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論文

Neutron scattering studies on short- and long-range layer structures and related dynamics in imidazolium-based ionic liquids

根本 文也*; 古府 麻衣子; 長尾 道弘*; 大石 一城*; 高田 慎一; 鈴木 淳市*; 山田 武*; 柴田 薫; 上木 岳士*; 北沢 侑造*; et al.

Journal of Chemical Physics, 149(5), p.054502_1 - 054502_11, 2018/08

 被引用回数:12 パーセンタイル:72.95(Chemistry, Physical)

Alkyl-methyl-imidazolium ionic liquids C$$n$$mimX ($$n$$: alkyl-carbon number, X: anion) have short-range layer structures consisting of ionic and neutral (alkylchain) domains. To investigate the temperature dependences of the interlayer, interionic group, and inter-alkylchain correlations, we have measured the neutron diffraction (ND) of C$$n$$mimPF$$_6$$ ($$n$$ = 16, 9.5, 8). The quasielastic neutron scattering (QENS) of C16mimPF$$_6$$ was also measured to study the dynamics of each correlation. C16mimPF$$_6$$ shows a first-order transition between the liquid (L) and liquid crystalline (LC) phases at $$T_{rm c}$$ = 394 K. C8mimPF$$_6$$ exhibits a glass transition at $$T_{rm g}$$ = 200 K. C9.5mimPF$$_6$$ has both transitions at $$T_{rm c}$$ = 225 K and $$T_{rm g}$$ = 203 K. In the ND experiments, all samples exhibit three peaks corresponding to the correlations mentioned above. The widths of the interlayer peak at ca. 0.2 $AA$^{-1}$$ changed drastically at the L-LC transitions, while the interionic peaks at ca. 1 $AA$^{-1}$$ exhibited a small jump at $$T_{rm c}$$. The peak position and area of the three peaks did not change much at the transition. The structural changes were minimal at $$T_{rm g}$$. The QENS experiments demonstrated that the relaxation time of the interlayer motion increased tenfold at $$T_{rm c}$$, while those of other motions were monotonous in the whole temperature region. The structural and dynamical changes are characteristic of the L-LC transition in imidazolium-based ionic liquids.

論文

Focusing and spectral enhancement of a repetition-rated, laser-driven, divergent multi-MeV proton beam using permanent quadrupole magnets

西内 満美子; 大東 出; 池上 将弘; 大道 博行; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; et al.

Applied Physics Letters, 94(6), p.061107_1 - 061107_3, 2009/02

 被引用回数:54 パーセンタイル:87.76(Physics, Applied)

2.4MeVのレーザー駆動陽子線を永久四重極磁石で1Hzで収束させた。磁場勾配は、55T/m, 60T/mであった。陽子線は、ターゲットから650mmにおける2.7mm$$times$$8mmの大きさ(半値全幅)の領域に収束された。この結果は、モンテカルロシミュレーションとよく一致した。

報告書

FCA-XVII-1炉心によるMOX燃料高速炉ベンチマーク実験

安藤 真樹; 飯島 進*; 大井川 宏之; 桜井 健; 根本 龍男*; 岡嶋 成晃; 大杉 俊隆*; 大野 秋男; 早坂 克久; 袖山 博志

JAEA-Data/Code 2006-006, 67 Pages, 2006/03

JAEA-Data-Code-2006-006.pdf:6.08MB

新型燃料高速炉の研究開発の一環として、金属燃料高速炉模擬実験(FCA-XVI-1及びXVI-2炉心)と比較する参照データを取得することを目的として、従来型燃料であるMOX燃料を用いた高速炉の模擬体系(FCA-XVII-1炉心)においてベンチマーク実験を実施した。測定した核特性量は、臨界性,反応率比,サンプル反応度価値,ナトリウムボイド反応度効果及び$$^{238}$$Uドップラー効果である。また、広範な炉型に対応した実験データを取得することを目的として、FCA-XVII-1炉心の一部を変更した以下の実験を実施した。(1)プルトニウム組成を変化させた体系でのナトリウムボイド反応度効果の測定,(2)軸方向ブランケット部をナトリウム層に置き換えた体系でのナトリウムボイド反応度効果の測定,(3)窒化物燃料を模擬した燃料領域を設けた体系での各種特性量の測定。本報告書は、これら実験の測定方法と結果及び解析手法をまとめたものである。

