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論文

Radiological estimation and validation for the Accelerator-Based Boron Neutron Capture Therapy Facility at the Ibaraki Neutron Medical Research Center

中島 宏; 中村 剛実; 小林 仁*; 田中 進*; 熊田 博明*

NEA/NSC/R(2021)2 (Internet), p.142 - 151, 2021/12

病院に設置可能なホウ素中性子捕捉療法(BNCT)施設の開発を目指して、茨城中性子医学研究センターでは、筑波大学, 日本原子力研究開発機構, 高エネルギー加速器などの協力の下、加速器ベースのBNCT施設が開発されている。本装置は、80kWの最大ビームパワーを持つ陽子加速器と、ターゲット, モデレータ, コリメータ, シールド(TMCS)システムで構成されている。設計概念のために、BNCTビーム条件を満たし、低放射化を達成するために、TMCSシステムにおける放射線挙動はモンテカルロ法により計算され、その結果に基づいてTMCSの構成が最適化された。また、TMCSシステムの放射線計算結果をいくつかの実験により検証し、BNCTへの適用性を示した。本報告では施設開発のための評価と検証についてレビューする。

論文

Study on characterization of colloidal silica grout for rock excavation under saline groundwater

辻 正邦*; 中島 均*; 齋藤 亮*; 沖原 光信*; 佐藤 稔紀

45th Annual Waste Management Conference (WM 2019); Encouraging Young Men & Women to Achieve Their Goals in Radwaste Management, Vol.7, p.4749 - 4763, 2020/01

活性シリカコロイドの溶液型グラウトは浸透性や耐久性に優れており、放射性廃棄物の地層処分における坑道掘削時の湧水抑制対策技術への適用が期待されている。近年日本においては、処分場が沿岸域に計画される可能性も検討されているため、海水条件下での使用を想定した溶液型グラウトの適洋性の確認や特性データの整備を進めている。本報では、海水系地下水へグラウトを注水する場合に適する新たな溶液型グラウトについて、配合調整条件を明らかにするとともに、このような海水対応グラウトの基本配合の試験体を作製し、力学的安定性や浸透注水性などの基本的な特性を取得した結果を報告する。

論文

海水条件下の岩盤亀裂に適した溶液型グラウトの特性取得

辻 正邦*; 沖原 光信*; 中島 均*; 齋藤 亮*; 青柳 和平; 佐藤 稔紀

第47回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(インターネット), p.266 - 271, 2020/01

地層処分のための工学技術として、坑道掘削時のグラウト技術(湧水抑制対策)の高度化開発が多く行われてきた。ただし、海水条件下を想定した物性取得や硬化のメカニズムを考慮した具体的な設計・施工方法は未確立である。このような状況を踏まえて、海水条件下における知見, 基本物性取得, 浸透特性取得, 研究レビューを実施したので、その概要について報告する。

論文

Characterisation of colloidal silica grout under saline groundwater; Overall results for 3-year research project

辻 正邦*; 青柳 和平; 中島 均*; 沖原 光信*; 佐藤 稔紀

Proceedings of the Nordic Grouting Symposium 2019 (Internet), 15 Pages, 2019/09

本論文は、岩盤グラウト技術の高度化を目的とした、塩水条件の地下水中の溶液型グラウトの特性取得に関する3か年の研究成果概要を示すものである。初期段階では、溶液型グラウトの最新技術に関する調査を実施した。その後、実用性のある配合方法を開発し、塩水を練混ぜ水とした場合または、塩水を浸漬水とした場合の溶液型グラウトの各種特性データを取得した。さらに、塩水条件下でのグラウト浸透に関する理論を提案し、注入試験を実施した。最終年度に開催した第2回ワークショップでは、本研究で得られた知見がグラウト技術の発展に一定の寄与するものであると認められた。

論文

Characterisation of colloidal silica grout under saline groundwater; Penetration theory and injection tests in a fracture test system

Martikainen, J.*; 辻 正邦*; Schatz, T.*; 中島 均*; 沖原 光信*; 青柳 和平; 佐藤 稔紀

Proceedings of the Nordic Grouting Symposium 2019 (Internet), 13 Pages, 2019/09

本論文は、塩水条件の地下水中の溶液型グラウトの特性取得に関する研究成果の一部を示すものである。ここでは、グラウト浸透特性に対する塩水による影響把握を目的とし、考案したグラウト浸透理論を室内試験により検証した。本理論は、Funehagの提唱する既存の浸透理論に、塩水地下水条件下を対象に時間係数$$phi$$を追加したものである。本試験では、平行平板試験装置を用いて5種類の異なる環境を模擬した地下水で装置内を満たし、ヨーロッパ製・日本製それぞれの溶液型グラウトに対して注入試験を実施した。静水環境下では、全ケースにおいて比較的均質なゲルによる浸透領域が確認された。得られた$$phi$$の分析結果から、今後の新たなグラウト手法として、$$phi$$の逆数を掛けた長いゲルタイムの配合を設計することで、必要浸透距離を確保することを提案した。本検討では知見が多く得れらたが、浸透理論の発展には更なる研究開発が必要である。

