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報告書

バックエンド技術開発戦略ロードマップ

中澤 修; 瀧谷 啓晃; 村上 昌史; 堂野前 寧; 目黒 義弘

JAEA-Review 2023-012, 6 Pages, 2023/08

JAEA-Review-2023-012.pdf:0.93MB

日本原子力研究開発機構(以下「原子力機構」という。)において優先して取り組むバックエンド技術開発課題の選定とスケジュールを、「バックエンド技術開発戦略ロードマップ」として取りまとめた。選定にあたっては、令和4年度に実施した原子力機構内の開発技術(シーズ)と技術的課題(ニーズ)に関するアンケートの結果を反映した。シーズとニーズが一致したものの中から、現場への早期実装の観点、共通的な課題の観点で課題を抽出し、9件のテーマを選定した。原子力機構内の組織横断的な実施体制を構築し、開発成果の現場への実装を目指すとともに、社会実装を目指していく。

論文

静電加速器の運転状況

水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 千葉 敦也; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 酒井 卓郎; 横田 渉; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 197, 2007/02

平成17年度、3台の静電加速器は順調に稼動し、計画されたイオン照射実験のうち、ユーザー側の都合で中止したもの以外すべて実施した。年間の各加速器の運転時間はタンデム加速器,シングルエンド加速器,イオン注入装置についてそれぞれ1974時間,2359.9時間,1859.9時間であった。年度内に発生した故障のうち、最もマシンタイムに影響を及ぼしたものは9月に発生したシングルエンド加速器イオン源部のイオン引き出し電源トランスの故障で、特注品であったことから製作に時間を要し15日間の運転停止となった。また、17年度の特徴として地震及び落雷による停電など自然からの影響が大きく、ターボ分子の故障や実験の中断及びこれらによる点検作業が多かった年であった。その他、タンデム加速器の加速電圧を安定化するためのペレットチェーン駆動部の改造等の技術開発や利用拡大のためのタンデム加速器でのフラーレン(C$$_{60}$$)イオンの加速やイオン注入装置でのSiイオンの加速等の新ビーム開発を行った。

論文

Small-angle neutron scattering studies of chemical reaction and reaction-induced self-assembly

田中 宏和; 小泉 智; 橋本 竹治; 黒崎 一裕*; 大前 仁*; 小林 四郎*

Physica B; Condensed Matter, 385-386(1), p.814 - 817, 2006/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:18.02(Physics, Condensed Matter)

酵素重合により人工合成されたセルロースの自己集合過程を、小角中性子散乱を用いたその場・時分割測定により、観察した。得られた結果は以下の通りである。(1)反応溶液中で集合構造を形成している酵素の集合体の、なめらかな表面上あるいは表面近くに位置する酵素の特別な反応サイトにおいて、セルロース分子は合成される。(2)合成されたセルロース分子は、拡散律速凝集により凝集体を形成し、結晶化してフィブリルとなる。(3)フィブリルはさらにフィブリル同士で凝集体を形成し、それらが、反応時間の経過とともになめらかな酵素集合体の表面上に堆積して、表面フラクタルの次元を2から2.3へ増加させる。

論文

Chemical reaction at specific sites and reaction-induced self-assembly as observed by in situ and real time SANS; Enzymatic polymerization to synthetic cellulose

橋本 竹治; 田中 宏和; 小泉 智; 黒崎 一裕*; 大前 仁*; 小林 四郎*

Biomacromolecules, 7(9), p.2479 - 2482, 2006/09

 被引用回数:13 パーセンタイル:38.38(Biochemistry & Molecular Biology)

酵素重合法により人工合成されるセルロース分子の自己秩序化過程を、世界で初めて中性子散乱法によりその場,実時間解析をし、セルロースの重合反応に誘起されて起こるセルロース分子集合構造の形成過程・機構を解明することに成功した。その概要は次の通りである。酵素触媒という特異な場(モノマー分子の認識,活性化,重合を司る3nm$$times$$0.55nm$$^{2}$$の狭い空間)で次々と合成されるセルロース分子(300分子/毎分/1酵素)は、反応溶液中を拡散し互いに衝突すると水素結合により会合体を形成する。会合体は合成されたセルロース分子の拡散に律速された成長をし、反応の進行に伴いより大きな分子集合体が形成される。合成されたセルロース分子は、このような自己秩序化過程・機構に従い、20nmから20mmにわたる長さの尺度で、酵素触媒のまわりに表面フラクタル構造(フラクタル次元2.3)を発現することを明らかにした。

論文

Operation of the electrostatic accelerators

水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 千葉 敦也; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 酒井 卓郎; 佐藤 隆博; 横田 渉; et al.

JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, P. 371, 2006/01

2004年度のタンデム加速器,シングルエンド加速器,イオン注入装置の運転時間はそれぞれ、1914.9時間,2490.7時間,1844.9時間であった。保守・整備では、長期間整備しなかった箇所を重点を置くとともに、タンデム加速器ではSF6ガスのリーク対策を行った。新ビーム開発では、タンデム加速器で錫(Sn)の負イオン,イオン注入装置でリチウム(Li)の正イオンを新たに加速した。技術開発では、タンデム加速器のチェーンスピードを調整する方式によって電圧安定度を1.2$$sim$$2.4E-4の範囲で制御することを可能にした。シングルエンド加速器では無誘導型電圧測定抵抗を開発し、3MVの運転を安定にした。

口頭

A Challenge for in-situ observations of chemical reaction and reaction-induced self-assembly; SANS studies of in-vitro synthesis of cellulose via enzymatic polymerization

橋本 竹治; 田中 宏和; 小泉 智; 黒崎 一裕*; 大前 仁*; 小林 四郎*

no journal, , 

酵素触媒重合によって人工的に合成されるセルロースの自己組織化過程を、その場,時間分割中性子小角散乱法を用いて観察した。その結果、以下のことを明らかにした。(1)反応溶液中で形成される酵素(セルラーゼ)会合体の滑らかな表面付近にある活性点においてセルロース分子が生成する。(2)生成したセルロース分子は拡散律速過程に従って互いに凝集し、結晶化しフィブリルを形成する。(3)生成したフィブリルは酵素会合体の滑らかな表面まわりに、フラクタル次元2.3で特徴づけられる粗い表面をもった凝集体を形成する。

口頭

静電加速器の運転状況

水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 千葉 敦也; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 酒井 卓郎; 横田 渉; et al.

no journal, , 

TIARA施設3台の静電加速器はほぼ順調に稼動した。17年度の年間運転時間はタンデム加速器,シングルエンド加速器,イオン注入装置について、それぞれ1974時間,2359.9時間,1859.9時間であった。実験利用に影響を及ぼした故障はシングルエンド加速器のイオン源部の故障で15日間加速器を停止した。この期間中の実験は年末にすべて実施した。加速器の整備では、タンデム加速器のイオン入射用加速管の交換を行った。新ビームでは、タンデム加速器でZn及び多価のC60イオンを新たに加速し、イオン注入装置ではSi, Ge及び多価のSiを加速した。

口頭

静電加速器の運転状況

水橋 清; 宇野 定則; 大越 清紀; 千葉 敦也; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 横田 渉; 北野 敏彦*; et al.

no journal, , 

平成18年度のTIARA施設3台の静電加速器は順調に稼動し、計画されたイオン照射実験のうち、ユーザー側の都合で中止したものを除きすべての実験を終了した。18年度の年間運転時間はタンデム加速器,シングルエンド加速器,イオン注入装置について、それぞれ1959.6時間,2498.6時間,1898.9時間であり、照射件数は増えたがほぼ例年並の運転時間であった。当年度は故障やトラブルの発生件数が比較的少ない年であったが、制御用計算機やRFイオン源用発振回路に使用されているコンデンサーのパンクやショートを原因とする故障が発生した。タンデム加速器の整備ではスライド機構付チェーンモータ用固定板の改造を行い、ペレットチェーンが高速で回転することによって発生する塵埃(タンク内の煤化)を大幅に改善した。シングルエンド加速器では、従来のポリプロピレン製のRF電極支持具では内在する気泡部分での放電によって加熱損傷が多発したため、気泡の有無を確認できる透明性の良いポリカーボネイト製の支持具に交換して損傷防止の効果を上げた。イオン注入装置の新ビーム開発ではビーム利用者から希望があったGeイオン5$$mu$$A程度を安定に生成することに成功した。

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