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宮川 鈴衣奈*; 上林 大介*; 中村 浩隆*; 橋田 昌樹*; Zen, H.*; 染川 智弘*; 松岡 健史*; 小倉 広之*; 寒河江 大輔*; 瀬戸 雄介*; et al.
Scientific Reports (Internet), 12, p.20955_1 - 20955_8, 2022/12
大型放射光施設(SPring-8)にて原子力研究機構が有するビームラインBL22XUの応力イメージング装置を用いて、レーザー誘起周期構造(Laser-Induced Periodic Surface Structure: LIPSS)の結晶評価を行った。測定対象のLIPSSは、Ti:Sapphireレーザー(波長800nm)とMIR-FEL(中赤外自由電子レーザー:波長11.4
m)の2種の近・中赤外フェムト秒レーザーを用い、Si基板上に形成された。これらのレーザーは波長の違いの他、レーザーパルスの構造に違いがあり、その違いが形成されるLIPSSの構造に与える影響があることが分かった。放射光XRDにより、Ti:Sapphireレーザーによって形成されたLIPSSは、転位などの欠陥は発生せずに結晶性を維持するものの残留歪が存在することが判明した。一方、MIR-FELによって形成されたLIPSSは、残留歪はないものの転位などの欠陥が発生していることが分かった。これらの結果から、LIPSSを形成する光源レーザーの選択により、結晶状態の異なるLIPSSが得られることが分かった。これらの情報は、今後のLIPSSの機能的応用に向けた取り組みにおいて、有用な情報となりうる。
安藤 亮介; 阿部 輝宜; 中村 孝久
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 6(4), p.153 - 164, 2015/02
「ふげん」実機材を対象として各経年劣化事象への研究適用性、有用性の検討の一環として、二次冷却系の鋼管の減肉の調査を行った。廃止措置により解体作業が進められている「ふげん」実機配管の肉厚の詳細測定結果等を行い、検査結果と補充することで減肉率データの信頼性について検討を行った。更に、「ふげん」実機データに基づき、配管減肉予測式精度の向上、配管減肉管理の合理化、配管減肉対策の妥当性検証について検討を行った。
阿部 輝宜; 野際 公宏*; 鬼塚 貴志*; 中村 孝久; 榊原 安英
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 6(4), p.146 - 152, 2015/02
廃止措置が進められている「ふげん」より採取された実機材を用いて熱時効脆化の発生状況を確認すると共に、脆化予測式モデルの妥当性について検討を行った。シャルピー衝撃エネルギーの実測値に対して、H3Tモデルによる予測値は脆化の程度を厳しく予測していることが確認された。また同時に活性化エネルギーや脆化の感受性などについて、脆化機構に基づいた検討を行うことにより、脆化予測の高精度化の余地があることが示唆された。
瀬谷 道夫; 直井 洋介; 小林 直樹; 中村 孝久; 羽島 良一; 曽山 和彦; 呉田 昌俊; 中村 仁宣; 原田 秀郎
核物質管理学会(INMM)日本支部第35回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/01
日本原子力研究開発機構(JAEA)の核不拡散・核セキュリティ総合支援センターは、JAEAの他部門と協力して、核セキュリティ・核不拡散のための以下の先進核物質非破壊検知・測定基礎技術開発プログラムを実施してきている。(1)使用済燃料中プルトニウム非破壊測定(NDA)実証試験(PNAR法+SINRD法) (JAEA/USDOE(LANL)共同研究、平成25年度終了)、(2)レーザー・コンプトン散乱
線非破壊測定技術開発(大強度単色線源基礎実証)、(3)ヘリウム3代替中性子検出技術開発、(4)中性子共鳴濃度分析法技術開発(JAEA/JRC共同研究)。この報告では、これらについてその概要を紹介する。
野際 公宏; 鬼塚 貴志; 阿部 輝宜; 榊原 安英; 堀江 薫; 中村 孝久
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(9), p.883 - 890, 2013/09
被引用回数：2 パーセンタイル：19.77(Nuclear Science & Technology)低温で長期使用されたステンレス鋳鋼の熱時効の影響を調査するために「ふげん」実機材の衝撃試験と微細組織評価を行った。本研究では熱時効脆化の主原因とされるフェライト相におけるスピノーダル分解反応に着目し、微細組織評価として3DAPを用いた評価を実施した。シャルピー衝撃試験及び3DAP分析評価の結果から、BWR相当の実機環境で使用された「ふげん」実機材においても、初期段階ではあるが熱時効脆化の兆候が確認された。
林 健太; 中村 孝久; 高城 久承; 堀江 薫; 中山 保; 橋本 和彦; 林 省一; 中村 信二; 竹中 茂樹; 石塚 信男; et al.
