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報告書

ISO/IEC 17025に基づく試験所活動について; ゲルマニウム半導体検出器による環境試料の放射能測定

漆舘 理之*; 依田 朋之; 大谷 周一*; 山口 敏夫*; 國井 伸明*; 栗城 和輝*; 藤原 健壮; 新里 忠史; 北村 哲浩; 飯島 和毅

JAEA-Review 2022-023, 8 Pages, 2022/09

JAEA-Review-2022-023.pdf:1.19MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)では、東京電力(株)福島第一原子力発電所の事故を契機に、2012年に福島県福島市内に分析所を開設し、ゲルマニウム半導体検出器による環境試料の放射能測定を開始した。2015年10月にゲルマニウム半導体検出器を用いたガンマ線の放射性分析($$^{134}$$Cs、$$^{137}$$Cs)の試験所として、公益財団法人日本適合性認定協会(JAB)からISO/IEC 17025規格の認定を受けた。試験所は、2022年3月末までに約60,000のさまざまな環境サンプルを測定した。試験所の品質管理および測定技術は、JABの定期的な監視によって認定されており、2019年9月に放射能分析研究機関として認定を更新した。

論文

Establishment of a Laboratory for $$gamma$$-ray Spectrometry of Environmental Samples Collected in Fukushima

三枝 純; 依田 朋之; 前田 智史; 岡崎 勤; 大谷 周一; 山口 敏夫; 栗田 義幸; 波澄 篤; 米澤 仲四郎*; 武石 稔

Proceedings of 14th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-14), Vol.3 (Internet), p.1078 - 1085, 2017/11

2011年3月の福島第一原子力発電所の事故後、原子力機構は新たに放射能分析施設を福島に立ち上げた。分析施設では高分解能$$gamma$$線スペクトロメトリに基づき、土壌や水、ダストフィルタ、植物といった環境試料の放射能分析を月当たり約1,000件のペースで行っている。2012年9月の施設立上げ以来、分析結果の信頼性や、分析依頼者及び機器オペレータの利便性向上を目指した技術開発を実施し、制度的・技術的な課題を継続的に改善することで、ISO/IEC 17025規格に適合する試験所としての認定を得た。

論文

Japanese FR deployment scenario study after the Fukushima accident

小野 清; 塩谷 洋樹; 大滝 明; 向井田 恭子; 安部 智之

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Safe Technologies and Sustainable Scenarios (FR-13) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2013/03

福島第一原子力発電所事故後の原子力委員会による短期解析と平行して、原子力機構は高速炉サイクル導入を含む核燃料サイクルオプションについての長期解析を実施した。その結果、"2030年以降20GWe一定"ケースにおいて、ウラン需要,使用済燃料貯蔵,放射性廃棄物発生量,高レベル放射性廃棄物中の毒性に加えプルトニウム貯蔵量の削減に、高速炉サイクルの導入が大きな便益をもたらすことを明らかにした。同時に、"2030年以降20GWeから漸減"ケースにおける放射性廃棄物量及びプルトニウム貯蔵量の削減効果を明らかにした。

報告書

弱結合相互干渉系臨界解析のマトリックス固有ベクトルを用いた収束性加速

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。

論文

Experimental Study of Effect of Geometry on Density-Head-Driven Instability in Boiling Channels

小谷 皓市*; 中尾 俊次*; 隅田 勲*; 横溝 修*; 松本 知行*

Journal of Nuclear Science and Technology, 17(10), p.791 - 793, 1980/10

None

口頭

Fracture analysis determined from integrated analysis of core-description and BTV images; Example from the Late Cretaceous Toki Granite, central Japan

Dia, C.*; 高木 久徳*; 小嶋 智*; 大谷 具幸*; 天野 健治

no journal, , 

土岐花崗岩体の西端と中心部に掘削された1,000m級の2本の深層ボーリング孔(DH-8, DH-9号孔)のデータを用いて岩芯地質観察並びに孔壁画像(BTV)観察を組合せた解析を行い、割れ目の頻度や方位,形状,割れ目充填物を指標とした割れ目系統区分を試みた。その結果、調査対象となったDH-8, DH-9号孔周辺の土岐花崗岩においては、(1)平滑な割れ目面の形状を示す高角な東西,北西-南東走向の割れ目と(2)不規則な割れ目面の形状を示す低角度な割れ目に二分されるとともに、高角度な割れ目にはスメクタイトと緑泥石が特徴的な割れ目充填物として存在していることが明らかとなった。