論文

高速増殖炉ヘリカル伝熱管探傷プローブの振動によるセンサノイズとその対策,2; プローブ振動の数値シミュレーション

井上 卓見*; 末岡 淳男*; 前原 猛*; 中野 寛*; 金元 啓幸*; 村上 敬宜*

日本機械学会論文集,C, 72(714), p.380 - 387, 2006/02

高速増殖炉もんじゅの蒸気発生器伝熱管減肉部探傷は、過電流探傷プローブを空気で圧送して行われるが、プローブが振動して信号にノイズが混在する問題がある。この振動の原因をクーロン摩擦としてモデル化し、数値シミュレーションによって実際に生じる振動を数値的に再現できることを示した。時間遅れを含む多自由度非線形振動系となる解析モデルに対し、われわれが開発した振動解析法である伝達影響係数法を適用して能率的な数値計算を実現した。これにより、振動低減のための様々な方策について事前評価が可能となり、その効果的な実行が期待できる。

論文

Diagnostics system of JT-60U

杉江 達夫; 波多江 仰紀; 小出 芳彦; 藤田 隆明; 草間 義紀; 西谷 健夫; 諫山 明彦; 佐藤 正泰; 篠原 孝司; 朝倉 伸幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.482 - 511, 2002/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:3.03(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uの計測診断システムは、約50の計測装置から構成されている。近年、プラズマパラメータの半径方向の分布計測が精度よく行なわれるようになった結果、プラズマの内部構造が明らかになった。また、ミリ波反射計/電子サイクロトロン放射計測により、電子密度/電子温度揺動の測定が行なわれ、プラズマ閉じ込めに関する理解が進展した。さらに、電子温度,中性子発生率,放射パワー,電子温度勾配等の実時間制御実験が、関係する計測装置のデータを利用して行なわれた。これらの計測,及び実時間制御を駆使することにより、高性能プラズマを実現することができた。次期核融合実験炉用計測装置としては、炭酸ガスレーザ干渉計/偏光計,及び協同トムソン散乱計測装置を開発している。

論文

Analysis of single-ion multiple-bit upset in high-density DRAMs

槇原 亜紀子*; 進藤 浩之*; 根本 規生*; 久保山 智司*; 松田 純夫*; 大島 武; 平尾 敏雄; 伊藤 久義; Buchner, S.*; Campbell, A. B.*

IEEE Transactions on Nuclear Science, 47(6), p.2400 - 2404, 2000/12

 被引用回数:31 パーセンタイル:87.46(Engineering, Electrical & Electronic)

宇宙環境に使用される高密度なメモリ素子(DRAM)に高エネルギーイオンが入射するとシングルイベントアップセットが生じることは良く知られている。特に、高集積度メモリ素子において、たった一個のイオンを入射することにより、複数のメモリセル内容が反転するシングルイベントマルチプルアップセット(MBU)が近年大きな問題となっている。そこで本実験では、MBUの発生とビーム入射位置との関係を調べるために、16及び64Mbit DRAMに対し、ニッケル,ボロン、鉄イオンを入射角度を0度と60度で照射した。その結果、MBUの発生が、イオントラックの廻りに生じた電荷の拡散により引き起こされることが明らかになった。また、メモリ内のセンサ部分にイオンが当たったときにも大規模なMBUが発生することが判明した。

論文

Heating and non-inductive current drive by negative ion based NBI in JT-60U

及川 聡洋; 牛草 健吉; Forest, C. B.*; 根本 正博; 内藤 磨; 草間 義紀; 鎌田 裕; 飛田 健次; 鈴木 慎悟*; 藤田 隆明; et al.

