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論文

The Key role of vibrational entropy in the phase transitions of dithiazolyl-based bistable magnetic materials

Vela, S.*; Mota, F.*; Deumal, M.*; 水津 理恵*; 珠玖 良昭*; 水野 麻人*; 阿波賀 邦夫*; 志賀 基之; Novoa, J.*; Ribas-Arino, J.*

Nature Communications (Internet), 5, p.4411_1 - 4411_9, 2014/07

近年、同じ熱力学的条件下で二つの安定状態を有する特性のもつ新しい有機ラジカル材料が注目を集めている。なかでも、中性のラジカルであるTTTAは室温下でヒステリシス性のスピン相転移を起こすジチアゾリル系の化合物として知られている。その機構を解明するため、第一原理分子動力学シミュレーションを行ったところ、重層構造をもったTTTA分子の単位がペアで交換する動力学が見られた。これが振動エントロピーの変化に大きな役割を果たし、相転移の引き金になっていることが明らかになった。

論文

Alternative reference temperature based on master curve approach in Japanese reactor pressure vessel steels

廣田 貴俊*; 平野 隆*; 鬼沢 邦雄

Proceedings of 2013 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2013) (DVD-ROM), 7 Pages, 2013/07

破壊靭性マスターカーブ法は、原子炉圧力容器に使用される鋼材の破壊靭性を精度よく統計的に評価するために有効な方法である。国内では、JEAC4216-2011としてマスターカーブ法に対する参照温度(To)評価の規格が制定されている。この規格は、米国ASTM E1921をもとに、国産圧力容器鋼材への適用性の検討結果等をもとに策定された。本研究では、国産鋼材の破壊靭性データベースを用いて、このJEAC4216により求めたToをもとに、平面ひずみ破壊靭性K$$_{Ic}$$曲線及び参照破壊靭性K$$_{IR}$$曲線を推定する代替参照温度RT$$_{To}$$を検討した。この際、従来の関連温度RT$$_{NDT}$$に基づく破壊靭性曲線と等価な安全裕度を有するように統計処理を行った。結果として、RT$$_{To}$$として、Toに係数C$$_{MC}$$及びマージンを加える式を開発した。本式は、原子炉圧力容器の健全性評価を規定するJEAC4206の改定に向けて提案される予定である。

論文

Development of comprehensive techniques for coastal site characterisation; Integrated palaeohydrogeological approach for development of site evolution models

天野 健治; 新里 忠史; 太田 久仁雄; Lanyon, B.*; Alexander, W. R.*

Proceedings of 14th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2011) (CD-ROM), p.1477 - 1481, 2011/09

地層処分システムの長期的な安全性の評価においては、地質環境の有する安全機能が長期に渡り維持されることを示すための解析結果や論拠の整備が不可欠である。このためには、まず対象とする地質環境特性の過去から現在に至る変遷の評価が重要であり、その結果に基づき、将来に渡る地質環境特性の変遷を考慮した安全機能の維持や両者の関係性が評価される。我が国においては、特に地形変化や気候・海水準変動に伴う沿岸域の地質環境特性の長期変遷の評価が重要であり、このための総合的な調査・評価技術の整備が課題となっている。原子力機構では、沿岸域における地質環境特性の長期変遷をモデル化する手法の開発を目的として、北海道幌延町の沿岸域を事例として過去数百万年前から現在までの地史に基づいた古水理地質環境の概念モデルを構築し、長期の地下水流動解析に必要な地質環境特性やプロセスを抽出するとともに、初期条件や境界条件の範囲を適切に設定するための方法論を整備した。

報告書

Groundwater/porewater hydrochemistry at Horonobe URL; Data freeze II; Preliminary data quality evaluation for boreholes HDB-1 to 8

國丸 貴紀; 太田 久仁雄; Alexander, W. R.*; 山本 肇*

JAEA-Research 2011-010, 52 Pages, 2011/06

JAEA-Research-2011-010.pdf:2.29MB

幌延深地層研究計画では、地質環境調査・評価において不可欠なツールの一つである品質マネジメントシステムの整備を進めている。これまでに地上からのボーリング調査(HDB-1$$sim$$8孔)で取得された間隙水と地下水の地球化学データセットを対象に、国外のサイト特性調査において適用された地下水水質データの品質保証の手法に加え、新たに提案した間隙水水質データの品質保証の指針を適用して品質評価を実施した。その結果、過去に実施したHDB-9$$sim$$11孔の品質評価の結果と同様に、9割以上のデータが低品質のカテゴリーに分類された。この主な原因として、品質評価に必要な情報が残されていないことが挙げられたことから、データ取得時の作業の品質管理を目的として「採水調査における現場品質マニュアル(第1版)」を作成した。これと併せて、サイト特性調査に必要な品質評価における基準の明確化に向けた取り組みも実施した。