口頭

基盤岩に発達する断層破砕帯の最新すべり面と物質移動; 阿寺断層破砕帯における例

大谷 具幸*; 森川 公一朗*; 小嶋 智*; 各務 和彦

no journal, , 

1586年天正地震に伴う変位が確認されている岐阜県の阿寺断層の露頭を対象に、基盤岩に発達する断層破砕帯における変形構造の記載,鉱物組合せの同定、及び全岩化学組成の分析を行い、最新のすべり面で生じた物質移動について検討した。その結果、直線状に発達する茶褐色の断層ガウジでは他の部分のガウジや原岩と比べてMnOが顕著に増加していることが明らかとなった。これらの結果より、最近の地震活動において茶褐色断層ガウジが破砕し、そこに地表の酸化条件下で生成するマンガン酸化物や水酸化物が沈殿したと考えられる。

口頭

基盤岩中の断層破砕帯における元素の移動を用いた活動性評価の試み

大谷 具幸*; 沓名 亮輔*; 小嶋 智*; 大橋 聖和*; 各務 和彦

no journal, , 

最近活動した断層の特徴をもとに最近の活動の有無を定性的に判定するための技術を構築することは、概要調査等で遭遇した断層を評価するうえで有益である。本研究では、活動が既知の活断層を対象として。最新のすべり面である断層ガウジでの元素移動について検討を行った。岐阜県に分布する阿寺断層と根尾谷断層の断層ガウジにおいて、MnOの含有量の増加が認められた。Mnを含む鉱物の多くは非晶質であり、地表付近の酸化条件下で断層ガウジが破砕した際に地下の還元環境からもたらされた地下水から沈殿したことが示唆された。

口頭

根尾谷断層破砕帯における元素の移動と活動性評価

沓名 亮輔*; 大谷 具幸*; 小嶋 智*; 各務 和彦

no journal, , 

最近活動した断層の特徴をもとに最近の活動の有無を定性的に判定するための技術を構築することは、概要調査等で遭遇した断層を評価するうえで有益である。本研究では、根尾谷断層を対象として、最新のすべり面である断層ガウジでの元素移動について検討を行った。原岩から破砕帯方向に向け、黄土色ガウジと暗灰色ガウジの互層,褐色ガウジの順に配列しており、これら3種類の断層ガウジの化学分析を実施した結果、褐色ガウジと暗灰色ガウジは泥岩起源、黄土色ガウジは緑色岩起源と推定された。また、泥岩起源の試料では、原岩から断層ガウジに向けてMnO含有量が増加し、褐色ガウジでは原岩と比較して5倍に増加した。このことは、地表付近の酸化条件下で断層ガウジが破砕した際に地下の還元環境からもたらされた地下水から沈殿したことを示唆する。

口頭

根尾谷断層破砕帯の最新すべり面におけるマンガンの濃集

沓名 亮輔*; 大谷 具幸*; 小嶋 智*; 榎並 正樹*; 各務 和彦; 若居 勝二

no journal, , 

坑道等で地下で遭遇した断層の活動性を評価するための技術開発の一環として、断層ガウジ(粘土)の色調や化学組成の違いによって、断層の最新活動時期についての定性的な推定を試みている。本研究では、岐阜大学と共同で根尾谷断層の最新すべり面(1891年濃尾地震の地表地震断層)の断層ガウジを採取し、SEM観察,X線回折分析,蛍光X線分析等に基づき断層ガウジの岩石・鉱物学的特徴について検討した。その結果、全岩化学組成については、原岩から断層ガウジに向けてMnO含有量が増加し、原岩と比較して最大4倍に増加した。このことは、地表付近の酸化条件下で断層ガウジが破砕した際に地下の還元環境からもたらされた地下水から沈殿したことを示唆している。

