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佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*
Proceedings of Waste Management Conference 2025 (WM2025) (Internet)), 9 Pages, 2025/03
We have been developing software to visualize the location of radiation sources in three dimensions by importing output data from Compton cameras, survey meters, and SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) devices. The software, named COMRIS (COMpton camera for Radiation Imaging System), is GUI-based and visualizes the location of radiation sources by capturing the output data of the above multiple measuring instruments. The authors previously presented an overview of COMRIS and reported the results of visualizing a 
Cs test source in the laboratory by combining a Compton camera and a 3D-Light Detection and Ranging (LiDAR)-based SLAM. However, we have not been able to report how this software is operated on a GUI screen. In addition, an new attempt was made this time to expand the effective field of view (FoV) to both front and rear by preparing two Compton cameras, each of which is sensitive only to the front of the device, and placing them back-to-back. In this work, we report once again on the integration method of output data from SLAM devices and Compton cameras using COMRIS, based on the GUI screen. In addition, data output from two back-to-back Compton cameras and SLAM devices were imported into COMRIS to demonstrate visualization of radiation sources.
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*; 松浦 康孝*; 林 圭佐*
Proceedings of International Conference on Nuclear Decommissioning; Addressing the Past and Ensuring the Future 2023 (Internet), 4 Pages, 2025/00
福島第一原子力発電所の廃炉現場において、放射性物質分布を可視化する技術の開発は、作業員の被ばく低減及び詳細な作業計画を策定するために重要である。著者はこれまでに、SLAMデバイス、コンプトンカメラ(ガンマ線イメージャーの一種)、およびサーベイメーターを組み合わせた統合放射線イメージングシステム(iRIS)を開発し、FDNPS内部の作業環境の3次元マップを生成することに成功した。このマップは放射性ホットスポットの位置と空間線量率の分布を可視化するものである。さらに著者は、生成された3次元マップを基に放射線情報を入力データとして使用し、仮想現実(VR)で1Fサイト内の放射線環境を体験できるシステムを開発している。このVRシステムは、市販のポータブルVRヘッドマウントディスプレイを使用でき、仮想空間内に放射源の位置を表示するだけでなく、作業時間に応じた被ばく線量を算出する機能も備えている。このVRシステムは経験の浅い作業員の教育や作業計画の立案に利用できる可能性があり、本会議で発表するものである。
永井 佑哉; 周治 愛之; 川崎 猛; 會田 貴洋; 木村 泰久; 根本 靖範*; 小沼 武司*; 冨山 昇*; 平野 耕司*; 薄井 康弘*; et al.
JAEA-Technology 2022-039, 117 Pages, 2023/06
JAEA-Technology-2022-039.pdf:11.96MB
日本原子力研究開発機構は多くの原子力施設を保有しているが、その多くで老朽化・高経年化への対応、東日本大震災及び福島第一原子力発電所の事故を受けた耐震化や新規制基準への対応が求められ、多額の予算を要する状況である。このため、役割を終えた原子力施設についても根本的なリスク低減及び維持管理費用の削減のために施設の廃止措置を進めることが望ましいが、廃止措置及び発生する放射性廃棄物の処理処分に必要な施設の整備・維持管理にも多額の費用が必要となる。この状況を踏まえ、原子力機構では(1)継続利用する施設を絞り込む「施設の集約化・重点化」、(2)新規制基準・耐震化対応、高経年化対策、リスク低減対策等の「施設の安全確保」及び(3)廃止措置、廃棄物の処理処分といった「バックエンド対策」を3つの柱とした「施設中長期計画」を策定した。本計画において、プルトニウム燃料第二開発室は廃止施設として位置付けられており、施設内に設置された設備の解体撤去を進めている。今回の解体撤去対象は、焙焼還元炉、ペレット粉砕設備、これらを包蔵するグローブボックスNo.W-9及びW-9と隣々接の工程室内に設置されているグローブボックスNo.D-1とを連結するトンネル形状のグローブボックスNo.F-1の一部であり、許認可等による約4年の作業中断期間を含めて平成26年2月から令和2年2月の約6年間をかけて作業を実施した。本報告書では、本解体撤去における作業実績、解体撤去を通して得られた知見をまとめたものである。
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*
Radiation Protection Dosimetry, 199(8-9), p.1021 - 1028, 2023/06
被引用回数：5 パーセンタイル：61.58(Environmental Sciences)Identifying and visualizing the radiation source location are important in reducing the exposure dose of workers at the decommissioning site of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station and in improving the radiation protection functions in other sites where radiation sources are handled. In this paper, we developed the COMpton camera for Radiation Imaging System (COMRIS) to identify and visualize the radiation source location in 3D using output data from a Compton camera and a simultaneous localization and mapping (SLAM) device as input data. Here, we presented COMRIS to visualize a Cs-radiation source in a dark environment using data acquired by a commercial Compton camera and a LiDAR-based SLAM device mounted on a robot as input data. The radiation source image obtained using the Compton camera was drawn on the 3D work environment model acquired by the SLAM device, and the radiation source location was visible in 3D.