報告書

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。

報告書

Horonobe Underground Research Laboratory Project; Synthesis of phase I investigations 2001 - 2005, volume "Geoscientific research"

太田 久仁雄; 阿部 寛信; 國丸 貴紀

JAEA-Research 2010-068, 370 Pages, 2011/03

JAEA-Research-2010-068.pdf:47.73MB

幌延深地層研究計画は、北海道幌延町で進めている堆積岩を対象とした総合的な研究開発計画であり、第1段階「地上からの調査研究段階」における調査研究を2001年3月から2006年3月までの約5年間に渡って実施した。深地層の科学的研究では、幌延町内に主たる調査研究の実施領域である研究所設置地区を選定し、空中及び地表からのさまざまな調査研究の展開を通じて、地区・用地の選定における要件や条件にかかわる技術的知見を取得するとともに、堆積岩を対象とした地上からの調査・評価技術の整備を図った。また、坑道掘削前の深部地質環境を把握し、地下施設を安全に建設・維持するための設計・施工計画を策定するとともに、第2段階以降における調査研究の課題や方向性を具体化した。本報告書は、第1段階における調査研究によって得られた成果を網羅的に取りまとめたものである。ここで取りまとめた成果は、処分事業と安全規制の両面を支える地層処分技術の知識基盤として有効に活用されるものである。

報告書

Groundwater/porewater hydrochemistry at Horonobe URL: Data Freeze I; Preliminary data quality evaluation for boreholes HDB-9, 10 and 11

國丸 貴紀; 太田 久仁雄; Alexander, W. R.*; 山本 肇*

JAEA-Research 2010-035, 109 Pages, 2010/11

JAEA-Research-2010-035.pdf:2.53MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分における品質マネジメントシステムは、サイト特性調査の初期段階から必要とされる重要なツールの一つであり、その整備・適用によって効果的・効率的に調査・評価が可能となり、さらには調査・評価結果の信頼性が確保できると考えられる。幌延深地層研究計画では地上からの地質環境の調査・評価に適用可能な品質マネジメントシステムの整備を進めている。具体的には、国外のサイト特性調査で構築された地下水水質データの品質保証の手法に加え、間隙水水質データに適用できる品質評価手法を新たに提案し、この手法も用いて地上からのボーリング調査(HDB-9$$sim$$11孔)において取得した地下水・間隙水水質データの品質評価を実施した。この結果、掘削水による地下水・間隙水の汚染,採水時の時系列的な水質データの欠損,コア試料の酸化など、水質データの品質低下の原因が明らかになった。また、地下水の地球化学特性の品質評価において、今後、取得すべき情報や改善すべき項目などが明確にされた。

報告書

地層処分知識マネジメントシステムの開発; 知と技の伝承への挑戦(会議報告)

能登屋 信; 笹尾 英嗣; 太田 久仁雄; 清水 和彦

JAEA-Conf 2010-004, 119 Pages, 2010/11

JAEA-Conf-2010-004.pdf:16.59MB

地層処分研究開発部門では、平成22年3月末に、第1期中期計画期間(平成17年10月$$sim$$22年3月)の研究成果取りまとめ(CoolRep H22)とともに、世界に先駆けて開発した知識マネジメントシステム(KMS)のプロトタイプを機構ホームページ上に公開した。これにより、地層処分にかかわる知識ベースへのアクセスを通じて、地層処分の安全性を支える論拠や知識を効率的に統合・利用することが可能となり、我が国の地層処分計画の着実な推進を支援するための方策が一段と強化された。このKMSプロトタイプ及びCoolRep H22の概要や活用方法などについて、最新の研究成果なども織り込みながら、より実践的なスタイルで紹介し、地層処分の関係者などから広くご意見をいただくために「地層処分知識マネジメントシステムの開発」にかかわる報告会を、平成22年6月16日に東京都江東区で開催した。本資料は、その概要を取りまとめたものである。

論文

Relationship between fault growth mechanism and permeability variations with depth of siliceous mudstones in northern Hokkaido, Japan

石井 英一; 舟木 泰智; 常盤 哲也; 太田 久仁雄

Journal of Structural Geology, 32(11), p.1792 - 1805, 2010/11

 被引用回数:20 パーセンタイル:37.01(Geosciences, Multidisciplinary)

