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報告書

原子力災害時における避難退域時検査と除染基準に関する調査と考察

外川 織彦; 外間 智規; 平岡 大和; 齊藤 将大

JAEA-Research 2023-011, 78 Pages, 2024/03

JAEA-Research-2023-011.pdf:2.09MB

原子力災害時に大気へ放射性物質が放出された場合には、住民等の被ばくを低減するための防護措置として、自家用車やバス等の車両を利用して避難や一時移転が実施される。避難等を実施した住民等や使用した車両の汚染状況を確認することを目的として、原子力災害対策重点区域の境界周辺から避難所までの経路途中において避難退域時検査が行われる。その際に、我が国では表面汚染密度の測定によるOIL4=40,000cpmという値が除染を講じる基準として用いられる。しかし、この値が設定された経緯や導出方法については、系統的かつ詳細な記述や説明は公式文書には見受けられず、また原子力防災の専門家でさえも全体に亘って詳細に説明できる人はほとんどいないことを認識した。本報告書では、我が国の避難退域時検査における除染の基準として用いられるOIL4を科学的・技術的に説明するために、その導出方法を調査・推定するとともに、それらの結果について検討と考察を行うことを目的とした。この目的を達成するために、我が国における除染基準を設定する上での根拠を示すとともに、被ばく経路毎の線量基準に対応した表面汚染密度限度を導出する方法を調査・推定した。さらに、我が国におけるOIL4の位置付けと特徴、OIL4の改定時における留意点という観点から、OIL4に関する考察と提言を行った。

論文

非破壊型静電セプタム試験機によるビーム分離実験と装置改良の検討

永山 晶大; 原田 寛之; 下川 哲司*; 佐藤 篤*; 山田 逸平; 地村 幹; 小島 邦洸; 山本 風海; 金正 倫計

Proceedings of 20th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.526 - 530, 2023/11

本研究では、ビームの遅い取り出しのための非破壊型静電セプタムを開発している。従来型と異なり、この装置はビームと衝突しないようにビーム周辺に配置した多段電極で構成されており、発生させた電場によって非破壊でビームを分離する。本研究ではその電場分布を評価すべく、電子銃とビームモニタで構成された試験装置を開発した。その装置に試作電極を設置し、細い電子ビームで電場分布測定の実験を実施した。その測定結果は計算結果との良好な一致を示した。しかし、ビームの分離能力はまだ十分ではない。そこで、電場分布の改良に向けた電極形状や配置の最適化の検討を行った。本発表では、試験装置を用いた電場分布測定実験の結果や改良案を報告する。さらに、本開発の今後の展望についても述べる。

論文

粒子加速器における非破壊での遅いビーム取り出し手法の研究

永山 晶大; 原田 寛之; 下川 哲司*; 山田 逸平; 地村 幹; 山本 風海; 金正 倫計

Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.503 - 507, 2023/01

リング型粒子加速器であるシンクロトロン加速器ではリング内にビームを溜め込み、周回させながら加速したビームを徐々に供給する「遅い取り出し」技術で最先端の物理実験や放射線がん治療を実現している。従来の手法では、周回ビームと取り出しビームの間に電場分布を切り分ける電極を挿入する必要がある。現在の手法では、取り出し時に発生するビーム衝突が原理的に解決できず、機器の故障や出力制限の原因となっている。そこで、ビーム軌道上に挿入される電極を廃した新たな手法に基づく非破壊型静電セプタムを考案し、現在開発を進めている。従来型の静電セプタムと同等に粒子を周回ビームから蹴り出す為には、境界面で不連続のギャップを持つ階段関数のような分布の力を発生させるのが理想である。本発表では階段関数に近い分布のローレンツ力を真空中に発生させるための電極・電流路配置の最適化の計算方法や、発生させるローレンツ力によるビーム軌道の計算結果について報告する。また、現在進行中である本手法の原理実証に向けて開発した小型原理実証機についても紹介し、今後の展望についても議論する。

論文

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.

Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03

 被引用回数:30 パーセンタイル:96.87(Astronomy & Astrophysics)

2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300$$^{circ}$$Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200$$^{circ}$$Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。

論文

Photoelectron diffraction from laser-aligned molecules with X-ray free-electron laser pulses

中嶋 享*; 寺本 高啓*; 赤木 浩; 藤川 高志*; 間嶋 拓也*; 峰本 紳一郎*; 小川 奏*; 酒井 広文*; 富樫 格*; 登野 健介*; et al.

Scientific Reports (Internet), 5, p.14065_1 - 14065_11, 2015/09

 被引用回数:37 パーセンタイル:83.67(Multidisciplinary Sciences)

X線自由電子レーザーを利用することで、レーザーによって整列したI$$_{2}$$分子からのX線光電子回折(XPD)パターンを観測した。X線自由電子レーザーの偏光方向に整列したI$$_{2}$$分子のXPDは我々の理論計算とよく一致した。さらに、実験で得られるXPDを分子構造決定に利用する際の適応基準を提案した。

論文

ナトリウム冷却高速炉1次系ホットレグ配管1/10縮尺試験装置を用いた偏流流入条件下のLDV流速測定

岩本 幸治*; 近藤 学*; 小川 翔太*; 田中 正暁; 山野 秀将

日本機械学会論文集,B, 78(792), p.1383 - 1387, 2012/08

本研究の主目的は、現在計画中のナトリウム高速炉(JSFR)1次系ホットレグ配管の安全設計に資するべく、縮尺試験装置を用いてさまざまな流入条件での流動状態を把握することである。ホットレグ配管のような曲率の強いエルボには強い流体力が作用する。その流体力が周期的に作用する場合、配管構造との共振を避けるべく流体の振動そのものを抑える、ないしはその固有振動数を配管構造のそれと合致させない工夫が必要である。一般に管軸曲率半径が管内径に近いエルボでは、エルボ下流において周期的な流体振動が発生することが明らかにされている。これらの振動は無次元周波数(ストロハル数)にして0.5程度になる。このことから、エルボを含む配管構造においてはランダム振動に対する堅牢性だけでなく、ストロハル数0.5に相当する共振にも気を配らなければならない。この振動に対して、著者らはLDVによる流速測定及び流れの可視化を行い、エルボ内側で発達した境界層の両端から放出される交互渦によってこの振動が生じることを明らかにした。

口頭

Nondestructive evaluation of neutron irradiation damage on austenitic stainless steels by measurement of magnetic flux density

高屋 茂; 永江 勇二; 青砥 紀身; 山県 一郎; 市川 正一; 今野 将太郎; 小川 竜一郎; 若井 栄一

no journal, , 

照射損傷パラメータの弾き出し損傷及びHe量の非破壊評価手法の検討のため、SUS304及び316FRについて中性子照射材の磁束密度がフラックスゲート(FG)センサを用いて測定された。試験片は、常陽, JMTR, JRR-3Mのいずれかか、JRR-3Mと常陽の両方(組合せ照射)で照射された。さまざまな炉を用いた照射や組合せ照射を実施することにより、単一の炉では得ることが難しい照射条件を実現できる。弾き出し損傷量とHe量,照射温度の範囲はそれぞれ、0.01$$sim$$30dpa, 1.0$$sim$$17appm, 470$$sim$$560$$^{circ}$$Cである。316FRについては、2から5dpaにしきい値が存在する可能性があるが、磁束密度は弾き出し損傷量とともに増加した。これは、FGセンサを用いた磁束密度測定による弾き出し損傷量の非破壊評価の可能性を示している。一方、磁束密度はHe量との相関は示さなかった。

口頭

磁気特性に基づく照射損傷評価

高屋 茂; 山県 一郎; 今野 将太郎; 市川 正一; 小川 竜一郎; 永江 勇二

no journal, , 

中性子照射した高速炉用SUS316鋼の磁束密度及び磁化曲線をフラックスゲートセンサ及び新たに開発した振動試料型磁力計を用いてそれぞれ測定した。その結果、磁気特性と代表的な照射損傷指標である弾き出し損傷量との間に良い相関があることを明らかにした。この結果は、磁気特性に基づく照射損傷の非破壊評価の可能性を示している。

