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大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
島田 紘行*; 南 寛威*; 奥泉 直人*; 佐久間 一郎*; 鵜飼 正敏*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 福田 義博*; 斎藤 祐児
Journal of Chemical Physics, 142(17), p.175102_1 - 175102_9, 2015/05
被引用回数：10 パーセンタイル：38.6(Chemistry, Physical)X-ray absorption near edge structure (XANES) was measured at energies around the N K-edge of the pyrimidine-containing nucleotides cytidine 5'-monophosphate (CMP), 2'-deoxythymidine 5'-monophosphate (dTMP), and uridine 5'-monophosphate (UMP) in aqueous solutions and in dried films under various pH conditions. The features of resonant excitations below the N K-edge in the XANES spectra for CMP, dTMP, and UMP changed depending on the pH of the solutions. The spectral change thus observed is systematically explained by the chemical shift of the core-levels of N atoms in the nucleobase moieties caused by structural changes due to protonation or deprotonation at different proton concentrations. This interpretation is supported by the results of theoretical calculations using density functional theory for the corresponding nucleobases in the neutral and protonated or deprotonated forms.
岸本 俊二*; 三井 隆也; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 谷口 敬*; 島崎 昇一*; 池野 正弘*; 斉藤 正俊*; 田中 真伸*
Journal of Instrumentation (Internet), 10(5), p.C05030_1 - C05030_6, 2015/05
被引用回数：6 パーセンタイル：28.31(Instruments & Instrumentation)We developed an X-ray detector system using a 64-pixel silicon avalanche photodiode Si-APD linear array and fast pulse-counting electronics for multichannel scaling. The Si-APD linear array consists of 64 pixels each 0.01
0.02 cm
in size, with a pixel pitch of 0.015 cm and depletion depth of 0.001 cm. The fast electronics, consisting of an ultrafast application-specific integrated circuit and field-programmable gate arrays, can record both the position and timing of X-rays arriving at each pixel of the linear array with 1 ns pulse-pair resolution. The count distribution was measured using 14.4 keV synchrotron X-rays for nuclear resonant forward scattering experiments on 
Fe, and the spatial resolution was improved by inclining the detector. We also successfully measured amorphous alloy Fe
Si
B
during heating.
Fe by multichannel scaling with a 64 pixel silicon avalanche photodiode linear-array detector岸本 俊二*; 三井 隆也; 春木 理恵*; 依田 芳卓*; 谷口 敬*; 島崎 昇一*; 池野 正弘*; 斉藤 正俊*; 田中 真伸*
Review of Scientific Instruments, 85(11), p.113102_1 - 113102_5, 2014/11
被引用回数：8 パーセンタイル：36.77(Instruments & Instrumentation)We developed a silicon avalanche photodiode (Si-APD) linear-array detector for use in nuclear resonant scattering experiments using synchrotron X-rays. The Si-APD linear array consists of 64 pixels (pixel size: 0,010.02 cm) with a pixel pitch of 0.015 cm and depletion depth of 0.001 cm. An ultrafast frontend circuit allows the X-ray detector to obtain a high output. High-performance integrated circuits achieve multichannel scaling over 1024 continuous time bins with a 1 ns resolution for each pixel without dead time. The multichannel scaling method enabled us to record a time spectrum of the 14.4 keV nuclear radiation at each pixel with a time resolution of 1.4 ns (FWHM). This method was successfully applied to nuclear forward scattering and nuclear small-angle scattering on Fe.
島田 紘行*; 深尾 太志*; 南 寛威*; 鵜飼 正敏*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 福田 義博*; 斎藤 祐児
Journal of Chemical Physics, 141(5), p.055102_1 - 055102_8, 2014/08
被引用回数：16 パーセンタイル：53.96(Chemistry, Physical)The N K-edge X-ray absorption near edge structure (XANES) spectra of the purine-containing nucleotide, guanosine 5'-monophosphate (GMP), in aqueous solution are measured under various pH conditions. The spectra show characteristic peaks, which originate from resonant excitations of N 1s electrons to 
orbitals inside the guanine moiety of GMP. The relative intensities of these peaks depend on the pH values of the solution. The pH dependence is explained by the core-level shift of N atoms at specific sites caused by protonation and deprotonation. The experimental spectra are compared with theoretical spectra calculated by using density functional theory for GMP and the other purine-containing nucleotides, adenosine 5'-monophosphate, and adenosine 5'-triphosphate. The N K-edge XANES spectra for all of these nucleotides are classified by the numbers of N atoms with particular chemical bonding characteristics in the purine moiety.