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*
Journal of Instrumentation (Internet), 16(10), p.C10008_1 - C10008_8, 2021/10
被引用回数：4 パーセンタイル：19.13(Instruments & Instrumentation)At the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS) where the accident occurred due to large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake of 11 March 2011, it is important to understand and visualize the distribution of radioactive substances in order to reduce exposure doses of workers and to establish decontamination plans. We focused on the importance of visualizing beta-emitting nuclides in addition to gamma-emitting ones to reduce the exposure dose of workers at the FDNPS, and proposed a method for three-dimensional (3-D) visualizing the position of beta-emitting ones. By combining directional Geiger-Mueller counter with Structure from Motion technology using a digital camera, we succeeded in visualizing a beta-emitting nuclide of 
Sr-source on the 3-D model of the working environment.
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*; 鳥居 建男
Journal of Nuclear Engineering and Radiation Science, 7(4), p.042003_1 - 042003_12, 2021/10
Technology for measuring and identifying the positions and distributions of radioactive substances is important for decommissioning work sites at nuclear power stations. A three-dimensional (3D) image reconstruction method that locates radioactive substances by integrating Structure-from-Motion (SfM) with a Compton camera (a type of gamma-ray imager) has been developed. From the photographs captured while freely moving in an experimental environment, a 3D structural model of the experimental environment was created. By projecting the radioactive substance image acquired by the Compton camera on the 3D structural model, the positions of the radioactive substance were visualized in 3D space. In a demonstration study, the Cs-radiation source was successfully visualized in the experimental environment captured by the freely moving cameras. In addition, how the imaging accuracy is affected by uncertainty in the self-localization of the Compton camera processed by SfM, and by positional uncertainty in the gamma-ray incidence determined by the sensors of the Compton camera was investigated. The created map depicts the positions of radioactive substances inside radiation work environments, such as decommissioning work sites at nuclear power stations.
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*
Radiation Measurements, 142, p.106557_1 - 106557_6, 2021/03
被引用回数：3 パーセンタイル：24.49(Nuclear Science & Technology)It is important to visualize radioactive substances' position and distribution and estimate their radioactivity levels to reduce the exposure dose of workers in radioactive areas (such as decommissioning worksites of nuclear power stations) and improve nuclear security functions. To visualize the radioactive substance's three-dimensional (3D) location, a directional radiation detector with a cylindrical shield on a simple single-pixel gamma-ray detector was applied to the structure from motion (SfM) technology using an ordinary digital camera. Verification was performed by a system that combines SfM with a CdTe sensor probe having narrow directivity. 
Am radiation source's position was visualized by drawing the radiation source's image acquired by the gamma-ray detector on the work area 3D model reconstructed through SfM. Furthermore, as SfM is a simultaneous localization and mapping technology, the system measures the gamma rays while measuring the gamma-ray detector's dynamic position and posture information. The measurements can be acquired while the gamma-ray detector is freely moving in the work area. These methods visualized the radiation source's position and quantitatively estimated the radiation source's radioactivity.
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*; 鳥居 建男
Journal of Instrumentation (Internet), 16(1), p.P01020_1 - P01020_18, 2021/01
被引用回数：3 パーセンタイル：13.98(Instruments & Instrumentation)To reduce the exposure doses of workers and to establish decontamination plans, it is important to understand and visualize the distribution of radioactive substances at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station in Japan, where an accident occurred on the 11th of March, 2011. In this decommissioning work environment, radioactive substances adhered to various objects, such as rubble and equipment, and it was necessary to visualize the distribution of these contaminants in all three dimensions. The technology used to automatically and remotely acquire data to visualize the distribution of radioactive substances in three dimensions was useful for reducing the exposure dose of the workers and to shorten the survey time. We constructed an automatic data acquisition system that consisted of a Compton camera and a 3D-light detection and ranging sensor mounted on an autonomously moving robot. We also evaluated the system feasibility using radiation sources and succeeded in automatically acquiring the data required for visualizing the radiation sources. For this data acquisition, the operator did not need to operate the system after the measurements were started. The effects of the imaging parameters of the Compton camera and the accuracy of the self-position estimation of the system on the radiation-imaging accuracy are also discussed.
