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論文

Electrochemical properties of zirconium in highly concentrated plutonium nitrate solution

中原 将海; 佐野 雄一; 阿部 仁

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.52 - 55, 2018/11

商用再処理施設におけるZr製のPu濃縮缶の高経年変化に対する評価に資するため、硝酸Pu溶液を用いた電気化学試験を行った。Zrの自然浸漬電位は、Pu濃度、HNO$$_{3}$$濃度及び温度が増加するに従い上昇する傾向を示した。しかしながら、本試験結果からはZrは、硝酸Pu溶液に対して十分な耐食性を示すことが示唆された。

論文

Partitioning of plutonium by acid split method with dissolver solution derived from irradiated fast reactor fuel with high concentration of plutonium

中原 将海; 佐野 雄一; 野村 和則; 竹内 正行

Journal of Chemical Engineering of Japan, 51(3), p.237 - 242, 2018/03

 パーセンタイル:100(Engineering, Chemical)

酸分配法における高Pu濃度フィード溶液条件におけるPuの分配挙動を調べるため、向流多段試験を行った。フィード溶液に比べてU/PuプロダクトのPu富荷度を1.51倍に高めることができた。Pu分配工程において、Pu重合体や第三相の生成はみられず、安定して遠心抽出器の運転が行われた。

論文

Actinides recovery from irradiated fuel for SmART cycle

佐野 雄一; 渡部 創; 中原 将海; 粟飯原 はるか; 竹内 正行

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference (GLOBAL 2017) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2017/09

CPFにおいて照射済燃料から数gのMAを回収し、AGFにおいてMA含有MOX燃料を製造した後、常陽において照射試験を行うSmARTサイクル構想を進めている。本報告では、CPFで実施したMAを含むアクチニド回収に係る研究開発について、過去実施した溶媒抽出法及び抽出クロマトグラフィによるアクチニド回収技術をレビューするとともに、SmARTサイクルの一環として実施した各方法によるアクチニド回収試験の概要をまとめた。

論文

SPECT imaging of mice with $$^{99m}$$Tc-radiopharmaceuticals obtained from $$^{99}$$Mo produced by $$^{100}$$Mo(n,2n)$$^{99}$$Mo and fission of $$^{235}$$U

橋本 和幸; 永井 泰樹; 川端 方子; 佐藤 望*; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司*; 太田 雅之; 今野 力; 落合 謙太郎; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(4), p.043202_1 - 043202_4, 2015/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:58.15(Physics, Multidisciplinary)

The distribution of $$^{99m}$$Tc-radiopharmaceutical in mouse was obtained with SPECT for the first time using $$^{99m}$$Tc, which was separated by thermochromatography from $$^{99}$$Mo produced via the $$^{100}$$Mo(n,2n)$$^{99}$$Mo reaction with accelerator neutrons. The SPECT image was comparable with that obtained from a fission product $$^{99}$$Mo. Radionuclidic purity and radiochemical purity of the separated $$^{99m}$$Tc and its aluminum concentration met the United States Pharmacopeia regulatory requirements for $$^{99m}$$Tc from the fission product $$^{99}$$Mo. These results provide important evidence that $$^{99m}$$Tc radiopharmaceutical formulated using the $$(n,2n)$$ $$^{99}$$Mo can be a promising substitute for the fission product $$^{99}$$Mo. A current and forthcoming problem to ensure a reliable and constant supply of $$^{99}$$Mo in Japan can be partially mitigated.

論文

Two-mode fission; Experimental verification and characterization of two fission-modes

永目 諭一郎; 中原 弘道*

Radiochimica Acta, 100(8-9), p.605 - 614, 2012/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:48.35(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

Experimental verification and characterization of the two-mode fission are reviewed. The presence of two independent deformation-paths in low energy fission of actinides is demonstrated by studying correlation among saddle-point configurations, scission-point configurations, and mass-yield distributions; the elongated scission configuration is related with the fission process that goes over a higher threshold energy and results in a symmetric mass-division mode, while the compact scission configuration with the process that experiences a lower threshold ends up with an asymmetric mass-division mode. Based on an extensive systematic analysis of scission properties in a wide range of actinide fission, the bimodal fission observed in the spontaneous fission of the heavy actinides is interpreted as the result of the presence of two fission paths, namely, the ordinary asymmetric fission path and a strongly shell-influenced symmetric mode.

