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永井 晴康; 中山 浩成; 佐藤 大樹; 谷森 達*
第52回可視化情報シンポジウム講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2024/07
原子力施設の事故により放出された放射性プルームの3次元分布を定量的に可視化するための革新的モニタリング手法を提案し、その解析手法の実現可能性を仮想データを用いた試験により示す。提案する手法は、電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)によるガンマ線分光イメージングとドップラーライダーによる3次元気流場測定に基づくリアルタイム高分解能大気拡散シミュレーションの組合せである。ETCCは、対象とする放射性プルーム中の特定の放射性核種からの直達ガンマ線の入射方向分布画像を取得できる。放射性プルームの3次元分布は、対象の周囲複数個所に設置したETCCの直達ガンマ線画像とリアルタイム大気拡散シミュレーションによるプルームの濃度分布予測を融合した逆解析により再構築される。解析手法を試作し、大気拡散と放射線輸送の数値シミュレーションにより生成された仮想的なデータを用いて試験を行った。
山下 拓哉; 下村 健太; 永江 勇二; 永井 英一*; 安松 智博*; 中島 悟*; 荻野 翔矢*; 溝上 伸也*
Proceedings of 11th European Review Meeting on Severe Accident Research Conference (ERMSAR 2024) (Internet), 11 Pages, 2024/05
Internal investigations of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (1F) have been conducted, and the internal situation is gradually becoming clearer. In addition, trial debris removal has been conducted and much information is being obtained. The information obtained from the trial debris removal is managed in the decommissioning fundamental research database (debrisWiki), which was established by JAEA and TEPCO. However, it is difficult to understand the entire accident progress only from individual data. Therefore, we developed a 3D view application (debrisEye) for 1F decommissioning. debrisEye was created by Unity. For the CG displayed in debrisEye, pre- and post-accident conditions were constructed. The pre-accident status was created using design information and point cloud data from periodic inspections. The post-accident status was created mainly from the results of the internal investigation. For areas where internal investigations have not yet been obtained, the information in the estimation diagram was reflected. CG displayed on debrisEye can be viewed from any viewpoint and angle using the functionality contained in debrisEye. It is also possible to clipping at any cross section and to show or hide each part. debrisEye can be linked to and used with debrisWiki to write information in any location, thus displaying the analysis results and location of the debris collected. Visual linking of debris analysis results with on-site information is expected to facilitate understanding of accident progress and improve efficiency of decommissioning work.
樋口 雄紀*; 吉宗 航*; 加藤 悟*; 日比 章五*; 瀬戸山 大吾*; 伊勢川 和久*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 野崎 洋*; 原田 雅史*; et al.
Communications Engineering (Internet), 3, p.33_1 - 33_7, 2024/02
The automotive industry aims to ensure the cold-start capability of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) for developing fuel cell electric vehicles that can be driven in cold climates. Water and ice behavior is a key factor in maintaining this capability. Previously reported methods for visualizing water and/or ice are limited to small-sized PEFCs ( 
50 cm
), while fuel cell electric vehicles are equipped with larger PEFCs. Here, we developed a system using a pulsed spallation neutron beam to visualize water distribution and identify water/ice phases in practical-sized PEFCs at a cold start. The results show direct evidence of a stepwise freezing behavior inside the PEFC. The produced water initially accumulated at the center of the PEFC and then froze, followed by PEFC shutdown as freezing progressed. This study can serve as a reference to guide the development of cold-start protocols, cell design, and materials for next-generation fuel cell electric vehicles.
石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 安部 諭; 永井 亨*; 渡辺 正*
Fluids (Internet), 7(7), p.237_1 - 237_18, 2022/07
To estimate thermal flow in a nuclear reactor during an accident, it is important to improve the accuracy of computational fluid dynamics simulation. Temperature and flow velocity are not homogeneous and have large variations in a reactor containment vessel because of its very large volume. In addition, Kelm et al (2016) pointed out that the influence of variations of initial and boundary conditions was important. Therefore, it is necessary to set the initial and boundary conditions taking into account the variations of these physical quantities. However, it is a difficult subject to set such complicated initial and boundary conditions. Then, we can obtain realistic initial and boundary conditions by the data assimilation technique, and we can improve the accuracy of the simulation result. In this study, we applied the data assimilation by local ensemble transform Kalman filter (Hunt et al., 2007) to the simulation of natural convection behavior in density stratification, and we performed a twin model experiment. We succeeded in the estimation of the flow fields and improving the simulation accuracy by the data assimilation, even if we applied the boundary condition with error for the true condition.