大戸 勤; 浅野 典一; 川俣 貴則; 箭内 智博; 西村 嵐; 荒木 大輔; 大塚 薫; 高部 湧吾; 大塚 紀彰; 小嶋 慶大; et al.
JAEA-Review 2020-018, 66 Pages, 2020/11
JAEA-Review-2020-018.pdf:8.87MB
令和元年9月9日の台風15号の強風により、JMTR(材料試験炉)にある二次冷却系統冷却塔の倒壊事象が発生した。その倒壊に至った原因調査及び原因分析を行い、4つの原因が重なって起こったことが特定された。これを受け、JMTR内にある二次冷却系統冷却塔と同時期に設置された木造の冷却塔であるUCL(Utility Cooling Loop)系統冷却塔の健全性調査を行った。健全性調査項目は、UCL系統冷却塔の運転状態の把握、UCL冷却系統の構造材料の劣化状態、点検項目及び点検状況、過去の気象データの確認である。この調査結果から、当該設備を安全に維持・管理するため、点検項目の改善、UCL系統冷却塔の構造材料である木材の交換・補修計画及び今後のUCL系統冷却塔の使用計画を策定するとともに、既存UCL系統冷却塔に代わる新規冷却塔の更新計画を策定した。本報告書はこれらの健全性調査の結果をまとめたものである。
佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*; 鳥居 建男
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 976, p.164286_1 - 164286_6, 2020/10
被引用回数：21 パーセンタイル：86.17(Instruments & Instrumentation)The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), operated by Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc., experienced a meltdown as a result of a large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake on March 11, 2011. At that time, it was necessary to understand the aspects of the decommissioning working environment inside the FDNPS, such as establishing how the radioactive substances were distributed across the site, for work to be done efficiently without exposure to large amounts of radiation. Therefore, virtual reality (VR) emerged as a solution. There have been previous reports done on a technique for visualizing the distribution of radioactive substances in three dimensions utilizing a freely moving gamma-ray imager combined with simultaneous localization and mapping (SLAM) technology. In this paper, we introduce imaging technologies for the acquisition of image data from radioactive substances and three-dimensional (3D) structural models of the working environment, using a freely moving gamma-ray imager combined with SLAM technology. For this research, we also constructed a VR system and displayed the 3D data in a VR space, which enables users to experience the actual working environment without radiation exposure. In creating the VR system, any user can implement this method by donning an inexpensive head-mounted display apparatus and using a free, or low-cost, application software.
佐藤 優樹; 小澤 慎吾*; 寺阪 祐太; 峯本 浩二郎*; 田村 智志*; 新宮 一駿*; 根本 誠*; 鳥居 建男
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(6), p.734 - 744, 2020/06
被引用回数：32 パーセンタイル：93.93(Nuclear Science & Technology)The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, operated by Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc., suffered a meltdown as a result of a large tsunami triggered by the Great East Japan Earthquake on March 11, 2011. To proceed with the environmental recovery by decontamination, drawing a radiation distribution map that can indicate the distribution of radioactive substances is extremely important to establish detailed decontamination plans. We developed a remote radiation imaging system consisting of a lightweight Compton camera and a multi-copter drone to remotely measure the distribution of the radioactive substances. This system can perform radiation imaging using a Compton camera while flying and moving. In addition, it is also possible to draw the distribution of radioactive substances three-dimensionally by projecting the radiation image measured with the Compton camera on a three-dimensional topography model separately acquired by a 3D-LiDAR. We conducted a survey of radioactive hotspots in difficult-to-return zone in the coastal area of Fukushima, Japan. The drone system succeeded in three-dimensional visualization of several hotspots deposited on the ground. Such remote technology would be useful not only for monitoring the difficult-to-return zone, but also for monitoring distribution of radioactive substances inside the site of the FDNPS where decommissioning work is ongoing.
