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論文

Negative muonium ion production with a C12A7 electride film

大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 的場 史郎*; 三部 勉*; 三宅 康宏*; 下村 浩一郎*; 山崎 高幸*; 長谷川 和男; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1350, p.012067_1 - 012067_6, 2019/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:100

負ミューオニウムはそのユニークな性質から様々な科学の分野で応用される可能性がある。1980年代に真空中で初めて生成されて以来、仕事関数の低い物質を用いて負ミューオニウム生成効率を高めることが議論されてきた。アルミナセメントの構成物質であるC12A7は良く知られた絶縁体であるが、電子をドープすることで導体として振舞うことが近年発見された。このC12A7エレクトライドは2.9eVという比較的低い仕事関数を持ち、負イオン生成効率を示すと期待されている。本論文では、従来用いていたアルミニウム、C12A7エレクトライド、さらにステンレスターゲット用いた負ミューオニウムイオン生成効率の比較について述べる。測定された生成率は10$$^{-3}$$/sであり、現状セットアップではエレクトライドにおいても大きな生成率向上は確認されず、表面状態をより注意深く整える必要であることが推定される。また、生成された負ミューオニウムの平均エネルギーに材質依存はなく、0.2$$pm$$0.1keVであった。

論文

First muon acceleration using a radio-frequency accelerator

Bae, S.*; Choi, H.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; et al.

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 21(5), p.050101_1 - 050101_6, 2018/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:13.16(Physics, Nuclear)

ミューオンがRF加速器によって初めて加速された。正ミューオンと電子の束縛状態である負ミューオニウムをアルミ標的中での電子獲得反応によって生成し、静電加速器により初期加速する。それを高周波四重極加速空洞(RFQ)によって89keVまで加速した。加速された負ミューオニウムは、偏向電磁石による運動量の測定と飛行時間により同定された。このコンパクトなミューオン加速器は、素粒子物理や物性物理などのミューオン加速器の様々な応用への第一歩である。

報告書

高レベル放射性廃棄物処分施設における坑道支保工に用いるセメント系材料の低減化技術に関する研究(共同研究)

林 克彦; 野口 聡; 岸 裕和; 小林 保之*; 中間 茂雄; 藤田 朝雄; 内藤 守正; 多田 浩幸*; 熊坂 博夫*; 郷家 光男*; et al.

JAEA-Research 2010-057, 101 Pages, 2011/03

JAEA-Research-2010-057.pdf:7.47MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分施設において支保工やグラウトに用いられるセメント系材料は、地下水に溶出し高アルカリ環境を生じさせる。このような高アルカリ環境は、緩衝材や埋め戻し材に使用されるベントナイトや周辺岩盤に変質を生じさせ、処分システムの長期的な性能の確保に不確実性を増大させる結果になることが懸念されている。本研究は、セメント系材料の高アルカリ影響に対するセメント量の低減化の観点から、処分システムの長期的な性能に配慮した材料を主体とする支保構造の技術的成立性について、原子力機構及び清水建設の双方が所有する知見を最大限に活用し、検討・評価するものである。それに基づき、将来の高レベル放射性廃棄物処分施設への適用に向けた実現可能性について課題を取りまとめた。

報告書

幌延深地層研究計画における第2段階の調査研究計画; H20-21

岩月 輝希; 佐藤 治夫; 棚井 憲治; 稲垣 学; 澤田 淳; 新沼 寛明; 石井 英一; 前川 恵輔; 戸村 豪治; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Research 2009-002, 156 Pages, 2009/05

JAEA-Research-2009-002.pdf:12.86MB

「高レベル放射性廃棄物の地層処分基盤研究開発に関する全体計画」及び研究技術開発の現状に基づいて既往の研究計画を更新し、幌延深地層研究計画第2段階における平成20$$sim$$21年度の具体的な研究計画を作成した。計画検討にあたっては、施設建設工程などの制約条件を踏まえたうえで、深地層の科学的研究,地層処分研究開発にかかわる研究技術開発(地質環境特性調査評価技術,地下施設建設に伴う地質環境変化の調査評価技術,深地層における工学技術,地層処分に必要な工学技術,安全評価技術など)の今後の実施計画として、ボーリング調査計画やモニタリング計画,工学試験などの計画検討を行ったうえで、各課題の現中期計画終了時の達成目標を明確化した。

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

 被引用回数:50 パーセンタイル:23.98(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

論文

An Energy spread minimization system for microbeam generation in the JAERI AVF cyclotron