服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛*; 小松 一生*; 山田 明寛*; 稲村 泰弘; 中谷 健; 瀬戸 雄介*; 永井 隆哉*; 内海 渉; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 780, p.55 - 67, 2015/04
被引用回数：95 パーセンタイル：99.03(Instruments & Instrumentation)PLANETは高温高圧実験に特化された飛行時間型の中性子ビームラインである。パルス中性子回折実験用に設計された大型の6軸型マルチアンビルプレスを用いることで定常的には高温高圧下約10GPa、2000Kでのデータ測定が可能性である。きれいなデータを取得するために、ビームラインには入射スリットと受光スリットが装備してあり、高圧アセンブリからの寄生散乱が除去可能である。
/=0.6%の高い分解能、0.2-8.4
の広いデータ取得可能レンジおよび高い寄生散乱除去性能により、高温高圧下での結晶および液体の高精度な構造決定が可能となっている。
Tc for Compton camera imaging初川 雄一; 橋本 和幸; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 永井 泰樹; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1283 - 1285, 2015/02
被引用回数：2 パーセンタイル：15.23(Chemistry, Analytical)
Tcは広く医療診断に用いられている放射性診断薬であり、数多くの標識化合物が開発されている。近年天体核物理分野で開発されてきたコンプトンカメラの医療用への応用研究が行われているが141keVの放出
線を有するTcは線エネルギーが低くコンプトンカメラには不向きである。そこでより高エネルギー線を放出するテクネチウム同位体の開発が求められている。800keVの線を放出するTcはコンプトンカメラ用RIの候補の一つである。本研究ではタンデム加速器でTcを生成し、これを京都大学で開発されているコンプトンカメラでの撮像実験に供した。
坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05
日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。
山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 内山 隆司*; 小林 正則*; 武藤 俊哉*; 松葉 俊哉*; 坂中 章悟*; 佐藤 康太郎*; 斉藤 義男*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.860 - 862, 2009/08
ERL実証機となるコンパクトERL(cERL)の建設準備がKEK東カウンターホールにて進められている。cERL早期運転実現のため、開発要素の多い電子銃部については実機開発の他、バックアップ及びR&D機として原子力機構及び高エネルギー加速器研究機構それぞれにおいて同時に開発を進めることとなった。現在原子力機構で先行して立上げが行われている1号機に対し、今後高エネルギー加速器研究機構にて立上げる2号機では、1号機との互換性を持たせつつも、(1)透過型光陰極の採用,(2)光陰極複数同時活性化及びその保存機能を持つ準備システムの開発,(3)電子銃の極高真空化のための真空系及び600kV絶縁セラミック管の開発・改良に力点を置き、現在設計を進めている。
坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.
Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06
コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。
島田 義則*; 西村 博明*; 中井 光男*; 橋本 和久*; 山浦 道照*; Tao, Y.*; 重森 啓介*; 奥野 智晴*; 西原 功修*; 河村 徹*; et al.
Applied Physics Letters, 86(5), p.051501_1 - 051501_3, 2005/01
被引用回数：117 パーセンタイル：94.19(Physics, Applied)EUV光源として用いられるSnプラズマの基本的な輻射流体力学的な特性を明らかにするために、阪大レーザー研の激光XII号レーザーで球状のSnターゲットを照射し、生成したプラズマからのEUV光のスペクトル,発光強度分布,波長13.5nm領域の2%帯域中の発光強度とその時間変化,変換効率の測定を行った。照射強度5
10
W/cmにおいて最大効率3%が得られた。変換効率のレーザー強度依存性を等温膨張プラズマを仮定した理論モデルと比較した。
桐山 博光; 山川 考一; 永井 亨; 影山 進人*; 宮島 博文*; 菅 博文*; 吉田 英次*; 中塚 正大*
Optics Letters, 28(18), p.1671 - 1673, 2003/09
被引用回数：29 パーセンタイル：73.20(Optics)高平均出力・高繰り返しチタンサファイアレーザーの小型化,高効率化を目的として半導体レーザー(LD)励起Nd:YAGレーザーMOPA(Master-Oscillator-Power-Amplifier)システムの開発を行った。本システムは、低い入力エネルギーで高いエネルギー抽出効率を達成するため、レーザービームが励起領域を6回通過できる多重パス増幅方式を採用している。高ビーム品質の増幅を行うためにジグザグスラブ型増幅器で、さらにファラデーローテーター及びSBS位相共役鏡を用いて、それぞれ熱複屈折効果と熱レンズ効果を補償できる構成としている。また、高い変換効率で第二高調波光を発生させるために、非線形光学定数の大きいKTP結晶を採用した。本システムの動作試験を1kHzの高繰り返し率で行った。平均のLD入力パワー2.6kWにおいて362Wの高平均出力(1064-nm)を達成した。
1500の増幅度並びに14%の光-光変換効率を得た。また、波長変換試験において222Wの入力パワーに対して132Wの高平均第二高調波出力光(532-nm)が60%の高い変換効率で得られた。
