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論文

Design for detecting recycling muon after muon-catalyzed fusion reaction in solid hydrogen isotope target

奥津 賢一*; 山下 琢磨*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

Fusion Engineering and Design, 170, p.112712_1 - 112712_4, 2021/09

水素同位体を利用したミュオン触媒核融合($$mu$$CF)では、核融合によって2.2$$mu$$sの寿命を持つミュオンが再放出され、それが次の標的と新たな核融合を引き起こす。我々は、水素・重水素混合固体から放出されたミュオンを収集して輸送する同軸輸送管を新たに開発し、輸送のための加速電圧などについて検討したので報告する。

論文

Time evolution calculation of muon catalysed fusion; Emission of recycling muons from a two-layer hydrogen film

山下 琢磨*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

Fusion Engineering and Design, 169, p.112580_1 - 112580_5, 2021/08

重水素・三重水素混合固体標的に負ミュオン($$mu$$)を入射し、ミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)の時間発展をルンゲクッタ法によって計算した。核融合によって生成する中性子の強度や、固体標的から真空中に放出されるミュオン量を最大化する三重水素含有率を明らかにした。

報告書

平成27年度核燃料サイクル工学研究所放出管理業務報告書(排水)

中野 政尚; 藤田 博喜; 河野 恭彦; 永岡 美佳; 井上 和美; 吉井 秀樹*; 大谷 和義*; 檜山 佳典*; 菊地 政昭*; 坂内 信行*; et al.

JAEA-Review 2017-001, 115 Pages, 2017/03

JAEA-Review-2017-001.pdf:3.57MB

本報告書は、原子力規制関係法令を受けた「再処理施設保安規定」、「核燃料物質使用施設保安規定」、「放射線障害予防規程」、「放射線保安規則」及び「茨城県等との原子力施設周辺の安全確保及び環境保全に関する協定書」、「水質汚濁防止法」並びに「茨城県条例」に基づき、平成27年4月1日から平成28年3月31日までの期間に日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所から環境へ放出した放射性排水の放出管理結果をとりまとめたものである。再処理施設、プルトニウム燃料開発施設をはじめとする各施設からの放射性液体廃棄物は、濃度及び放出量ともに保安規定及び協定書等に定められた基準値を十分に下回った。

論文

Radiological emergency response to Fukushima Daiichi Accident; Teleoperation & robotics of JAEA

福嶋 峰夫; 川妻 伸二; 岡田 尚

Proceedings of American Nuclear Society Embedded Topical on Decommissioning, Decontamination and Reutilization and Technology Expo (DD&R 2012) (DVD-ROM), p.67 - 68, 2012/06

2011年3月11日に発生した東北大地震により発生した津波により福島第一原子力発電所は壊滅的な状況となった。原子力機構は、地震の直後から放射線モニタリングや遠隔操作に関する福島支援を開始している。原子力機構では、JCO臨界事故を契機に、原子力災害用ロボットを開発していたが、維持できず稼働しなかった。このため、遠隔操作の支援を行うため、これらロボットを改造し、ロボットオペレータが乗車する車両とともに東京電力に提供した。

論文

Emergency response by robots to Fukushima-Daiichi accident; Summary and lessons learned

川妻 伸二; 福嶋 峰夫; 岡田 尚

Industrial Robot; An International Journal, 39(5), p.428 - 435, 2012/00

 被引用回数:83 パーセンタイル:95.57(Engineering, Industrial)

Japanese nuclear disaster response robotics developed after Japan Conversion Corporation occurred criticality accidents in 1999, could not work when the Fukushima-Daiichi accident occurred by a big earthquake and a huge Tsunami on March 11th 2011. Unmanned constructive heavy machine and robots donated from United States of America or imported from Sweden did work for reconnaissance and cleanup rubbles outside of buildings. Accordingly, Quince and JAEA-3 had been deloyed for reconnaissance in side of buildings. Many lessons had been learned from the experiences on Robots' emergency response to the accident, Organization and operation scheme, Systemization were major lessons learned.

論文

高輝度・高分解能放射光で見えてきた表面化学反応ダイナミクス; 超音速O$$_{2}$$分子線で誘起される表面酸化反応のその場光電子分光

寺岡 有殿; 吉越 章隆; 盛谷 浩右; 高桑 雄二*; 小川 修一*; 石塚 眞治*; 岡田 美智雄*; 福山 哲也*; 笠井 俊夫*

放射光, 18(5), p.298 - 309, 2005/09

SPring-8の原研軟X線ビームラインの表面化学実験ステーションを活用して行われてきた表面酸化反応ダイナミクスに関する研究の中から代表的な成果について解説した。原研の独自研究からSi(001)表面の高温酸化の際にSiO分子が脱離する反応機構について解説した。大阪大学との協力研究からは、Cuの酸化反応ダイナミクスにおいて衝突誘起原子吸収が起こることを紹介した。東北大学との協力研究からは、Ti(0001)の酸化反応ダイナミクスにおいて初期吸着確率に二つのエネルギーピークが観測され、解離吸着のポテンシャルエネルギー障壁であることを紹介した。