論文

Tolerance of anhydrobiotic eggs of the tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$ to extreme environments

堀川 大樹*; 山口 理美*; 坂下 哲哉; 田中 大介*; 浜田 信行*; 行弘 文子*; 桑原 宏和*; 國枝 武和*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; et al.

Astrobiology, 12(4), p.283 - 289, 2012/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:29.48(Astronomy & Astrophysics)

クマムシの乾燥休眠状態である卵の孵化率について、宇宙空間の特徴的な極限環境要因である放射線(Heイオン線),極低温,高真空に対する耐性を調べた。その結果、50%が孵化できない線量が約500Gy, -196度に曝されても70%以上が孵化し、6$$times$$10$$^{-5}$$Paの高真空においた後でも孵化することができることがわかった。以上の結果から、宇宙空間であってもクマムシの耐性能力により、乾眠状態であるならば、存在できる可能性が示唆された。

論文

Production and chemistry of transuranium elements

永目 諭一郎; 平田 勝; 中原 弘道*

Handbook of Nuclear Chemistry, p.817 - 875, 2011/02

This chapter reviews historical perspective of transuranium elements and recent progress on production and studying nuclear properties of transuranium nuclei. Exotic decay properties of heavy nuclei are also introduced. Chemical properties of transuranium elements in aqueous and solid states are summarized based on the actinide concept. For new application of studying transuranium, an X-ray absorption fine structure (XAFS) method and computational chemistry are surveyed.

論文

Nuclear-charge polarization at scission in proton-induced fission of $$^{233}$$U

西中 一朗; 谷川 勝至*; 永目 諭一郎; 中原 弘道*

European Physical Journal A, 47(1), p.1 - 8, 2011/01

 被引用回数:14 パーセンタイル:26.67(Physics, Nuclear)

$$^{233}$$Uの11.5MeV陽子誘起核分裂における二次分裂片の最確核電荷を二重飛行時間法で測定した質量収率と放射化学的手法で測定し文献に報告された部分累積収率と独立収率から決定した。二次分裂片質量数について放出中性子数を補正し、切断点での一次分裂片の核電荷分極を求めた。その結果から、切断点での核電荷分極は、原子核のポテンシャルエネルギーによって決まり、分裂核の質量数,励起エネルギー、そして中性子-陽子数比にほとんど依存しないことを明らかにした。

論文

Anhydrobiosis-associated nuclear DNA damage and repair in the Sleeping Chironomid; Linkage with radioresistance

Gusev, O.*; 中原 雄一*; Vanyagina, V.*; Malutina, L.*; Cornette, R.*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 黄川田 隆洋*; 小林 泰彦; 奥田 隆*

PLoS ONE (Internet), 5(11), p.e14008_1 - e14008_9, 2010/11

 被引用回数:34 パーセンタイル:26.71(Multidisciplinary Sciences)

これまでに、クリプトビオシス状態(体内の水分をほぼ完全に失っても生命を維持できる状態)のネムリユスリカは放射線耐性が上昇していることを明らかにしてきた。その原因として考えられてきたトレハロースによる生体分子保護機構に加えて、今回、高いDNA修復能力と活性酸素除去機構を発見した。コメットアッセイを用いて、クリプトビオシス状態でも70GyのHeイオンを浴びた幼虫と同程度の損傷(DNA切断)を負っていること、蘇生後約4日間でほぼ完全にこの損傷が修復できることがわかった。また、遺伝子発現解析により、クリプトビオシス誘導時には、DNA修復や活性酸素除去,シャペロンにかかわる遺伝子の発現が上昇することが明らかとなった。

論文

Uranium, plutonium and neptunium co-recovery with high nitric acid concentration in extraction section by simplified solvent extraction process

中原 将海; 佐野 雄一

Radiochimica Acta, 97(12), p.727 - 731, 2009/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.9(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