石黒 裕大; 根本 勉; 大山 光樹
デコミッショニング技報, (60), p.8 - 16, 2019/09
JRR-4(Japan Research Reactor No.4)は2017年6月に廃止措置計画、同年11月に保安規定の変更認可を受け、廃止措置に移行した。廃止措置は、原子炉の機能停止、燃料体搬出及び維持管理の段階である第1段階(認可後から2024年度まで)と解体撤去段階である第2段階(2025年度
2036年度まで)の2つの段階に大きく分けられ、廃止措置計画に従って進められる。JRR-4は、当初、原子力船「むつ」の遮蔽実験を目的として設置され1965年に初臨界に達し、2010年12月まで約45年間運転を実施してきたが、福島第一原子力発電所事故後に施行された新規制基準への必要経費、高経年化の状況等を考慮し、2013年9月の原子力機構改革により廃止が決定された。本報告では、JRR-4の廃止措置計画の概要とこれまでの実施状況について紹介する。
石黒 裕大; 根本 勉; 山田 佑典; 大山 光樹
日本保全学会第15回学術講演会要旨集, p.501 - 505, 2018/07
JRR-4は平成22年12月まで運転後、次回の運転に向け施設定期自主検査中であった。その後、東北地方太平洋沖地震により被害を被ったが、1年後にほぼ復旧した。しかし、平成25年9月の原子力機構改革により廃止が決定した。廃止決定後、平成29年6月に廃止措置計画認可申請書の認可を受けるとともに、同年12月に当該申請書に関連した保安規定の変更認可を受け、廃止措置に移行した。本発表では、JRR-4の廃止措置計画の概要とこれまでの実施状況について報告する。
社本 真一; 伊藤 孝; 大西 弘明; 山内 宏樹; 稲村 泰弘; 松浦 直人*; 赤津 光洋*; 樹神 克明; 中尾 朗子*; 茂吉 武人*; et al.
Physical Review B, 97(5), p.054429_1 - 054429_9, 2018/02
被引用回数：29 パーセンタイル：71.64(Materials Science, Multidisciplinary)イットリウム鉄ガーネットの核および磁気構造と全マグノン分散を中性子散乱により調べた。低エネルギーの分散は強磁性マグノンで期待されるように14meVまで2次関数の分散を示した。
積分した動的磁化率
"(
)の虚部は低エネルギーで平方根のエネルギー依存性を示した。"()から絶対値でマグノン状態密度を求めた。その値は理論的に予想されるマグノン分散でひとつのカラリティーモードに対応する。
吉田 雅史; 花田 磨砂也; 小島 有志; 柏木 美恵子; Grisham, L. R.*; 畑山 明聖*; 柴田 崇統*; 山本 崇史*; 秋野 昇; 遠藤 安栄; et al.
Fusion Engineering and Design, 96-97, p.616 - 619, 2015/10
被引用回数：15 パーセンタイル：71.67(Nuclear Science & Technology)JT-60SAのプラズマ加熱および電流駆動装置として利用する世界最大の負イオン源では、要求値となる22Aの大電流負イオンビームの100秒生成を目指している。そのためには、40cm
110cm(全1000穴)のビーム引出面積から生成されるビームの一様性を改善する必要がある。そこで、負イオンビームの親粒子である水素原子および水素イオンをより一様に生成するために、磁場分布・高速電子分布計算結果および実験結果に基づいて、従来の横磁場構造からテント型磁場構造を基にした新たな磁場構造に改良した。これにより、全プラズマ電極に対する一様な領域は、従来よりも1.5倍まで改良し、この一様な領域からJT-60SAの要求値を満たす22Aのビーム生成を可能にした。このときのビーム電流密度は210A/m
であり、これはITERの負イオン源にて要求される200A/mをも満たすビーム生成に成功した。
小島 有志; 梅田 尚孝; 花田 磨砂也; 吉田 雅史; 柏木 美恵子; 戸張 博之; 渡邊 和弘; 秋野 昇; 小又 将夫; 藻垣 和彦; et al.
Nuclear Fusion, 55(6), p.063006_1 - 063006_9, 2015/06
被引用回数：51 パーセンタイル：89.99(Physics, Fluids & Plasmas)原子力機構では、JT-60SAやITERで利用する中性粒子入射装置の開発に向けて、大型高エネルギー負イオン源による100秒を超える負イオン生成・加速の実証を目指した研究を進めている。まず、JT-60SA用負イオン源の負イオン生成部のプラズマ閉じ込め用磁石配置を変更することにより、生成されたプラズマの密度分布を一様化することに成功した。これにより、引出領域の83%から一様な負イオンビームを生成し、これまでの最高値17Aを大きく超える32Aの負イオン電流を1秒間引き出すことに成功した。この磁場配位とこれまでに開発した長時間負イオン生成用温度制御型プラズマ電極を適用し、さらに負イオン電流のフィードバック制御手法を用いることにより、15Aの大電流負イオンビームを100秒間維持することに成功した。これは、JT-60SAの定格の68%の電流に相当し、パルス幅は定格を満たしている。また、ITER用高エネルギー加速器の開発に向けては、負イオンビームが加速途中で電極に衝突して生じる熱負荷を低減するだけでなく、負イオンと同時に引き出される電子を熱的に除去することが重要であった。今回、冷却構造を改良することにより従来の5倍の電子熱負荷を許容できると共に、残留磁場で偏向する負イオンビームの軌道制御機構を組み合わせて、新しい引出部を開発した。その結果、700keV、100A/mの負イオンビームを従来の7倍以上長いパルス幅である60秒間維持することに成功した。
秋野 昇; 遠藤 安栄; 花田 磨砂也; 河合 視己人*; 椛澤 稔; 菊池 勝美*; 小島 有志; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 根本 修司; et al.
