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論文

Radioactivity and radionuclides in deciduous teeth formed before the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident

高橋 温*; 千葉 美麗*; 棚原 朗*; 相田 潤*; 清水 良央*; 鈴木 敏彦*; 村上 忍*; 小荒井 一真; 小野 拓実*; 岡 壽崇; et al.

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.10355_1 - 10355_11, 2021/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:65.97(Multidisciplinary Sciences)

The Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FNPP) accident released substantial amounts of radionuclides into the environment. We collected 4,957 deciduous teeth, from children living in Fukushima and reference prefectures. Radioactivity was detected in most of the teeth examined and was attributed to the presence of natural radionuclides, including $$^{40}$$K and daughter nuclides in $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th series. Additionally, artificial radionuclides, $$^{90}$$Sr and $$^{137}$$Cs, were detected in the teeth obtained from children from Fukushima and the reference prefectures. However, these radionuclides were not believed to have originated from the FNPP accident. Because the teeth examined in the present study were formed before the FNPP accident occurred, the aforementioned findings may serve as important control data for future studies regarding the radioactivity of teeth formed after the FNPP accident.

論文

Enhanced charge collection by single ion strike in AlGaN/GaN HEMTs

小野田 忍; 蓮池 篤*; 鍋島 佳明*; 佐々木 肇*; 矢嶋 孝太郎*; 佐藤 真一郎; 大島 武

IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(6), p.4446 - 4450, 2013/12

 被引用回数:28 パーセンタイル:93.16(Engineering, Electrical & Electronic)

窒化ガリウムの高電子移動度トランジスタ(GaN HEMT)は、宇宙用の高周波デバイス(固体素子増幅器: SSPA)としての応用が期待されているが、その照射効果については明らかになっていない。今回、単一重イオン(18MeV Ni)入射による過渡電流を観測し、その電荷収集量について調べた。その結果、オフ状態(ゲートバイアス-10V)においてはバイポーラ効果に起因する過剰電荷収集が観測され、ピンチオフ状態(同-2.5V)及びオン状態(同-10V)においては、バイポーラ効果に加えてバックチャンネル効果に起因する過剰電荷収集が数ナノ秒という長時間にわたって観測されることが判明した。このような過剰電荷収集と放射線損傷との関係を調べた結果、放射線損傷による電気特性の劣化が過剰電荷収集を抑える働きがあることが明らかとなった。

論文

Influence of diluent on radiolysis of amides in organic solution

須郷 由美; 泉 佳伸*; 吉田 陽一*; 西嶋 茂宏*; 佐々木 祐二; 木村 貴海; 関根 勉*; 工藤 博司*

Radiation Physics and Chemistry, 76(5), p.794 - 800, 2007/05

 被引用回数:64 パーセンタイル:97.19(Chemistry, Physical)

構造の異なる3種のアミド化合物${it N,N,N',N'}$-テトラオクチルジグリコールアミド,${it N,N'}$-ジメチル-${it N,N'}$-ジオクチル-2-(3'-オキサペンタデシル)マロンアミド、及び${it N,N}$-ジオクチルヘキサンアミドのドデカン溶液に、$$gamma$$線及び電子線パルスを照射し、これらの放射線分解挙動を調べた。$$gamma$$線照射によるこれらアミドの放射線分解は、溶液中のドデカン分率の増加に応じて促進された。これは、放射線分解の初期過程で溶液中に生じるドデカンのラジカルカチオンから溶質のアミド分子へと電荷が移動するためであることをパルスラジオリシス実験により明らかにした。

報告書

繰り返しアプローチに基づく地質構造のモデル化(Step1およびStep2)