U, Pu及びNp共回収を目的とした簡素化溶媒抽出プロセスにおけるNp挙動の研究を行った。高HNO$$_{3}$$濃度フィード溶液と高HNO$$_{3}$$濃度洗浄液の2つのフローシートについて照射済燃料溶解液を用いた試験を行った。Npの回収は、高HNO$$_{3}$$濃度フィード溶液の方が効率的に行われた。これは、フィード溶液内で非抽出性のNp(V)が効率的に抽出性のNp(VI)に酸化し、また抽出工程におけるHNO$$_{2}$$の影響が小さくなるためである。

報告書

簡素化溶媒抽出法によるU, Pu及びNp共回収; 抽出段の高硝酸濃度化に伴うNpの抽出挙動への影響評価

中原 将海; 佐野 雄一; 小泉 務

JAEA-Research 2008-078, 24 Pages, 2008/10

JAEA-Research-2008-078.pdf:0.98MB

先進湿式再処理プロセスに関連して、U, Pu及びNp共回収を目的とした簡素化溶媒抽出法の研究が行われている。本研究では、低HNO$$_{3}$$濃度のフィード溶液及び高HNO$$_{3}$$濃度の洗浄液を採用することにより、抽出段を高HNO$$_{3}$$濃度に調整し、Npの抽出挙動に及ぼす影響を評価する。本試験は、「常陽」Mk-I及びMk-II照射済炉心燃料溶解液をフィード溶液として用いた。フィード溶液中のPuの原子価はNOxガスを吹き込むことによりPu(IV)に調整した。また、フィード溶液及び洗浄液のHNO$$_{3}$$濃度を3.9M及び10Mに調製し、抽出段においてNp(V)からNp(VI)への酸化反応の促進を試みた。抽出段におけるHNO$$_{3}$$濃度の増加により、押出運転後におけるNpの物質収支については、ラフィネートへ6.3%リークし、プロダクトへは91.2%回収された。この結果より、洗浄液の高HNO$$_{3}$$濃度化は、Npの回収において有効であることを確認した。また、プロダクト中のU, Puに対するtotal-$$gamma$$の除染係数は、5.1$$times$$10$$^{4}$$であり、過去の試験とほぼ同等の値を示した。

論文

Establishment of a rearing system of the extremotolerant tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$; A New model animal for astrobiology

堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 行弘 文子*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; et al.

Astrobiology, 8(3), p.549 - 556, 2008/06

 被引用回数:48 パーセンタイル:13.48(Astronomy & Astrophysics)

クマムシの一種、ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$を餌として培養可能であることを報告する。本飼育条件にて、クマムシの平均寿命は35日、卵の孵化に要する時間が5.7日、孵化後9日で排卵した。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196$$^{circ}$$Cの超低温や100$$^{circ}$$Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000Gyの$$^{4}$$Heイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。

論文

Uranium, plutonium and neptunium co-recovery with irradiated fast reactor MOX fuel by single cycle extraction process

中原 将海; 佐野 雄一; 野村 和則; 鷲谷 忠博; 小巻 順

Proceedings of 3rd International ATALANTE Conference (ATALANTE 2008) (CD-ROM), 5 Pages, 2008/05

マイナーアクチニドのうち、NpはNp(IV)もしくはNp(VI)においてリン酸トリブチル(TBP)にU及びPuとともに抽出することが可能である。このプロセスでは、分配,精製工程を削除し、単サイクルによりU, Pu及びNpを一括回収するフローシートを設定した。本研究は、高速炉「常陽」の照射済燃料溶解液を使用し、ミキサセトラより滞留時間の短い遠心抽出器により実施した。フィード溶液は、高HNO$$_{3}$$濃度に調整し、TBPに抽出可能なようにNp(VI)への酸化を試みた。これによりNpはU, Puとともに約99%回収可能であった。一連の研究により、フィード溶液の高HNO$$_{3}$$濃度化は、Npの回収において有効であることが実証できた。

論文

Dissolution of powdered spent fuel and U crystallization from actual dissolver solution for "NEXT" process development

野村 和則; 比内 浩; 中原 将海; 鍛治 直也; 紙谷 正仁; 大山 孝一; 佐野 雄一; 鷲谷 忠博; 小巻 順

Proceedings of 3rd International ATALANTE Conference (ATALANTE 2008) (CD-ROM), 5 Pages, 2008/05