論文

核融合環境における電気設備,34; 高磁場におけるヒューズの動作特性

大川 慶直; 樫村 伸司*; 村野 佳大*; 伊藤 美知夫*; 岡田 健一*; 泉 敬介*; 土田 崇*

第19回電気設備学会全国大会講演論文集, p.415 - 416, 2001/00

前年平成12年度に2核融合実験炉における漏えい磁場中のヒューズ動作特性実験による動作特性結果を報告した。その中で回路の短絡保護としては高磁場中における利用の可能性を見いだしたが、過電流保護については問題があることが判明した。今回はその後の実験として過電流保護についてのみ実験を行い、その動作特性の一端を明らかにしたので報告する。

口頭

日本原子力研究開発機構の原子力災害ロボット緊急対応; 福島第一原子力発電所事故対応の概要と教訓

岡田 尚; 川妻 伸二; 福嶋 峰夫; 五十嵐 幸; 中井 宏二; 三村 竜二; 金山 文彦

no journal, , 

平成23年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震とその後の津波の影響により、東京電力福島第一原子力発電所は全電源喪失,炉心冷却不能と言う事故が発生した。日本原子力研究開発機構では保有する原子力災害ロボットの改造及び$$gamma$$線可視化装置等を開発する等、東京電力を支援してきた。本稿では原子力災害ロボット緊急対応状況とその教訓及び$$gamma$$線可視化装置による支援状況について述べる。

口頭

JAEA robotics emergency response to FUKUSHIMA-DAIICHI accident; Summary and lessons learned

川妻 伸二; 岡田 尚; 福嶋 峰夫

no journal, , 

日本原子力研究開発機構(JAEA)は2001年に発生したJCO臨界事故の後、原子力災害対応ロボットを開発した。ただし残念ながらそれらは2011年3月11日の巨大地震と津波で発生した福島第一原発事故の直後においては、これらの原子力災害対応ロボットは動作しない状態であった。その後JAEAでは事故対応の進展に応じて前述の原子力災害対応ロボットを改造し、またロボットコントロール車を整備してきた。そしてJAEAはロボットとロボットコントロール車を東京電力に提供し、プラントの復旧に協力してきた。本報告では、福島第一原発事故へのJAEAロボット等の緊急対応の概要及びそこから学んだ教訓を説明する。

口頭

遠隔操作技術にかかわる福島第一原子力発電所事故対応,1; 原子力機構における遠隔操作技術支援の概要

川妻 伸二; 岡田 尚; 福嶋 峰夫; 中井 宏二; 三村 竜二; 金山 文彦

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故は、巨大津波襲来、全電源喪失、炉心溶融、さらには水素爆発、放射能の大量漏えい、高線量率環境等、我が国では経験のない事象が相次ぎ、事故の収束・復旧作業には困難を極めている。原子力機構では事故直後より、政府と東京電力の福島原発事故対策統合本部リモートコントロール化プロジェクトチームに参画するとともに、所有していた原子力災害ロボット等の改造、整備、提供等の遠隔操作技術にかかわる福島第一原子力事故対応を実施してきた。本稿では、これまでの支援の概要を報告する。

口頭

遠隔操作技術にかかわる福島第一原子力発電所事故対応,2; ロボットコントロール車の開発

岡田 尚; 中井 宏二; 五十嵐 幸; 川妻 伸二

no journal, , 

原子力機構は放射能汚染環境下でのロボット操作を支援するため遮へい操作ボックスや$$gamma$$線可視化計測装置等を搭載したロボットコントロール車を開発整備し、福島第一原子力発電所事故対応への協力を実施。

口頭

遠隔操作技術にかかわる福島第一原子力発電所事故対応,3; $$gamma$$線可視化計測装置搭載偵察プラットフォームの開発

三村 竜二; 金山 文彦; 岡田 尚; 川妻 伸二

no journal, , 

福島第一原子力発電所の復旧に向けてはさまざまな工事を要するが、原子炉建屋内は放射線量が高く人が立ち入り長時間作業を行うことが困難であることから、放射線量を低下させるため除染を行う必要がある。安全かつ効率的に除染を行うには、現場の放射線量や汚染分布を調査・把握する必要がある。本稿では、除染に向け原子炉建屋内の高線量エリアにおいて$$gamma$$線を可視化し線源位置を特定する$$gamma$$線可視化計測装置「$$gamma$$-eye」を搭載した偵察プラットフォームの開発について報告する。