岩質的にほぼ均質な岩盤(例えば泥岩)中において荷重圧(もしくは深度)が断層運動に伴う二次破砕の変形様式に与える影響を評価するために、幌延地域の珪質泥岩(埋没深度:1km以上)中に発達する露頭スケールの横ずれ断層の発達モデルを検討した。露頭記載とコア観察による割れ目調査,室内試験による岩石の物性把握、及びグリフィス理論とクーロン理論に基づく理論計算を行い、それらを統合した結果、(1)上記の変形様式は岩石の強度のみならず荷重圧(もしくは深度)も重要なファクターであること、及び(2)岩盤の隆起浸食の間もしくは後に、深度約400m以浅では断層は多数の引張割れ目の形成を伴って連結し成長していくのに対して、深度約400m以深では剪断割れ目の形成を伴って発達することがわかった。このような深度による断層の発達メカニズムの違いは、水理試験により把握された本岩盤中の高透水領域(透水量係数:$$>$$10$$^{-5}$$m$$^{2}$$/sec.)が深度約400m以浅に限られることと整合する。

論文

Development of comprehensive techniques for coastal site characterisation, 1; Strategic overview

太田 久仁雄; 天野 健治; 新里 忠史; Alexander, W. R.*; 山中 義彰*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.123 - 132, 2010/10

地層処分システムの長期的な安全性の評価においては、地質環境の有する安全機能が長期に渡り維持されることを示すための解析結果や論拠の整備が不可欠である。このためには、まず対象とする地質環境特性の過去から現在に至る変遷の評価が重要であり、その結果に基づき、将来に渡る地質環境特性の変遷を考慮した安全機能の維持や両者の関係性が評価される。我が国においては、特に地形変化や気候・海水準変動に伴う沿岸域の地質環境特性の長期変遷の評価が重要であり、このための総合的な調査・評価技術の整備が課題となっている。原子力機構では、この観点から、北海道幌延町の沿岸域を事例とした取り組みを進めており、これまでに、沿岸域における地質環境特性の長期変遷を考慮した調査・評価の体系的な枠組みを示す「統合化データフローダイアグラム」を構築し、それに基づき沿岸域の地質環境を段階的に調査・評価するための方法論を整備した。今後、幌延町の沿岸域において進めている地質環境調査を通じて方法論の見直しを図っていく。

論文

Development of a Quality Management System (QMS) for borehole investigations, 2; Evaluation of applicability of QMS methodology for the hydrochemical dataset

國丸 貴紀; 太田 久仁雄; 天野 健治; Alexander, W. R.*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.159 - 168, 2010/10

An appropriate Quality Management System (QMS), which is among the first tools required for repository site characterisation, will save on effort by reducing errors and the requirement to resample and reanalyse - but this can only be guaranteed by continuously assessing if the system is truly fit-for-purpose and amending it as necessary based on the practical experience of the end-users on-site. A quality assurance (QA) audit of hydrochemical datasets for boreholes HDB-1 - 11 from Horonobe Underground Research Laboratories (URL) project by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has been carried out by the application of a formal QA analysis which is based on the methodology previously employed for groundwaters during the recent site characterisation programme in Sweden. This methodology has been successfully applied to the groundwaters of the fractured crystalline rocks of the Fennoscandian Shield and has now been adapted and applied to some of the ground- and porewaters of the Horonobe URL area.

論文

Development of comprehensive techniques for coastal site characterisation, 3; Conceptualisation of long-term geosphere evolution

新里 忠史; 天野 健治; 太田 久仁雄; 國丸 貴紀; Lanyon, B.*; Alexander, W. R.*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.97 - 106, 2010/10

地層処分システムの長期的な安全性にかかわる信頼性を向上させるためには、地質環境の有する安全機能が長期にわたり維持されることを示すための調査・解析手法や論拠の整備が不可欠である。このためには、対象とする地質環境特性の過去から現在に至る変遷の評価が重要であり、その結果に基づいて、地質環境特性の変遷を考慮した安全機能の維持や両者の関係性が評価される。原子力機構では、沿岸域における地質環境特性の長期変遷を評価するための総合的な調査・解析・評価技術の整備について、北海道北部幌延町の沿岸域を事例として進めている。本研究では、幌延地域で過去に生じた気候・海水準変動や地殻変動の特徴とともに、それらを考慮して構築した幌延地域における地質環境の長期変遷に関する概念モデルを提示する。