U crystallization process from the dissolver solution of the spent nuclear fuel has been developed as one of the key essential technologies for the "NEXT" process development. Since several tens % of U is supposed to be recovered at the crystallization process, it is expected to reduce the total mass of nuclear material to be treated in the solvent extraction process. For the U crystallization, it is desirable to prepare the dissolver solution of relatively high U concentration. Although the conventional dissolution method needs significantly long dissolution time in order to obtain the dissolver solution of high U concentration with high dissolution ratio, it is expected the effective dissolution is achieved by powderizing the spent fuel. The beaker-scale experiments on the effective powdered fuel dissolution and the U crystallization from dissolver solution with the irradiated MOX fuel from the experimental fast reactor "JOYO" were carried out at the Chemical Processing Facility (CPF) in Tokai Research and Development Center. The powdered fuel was effectively dissolved into the nitric acid solution and the results were compared with the calculation results of the simulation model. In the U crystallization trials, U crystal was obtained from the actual dissolver solution without any addition of reagent.

論文

Fluoride complexation of element 104, rutherfordium (Rf), investigated by cation-exchange chromatography

石井 康雄; 豊嶋 厚史; 塚田 和明; 浅井 雅人; 當銘 勇人; 西中 一朗; 永目 諭一郎; 宮下 直*; 森 友隆*; 菅沼 英夫*; et al.

Chemistry Letters, 37(3), p.288 - 289, 2008/03

 被引用回数:17 パーセンタイル:43.4(Chemistry, Multidisciplinary)

104番元素ラザホージウム(Rf)の低次フッ化物錯体の形成を調べるため、HF/HNO$$_{3}$$水溶液系におけるRfの陽イオン交換挙動を4価の陽イオンであるZr, Hf及びThの挙動と比較を行った。AIDA(${it $alpha$}$線測定装置結合型自動迅速イオン交換分離装置)を用いた加速器オンライン実験でRfの陽イオン交換挙動を調べた。原子力機構タンデム加速器施設において、$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5${it n}$)により合成した$$^{261}$$Rf(半減期: 78s)をHe/KClガスジェット搬送法によりAIDAへ搬送し130秒間捕集した。これを250$$mu$$LのHF/0.1M HNO$$_{3}$$水溶液で溶解し、1.6mm i.d.$$times$$7.0mm又は1.0mm i.d.$$times$$3.5mmの陽イオン交換カラムへ溶離展開させ、その溶出液をTa皿に捕集した。その後、0.1M HF/0.1M HNO$$_{3}$$によってカラム中の残留物を溶出させ、別のTa皿に捕集した。これらを蒸発乾固させた後、600mm$$^{2}$$のPIPS検出器で$$^{261}$$Rfの${it $alpha$}$線を測定しその分配係数を求めた。HF/0.1M HNO$$_{3}$$においてZr, Hf, Th及びRfは、フッ化物イオン濃度の増加に従いその${it K}$ $$_{d}$$値が減少した。これは、これらのイオンにフッ化物イオンが配位することによって、陽イオン交換樹脂への吸着性能が減少したものと考えられる。陽イオン交換樹脂への吸着の強さの順序はZr$$sim$$Hf$$>$$Rf$$>$$Thとなり、これは各元素のイオン半径の大きさの順序と一致した。

論文

Effect of ion beam irradiation for microspores of eggplant (${it Solanum melongena}$ L.)

佐伯 由美*; 高田 衣子*; 内村 要介*; 平島 敬太*; 中原 隆夫*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 田中 淳

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 70, 2008/03

ナスの萼や葉柄にあるトゲは、作業時の怪我や果実を損傷する問題があることから、トゲがない品種が望まれている。このため、小胞子培養とイオンビーム突然変異育種を組合せ、トゲのない変異体の早期作出を図った。今回は、ナス系統「AE-P11」(${it Solanum melongena}$ L.)の変異体を効率的に作出するため、その小胞子へのイオンビーム照射線量がカルス形成率に及ぼす影響を調査した。無照射でのカルス形成数に対する各照射線量のカルス形成率は、線量0.5Gyでは91%、1Gyで80%、2Gyで48%、5Gyで12%、10Gyで5%、20Gyで3%と、照射線量が増加するに従ってカルス形成率が低下した。現在、320MeV炭素イオンビームを0.5から20Gy照射した小胞子からカルスが約400個形成し、カルスから倍加半数体を再生中である。今後、これらの再生植物体について、トゲのない変異体を選抜する予定である。

