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河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
放射線(インターネット), 48(2), p.43 - 48, 2023/04
福島第一原子力発電所事故により、大量の放射性物質が周辺環境に拡散した。現在も帰還困難区域に位置する地域の放射線分布を把握することは重要である。本研究では、コンプトンカメラと光学カメラを組み合わせ、線源位置とその強度の三次元分布図の作成を目指した。帰還困難区域(大熊町)の公園駐車場と民家周辺の2カ所で調査を行った。空間線量率分布を、杖型GPS付きサーベイメータ(日本放射線エンジニアリング株式会社製 、ガンマプロッターH)による測定で把握した。ホットスポットに向けて、異なった複数の位置及び角度でコンプトンカメラ(米H3D社製、H420)による測定を行った。ソフトウェア(Application Programming Interface Example)により、コンプトンカメラで得られた放射線の入射情報(入射時間, エネルギー, x, y, z)をリアルタイムで確認した。高線量地域でホットスポットをさまざまな位置や角度から撮影をすることで、放射線源の位置とその空間的広がりを確認することができた。
土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 淺川 修二; 倉持 勝也; 吉田 清; Tomarchio, V.*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 20(3), p.525 - 529, 2010/06
被引用回数：8 パーセンタイル：45.71(Engineering, Electrical & Electronic)JT-60SA装置を構成する超伝導コイルシステムのうち、中心ソレノイドと平衡磁場(EF)コイルからなるポロイダル磁場(PF)コイルシステムは日本が担当する。本コイルシステムに関する調達取り決めが、昨年末日欧間で合意され、本格的な建造フェイズに入った。この合意にあたっては、PFコイルの基本構造について、解析結果を根拠として、その成立性を確認する文書を添付しているが、実機の製作にあたっては、より合理化された構造となることが、製造のコスト及び工程面から求められている。本学会においては、ポロイダル磁場コイルシステムのうち、最も速く製造すべきEF4コイルの支持構造について、より合理化した構造を案出し、その成立性も確認した結果を報告する。また、これらPFコイルが設置されるトロイダル磁場コイルの最新の構造解析結果をふまえ、TFコイル運転時の変形がPFコイルの支持構造に及ぼす影響を考慮し、支持構造の最適化を進めていった結果について、TFコイルの影響を最も受けるEF1コイル、及びTFコイル設置前に製造すべきコイルの中でTFコイルの影響が最大となるEF6コイルを具体例に挙げて発表する。
淺川 修二; 土屋 勝彦; 倉持 勝也; 吉田 清
JAEA-Technology 2009-044, 55 Pages, 2009/09
JAEA-Technology-2009-044.pdf:4.92MB
臨界プラズマ試験装置JT-60Uをサテライトトカマク(JT-60SA:JT-60 Super Advanced)として超伝導化する日本とEUとの共同プロジェクトが推進されている。JT-60SAのマグネットシステムは中心ソレノイド(CS:central solenoid)などから成り、さらに中心ソレノイドは4つのモジュールから構成される。各モジュールには反発力や引力などの電磁力が発生し、また、熱収縮があるため支持構造物により予荷重を加える構造が必要となり、これらに耐えうる構造が要求される。電磁力解析により得られた電磁力を用いて中心ソレノイドと支持構造物の全体解析とこの結果を用いたジャケットの詳細な構造解析を行った。室温状態や冷却状態で電磁力が作用した場合に支持構造物や中心ソレノイド間と上下に隙間が開かないように締め付けているタイ・プレートが強度と疲労評価ともに「核融合設備規格 超伝導マグネット構造規格(マグネット規格)」を満たすことを検証した。全体の構造解析の結果をもとにした正配置モデルとちどり配置モデルのジャケットの詳細解析においても「マグネット規格」を満たしていことを示した。
中村 龍也; 田中 浩基; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 573(1-2), p.187 - 190, 2007/04
被引用回数：9 パーセンタイル：56.38(Instruments & Instrumentation)大強度パルス中性子源を用いた中性子散乱実験では高位置,高時間分解能を有する二次元中性子ガス検出器が必要不可欠である。われわれは二次元ガス検出器の各信号チャンネルすべてを個別に読み出し高速デジタル信号処理を行う検出器システムを開発した。検出素子としてマルチワイア、あるいはマイクロストリップを用いた検出器システムについてコリメートした冷中性子ビームを用いて性能評価試験を行った。マルチワイア素子では6atm He30% CF
混合ガス条件において1.5mmの位置分解能と約100nsの時間分解能を有することを確認した。また、マイクロストリップ素子においても同様の試験を8気圧までのガス条件において行ったのでそれらの試験結果について発表する。