松岡 稔幸; 熊崎 直樹*; 三枝 博光; 佐々木 圭一; 遠藤 令誕*; 天野 健治

JNC TN7400 2005-007, 99 Pages, 2005/03

JNC-TN7400-2005-007.pdf:4.93MB

地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として進めている、超深地層研究所計画においては、繰り返しアプローチを実施すること(「計画立案」$$rightarrow$$「調査」$$rightarrow$$「解釈/データセット」$$rightarrow$$「概念化/モデル化/解析」$$rightarrow$$「アウトプット」の一連のプロセスを繰り返すこと)により、各研究スケールにおける深部地質環境の体系的な調査・解析・評価技術の基盤を整備することを主たる研究目標としている。本報告では、瑞浪超深地層研究所用地(以下、研究所用地)を包含する数百m$$sim$$数km四方の領域(サイトスケール)を対象に、Step1:「既存の情報、地質踏査および反射法弾性波探査」、およびStep2:「Step1の情報に既存ボーリング孔を利用した調査および浅層ボーリング調査における情報を付加」の2段階の情報に基づき、繰り返しアプローチによる地質構造モデルを構築し、研究所用地周辺に分布する地質・地質構造の可視化を行った。その結果、各段階の情報に基づき、地質構造モデルに表現すべき要素を抽出するとともに、研究所用地に分布する主要な不連続構造として、北北西走向、東西走向、北東走向に卓越する数条の断層を確認・推定した。

論文

$$^{151}$$Eu M$"o$ssbauer spectroscopic study on the Eu$$_{y}$$M$$_{1-y}$$O$$_{2-y}$$(0$$leq$$y$$leq$$1.0)(M=Th, U)

正木 信行; 音部 治幹; 中村 彰夫; 原田 大実*; 伊藤 健太郎*; 佐々木 吉慶*; 日夏 幸雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.217 - 220, 2002/11

Eu$$_{y}$$M$$_{1-y}$$O$$_{2-y}$$(0$$leq$$y$$leq$$1.0)(M=Th, U)系について、$$^{151}$$Euメスバウア分光法を用いて局所構造を調べた。粉末X線回折によると、M=Th系では、y$$<$$0.5で酸素空格子点(V$$_{o}$$)が無秩序配置をとる欠陥蛍石型相を、0.5$$<$$y$$<$$0.8でV$$_{o}$$が秩序化したC型相と欠陥蛍石型相を、y$$>$$0.85の領域でC型相と単斜晶のFu$$_{2}$$O$$_{3}$$相となることが示された。この系で、Eu$$^{3+}$$の異性体シフトは、Eu固溶率yに従って増加した。Eu$$^{3+}$$に対するO$$^{2-}$$の配位数(CN)はCN=8-2yに従って減少するので、O$$^{2-}$$イオン間の反発力の減少によって、平均Eu-O間距離も減少する。この相関は、酸化物系におけるEu$$^{3+}$$の異性体シフトとEu-O結合距離の経験的相関に従っている。U系において相図はTh系と同様であったが、異性体シフトは変化せずTh系に比べて小さな値をとった。

報告書

中性子散乱施設使用済ターゲット取扱・保管設備の概念検討,2

安達 潤一*; 神永 雅紀; 佐々木 忍; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2001-093, 108 Pages, 2002/01

JAERI-Tech-2001-093.pdf:7.49MB

中性子散乱施設の使用済ターゲット容器等は高度に放射化するため被曝防止の観点から遠隔操作機器により交換する必要がある。また、使用済ターゲット容器の保管等に際しては、使用済ターゲット容器は崩壊熱を有するとともに内部に蒸発による外部汚染の可能性を有する水銀が残留していることを配慮する必要がある。このような使用済ターゲット容器等の取扱・保管設備について概念設計を行い、設備の基本概念を構築するとともに設備の基本仕様を明らかにした。本報告書は、合理化・簡素化を目的に行った、使用済ターゲット容器等の遠隔取扱機器についての最新の設計結果を反映した設備の基本概念と配置計画をまとめたものである。

論文

Present status of spallation neutron source development; JAERI/KEK joint project in Japan

神永 雅紀; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 石倉 修一*; 寺田 敦彦*; 小林 薫*; 安達 潤一*; 寺奥 拓史*; et al.

