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那須 三紀*; 谷内 浩*; 平山 尚樹*; 安達 宏法*; 柿澤 優*; 白勢 裕登*; 西山 博道*; 川本 鉄平*; 犬飼 潤治*; 篠原 武尚; et al.
Journal of Power Sources, 530, p.231251_1 - 231251_11, 2022/05
被引用回数：16 パーセンタイル：89.77(Chemistry, Physical)To accelerate the spread use of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is essential to increase power density and durability, while reduce costs. We have succeeded in developing an innovative gas diffusion layer (GDL) with gas flow channels (GDLFC
) fabricated on a flat separator that enabled both cost reduction and high performance. In this study, neutron radiography was used to observe the distribution of liquid water during power generation. With using our GDLs and interdigitated (comb-shaped) gas flow channels, the distributions of liquid water were quantitatively imaged, influenced by the current density, the relative humidity, the oxygen utilization, and the water repellency of the GDL. The increase in linear velocity of the oxidant gases effectively suppressed the retention of liquid water at the cathode.
Theis, C.*; Carbonez, P.*; Feldbaumer, E.*; Forkel-Wirth, D.*; Jaegerhofer, L.*; Pangallo, M.*; Perrin, D.*; Urscheler, C.*; Roesler, S.*; Vincke, H.*; et al.
EPJ Web of Conferences, 153, p.08018_1 - 08018_5, 2017/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.03(Nuclear Science & Technology)欧州原子核研究機構(CERN)の放射線モニタとして、中性子、陽子、
線等の様々な放射線に対して有感な空気入り電離箱PTW-34031(PMI)が使用されている。PMIの各放射線に対する応答関数の計算では、CERNが開発を支援している放射線輸送計算コードFLUKAが用いられている。本研究では、このうち高エネルギー中性子に対するPMIの応答関数の精度検証のため、大阪大学核物理研究センター(RCNP)の
Li(p,n)反応を利用した準単色中性子照射場において、100-392MeVの準単色中性子に対するPMIの応答関数を測定した。その結果、200MeV以下の準単色中性子照射において、中性子エネルギースペクトルの測定値を線源としたFLUKAによる応答関数の計算値と実験値はよく一致しすることがわかった。一方、250及び392MeVの場合、中性子場にLi(p,n)反応から生成する
の崩壊に伴う線が混在するため、中性子のみを線源とした計算値は実験値を過小評価することがわかった。
松本 哲郎*; 増田 明彦*; 西山 潤*; 岩瀬 広*; 岩元 洋介; 佐藤 大樹; 萩原 雅之*; 八島 浩*; 八島 浩*; 嶋 達志*; et al.
EPJ Web of Conferences, 153, p.08016_1 - 08016_3, 2017/09
被引用回数：1 パーセンタイル：61.21(Nuclear Science & Technology)200MeV以上の準単色中性子に対するコンクリート及び鉄遮蔽体透過後の中性子エネルギースペクトルをボナー球スペクトルメータ(BSS)を用いて測定した。246及び389MeVの陽子-Li反応を用いて準単色中性子を生成し、コンクリート及び鉄遮蔽体の厚さを、それぞれ25-300cm及び10-100cmとした。100-387MeVのエネルギーを持つ準単色中性子を用いて実測したBSSの応答関数とアンフォールディングコードMAXEDを用いて、遮蔽体透過後の中性子エネルギースペクトルを導出した。その際、放射線輸送計算コードMCNPXを用いてBSSと遮蔽体の間の中性子多重散乱の効果を評価し、中性子エネルギースペクトルの補正を行った。その結果、エネルギースペクトルの実験値からコンクリート及び鉄遮蔽体の厚さに対する線量当量の変化を得ることができた。また、244MeVの中性子をコンクリートへ入射した場合、50cm以下の厚さにおいて線量当量に対する中性子多重散乱の影響が大きいことがわかった。