口頭

根尾谷断層破砕帯における微量元素の濃集と最新すべり面との関係

大谷 具幸*; 沓名 亮輔*; 小嶋 智*; 若居 勝二; 各務 和彦; 榎並 正樹*

no journal, , 

坑道等の地下で遭遇した断層の活動性を評価するための技術開発の一環として、断層ガウジ(粘土)の色調や化学組成の違いによって、断層の最新活動時期についての定性的な推定を試みている。本研究では、岐阜大学と共同で根尾谷断層の最新すべり面(1891年濃尾地震の地表地震断層)の断層ガウジを採取し、薄片観察,EPMA装置による元素分布観察,蛍光X線分析,ICP発光分析,ICP質量分析による元素の定量分析に基づきガウジの岩石・鉱物学的特長について検討した。その結果、全岩化学組成については、原岩から断層ガウジに向けてMnO, Fe$$_{2}$$O$$_{3}$$含有量及び微量元素含有量の増加が認められた。マンガンにおいては、原岩と比較して最大5倍に増加した。このことは、地下の還元環境からもたらされた地下水が断層ガウジ中を毛管現象により上昇し、地表付近の酸化条件下において沈殿したことを示唆している。

口頭

クリプトンガスのイオン注入固定化試験; 大型容器の電極形状パラメータ試験

大谷 武久; 高橋 誠; 圷 知幸*; 木村 典道; 田中 志好

no journal, , 

原子力機構では、放射性クリプトンガス(85Kr)をスパッタリングにより金属合金(Ni/Y)中に固定化し、長期貯蔵する技術を研究開発している。これまでに、大型容器を用いたイオン注入固定化法により天然クリプトンガスを連続注入する試験を実施した結果、スパッタリングによるターゲット電極の消耗が下部側に偏る傾向があることがわかった。ターゲット電極はクリプトンイオンが衝突する陰極となり、上下のアノード電極は電子が流れ込む陽極となることから、ターゲット電極上下の消耗量と、上下のアノード電流は比例する関係にある。今回は、ターゲット電極の消耗の偏り改善を目的として、アノード電流を上下均一にするため、アノード電極の形状をパラメータとした試験を実施し、消耗の偏りが改善できたことからその結果について報告する。

口頭

2011年4月11日福島県浜通りの地震で地表に現れた滑り面と断層破砕帯における元素分布の関係

大谷 具幸*; 山下 光将*; 小嶋 智*; 若居 勝二; 各務 和彦

no journal, , 

坑道等の地下で遭遇した断層の活動性を評価するための技術開発の一環として、断層ガウジ(粘土)の色調や化学組成の違いによって、断層の最新活動時期についての定性的な推定を試みている。本研究では、岐阜大学と共同で井戸沢断層の最新すべり面(2011年福島県浜通り地震の地表地震断層)の断層ガウジを採取し、薄片観察,粉末X線回折分析,蛍光X線分析,ICP発光分析,ICP質量分析による元素の定量分析に基づきガウジの岩石・鉱物学的特徴について検討した。その結果、粉末X線回折分析により、断層ガウジにはスメクタイトが認められた。全岩化学組成については、すべり面に近づくにつれてMnO含有量及び微量元素含有量の増加が認められた。このことは、地下の還元環境からもたらされた地下水が断層ガウジ中を毛管現象により上昇している状態で地震性すべり面が生ずることによってすべり面がアルカリ化したため、Mnが沈殿したと考えられる。

口頭

2011年4月11日福島県浜通りの地震で地表に現れた断層ガウジと元素移動の関係

大谷 具幸*; 山下 光将*; 小嶋 智*; 若居 勝二*; 各務 和彦

no journal, , 

2011年4月11日福島県浜通りの地震(M7.0)では既存の活断層である井戸沢断層に沿って地表地震断層が出現し、これに沿って断層ガウジが現れた。断層ガウジの鉱物組合せや主要・微量元素組成を調べることにより、比較的最近に活動した断層ガウジの有する特徴を明らかにすることができれば、基盤岩のみが露出する地域で活動履歴が未知の断層ガウジ帯を用いて最近の活動の有無を特定できるようになることが期待される。井戸沢断層から得られた断層ガウジ試料の蛍光X線分析及びICP-OES分析及びICP-MS分析の結果、最新のすべり面にMnOとAsが濃集することが確認された。このことは、基盤岩からなる断層破砕帯であっても断層ガウジにおけるMnとAsの濃集の有無を確認することにより、最近に地震性すべりを生じたか確認できる可能性があることを示している。