O
crystals桐山 博光; 井上 典洋*; 八木 謙一*; 永井 亨*; 青山 誠; 山川 考一
Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics / Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO/QELS 2002), p.CPDC6_1 - CPDC6_3, 2002/00
チタンサファイアレーザーの高出力化に向けて、その励起光源である高出力Nd:ガラスレーザーの高効率・高エネルギー第二高調波(532-nm)発生を行うために、大口径CsLiBO(CLBO)結晶を用いた波長変換器を初めて開発した。34Jの入射1064-nm Nd:ガラスレーザー光に対して25-Jの高エネルギー第二高調波光が74%と高効率で得られた。この第二高調波光のエネルギーはCLBO結晶を用いて報告されている中で世界最高値である。
服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 内海 渉; 永井 隆哉*; 飯高 敏晃*; 鍵 裕之*; 片山 芳則; 井上 徹*; 八木 健彦*
no journal, ,
PLANETは、大強度陽子加速器施設J-PARCのパルス中性子施設に建設されている新しいビームラインである。このビームラインは、中性子が水素に敏感であるという特徴を用い、中性子実験によって地球及び惑星内部の水が及ぼすダイナミックスに対する影響を調べる装置である。その主たる特徴は、最大荷重1軸あたり500トンを持つ6軸型マルチアンビルプレスを搭載し、30GPa, 2000Kという高温高圧を発生させ、地球内部上部マントル条件を地上に作り出して物質の状態を調べることができることである。最新の中性子回折,イメージングの手法を用いて、高温高圧条件下にある物質の微視的,巨視的な状態をその場観察することが可能となっている。2008年から建設を開始し、分光器室内の機器に関して既にインストールを終えた。また検出器架台、高圧プレス等分光器室内に入れる機器に関しても既に製作を終え、1月にインストールする予定である。また、2011年3月7日に初ビームを受け入れ、11日の祝賀会の最中に大震災を迎えた。現状と今後のスケジュールに関しても紹介する。
服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 内海 渉; 永井 隆哉*; 飯高 敏晃*; 鍵 裕之*; 片山 芳則; 井上 徹*; 八木 健彦*
no journal, ,
超高圧中性子回折装置PLANETは、新学術領域研究及び学術創成研究の科研費資金のもと、東海村のJ-PARC/物質・生命科学研究施設に建設されている高圧専用の粉末回折装置である。その最大の特徴は一軸あたり500トンの最大荷重を持つ6油圧6軸型の大型高圧プレス(通称:圧姫)を分光器室内に導入し、高圧高温(20万気圧,2000K以上)における物質(結晶・液体)の状態を、中性子回折,中性子イメージング技術を使ってその場観察できる点である。回折実験は中性子源のパルス性を生かし、飛行時間型の測定で行われ、中性子源から出てくる白色中性子を余すことなく実験に用いている。装置性能として、測定可能なdレンジ:0.21-4.2A、測定分解能:
d/d=0.5%を持つ。当分光器は、集光ミラーを用いて、強度と分解能をバーターすることができるようになっており、高圧地球科学者のみならず全国の高圧研究者の幅広い要望に応えられるように設計がなされている。平成20年から設計・建設をはじめ、平成22年度に、念願のファーストビームを受け入れ、その後東北地方太平洋沖地震に遭った。現在、平成24年の加速器復帰日を目標に、補修,建設が進められている。
石垣 将宏*; 廣瀬 意育; 安部 諭; 永井 亨*; 渡辺 正*
no journal, ,
To estimate thermal flow in a nuclear reactor during an accident, it is important to improve the accuracy of computational fluid dynamics (CFD) analysis. Temperature and flow velocity are not homogeneous and have large variations in a reactor containment vessel because of its very large volume. In addition, the importance of the influence of variations of initial and boundary conditions is pointed out by Kelm, et al(2016). Therefore, it is necessary to set the initial and boundary conditions that take into account the variations of these physical quantities. However, it is a difficult subject to set such complicated initial and boundary conditions. Then, we can obtain realistic initial and boundary conditions by data assimilation, and we can improve the accuracy of the simulation result. We applied the data assimilation by ensemble Kalman filter for natural convection simulation, and we discuss the improvement of the simulation result. By the data assimilation using only the temperature as the observed data, we succeeded in calculating the temperature and velocity distributions accurately.
