Space weather benchmarks on Japanese society

石井 守*; 塩田 大幸*; 垰 千尋*; 海老原 祐輔*; 藤原 均*; 石井 貴子*; 一本 潔*; 片岡 龍峰*; 古賀 清一*; 久保 勇樹*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.108_1 - 108_20, 2021/12

https://doi.org/10.1186/s40623-021-01420-5

科研費新学術領域研究・太陽地球圏環境予測(PSTEP)の一環として、日本における宇宙天気災害の発生規模と頻度の関係を包括的に調査した。調査した情報は、国内における宇宙天気ユーザーが理解できる形で公開した。本論文では、その包括的調査の結果をまとめるとともに、宇宙天気災害が電力や航空業界に与える経済的損失に関して定量評価した結果も紹介する。

Development and application of a He neutron spin filter at J-PARC

奥平 琢也; 奥 隆之; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 高橋 慎吾*; 相澤 一也; 遠藤 仁*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 977, p.164301_1 - 164301_8, 2020/10

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164301

We are developing a neutron polarizer with polarized He gas, referred to as a He spin filter, based on the Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) for polarized neutron scattering experiments at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). A He gas-filling station was constructed at J-PARC, and several He cells with long spin relaxation times have been fabricated using the gas-filling station. A laboratory has been prepared in the MLF beam hall for polarizing He cells, and compact pumping systems with laser powers of 30 W and 110 W, which can be installed onto a neutron beamline, have been developed. A He polarization of 85% was achieved at a neutron beamline by using the pumping system with the 110 W laser. Recently, the first user experiment utilizing the He spin filter was conducted, and there have been several more since then. The development and utilization of He spin filters at MLF of J-PARC are reported.

Evaluation of austenite volume fraction in TRIP steel sheets using neutron diffraction

徐 平光; 友田 陽*; 新垣 優; Harjo, S.; 末吉 仁*

Materials Characterization, 127, p.104 - 110, 2017/05

https://doi.org/10.1016/j.matchar.2017.02.028

The volume fractions of austenite () in TRIP steels were evaluated using time-of-flight neutron diffraction through four methods. They include the analysis method with random texture assumption, the correction method of () peak intensities, the Rietveld refinement method using the summed spectrum without distinguishing the specimen orientations, and the combined Rietveld analysis method for textures and volume fractions. It was found that for a near-random spectrum obtained by the summation of all the measured neutron spectra, the Rietveld refinement provided a satisfactory precision for . Moreover, the precision was further improved through the combined Rietveld analysis method. If the texture measurement is unavailable, it is suggested to measure the neutron spectrum along the transverse direction, and to analyze the using conventional correction method of () peak intensities. It was also confirmed that the increment of evidently improved the combinations of tensile strength and uniform elongation (TSUEl).

Fano factor evaluation of diamond detectors for alpha particles

嶋岡 毅紘*; 金子 純一*; 佐藤 優樹; 坪田 雅功*; 新名 宏明*; 茶谷原 昭義*; 渡辺 幸志*; 梅沢 仁*; 杢野 由明*

Physica Status Solidi (A), 213(10), p.2629 - 2633, 2016/10

https://doi.org/10.1002/pssa.201600195

This report is the first describing experimental evaluation of Fano factor for diamond detectors. High-quality self-standing chemical vapor deposited diamond samples were produced using lift-off method. Alpha-particle induced charge measurements were taken for three samples. A 13.1 eV 0.07 eV of the average electron-hole pair creation energy and excellent energy resolution of approximately 0.3 were found for 5.486 MeV alpha particles from an Am radioactive source. The best Fano factor for 5.486 MeV alpha particles calculated from experimentally obtained epsilon values and the detector intrinsic energy resolution was 0.382 0.007.

Possible singlet-triplet transition of ESR in the kagome-lattice antiferromagnet

坂井 徹; 肘井 敬吾*; 大久保 晋*; 太田 仁*; 中野 博生*; 宮下 精二*

Applied Magnetic Resonance, 46(9), p.997 - 1002, 2015/09

https://doi.org/10.1007/s00723-015-0652-9

S=1/2カゴメ格子反強磁性体について18スピン・クラスターの数値対角化により研究した。ジャロシンスキー・守谷相互作用がある場合に起こり得るESRシングレット・トリプレット遷移の強度に比例する行列要素を計算した。いくつかの角度に依存した選択則を示した。

概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化,2; NUMO-JAEA共同研究報告書(2012年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 早野 明; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 小田 治恵; 北村 暁; 大澤 英昭; et al.

