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守屋 克洋; 原田 寛之; Liu, Y.*; 大谷 将士*
Journal of Physics; Conference Series, 1350, p.012140_1 - 012140_5, 2019/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.06(Physics, Particles & Fields)In Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), the beam accelerated up to 400 MeV in the Linac is injected to 3 GeV rapid cycling synchrotron (RCS), and we realize the high intensity beam by using multi-turn injection. During user operation, we rarely detected the beam loss at the high dispersion area in the RCS or the beam collimator section in the extraction beam transport line. These incidents indicate that the beam loss is caused by the momentum shift of RCS injection beam according to the experimental and simulation results. In the beam commissioning, we check the Linac beam momentum just before the user operation of the RCS. However, we could not previously measure the Linac beam momentum during the user operation because we adopt the multi-turn injection and the injected beam momentum was changed by the synchrotron oscillation in longitudinal plane. Therefore, we measured the beam momentum at the beam injection line of the RCS. Because the Linac-to-3-GeV-RCS Beam Transport line (L3BT) has the high dispersion areas, we estimated the injection beam momentum from the beam orbit data by the Beam Position Monitors (BPMs). We measured the beam position data and estimated the momentum shift by using the data and beam simulation. As a result, we found the momentum fluctuation during the user operation and the fluctuation width was up to 0.1%. To suppress the beam loss induced by the momentum fluctuation, we developed the momentum correction system. The fluctuation was suppressed less than 
0.02% with this system. Finally, the beam loss incidents induced by the beam momentum shift no longer occur, and we successfully achieved the more stable user operation in J-PARC.
田村 潤; 近藤 恭弘; 森下 卓俊; 青 寛幸*; 内藤 富士雄*; 大谷 将士*; 根本 康雄*
Journal of Physics; Conference Series, 1067(5), p.052009_1 - 052009_6, 2018/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.11(Physics, Particles & Fields)J-PARCリニアックの環結合型(Annular-ring Coupled Structure: ACS)空洞は、これまで安定に運転してきている。この高稼働率運転を継続するため、2015年度と2017年度に、このACS空洞用のピルボックス型高周波(RF)窓を製作した。次の二つの理由から、このRF窓における電磁波の反射を最小化する必要がある。一つ目は、このRF窓とACS空洞の間で励振する定在波の発生を防ぐためであり、二つ目は、ACS空洞と導波管の間の調整済結合度を大きく変化させないためである。このRF反射最小化を実現するため、RF窓用セラミックディスクを含んだピルボックス空洞の共振周波数を測定することにより、このセラミックディスクの比誘電率を見積もった。このようにして見積もったセラミックディスクの比誘電率を用いて、RF窓のピルボックス部寸法を決定した。この方法により製作したACS空洞用RF窓の電圧定在波比を測定したところ、3台とも1.08であり、実際の大電力運転に適用可能な低反射RF窓の開発に成功した。
subnanoclusters and Pt single atoms over porous carbon supports and their structural analyses with X-ray absorption spectroscopy糸井 弘行*; 西原 洋知*; 小林 俊介*; Ittisanronnachai, S.*; 石井 孝文*; Berenguer, R.*; 伊藤 仁*; 松村 大樹; 京谷 隆*
Journal of Physical Chemistry C, 121(14), p.7892 - 7902, 2017/04
被引用回数：31 パーセンタイル：71.76(Chemistry, Physical)We demonstrate the fine dispersion of Pt subnanoclusters or Pt single atoms on two types of porous carbon supports, Ketjen black (KB) and zeolite-templated carbon (ZTC). For the fine dispersion of Pt subnanoclusters, simply filling an organoplatinum complex, (COD)PtMe
, as a Pt precursor into the micropores is found to be crucial to prevent agglomeration or sintering of Pt subnanoclusters. Moreover, it is possible to disperse Pt single atoms on ZTC, simply by decreasing the Pt loading amount down to ca. 0.9 wt%, owing to some stabilization effect by oxygen-containing functional groups. Extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) analysis for Pt subnanoclusters reveals that the Pt-Pt bond is contracting to a large extent (
2.8%) relative to balk values, and upon hydrogen chemisorption, the bond elongates more than the reported values for the 1.0 nm sized Pt nanoparticles.
