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Ma, B.*; 勅使河原 誠; 若林 泰生*; Yan, M.*; 橋口 隆生*; 山形 豊*; Wang, S.*; 池田 裕二郎*; 大竹 淑恵*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 995, p.165079_1 - 165079_7, 2021/04
被引用回数：2 パーセンタイル：34.88(Instruments & Instrumentation)理研加速器駆動型小型中性子源における冷中性子モデレータの最適化を行った。安全かつ管理の容易な物質であるメシチレンをモレデータ材として選択し、粒子・重イオン輸送計算コードシステム(PHITS)を用いて、20Kメシチレンモデレータに室温ポリエチレン(PE)プレモデレータ組み合わせ、スラブ形状で結合した冷中性子の最適化を行った。冷中性子強度を増加させるために、メシチレンとPEの厚さ, 反射体、及び遮へい配置のパラメータを検討した。中性子発生ターゲットから2mの位置で冷中性子強度1.15
10
n/cm
/
Aを達成した。これは現在のPEモデレータの12倍である。メシチレンが冷中性子モデレータ材料として魅力的なモデレータ材であることを示した。
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：43 パーセンタイル：96.93(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
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200C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。
As by 320 MeV Au irradiation in single crystals and by high-pressure sintering in powder-in-tube wiresPyon, S.*; 田縁 俊光*; 大竹 史哲*; 土屋 雄司*; 井上 啓*; 秋山 弘樹*; 梶谷 秀樹; 小泉 徳潔; 岡安 悟; 為ヶ井 強*
Applied Physics Express, 6(12), p.123101_1 - 123101_4, 2013/12
被引用回数：21 パーセンタイル：63.34(Physics, Applied)単結晶(Ba,K)FeAs試料に320MeV Auイオン照射を行い、臨界電流密度
が5Kの自己磁場で1.010
A/cmまで上昇することを確かめた。この物質の潜在能力の高さから(Ba,K)FeAs超伝導線材をBi2223テープ材の工業生産で有用性が確立しているパウダーインチューブ法と高温静水圧法を組み合わせて作製した。この試料で臨界電流密度は4.2K自己磁場で37kA/cm、90kOeで3.0kA/cmに達した。磁気光学イメージ法でこの線材の粒間に大きなが流れることを確認した。
佐藤 一憲; 飛田 吉春; 小西 賢介; 神山 健司; 豊岡 淳一; 中井 良大; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vassiliev, Y. S.*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 48(4), p.556 - 566, 2011/03
JSFR設計においては炉心崩壊事故における厳しい再臨界事象を排除することにより炉心物質の炉容器内保持を確実にすることとしている。本設計では起因過程における冷却材ボイド化による過大な反応度挿入を抑制するために最大ボイド反応度などの設計パラメータを適切に選定するとともに、CDAの主要課題であった全炉心規模の溶融燃料プール形成のリスクを集合体内部ダクトを導入することにより排除するものとしている。これらの設計方策の有効性をこれまでに得た試験データ及びこれらによって検証された解析モデルによる評価に基づきレビューした。この結果、現JSFR設計により厳しい出力バースト事象は排除できると判断された。
小西 賢介; 豊岡 淳一; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Gaidaichuk, V. A.*; Pakhnits, A. V.*; et al.
Nuclear Engineering and Design, 237(22), p.2165 - 2174, 2007/11
被引用回数：42 パーセンタイル：92.58(Nuclear Science & Technology)FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である、炉心損傷時における再臨界問題の排除に技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。カザフスタン共和国の試験炉IGRを用いて炉内中規模試験(WF試験)を実施し、肉厚3mmのスティール製壁構造の溶融燃料プール接触による破損挙動を調べた。試験の結果、壁の背後にナトリウムが在る場合とない場合との間の壁破損時間の差は1秒未満程度であることがわかった。過渡伝熱計算に基づき壁表面温度履歴の分析を行った結果、ナトリウムで冷やされた壁が早期に破損する現象は、燃料プールから壁に向かう高い熱流束存在の結果として生じていることがわかった。試験の結果は、溶融燃料の流出経路を通じた流出が早期に開始することを示唆しており、これは再臨界問題排除シナリオを構築するうえで有利な特性である。
小西 賢介; 久保 重信*; 佐藤 一憲; 小山 和也*; 豊岡 淳一; 神山 健司; 小竹 庄司*; Vurim, A. D.*; Gaidaichuk, V. A.*; Pakhnits, A. V.*; et al.