Proceedings of American Nuclear Society Conference "Nuclear Applications in the New Millennium" (AccApp-ADTTA '01) (CD-ROM), 9 Pages, 2002/00

原研とKEKは大強度陽子加速器計画の下で中性子散乱実験施設の建設計画を進めている。核破砕中性子源としては、1MWの陽子ビーム入射を想定したクロスフロー型水銀ターゲットの設計検討を実施している。本報では、水銀ターゲット熱流動設計を中心に中性子散乱実験施設建家設計の現状,水銀熱伝達試験結果及びターゲット容器の遠隔操作実証試験装置について報告する。水銀ターゲットの熱流動解析では、陽子ビームプロファイルとしてガウス分布を想定した。入口水銀温度50$$^{circ}C$$,入口平均流速1.0m/s,内部総発熱量約0.4MWの条件で解析を行い、水銀最高温度121.5$$^{circ}C$$,容器最高温度232$$^{circ}C$$という結果を得て、熱流動的には成立することを明らかにした。また、解析で用いた熱伝達モデルは、水銀熱伝達実験結果に基づき検証した。さらに、本施設の要となるターゲットリモートハンドリング機器については、概念設計結果を基に実規模試験に着手し、所期の性能を発揮することを確認した。

報告書

中性子散乱施設使用済ターゲット取扱・保管設備の概念検討

安達 潤一*; 神永 雅紀; 佐々木 忍; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2000-068, 86 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-068.pdf:4.39MB

中性子散乱施設の使用済ターゲット等は、高レベルに放射化し、かつ、高い崩壊熱を有するほか、内部に蒸発による外部汚染の可能性を有する水銀が残留しているため、遠隔で取り扱うとともに崩壊熱の冷却や水銀等の拡散防止等を考慮する必要がある。本報告書は、このような使用済ターゲット等の取り扱い・保管設備についてその設計方針・基準の策定を行うとともに設備の概念設計の結果をまとめたものである。放射線被曝防止、水銀汚染拡大防止、崩壊熱除去を考慮して設備の基本計画を立案するとともに取扱・保管フローダイヤグラムを作成した。また、主要機器である使用済みターゲットキャスク、ターゲット交換台車の基本構造について概念設計を行い、取り扱いが容易で信頼性等の高いキャスク等を提案した。さらに、設備の安全性確保の観点から放射線監視設備の基本仕様を定めた。

報告書

核破砕ターゲットリモートハンドリング実証試験装置

神永 雅紀; 佐々木 忍; 羽賀 勝洋; 麻生 智一; 木下 秀孝; 粉川 広行; 秋元 敦*; 安達 潤一*; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2000-060, 37 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-060.pdf:5.54MB

原研とKEKが共同で建設計画を進めている中性子散乱施設では、大強度陽子加速器から1MWのパルス状陽子ビームを水銀ターゲットに入射させ、核破砕反応により発生した中性子を生命・物質科学等の先端分野の研究に利用する計画である。水銀ターゲット容器は、陽子ビーム及び中性子による照射損傷等により数ヶ月間の運転ごとに交換が必要である。水銀ターゲット容器の交換では、容器が強く放射化しているため、リモートハンドリングによる取り扱いが必須となる。そこで、3次元シミュレーション解析を実施し、ターゲット容器の最適なリモートハンドリングによる交換作業手順とそれに必要な機器を定めた。本報では、リモートハンドリング機器の機能を実証するため計画した実規模ターゲットリモートハンドリング実証試験装置の仕様及び試験計画について述べる。

論文

中性子散乱施設の使用済ターゲット等取扱・保管設備の設計

安達 潤一*; 佐々木 忍; 神永 雅紀; 日野 竜太郎

FAPIG, (155), p.48 - 54, 2000/07

高レベルに放射化するとともに毒性のある水銀を使用する中性子散乱施設の使用済ターゲット等を遠隔により信頼性高く安全に取り扱えることを目的として、その取扱・保管設備について基本計画の策定を行うとともに主要設備構成とその仕様、配置計画などの概念設計を行った。使用済ターゲット等取扱・保管設備は、ターゲット交換のためのターゲット交換台車、マニピュレータ等の遠隔操作機器、移送・保管時に密封収納する使用済ターゲット収納容器、使用済ターゲット等気中保管設備等から構成される。計算機シミュレーションにより逐次設計の妥当性等の確認を行いながら検討を進めた結果、安全かつ信頼性の高い設備の見通しが得られた。