平野 史生; 大谷 芳輝*; 京川 裕之*; 三原 守弘; 清水 浩之*; 本田 明
日本原子力学会和文論文誌, 15(2), p.97 - 114, 2016/06
TRU廃棄物の地層処分システムを対象とする、ニアフィールドの力学的健全性に関する現実的な挙動を考慮した解析を行うことを目的として、日本原子力研究開発機構において力学解析コードMACBECE2014が開発された。MACBECE2014は、ニアフィールドの長期力学挙動およびその帰結として生じるバリア材料の透水性の変化を評価できる解析コードであり、金属の腐食膨張によるセメント系材料でのひび割れの発生を考慮した解析を行うことが可能である。MACBECE2014を用いて、TRU廃棄物の地層処分システムを対象として処分後の力学解析を行った結果、ベントナイト緩衝材を使用する場合では、セメント系材料には局所的に割れが発生するものの、緩衝材の健全性が損なわれることはなく、人工バリアシステムの低透水性が長期に渡り維持される結果となった。一方、ベントナイト緩衝材を使用せずにコンクリートで坑道内部を埋め戻す場合では、セメント系材料にひび割れが発生することによりバリアシステムの透水性が著しく上昇することが示された。
大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 金子 耕士; 川崎 卓郎; 田村 格良; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; et al.
Journal of Applied Crystallography, 49(1), p.120 - 127, 2016/02
被引用回数：51 パーセンタイル：95.86(Chemistry, Multidisciplinary)SENJU, a time-of-flight Laue-type single-crystal neutron diffractometer, was developed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Accelerator Research Complex (J-PARC). Molecular structure analysis of a sub-millimeter taurine crystal and magnetic structure analysis of a MnF crystal were performed to evaluate its performance.
大谷 洋史; 水井 宏之; 東浦 則和; 坂東 文夫*; 遠藤 伸之*; 山岸 隆一郎*; 久米 恭*
平成25年度公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター研究年報,16, P. 66, 2014/10
若狭湾エネルギー研究センターは、「ふげん」の受託研究として、イオン交換樹脂を減容安定化処理した後の残渣を用いたセメント混練固化に関する手法の調査及び試験を行い、以下の結果を得た。(1)粉砕による脱気処理を低減容処理灰化樹脂に施した上でセメント混練を行い、膨張の発生が無いことを確認するとともに、セメント混練固化体について各種試験を行い、均質・均一なセメント固化体が得られること及び強度条件も満足することを確認した。(2)脱気処理した低減容処理灰化樹脂を用いたセメント混練物に、化学混和剤(減水剤)を添加することで、流動性が25%以上増すことを確認した。(3)化学混和剤を添加したセメント混練固化体について各種試験を行い、均質・均一なセメント固化体が得られ、強度条件も満足することを確認した。(4)低減容処理灰化樹脂及びセメント混練固化体からの溶出試験を行い、各々、脱気処理及び化学混和剤添加による影響はないこと、セメント混練固化することによって溶出が抑制されることを確認した。以上の結果から、低減容処理灰化樹脂に対して粉砕による脱気処理及び化学混和剤の適用したセメント混練固化体は、廃棄体の技術要件を満たす見通しが得られた。
及川 健一; 川崎 卓郎; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 金子 耕士; 田村 格良; 中村 龍也; 原田 正英; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014013_1 - 014013_5, 2014/03
新しいTOF型単結晶中性子回折装置がJ-PARC/MLFのBL18に設置された。本装置「SENJU」は、低温高磁場のような多重極限環境下において1.0mm
未満の小さな単結晶を使用して精密な結晶構造や磁気構造解析を実現するために設計された。2012年3月5日に、本装置へ初中性子が導かれ、その後SENJUのハードウェア及びソフトウェアが設計通り機能していることが確認された。また、幾つかの有機及び無機の標準的な単結晶を用いて回折実験が行われた。これらの測定では、高いQ領域(d
0.5 
のブラッグ反射が明確に測定され、精度よく解析された。発表では、SENJUの装置設計及びその性能評価を詳細に報告する。
田村 格良; 及川 健一; 川崎 卓郎; 大原 高志; 金子 耕士; 鬼柳 亮嗣; 木村 宏之*; 高橋 美和子; 清谷 多美子*; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 340, p.012040_1 - 012040_4, 2012/02
被引用回数：10 パーセンタイル：93.64(Physics, Condensed Matter)SENJU is a state-of-the-art single crystal time-of-flight Laue diffractometer in Materials and Life Science Experimental Facility at Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The diffractometer is designed for precise crystal and magnetic structure analyses under multiple extreme conditions, such as low temperature, high-pressure, high-magnetic field. A measurement using small sample less than 1.0 mm
will be also realized, which allows us to study wide variety of materials. SENJU is aimed at a poisoned decoupled moderator to obtain peak profiles of Bragg reflection, and intensity distributions of superlattice reflections and diffuse scatterings with good accuracy. At the beginning, the diffractometer will have 31 two-dimensional scintillator detectors to cover wide area of reciprocal lattice space by a single measurement. The instrument is currently under construction and is scheduled to start on-beam commissioning by the end of 2011.