増田 明彦*; 松本 哲郎*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 佐藤 達彦; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 中根 佳弘; 西山 潤*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 849, p.94 - 101, 2017/03
被引用回数：1 パーセンタイル：10.62(Instruments & Instrumentation)大阪大学核物理研究センターRCNPの陽子-リチウム核反応を用いた高エネルギー準単色中性子場は、放射線測定器の特性試験や校正などに利用されている。この中性子場のエネルギースペクトルは、0度方向に放出される中性子によるピーク部とそれ以外の角度に放出される連続部からなる。このうち、各試験で対象とするエネルギーはピーク部であるが、われわれは、これまでに0度と他角度方向に設置した検出器応答から、連続部の寄与を差し引く二角度差分法を開発してきた。本研究では、高密度ポリエチレン(HDPE)減速材付属のボナー球検出器に対する本手法の適用性を、96-387MeVの準単色中性子を用いて調査した。その結果、様々な大きさのHDPEに対して本手法は適応可能であることを検証できた。一方で、小型のHDPEは、中性子場のコリメータ,壁等による低エネルギー散乱中性子に感度を有するため、二角度差分法の他に、検出器の設置角度毎に低エネルギー散乱中性子に対する検出器応答の補正が必要である等、本中性子場を利用するユーザーに対する有益な指針を示すことができた。
松本 哲郎*; 増田 明彦*; 西山 潤*; 原野 英樹*; 岩瀬 広*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 八島 浩*; 中根 佳弘; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.332 - 336, 2014/04
高エネルギー加速器施設における合理的な遮へい設計のためには、広い中性子エネルギー領域に渡った遮へい体透過後の中性子スペクトルに関する知見が必要がある。本研究では、減速型中性子検出器であるボナー球スペクトロメータ(BSS)を用いて、コンクリート及び鉄遮へい体を透過した中性子のエネルギースペクトルを数100MeVから熱領域まで測定した。測定では、大阪大学核物理研究センター(RCNP)において開発した246MeV及び389MeV準単色中性子ビームを、厚さ10cmから100cmの鉄、及び25cmから300cmのコンクリートに入射し、その後方で中性子を検出した。本研究で使用したBSSは、熱中性子に感度がある
He比例計数菅及び直径3から9.5インチのポリエチレン減速材に加え、高エネルギー中性子にも感度を持たせるため鉛と銅からなる減速層を追加している。中性子エネルギーは、アンフォールディング法に基づくMAXEDコードにより導出した。アンフォールディングの際の初期スペクトルには、有機シンチレータで測定したデータを採用した。これにより、核破砕反応による高エネルギー中性子成分から熱平衡ピークまでを含む幅広い中性子スペクトルを決定することができた。
石森 有; 迫田 晃弘; 田中 裕史; 光延 文裕*; 山岡 聖典*; 片岡 隆浩*; 大和 恵子*; 西山 祐一*
JAEA-Research 2013-005, 60 Pages, 2013/06
JAEA-Research-2013-005.pdf:4.49MB
岡山大学と日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターは、低線量放射線域でのラドン吸入に起因する影響効果にかかわる共同研究を実施している。岡山大学病院三朝医療センターは、臨床的な知見に基づく研究課題設定を、岡山大学大学院保健学研究科は研究管理及び生体応答評価を、原子力機構人形峠はラドン吸入試験設備の開発、ラドン濃度の制御、ラドンの体内挙動・線量評価をそれぞれ分担することとした。平成19年度から平成23年度は以下の成果を得た。(1)本研究の課題設定にあたり、低線量域でのラドンの影響効果について文献調査した。(2)大規模な小動物のラドン吸入試験を目的とした国内初の大規模設備を開発した。(3)ラドンによる諸臓器の抗酸化機能の変化を知るうえで最も基本的な条件となる、ラドン濃度と吸入時間の関係について網羅的に検討した。(4)ラドン吸入に臓器中の抗酸化機能を亢進する効果を確認したことから、症状緩和が期待できる酸化障害への効果について疾患モデルマウスによる検討を行い、肝臓などでのアルコール等誘導酸化障害やI型糖尿病に対する抑制効果を確認した。(5)吸入ラドンによる生体応答を定量的に議論するため、吸入ラドンの体内動態を把握し、諸臓器・組織の吸収線量の評価方法について検討した。
増田 明彦*; 松本 哲郎*; 原野 英樹*; 西山 潤*; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 中村 尚司*; et al.