Proceedings of INMM 54th Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2013/07
新型転換炉ふげんは福井県敦賀市にある重水減速沸騰軽水冷却型原子炉の原型炉である。ふげんは2003年3月に運転を終了し、現在は廃止措置(解体)段階にあるが、その使用済燃料貯蔵プールにはMOX及びUO
の使用済燃料が存在する。ふげんは原型炉であることから、使用済燃料貯蔵プールでの燃料取扱には柔軟性があり、使用済燃料にかかわる各種の測定試験を行うことができる。そのような特徴を活かして、JAEAとU.S.DOE(LANL)は、統合PNAR・SINRD装置によるPu量の非破壊測定試験を2013年6月末より実施する。本発表では、JAEA/USDOE共同研究PAS24において、ふげんで実施したPu-NDA装置(統合PNAR+SINRD)によるふげん使用済燃料の実測定及び、事前に実施したリハーサルの試験結果等について報告する。
片野 好章; 江原 里泰; 高城 久承; 中村 孝久; Bolind, A.; 瀬谷 道夫
核物質管理学会(INMM)日本支部第33回年次大会論文集(インターネット), 10 Pages, 2012/10
新型転換炉「ふげん」は、重水減速沸騰軽水冷却圧力管型の原型炉である。「ふげん」は2003年3月に運転を終了し、現在は廃止措置段階にあるが、燃料貯蔵プールには使用済MOX燃料を保有しており、燃料の非破壊測定(NDA)試験を柔軟に実施することが可能である。原子力機構と米国ロスアラモス国立研究所(LANL)は、統合PNAR/SINRD(Passive Neutron Albedo Reactivity/Self-Interrogation Neutron Resonance Densitometry)装置によるNDA試験を2013年に「ふげん」において行うことを計画し、現在、LANLでは統合PNAR/SINRD装置の設計・製作を、原子力機構では試験の準備を実施している。NDA試験のための準備において、特に、試験条件等を規制、安全基準に合致させることは、商業用軽水炉における同様なNDA測定に向け重要な教訓になるものと考えられることから当該試験の準備の実施状況について報告する。
Bolind, A.; 呉田 昌俊; 曽山 和彦; 羽島 良一; 原田 秀郎; 中村 孝久; 瀬谷 道夫
核物質管理学会(INMM)日本支部第33回年次大会論文集(インターネット), 10 Pages, 2012/10
日本原子力研究開発機構は、保障措置及び核セキュリティに関する核物質計測及び検知にかかわる先端技術開発の4つのプログラムを進めている。最初のテーマでは、
He(比例計数管)の代替としてZnSセラミックシンチレータ中性子検出器を利用した非破壊分析(NDA)システムを設計するとともに、シミュレーションを実施した。二つ目のプログラムである核共鳴蛍光(NRF)を利用した核分裂性物質のNDAの基礎実証について、平成23年度より、プローブとして使う大強度単色線の発生実証を行うため、高エネルギー加速器研究機構のエネルギー回収型リニアックに接続する電子周回軌道部の製作を開始し、24年度に周回部を完成させる予定である。また、NRF反応をシミュレーションするコードの検証作業をJAEA・DOE共同研究として開始した。3つ目のプログラムは、24年度新規に開始したもので、中性子共鳴透過分析(NRTA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)を組合せた、粒子状デブリ中の核物質を測定する新しいNDAシステムの開発であり、そのプロトタイプの設計・製作に着手した。4つ目のプログラムは、2013年、ふげんの使用済み燃料を使用して行う新しいNDA装置(ロスアラモス研究所設計・製作)の測定実験であり、これまでに測定の手順等を詳細にまとめた。このNDA装置は、自発中性子反射反応度法(PNAR)と自発中性子共鳴濃度分析法(SINRD)が統合された測定法を採用している。