園田 真也*; 高田 淳史*; 谷森 達*; 津田 雅弥*; 田原 圭祐*; 小林 滉一郎*; 谷垣 実*; 永井 晴康; 中山 浩成; 佐藤 大樹
no journal, ,
京都大学が開発中の電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)は、ガンマ線の到来方向を一意に決定し定量性のあるガンマ線画像を取得できる唯一の検出器である。ETCCは2方向からの同時測定で定量的な3次元分布が得られることを見込んでいる。この新しい検出器の実証を行うため、京都大学複合原子力科学研究所にある原子炉炉室のキャットウォークから炉心を見下ろす方向にETCCを設置して炉室内のガンマ線分布を測定した。本講演ではイメージング分析結果を報告する。
服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 阿部 淳; 内海 渉; 永井 隆哉*; 鍵 裕之*; 飯高 敏晃*; 片山 芳則; 井上 徹*; et al.
no journal, ,
超高圧中性子回折装置PLANETは、東海村のJ-PARC物質生命科学実験施設(MLF)に建設されている高圧専用の分光器である。「水素をよく見ることができる」という中性子の特徴を生かし、地球ダイナミクスに及ぼす水の影響を調べることを、その主たる目的としている。その最大の特徴は一軸あたり500トン重の最大荷重を持つ6油圧6軸型の大型高圧プレス(通称:圧姫)を分光器室内に導入し、高圧高温(30万気圧,2000K以上)における物質(結晶・液体)の状態を、中性子回折,中性子イメージング技術を使って調べることができる点である。現在、新学術領域研究及び学術創成研究の科学研究費補助金を資金に建設が進められている。本発表では、その概要と建設状況に関して紹介する。2010年度、分光器室である遮蔽体、実験に必要な中性子を切り出すチョッパー、試料部までに効率的に中性子を輸送するスーパーミラーガイド管、放射線安全を担保するインターロックのインストールを終え、2011年3月にfirst beamを受け入れた。2011年夏に、高圧プレス,検出器架台,入射コリメータをインストールし、中性子ビームを用いた本格的なコミッショニングが始まる予定である。
永井 晴康; 寺田 宏明; 谷森 達*
no journal, ,
原子力機構では、東京電力福島第一原子力発電所事故における教訓や詳細解析による対応経験から、原子力緊急時に関する様々な対応について、大気拡散シミュレーションを最大限に活用するために、大気拡散予測システムWSPEEDI-IIの予測性能と信頼性を高めるための研究開発を進めている。本報告では、現在実施している研究開発として、様々な条件に対する詳細な大気拡散計算結果を即座に作成できる大気拡散データベースシステム、大気拡散シミュレーションと環境モニタリングデータの融合解析により原子力事故時に放射性物質の放出源情報を推定するシステム、及び放射性物質の大気拡散シミュレーションと放射線計測を融合して大気中放射性核種の3次元濃度分布を導出するシステム(プルーム可視化システム)について紹介する。
服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛*; 内海 渉; 永井 隆哉*; 飯高 敏晃*; 鍵 裕之*; 片山 芳則; 井上 徹*; 八木 健彦*
no journal, ,
超高圧中性子回折装置PLANETは、東海村のJ-PARC物質生命科学実験施設(MLF)に建設されている高圧専用の分光器である。「水素をよく見ることができる」という中性子の特徴を生かし、地球ダイナミクスに及ぼす水の影響を調べること目的としている。その最大の特徴は一軸あたり500トン重の最大荷重を持つ6油圧6軸型の大型高圧プレス(通称:圧姫)を分光器室内に導入し、高圧高温(30万気圧,2000K以上)における物質(結晶・液体)の状態を、中性子回折,中性子イメージング技術を使って調べることができる点である。2008年11月より設計、建設が始められ、2011年12月時点で約8割の建設が終わった。この発表がなされる2012年1月中旬までには、メインの装置となる大型プレス機もインストールされ、建設の最終段階を迎える。これまで、BL11の建設は数々の不幸(?)に見舞われたが雑草のごとく生き延び、いよいよ完成する。これまでの建設における履歴を双六形式にまとめ紹介する予定である。
服部 高典; 有馬 寛; 阿部 淳; 佐野 亜沙美; 内海 渉; 永井 隆哉*; 鍵 裕之*; 飯高 敏晃*; 片山 芳則; 井上 徹*; et al.
no journal, ,
新しい高圧中性子ビームラインPLANETが、J-PARCの生命物質科学研究施設(MLF)に建設されている。本稿では、そのデザインコンセプトと建設の現状を紹介する。PLANETは、高圧下での物質,鉱物中の水,水素の状態を調べるために建設されている中性子粉末回折計である。その最大の特徴は、最大荷重1500トンを持つ大型プレスが配備されることである。この装置と、最新の中性子技術を組合せることで、物質,鉱物に対する水や水素の影響を、約10GPa,数千Kの条件で調べることができる。この分光器を使うことにより、hydrousな地球及び惑星の深部の状態を推測することできると期待される。