論文

わかりやすい放射線物理学; 改訂3版

多田 順一郎*; 中島 宏; 早野 龍五*; 小林 仁*; 浅野 芳裕*

わかりやすい放射線物理学; 改訂3版, 305 Pages, 2018/03

本書は、放射線物理学の入門書である。高校卒業程度の学力のある読者を対象に、「高校の物理と放射線物理学をつなぐ」というコンセプトの下に、定性的な説明を主体としたできるだけ平易な解説を行っている。本書は、「放射線物理とは何か」から始まり、特殊相対性理論入門、量子論入門、原子及び原子核の構造、放射線、放射能、放射線と物質との相互作用、加速器、放射線量などの12章から構成される。

報告書

海水条件下での溶液型グラウト特性データの取得

戸栗 智仁*; 沖原 光信*; 辻 正邦*; 中島 均*; 杉山 博一*; 齋藤 亮*; 佐藤 稔紀; 青柳 和平; 桝永 幸介

JAEA-Research 2017-013, 131 Pages, 2018/02

JAEA-Research-2017-013.pdf:8.49MB

北欧では、湧水量を大幅に少なくするために、浸透性が高くて耐久性の高い活性シリカコロイドを用いた溶液型のグラウト(以下、溶液型グラウトと呼ぶ)の研究が行われ、沿岸域の地下研において実証試験および実適用が開始されている。溶液型グラウトは海水条件下で適用され始めているが、固化のメカニズムは不明であり、施工方法も未確立である。国内外のいずれの事例において具体的な施工方法は未確立である。溶液型グラウトの周辺岩盤への影響については未知の部分が多い。このような背景を踏まえて、本業務は、資源エネルギー庁の公募事業である、「地層処分技術調査等事業(沿岸部処分システム高度化開発)」の一環として、3年程度をかけてグラウトに関する研究を行う計画であり、本報告書はその初年度の成果をまとめたものである。

論文

Latest rock grouting technologies under sea water in Nordic countries and Japan

辻 正邦*; 沖原 光信*; 中島 均*; 佐藤 稔紀; 青柳 和平

Proceedings of 6th East Asia Forum on Radwaste Management Conference (EAFORM 2017) (Internet), 6 Pages, 2017/12

地層処分場建設のための工学技術として、坑道掘削時における湧水抑制対策でグラウト技術が用いられる。沿岸部においては地下水が海水条件下にあり、セメント系のグラウト材料については大きな問題になることは指摘されていない。一方、北欧などで検討されている許容湧水量を満足するためには浸透性が高い溶液型のグラウトの適用が必須であるが、海水条件での特性データが十分ではなく、施工方法も未確立である。このため、文献調査や海外の現地視察およびワークショップを実施し、最新の知見を整備した。その結果、日本,スウェーデン,フィンランドとそれぞれ対策から課題となるポイントが配合選定、設計手法、施工手法と大きく区分されると考えられた。最終的には各国の対策を把握して、適切な設計施工を実施するのが望ましいといえる。我が国においては、注入する岩盤の地下水環境や練混ぜ水が淡水から海水条件となる可能性を想定し、ジェネリックな海水条件に対する配合対策を開発する必要があることが明らかになった。

報告書

JNDC nuclear data library of fission products; Second version

田坂 完二; 片倉 純一; 井原 均; 吉田 正*; 飯島 俊吾*; 中嶋 龍三*; 中川 庸雄; 高野 秀機

JAERI 1320, 253 Pages, 1990/09

JAERI-1320.pdf:10.61MB

JNDCのFP核データライブラリー第2版が整備された。崩壊熱の計算に大きな影響を及ぼす各核種の崩壊エネルギーを最新の測定データ及び理論計算値をもとに全面滴に見直し、改定をおこなった。その結果、崩壊熱の最新の測定結果との一致度が千秒以上の冷却時間範囲で顕著に向上した。核分裂収率も20種類の核分裂タイプに対して与えられており、第1版の10種類と比較して大幅に拡大している。第2版をもとに20の核分裂タイプの崩壊熱を計算し、その結果を33項の指数関数を使うことにより精度よくフィッティングを行った。フィッティング結果を使うことにより軽水炉のLOCAでの崩壊熱の計算その他に容易に適用することが可能である。

