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報告書

JRR-2, JRR-3及びホットラボから発生した放射性廃棄物に対する放射化学分析

飛田 実*; 原賀 智子; 佐々木 誉幸*; 関 晃太郎*; 大森 弘幸*; 河内山 真美; 下村 祐介; 石森 健一郎; 亀尾 裕

JAEA-Data/Code 2019-016, 72 Pages, 2020/02

JAEA-Data-Code-2019-016.pdf:2.67MB

日本原子力研究開発機構の研究施設等から発生する研究施設等廃棄物は、放射能レベルに応じて将来的に浅地中埋設処分される予定であり、埋設処分を開始するまでに、廃棄体の放射能濃度を評価する方法を構築する必要がある。そこで、原子力科学研究所バックエンド技術部では、研究施設等廃棄物に対する放射能濃度評価方法の検討に資するため、原子力科学研究所内で保管されているJRR-2、JRR-3及びホットラボから発生した放射性廃棄物から分析試料を採取し、放射化学分析を実施した。本報告書は、平成28年度から平成30年度に取得した25核種($$^{3}$$H, $$^{14}$$C, $$^{36}$$Cl, $$^{60}$$Co, $$^{63}$$Ni, $$^{90}$$Sr, $$^{94}$$Nb, $$^{93}$$Mo, $$^{99}$$Tc, $$^{108m}$$Ag, $$^{126}$$Sn, $$^{129}$$I, $$^{137}$$Cs, $$^{152}$$Eu, $$^{154}$$Eu, $$^{233}$$U, $$^{234}$$U, $$^{238}$$U, $$^{238}$$Pu, $$^{239}$$Pu, $$^{240}$$Pu, $$^{241}$$Pu, $$^{241}$$Am, $$^{243}$$Am, $$^{244}$$Cm)の放射能濃度データについて整理し、放射能濃度評価法検討のための基礎資料としてまとめたものである。

論文

Photoexcited Ag ejection from a low-temperature He cluster; A Simulation study by nonadiabatic Ehrenfest ring-polymer molecular dynamics

関 悠佑*; 高柳 敏幸*; 志賀 基之

Physical Chemistry Chemical Physics, 19(21), p.13798 - 13806, 2017/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.21(Chemistry, Physical)

500個のヘリウム原子からなる低温クラスターに埋め込まれたAg原子の光励起ダイナミクスを理解するため、リングポリマー分子動力学シミュレーションを行った。本研究では、$$^{2}$$Pスピン軌道の電子波動関数の時間依存シュレーディンガー方程式とRPMD方程式を結合したエーレンフェスト平均場近似を用いた。このシミュレーションから、Ag原子は光励起後100psの時間でヘリウムクラスターから大部分が放出されることが分かった。放出したAg原子の平均速度は60$$sim$$70m/sと見積もられ、実験結果と定性的に一致した。

報告書

「ふげん」から採取した金属配管試料の放射能分析,5

原賀 智子; 飛田 実*; 高橋 重実*; 関 晃太郎*; 出雲 沙理; 下村 祐介; 石森 健一郎; 亀尾 裕

JAEA-Data/Code 2016-017, 53 Pages, 2017/02

JAEA-Data-Code-2016-017.pdf:3.17MB

日本原子力研究開発機構原子炉廃止措置研究開発センターでは、新型転換炉原型炉「ふげん」の廃止措置が進められており、解体撤去物等のクリアランス申請や廃棄確認のためのスケーリングファクタ法の確立に向けて、解体撤去物等から採取した試料の放射能データの収集を進めている。一方、原子力科学研究部門 バックエンド技術部 放射性廃棄物管理技術課では、バックエンド推進部門 廃棄物確認技術開発グループ(現 放射性廃棄物管理技術課)が開発した廃棄物放射能データの収集を効率よく行うための簡易・迅速分析法の実証試験を進めている。本報告では、実放射性廃棄物試料として、「ふげん」の重水系統及び炭酸ガス系統の金属配管から採取した試料を用い、これまでに報告した試料と核種組成の異なる金属配管試料に対して、開発した簡易・迅速分析法を適用できることを示すとともに、「ふげん」の金属配管試料に対する放射能データを整備した。

論文

Effects of temperature and isotopic substitution on electron attachment dynamics of guanine-cytosine base pair; Ring-polymer and classical molecular dynamics simulations

箕島 裕介*; 関 悠佑*; 高柳 敏幸*; 志賀 基之

Chemical Physics, 472, p.1 - 8, 2016/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:89.03(Chemistry, Physical)