口頭

照射損傷評価のための磁束密度測定手法の改良

今野 将太郎; 高屋 茂; 永江 勇二; 山県 一郎; 小川 竜一郎; 赤坂 尚昭; 西野入 賢治

no journal, , 

磁束密度変化に基づく原子炉構造材料の照射損傷評価のために、対象物の表面に接触させるだけで局所的な着磁が可能な点状着磁器を新たに開発し、磁束密度測定手法の改良を行った。これにより、強磁性体を含め、適確に材料の磁気特性を把握することができ、かつ従来の着磁方法に比べ実機への適用の道すじを立てた。

口頭

漏えい磁束密度による照射損傷評価のための測定技術の改良

今野 将太郎; 高屋 茂; 永江 勇二; 山県 一郎; 小川 竜一郎; 赤坂 尚昭; 西野入 賢治

no journal, , 

漏えい磁束密度の変化に基づく原子炉構造材料の照射損傷評価のために、対象物の表面に接触させるだけで局所的な着磁が可能な点状着磁器やその方法の開発、並びに磁束密度センサの較正方法の確立を行い、磁束密度測定技術の改良を行った。これにより、従来の方法では着磁が困難であった強磁性体を含め、適確に材料の磁気特性を把握することが可能となった。また、将来的に目指している実機の漏えい磁束密度の直接測定について、点状着磁器が有する特長のために、実機適用にあたっての制限の多くを除くことができた。

口頭

偏流が流入する場合における高レイノルズ数ベンド内流れのLDV計測

小川 祥太*; 岩本 幸治*; 保田 和則*; 十河 基介*; 山野 秀将; 田中 正暁

no journal, , 

配管の曲がり部では、曲がりの内側の境界層から周期的な渦が放出され、流力振動が起こることがある。境界層の形状は流入条件に大きく依存するため、振動の形態が変化する可能性がある。本研究では、その影響を検討するために、偏流が曲がり部に流入する流れに対してLDVによる流速測定を行った。

口頭

ナトリウム冷却高速炉1次系ホットレグ配管の流力振動評価,4; 1/10縮尺試験におけるLDV流速測定

岩本 幸治*; 小川 翔太*; 保田 和則*; 十河 基介*; 田中 正暁; 山野 秀将

no journal, , 

LDV measurements in a 90$$^{circ}$$ elbow which curvature radius coincides with the diameter have been examined for a deflected inflow that became faster inside. Compared to a case of a 4.9D pipe, the deflected inflow reinforced a convex velocity distribution near the curvature in the downstream region. This concludes the deflected inflow promotes the secondary flow of Prandtl's first kind. Frequency analyses of axial flow fluctuations show the dominant frequency can be seen in the downstream even when deflected. But its Strouhal number increases to 0.6 from 0.5 compared to the short one. Results of frequency analyses are also shown for an inflow from a 10D pipe and a swirl generator. Dominant Strouhal numbers mostly become 0.5 except for 0.6 in cases of the inflow from the 10D pipe and deflector. This frequency shift might be related with the boundary layer size and the local flow velocity since the corresponding fluctuation is caused by vortex from the boundary layer at the elbow.

口頭

加速器中性子源によるシンチレーティング光ファイバーに基づく高速中性子指向性検出器の開発

林 翔太*; 高田 英治*; 磯部 光孝*; 小川 国大*; 河原林 順*; 富田 英生*; 井口 哲夫*; 佐藤 聡

no journal, , 

核融合プラズマにおける中性子発生プロファイルの空間的、時間的挙動を測定するため、シンチレーション ファイバー(SF)を用いた中性子指向性検出器を開発した。本検出器ではSFを密接に配置し、各SFからの信号をマルチアノード光電子増倍管により独立に処理することにより、指向性向上を目指している。FNSのDD中性子源を用いて、開発した検出器による中性子計測実験を行った。$$gamma$$線による波高値がDD中性子による波高値と同程度であり、DD中性子場では波高値による中性子と$$gamma$$線の弁別が困難ではあったが、波高分布上のDD中性子に起因すると考えられるエッジ部分面積がPHITSシミュレーションによる結果と同様の中性子入射角度依存性を示しており、本検出器により高指向性が実現できる可能性が示された。今後、DT中性子場における特性評価を行う。