島田 紘行*; 深尾 太志*; 南 寛威*; 鵜飼 正敏*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 福田 義博*; 斎藤 祐児
Chemical Physics Letters, 591, p.137 - 141, 2014/01
被引用回数：9 パーセンタイル：33.36(Chemistry, Physical)X-ray absorption near edge structure (XANES) spectra for adenine containing nucleotides, adenosine 5'-monophosphate (AMP) and adenosine 5'-triphosphate (ATP) in aqueous solutions at the nitrogen K-edge region were measured. The two intense peaks in XANES spectra are assigned to transitions of 1s electrons to the orbitals of different types of N atoms with particular bonding characteristics. The difference between their spectra is ascribed to protonation of a particular N atom. Similarity observed in XANES spectra of guanosine-5'-monophosphate (GMP) and ATP is also interpreted as similar bonding characters of the N atoms in the nucleobase moiety.
宮村 浩子; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 久保 純*; 斎藤 隆文*; 鈴木 喜雄; 武宮 博
Visualization of Mechanical Processes (Internet), 1(3), 8 Pages, 2011/10
ハイフレームレート中性子ラジオグラフィーが開発され、これを用いることで高速に動作する自動車のエンジン内のオイルを記録することが可能になった。しかし、記録された画像に写るオイルは不明瞭であるため、オイルの振舞いまで精緻に捕らえることは難しい。そこでわれわれは、マルチスケール画像処理技術を用いて、この問題を解決することを試みた。本技術は、画像を明瞭にし、さらにオイルのスケールに応じて分類できる特徴を持つ。そのため特定のスケールに注目して観察できる。さらに、時空間画像を用いて、時間変動するオイルの振舞いを観察することも提案する。これらの技術によって、注目すべき時空間領域を注意深く観察できる。
宮村 浩子; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 久保 純*; 斎藤 隆文*; 鈴木 喜雄; 武宮 博
Proceedings of 11th Asian Symposium on Visualization (ASV-11) (CD-ROM), 4 Pages, 2011/06
大規模かつ複雑な原子力シミュレーションや実験施設から生成される膨大なデータを効率的に解析するための画像解析技術を産業界の課題に適用した事例について報告する。日本原子力研究開発機構と日産自動車は、中性子ラジオグラフィを使用した高速度カメラを開発し、車のエンジン内部でオイルが流れる様子を取得した。しかし、記録された画像は不明瞭であり、詳細にオイルの動きを可視化し、解析することは困難である。そこで、この問題を解決するために、画像を強調する効果のある画像処理技術であるマルチスケール解析手法を適用する。さらに、詳細な理解がなされていないオイルの動きを把握するための時空間画像解析手法を提案する。本発表では、これら画像解析技術の適用に関する有効性について議論する。
鵜飼 正敏*; 横谷 明徳; 藤井 健太郎; 斎藤 祐児
Chemical Physics Letters, 495(1-3), p.90 - 95, 2010/07
被引用回数：12 パーセンタイル：38.16(Chemistry, Physical)ヌクレオチド(adenosine-5'-monophosphate, guanosine-5'-monophosophate, and cytidine-5'-monophosophate)の水溶液及び薄膜試料に対して、"水の窓"領域である窒素K吸収端近傍のX線吸収スペクトルを測定した。観測されたそれぞれのスペクトルは、ヌクレオチド分子中の核酸塩基残基部位の選択的励起を反映するため、核酸塩基に対する吸収と似たスペクトルを示した。窒素1s