福田 光宏; 倉島 俊; 宮脇 信正; 奥村 進; 神谷 富裕; 及川 将一*; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.33 - 36, 2003/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:64.8(Instruments & Instrumentation)

数百MeVの重イオンマイクロビームはバイオ研究に必要とされる重要なプローブである。原研AVFサイクロトロンでは、生体機能解明研究に適した260MeV $$^{20}$$Ne$$^{7+}$$マイクロビームのシングルイオンヒット技術の開発を行っている。ビーム径1$$mu$$mのマイクロビームを生成するためには、集束レンズでの色収差の影響を最小限に抑えるようにビームのエネルギー幅を$$Delta$$E/E=0.02%にする必要がある。サイクロトロンビームのエネルギー幅は加速電圧波形と位相アクセプタンスに依存し、正弦波を用いた従来の加速法では0.1%が通例である。第5高調波電圧を基本波電圧に重畳することによりエネルギー利得の均一化に必要なフラットトップ電圧波形を作ることができ、エネルギー幅の最小化が実現される。そこで、既設の基本波共振空洞に連結し、基本波周波数の5倍の周波数帯域(55-110MHz)の第5高調波を発生させるための同軸型共振空洞を設計・製作した。パワー試験において、ディー電極の端部に設置した加速電圧ピックアップ電極からの信号をモニターすることにより、第5高調波電圧が基本波電圧に正常に重畳されていることを確認した。

論文

Flat-top acceleration system for the variable-energy multiparticle AVF cyclotron

福田 光宏; 倉島 俊; 奥村 進; 宮脇 信正; 上松 敬; 中村 義輝; 奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 吉田 健一; 横田 渉; et al.

Review of Scientific Instruments, 74(4), p.2293 - 2299, 2003/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:38.51(Instruments & Instrumentation)

3種類の加速ハーモニクスモード(h=1,2,3)を有するエネルギー可変・加速粒子多種類型AVFサイクロトロンにおけるイオンビームのエネルギー幅最小化に最適なフラットトップ加速システムの検討を行い、基本波加速電圧にその5倍の周波数を持つ高調波電圧を重畳する方法が最適であることを理論的に明らかにした。第5高調波を用いたフラットトップ加速は、高調波電圧発生に必要な増幅器パワーと共振空洞内の消費パワーを最小化し、1ターン当たりのエネルギー利得を増大させるという特長を持っている。そこで、原研AVFサイクロトロンにおいては、ビーム径1$$mu$$mのマイクロビーム形成を実現するため、ビームエネルギー幅を0.02$$%$$以下に最小化するフラットトップ加速システムの仕様検討を行い、加速電圧安定度の許容値が基本波2$$times$$10$$^{-4}$$以下、第5高調波1$$times$$10$$^{-3}$$以下、加速電圧位相安定度許容値が0.2$$^{circ}$$以下、磁場安定度許容値が1.9$$times$$10$$^{-5}$$以下であることを定量的に示した。本仕様を踏まえ、コールドモデル試験及び電磁場解析コードMAFIAを用いた計算により、コンパクトで省パワー性に優れた第5高調波発生用共振空洞を設計した。

口頭

セメントの使用を極力抑えた坑道の構築方法の提案,8; 低アルカリ性モルタルを用いた岩石利用セグメントの曲げ試験

齋藤 亮*; 郷家 光男*; 中谷 篤史*; 多田 浩幸*; 林 克彦; 野口 聡; 岸 裕和; 中間 茂雄

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分施設におけるセメントの使用を極力抑えた支保工として岩石を低アルカリ性モルタルで接合した岩石利用セグメントを提案している。組み上げたときの自重によりこのセグメントに発生する曲げモーメントの力学的特性を把握するため、セグメントを試作し、曲げ試験を実施した。その結果、正曲げ117kN,負曲げ44kNの自重による曲げモーメントに相当する荷重の最大値に対し、試作したセグメントの最大荷重は、中詰モルタルの圧壊と鋼製枠縦リブの曲げ座屈が発生した正曲げでは自重による荷重の約2倍以上の値を示したが、中詰モルタルが引張破壊しモルタルと鋼製枠の付着が剥離した負曲げでは自重による荷重とほぼ同等であり、荷重の正負で異なる挙動を示すことを確認した。今後、セグメントのひび割れの発生及び負曲げ時の剥離の抑制、及び組み立て時の施工方法等を改善したい。