口頭

ルンゲクッタ法によるミュオン触媒核融合の時間発展の計算

山下 琢磨*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

重水素・三重水素混合薄膜に覆われた水素固体標的に負ミュオン($$mu$$)を入射する実験系を想定し、ミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)の時間発展をルンゲクッタ法による逐次計算により分析した。ミュオン分子共鳴状態を含む$$mu$$CFサイクルを構築し、核融合によって生成する中性子強度、標的から再放出されるミュオン量を最大化する三重水素含有率を明らかにした。

口頭

J-PARC MLFでのdd-$$mu$$CF実験における中性子計測について

名取 寛顕*; 土居内 翔伍*; 石田 勝彦*; 木野 康志*; 三宅 康博*; 宮下 湖南*; 中島 良太*; 永谷 幸則*; 西村 昇一郎*; 岡 壽崇; et al.

no journal, , 

J-PARCにおいて、トリチウムと重水素を用いたdtミュオン触媒核融合反応($$mu$$CF)を利用して超低速負ミュオンビームを開発し、走査型負ミュオン顕微鏡の技術確立を目指す計画が進行中である。2020年3月に真空容器内に1mm厚の水素/重水素(混合比99.9%/0.1%)のミュオン静止層の上に数$$mu$$m厚の重水素層を加えた固体水素・重水素ターゲットを作成し、J-PARC D2ビームラインにおいて負ミュオンを照射するビーム試験を行った。本講演では特に中性子の測定について報告を行う。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,1; ミュオン特性X線による検出法の開発

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)は素粒子の一つである負ミュオンが触媒のように振舞いながら水素同位体間の核融合を起こす反応である。$$mu$$CF反応は、反応後のミュオンの運動エネルギー分布幅が小さい点や単色の中性子を放出する性質から、非破壊検査に威力を発揮できる運動量の揃った高品質なミュオンビーム源や高品質な第3の中性子源として注目されるようになった。本研究では、核反応後のミュオンをビームラインとは別軸に引き出すと共にミュオンを集めながら輸送する同軸輸送管を新たに開発した。また、同軸輸送管の先にチタン箔を設置し、チタンのミュオン特性X線を利用して再生ミュオンの検出を行った。

口頭

J-PARC MLFでのdd-$$mu$$CF実験におけるミュオン特性X線を用いた放出ミュオンの観測

奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)は素粒子の一つである負ミュオンが触媒のように振舞いながら水素同位体間の核融合を起こす反応である。$$mu$$CFは、反応後のミュオンの運動エネルギー分布幅が小さい点や単色の中性子を放出する性質から、非破壊検査に威力を発揮できる運動量の揃った高品質なミュオンビーム源や走査ミュオン顕微鏡などへの応用が期待される。固体水素標的から核反応後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布の測定法について検討した。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,2; 放射線輸送計算

宮下 湖南*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合によって発生する再生ミュオンの運動エネルギー分布を直接測定することを目指している。放射線輸送計算コードPHITSのシミュレーションに基づいて実験系を設計し、J-PARCにおいてミュオンビーム照射実験を行い、得られた実験結果と計算結果の比較を行ったので報告する。

口頭

ミュオン分子内核反応後に放出されたミュオンの測定,3; 静電場設計

中島 良太*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

核反応後に放出される再生ミュオンは、数keVから10keV程度の運動エネルギー分布を持つ。この運動エネルギー分布測定には、重水素膜から放出された再生ミュオンをチタン薄膜まで輸送し、チタン原子から放出される特性ミュオンX線を検出する必要がある。実験系の構築のため、本研究では、イオン軌道計算ソフトウェアSIMIONを用いて、重水素膜からチタン薄膜までの輸送シミュレーションを行った。

口頭

ミュオン触媒核融合後に放出されたミュオン運動量分布測定のための数値シミュレーションと設計

宮下 湖南*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核融合後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布測定を行うと、核反応の瞬間のdd$$mu$$ (d: 重水素、$$mu$$: ミュオン)の波動関数に関する現象を観察することができる。本研究では、バックグラウンドの原因とその低減方法、シミュレーションコードを用いた輸送する再生ミュオンの軌道などについて議論する。

口頭

ミュオン触媒核融合反応後のミュオンの運動エネルギーの選別と検出の粒子輸送シミュレーション

中島 良太*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 宮下 湖南*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

ミュオン触媒核反応後に放出される再生ミュオンの運動エネルギー分布測定のための実験系を開発している。運動エネルギー分布測定のためには、再生ミュオンを固体水素ターゲットから離れたところまで輸送し、Ti薄膜に衝突させる必要がある。本発表では、電場を用いたミュオン輸送について、荷電粒子軌跡計算ソフトウェアSIMIONと粒子輸送計算コードPHITSで検討した。

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