田中 浩基; 中村 龍也; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARCにおける物質・生命科学実験での中性子散乱実験施設では高性能中性子位置検出器が必要とされている。中性子散乱からのブラッグピークの位置及び強度を精度よく測定するためには高い位置分解能と優れた位置線形性が必要となる。さらに大強度パルス中性子を用いた場合には高速応答性能が必要となる。われわれは上記の性能を満たすために個別読み出し型二次元ガス中性子の開発を進めてきた。この学会ではマイクロストリップ検出素子を用いたシステムの位置分解能性能と位置線形性の評価について発表を行う。精度の良い測定を行うために0.2
10mm
にコリメートした中性子ビームを用いた結果、典型的なガス条件でx, y両方向において位置分解能1mm以下を達成した。また中性子の入射位置と実測位置との良い線形性(
0.5% at full scale)を確認することができた。
山岸 秀志; 中村 龍也; 田中 浩基; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
パルス中性子源を用いた中性子散乱実験用としての二次元位置検出型中性子検出器には、高位置分解能,高い検出効率及び長期安定性が求められることは勿論であるが、さらに、広いエネルギーを有した中性子をTOF法により計測するため、高速性及び高い(中性子/
線)比の性能が要求される。このため、われわれはMSGC素子を用いた個別読出し型の二次元中性子ガス検出器システムの開発を進め、今回、検出器システムを試作した(1, 2, 3)。中性子散乱実験用の二次元位置検出型中性子検出器には上記に示したようなさまざまな性能が要求されるが、実用機ではそれらすべての要求性能がクリアされていなければならない。このため、位置検出分解能の実験評価に引き続き、その他の性能試験として中性子ビームのプロファイル測定及び(中性子/線)比性能等を評価したのでこれらの結果について紹介する。
藤 健太郎; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設では、大強度のパルス中性子を利用した中性子散乱実験が行われる。ここで利用される検出器では高い位置分解能,検出効率,高速応答等の特徴を有する高性能な二次元中性子検出器が必要とされる。これまで、個別信号読み出しを使用したマイクロパターン素子型中性子検出システムの開発を行ってきており、現在はCf-252線源を用いた照射場を作製し中性子計測システムの開発研究を進めている。ここでは作製した照射場においてマイクロピクセル型ガス二次元中性子検出器(micro-pixel gas chamber: MPGC)の特性評価を行った結果を報告する。封入ガスとしてヘリウムと四フッ化炭素の混合ガスを用い、封入圧力を4及び5atmとし特性評価を行った。どちらの圧力においても中性子による信号パルスピークが明瞭であり、低チャンネル側に発生するノイズとの弁別が容易に可能であることがわかった。ここで、われわれが作製した計測システムではチャージアップによって引き起こされるガスゲインの変動は認められなかった。
藤 健太郎; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARCセンターの物質・生命科学実験施設(MLF)では、大強度のパルス中性子を利用した中性子散乱実験が行われる。この施設では高位置分解能,高検出効率,高速応答等の特徴を有する高性能な二次元中性子検出器が必要とされる。これらの要求を満たすため、これまでマイクロストリップ型やマイクロワイヤー型の検出素子を用いた二次元中性子ガス検出器の開発を行ってきた。ここではマイクロピクセル型の検出素子を用いた検出器の特性評価を行った結果を報告する。封入ガスとしてヘリウムと四フッ化炭素の混合ガスを用い、封入圧力を4及び5atmとし特性評価を行った。どちらの圧力においても中性子による信号パルスピークが明瞭であり、低チャンネル側に発生するノイズとの弁別が容易に可能であることがわかった。ここで、われわれが作製した計測システムではチャージアップによって引き起こされるガスゲインの変動は認められなかった。
土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 淺川 修二; 倉持 勝也; 吉田 清
no journal, ,
JT-60SA装置における中心ソレノイドは、4つの巻線モジュールから成り、それらを9組のタイプレートによって巻線群を挟み込んで一体化され、最終的にトロイダル磁場コイル群の頭頂部から吊り下げて固定される。中心ソレノイドの運転時には、巻線とタイプレート間の熱収縮差や電磁力荷重によってギャップが生じるが、これをキャンセルするために荷重をかけておく必要がある。そこで、「焼きばめ」を想定した方法を三次元FEMモデルを用いて模擬し、その量を求めた結果、支持構造を85K分加熱した状態で「焼きばめ」を行えば、ギャップが生じないことがわかった。これを室温時に巻線にかかる鉛直圧力で評価すると、23.2MPaとなり、機械的にこれに相当する荷重を与えれば同じ効果となる。また、これを考慮したうえで、導体ジャケットに生じる応力について、詳細モデルを用いて評価した結果、十分な強度のあることが確認できた。さらに、中心ソレノイド全体を支持する支持構造について、最も厳しい電磁力条件のもとで応力を評価した結果、現設計における支持構造は十分な機械的強度を持っていることがわかった。
藤 健太郎; 山岸 秀志*; 坂佐井 馨; 中村 龍也; 曽山 和彦; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