口頭

セメントの使用を極力抑えた坑道の構築方法の提案,9; 裏込め砕石の変形特性試験と坑道の安定性の検討

熊坂 博夫*; 齋藤 亮*; 中谷 篤史*; 多田 浩幸*; 林 克彦; 野口 聡; 岸 裕和; 中間 茂雄

no journal, , 

地層処分の支保材料等に用いられるセメントは地下水とともに高アルカリ環境を生じさせるため、バリア性能に悪影響を及ぼすことが懸念されている。そのため、著者らはセメントの使用を極力抑えた岩石利用セグメントの活用を提案してきている。本報では、裏込め材として用いる砕石の変形特性試験を実施し物性値を求め、これを用いた坑道の空洞安定性評価を実施した。砕石の変形特性試験は、高い拘束状態に近い載荷条件で載荷・徐荷の繰り返し載荷試験を行った。軸対称解析及び初期載荷時の載荷板応力と変位の勾配から求めた弾性係数等の物性と複合材料試験から得られた岩石利用セグメントの弾性係数を用いて、第2次取りまとめの地山条件における安定性を検討した。その結果、地山壁面のひずみは既往の検討での壁面ひずみよりも小さく、坑道周辺地山の安定性が確保できる結果が得られた。また、岩石利用セグメントに生じる軸応力は、複合材料試験で得られた材料強度の1/2程度で、支保構造として安定している結果が得られた。また、初期載荷時の変形量は砕石の粒度分布によって大きく異なることも明らかになった。今後、砕石の粒度分布の改良と締め固め技術の導入を検討したい。

口頭

セメントの使用を極力抑えた坑道の構築方法の提案,10; 岩石利用セグメントの曲げ特性に関する検討

多田 浩幸*; 齋藤 亮*; 中谷 篤史*; 熊坂 博夫*; 林 克彦; 野口 聡; 岸 裕和; 中間 茂雄

no journal, , 

HLWの地層処分施設のセメント使用を極力抑えた支保工として岩石を低アルカリ性モルタルで接合した岩石利用セグメントを提案。組立時の自重及び偏地圧によりセグメントには曲げモーメントが発生する。その力学的特性把握のため、セグメントを試作し、曲げ試験を実施した。既往の試験では、セグメントに中詰めする岩石ブロックを並列に配列した場合の曲げ特性を把握した。本検討では岩石ブロックを千鳥に配列した試験体を作製して曲げ試験を行い、並列配列の試験結果と比較した。その結果、千鳥配列の正曲げ試験は130-210kNで最大荷重に達し、並列配列の最大荷重210-270kNよりも小さくなった。一方、負曲げ試験は30-40kNで最大荷重に達し、並列配列の最大荷重40kNよりも小さくなり、ばらつく結果となった。試験体に発生したひび割れは、並列配列の正曲げ試験では3-4本、負曲げ試験では中央部に1本のひび割れが岩石ブロックとモルタルの境界面に沿って発生していたが、千鳥配列の正曲げ試験では2本、負曲げ試験では1本のひび割れが載荷点近傍の岩石ブロックとモルタルの境界面と岩石ブロック内を貫いて発生し、ひび割れの発生状況に違いがあることを確認した。

口頭

J-PARCミューオンg-2/EDM実験におけるミューオン加速実現に向けた低速ミューオン生成実験の結果報告と展望

北村 遼*; 深尾 祥紀*; 石田 勝彦*; 長谷川 和男; 半澤 光平*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 近藤 恭弘; 三部 勉*; 三宅 康博*; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2/EDM精密測定実験(E34実験)では、指向性の極めて高い極冷ミューオンビームにより、ミューオンg-2とEDMの超高精度同時測定を実現する。E34実験では極冷ミューオンビーム実現に向けて、ミューオン用線形加速器の開発を進めている。初段加速器RFQによる世界初のRFミューオン加速試験を目指して、予備実験である低速ミューオン源開発がJ-PARC MLFにて進行中である。日本物理学会ではこれまで低速ミューオン生成実験に向けて低速ミューオン用ビームライン構築及び検出器系の開発状況について報告を行ってきた。今回の講演では2016年2月25日に実施した初の低速ミューオン生成実験について、ビーム試験準備とそれに伴って実施した実験機器輸送について報告する。現在得られたビーム試験のデータ解析も進めており、TOF測定結果、MCP電荷分布評価、低速ミューオン強度評価など最新の解析進捗状況についても報告し、今後の展望を述べる。