江原 里泰; 片野 好章; 中村 孝久; 高城 久承; Bolind, A.; 瀬谷 道夫
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
新型転換炉ふげんは福井県敦賀市にある重水減速沸騰軽水冷却型原子炉の原型炉である。ふげんは2003年3月に運転を終了し、現在は廃止措置(解体)段階にあるが、その使用済燃料貯蔵プールにはMOX及びUOの使用済燃料が存在する。ふげんは原型炉であることから、使用済燃料貯蔵プールでの燃料取り扱いには柔軟性があり、使用済燃料にかかわる各種の測定試験を行うことができる。そのような特性を生かして、原子力機構とU.S.DOE(LANL)は、統合PNAR・SINRD装置によるPu量の非破壊測定試験を2013年に行うことを計画している。現在、LANL側はPNAR・SINRD検出器の設計・製作を行い、原子力機構側は試験のための準備を行っている。本発表では、ふげんにおける同装置の試験実施場所の選定、装置の設置方法や試験手順の検討状況等について報告する。
Bolind, A.; 呉田 昌俊; 曽山 和彦; 羽島 良一; 原田 秀郎; 中村 孝久; 瀬谷 道夫
Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07
本発表は、原子力機構・核不拡散・核セキュリティ総合支援センターの保障措置及び核セキュリティに関する4つの核物質計測及び検知にかかわる先端技術開発の進展について紹介するものである。4つのうちの1つはZnSのセラミックシンチレータを材料とするHe代替中性子検出器開発である。残りの3つのうちの1つは核共鳴蛍光(NRF)による非破壊測定技術開発である。これは、エネルギー回収型リニアック(ERL)をベースにレーザーコンプトン散乱により生成させた大強度の単色線を入射させて起こす同位体特有の核共鳴蛍光散乱を利用するものである。もう一つのものは中性子共鳴透過分析(NRTA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)を組合せたもので、粒子状デブリ中の核物質を測定するものである。最後のものは、ロスアラモス国立研究所が開発中の中性子測定をベースとした使用済燃料NDA装置に関するものである。この装置は、自発中性子反射反応度法(PNAR)及び自発中性子共鳴濃度分析法(SINRD)の統合されたものである。この装置は、原子力機構とDOEの共同研究で、「ふげん」にて使用済燃料を利用した測定試験が実施される予定である。
飛田 健次; 西尾 敏*; 榎枝 幹男; 中村 博文; 林 巧; 朝倉 伸幸; 宇藤 裕康; 谷川 博康; 西谷 健夫; 礒野 高明; et al.
JAEA-Research 2010-019, 194 Pages, 2010/08
JAEA-Research-2010-019-01.pdf:48.47MBJAEA-Research-2010-019-02.pdf:19.4MB
発電実証だけでなく、最終的には経済性までを一段階で見通しうる核融合原型炉SlimCSの概念設計の成果を報告する。核融合の開発では、これまで、1990年に提案されたSSTR(Steady State Tokamak Reactor)が標準的な原型炉概念とされてきたが、本研究はSSTRより軽量化を図るため小規模な中心ソレノイドを採用して炉全体の小型化と低アスペクト比化を図り、高ベータ及び高楕円度(グリーンワルド密度限界を高めうる)を持つ炉心プラズマにより高出力密度を目指した。主要パラメータは、プラズマ主半径5.5m,アスペクト比2.6,楕円度2.0,規格化ベータ値4.3,核融合出力2.95GW,平均中性子壁負荷3MW/m
とした。この炉概念の技術的成立性を、プラズマ物理,炉構造,ブランケット,超伝導コイル,保守及び建屋の観点から検討した。
飛田 健次; 西尾 敏; 榎枝 幹男; 川島 寿人; 栗田 源一; 谷川 博康; 中村 博文; 本多 充; 斎藤 愛*; 佐藤 聡; et al.