放射線によって生じた電子がDNAに付着して生体損傷のもととなる際に分子構造がどのように変化するのか、基礎的問題として興味をもたれている。本研究では、グアニン-シトシン塩基対の電子付着過程について、経験的原子価結合モデルに基づく半古典リングポリマー分子動力学法を用いて理論的に解析した。その結果、塩基対の負イオンは、双極子束縛状態から原子価束縛状態へ短時間で変化し、その後塩基間のプロトン移動を引き起こすことがわかった。この過程における同位体置換効果や温度効果について詳しく調べた。プロトン移動の動的過程は、原子核の量子性を伴うものであることがわかった。

論文

Manufacturing and development of JT-60SA vacuum vessel and divertor

逆井 章; 正木 圭; 芝間 祐介; 櫻井 真治; 林 孝夫; 中村 誠俊; 尾崎 豪嗣; 横山 堅二; 関 洋治; 柴沼 清; et al.

Proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2012) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/03

原子力機構では、幅広いアプローチ(BA)活動の一環として、日欧共同でサテライトトカマク装置JT-60SA(JT-60の改修装置)の建設を実施している。JT-60SA真空容器は断面形状がD型のドーナツ状の高真空を維持する容器で、直径10 m,高さ6.6 mである。トカマク装置であるJT-60SAでは真空容器内に電磁誘導でプラズマ電流を発生させる必要があるため一周抵抗を上げ、かつ運転時の電磁力に耐える強度を得るために、二重壁構造を採用した。この二重壁構造の真空容器はリブ板を介して内壁板と外壁板が溶接接続され、インボードの直線部は20度単位、アウトボードは10度単位で製作される。非常に溶着量が多い溶接となるため、溶接変形が技術課題となる。これを解決するため、最適な3つの溶接方法による自動溶接を選択し、溶接変形を低減した。現在、40度セクター3体が完成し、4体目の現地溶接組立を実施中である。下側ダイバータ用として、遠隔保守が可能なダイバータカセットを設計、開発し、実機を製作している。ダイバータカセットは10度単位で製作され、この上に設置される内側と外側ダイバータターゲット及びドームのプラズマ対向機器はモジュール化されている。外側ダイバータの一部に設置される、15MW/m$$^2$$の高熱負荷に耐えるモノブロックターゲットの製作に対応するため、受入試験としてサーモグラフィー試験の技術開発を行っている。

論文

Electroforming of Ni mold for imprint lithography using high-aspect-ratio PMMA microstructures fabricated by proton beam writing

田邊 祐介*; 西川 宏之*; 関 佳裕*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 神谷 富裕; 渡辺 徹*; 関口 淳*

Microelectronic Engineering, 88(8), p.2145 - 2148, 2011/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:54.63(Engineering, Electrical & Electronic)

Proton Beam Writing (PBW) is a direct-write technique using focused MeV proton beams. Electroforming Ni molds with high-aspect-ratio are developed for imprint lithography using master blocks of PMMA micro-structures fabricated by PBW. In this development, two problems happened as follows; the master blocks with unmelted PMMA remaining into the PMMA micro-structure in the etching process after PBW and the Ni molds with defectively transcriptional structures electroformed on the clear master blocks of its PMMA micro-structure. In this report, the two relations between the PMMA structures and the etching process and between their structures and the electroforming process were individually studied to solve the problems. In the conference, we will present the two problems, the several researches for their solutions and the trial production results of the electroforming Ni molds using the master blocks of the high-aspect-ratio PMMA micro-structures fabricated by PBW.

報告書

核融合原型炉SlimCSの概念設計

飛田 健次; 西尾 敏*; 榎枝 幹男; 中村 博文; 林 巧; 朝倉 伸幸; 宇藤 裕康; 谷川 博康; 西谷 健夫; 礒野 高明; et al.

JAEA-Research 2010-019, 194 Pages, 2010/08

JAEA-Research-2010-019-01.pdf:48.47MB
JAEA-Research-2010-019-02.pdf:19.4MB

発電実証だけでなく、最終的には経済性までを一段階で見通しうる核融合原型炉SlimCSの概念設計の成果を報告する。核融合の開発では、これまで、1990年に提案されたSSTR(Steady State Tokamak Reactor)が標準的な原型炉概念とされてきたが、本研究はSSTRより軽量化を図るため小規模な中心ソレノイドを採用して炉全体の小型化と低アスペクト比化を図り、高ベータ及び高楕円度(グリーンワルド密度限界を高めうる)を持つ炉心プラズマにより高出力密度を目指した。主要パラメータは、プラズマ主半径5.5m,アスペクト比2.6,楕円度2.0,規格化ベータ値4.3,核融合出力2.95GW,平均中性子壁負荷3MW/m$$^{2}$$とした。この炉概念の技術的成立性を、プラズマ物理,炉構造,ブランケット,超伝導コイル,保守及び建屋の観点から検討した。

論文

Compact DEMO, SlimCS; Design progress and issues

飛田 健次; 西尾 敏; 榎枝 幹男; 川島 寿人; 栗田 源一; 谷川 博康; 中村 博文; 本多 充; 斎藤 愛*; 佐藤 聡; et al.

