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西田 明美; 川田 学; 崔 炳賢; 国友 孝洋; 塩見 忠彦; 飯垣 和彦; 山川 光稀*
Transactions of 27th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 27) (Internet), 10 Pages, 2024/03
原子力施設の地震に対する損傷確率(フラジリティ)評価手法の精度向上に資するため、三次元耐震解析手法の高精度化を目的とし、研究開発を進めている。2019年からは、原子力規制庁と原子力機構との共同研究の一環として、原子力機構の施設である高温工学試験研究炉(HTTR)を対象とし、地盤や建屋の床だけでなく壁にも加速度計を多数設置するとともに、自然地震と人工波に対する多点同時観測が可能な大規模観測システムを構築し、観測データを活用した原子力施設の三次元耐震解析手法の精度向上及び妥当性確認に取り組んでいる。本論文では、大規模観測システムよって得られた観測記録の概要を示すとともに、観測記録を用いて建屋の局所的な床や壁の応答に対する卓越振動数及び変形モード等を求め、建屋の局所応答に関する振動特性を分析して得られた知見を示す。これまでの約2年間に、21日間で36回の観測を実施し人工波観測記録を取得している。また、2階屋上の局所の床やオペフロ屋根の観測データに関する分析の結果より、建屋局所の卓越振動数や対応する変形モード等、三次元耐震解析手法の高度化に資する知見が得られている。
西田 明美; 村上 高宏*; 里田 啓*; 浅野 祐也*; Guo, Z. H.*; 大嶋 昌巳*; 松川 圭輔*; 中島 憲宏
Transactions of 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-26) (Internet), 10 Pages, 2022/07
巨大地震に対する原子力プラント等の耐震安全評価に資するため、プラント構造の地震時挙動を把握し現実的応答解析を可能とすることは重要な課題となっている。プラント構造の地震時挙動に大きな影響を与える部位のひとつに接合部が挙げられる。特に部材接合部のモデル化は従来経験的手法に依存しており、ピンまたは剛とみなして保守的な評価がなされてきた。そこで本研究では、接合部の3次元詳細モデルを活用し、より現実的な挙動を再現するための接合部モデル化手法を開発することを最終目的とする。その1では、これまでに開発した3次元詳細解析技術を活用し、鉄骨部材からなるプラント構造の接合部を対象として、弾性領域における接合部の現実的な半剛接の剛性評価を実施し、得られた結果について報告した。本論文では、弾塑性載荷実験の結果と比較することで弾塑性領域における3次元詳細解析手法の妥当性を確認するとともに、その1と同じ接合部モデルを用いて数値実験を実施し、得られた知見を述べる。具体的には、プラント構造の設計に利用されるフレームモデルの回転ばね要素の非線形関数を定義するための重要なパラメータを、回転剛性,降伏点,塑性回転量などの観点で整理し、接合部の塑性変形を含む現実的な剛性評価のための見通しを得た。得られた成果を原子力施設の鉄骨構造接合部のモデル化に適用することで、プラント耐震安全性の合理的評価が期待される。
西田 明美; 村上 高宏*; 里田 啓*; 浅野 祐也*; Guo, Z.*; 松川 圭輔*; 大嶋 昌巳*; 中島 憲宏
Transactions of 25th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-25) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2019/08
巨大地震に対する原子力プラント等の耐震安全評価に資するため、プラント構造の地震時挙動を把握し現実的応答評価を可能とすることは重要な課題となっている。プラント構造の地震時挙動に大きな影響を与える部位のひとつに接合部が挙げられる。特に部材接合部のモデル化は従来経験的手法に依存しており、ピンまたは剛とみなして保守的な評価がなされてきた。そこで本研究では、接合部の3次元詳細モデルを活用し、より現実的な挙動を再現するための接合部モデル化手法を開発することを最終目的とする。本論文では、その第一歩として、これまでに開発した3次元詳細解析技術を活用し、鉄骨部材からなるプラント構造の接合部を対象として、接合部の有する現実的な剛性等を把握することを目的とする。複雑に組み合わされた部材からなる接合部の3次元詳細モデルを作成し、パラメトリックスタディを行った結果、プラント構造の接合部仕様によっては半剛接合とみなせることを確認し、接合部の現実的な剛性評価のための見通しを得た。得られた成果を原子炉建屋の屋根トラスや排気塔等の鉄骨構造接合部のモデル化に適用することで、プラント耐震安全性の合理的評価が期待される。
