUDIOを用いた空洞形状の最適化やHOMカップラーの計算など各コンポーネントの設計を行うとともに、アルミニウム製のスポークモデル空洞を用いてスポーク空洞の高周波特性の測定等を行ってきた。超伝導加速器を運転するには冷凍機が必要となるが、実用性を考慮して4Kヘリウムで運転可能な325MHzのスポーク空洞の開発を計画している。平成25年度からニオブを用いた3セルスポーク空洞試作機の製作に着手し、数年後の縦測定での性能試験を行う予定になっている。

New design of HOM coupler using coaxial-like rounded waveguide

沢村 勝; 羽島 良一; 永井 良治; 西森 信行

Proceedings of 16th International Conference on RF Superconductivity (SRF 2013) (Internet), p.1081 - 1084, 2014/02

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/SRF2013/papers/thp068.pdf

超伝導加速器、特に大電流加速を行うエネルギー回収型リニアックにおいて高調波モードを減衰させることは重要である。HOMカップラー,ビームラインHOMダンパー,導波管型HOMカップラーなど様々な種類のものが開発されてきたが、HOMカップラーにおいては出力コネクターにおける内軸の発熱やビームラインHOMダンパーにおいてはパッキング係数が小さくなるという問題点がある。そこで我々は新しいタイプのHOMカップラーを提案する。このカップラーは空洞やビームラインに接続する同軸部分と加速周波数を遮断できる導波管を丸めた構造から成り立っている。丸めた導波管は同軸と同じような構造をしているが、内軸と外軸とが導波管の側板に相当する板で接続されている。これにより外軸を通して内軸を効率よく冷却することができる。MW-STUDIOを用いた計算結果を発表する。

ERLスポーク空洞モデルの高周波特性

沢村 勝; 永井 良治; 西森 信行; 羽島 良一

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1201 - 1203, 2012/08

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj9/proceedings/PDF/THPS/THPS099.pdf

エネルギー回収型リニアック(ERL)とレーザーを組合せた核物質の非破壊核種分析検査システムを提案している。核保障措置及び核セキュリティのためのシステムを構築するには加速空洞を小さくすることが重要であり、空洞のコンパクト化に有利なスポーク空洞を検討している。ERLに用いるためには加速モードの特性が優れているだけでなく、高調波モードによって起こるBBU(Beam Break Up)に対しても優れた特性を持つ必要がある。そこで空洞の高周波特性を調べるためにアルミニウム製のスポーク空洞モデルを試作し、基本波をはじめ高調波モード(HOM)の高周波特性を調べた。スポーク空洞モデルは、スポーク、タンク及びエンドノーズの3つの部分で構成されている。スポークがお互いに直交するように配置され、タンクは円筒形である。各モードの無負荷Q値は計算の68割程度、周波数は-0.5MHz6MHz差があった。HOMに関してもBBUが問題となりそうな特異なモードは特に見当たらなかった。

Design of ERL spoke cavity for non-destructive assay research

沢村 勝; 羽島 良一; 永井 良治; 西森 信行

Proceedings of 50th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs (ERL '11) (Internet), p.140 - 143, 2011/10

http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/ERL2011/papers/psp021.pdf

エネルギー回収型リニアックとレーザーを用いたレーザーコンプトン散乱による核種の非破壊検査システムを提案している。核保障,核セキュリティに用いるには加速空洞のコンパクト化が重要になる。この目的にはスポーク空洞は楕円空洞に比べて有利な点が多い。スポーク空洞形状の最適化を3次元電磁界コードを用いて遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化問題として設計を行っているので、その結果を発表する。