IEEE Transactions on Nuclear Science, 59(1), p.161 - 166, 2012/02
被引用回数：12 パーセンタイル：66.54(Engineering, Electrical & Electronic)大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、Li(p,n)反応によって得られる245MeV及び388MeVの準単色中性子を用いて、ボナー球スペクトロメータの高エネルギー中性子に対する応答測定を行った。使用したボナー球スペクトロメータは、ポリエチレン,鉛,銅の6種類の減速材の組合せと球形He比例計数管で構成されている。高エネルギー中性子に対する応答は、準単色場の低エネルギー成分の影響を差し引いて求められる。その解析手法と解析結果、モンテカルロシミュレーション計算コードによる応答関数の検証について発表する。
片岡 隆浩*; 迫田 晃弘; 石森 有; 豊田 晃章*; 西山 祐一*; 田中 裕史; 光延 文裕*; 山岡 聖典*
Journal of Radiation Research, 52(6), p.775 - 781, 2011/11
被引用回数：26 パーセンタイル：67.24(Biology)新大型ラドン曝露設備を用いて、スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)活性の線量あるいは線量率依存性について調べた。マウスに対して、ラドン濃度250, 500, 1000, 2000、あるいは4000Bq/mで、0.5, 1, 2, 4、あるいは8日間のラドン曝露を行った。その結果、2000日・Bq/mのラドン曝露群では、血漿,肝臓,膵臓,心臓,胸腺,腎臓のSOD活性で線量率効果が見られた。また、連続的なラドン曝露によってSOD活性は増大させるが、2日ほどで通常レベルへ戻ることもわかった。さらに、SOD活性の変化に基づいて、臓器を4つのグループ((1)血漿,脳,肺、(2)心臓,肝臓,膵臓,小腸、(3)腎臓,胸腺、(4)胃)に分類することができた。胸腺が最も高い反応性を持ち、胃が最も低かった。これからのラドン効果研究に向けて、本研究は有用な基礎データを提供する。
海老原 健一; 山口 正剛; 西山 裕孝; 鬼沢 邦雄; 松澤 寛*
Journal of Nuclear Materials, 414(2), p.328 - 335, 2011/07
被引用回数：4 パーセンタイル：32.59(Materials Science, Multidisciplinary)中性子照射された原子炉圧力容器鋼における実験結果は、脆化の原因となる粒界リン偏析を示しているが、偏析の照射量,照射速度などへの依存性は、実験データの不足のため明らかではない。本論文では、炭素の影響を組み入れたレート理論モデルによって、中性子照射された原子炉圧力容器鋼の粒界リン偏析をシミュレーションした。結果として、空孔と自己格子間原子のシンク強度を選ぶことにより、実験で得られた粒界リン偏析量が再現された。また、炭素の有無にかかわらず粒界リン偏析量の照射速度への依存性は見られなかった。さらに、空孔によるリンの輸送は自己格子間原子による輸送に比べ非常に小さいことを確認し、炭素は、おもに、空孔の移動を抑制することによって照射誘起リン偏析に影響することがわかった。これらの結果は、照射誘起リン偏析の数値的予測の高精度化に寄与するものであり、原子炉圧力容器鋼の経年変化の理解に向け、必須な知見を得たことを意味している。
Li(p,n) reactions at 246-389 MeV岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 糸賀 俊朗*; 佐藤 達彦; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Proceedings of 10th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-10), p.53 - 61, 2011/03
大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、1cm厚さのリチウムターゲットへの陽子照射で得られる138, 243, 387MeVの準単色中性子を用いて、10cmから100cm厚さの鉄及び25cmから200cm厚さのコンクリートの遮蔽体に対して遮蔽実験を行い、透過後の中性子エネルギースペクトルを測定した。スペクトル測定には、直径及び厚さがともに12.7cm及び25.4cmの2種類の液体有機シンチレータNE213とボナーボール中性子スペクトルメータを用いた。また、NE213の応答関数と検出効率も測定した。ピーク部の中性子スペクトルの導出には飛行時間法(TOF)を用い、連続部の中性子スペクトルの導出にはアンフォールディング法を適用した。さらに、中性子源の0度から30度方向の中性子エネルギースペクトルもTOF法で測定した。138MeVの準単色中性子入射における遮蔽体透過後の中性子エネルギースペクトルの実験値は、PHITSによる計算結果をよく再現した。
Li(p,n) reactions at angles from 0
to 30岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 岩瀬 広*; 八島 浩*; 糸賀 俊朗*; 佐藤 達彦; 中根 佳弘; 中島 宏; 坂本 幸夫; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 629(1), p.43 - 49, 2011/02