口頭

J-PARC g-2/EDM実験に向けたRFQを用いた超低速ミュオンの加速

近藤 恭弘; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 林崎 規託*; 石田 勝彦*; 岩下 芳久*; 河村 成肇*; 北村 遼*; 三部 勉*; et al.

no journal, , 

J-PARCにおいて、先行実験とは全く異なる手法でのミュオンg-2/EDM精密測定実験を計画している。この実験の中核技術であるミュオンリニアックでは、初段加速器として高周波四重極リニアック(RFQ)を用いる。計画の初期段階では、J-PARCリニアック用に開発されたRFQを用いる予定であり、負水素イオン用に設計されたRFQを、ミュオン加速のためにヴェーン間電圧を1/9に下げて運転する。本発表では、この状態で超低速ミュオンを加速した場合のシミュレーションについて述べる。さらに我々は、ミュオンリニアック実現に向けた加速実証実験を計画している。ここで用いる低速ミューオン源として、迅速な加速実験遂行のために、実際のミュオンリニアックで用いるミューオニウム-イオン解離レーザー法による超低速ミュオン源に代えて、金属薄膜による低速ミュオン源を開発中である。RFQ後には、バックグランド除去のために偏向電磁石を設置する予定であるが、偏向電磁石後において、ビーム方向の位置を変えてプロファイルを測定することで、RFQ出口でのエミッタンスを測定する計画である。

口頭

RFQによるミューオン加速用低速ミューオン源のビーム評価

北村 遼*; 大谷 将士*; 近藤 恭弘; Bae, S.*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; et al.

no journal, , 

ミューオンg-2/EDMの精密測定に向けてJ-PARC E34実験ではミューオンRF実証試験に向けた準備を進めている。RFQによるミューオン加速試験のミューオン源として、金属薄膜により減速した正ミューオン及び負ミューオニウムビームの強度測定を実施した。さらにRFQ入射ビームのエミッタンス評価に向けて減速正ミューオンビームのプロファイル測定も実施した。本講演ではビーム試験の解析結果について報告する。

口頭

RFQを用いたミューオン加速の準備状況

大谷 将士*; Bae, S.*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 北村 遼*; 近藤 恭弘; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2実験(E34)では世界初のミューオン加速によって低エミッタンスビームを実現し、先行実験で主要な系統誤差であったビーム由来の系統誤差を排除して世界最高精度測定(0.14ppm)を目指している。我々はこれまで、J-PARC MLFにおいて世界初のミューオン加速に向けた基礎データを取得してきた。この結果に基づいてRFQによる加速試験を準備し、2017年11月に本試験を行う予定である。本講演では、試験の準備状況について報告する。

口頭

RFQによるミューオン加速試験の結果

北村 遼*; 大谷 将士*; 近藤 恭弘; Bae, S.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; et al.

no journal, , 

J-PARC E34実験ではミューオンg-2/EDMの精密測定に向けて、ミューオン線形加速器の開発を進めている。初段加速器のRFQを用いたミューオンRF加速実証試験を2017年10月にJ-PARC MLFで実施した。運動エネルギー3MeVのミューオンビームは、金属薄膜標的に照射されることで負ミューオニウムイオン(Mu$$^{-}$$)となって冷却された後、静電加速収束器により5.6keVまで静電加速され、さらにRFQにより88.6keVまでRF加速される。加速Mu$$^{-}$$ビームは偏向電磁石による運動量選別を経てMCPで検出され、TOF測定により加速Mu$$^{-}$$の識別を行った。本講演では最新の実験結果について報告する。

口頭

東海再処理施設における低放射性廃棄物の処理技術開発,25; 焼却設備における応力腐食割れ発生原因の推定

越野 克彦; 高野 雅人; 佐藤 史紀; 齋藤 恭央

no journal, , 

本施設の焼却設備では、東海再処理施設等から発生する低放射性固体廃棄物を焼却処理する計画である。焼却対象には、塩素を含有する塩化ビニル等の難燃性の廃棄物が含まれるため、廃ガス中の塩化水素濃度等により高い耐食性を求められる箇所にはNW6022を、その他の部分にはSUS304を材料に使用している。過去、本設備のコールド試験運転時に、SUS304部に応力腐食割れが生じた。本報では、応力腐食割れの発生原因を推定するため行った試験運転の結果と、材料選定のため行った材料腐食試験の結果を合わせて報告する。

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