diffusion in cubic 
-electron compounds observed by high transverse field SR伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城*; 西田 信彦*; Heffner, R. H.; 青木 勇二*; 鈴木 博之*; 鬼丸 孝博*; 谷田 博司*; 高木 滋*
Journal of Physics; Conference Series, 225, p.012021_1 - 012021_6, 2010/06
被引用回数：2 パーセンタイル：66.93(Physics, Applied)固体中における拡散はスピン回転・緩和法(SR)により長年にわたって研究され、低温における荷電粒子の量子拡散や高温における水素様粒子の拡散現象の理解に貢献してきた。本研究発表では、横磁場SR法によって立方晶電子系化合物PrPb
及びSmAg
Inにおける拡散を観測した結果について報告する。単結晶試料中のサイトは強い横磁場を[001]方向に印加することによって磁気環境の異なる2つのサイトに分裂する。SR線形はこれらのサイト間のの運動によって劇的な変化を生じる。この温度依存性を詳細に解析することにより、両物質に対しの拡散に関するパラメータが精度よく得られた。
小林 保之; 山田 勉; 内藤 守正; 油井 三和; 中山 雅; 佐藤 治夫; 西田 孝弘*; 廣永 道彦*; 山本 武志*; 杉山 大輔*; et al.
JAEA-Research 2009-013, 70 Pages, 2009/06
JAEA-Research-2009-013.pdf:8.85MB
高レベル放射性廃棄物処分施設では、施設の建設及び操業中の安全性や作業性確保のため、支保工やグラウト等にセメント系材料を使用することが想定されている。低アルカリ性セメントは、処分システムの長期挙動評価において、高アルカリ性に起因する不確実性を低減させることを目的に開発されているものである。本報告では、既報「高レベル放射性廃棄物処分施設への低アルカリ性セメントの適用性に関する研究(その1)」にて整理したセメント系材料の要求機能をもとに、国内外で開発されている各種低アルカリ性セメント及びコンクリートの諸物性に関する評価の現状調査,適用部位を考慮した低アルカリ性コンクリートの配合検討を行い、今後の課題を抽出した。その結果、初期物性,硬化体物性について各種低アルカリ性セメントは普通ポルトランドセメントとほぼ同等であり、耐溶出性に優れていることが確認された。配合検討では、原子力機構にて開発したHFSCは適切な配合を選定することで、吹付け及び覆工コンクリートへ適用可能との見通しが得られた。今後の課題としては、地下水組成が水和物の溶出特性に与える影響の解明,硬化体からの浸出水のpHの測定方法の精査,鉄筋など鋼材を用いた場合の腐食挙動の評価等が挙げられた。
西田 明美; 鈴木 喜雄; 林 幸子; 國友 孝洋*; 熊澤 峰夫*; 羽佐田 葉子*
第58回理論応用力学講演会講演論文集(CD-ROM), 2 Pages, 2009/06
アクロス(ACROSS=Accurately Controlled, Routinely Operated, Signal System)とは、精密に制御した定常的なサイン波を入力し、その応答出力の測定から、従来の方法との比較において格段に高い精度で、周波数応答(伝達関数=周波数領域のグリーン関数)を決定する計測技術である。これは、高レベル放射性廃棄物の地層処分場や地震発生場など、地下構造の時間変動監視観測用に開発されたものである。これを人工構造物の振動特性,構造解析,監視などに適用する理論的基礎とこれに固有の課題を紹介する。また、原子力機構、東濃地科学センターにある鉄骨フレーム構造物に対し行っている適用試験の計測システムと若干の測定結果について報告する。
西田 明美; 鈴木 喜雄; 林 幸子; 國友 孝洋*; 熊澤 峰夫*; 羽佐田 葉子*
第58回理論応用力学講演会講演論文集(CD-ROM), 2 Pages, 2009/06
アクロスによって得られる伝達関数データの解析手法として従来用いられてきた存否法を、3次元構造物の多数点の測定で得られる伝達関数データ群の解析用に適用した。その2で得られた周波数領域計測データの解析に、時間領域と空間-波数領域の両面から2段階のアプローチを総合して、線形力学系の整合的なモデルとしての結果を得られる手法を開発している。これでは、構造物の大局的な振動特性(固有振動数,減衰,振幅,位相等)と各部材レベルでの局所的波動伝播特性(伝播速度,波長,部材間の相互作用など)、さらに、それらの微小な時間変動の検出までをできるようにした。