口頭

中性子線回折法を用いた快削性ガラスセラミックス中のマイカ結晶量と結晶構造解析

豊田 丈紫*; 佐々木 直哉*; 北川 賀津一*; 中村 静夫*; 佐藤 彰繁*; 寺尾 公一*; 井川 直樹; 石井 慶信

no journal, , 

快削性セラミックスは半導体分野での部材として用いられ、より微細な加工精度が求められるようになってきている。これまでに、溶融結晶化法によって作製したマイカガラスセラミックスをHIP処理することでマイカ結晶の長軸長を5$$mu$$m未満に制御することに成功している。本研究では、切削性能に大きく影響を与える、この材料中に析出したマイカの結晶構造及び結晶量の評価を目的として中性子回折法による評価を行った。非結晶質ガラスの回折データによるバックグラウント補正を行うことにより、内標準法の結果と誤差の範囲で定量解析が可能になったこと,析出マイカは、格子定数は標準マイカのそれと同等であるが、結晶中の八面体サイトにガラス中のZrが取り込まれることが明らかになった。

口頭

民生電子部品の宇宙環境における耐放射線性の研究

佐々木 直樹*; 垣見 征孝*; 平尾 敏雄; 大島 武; 小野田 忍

no journal, , 

数年後の打上げを目標にしている小型衛星の開発には、民生用電子部品の放射線照射試験評価が必要不可欠である。本研究では、FeRAM(強誘電体メモリ)及びMPU(マイクロプロセッサ)にサイクロトロンからの高エネルギー重イオンを照射し、そのシングルイベント耐性を調べた。その結果、FeRAMにおいては、シングルイベントラッチアップに対する耐性が高いこと、シングルイベントアップセットが起こらないこと等が明らかになった。FeRAMのシングルイベント発生頻度は3,000year/event以上であり、放射線への耐性は高いという結果を得ることができた。一方、MPUについては、シングルイベント発生頻度の評価まで行えなかったものの、シングルイベントラッチアップ及びシングルイベントアップセットの双方が検出され、今後も引き続き照射試験を行う必要があることが確認された。

口頭

民生用電子部品の宇宙環境における耐放射線性の研究

前田 高広*; 垣見 征孝*; 佐々木 直樹*; 明石 健二*; 大島 武; 小野田 忍

no journal, , 

開発中の50cm級小型衛星(SOCRATES)で使用する予定の民生電子部品の耐放射線性を評価した。具体的な半導体素子は、SOCRATESに搭載予定のFET(トランジスタ), MPU(マイクロプロセッサ), MUX(マルチプレクサ)である。LET(線エネルギー付与)の異なる窒素,ネオン,アルゴン,クリプトンの4線種の重イオンをこれらの半導体素子に照射し、シングルイベント効果のLET依存性を調べた。LET依存性と軌道上での放射線量を考慮して、軌道上でのシングルイベント発生確率を求めた。評価の結果、FET, MPU, MUXは、シングルイベント発生確率が運用期間に対し低く、SOCRATESへの搭載にあたって十分な信頼性が確保できることがわかった。このように、放射線試験を実施することで、小型衛星開発に民生電子部品を利用することができ、リソースの制限を満たしつつ、衛星の信頼性を確保することができるようになった。