大強度陽子加速器施設(J-PARC)には、大強度の核破砕中性子を利用する中性子散乱実験施設(物質・生命科学実験施設:MLF)が存在する。大強度パルス中性子を有効に利用するためには、高速応答,高位置分解能,高検出効率等の特徴を有する高性能な二次元中性子検出器が必要である。ここではマイクロピクセル検出素子を用いたガス二次元中性子検出器(micro-pixel gas chamber: MPGC)の特性評価を行った結果を報告する。有感面積5050mm,検出ピクセル間隔0.4mmのマイクロピクセル検出素子を使用した。封入ガスとしてヘリウムと四フッ化炭素の混合ガス(He+CF)を用い、中性子と
Heとの相互作用により生成する二次粒子を検出している。封入ガス中での二次粒子の飛程に関して実測、及びシミュレーションを行ったところ、両結果が一致していることを確認した。よって二次粒子により生成する電子信号を正確に検出しており、二次元中性子検出システムとして正常に動作していることがわかった。
土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 淺川 修二; 倉持 勝也; 吉田 清
no journal, ,
JT-60SA装置における超伝導マグネットシステムのうち、中心ソレノイド(CS)及びプラズマ平衡磁場(EF)コイルシステムからなるポロイダル(PF)コイルシステムは、日本が調達することになっている。最近のPFコイルシステムの設計活動においては、さらなる構造最適化を進めている。特に、EFコイルについては、トロイダル磁場(TF)コイルが設置される前に仮置きしなければならないため、検討を急ぐ必要がある。まず、基本構造について、以前考案した巻線への圧力緩和機構を、製作性を考慮して改良し、シムではなくクランプ板の方に曲線を設けた。これにより、EF4において予荷重量を下げ、結果として室温時のクランプ発生応力を下げることができた。また、最大口径を持つEF1について同様の解析を行った結果、室温時の最大応力がFM316LNM鋼の許容応力の6割程度であり、さらに減量化が可能であることがわかった。一方、口径の大きいコイルほど、TFコイルの転倒力による変形の影響を支持座から受けるので、これを考慮した解析が必要である。今後は、EF4の次に製造すべきEF5及びEF6の支持構造について、TFコイルからの影響を考慮しつつ最適化を進める。
(Ce) airborne detector and shielded HPGe detector inside a vehicleMalins, A.; 越智 康太郎; 眞田 幸尚; 山口 一郎*; 佐藤 達彦
no journal, ,
This talk will present two examples of using PHITS for simulating gamma ray spectroscopy. The first example concerns a LaBr(Ce) detector used in unmanned helicopter radiation surveys in Fukushima Prefecture. The second example concerns the modelling of a HPGe gamma spectrometer inside a monitoring vehicle. The purpose of this talk is to demonstrate the capabilities of PHITS, including recent developments, for modelling gamma spectrometers.
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
2011年3月の福島第一原子力発電所事故後、現在でも放射線の影響で福島県内では住民が帰還できない区域が残っている。本研究では、放射線分布を可視化することで、どのような場所に放射性物質が溜まるか評価した。帰還困難区域内で、コンプトンカメラ(H400, H3D社製)による測定を行った。ガンマプロッター(ガンマプロッターF, 日本放射線エンジニアリング製)を用いて、エリア全体における地上0.05, 1m高さの空間線量率を測定した。家屋周辺や道路の際、窪地の水溜まり付近で空間線量率が高いことが分かった。また、コンプトンカメラの測定では、道路脇に沿ってホットスポットが存在することが確認できた。これは、雨水の流れやすい砂利の上や平坦なコンクリートの上から流出した放射性核種が、瓦礫や溝等の雨水の溜まりやすい箇所に蓄積したためと考えられる。
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
本研究では、コンプトンカメラを用いて、福島県浜通りエリアで放射性物質の分布計測を行なった。コンプトンカメラは軽量で放射線分布の可視化が可能であることから、現場での測定に有用である。今回、コンプトンカメラに加えて、サーベイメータ等を用いて、放射線測定を行いその比較を行なった。その結果、コンプトンカメラにより環境中での放射線分布(2次元画像)が明らかになった。しかし、2次元画像ではホットスポットまでの距離が分からない。そこで、より詳細に放射線源を把握するために、線源位置とその強度の3次元分布の作成を目指す。また、コンプトンカメラは核種別の線量率が求められることから、今後の線量率分布の予測にも繋がると考えている。
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