JAEA-Technology 2014-042, 73 Pages, 2015/02
JAEA-Technology-2014-042.pdf:15.1MB
日欧の国際共同プロジェクトであるJT-60SA計画に従い、JT-60実験棟本体室・組立室及び周辺区域に設置されている中性粒子入射加熱装置(NBI加熱装置)の解体・撤去、及びその後の保管管理のための収納を、2009年11月に開始し計画通りに2012年1月に終了した。本報告は、NBI加熱装置の解体・収納について報告する。
濱 克宏; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 川本 康司; 山田 信人; 石橋 正祐紀; 村上 裕晃; 松岡 稔幸; 笹尾 英嗣; 真田 祐幸; et al.
JAEA-Review 2014-038, 137 Pages, 2014/12
JAEA-Review-2014-038.pdf:162.61MB
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2013年度は、第2段階および第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改定した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階および第3段階の調査研究のうち2013年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。
小島 有志; 梅田 尚孝; 花田 磨砂也; 吉田 雅史; 柏木 美恵子; 戸張 博之; 渡邊 和弘; 秋野 昇; 小又 将夫; 藻垣 和彦; et al.
Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10
原子力機構では、JT-60SAやITERで利用する中性粒子入射装置の開発に向けて、大型高エネルギー負イオン源を開発中であり、100秒を超える負イオンの長時間生成・加速の実現を目指した研究開発を進めている。長時間の負イオン生成の実現に向けては、セシウム添加による負イオンの表面生成を促進し、その表面状態を維持することが重要であり、負イオン生成面であるプラズマ電極に高温流体を循環させて、電極を200
C程度の高温に維持する技術を開発した。その結果、負イオン生成効率が減少する時定数が30sから100秒以上に改善し、長時間負イオンが生成されるようになり、現状では15Aの大電流負イオンを従来よりも3倍以上長いパルス幅である100秒間一定に維持することに成功している。また、長時間の負イオン加速に向けては、負イオンビームが加速途中で電極に衝突して生じる熱負荷を低減すると共に、負イオンと同時に引き出される電子を熱的に除去することが重要である。今回、冷却構造を改良することにより従来の5倍の電子熱負荷を許容できると共に、残留磁場で偏向する負イオンビームの軌道制御機構を組み合わせて、新しい引出部を開発した。その結果、700keV、100A/mの負イオンビームを従来の7倍以上長いパルス幅である60秒間維持することに成功した。
瀬谷 夏美; 橋本 周; 根本 浩司*; 清水 武彦; 高崎 浩司
保健物理, 49(1), p.29 - 38, 2014/03
気体廃棄物等の拡散計算から年間の平均的な気象条件を用いて試算する年間平均地表空気中濃度(以下、「年間平均濃度」)は原子炉等施設における平常運転時の線量評価の主要因子である。したがって線量評価は年間平均濃度の年変動の影響を受けるため、評価には敷地を代表する年間平均濃度の選定が必要である。原子力機構大洗研究開発センター(JAEA大洗)では、任意の連続する5年間の気象データを1年間に規格化した統計処理から年間平均濃度(以下、「5年平均濃度」)を評価している。これは年変動の相殺が期待されるためである。本報告では、5年平均濃度の代表性を確認するため、JAEA大洗にて同条件で継続観測した1991年2010年までの気象観測データをもとに平常運転時の解析に用いる年間平均濃度を1年平均濃度と5年平均濃度とで解析し、20年間の変動の範囲及びその濃度分布のなす一般的統計特性を評価した。結果は、いずれの5年平均濃度も1年平均濃度の変動より小さく、また5年平均濃度の分布は、20年間で不良標本検定(危険率5%のF検定)により棄却される濃度はなかった。平常運転時の安全評価に用いる上で、いずれの5年平均濃度もJAEA大洗を代表させる解析に適用し得ることが確認された。