口頭

Fault exploration based on the microcrack distribution pattern; The Example of the Tsukiyoshi fault, central Japan

大谷 具幸*; 岡崎 一成*; 西村 勇輝*; 小嶋 智*; 窪島 光志; 笹尾 英嗣; 鶴田 忠彦

no journal, , 

断層は地殻における地熱流体の重要な移行経路であるため、地熱探査においては、地熱流体を生産するために、ボーリングで断層を貫く必要がある。ボーリング孔掘削時に、その先に断層があるかどうかの情報が得られれば、ボーリング掘削の判断に有益な情報となる。既存の室内実験によって、岩石中の微小割れ目の分布様式は断層周辺ではその他の部分とは異なることが知られている。そこで、本研究では、微小割れ目分布の断層調査への適用性を評価するために、天然における微小割れ目の分布が断層周辺とその他の部分で異なるかどうかを調査した。本研究では、超深地層研究所計画で掘削されたボーリングコアを用いた。このボーリングは花崗岩中に掘削されており、深度約700mで断層を貫いており、断層上盤の異なる深度から試料を採取した。観察した微小割れ目は、石英中に発達するヒールドマイクロクラックとシールドマイクロクラックであり、それらの走向・傾斜と密度を計測した。従来の研究では、断層から離れた部分では、鉛直に交わる2つもしくは3つの面が認められているが、本研究では鉛直に交わる面に加えて、斜交する面も認められた。これらは断層からの距離に応じて、面の交差関係が変わることから、微小割れ目の分布様式が断層の存在を推定する手法として活用できると考えられた。

口頭

マイクロクラックの方位分布に基づく断層の探査; 月吉断層を貫く孔井MIU-3の例

大谷 具幸*; 岡崎 一成*; 西村 勇輝*; 小嶋 智*; 窪島 光志; 笹尾 英嗣; 鶴田 忠彦

no journal, , 

断層は地殻における地熱流体の重要な移行経路であるため、地熱探査においては、地熱流体を生産するために、ボーリングで断層を貫く必要がある。ボーリング孔掘削時に、その先に断層があるかどうかの情報が得られれば、ボーリング掘削の判断に有益な情報となる。既存の室内実験によって、岩石中の微小割れ目の分布様式は断層周辺ではその他の部分とは異なることが知られている。そこで、本研究では、微小割れ目分布の断層調査への適用性を評価するために、天然における微小割れ目の分布が断層周辺とその他の部分で異なるかどうかを調査した。本研究では、超深地層研究所計画で掘削されたボーリングコアを用いた。このボーリングは花崗岩中に掘削されており、深度約700mで断層を貫いており、断層上盤の異なる深度から試料を採取した。観察した微小割れ目は、石英中に発達するヒールドマイクロクラックとシールドマイクロクラックであり、それらの走向・傾斜と密度を計測した。従来の研究では、断層から離れた部分では、鉛直に交わる2つもしくは3つの面が認められているが、本研究では鉛直に交わる面に加えて、斜交する面も認められた。これらは断層からの距離に応じて、面の交差関係が変わることから、微小割れ目の分布様式が断層の存在を推定する手法として活用できると考えられた。