Nuclear Fusion, 40(3Y), p.435 - 443, 2000/03

 被引用回数:36 パーセンタイル:73.84(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UにおいてNNBの加熱、電流駆動特性の研究を行った。ビーム粒子の電離過程が多段階電離モデルで説明できることを実験的に示した。また、プラズマ平衡解析からプラズマ内部での電界分布を求め、NNB駆動電流分布を同定した。理論予測とおりの中心ピークした分布であることがわかり、駆動電流量は0.6MAに達した。また電流駆動効率が、ビームエネルギー及び電子温度とともに増大することを明らかにした。また、NNB加熱が主体(70%)で、Hモード遷移が得られることを確認した。このときELMy中でHファクター1.64を、電子温度がイオン温度より高い条件で得た。電流駆動、加熱の両面で、将来のトカマク型核融合炉においてNNBが適用可能であることを明らかにした。

論文

A Proposal of benchmark calculation on reactor physics for metallic fueled and MOX fueled LMFBR based upon mock-up experiment at FCA

大井川 宏之; 飯島 進; 桜井 健; 岡嶋 成晃; 安藤 真樹; 根本 龍男; 加藤 雄一*; 大杉 俊隆

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(2), p.186 - 201, 2000/02

高速炉用断面積の信頼性評価を目的としたFCA臨界実験に基づくベンチマーク計算問題を提案した。対象とした炉心は、金属燃料高速炉模擬炉心のXVI-1及びXVI-2炉心、並びにMOX燃料高速炉模擬炉心のXVII-1炉心である。計算を行う炉物理パラメータは、臨界性、反応率比、プルトニウム及びB$$_{4}$$Cのサンプル反応度価値、ナトリウムボイド反応度価値、$$^{238}$$Uのドップラー反応度価値である。簡単な2次元拡散計算を行うだけで実験と計算を比較できるように、均質原子数密度と各種の補正係数を与えた。補正係数の妥当性は計算方法及び使用する核データファイルを変更することにより検証した。

論文

Analysis of single-ion multiple-bit upset in high-density DRAMs

槇原 亜紀子*; 新藤 浩之*; 根本 規生*; 久保山 智司*; 松田 純夫*; 大島 武; 平尾 敏雄; 伊藤 久義; Buchner, S.*; Campbell, A. B.*

Proceedings of 4th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application, p.103 - 107, 2000/00

半導体デバイスに高エネルギーを持った荷電粒子が入射すると、シングルイベント現象を引き起こすことはよく知られている。本会議では、16Mbit及び64MbitDRAMを用いてマルチビットアップセットの実験結果と解析結果について述べる。試験は、重イオンを試料に対して入射角度を変化させ、その時に発生したエラーマッピングからマルチビットアップセット(MBU)を計測した。その結果、報告内容としては、DRAMにより発生する充電型及び放電型MBUにはそれぞけ独立したエラーの発生するメカニズムが存在することが判明したこと、さらに今後のDRAMではリフレッシュサイクル時間が短くなるため、MBUとして充電型のエラー発生回数が多くなると考えられる。したがってこれらメカニズムの解明が重要であることなどを紹介し、議論を行う。

論文

The Irradiation facilities for the radiation tolerance testing of semiconductor devices for space use in Japan

西堂 雅博; 福田 光宏; 荒川 和夫; 田島 訓; 須永 博美; 四本 圭一; 神谷 富裕; 田中 隆一; 平尾 敏雄; 梨山 勇; et al.