*共鳴領域では、それぞれのヌクレオチドについて、新しいピークが観測された。しかし水溶液試料と薄膜試料のそれぞれのスペクトルの間に明確な差はなく、塩基残基の疎水的な性質により水との相互作用の効果が小さいためであると推測された。
宮村 浩子; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 久保 純*; 斎藤 隆文*; 鈴木 喜雄; 武宮 博
電気学会研究会資料,産業計測制御研究会(IIC-10-73), p.7 - 12, 2010/03
中性子ラジオグラフィによって金属物体内部の水やオイルを測定する試みがなされている。ここで、高速カメラによって高速回転するエンジン内部のオイルの可視化に成功した。しかし、オイルは、滴状だけでなく、霧状であることもあり、これらの状態を認識し、解析することは難しい課題である。そこで、画像処理のテクニックである多重スケール解析によって、エンジン内部のオイルの状態を認識することを試みる。
-edge鵜飼 正敏*; 横谷 明徳; 野中 裕介*; 藤井 健太郎; 斎藤 祐児
Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1202 - 1206, 2009/12
被引用回数：5 パーセンタイル：35.97(Chemistry, Physical)電子的な特性の観点からDNAの水和構造を明らかにするため、DNAが溶解した液体試料を液体分子線として真空中に導出した後これに対する光電子分光実験が可能となる装置を開発した。光源として、シンクロトロン軟X線を分光して得たビームを用いた。本発表では、(1)水の部分光電子断面積を酸素K吸収端付近で測定した結果及び酸素のオージェ電子を分光測定した結果と、(2)DNA関連の生体分子試料としてAMP, CMP及びGMPの各ヌクレオチド分子の水溶液に対する窒素K吸収端領域における全電子収量スペクトルを測定した結果を発表する。実験はSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)で行った。試料液体分子線は真空中で
=20
m程度であり、これに直交するように50m程度まで集光した単色軟X線ビームを照射した。興味ある結果として、生体分子試料は水のあるなしでその吸収スペクトルには大きな差がなかったが、一方水の酸素から放出されたAuger電子のエネルギーは、励起軟X線エネルギーに顕著に依存した。
鵜飼 正敏*; 横谷 明徳; 藤井 健太郎; 斎藤 祐児
Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), p.1265 - 1269, 2008/10
被引用回数：11 パーセンタイル：59.16(Chemistry, Physical)水和構造を有するDNAの電子状態を調べるため、われわれは液体分子ジェット試料に対する電子分光が可能となる装置を開発し、高輝度放射光軟X線(SPring-8, BL23SU)に設置した。本論文では、初めて得られたDNAの構成成分に対する窒素K吸収端近傍における全電子収量の測定結果を発表する。グアノシン-5'-1リン酸の水溶液を試料として用い、真空中に導出した液体分子ジェットに対して、集光した「水の窓」領域に当たるエネルギーの軟X線ビームを水平方向から照射した。得られたスペクトルは個体薄膜試料のそれとよく似た形状を示したことから、グアニン塩基中にのみ存在する窒素周囲の化学環境は、塩基の疎水性のため周囲の水との相互作用により受ける影響は弱いことが示唆された。
倉田 有司; 二川 正敏; 斎藤 滋
Journal of Nuclear Materials, 373(1-3), p.164 - 178, 2008/02
被引用回数：59 パーセンタイル：95.62(Materials Science, Multidisciplinary)低酸素濃度の液体鉛ビスマス中における種々の鋼材の腐食挙動を明らかにするため、容器中で3000hの腐食試験を実施した。酸素濃度は450
Cで、510
wt%、550Cでは310
wt%であった。450Cでは、2.25Cr-1Mo鋼を除いて、フェライト/マルテンサイト鋼のF82H, Mod.9Cr-1Mo鋼, 410SS, 430SSでは著しい腐食は観察されなかった。550Cでは、耐食性が優れているとされているフェライト/マルテンサイト鋼に対してさえ、鉛ビスマスの鋼中への浸入,鋼構成元素の溶解が厳しくなった。純鉄では、Fe