被引用回数：21 パーセンタイル：82.72(Instruments & Instrumentation)大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、陽子エネルギー246MeV及び389MeVのLi(p,n)反応を用いた準単色中性子の2MeV以上のエネルギースペクトルを飛行時間法により測定・評価した。検出器には円柱型で直径及び厚さがそれぞれ5.08, 12.7, 25.4cmの3種類の液体有機シンチレータNE213を用いた。測定角度は0度から30度までの7角度である。中性子スペクトルは高エネルギーの準単色中性子ピーク部と低エネルギーまでの連続部からなり、角度ごとのピーク部と連続部の系統性をそれぞれ調べた。ピーク部の中性子強度の角度分布は、Taddeucciの経験式とよく一致し、ピーク部と連続部の中性子フラックスの絶対量はほぼ同じであった。この準単色中性子場を用いた、高エネルギー中性子モニターのDARWINやWendi等のピーク部に対する応答を測定するには、20度付近に設置したおもに連続部からなる中性子モニターの応答を差し引くことで、ピーク部の応答関数導出の補正を行う必要があることを提案した。
三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 河村 成肇*; Strasser, P.*; 牧村 俊助*; 幸田 章宏*; 藤森 寛*; 中原 一隆*; 竹下 聡史*; 小林 庸男*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 225, p.012036_1 - 012036_7, 2010/06
被引用回数：9 パーセンタイル：92.71(Physics, Applied)The science facility (MUSE) along with the neutron, hadron and neutrino facilities is one of the experimental areas PF the J-PARC project, which was approved for construction in a period from 2001 to 2008. Construction of the MLF building was started in the beginning of 2004, and was completed at the end of the 2006 fiscal year. On September 19th, 2008, the graphite target for muon production was placed into the 3 GeV proton beam line. On September 26th, 2008, we finally succeeded to extract surface muon beams. We also succeeded in the extraction of the decay muons on December 25th, 2008.
Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; 幸田 章宏*; 河村 成肇*; 藤森 寛*; 牧村 俊助*; 小林 庸男*; 中原 一隆*; 加藤 峯夫*; 竹下 聡史*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 225, p.012050_1 - 012050_8, 2010/06
被引用回数：12 パーセンタイル：95.21(Physics, Applied)The new Muon Science Facility (MUSE) that is now under construction at J-PARC in the Materials and Life Sciences Facility (MLF) building will comprise four types of muon channels. In the first stage, a conventional superconducting decay muon channel (D-Line) was constructed, which can extract surface (positive) muons with an expected muon yield of 
/s and decay positive/negative muon up to 120 MeV/c, with an expected muon yield of a few 
/s at 60 MeV/c for both positive and negative muons. This channel will be used for various kinds of muon experiments like 
SR, muon catalyzed fusion and nondestruction elements analysis.
西山 裕孝; 山口 正剛; 鬼沢 邦雄; 岩瀬 彰宏*; 松澤 寛*
Journal of ASTM International (Internet), 6(7), 8 Pages, 2009/07
日本の原子炉圧力容器鋼における不純物含有量を有するA533B鋼について、粒界偏析とその脆化、すなわち延性脆性遷移温度(DBTT)について調べた。中性子照射は、材料試験炉により、照射温度563Kで、中性子照射量が1.3
10
n/m
(E
1MeV)まで行った。中性子照射によって、粒界におけるリン(P),ニッケル(Ni)の濃度上昇と、炭素(C)の濃度低下が生じた。中性子照射による粒界におけるP濃度の上昇は、Pの含有率が0.02wt.%未満の場合、高中性子照射量領域(510
n/m)でも、15%未満であることがわかった。このような粒界におけるP濃度の増加、あるいは、粒界の強度を低下させてCの濃度低下は、粒界脆化への影響はほとんどなく、DBTTの上昇は照射硬化によるものであることを明らかにした。