Proceedings of 1999 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference, p.117 - 122, 1999/00

宇宙用半導体デバイスとして、高機能の民生部品を使用する方針が、開発期間の短縮、費用の節約という観点から採用され、以前にも増して放射線耐性試験を効率的、効果的に行うことが、重要となってきた。本報告では、トータルドーズ効果、シングルイベント効果等の試験を実施している日本の照射施設を紹介するとともに、これらの試験を効率的及び効果的に行うための技術開発、例えば、異なるLETイオンを短時間に変えることのできるカクテルビーム加速技術、シングルイベント効果の機構を解明するためのマイクロビーム形成技術及びシングルイオンヒット技術等について言及する。

論文

Heating and non-inductive current drive by negative-ion based NBI in JT-60U

及川 聡洋; 牛草 健吉; Forest, C. B.*; 根本 正博; 内藤 磨; 草間 義紀; 鎌田 裕; 飛田 健次; 鈴木 慎悟*; 藤田 隆明; et al.

Fusion Energy 1998, Vol.2, p.551 - 558, 1998/10

JT-60Uにおいて、負イオン源NB(以下NNB)の加熱、電流駆動特性の研究を行った。NNBパワーのプラズマへの吸収を理解する上で基本となるビーム粒子の電離過程は、高ビームエネルギー、高密度において多段階電離過程の寄与が大きく、理論モデルが適用できることを実験的に示した。プラズマ平衡解析からプラズマ内部の電界を求め、NNB駆動電流分布を同定した。全駆動電流量は0.6MAまで到達したことを示した。また電流駆動効率は電子温度と共に増大することを明らかにし、トカマク炉において必要とされる電流駆動効率に到達する見込みを示した。加熱パワーの大部分がNNBによる電子加熱である場合にも、Hモード遷移が得られることを明らかにした。

論文

SEU testing using cocktail ion beams

根本 規生*; 新藤 浩之*; 松崎 一浩*; 久保山 智司*; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 松田 純夫*

Proceedings of 3rd International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application, p.154 - 159, 1998/00

地上用1MビットSRAM,4MビットSRAM,16MビットDRAM及び64MビットDRAMのシングルイベントアップセット試験をカクテルビームを用いて行った。カクテルビームは4.0~60.6MeV/mg/cm$$^{2}$$のLETでの照射が可能であり、今回はこのビームを用いて、しきい値LETと飽和反転断面積を見積もった。その結果、これらの集積回路は作製プロセスによってSEUしきい値と反転断面積が大きく異なることが明らかになった。

論文

Transport and loss of energetic ions in JT-60U

飛田 健次; 西谷 健夫; 原野 英樹*; 谷 啓二; 磯部 光孝*; 藤田 隆明; 草間 義紀; G.A.Wurden*; 白井 浩; 及川 聡洋; et al.

Fusion Energy 1996, Vol.1, p.497 - 505, 1997/00

核融合反応で生成した1MeVトリトンの燃焼率と中性粒子入射イオンの核融合反応を利用して、高エネルギーイオンの輸送と損失を調べた。通常の磁気シアと比べ、負磁気シアの配位では、トリトン燃焼率が低く(粒子損失がないと仮定した計算の10-60%)、高エネルギーイオンの閉じ込め特性が劣ることを実験で示した。軌道追跡モンテカルロコードを使った解析により、粒子損失の原因はリップル統計拡散と衝突リップル拡散であることを明らかにした。これらの結果は、負磁気シアの炉心プラズマを構想する際に、$$alpha$$粒子を含めた高エネルギーイオンの損失に留意しなければならないことを示している。また、ITER相当の上下非対称リップルを持つプラズマにおいて高エネルギーイオンの損失を調べた。実験の結果、この上下非対称性は粒子損失に影響を与えないことがわかった。

報告書

燃料製造プロセス開発室研究開発機用-第1号-

根本 剛; 沼田 浩二; 岡田 尚; 都所 昭雄; 高橋 芳晴; 木原 義之; 川瀬 啓一

PNC TN8440 96-031, 20 Pages, 1996/07

PNC-TN8440-96-031.pdf:1.09MB

本報告書は燃料製造プロセス開発室の研究開発テーマの中で、電解溶解技術開発、MH法混合転換技術開発、噴霧熱分解法による顆粒粉末製造技術開発、プルトニウム系廃液処理プロセス開発、Np,Am回収技術開発等について、その概要を和文と英文により、記述したものである。