西田 明美; 鈴木 喜雄; 林 幸子; 國友 孝洋*; 熊澤 峰夫*; 羽佐田 葉子*
第58回理論応用力学講演会講演論文集(CD-ROM), 2 Pages, 2009/06
原子力施設の構造物(地層処分場から原子炉まで)の安定性や耐震性を評価するためには、既存の原子力施設がどのような振動特性を有しているかを厳密に把握する必要がある。振動特性には固有振動数と減衰があり、建設された構造物に対しては常時微動観測等のデータを用いて推定するのが一般的であるが、計測誤差や推定誤差については、常に議論がなされるところである。今般、高精度な地盤構造の応答計測が可能なアクロスを構造物の応答計測へ適用し、構造物の振動特性の推定を試みた。さらに、構造物を構成する部材内を伝播する縦波や曲げ波の伝播速度等の波動伝播特性を推定し、構造物の物性の同定を試みた。これらの結果について、3報にわたって報告する。
小林 保之; 山田 勉; 内藤 守正; 油井 三和; 中山 雅; 佐藤 治夫; 西田 孝弘*; 廣永 道彦*; 山本 武志*; 杉山 大輔*; et al.
JAEA-Research 2008-112, 43 Pages, 2009/03
JAEA-Research-2008-112.pdf:4.58MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分施設の建設では、坑道の空洞安定性や湧水の抑制、あるいは施設操業時の作業性を確保するため、支保工,グラウト,覆工等にセメント系材料の使用が想定される。しかし、セメント系材料の使用は、周囲地下水のpHを上昇させ、人工バリア材や天然バリアである岩盤が変質する可能性があり、処分システムの長期性能に有意な影響を与えることが懸念されている。以上の背景から、地層処分向けの低アルカリ性セメントに関する研究開発が国内外で進められており、日本原子力研究開発機構では、これまでに支保工や覆工への適用性の検討を重ね、今般幌延の地下研究施設において施工試験を行う計画である。一方、電力中央研究所では、放射性廃棄物処分全般にかかわるセメント系材料の研究開発を実施してきている。本共同研究報告では、高レベル放射性廃棄物処分施設で使用することを想定したセメント系材料について、その適用性を評価するうえで必要となる処分場とその周辺の地質環境条件を整理したうえで、セメント系材料の適用部位や処分の各段階で要求される機能と性能を抽出・整理し、今後の低アルカリ性セメント開発に資するよう取りまとめを行った。
site in PrPb; Interplay between localized electrons and an interstitial charged particle伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城*; 西田 信彦*; Heffner, R. H.; 青木 勇二*; Amato, A.*; 鬼丸 孝博*; 鈴木 博之*
Physical Review Letters, 102(9), p.096403_1 - 096403_4, 2009/03
被引用回数：14 パーセンタイル：62.72(Physics, Multidisciplinary)The local effect of an interstitial hydrogenlike particle on localized electrons was studied in PrPb by means of spin rotation and relaxation. Spontaneous spin precession with harmonic frequencies was observed for the first time in electron compounds. We demonstrate that the signal is derived from a coupling between the spin and the hyperfine-enhanced nuclear spin of nearest neighbor (NN) 
Pr with Ising-like anisotropy. The signal also suggests a marked suppression of spin dynamics of the NN Pr in comparison with that of the bulk Pr. These facts strongly indicate modification of the electronic state due to the interstitial charged particle.