Proceedings of 5th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-5), p.465 - 471, 2006/11
FBRの実用化に向けて、炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るために、EAGLEプロジェクトを進めている。EAGLEプロジェクトは、FBRの炉心損傷事故を想定しても、溶融した燃料が早期に炉心外に流出することにより、再臨界問題の排除が可能であることを示すことを目的としている。本プロジェクトは、カザフ共和国の試験炉IGR及び関連施設を用い、炉内試験と炉外試験の特長を生かした試験計画としている。炉内試験計画は、8kgの燃料溶融を実現しナトリウムの存在する条件で燃料流出挙動を観察する炉内大規模ナトリウム試験を2回実施することにより実証性の高い実験的知見を得ることを目的として、小規模試験,中規模試験,大規模ドライ(ナトリウムなし)試験とステップアップするものとした。現在までに炉内大規模ナトリウム試験の1回目までを順次実施し、溶融燃料の早期の炉心外流出を示唆する試験結果を得た。これまでに得られた結果は、今後実施する最終試験の結果と併せて、実機評価の妥当性確認に活用される。
小西 賢介; 豊岡 淳一; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Gaidaichuk, V. A.*; Pakhnits, A. V.*; et al.
Proceedings of Technical Meeting on Severe Accident and Accident Management (CD-ROM), 16 Pages, 2006/03
FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である、炉心損傷時における再臨界問題の排除に技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。カザフスタン共和国の試験炉IGRを用いて炉内中規模試験(WF試験)を実施し、肉厚3mmのスティール製壁構造の溶融燃料プール接触による破損挙動を調べた。試験の結果、壁の背後にナトリウムが在る場合とない場合との間の壁破損時間の差は1秒未満程度であることがわかった。過渡伝熱計算に基づき壁表面温度履歴の分析を行った結果、ナトリウムで冷やされた壁が早期に破損する現象は、燃料プールから壁に向かう20MW/mもの高い熱流束の存在の結果として生じたことがわかった。
山本 和喜; 熊田 博明; 鳥居 義也; 堀 直彦; 岸 敏明; 高田 準太郎*; 大竹 真一*
Proceedings of 9th International Symposium on Neutron Capture Therapy for Cancer, p.243 - 244, 2000/10
JRR-4の中性子ビームの特性は放射化検出器とTL線量計を用いて行われた。この性能は医療部会で承認されたものである。JRR-4にはBNCT用に熱中性子モードI(混合ビーム)、熱中性子モードII、熱外中性子モードと名付けられた3つのモードが設定されている。各モードに対して、フリービーム実験とファントム実験を行った。ファントム実験ではボイドを含む場合と含まない場合の熱中性子及び
線線量の測定を行っている。これをもとに日本の医療チームは1999年10月から熱中性子モードIを用いたBNCTの試験を始めている。熱外中性子モードではファントム内に熱中性子のビルドアップピークを深さ
1.7cmのところに作ることがわかった。これは医療チームにとってSurgical defectの改善として期待されている。
小西 賢介; 豊岡 淳一; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Pakhnits, A. V.*; Gaidaichuk, V. A.*; et al.
no journal, ,
FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るためのEAGLEプロジェクトを進めている。IGRを用いた炉内大規模ドライ試験(FD試験)を実施し測定データの概略評価を行った結果、相当量の試験燃料が溶融後早期にダクト構造を通じて流出したと推定された。
神山 健司; 小西 賢介; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 島川 佳郎*; 小山 和也*; Zuyev, V.*; Vassiliev, Y. S.*; Kolodeshnikov, A.*
no journal, ,
再臨界問題排除の技術的見通しを得るためのEAGLEプロジェクト炉外試験シリーズにおいて、燃料模擬物質のアルミナをナトリウム流路中へ流出させる試験を実施した。その結果、ナトリウムが存在する条件でも燃料模擬物質が速やかに流出することが確認できた。
豊岡 淳一; 小西 賢介; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Pakhnits, A. V.*; Gaidaichuk, V. A.*; et al.
no journal, ,
FBRの再臨界問題排除を目指したEAGLEプロジェクトでは、溶融炉心物質の炉心外への流出開始条件に焦点を当てた炉内中規模試験(WF試験)を実施した。本試験の測定データの分析評価を行った結果、溶融燃料から流出経路壁を模擬した構造材壁への熱流束は極めて大きく、従来の解析モデルの予想を大きく上回る伝熱促進メカニズムが早期の流出経路壁破損をもたらしているとの結論を得た。
小西 賢介; 豊岡 淳一; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Gaidaichuk, V. A.*; Pakhnits, A. V.*; et al.