口頭

窒化ガリウム高電子移動度トランジスタの単一重イオン入射による過剰電荷収集

佐藤 真一郎; 小野田 忍; 蓮池 篤*; 鍋島 佳明*; 佐々木 肇*; 矢嶋 孝太郎*; 大島 武

no journal, , 

窒化ガリウムの高電子移動度トランジスタ(GaN HEMT)は、宇宙用の高周波デバイス(固体素子増幅器: SSPA)としての応用が期待されているが、その照射効果については明らかになっていない。今回、単一重イオン(18MeV Ni)入射による過渡電流を観測し、その電荷収集量について調べた。その結果、オフ状態(ゲートバイアス-10V)においてはバイポーラ効果に起因する過剰電荷収集が観測され、ピンチオフ状態(同-2.5V)及びオン状態(同-10V)においては、バイポーラ効果に加えてバックチャンネル効果に起因する過剰電荷収集が数ナノ秒という長時間にわたって観測されることが判明した。

口頭

Transition of 3 nm bucky diamond into carbon nano-onion

山野井 亮子*; 佐々木 修一*; 大澤 映二*; 楢本 洋*; 境 誠司; 小野田 忍; 大島 武

no journal, , 

ナノダイヤモンドコロイド分散水溶液に2MeVで1mAの電子線を直接照射し、ナノオニオンの作製に取り組んだ。電子線を照射した後、透過型電子線顕微鏡にて沈殿物を解析したところ、ナノダイヤモンドが完全にナノオニオンに変換されておらず、非結晶の炭素からなるコアと、それを取り囲むオニオン層が形成されていることが分かった。高エネルギー電子線によってダイヤモンド結晶が破壊され無定形化し、表面から内側に向かってオニオン状に黒鉛転移が進行したものと考えられる。この時点で粒子は凝集、沈降し転移は事実上中断されたものの、溶液照射時の撹拌が功を奏し、融合することなくオニオン前駆段階へ到達することに成功した。

口頭

AlGaN/GaN高電子移動度トランジスタの単一重イオン入射による過剰電荷収集

小野田 忍; 蓮池 篤*; 鍋島 佳明*; 佐々木 肇*; 矢嶋 孝太郎*; 佐藤 真一郎; 大島 武

no journal, , 

AlGaN/GaN HEMT(高電子移動度トランジスタ)は放射線耐性が高いと言われており、宇宙空間等の放射線環境下でも動作する耐環境性高出力高周波デバイスとしての応用が検討されている。本研究では、単一の重イオンをHEMTに照射した時の過渡電流の発生メカニズムを調べた。HEMTをオフ状態、ピンチオフ状態、オン状態としてゲート電極上に単一のイオンを照射した。すべての条件で、ゲート電極からは正の過渡電流が検出された。これは、ゲート下の空乏層内で生成された電荷がゲート電極に収集されたためと考えられる。電荷中性を保つため、ドレインには逆極性の負の過渡電流が検出された。ピンチオフおよびオン状態においては、オフ状態に比べ数千倍もの大きな過渡電流が検出された。この理由は、寄生バイポーラ効果とバックチャンネル効果と呼ばれる電荷増幅効果が同時に発生したものと考えられる。

口頭

窒化ガリウム(GaN)高電子移動度トランジスタへの単一イオンによる過剰な電荷収集

小野田 忍; 大島 武; 蓮池 篤*; 鍋島 佳明*; 佐々木 肇*; 矢嶋 孝太郎*

no journal, , 

窒化ガリウム(Gallium Nitride: GaN)高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor: HEMT)は高い放射線耐性を有すると考えられており、宇宙や原子力施設などの放射線環境下での使用が期待されている。本研究では、単一の高エネルギー重イオンがHEMTへ入射したときに発生する異常な電荷収集機構の電圧依存性を調べた。単一イオン照射の結果、HEMTがピンチオフ状態(ゲート電圧が-2.5V)において最も電荷収集量が多いことが明らかとなった。ゲートをピンチオフ状態に保持し、ドレイン電圧を上昇させた結果、電圧が高くなるに従い電荷収集量が大きくなることも分かった。得られた電圧依存性から、寄生バイポーラ効果とバックチャネル効果と呼ばれる電荷増幅機構が働くことによって、これらの現象が起ったと考えられる。

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