in paraquadrupolar state伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城; Heffner, R. H.; 西田 信彦*; 青木 勇二*; 鬼丸 孝博*; 鈴木 博之*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.743 - 745, 2007/03
PrPbは
=0.4Kにおいて反強四極子秩序を起こす。最近の実験からこの四極子秩序が長周期構造を持つことがわかり、注目を集めている。われわれはPrPb単結晶試料に対し、常磁性相のミュオンナイトシフト測定を行った。ミュオンナイトシフトに対するフェルミ接触相互作用からの寄与は異方性が強く、おそらく4f電子の空間分布が低温において異方的であることに対応していると考えられる。フェルミ接触相互作用の強さは双極子結合と同程度であると見積もられ、4f電子と伝導電子が強く混成していることを示唆している。この結果は、伝導電子を介した四極子間の結合が長周期構造の発現において重要であることを示唆している。
松原 仁; 南 貴博; 羽間 収; 西田 明美; Tian, R.; 中島 憲宏; 谷 正之
no journal, ,
原子力プラントは、圧力容器,中間熱交換器など多数の複雑な部品からなる大規模組立構造物であり、それぞれが互いに連成することによって外力に抵抗する。したがって、原子力プラントの各部品が他の部品、あるいは全体に及ぼす影響を明らかにすることは、構造工学上極めて重要な課題である。従来、このような問題を取り扱う場合、原子力プラントは、一体構造物と仮定され、各部品間に生じる相互作用力を加味した全体挙動の評価は不可能であった。本研究では、原子炉と一次冷却系に対して、ITBLグリッド環境の利用による部品間接続を加味した三次元有限要素法の構築を試みた。その結果、各部品の変形挙動や応力状態を加味した原子炉全体解析が可能になり、静的外力作用時における原子炉全体の応力・ひずみ状態が明らかになった。
鈴木 喜雄; 櫛田 慶幸; 山岸 信寛; 南 貴博; 松本 伸子; 中島 康平; 西田 明美; 松原 仁; Tian, R.; 羽間 収; et al.
no journal, ,
日本原子力研究開発機構システム計算科学センターでは、原子力グリッド基盤(AEGIS: Atomic Energy Grid InfraStructure)の研究開発を推進している。本研究開発の目的は、原子力研究の基盤となるグリッド環境の構築である。本研究開発の主なターゲットの一つとして、原子力プラントのための3次元仮想振動台の構築がある。ここでは、原子力プラントの機器,建屋,基礎,地盤の連成を考慮した数値解析による実条件・実環境下での原子力プラントまるごとシミュレーションを目標としている。本講演では、AEGISの前身にあたるグリッド基盤技術及び本技術の3次元仮想振動台のプロトタイプへの適用について述べる。
SR法によるPrPbにおける多極子秩序の研究,2伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城; Heffner, R. H.; 西田 信彦*; 青木 勇二*; 鬼丸 孝博*; 鈴木 博之*
no journal, ,
PrPbは非磁性の
二重項を結晶場基底状態に持ち、0.4Kにおいて反強四極子秩序を示すと考えられている。最近の研究から、秩序状態にある四極子配列が長周期の変調を示すことが明らかになってきた。現時点において、四極子の長周期変調構造が報告されている物質はPrPbのみである。われわれはSR法を用い、ミクロな観点からPrPbの新奇な四極子秩序相の研究を行った。磁場
//[001]印加下のミュオンナイトシフトは転移点において顕著な異常を示さない。この実験結果とシミュレーションによって得られたミュオンナイトシフトとの比較から、可能な四極子の秩序構造を議論した。
伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城*; 西田 信彦*; 青木 勇二*; 鬼丸 孝博*; 鈴木 博之*
no journal, ,
水素は物質の内部に容易に侵入し、格子と相互作用することにより物性に影響を及ぼす。この過程をミクロな観点から明らかにすることは、基礎,応用の両面において極めて重要である。水素と格子の相互作用を研究する際に、物質中で水素と同等の化学的性質を示す正ミュオンを使ったアプローチが有効である。われわれは特に局在f電子に対する格子間水素の局所的な作用を調べるため、希土類金属間化合物PrPb
にスピン偏極したビームを照射し、零磁場においてスピン緩和の測定を行った。その結果、擬似水素に隣接するPrイオンのf電子磁化率が等方的な状態からイジング的な異方性を持つ状態に変化していることが明らかになった。この変化は結晶場の現象論により記述できるが、実験データより決定した結晶場パラメータを点電荷モデルに基づいて解釈すると、の位置に負の有効電荷が生じているということになる。これは結晶場に対する伝導電子の寄与を示唆していると考えられる。
西田 明美; 鈴木 喜雄; 長谷川 健; 林 幸子; 國友 孝洋*; 熊澤 峰夫*; 羽佐田 葉子*
no journal, ,
原子力施設の構造物(地層処分場から原子炉まで)の安定性や耐震性を評価するためには、既存の原子力施設がどのような振動特性を有しているかを厳密に把握することが重要である。振動特性には固有振動数,固有モード,減衰等があり、建設された構造物に対しては常時微動観測等の受動観測によるデータを用いて推定するのが一般的である。一方で、受動観測による非定常なデータの計測誤差や推定誤差については、常に議論がなされるところである。今般、高精度な地盤構造の応答計測が可能なアクロスを構造物の応答計測へ適用し、構造物の振動特性の推定を試みた。その結果、アクロスの構造物の応答計測への適用可能性を見いだしたので、その成果を発表する。本成果の一部は、原子力機構の平成20年度研究開発調整財源による連携融合研究において得られた成果である。
-Pr in PrPb伊藤 孝; 髭本 亘; 大石 一城*; 西田 信彦*; Heffner, R. H.; 青木 勇二*; Amato, A.*; 鬼丸 孝博*; 鈴木 博之*
no journal, ,
通常、金属中においてミュオンスピン
を含む孤立した少数スピン系が形成されることはないと考えられる。しかし、この予想に反し、われわれは希土類金属間化合物PrPbにおいて孤立した3スピン系Pr--Prが形成されていることを見いだした。SRスペクトルには3スピン系の形成を示す自発スピン回転が観測され、詳細な解析により等間隔で並んだ6周波数を含むことが明らかとなった。この信号はとPr核スピン
の結合に関し、極めて異方的な増強作用が働いていることを示している。この異方的な増強は、Prにおける超微細相互作用との電荷による際近接Prイオンのf電子状態に対する摂動を考慮することにより理解可能である。
熊澤 峰夫*; 国友 孝洋*; 西田 明美
no journal, ,
アクロス(ACROSS=Accurately Controlled, Routinely Operated, Signal System)とは、精密に制御した定常的なサイン波を入力し、その応答出力の測定から、従来の方法との比較において格段に高い精度で、周波数応答(伝達関数又は周波数領域のグリーン関数)を決定する計測技術である。これは、高レベル放射性廃棄物の地層処分場や地震発生場など、地下構造の時間変動監視観測用に開発されたものである。これを人工構造物の振動特性,構造解析,監視などに適用する理論的基礎とこれに固有の課題を紹介する。また、アクロスによって得られる伝達関数データの解析手法として従来用いられてきた存否法を、3次元構造物の多数点の測定で得られる伝達関数データ群の解析用に適用した事例を示す。