O
の形成しない550Cだけでなく、薄いFeOの形成する450Cでも、典型的な溶解腐食が起こった。Ni, Crの溶出によるフェライト化及び鉛ビスマスの浸入は450C, 550Cの両温度で316SS及び14Cr-16Ni-2Mo鋼で認められた。この現象は、Siを含む18Cr-20Ni-5Si鋼では大幅に緩和された。幾つかの場合、酸化膜は液体鉛ビスマス中で耐食保護膜の役割を果たさなかった。
竹中 信幸*; 安田 良; 齋藤 泰司*; 呉田 昌俊
Radioisotopes, 56(10), p.699 - 707, 2007/10
本報は、論文誌内連載講座「中性子イメージング技術の基礎と応用」の応用編の一部として、中性子ラジオグラフィの原子力工学への応用例を大学と共著で解説したものである。中性子ビームを用いたイメージングは、原子力分野では比較的古くから応用されてきた技術で、おもに照射済原子炉燃料・材料の照射後試験における非破壊検査と原子炉の安全性や新型炉開発のための熱水力研究が行われており、本連載ではそれらの例を紹介する。原子力機構は本連載内の「核燃料・材料試験」及び「原子炉機器内二相流の可視化と計測」について解説する。「核燃料・材料試験」では、非破壊試験としての原子力分野における中性子イメージングの位置づけ,既存の装置,撮像手法,最近の成果について記す。「原子炉機器内二相流の可視化と計測」では、中性子ラジオグラフィを原子力機器の研究開発に応用した事例を紹介する。
勅使河原 誠; 原田 正英; 斎藤 滋; 及川 健一; 前川 藤夫; 二川 正敏; 菊地 賢司; 加藤 崇; 池田 裕二郎; 直江 崇*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 356(1-3), p.300 - 307, 2006/09
被引用回数：9 パーセンタイル：53.38(Materials Science, Multidisciplinary)現在、J-PARCで建設が進められている核破砕中性子源において、パルス特性を向上させるために熱中性子吸収材としてAg-In-Cd合金が採用された。一方、熱除去及び冷却水による浸食の観点からAg-In-Cd合金をAl合金(Al5083)で被覆する必要があり、Ag-In-Cd合金とAl5083と接合に関する開発が急務になった。そこで、HIP(熱間等方圧延)を用いてAl5083と3元系Ag-In-Cd合金との接合に関する試験を行った。小試験片(20mm)において良い接合条件が見つかり、接合領域にAlAg
生成による硬い相の形成が見られるものの、必要とされる機械的強度(20MPa)より大きい結果が得られた。実機を模擬した大型試験片(20020030mm
)においても、接合が成功し、小試験片と比較して機械的強度が多少落ちるが必要とする強度を満足した結果が得られた。
倉田 有司; 二川 正敏; 斎藤 滋
JAEA-Research 2006-024, 47 Pages, 2006/03
JAEA-Research-2006-024.pdf:15.54MB
加速器駆動核変換システム及び高速炉での使用が期待される液体鉛ビスマス中における鋼材の腐食挙動を明らかにするために、低酸素濃度の液体鉛ビスマス中において種々の鋼材の容器中腐食試験を行った。鉛ビスマス中腐食試験は、450Cで酸素濃度510wt%, 550Cで酸素濃度310wt%の条件で、それぞれ3000h実施した。450Cでは、316SSの腐食速度は0.23mm/yであるが、他のF82H, Mod.9Cr-1Mo鋼, JPCA(14Cr-16Ni-2Mo), 410SS, 430SS, 2.25Cr-1Mo鋼, Fe及びSX(18Cr-19Ni-5Si)の腐食速度は、0.1mm/y未満である。550Cにおける腐食速度は、316SSで1.02mm/yに達し、F82H, Mod.9Cr-1Mo鋼, JPCA, 410SS, 2.25Cr-1Mo鋼及びFeは0.1
1mm/yの範囲、430SS及びSXは0.1mm/y未満である。Feでは顕著な溶解が起こり、フェライト/マルテンサイト鋼では粒界腐食や脱粒が生じる。316SS及びJPCAでは広範囲にわたってフェライト化と鉛ビスマスの浸入が起こる。550Cの低酸素条件で形成する(Mn,Cr)-Oなどの酸化膜では、鉛ビスマス浸入型の粒界腐食やNi, Crの溶解を防ぐことは困難である。
中野 隆史*; 荒川 和夫; 桜井 英幸*; 長谷川 正俊*; 湯浅 和久*; 斎藤 悦子*; 高木 均*; 長嶺 竹明*; 草壁 孝彦*; 高田 久嗣*; et al.