口頭

放射性廃棄物中のEu, Hoの分析のためのプレキャピラリー及びオンキャピラリー錯形成電気泳動法

原賀 智子; 片山 淳; 亀尾 裕; 中島 幹雄; 星野 仁*

no journal, , 

放射性廃棄物の放射能評価技術開発の一環として、$$gamma$$線放出核種の放射化学分離法を簡易化するための検討を行った。本報告では、放射性廃棄物中のEuとHoの分析を目的として、プレキャピラリー錯形成法とオンキャピラリー錯形成法を組合せた電気泳動法の適用性を検討した。プレキャピラリー錯形成試薬として、芳香族ポリアミノカルボン酸を使用し、オンキャピラリー錯形成補助試薬として、イミノ二酢酸等を泳動液に添加することにより、試料中のマトリックス元素であるAl, Fe, Ca, NaからEu及びHoを分離検出することが可能となった。

口頭

キャピラリー電気泳動法による放射性廃棄物中のランタノイド及びアクチノイドの分析

原賀 智子; 片山 淳; 亀尾 裕; 中島 幹雄; 星野 仁*

no journal, , 

放射性廃棄物の放射能評価技術開発の一環として、放射性核種の化学分離法を簡易化するための検討を行った。本報告では、放射性廃棄物中のランタノイド及びウランの分析を目的として、試料中のマトリックス金属イオンとの効率良い分離を試みた。オンキャピラリー錯形成法やプレキャピラリー錯形成法を適用することによって、測定目的となる金属イオンの選択的な分離検出が可能となった。

口頭

放射性廃棄物中のEu,Hoの分析に対するプレキャピラリー及びオンキャピラリー錯形成電気泳動法の適用性

原賀 智子; 片山 淳; 亀尾 裕; 中島 幹雄; 星野 仁*

no journal, , 

放射性廃棄物の放射能評価技術開発の一環として、$$gamma$$線放出核種の放射化学分離法を簡易化するための検討を行った。本報告では、放射性廃棄物中のEuとHoの分析を目的として、プレキャピラリー錯形成法とオンキャピラリー錯形成法を組合せた電気泳動法の適用性を検討した。プレキャピラリー錯形成試薬として、芳香族ポリアミノカルボン酸を使用し、オンキャピラリー錯形成補助試薬として、イミノ二酢酸等を泳動液に添加することにより、試料中のマトリックス元素であるAl, Fe, Ca, NaからEu及びHoを分離検出することが可能となった。

口頭

放射性廃棄物中のウランの分析に対するプレキャピラリー錯形成電気泳動法の適用性

原賀 智子; 亀尾 裕; 片山 淳; 中島 幹雄; 高橋 邦明; 星野 仁*

no journal, , 

放射性廃棄物の放射能評価技術開発の一環として、放射性核種の化学分離法を簡易化するためにキャピラリー電気泳動法の適用性を検討した。本報告では、廃棄物試料中のウランの分析を目的として、プレキャピラリー錯形成法に着目し、試料中のマトリックス金属イオンとの効率的な分離を試みた。錯形成試薬としてフェナントロリン誘導体を使用することにより、マトリックス元素として、Al, Fe, Ca, Eu及びHoと分離することができ、ウランの検出が可能であることがわかった。

口頭

茨城BNCT施設用8MeV, 80kW陽子加速器の建設

小林 仁*; 栗原 俊一*; 松本 浩*; 吉岡 正和*; 松本 教之*; 熊田 博明*; 松村 明*; 櫻井 英幸*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; et al.

no journal, , 

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)装置の建設を進めている。施設名称は茨城中性子先端医療研究センター(仮称)で、茨城県のいばらき量子ビーム研究センターの敷地内(茨城県東海村)に設置される。建物はこの装置に合わせて現在改修が進められている。BNCTは原子炉からの中性子を利用して長年の治療実績が積み重ねられた。病院内に設置できる治療装置として医療側から加速器ベースのBNCT装置の開発が強く望まれている。われわれは"Hospital Friendly"のBNCT装置を目指し、具体的には極力残留放射能の低い施設を目指して加速器のパラメータを選定した。陽子ビームエネルーを8MeVとし、ターゲット材料はベリリウムを選択した。治療時間は短いほど良いが目安となる中性子強度がIAEAから提案されており、それを満たす陽子ビームのパワーは80kW(平均電流で10mA)である。加速器のビームダイナミクスはJ-PARCのフロントエンドをベースとしているがデューティサイクルはJ-PARCより1桁近く大きくなる。このため加速管の水冷、ターゲットの熱除去とブリスタリング対策が重要課題となる。本稿では装置の開発状況を報告する。