JAEA-Research 2013-037, 455 Pages, 2013/12

JAEA-Research-2013-037.pdf:42.0MB

原子力機構(JAEA)及び原子力発電環境整備機構(NUMO)は、平成24年度に引き続き、JAEAがこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、NUMOが今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に直接適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくことを目的として、概要調査段階における処分場の設計・性能評価に関連する主要な技術テーマについて検討した。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討については、平成24年度に引き続き、結晶質岩を対象とした地下水移行時間の評価ツリーを拡充するとともに、新たに堆積岩を対象とした評価ツリーを作成した。(2)シナリオの構築に関する検討については、平成24年度の状態設定手順を実務的な観点から見直し、緩衝材を対象として試行した。また、安全機能への不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定に関する検討については、母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の条件変換手法を含む設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。さらに、溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。

Development of aluminum powder alloy coating for innovative nuclear systems with lead-bismuth

倉田 有司; 佐藤 英友*; 横田 仁志*; 鈴木 徹也*

Proceedings of 2nd International Workshop on Structural Materials for Innovative Nuclear Systems (SMINS-2), p.177 - 188, 2012/12

http://www.oecd-nea.org/science/docs/2012/6896-smins-korea-proceedings.pdf

液体鉛ビスマスは、長寿命放射性核種の核変換処理を目的とした加速器駆動システムや高速炉などの革新的原子力システムにおいて使用することが検討されている。このシステムの課題の一つは、鉛ビスマスによる腐食に対する鋼材の耐食性確保である。本研究では、鋼材の耐食性確保のため、Al粉末合金被覆法の開発を行った。Al, Ti, Fe粉末から作製したシート材をSUS316基材に載せ、レーザー加熱によって、Al合金被覆を施した。被覆層のAl濃度の制御は、シート材の組成,レーザーの走査速度などを調整することにより、可能となった。被覆を施した試験片を供試材として、酸素濃度を制御した550Cの鉛ビスマス中で、1,000h及び3,000hの腐食試験を行った。腐食試験の結果、レーザー走査速度が遅く、Al濃度が58mass%の被覆が、SUS316で観察された鉛ビスマスによる激しい腐食を防いでいることがわかった。

Development of Al-alloy coating for advanced nuclear systems using lead alloys

倉田 有司; 横田 仁志*; 鈴木 徹也*

Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 134(6), p.062902_1 - 062902_7, 2012/06

https://doi.org/10.1115/1.4005989

鉛合金を用いる原子力システムは、安全性の高い高速炉システム概念の一つとして有望であるが、液体鉛合金は高温で鋼材に対する腐食性が強いため、鋼材の耐食性を改善することが必要である。本論文は、液体鉛ビスマスを用いた原子力システムのために開発したAl, Ti, Fe粉末を用いレーザービーム加熱を利用したAl合金被覆法について記述している。このAl合金被覆において、形成される主な欠陥は、表面欠陥とクラックである。これらの欠陥をなくすためには、レーザービーム走査速度を下げること及び被覆層のAl濃度の調整が有効である。550Cの液体鉛ビスマス中での腐食試験により、316SS上のAl合金被覆層は、被覆なしの316SSで顕著であった粒界腐食や鉛ビスマスの侵入を防いでいることがわかった。Al合金被覆の優れた耐食性は、鉛ビスマス中で再生される薄いAl酸化膜によっていることを明らかにした。Al合金被覆層の健全性と耐食性保持の観点から、適切なAl濃度の範囲は4-12wt%であることを示した。

Development of aluminum alloy coating for advanced nuclear systems using lead alloys

倉田 有司; 横田 仁志*; 鈴木 徹也*

Proceedings of ASME 2011 Small Modular Reactors Symposium (SMR 2011) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/09

鉛合金を用いる中小型原子力システムは、安全性を向上させた高速炉システム概念の一つとして有望である。液体鉛合金は高温で鋼材に対する腐食性が強いため、鋼材の耐食性を改善することが必要である。本論文は、液体鉛ビスマスを用いた原子力システムのためのAl合金被覆の開発に焦点を当てている。Al, Ti, Fe粉末を用い、レーザービーム加熱を利用したAl合金被覆法が開発された。このAl合金被覆において、形成される主な欠陥は、表面欠陥とクラックであった。これらの欠陥をなくすための条件は、レーザービーム走査速度を下げることと被覆層のAl濃度の調整である。550Cの液体鉛ビスマス中での腐食試験により、316SS上のAl合金被覆層は、被覆なしの316SSで顕著であった粒界腐食や鉛ビスマスの侵入を防いでいることがわかった。Al合金被覆の優れた耐食性は、鉛ビスマス中で再生される薄いAl酸化膜によっていることが明らかになった。Al合金被覆層の健全性と耐食性保持の観点から、適切なAl濃度の範囲は412wt%である。

Horonobe Underground Research Laboratory Project; Synthesis of phase I investigation 2001 - 2005, Volume "Geological disposal research"

藤田 朝雄; 谷口 直樹; 松井 裕哉; 棚井 憲治; 前川 恵輔; 澤田 淳; 牧野 仁史; 笹本 広; 吉川 英樹; 柴田 雅博; et al.

JAEA-Research 2011-001, 193 Pages, 2011/03

JAEA-Research-2011-001.pdf:5.23MB

本報告書では、堆積岩で塩水系地下水を対象とした幌延深地層研究計画において段階的に得られる地質環境条件を一つの適用例として、第1段階である地上からの調査で得られた情報をもとに処分場の設計技術や性能評価技術それぞれの適用性について論じるとともに、必要に応じて実施した技術の改良や代替技術の開発状況を取りまとめた。