International Journal of PIXE, 16(1&2), p.69 - 76, 2006/00
高度な加速器及びイオンビーム技術を利用して放射線腫瘍学,核薬学の新しい医学の科学の一分野を創出する新しい研究プログラムが開始され、その中の重要なテーマの一つである大気マイクロPIXE分析システムでは、マイクロビーム走査の範囲で厚みに変動のあるサンプルの元素マッピングの精度を向上するための高度化を行った。他方、本プログラムでは、癌に関する重要な生物医学課題にアプローチするため、本システムを使用して病気の発展に伴う微量元素の細胞内挙動を調べた。この論文では、このプログラムについて概説し、システム高度化の内容、及び課題に関する予備的な研究結果を示す。
大井川 宏之; 佐々 敏信; 菊地 賢司; 西原 健司; 倉田 有司; 梅野 誠*; 辻本 和文; 斎藤 滋; 二川 正敏; 水本 元治; et al.
Proceedings of 4th International Workshop on the Utilisation and Reliability of High Power Proton Accelerators, p.507 - 517, 2005/11
J-PARC施設の一つとして、原研は核変換実験施設(TEF)の建設を計画している。TEFは、核変換物理実験施設(TEF-P)とADSターゲット試験施設(TEF-T)で構成される。TEF-Pは、600MeV, 10Wの陽子ビームを入射できる臨界実験施設である。TEF-Tは、600MeV, 200kWの陽子ビームを用いる材料照射施設で、鉛ビスマスターゲットを設置するが、核燃料を使った中性子増倍は行わない。本報告では、実験施設の目的,概念設計の現状,想定する実験項目を示す。
C倉田 有司; 二川 正敏; 斎藤 滋
Journal of Nuclear Materials, 343(1-3), p.333 - 340, 2005/08
被引用回数：72 パーセンタイル：96.95(Materials Science, Multidisciplinary)加速器駆動核変換システムで使用される液体鉛ビスマス中での腐食挙動に及ぼす温度と合金元素の影響を明らかにするため、種々の鋼材を用いて、3000hの静的腐食試験を実施した。腐食試験は450C及び550Cの飽和酸素濃度の液体鉛ビスマス中で行った。この条件では、両方の温度で鋼材表面に酸化膜が形成した。450Cでは鋼材中のCr量の増加とともに、腐食深さは減少した。450Cでは、オーステナイト系ステンレス鋼でNiやCrの明らかな溶解は認められなかった。550Cでは、JPCAや316ssでNi及びCrの溶解が起こり、厚いフェライト層が形成した。その結果、これらのオーステナイト系ステンレス鋼の腐食深さは大きくなった。Si添加鋼は形成した緻密な保護酸化膜がNiやCrの溶解を防ぎ、550Cでも優れた耐食性を示した。
佐々 敏信; 梅野 誠*; 水林 博*; 森 恵次郎*; 二川 正敏; 斎藤 滋; 甲斐 哲也; 中井 公一*; 雑候 章*; 笠原 芳幸*; et al.
JAERI-Tech 2005-021, 114 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-021.pdf:9.66MB
日本原子力研究所では、加速器駆動核変換システム(ADS)にかかわる技術の研究開発を進めるため、大強度陽子加速器施設J-PARC計画の下で核変換実験施設の建設を検討している。核変換実験施設は、ADSの未臨界炉心に関する物理的特性の実験的研究を行う核変換物理実験施設と、ADSを設計するための材料データベース構築及び核破砕ターゲットの工学的特性の試験を行うADSターゲット試験施設から構成される。本報告は、ADSターゲット試験施設について、施設の目標,実用ADSと本実験施設との関連について述べ、台車搭載型核破砕ターゲットを採用した実験施設の検討結果についてまとめたものである。