論文

グローブボックス用遠隔取扱治具の開発

冨田 豊; 根本 剛; 出沼 昭生; 都所 昭雄

動燃技報, (97), p.122 - 125, 1996/03

先進的核燃料リサイクル技術開発の一環として、MOX燃料スクラップ中に存在するAmの溶媒抽出法による分離回収試験を実施する予定であるが、グローブ操作時の$$^{241}$$Amの$$gamma$$線による手部及び全身の被ばくの低減化が大きな課題である。根本的な防護対策としてグローブボックス用の遠隔操作可能な取扱治具を検討し、人の手に相当するような多関節型遠隔取扱治具の開発を目的として、試作を行った。次いでボックス内で作業を行う上で必要な機能を確認するために基本機能試験を実施し、グローブボックスシステムで$$^{241}$$Amのような高線量物質の取扱が可能な遠隔取扱治具の技術的見通しを得ることができた。

論文

プルトニウム系廃液処理プロセスの開発

沼田 浩二; 根本 剛; 都所 昭雄

動燃技報, (94), p.72 - 77, 1995/06

MOX燃料製造施設等から発生するプルトニウム系廃液の処理(Fe共沈法、活性炭及びキレート樹脂吸着法)に伴ない発生する二次副生物(スラッジ、廃樹脂、活性炭)の低減化を目指し「ノンスラッジ廃液処理プロセスの開発」に着手した。本方法は、不溶性タンニン(吸着剤)を使用するものであり、使用済吸着剤が熱分解でガス化する利点に着目した。Pu廃液による各種基礎試験、実廃液によるカラム処理試験及び吸着剤の熱分解試験等を実施し、Pu吸着特性、DFに及ぼす線速度ならびにカラム長さの影響等のデータを収集した。本報告は、これらの試験内容及び得られた結果をまとめたものである。従来のFe共沈法と比べ処理液中の$$alpha$$線放射能濃度は確実に低下傾向を示し、吸着剤カラムのみで設備を構成できコンパクト化が図れること、また発生廃棄物は熱分解により、吸着物(Pu,U)の酸化物のみとなり、プルトニウム系廃液処理法として有効であることを確認できた。

報告書

工程廃液処理設備の運転実績-平成6年度(1994年4月$$sim$$1995年3月)-

都所 昭雄; 根本 剛; 沼田 浩二; 廣田 隆; 根本 康弘*; 根本 正行*; 塙 英治*

PNC TN8440 95-019, 22 Pages, 1995/04

PNC-TN8440-95-019.pdf:0.83MB

本廃液処理設備においてプルトニウム燃料各施設から発生した各種廃液を順調に処理することができた。その主な内容は次のとおりである。(1) 本年度の工程中和廃液受入量は796l、スラリ 焼設備からは洗浄液として154l、分析廃液は534.7lであり、合計1484.7lである。なお、前年度繰越量である工程廃液85l、分析廃液55.5lを含めると今年度処理対象液量の合計1625.2lである。(2)その内、今年度の工程中和廃液及び分析廃液の処理量は、それぞれ932l、584.5lであり合計1516.5lとなった。(3)処理液中の$$alpha$$$$beta$$線放射能濃度は、何れも放出基準値である5.6x10/SUP-2/Bq/ml以下となり、次工程の廃水処理室(プルトニウム燃料第一開発室:R-4)に送液した。

報告書

廃液処理設備の運転実績-平成5年度(1993年4月$$sim$$1994年3月)-

都所 昭雄; 根本 剛; 沼田 浩二; 根本 康弘*; 根本 正行*; 塙 英治*; 吉沢 知幸*

PNC TN8440 94-011, 19 Pages, 1994/04

PNC-TN8440-94-011.pdf:0.42MB

本廃液処理設備においてプルトニウム燃料各施設から発生した各種廃液を順調に処理することができた。その主な内容は次のとおりである。(1)本年度の工程中和廃液受入量は9541、分析廃液は690.51であり、合計1644.51である。なお、前年度繰越量を含めると今年度処理対象液量はそれぞれ10781、707.51の合計1785.51である。(2)その内、今年度の工程中和廃液及び分析廃液の処理量は、それぞれ9931、6481であった。(3)処理後の$$alpha$$$$beta$$放射能濃度は、何れも放出基準値である5.6$$times$$10ー2Bq/m1以下であった。