口頭

原子力災害時における車両汚染検査の最適化手法の研究,1; 既存の可搬型車両用ゲート型モニタによる測定迅速化

平岡 大和; 川崎 晃平*; 木村 仁宣; 外川 織彦; 齊藤 将大; 江崎 巌*

no journal, , 

原子力災害時に避難住民が受ける汚染検査では、多数の車両による混雑が予想される。検査の迅速化には可搬型車両用ゲート型モニタ(ゲートモニタ)を活用したタイヤとワイパー部の同時測定が課題であるため、両者からの計数率の弁別を試みた。初めに、車両を5km/hで走行させ、ゲートモニタを通過する間の$$gamma$$線計数率を測定した。このとき、汚染を模擬した$$^{133}$$Ba線源を車両のタイヤ周囲又はワイパー部に取り付け、それぞれ30回ずつ測定した。次に、測定値(Net値)の最大計数率を1.0とした規格化計数率に一次関数を基準とした弁別条件を適用し、タイヤとワイパー部の弁別精度を評価した。評価の結果、タイヤ周囲に線源を設置したパターンでは30回中29回、ワイパー部に設置したパターンでは30回中20回正しく弁別できた。弁別の精度を高めるには、タイヤとワイパー部の間で大きな差異が生じるような測定手法の改良が求められることが分かった。

口頭

原子力災害時における車両汚染検査の最適化手法の研究,2; 可搬型車両用ゲート型モニタの新たな配置方法の有用性の基礎的検討

川崎 晃平*; 平岡 大和; 江崎 巌*; 木村 仁宣; 外川 織彦; 齊藤 将大

no journal, , 

原子力災害時に避難する住民が乗っている車両は汚染検査(避難退域時検査)を受けることになっており 、タイヤとワイパー部を測定してスクリーニングする運用が定められている。可搬型車両用ゲート型モニタの導入によって、タイヤ検査の迅速化は見込まれているが 、ワイパー部 を同時検査することは困難であるため、さらなる迅速化には課題がある。本研究では、タイヤとワイパー部の同時検査を目的に、検出器の配置を工夫して各汚染を弁別することを試みた。配置方法の有用性と、現実的な汚染を想定した時の検出器の応答についてシミュレーション計算を行った結果を報告する。

口頭

原子力災害時における車両汚染検査の最適化手法の研究,3; 可搬型車両用ゲート型モニタの新たな配置方法による汚染弁別性能の検証

平岡 大和; 川崎 晃平*; 木村 仁宣; 外川 織彦; 齊藤 将大; 江崎 巌*

no journal, , 

原子力災害時に避難する住民が乗っている車両は汚染検査(避難退域時検査)を受けることとなっており、この検査の迅速化には、可搬型車両用ゲート型モニタによるタイヤとワイパー部の同時検査の実現が不可欠であると考えられる。このためには、汚染箇所それぞれを弁別して汚染箇所毎に適した評価を行える測定手法の開発が必要であり、先に数値シミュレーションによって新たな配置方法により弁別性能が向上する見込みであることを確認した。本研究ではシミュレーション結果を基に、実車両に汚染を模擬した放射線源を取り付けて走行させ、新たな配置方法での汚染弁別性能の検証を行った。検証の結果、従来の配置方法と比べて汚染弁別性能が向上したことを確認した。

口頭

福井県三方郡美浜町新庄地区における敦賀断層の第四紀後期の活動性

瀬能 正太郎*; 立石 良*; 島田 耕史; 岩森 暁如*; 小川 昌也*

no journal, , 

敦賀断層の新たな露頭を、1mDEMを用いた地形判読による断層分布位置に基づく現地踏査によって、複数発見した。1つの露頭では、基盤岩からなる破砕帯に砂礫層が巻き込まれている。この砂礫層の細粒部のテフラ分析により鬼界アカホヤ火山灰と姶良Tn火山灰が検出された。この露頭での砂礫層の水平方向の拡がりと、断層条線の姿勢から、複数回の変位量総和下限値の水平成分、斜めすべり成分、鉛直成分を求めた。各成分を鬼界アカホヤ火山灰の降灰年代で割ることにより、平均変位速度の下限値を算出した。その結果、鉛直成分が1000年あたり約0.7m、水平成分が同約1.4m、斜め成分が同約1.5mであることが明らかになった。

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