本研究では、福島県浜通りの帰還困難区域で、コンプトンカメラによる測定と光学カメラでの動画撮影を行った。その後、コンプトンカメラで撮影した放射線分布画像と動画を組み合わせて放射性核種の位置を確認した。ホットスポットを様々な位置、角度から撮影することにより、放射線源の三次元空間的な広がりを確認することができた。ホットスポットから距離を変えて測定を行った結果、前方にのみホットスポットが1か所ある場合は、コンプトンカメラで撮影したホットスポット方向の線量率は概ね距離の逆2乗に比例した。しかし、複数の地点にホットスポットが存在する場合は、必ずしもそうならなかった。
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故により、放射性物質が原子炉から環境中に飛散した。現在、帰還困難区域の解除が進められており、周辺の放射線分布を把握することが重要である。帰還困難区域(大熊町)の2カ所で、コンプトンカメラによる測定と光学カメラでの動画撮影を行なった。測定データと動画を組み合わせて、放射性核種の位置を確認した。測定機材にはCZT(CdZnTe)半導体を用いたコンプトンカメラ(米H3D社製H420),杖型GPS付きサーベイメータ(日本放射線エンジニアリング製、ガンマプロッターH),光学カメラ等を使用した。地上1m高さにおける空間線量率は、1ヶ所目は4
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Sv/h、2ヶ所目では612Sv/hであった。高線量箇所を様々な位置や角度から撮影を行うことで、放射線源の三次元空間的な広がりを確認することができた。
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
現在、帰還困難区域の解除が進められており、放射線分布を把握することが重要である。しかし、コンプトンカメラでは二次元の放射線情報しか分からず、ホットスポットまでの距離を把握することは不可能である。そこで、本研究ではより詳細な放射線源分布を把握するために、コンプトンカメラと光学カメラを組み合わせ、線源位置とその強度の三次元分布図の作成を目指した。帰還困難区域帰還困難区域(大熊町)の公園駐車場と民家周辺の2カ所で調査を行った。空間線量率分布を、杖型GPS付きサーベイメータ(日本放射線エンジニアリング株式会社製ガンマプロッターH)による測定で把握した。ホットスポットに向けて、異なった複数の位置及び角度でコンプトンカメラ(米H3D社製H420)による測定を行った。測定現場の三次元画像の作成には、光学カメラ(GoPro)を用いた。コンプトンカメラで撮影した放射線源分布図から読み取れる空間線量率と、ホットスポットからの距離の関係が得られた。
線のイメージング河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
コンプトンカメラでは二次元の放射線情報しか分からず、ホットスポットまでの距離を把握することは不可能である。本研究では、より詳細な放射線源分布を把握するために、コンプトンカメラと光学カメラを組み合わせ、線源位置とその強度の三次元分布図の作成を目指した。帰還困難区域帰還困難区域(大熊町)の公園駐車場と民家周辺の2カ所で調査を行った。空間線量率分布を、杖型GPS付きサーベイメータ(日本放射線エンジニアリング株式会社製 ガンマプロッターH)による測定で把握した。ホットスポットに向けて、異なった複数の位置及び角度でコンプトンカメラ(米H3D社製H420)による測定を行った。ソフトウェア(Application Programming Interface Example (APIE))により、コンプトンカメラで得られた放射線の入射情報(入射時間,エネルギー,x, y, z)をリアルタイムで確認した。今後は、APIEを用いて得られた放射線の入射情報を用いて、放射線の位置の推定を行っていく。
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
現在、浜通り地域では除染活動が行われているが、可搬型サーベイメータで包括的に測定することは困難である。そのため、簡便な測定装置で放射線分布を測定する技術が求められている。先行研究では、全方位計測が可能なコンプトンカメラを用いて放射線分布の計測を行うことで、測定地点でのホットスポットの位置を迅速かつ簡便に評価することができた。しかし、得られた分布図は2次元の画像であり、ホットスポットまでの距離は把握できなかった。本研究では、放射線画像と光学画像を組み合わせて、放射線分布の三次元画像を作成することを目的とした。このコンプトンカメラにより、環境放射線分布だけでなく室内の放射線測定も確認できるため、住民の被ばく源を特定することができるようになる。
河原 梨花*; 越智 康太郎; 山口 克彦*; 鳥居 建男*
no journal, ,
コンプトンカメラを基に放射線分布図を作成することで、放射性物質が局所的に蓄積しているホットスポットを把握することが可能となる。しかし、得られる放射線分布が2次元的であり、ホットスポットまでの距離を確認できないという課題があった。本研究では、コンプトンカメラと光学カメラを組み合わせて、放射線分布と光学画像との統合を行い、放射線源位置とその広がりの確認することで、詳細な放射線分布の把握を目指した。福島第一原子力発電所から約3.6km離れている帰還困難区域にて、CZT(CdZnTe)半導体を用いたコンプトンカメラ(米H3D社製, H420)と光学カメラ(GoPro)による実地試験を行った。ホットスポットに対して、異なる位置及び角度で撮影を行うことにより、放射線源の位置とその3次元的な広がりを確認することができた。