報告書

知識マネジメントシステム開発の現状; 平成21年度地層処分研究開発部門意見交換会(会議報告)

能登屋 信; 太田 久仁雄; 清水 和彦

JAEA-Conf 2009-005, 58 Pages, 2010/02

JAEA-Conf-2009-005.pdf:11.2MB

地層処分研究開発部門では、地層処分の事業と安全規制の技術基盤を継続的に支えていくため、研究開発の成果や関連する内外の知見などを体系的に管理し、円滑に伝達・継承していくための知識マネジメントシステムの開発、及び知識マネジメントシステムを通じて最新の知識ベースを柔軟に利用できるCoolRep方式による研究開発成果の取りまとめを進めている。今年度末には、知識マネジメントシステムのプロトタイプ並びに現中期計画(平成17年度$$sim$$平成21年度)の成果取りまとめ(CoolRep H22)を公開する予定である。その公開に向け、知識マネジメントシステム開発の現状やCoolRepの全体構想などを紹介し、広くご意見をいただくための意見交換会「知識マネジメントシステム開発の現状」を、平成21年7月1日に東京都千代田区で開催した。本資料は、その概要を取りまとめたものである。

論文

Grimsel test site investigation phase IV; The Nagra-JAEA in situ study of safety relevant radionuclide retardation in fractured crystalline rock, 3; The RRP project final report

Alexander, W. R.*; Frieg, B.*; 太田 久仁雄

Nagra NTB 00-07, 105 Pages, 2009/11

Nagra(スイス放射性廃棄物管理協同組合)と原子力機構では、亀裂性岩盤中での放射性核種の移行・遅延についての理解をさらに深めることを目的とした原位置試験研究を、スイスのグリムゼル原位置試験場において約10年間に渡って実施してきた。このうち「透水性割れ目開削プロジェクト」では、性能評価において重要ではあるものの、孔間トレーサー試験では破過の観測が困難な強収着性の放射性核種(U,Np,Euなど)を用いた世界初の原位置試験を試みた。具体的には、試験対象の透水性割れ目中に強収着性の放射性核種を注入した後、割れ目と放射性核種を物理的・化学的に固定して開削し、採取した岩石試料を用いて透水性割れ目中のフローフィールドの構造特性並びに放射性核種の挙動を直接的に評価した。本報告書は、同プロジェクトの最終フェーズ(1996$$sim$$1998年)における実施内容とその成果を取りまとめたものである。

論文

Development of next-generation technology for integrated site characterization of deep geological repositories

大澤 英昭; 梅木 博之; 太田 久仁雄; 濱 克宏; 澤田 淳; 竹内 真司; 仙波 毅; 高瀬 博康*; McKinley, I. G.*

Proceedings of International Waste Management Symposium 2009 (WM '09) (CD-ROM), 11 Pages, 2009/03

地層処分のサイト特性調査では、段階的に調査を進めながら、サイトの地質環境条件や社会的要件などに応じて適宜、調査計画を見直し、処分場の設計や性能評価に用いる情報を体系的に整備していく必要がある。本事業は、このような作業を円滑に進めるため、調査の進展に伴って増加・詳細化されてくる地質環境情報に基づいて、その後の調査計画を効率的に最適化していくためのコンピュータ支援システム(次世代型サイト特性調査情報統合システム: Information Synthesis and Interpretation System)の開発を目指すものである。これまで、システムの基本設計として、深地層の研究施設計画での調査実績などを踏まえて、調査を通じて得られる知識・経験・ノウハウなどを保管しておく「知識ベース」や、調査の計画立案・実施・評価を支援するための「エキスパートシステム」などから構成されるISISの全体構造を構築した。また、地球化学分野を事例として、調査・評価にかかわる専門家のノウハウや判断根拠などの表出化・ルールベース化を試みた。本稿ではそれらの成果を紹介する。

報告書

「地質環境総合評価技術高度化開発; 次世代型サイト特性調査情報統合システムの開発」平成19年度成果報告書(受託研究)

大澤 英昭; 太田 久仁雄; 濱 克宏; 澤田 淳; 竹内 真司; 天野 健治; 三枝 博光; 松岡 稔幸; 宮本 哲雄; 豊田 岳司; et al.