口頭

マイクロクラックの方位分布に基づく断層の探査; 月吉断層を事例として

大谷 具幸*; 岡崎 一成*; 西村 勇輝*; 小嶋 智*; 窪島 光志; 鶴田 忠彦; 笹尾 英嗣

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、断層を捕捉する技術は重要であるが、ボーリング掘削時に深部延長における断層の存在を予測することは困難である。仮に、コア試料や検層結果から断層の存在を推定することができれば、前方探査としての役割が期待できる。そこで、本研究では、超深地層研究所計画で掘削されたボーリングコアを用いて、微小割れ目の分布が断層周辺とその他の場所で異なるかどうかを調査した。観察した微小割れ目は、石英に発達するヒールドマイクロクラック(HC)とシールドマイクロクラック(SC)で、それらの走向・傾斜と密度を計測した。その結果、月吉断層から離れた地点では、HC, SCともに2方向あるいは3方向の直交パターンを示し、断層の近くではこれらに加えて中角度傾斜のクラックを含むことが明らかになった。中角度傾斜のHCとSCの分布範囲を比較すると、HCの方が広範囲に分布しており、より深部で非破壊の花崗岩中で断層が形成されたものと考えられた。これらのことから、マイクロクラックの方位分布を測定することにより近傍における断層の有無を判断できる可能性がある。

口頭

岐阜県瑞浪市のMIU-3号孔コアにおける月吉断層とマイクロクラック方位分布との関係

大谷 具幸*; 横井 洸亮*; 岡崎 一成*; 西村 勇輝*; 小嶋 智*; 窪島 光志*; 笹尾 英嗣

no journal, , 

断層近傍におけるマイクロクラックの方位分布の特徴を明らかにすることを目的に、月吉断層を貫くMIU-3号孔コアを用いてマイクロクラックの方位測定を行った。本研究では、月吉断層上盤から4試料、下盤から3試料を採取し、直交する3平面で岩石薄片を作成し、花崗岩に含まれる石英を対象としてマイクロクラックの方位測定を行った。マイクロクラックの観察結果より、ヒールドマイクロクラックはシールドマイクロクラックより前に形成されたと考えられる。また、方位測定の結果より、断層近傍のみ中角傾斜が出現することから、天然においても断層近傍でマイクロクラックの方位分布が変化することが明らかとなった。シールドマイクロクラックはヒールドマイクロクラックと比べて中角傾斜の分布範囲が小さい。これは、ヒールドマイクロクラックの方が早期に形成されたことから、花崗岩が非破壊の状態で形成されたことにより広い範囲に形成されたためと考えられる。一方で、シールドマイクロクラックは断層が既に形成されて破壊とシーリングを繰り返す中で形成されたために断層近傍が弱化しており形成範囲が小さくなったと推定される。

口頭

日本原子力研究開発機構福島環境安全センター笹木野分析所概要

三枝 純; 柳澤 華代; 山口 敏夫; 眞鍋 早知; 依田 朋之; 前田 智史; 内海 あずさ; 柴道 勝; 江尻 明; 栗田 義幸; et al.

no journal, , 

原子力機構は2011年6月に福島市内に活動拠点を設け、環境放射線(能)モニタリングや環境回復活動を実施してきた。2012年9月には福島市笹木野地区に分析所(笹木野分析所)を開設し、環境試料の放射能分析を行うための体制を整えてきた。このうち、$$gamma$$線スペクトロメトリに基づく放射能定量について、2015年10月にISO/IEC17025国際標準規格に基づく試験所としての認定を得た。本発表では当分析所の目的、保有機器、業務の概要、分析の信頼性向上に向けた各種取り組みについて紹介する。

口頭

電気冷却式Ge検出器の冷却温度とエネルギーシフトとの関係

前田 智史; 依田 朋之; 岡崎 勤; 大谷 周一; 三枝 純

no journal, , 

原子力機構福島環境安全センター笹木野分析所にて運用している電気冷却式Ge検出器の日常点検データを精査し、電気冷却式Ge検出器の冷却温度とエネルギーシフトとの関係を調べた。その結果、室温変動幅とエネルギーシフト幅の間に相関があり、室温上昇幅1$$^{circ}$$Cに対しCo-60(1333keV)のピークエネルギーが0.3$$sim$$0.5ch高エネルギー側にシフトしていることを見出した。このエネルギーシフトは電気冷却の場合の方が液体窒素冷却の場合より3$$sim$$5倍大きかった。一方、室温と検出器の冷却温度の関係を見ると、室温変動1$$^{circ}$$Cに対して冷却温度は約0.34$$^{circ}$$C変動し、室温変動から20$$sim$$60分遅れて追随した。電気冷却では結晶温度を担保しきれず室温の上昇に伴い結晶温度が上昇し、結果として大きなエネルギーシフトにつながっていると推察される。

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