西原 健司; 大井川 宏之; 中山 真一; 小野 清; 塩谷 洋樹
Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/12
高速増殖炉(FBR)燃料サイクルに分離変換(PT)技術を導入した場合の廃棄物管理を、貯蔵施設及び処分場の熱制限に着目して検討した。その結果、マイナーアクチノイド(MA)の核変換は、処分場の廃棄物定置面積を縮小させるのに効果的であることが示された。また、発熱性FPの分離とMA核変換を組合せることで、処分場を従来よりも二桁小さくできた。コスト評価によって、従来軽水炉,PTなしのFBR、及びMA核変換のみを行ったFBRでは、貯蔵と処分のコストが同程度であることが示された。また、PTを導入したFBRでは処分コストが一桁小さくなり、貯蔵コストは増加しないことが示された。
西原 健司; 大井川 宏之; 中山 真一; 小野 清; 塩谷 洋樹
Journal of Nuclear Science and Technology, 47(12), p.1101 - 1117, 2010/12
被引用回数：20 パーセンタイル：78.77(Nuclear Science & Technology)分離変換(PT)技術を将来の高速増殖炉燃料サイクルに導入した場合の、処分場に対する導入効果を検討した。PT技術を導入した燃料サイクルとして、(1)分離のみ(核分裂生成物の一部を分離),(2)核変換のみ(MAを分離し核変換),(3)分離変換両方、の3つのシナリオを検討し、PTなしの燃料サイクル及び、従来の軽水炉サイクルと比較した。軽水炉サイクルからのガラス固化体は50年貯蔵、高速炉サイクルでは65年貯蔵を選択すると、PTを導入しない高速増殖炉サイクルの処分場定置面積は軽水炉サイクルの0.65倍であるが、貯蔵期間の延長によってこれ以上処分場を縮小することはPTを導入しなければ困難である。分離のみの導入では処分場定置面積を小さくすることはできないが、核変換のみを導入し80年貯蔵することによって、PT導入なしの場合の0.25倍にできる。さらに、PT両方を導入し、ガラス固化体を60年、焼成体を295年貯蔵することにより、二桁小さい処分場面積にできる。焼成体のこのような長期貯蔵に必要となる貯蔵施設の規模は、焼成体の発生本数が少ないことから、PTなしのガラス固化体50年貯蔵と同程度となる。
松田 康弘*; Her, J. L.*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; Ouyang, Z. W.*; 岡田 郷子*; 野尻 浩之*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*; 吉村 一良*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 190, p.012019_1 - 012019_6, 2009/11
被引用回数：7 パーセンタイル：85.24(Physics, Condensed Matter)
-edge X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and X-ray absorption spectra (XAS) in several rare-earth elements have been studied in pulsed high magnetic fields up to 40 T. XMCD spectrum of Eu in EuNi
(Si
Ge
) shows a characteristic two peak structure, reflecting the valence fluctuation. However, in YbInCu
, it is found that the XMCD spectrum of Yb shows only a single peak. In contrast to XMCD, two absorption bands in XAS are observed in both compounds. The intensity ratio between the two absorption bands changes significantly with increasing magnetic field in these materials, suggesting the field-induced valence change. The high magnetic field XMCD and XAS measurements have also been conducted in an antiferromagnetic heavy fermion compound CeRhSi. The Ce valence is found to be nearly trivalent and insensitive to magnetic field. The XMCD at Ce -edge increases rapidly around 26 T corresponding to the metamagnetic transition.
大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; 田沼 肇*; 藤岡 慎介*; 西村 博明*; 西原 功修*; 甲斐 健師; 佐々木 明; 坂上 裕之*; 中村 信行*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 163, p.012071_1 - 012071_4, 2009/06
被引用回数：7 パーセンタイル：89.27(Physics, Multidisciplinary)多価電離スズイオンのEUV領域(波長1022nm)の発光スペクトルを、イオンの電荷交換分光実験及び電子ビームイオントラップ(EBIT)における電子衝突励起の実験で測定した。電荷交換分光実験では、共鳴線と励起状態間の遷移が観測されたのに対し、電子衝突励起実験では共鳴線のみが観測された。両者を比較して、どのような遷移が発光に寄与しているか考察した。
大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 浅野 博之*; 千代 悦司; 滑川 裕矢*; 鈴木 浩幸*; 植野 智晶*; 野口 修一*; 加古 永治*; 大内 徳人*; et al.