JAEA-Research 2008-085, 742 Pages, 2008/11

JAEA-Research-2008-085-1.pdf:26.22MB
JAEA-Research-2008-085-2.pdf:16.64MB
JAEA-Research-2008-085-3.pdf:28.27MB

本報告書は、経済産業省資源エネルギー庁から受託した平成19年度地層処分技術調査等委託費(地層処分共通技術調査:地質環境総合評価技術高度化開発)の平成19年度の成果を示すものである。

論文

幌延沿岸域を対象とした地質環境の調査・評価技術の整備

山中 義彰; 松岡 稔幸; 浅森 浩一; 太田 久仁雄

社団法人物理探査学会第119回(平成20年度秋季)学術講演会講演論文集, p.73 - 75, 2008/10

日本原子力研究開発機構では、資源エネルギー庁の委託事業「地質環境総合評価技術高度化開発」の柱として、調査計画の立案などを支援する次世代型サイト特性調査情報統合システム(ISIS:Information Synthesis and Interpretation System)の開発を行っている。ISISが必要とする地質環境調査・評価に関する「知識」(ノウハウや判断根拠)のうち、沿岸域の「知識」の体系化と信頼性を向上させるため、北海道幌延町の沿岸域をフィールドとした研究を開始した。これまでの物理探査の計画立案において重要視された地質構造の抽出のみならず地下水流動解析のためのデータ収集を目的とした測線計画を提案した。今後は、浅海域も含めた物理探査などの調査結果を取り入れ、地質環境のモデル化や地下水流動解析を繰り返し行うことにより、調査・評価技術の整備を図る計画である。

論文

EUV light source by high power laser

井澤 靖和*; 西原 功修*; 田沼 肇*; 佐々木 明; 村上 匡且*; 砂原 淳*; 西村 博明*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 島田 義則*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 112, p.042047_1 - 042047_4, 2008/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:10.48

高出力EUV光源システムの開発のために、レーザー生成Snプラズマの理論的,実験的なデータベースの構築を行った。プラズマの基礎過程の理解のもとに、デブリ粒子の発生を抑止しつつ、高効率で高出力の発光を得るための、最適なレーザー及びプラズマの条件が明らかになった。先進的なターゲット製造技術や、高出力レーザーの技術の開発についても併せて報告する。

論文

Grimsel test site phase VI, LTD WP 1; Predictive modelling for LTD monopole experiment

M$"o$ri, A.*; Soler, P.*; 太田 久仁雄; Havlov$'a$, V.*

Nagra NAB 07-42, 31 Pages, 2007/12

グリムゼル原位置試験フェーズ6・LTD(放射性核種のマトリクス拡散)プロジェクトは、原位置におけるマトリクス拡散の評価を目的として、HYRL(フィンランド),JAEA及びAIST(日本),NRI/RAWRA(チェコ),Nagra(スイス)によって進めている国際共同研究プロジェクトである。LTDプロジェクトはWP1-WP4の四つのタスクに分かれており、WP1では、単孔式の原位置拡散試験の実施に先立ち予測解析を実施した。この解析結果は、原位置試験のレイアウトや計画の検討にフィードバックされるだけでなく、試験結果との比較を通じて、長期に渡る拡散現象にかかわるモデル化の信頼性の確認に寄与するものである。この報告書は、予測解析で用いた概念モデルや解析コードの概要、及びマトリクス中のトレーサー濃度プロファイルと溶液中のトレーサー濃度の変化に関する予測結果をまとめたものである。

論文

レーザー生成スズプラズマからの極端紫外光発生の放射流体シミュレーション

砂原 淳*; 佐々木 明; 田沼 肇*; 西原 功修*; 西川 亘*; 小池 文博*; 藤岡 慎介*; 青田 達也*; 山浦 道照*; 島田 義則*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 83(11), p.920 - 926, 2007/11

次世代の半導体露光用光源として注目されるレーザー生成スズプラズマからの極端紫外光(Extreme Ultra-Violet: EUV)を一次元、及び二次元の放射流体コードを用いて解析した。われわれは輻射過程を正確に計算するために、詳細原子コードを用いてスズプラズマのX線放射率,吸収率を計算し、その遷移エネルギーの精度を実験的に確認した。精度が検証された原子データをもとに光励起を考慮した一次元放射流体シミュレーションを行い、EUV光のプラズマ中での自己吸収が輻射輸送において重要であることを見いだした。さらにプラズマのスケール長がレーザースポットサイズと同等か、もしくは大きい場合には多次元的なプラズマの膨張が無視できないため、二次元放射流体コードを用いて解析を行った。その結果、プラズマの多次元な膨張が無視できない場合にはEUVの吸収スペクトルが減少し、EUV出力が増大することを見いだした。また、計算で得られたスペクトルは実験値をよく再現している。

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