Nuclear Fusion, 49(7), p.075029_1 - 075029_10, 2009/07
被引用回数：134 パーセンタイル：97.99(Physics, Fluids & Plasmas)最近の核融合原型炉SlimCSに関する設計研究では、おもに、ブランケット,ダイバータ,材料,保守を含む炉構造の検討に重点を置いている。この設計研究における炉構造の基本的考え方とそれに関連する課題を報告する。楕円度のついたプラズマの安定化と高ベータ化のため、セクター大の導体シェルを交換ブランケットと固定ブランケット間に設置する構造とした。また、ブランケットには、加圧水冷却,固体増殖材を採用することとした。従来の原型炉設計で検討していた超臨界水冷却を利用するブランケット概念に比べ、トリチウム自給を満足するブランケット概念の選択肢はかなり絞られる。ダイバータ技術やその材料について考慮すると、原型炉のダイバータ板での熱流束上限は8MW/m以下とすべきであり、これは原型炉で取り扱うパワー(すなわち、アルファ加熱パワーと電流駆動パワーの和)に対して大きな制約となりうる。
Hender, T. C.*; Wesley, J. C.*; Bialek, J.*; Bondeson, A.*; Boozer, A. H.*; Buttery, R. J.*; Garofalo, A.*; Goodman, T. P.*; Granetz, R. S.*; Gribov, Y.*; et al.
Nuclear Fusion, 47(6), p.S128 - S202, 2007/06
被引用回数：825 パーセンタイル：100(Physics, Fluids & Plasmas)本論文は、1999年の"ITER Physics Basis"の刊行以降に世界各国の装置で得られた重要な成果について記述したものであり、本章ではMHD安定性及びディスラプションに関する成果が記述されている。MHD安定性に関しては、(1)鋸歯状振動,(2)新古典テアリングモード,(3)抵抗性壁モード,(4)誤差磁場,(5)先進シナリオにおけるMHD安定性に関する成果が記述されていて、ディスラプションに関しては、(1)ディスラプションの特徴・原因・頻度,(2)サーマルクエンチによるエネルギーの損失と堆積,(3)電流クエンチのダイナミクス,(4)ディスラプションにより発生する逃走電子,(5)統合モデルとシミュレーション,(6)ディスラプションの回避・予測・緩和に関する成果が記述されている。
清水 宣明*; 大上 厚志*; 大槻 貴博*; 森 隆久*; 山口 華代*; 中村 孝子*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 星野 洪郎*
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 105, 2007/02
In this study, we show that heavy ion irradiation at low doses has enhancing effects on the susceptibility of NP-2/CD4/CCR5 cells to HIV-1. This enhancing effect was specifically detected when the cells were irradiated with heavy ion but not with UV-C and X-ray. Enhancement of HIV-1 infection may be accomplished by up-regulation of viral incorporation into the cells or reverse-transcription of the viral genomic RNA. Thus, heavy-ion irradiation will be a useful tool to analyze the mechanism of HIV-1 infection in human cells.
川端 一男*; 河野 康則; 草間 義紀; 間瀬 淳*; 笹尾 真実子*; 杉江 達夫; 藤田 隆明; 福田 武司*; 福山 淳*; 坂本 宜照; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 83(2), p.195 - 198, 2007/02
2006年の秋季にITPA(国際トカマク物理活動)に関する7つの会合が開催された。「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」,「周辺及びペデスタルの物理」,「定常運転」,「MHD」の5会合は、中国の成都にて「第21回IAEA核融合エネルギー会議」に引き続いて行われ、トピカルグループ間の合同会合も多数開かれた。国際装置間比較実験の結果報告のほか、国際熱核融合実験炉(ITER)のデザインレビューに関して、現状の設計への問題提起と解決策の検討を整理するためまとめられているITER Issue Cardについて活発な議論が行われた。日本の参加者は27名に上った。また、「計測」の会合は、東北大学で、「スクレイプオフ層及びダイバータ物理」の会合は、カナダのトロント大学で行われた。
中村 幸治; 飛田 健次; 福山 淳*; 武井 奈帆子; 高瀬 雄一*; 小関 隆久; Jardin, S. C.*