Proceedings of 4th International Workshop on the Utilisation and Reliability of High Power Proton Accelerators, p.175 - 183, 2005/11
加速器駆動核変換システム(ADS)ではエネルギー約1GeV,ビームパワー20-30MWの大強度陽子加速器が要求される。原研,KEK,三菱重工業,三菱電機は共同でADS用超伝導陽子リニアックの開発を2002年から実施している。本技術開発では、J-PARC計画用超伝導陽子リニアックの設計をベースに、972MHzクライオモジュールの開発並びに超伝導陽子リニアックのシステム設計を行っている。クライオモジュールの開発においては、最大表面電界30MV/mの達成を目標としてクライオモジュールの試作,試験を実施している。空洞単体試験においては、2台の空洞について最大表面電界32, 34MV/mを達成した。2004年にはクライオモジュールの本格的な試験を実施し、最終目標値の達成を目指す。超伝導陽子リニアックのシステム設計では、エネルギー1001500MeV領域のビーム軌道解析を実施した。その結果、超伝導リニアックの構成は、10種類の超伝導空洞,クライオモジュール総数106台,全長565mとなった。低エネルギー部では高エネルギー部と比較して加速効率がかなり低下していることが判明した。
大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 浅野 博之*; 千代 悦司; 長谷川 和男; 竹田 修; 吉川 博; 松岡 雅則*; 大谷 利宏*; 加古 永治*; et al.
Proceedings of 11th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-11) (CD-ROM), 6 Pages, 2003/04
加速器駆動核変換システム(ADS)ではエネルギー約1GeV,ビームパワー数十MWの大強度陽子ビームが要求される。超伝導陽子線型加速器は大強度陽子ビームを発生させる最も有望なオプションである。原研では、超伝導陽子線型加速器のR&Dを1995年にKEKと共同で開始した。R&Dの第1ステップとして、単セル及び5セルの
(ビームの速度と光速の比)=0.5, 0.6, 0.9の空洞の試作を行った。試験の結果は良好であり、大強度陽子加速器に適用可能であることが示された。次のステップとして、クライオモジュール内での空洞性能を実証するために、クライオモジュール試作器を製作し、予備試験において設計電場強度を実現した。大強度陽子加速器計画(J-PARC)では、エネルギー領域400600MeVにおいて超伝導陽子線型加速器を計画しており、そのシステム設計を実施した。
野村 靖; 高田 友幸; 角谷 浩享*; 黒石 武
JAERI-Tech 2003-020, 88 Pages, 2003/03
JAERI-Tech-2003-020.pdf:4.31MB
弱結合中性子相互干渉系の中性子増倍率をモンテカルロ法計算コードにより求める場合に、しばしば解の収束性に関する問題が生じる。本報告では、この計算コードによる解の収束性に関して、一般的な中性子輸送方程式から導いた理論により、マトリクスK手法による解の収束性加速について考察を加えた。これにより、連続エネルギーモンテカルロ法コードMCNPにマトリクスK計算機能及び収束加速手順を組み込んだ。さらに、新たに開発した計算コードを用いてOECD/NEA臨界計算ベンチマークの2問題について解析を試み、マトリクスKによる解の収束性加速の有効性を確認した。
大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 浅野 博之*; 千代 悦司; 長谷川 和男; 竹田 修*; 吉川 博; 松岡 雅則*; 大谷 利宏*; 加古 永治*; et al.