no journal, ,
FBR実用化に向けて、炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るために、EAGLEプロジェクトを進めている。EAGLEプロジェクトは、FBRの炉心損傷事故を想定しても、溶融した燃料が早期に炉心外に流出することにより、再臨界問題の排除が可能であることを示すことを目的としている。本プロジェクトの最終段階の炉内総合試験(約8kgの燃料溶融を実現)の1回目を実施したので、過渡計測データに基づく分析結果を報告する。得られたデータは、ナトリウムを内包する流出経路の壁(ステンレス・スティール製)が溶融燃料から与えられる熱によって早期(燃料溶融後1秒程度)に破損すること、及び溶融燃料-経路間の壁破損時圧力差が小さい条件(0.03MPa程度)であっても、経路を通じた下方への流出が早期かつ顕著に生じることを示唆している。本試験データは、今後実施する2回目の試験データと併せて、実機評価の妥当性確認に活用される。
小西 賢介; 豊岡 淳一; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Pakhnits, A. V.*; Gaidaichuk, V. A.*; et al.
no journal, ,
FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。EAGLEプロジェクトは、FBRの炉心損傷事故を想定しても、溶融した燃料が早期に炉心外に流出することにより、再臨界問題の排除が可能であることを示すことを目的とし、試験炉IGR及び炉外試験施設等を用いた試験研究を進めてきた。IGR炉内試験においては、約8kgの燃料溶融を実現して経路(初期にナトリウムを内包)を通じた燃料流出挙動を観察するIGR炉内総合試験の2回目を実施した。本報では測定データの概略評価結果を報告する。2回目の炉内総合試験により投入エネルギーが比較的小さい場合の燃料流出特性を調べた結果、1回目の試験の結果と比較して壁破損タイミングがやや遅れ、燃料流出が間欠的に生じた。今後の試験体分解観察により、試験後の物質分布と流出量を明らかにする。
小山 和也*; 猿山 一郎*; 小西 賢介; 豊岡 淳一; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; Vurim, A. D.*; Pakhnits, A. V.*; et al.
no journal, ,
FBRの実用化に向けての炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。炉内試験の試験体内に設置した検出器と、IGR炉出力測定用の検出器の2種類の中性子検出器の信号を分析し、溶融した燃料の移動情報が含まれているとの見通しを得た。また、炉出力測定用の検出器信号に試験燃料の移動による影響が現れていることを確認し、燃料移動測定の基礎的な知見が得られた。
小西 賢介; 久保 重信*; 小山 和也*; 神山 健司; 豊岡 淳一; 佐藤 一憲; 小竹 庄司*; Vurim, A. D.*; Zuyev, V.*; Pakhnits, A. V.*; et al.
no journal, ,
原子力機構とカザフ国立原子力センターとの協力関係の下、2006年8月までにEAGLE炉内外試験計画が遂行された。これらの試験の目的は、(1)ナトリウム冷却高速炉の炉心崩壊事故時の再臨界問題を排除するために導入された設計概念の有効性を実証すること、及び、(2)炉心領域から溶融炉心物質が早期に流出し周辺ナトリウム領域に再配置する過程の基礎的な知見を得ることである。最終段階の炉内試験は、排出ダクト付き燃料集合体の設計概念に対応する構造が試験体内に設けられ、事故条件を適切に模擬した条件下で実施された。これらの試験を行った結果、燃料-スティール混合プールの生成からダクトを通じた溶融燃料の流出に至る一連の過程を観察することに成功した。主要試験結果はFaCTのレファレンス設計に対するULOF解析評価の妥当性を支持し、再臨界問題の排除が可能であることを予測するものである。
豊岡 淳一; 小西 賢介; 神山 健司; 佐藤 一憲; 久保 重信*; 小竹 庄司*; 小山 和也*; Vurim, A. D.*; Pakhnits, A. V.*; Gaidaichuk, V. A.*; et al.
no journal, ,
FBR実用化に向けての炉心安全上の重要課題である再臨界問題排除の技術的見通しを得るため、EAGLEプロジェクトを進めている。IGRを用いた第1回目の炉内総合試験(ID1試験)について、溶融炉心を模擬した燃料/スティール混合プール内及びプールに接する構造材壁への伝熱挙動を解析モデルにより評価した。その結果、燃料エンタルピの増加とともに構造材壁への伝熱は大きくなり、特にソリダス条件以上では極めて高い伝熱となり、構造材壁破損時の平均エンタルピはソリダスとリキダスのほぼ中間にあたる、との評価結果を得た。
久保 重信; 飛田 吉春; 佐藤 一憲; 小竹 庄司*; 遠藤 寛*; 小山 和也*; 小西 賢介; 神山 健司; 松場 賢一; 豊岡 淳一; et al.