口頭

海水条件下での溶液型グラウト特性データの取得,1; 研究の概要

桝永 幸介; 佐藤 稔紀; 沖原 光信*; 辻 正邦*; 中島 均*; 齋藤 亮*

no journal, , 

地層処分場建設のための工学技術として、坑道掘削時における湧水抑制対策でグラウト技術が用いられる。沿岸部においては地下水が海水条件下にあり、セメント系のグラウト材料については大きな問題になることは指摘されていない。一方、北欧などで検討されている許容湧水量を満足するためには浸透性が高い溶液型のグラウトの適用が必須であるが、海水条件での特性データが十分ではなく、施工方法も未確立である。このため、データの取得や施工方法の確立を目的とした室内試験や知見の整備を行うこととした。

口頭

海水条件下での溶液型グラウト特性データの取得,2; 海外の地層処分のためのグラウト技術に関する最新動向

辻 正邦*; 沖原 光信*; 中島 均*; 齋藤 亮*; 佐藤 稔紀; 青柳 和平

no journal, , 

地層処分場建設のための工学技術として、坑道掘削時における湧水抑制対策でグラウト技術が用いられる。沿岸部においては地下水が海水条件下にあり、セメント系のグラウト材料については大きな問題になることは指摘されていない。一方、北欧などで検討されている許容湧水量を満足するためには浸透性が高い溶液型のグラウトの適用が必須であるが、海水条件での特性データが十分ではなく、施工方法も未確立である。このため、文献調査や海外の現地視察を実施し、最新の知見を整備した。

口頭

海水条件下での溶液型グラウト特性データの取得,3; 基本物性試験結果

中島 均*; 沖原 光信*; 辻 正邦*; 齋藤 亮*; 佐藤 稔紀; 桝永 幸介

no journal, , 

地層処分場建設のための工学技術として、坑道掘削時における湧水抑制対策でグラウト技術が用いられる。沿岸部においては地下水が海水条件下にあり、セメント系のグラウト材料については大きな問題になることは指摘されていない。一方、北欧などで検討されている許容湧水量を満足するためには浸透性が高い溶液型のグラウトの適用が必須であるが、海水条件での特性データが十分ではなく、施工方法も未確立である。このため、海水条件下で各種の室内試験を実施し溶液型グラウトの特性を把握した。

口頭

海水条件下での溶液型グラウト特性データの取得,4; 海水対応グラウトの基本特性

中島 均*; 齋藤 亮*; 辻 正邦*; 佐藤 稔紀; 青柳 和平; 桝永 幸介*

no journal, , 

活性シリカコロイドの溶液型グラウトは浸透性や耐久性に優れており、放射性廃棄物の地層処分における坑道掘削時の湧水抑制対策技術への適用が期待されている。近年は、処分場が沿岸域に計画される可能性も検討されているため、海水条件下での使用を想定した溶液型グラウトの適洋性の確認や特性データの整備を進めている。本報では、海水系地下水へグラウトを注水する場合に適する新たな溶液型グラウトについて、配合調整条件を明らかにするとともに、このような海水対応グラウトの基本配合の試験体を作製し、力学的安定性や浸透注水性などの基本的な特性を取得した結果を報告する。

口頭

海水条件下での溶液型グラウト特性データの取得,5; 海水条件下でのモデル化・数値解析への適用性検討

辻 正邦*; 沖原 光信*; 中島 均*; 佐藤 稔紀; 桝永 幸介*

no journal, , 

活性シリカコロイドの溶液型グラウトは浸透性や耐久性に優れており、放射性廃棄物の地層処分における坑道掘削時の湧水抑制対策技術への適用が期待されている。近年は、処分場が沿岸域に計画される可能性も検討されているため、海水条件下での使用を想定した溶液型グラウトの適用性の確認や特性データの整備を進めている。溶液型グラウトを海水条件下でのモデル化や数値解析への適用するにあたり、北欧で適用されている溶液型グラウトの浸透モデルをもとに、海水条件下へ適用時の浸透理論を検討した。

口頭

地層処分における坑道埋戻し材からのベントナイト流出現象に関する研究

木村 駿; 武田 匡樹; 沖原 光信*; 中島 均*; 千々松 正和*; 伊藤 歩夢*

no journal, , 

地層処分場の閉鎖段階において、立坑や坑道が主要な核種移行経路となることを防ぐため、ベントナイト系材料を用いた埋戻しが検討されている。坑道への地下水の湧水により埋戻した部分から埋戻し材が流出することにより、乾燥密度が低下して透水性が増大する可能性もある。本研究では、埋戻し材としてベントナイトペレットを利用した場合の、ベントナイトの流出挙動を長期的に把握するため円筒形試験セルを用いたベントナイトの流出試験を実施した。その結果、水質の違いにより流出挙動の差が生じそのメカニズムが異なることが分かった。

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