Proceedings of 21st International Linear Accelerator Conference, p.488 - 490, 2003/00
原研では、KEKと共同で超伝導陽子リニアックの開発を進めている。空洞性能とパルス運転時の安定な加速電界を実証するために、600MHz超伝導クライオモジュールを製作した。クライオモジュールは=0.6の超伝導5セル空洞を2台実装しており、運転温度2Kで設計されている。クライオモジュールの低温試験は液体ヘリウム冷却により4Kと2Kで実施し、空洞への熱侵入,負荷Q値,チューニング感度,ヘリウム容器の圧力に対する周波数変化及びローレンツ力デチューニングの測定を行った。測定結果はおおむね設計計算値と良好な一致を示したが、熱侵入量に関しては設計値1.7Wに対して測定値10Wとかなり大きな値を示した。また、ローレンツ力デチューニング量については、1つの空洞は設計値と一致したが、もう一方の空洞は設計値よりも高めの結果となった。また、予備的な横測定として大電力高周波試験を実施し、CW運転で最大表面電界10MV/m、パルス運転で16MV/m(定格電界強度)まで達成した。現在、パルス運転時の安定な加速電界を実証するために、高周波制御系の最適化を行っている。
久野 義夫; 亀井 玄人; Otani, Hiroyuki*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.713, 0 Pages, 2002/00
モンモリロナイトコロイドの分散安定性を評価することを目的として、溶液の化学条件をパラメータとしたバッチ試験を実施した。また、ベントナイト鉱山の坑道で湧出する地下水を採水し、地下水およびコロイド組成について調査を行った。採水地点の地下深度が増加するにつれ、地下水のイオン強度が増加する傾向が確認された。浮遊成分は採水地点によって存在量の顕著な相違が認められたが、採水、静置後はいずれも数mg/L程度しか存在しなかった。イオン強度がおよそ0.01より大きいこれらの地下水中では、ベントナイトに起因するコロイドは安定には存在しにくいことが考えられ、この結果はバッチ試験のそれとも一致した。
相原 永史; 福村 信男; 角谷 浩亨*; 八谷 雄喜
Nuclear Science and Engineering, 109, p.158 - 170, 1991/00
被引用回数：4 パーセンタイル：47.84(Nuclear Science & Technology)圧力管型原子炉の軸方向冷却材ボイド率分布の変化が、反応度に及ぼす影響を実験及び解析を通じて解明した。軸方向冷却材ボイド率の変化は、重水臨界実験装置を用い、圧力管内の冷却材(軽水)水位をステップ状に変化させることによって模擬した。実験体系には、ボイド反応度が正の25.0cm格子ピッチからなる炉心であり、反応度の部分的な冷却材水位変化に伴う変化を臨界重水水位の変化として測定した。この実験から、臨界重水水位は極大値と極小値を有する曲線的振舞いを示し、部分的な冷却材水位の領域で0%及び100%一様ボイド率の両炉心よりも正の反応度が投入されることが判明した。この特異な現象は、冷却材水位の変化に伴い炉内の中性子吸収量がゆるやかなS字状曲線で増大し、中性子漏洩量の線形的な減少に比べて異なることに起因することが解明された。
角谷 浩亨*; 八谷 雄喜*; 坂田 肇*
PNC TN941 75-59, 37 Pages, 1975/05
期間1974年2月1日1975年3月31日▲目的DCAの昇温実験装置により得られたATR用クラスター燃料体の温度係数を原型炉「ふげん」の設計に使用した核計算コードMETHUSELAH―2により解析し,その計算精度の確認を行なう。▲要旨中心の1チャンネルを昇温した場合のDCA炉心の反応度変化が解析された。解析にあたっては,1)中心の昇温チャンネルが,SUS製の構造材であるため,囲りのドライバー領域のチャンネルと核特性がかなり異なること。2)高温領域には減速材がなく,熱中性子スペクトルは囲りの常温の重水より流入したものが保持されること,の二点に特に注意した。解析結果を表に示す。▲中心1チャンネル昇温の場合のDCA炉心の反応度係数(%
k/k/C
105)計算と実験の比較より,計算は実験の傾向,すなわち,濃縮度に対する変化の方向,燃料体系の場合300
をさかいに反応度係数が変化し,被覆管のみの体系では変化しないこと,等を説明することに成功している。しかし,数量的な一致は北5%濃縮の場合を除いて良いとは云えない。▲
西原 健司; 大井川 宏之; 中山 真一; 藤原 武; 小林 秀和; 狩野 茂; 捧 賢一; 山下 照雄; 小野 清; 塩谷 洋樹
no journal, ,
先進FBR燃料サイクルにおいて、Sr-Csの分離とMA核変換をそれぞれ導入する/しない場合のHLWの貯蔵施設と処分場の縮小効果をコストとともに評価した。その結果、処分場を小さくするためには、
Am発熱のため、MA核変換が不可欠であることが示された。また、分離と核変換の導入によって、TRU処分場相当の非常に小さな処分場が実現することがわかった。その場合のコストは他の場合よりも小さく、分離工程や核変換のためのコスト増を緩和する。なお、本研究は、資源エネルギー庁の公募事業「先進的地層処分概念・性能評価技術高度化開発」において実施したものである。