海老原 健一; 山口 正剛; 西山 裕孝; 鬼沢 邦雄; 松澤 寛*
Proceedings of 2009 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2009) (CD-ROM), 8 Pages, 2009/07
第一原理計算によって得たパラメータをBCC格子用に開発した反応速度論モデルに組み込み、そのモデルによりBCC鉄中の照射誘起リン偏析をシミュレーションした。さらに、そのシミュレーションから評価した粒界リン濃度の照射量,照射速度,照射温度への依存性を既存の結果と比較し考察した。結果として、今回のシミュレーション条件の範囲において、照射速度は粒界リン濃度にほとんど影響しないこと、また照射温度依存性が、既存の計算結果と大きく異なることがわかった。
三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 河村 成肇*; Strasser, P.*; 牧村 俊助*; 幸田 章宏*; 藤森 寛*; 中原 一隆*; 門野 良典*; 加藤 峯夫*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.957 - 961, 2009/04
被引用回数：12 パーセンタイル：47.84(Physics, Condensed Matter)ミュオン科学実験施設(MUSE)はJ-PARCの実験施設の一つである、MUSEは中性子とミュオン利用の実験施設である物質生命科学実験施設(MLF)の中にある。MLFの建屋建設は2004年にはじまり、2006年度末に完了した。われわれはそこにビームライン機器の設置を行っており、最初のミュオンビームが2008年の秋に発生する予定である。
西山 裕孝; 鬼沢 邦雄; 松澤 寛*
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
中性子照射した原子炉圧力容器鋼で、粒界のリン偏析と照射硬化が延性脆性遷移温度(DBTT)に及ぼす影響を、オージェ電子分光分析,局所電極型アトムプローブ、及び陽電子消滅法による組織分析を用いながら検討した。中性子照射により粒界のリン偏析が誘起されることを示した。また、材料中のリン含有率が高くなると照射硬化が大きくなることを示した。これは、照射によって生成した空孔によって安定化されたリン集合体によるものであることを明らかにした。粒界のリン濃度及び照射硬化とDBTTの関係、並びに破面観察から、中性子照射によって粒界におけるリンの脆化能が小さくなる現象を見いだし、脆化の主要因は照射硬化によることを示した。これらの結果に基づき、原子炉圧力容器の長期使用により粒界脆化が顕在化する可能性について議論した。
中村 武彦; 西山 裕孝; 知見 康弘; 笹島 栄夫; 扇柳 仁; 中村 仁一; 鈴木 雅秀; 河村 弘
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
軽水炉の長期利用や高度利用における安全性を維持向上するためには、燃料や材料の照射挙動を適切に把握することが非常に重要である。日本政府と日本原子力研究開発機構は、現行軽水炉の高経年化や高度利用並びに次世代軽水炉の開発における照射にかかわる課題の解決に貢献するため、材料試験炉(JMTR)を改修し新たな試験装置を整備することとした。この中で異常過渡時や高負荷運転時の燃料の健全性を調べる試験を計画している。2011年に終了するJMTRの改修後、まず新型燃料の出力急昇試験を行う計画である。JMTRの新たな燃料照射試験は、NSRRでの反応度事故模擬試験やホットラボを用いたLOCA試験と組合せることで、高燃焼度燃料の通常運転時から異常過渡,事故までを広くカバーする総合的な研究を成す。材料照射試験では、原子炉圧力容器鋼の破壊靭性試験,ステンレス鋼の応力腐食割れ試験,ハフニウムなど原子力材料の照射試験を計画している。これらの照射研究は現状の課題に応えるばかりでなく、顕在化してないトラブルにプロアクティブに対応するための課題の同定に貢献することが期待される。
山口 正剛; 西山 裕孝; 志賀 基之; 蕪木 英雄; 松澤 寛*
Proceedings of 3rd International Conference on Multiscale Materials Modeling, p.733 - 735, 2006/09
bcc鉄(Fe)の対称傾角粒界
3(111)に不純物や固溶原子を加えることにより発生する粒界脆化に対し、第一原理計算を用いてその脆化メカニズムを調べた。不純物及び固溶原子としては、B, C, N, O, Si, P, S, Mn, Ni, Cuを用いて、粒界の原子間結合に与える影響を調べた。その結果、固溶原子の偏析エネルギー,引っ張り強さ,粒界の結合エネルギー等の値を導出することに成功した。また、これらの値は実験結果をよく説明していることが明らかになった。
尾留川 剛; 森岡 宏之; 西山 誠治*
第41回地盤工学研究発表会発表講演集, p.1739 - 1740, 2006/07
日本原子力研究開発機構では、北海道幌延町において、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として地下研究坑道の建設を開始した。施設は、深度500m程度の立坑3本と試験研究用の水平坑道からなる。耐震性能照査では、近隣の地震環境を考慮した設計地震力を定めた。立坑は、全体3次元モデルによる応答震度法で検討した結果、地表付近では、掘削解析で定まる支保仕様のうち覆工コンクリート強度を増加すれば耐震性能を満たすことがわかった。水平坑道は2次元、立坑・水平坑道の連接部・交差部は3次元モデルの部分モデルによる応答震度法で検討し、それぞれ掘削解析で定まる支保仕様で耐震安全性を満たすことを確認した。