論文

Radiation tolerance linked to anhydrobiosis in ${it Polypedilum vanderplanki}$

中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 藤田 昭彦*; 堀川 大樹*; 奥田 隆*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 和田 成一*; et al.

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 113, 2008/03

本研究では、4種類のネムリユスリカ幼虫:(1)非乾燥幼虫,(2)非乾燥と乾燥との中間に位置する中間体幼虫,(3)乾燥幼虫,(4)乾燥から水に戻してすぐの幼虫について高LET放射線の影響を調べた。中間体幼虫と水に戻してすぐの幼虫は、非乾燥幼虫と比べてより長い期間生存した。これは、非乾燥幼虫であっても放射線耐性が増強することを意味する。乾燥幼虫になるための生理的変化トレハロースの蓄積,損傷修復能力の増加は、非乾燥幼虫の放射線耐性の増強と良い相関があった。加えて、乾燥幼虫は4種類の幼虫の中で最も放射線耐性が強かった。

論文

Hexafluoro complex of rutherfordium in mixed HF/HNO$$_{3}$$ solutions

豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦*; 後藤 真一*; 石井 康雄; 西中 一朗; 佐藤 哲也; 永目 諭一郎; et al.

Radiochimica Acta, 96(3), p.125 - 134, 2008/03

 被引用回数:23 パーセンタイル:13(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)$$^{261}$$Rf反応により104番元素ラザホージウム(Rf)を生成し、陰イオンフッ化物錯体の形成を陰イオン交換法を用いて調べた。フッ化物イオン濃度0.0005-0.013MでRfヘキサフルオロ錯体[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$が形成することを初めて明らかにした。[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$の形成は同族元素Zr, Hfのヘキサフルオロ錯体と著しく異なり、[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$の錯形成定数は同族元素Zr, Hfの錯形成定数より少なくとも一桁小さいことを明らかにした。

論文

Uranium crystallization study with irradiated MOX fuel

野村 和則; 中原 将海; 矢野 公彦; 佐野 雄一; 柴田 淳広; 鷲谷 忠博

Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2007 (ISETS '07) (CD-ROM), p.1058 - 1061, 2007/11

The uranium crystallization study has been carried out with various solutions. Several tens % of uranium was recovered from the simulated dissolver solution. As the results of the tests, pre-adjustment of the plutonium valence to (+4) was necessary to prevent plutonium co-crystallizing with uranium. Among the fission products, cesium behavior in some trials with the actual dissolver solution was different from that with the simulated dissolver solution. Decontamination factor of cesium to uranium crystals was about 100 in the simulated dissolver solution tests. From the other trials, however, it was suggested that the cesium was precipitated, and accompanied with uranium crystals. This cesium behavior is under investigation while the modification of the process conditions of the uranium crystallization and a new technology of crystal purification has been studying.

論文

Nuclear-charge polarization at scission in the 12 MeV proton-induced fission of $$^{232}$$Th

西中 一朗; 中原 弘道*; 永目 諭一郎

European Physical Journal A, 33(2), p.231 - 236, 2007/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:60.05(Physics, Nuclear)

12MeV陽子誘起核分裂における分裂片の収率に基づいて2次分裂片核電荷分布の最確値を評価し、1次分裂片からの放出中性子数を補正することで切断点での核電荷分極を高い精度で求めた。切断点での核電荷分極の分裂片質量数依存性は、熱中性子核分裂と良い一致を示すことがわかった。この結果からアクチノイドの非対称分裂では、切断点での核電荷分極は、分裂核の質量数や励起エネルギーに依存せず、原子核の液滴的性質と分裂片の陽子数50に基づく殻構造によって強く支配されていることを明らかにした。

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