Nuclear Fusion, 46(8), p.S645 - S651, 2006/08
被引用回数：3 パーセンタイル：11.17(Physics, Fluids & Plasmas)プラズマ輸送改善と整合したシミュレーションを行い、非誘導電流駆動トカマクにおいて、プラズマ外部から誘導電流を揺動的に印加すると内部輸送障壁の位置と強さの双方を制御できることを示した。内部輸送障壁位置の制御性は、揺動を受ける前の非誘導電流の駆動分布に応じて異なり、LHCDのように広がりを持ち磁気軸から外れた非誘導電流駆動の場合は動き易く、広がりの狭い局所的なECCDの場合は動かないことを明らかにした。また、この磁気シア分布の外部制御によって、高自発電流プラズマでは常に劣化する傾向にある内部輸送障壁の強度を容易に回復・維持できることを示した。
朝倉 伸幸; 加藤 隆子*; 仲野 友英; 高村 秀一*; 田辺 哲朗*; 飯尾 俊二*; 中島 徳嘉*; 小野 靖*; 小関 隆久; 武智 学; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 82(7), p.448 - 450, 2006/07
2006年の1月から4月にかけて開催されたITPA(国際トカマク物理活動)の7つのトピカル物理グループ(「スクレイプオフ層及びダイバータ物理」,「MHD」,「周辺及びペデスタルの物理」,「定常運転」,「計測」,「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」)の会合に関する報告である。7つの会合を合わせて、原子力機構から担当委員12名が参加するとともに、委員外4名が発表を行った。磁場リップル低減のためのフェライト鋼装着後のプラズマ性能の向上等のJT-60の実験結果が報告された。
武井 奈帆子; 中村 幸治; 筒井 広明*; 芳野 隆治; 河野 康則; 小関 隆久; 飛田 健次; 飯尾 俊二*; 嶋田 隆一*; Jardin, S. C.*
Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(12), p.1815 - 1830, 2004/12
被引用回数：2 パーセンタイル：6.62(Physics, Fluids & Plasmas)ディスラプション直前の熱消滅の際、正磁気シアプラズマではプラズマ電流分布の急激な平坦化により電流の正スパイク現象が発生する。一方、もともとの内部インダクタンスが小さい負磁気シアプラズマでは、電流分布の平坦化により内部インダクダンスが増加し、負のスパイクが発生するとされている。また、熱消滅時の急激な圧力低下によるプラズマの内向き移動によっても常に正スパイク現象が発生するとされているが、JT-60Uではこれらの解釈に反するさまざまなスパイク現象が観測されるなど、熱消滅時のプラズマ電流挙動は未だ統一的に理解されていない。本研究では、正及び負磁気シアプラズマで観測されている電流スパイク現象の発生機構を調べるため、プラズマと真空容器との電磁相互作用を含めた磁気流体シミュレーションを行った。その結果、熱消滅時の急激な圧力低下に伴うプラズマの内向き移動により真空容器表面に渦電流が誘起され、これによりプラズマ電流重心の大半径位置が小さい場合は電流が増加し、電流重心の大半径位置が大きい場合には反対に減少し得ることを初めて指摘した。また、負磁気シアプラズマにおいても、電流分布の平坦化によりさらに内部インダクタンスが下がり正スパイク現象が発生し得ることを示し、電流スパイク現象の機構について統一的な解釈を与えた。
飛田 健次; 小関 隆久; 中村 幸治
Plasma Physics and Controlled Fusion, 46(7), p.S95 - S105, 2004/07
被引用回数：10 パーセンタイル：32.89(Physics, Fluids & Plasmas)ホール半径r/a=0.6の電流ホールを持つ核融合プラズマにおけるアルファ粒子閉じ込めとビーム電流駆動を数値解析により評価した。このように広い電流ホールが存在する場合、通常アスペクト比(約4)のトカマク炉では15%を超えるアルファ粒子損失が生じうることを示した。一方、低アスペクト比(約2)のトカマク炉は、リップル率の急速な減衰及び磁力線構造の点でアルファ粒子閉じ込めに優位であり、このような電流ホールに対しても損失は2%程度に抑えられる。ビーム電流駆動という観点では、電流ホールプラズマは要請するビームエネルギーが低く既存技術で対応できるという利点がある反面、電流ホールの維持のために必要な電流分布と実際の電流駆動分布がそろわない問題があり補助的な利用に限られる可能性がある。
白岩 俊一*; 井手 俊介; 伊藤 智之*; 御手洗 修*; 内藤 磨; 小関 隆久; 坂本 宜照; 鈴木 隆博; 高瀬 雄一*; 田中 茂利*; et al.
Physical Review Letters, 92(3), p.035001_1 - 035001_4, 2004/01
被引用回数：45 パーセンタイル：83.12(Physics, Multidisciplinary)JT-60Uにおいて、電子サイクロトロン波/低域混成派及び位置制御コイルを使うことにより中心ソレノイドをほとんど用いずにプラズマ電流を立ち上げることに成功した。これにより、自発電流割合約90%の高閉込め先進トカマクプラズマを得ることができた。