no journal, ,
EAGLE-1及び2における日本とカザフスタンの良好な研究協力の成果として、ナトリウム冷却高速炉(SFR)の開発開始当初から半世紀以上にわたり主要安全課題となっている再臨界問題の解決が可能であることが示された。また、SFRの安全研究のための試験技術と施設が整備された。2014年から原子力機構はフランスとのASTRID協力に参加しており、シビアアクシデント対策の検討がその一つの重要課題となっている。EAGLE-1及び2の成果は、ASTRIDのシビアクシデント研究にも活用される。EAGLE-3は2015年初めから開始されており、そのテーマは、炉心損傷の後段過程における核的事故終息後の物質再配置と冷却に移っている。今後5年程度の間に一連の炉外及び炉内試験が実施される予定である。
徐 平光; 岩本 ちひろ*; 高村 正人*; 大竹 淑恵*; 栗原 諒*; 上野 孝太*; 片岡 美波*; 山本 和喜; Harjo, S.; 菖蒲 敬久
no journal, ,
Neutron diffraction can collect sample-volume averaged diffraction patterns due to the excellent penetrability and the coarse beam spot, valuable for investigating bulk microstructure changes of polycrystalline materials. In recent years, several neutron instruments in Japan have been employed for precise bulk texture evaluation. The engineering materials diffractometer attached with large sample stage and precise radial collimators at J-PARC has realized a reliably combined Rietveld texture evaluation, simultaneously providing crystallographic textures and other profile-analysis-related material parameters such as crystal structures, stress tensors. The RANS compact neutron source has enabled reliable bulk texture evaluation of steel materials through reasonably using a high stereographic angle resolution and a large sample-gauge volume. As a feed-back from the texture measurement technique based on RANS compact neutron source, recently, weak diffraction patterns step-by-step collected in very short time from RESA neutron diffractometer at JRR-3 have been utilized to realize the precise texture evaluation of various polycrystalline materials, 
, a standard rock material, and different steel materials.
徐 平光; 山本 和喜; Harjo, S.; 菖蒲 敬久; 岩本 ちひろ*; 高村 正人*; 大竹 淑恵*; 小貫 祐介*; 佐藤 成男*; Liss, K.-D.*
no journal, ,
Texture as crystallographic preferred orientation of polycrystalline materials has attracted broad attention due to its important effects on mechanical and physical characteristics. Within both metals and ceramics, widespread applications of texture involve capabilities and simulations in sheet forming, additive manufacturing, while rocks and minerals also demonstrate such feature due to forming processes within the earth. Neutron diffraction can collect high statistical diffractograms due to an excellent penetration and a coarse beam spot, valuable for bulk investigations of microstructural changes and a characteristic response from polycrystalline materials. However, the available neutron instruments are quite limited in the world. We have developed various neutron texture measurement techniques using RESA at JRR-3, TAKUMI and iMATERIA at J-PARC, WOMBAT at ANSTO, and RANS at RIKEN, and obtained the following consensus: for a steady neutron source, the utilization of large area curved detectors together with multiple wavelengths texture analysis technique enables rapid and high precision angle dispersive neutron diffraction measurement; for a pulsed neutron source, the utilization of an optimized detector optical system with proper stereographic angle resolution (
2
) and instrumental resolution (d/d) is much more valuable for improving the reliability of the time-of-flight neutron diffraction measurement, enabling the orientation feature of tiny amounts of a second phase in a round robin textured limestone sample has been recognized satisfactorily. For a compact neutron source, the selective usage of a high signal-to-noise ratio as well as the wavelength ranges of the time-of-flight neutron diffraction patterns obtained from an in-house texture measurement are effective to reduce the diffraction uncertainty during Rietveld texture analysis, improving instrumental accessibility for on-site applications.
徐 平光; 岩本 ちひろ*; 山本 和喜; 諸岡 聡; 高村 正人*; Wu, S.*; 大竹 淑恵*; 菖蒲 敬久
no journal, ,
Considering the large potential applications of neutron diffraction techniques, close cooperation has been carried out to realize the rapid development of various neutron instruments, involving in the steady-state reactor neutron source at Japan Research Reactor No.3 (JRR-3), the large spallation neutron source at J-PARC, the compact neutron source at RANS. Based on the experience of developing the TAKUMI time-of-flight texture measurement technique at J-PARC neutron facility, the high stereographic angle resolution has been utilized to the panel division of the RANS neutron position-sensitive detector to realize the bulk texture evaluation of IF steel using a compact neutron source. Furthermore, the angle dispersive neutron diffractograms from all sample orientations during the RESA neutron diffraction experiment at JRR-3 neutron facility have been employed to carry out the Rietveld texture analysis simultaneously and to realize the reliable texture evaluations of complex crystal structure materials. Nondestructive stress measurement contributes significantly to the design and manufacture of mechanical structures aimed at high performance, high reliability, and long life, and improves the reliability and structure integrity of a wide range of machinery and structures, including machine gears, high-speed train axles, automobile and rocket engines, infrastructure structures, and welded structures simulating power plants, etc. Our recent neutron transport simulation about RANS has already reproduced the measured compact neutron diffractograms of BCC Fe powder at various stereographic orientations, suggesting the future simulation work will be highly valuable to optimize the related technical conditions of RANS neutron instruments for compact stress measurements.