報告書

不溶性タンニンによる廃液処理プロセスの開発,3; 酸化及び還元雰囲気における熱分解試験

沼田 浩二; 根本 剛; 都所 昭雄

PNC TN8410 94-216, 18 Pages, 1994/04

PNC-TN8410-94-216.pdf:0.37MB

今回は、最終的に使用済吸着剤を容易に減容あるいは分解する場合、本吸着剤の分解温度、分解時間、分解ガスの成分と量、吸着剤中に含まれるメタルの最終残査の酸化状態などの熱分解挙動を知るための試験を実施し、以下に示す結果を得た。(1)分解炉中に空気を供給した酸化状態で約600$$^{circ}$$Cまで加熱することにより、吸着剤単体はほぼ完全に分解された。その時の主なガス成分はCO$$_{2}$$であり、その他としてCO、CH$$_{4}$$が検出された。(2)窒素ガス供給下(還元状態)で1000$$^{circ}$$Cまで加熱しても、初期乾燥重量の約45%が残査として残留する。残査の主成分は、吸着剤の成分である炭素であり、試験に使用した白金皿に付着していた。(3)酸化雰囲気下で加熱すると、吸着剤が分解し、大幅に重量減少する。最終的にはウラン、プルトニウムは安定な酸化物(例えば、それぞれU$$_{3}$$O$$_{8}$$、PuO$$_{2}$$の形態)として残留する。その他の元素も安定な酸化物として残留する。

報告書

不溶性タンニンによる廃液処理プロセスの開発(2)-カラム式プルトニウム吸着基礎試験-

沼田 浩二; 根本 剛; 都所 昭雄

PNC TN8410 94-215, 19 Pages, 1994/01

PNC-TN8410-94-215.pdf:0.53MB

プルトニウム第二、第三開発室などのプルトニウム燃料施設から発生する硝酸プルトニウム及びウラニルを含む放射性廃液は、現在プルトニウム廃液処理設備において凝集沈澱処理(鉄共沈法)、キレート樹脂吸着法等の併用で処理を行っている。しかし、本処理に伴って発生するスラッジ、廃樹脂等の副生物は、乾固物の形としたのち放射性固体廃棄物として貯蔵しているため、その最終処理には未だ手をつけていない。長期的展望に立てば、このような副生物の発生しないあるいは発生しても最小限度に留めるような処理プロセスの開発が望まれており、不溶性タンニン(以下吸着剤という)によるノンスラッジ廃液処理プロセスの開発を行っている。今回は、前年度のビーカスケールバッチ試験に引続き、不溶性タンニンを用いた微量プルトニウムのカラム方式による吸着基礎試験を実施した。本試験では、不溶性タンニンのプルトニウム吸着性能を把握するため、DFに及ぼす線速度及びカラム長さの影響ならびに試験液中のプルトニウム濃度の影響を調べた。また、連続通水試験を実施し、不溶性タンニンの破過点確認試験を実施した。その結果、次のことが明らかになった。(1)パラメータ試験結果から、1)線速度が遅いほどDFが向上する。2)カラム長さが長いほどDFが向上する。3)$$alpha$$線放射能濃度が低いほどDFは低下する。(2)連続通水試験結果から、105Bq/mlオーダの試験液を処理した場合、タンニン充填量の約40倍まで処理が可能である。(3)中和処理後の105Bq/mlオーダの廃液を10-3Bq/ml(放出基準値の1/10)までPuを除去するためには、適切な線速度及びカラム長さを選定することにより可能である。

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