Nuclear Fusion, 49(7), p.075029_1 - 075029_10, 2009/07

 被引用回数:121 パーセンタイル:1.72(Physics, Fluids & Plasmas)

最近の核融合原型炉SlimCSに関する設計研究では、おもに、ブランケット,ダイバータ,材料,保守を含む炉構造の検討に重点を置いている。この設計研究における炉構造の基本的考え方とそれに関連する課題を報告する。楕円度のついたプラズマの安定化と高ベータ化のため、セクター大の導体シェルを交換ブランケットと固定ブランケット間に設置する構造とした。また、ブランケットには、加圧水冷却,固体増殖材を採用することとした。従来の原型炉設計で検討していた超臨界水冷却を利用するブランケット概念に比べ、トリチウム自給を満足するブランケット概念の選択肢はかなり絞られる。ダイバータ技術やその材料について考慮すると、原型炉のダイバータ板での熱流束上限は8MW/m$$^{2}$$以下とすべきであり、これは原型炉で取り扱うパワー(すなわち、アルファ加熱パワーと電流駆動パワーの和)に対して大きな制約となりうる。

論文

Fabrication of nanowires by varying energy microbeam lithography using heavy ions at the TIARA

神谷 富裕; 高野 勝昌; 石井 保行; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 大久保 猛; 芳賀 潤二*; 西川 宏之*; 古田 祐介*; 打矢 直之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 267(12-13), p.2317 - 2320, 2009/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.63(Instruments & Instrumentation)

In TIARA facility of Japan Atomic Energy Agency (JAEA) Takasaki, three-dimensional micro/nano structures with high aspect ratio based on cross linking process in negative resist such as SU-8 have been produced by a technique of mask less ion beam lithography. By bombarding high-energy heavy ions such as 450 MeV Xe$$^{23+}$$ to SU-8, a nanowire could be produced just with a single ion hitting. Then we tried to produce nanowires, of which both ends were fixed in the three-dimensional structure. This paper shows a preliminary experiment using a combination of 15 MeV Ni$$^{4+}$$ ion microbeam patterning and the 450 MeV $$^{129}$$Xe$$^{23+}$$ hitting on SU-8.

口頭

集束プロトンビーム描画によるPMMA母型を用いた高アスペクト比Ni電鋳

田邊 祐介*; 西川 宏之*; 渡辺 徹*; 関 佳裕*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 神谷 富裕

no journal, , 

本研究の目的は、集束プロトンビーム描画(Proton Beam Writing, PBW)を用いてPMMAによる高アスペクト比の微細構造体を製作し、これを母型として電鋳を行うことにより、高アスペクトを有するNiの微細構造体を製作することである。今回、10$$sim$$数10$$mu$$m厚の高アスペクト比を有するNi微細構造体を製作するため、PBWと化学エッチングを用いてPMMAの高アスペクト比の微細構造体の製作と、これを母型としたNi微細構造体の製作及びこの良否に関する検討を行ったので報告する。具体的には、PBWで製作したCu基板上のPMMA母型(膜厚15$$mu$$m)を用いて電鋳を行うことで、Ni微細構造体が製作でき、さらに、これのSEMによる観察から、200$$mu$$m角の領域において均一にNiが充填されていることや、側面の観察から、母型であるPMMAの平滑な表面が電鋳で反映されることがわかったので、これらに関して報告する。また、この発表の中では露光,現像、及び電鋳の条件を同じにしても、母型のパターンや厚さによってNi構造体に不良が生じること、特に点状パターン(膜厚15$$mu$$mのPMMA母型)では、2$$mu$$m程度の微細穴には電鋳ができないことが確認されたので、今後、アスペクト比やパターンの異なるPMMA母型の作製に適した、PBW露光及び現像条件を明らかにすることの必要性に関しても言及する。

口頭

イレウスチューブバルーン内圧の臨床結果を再現する小腸モデルの製作

嵯峨 隆介*; 長縄 明大*; 関 健史*; 岡 潔; 芳野 純治*

no journal, , 

われわれはこれまでに腸閉塞の治療に使われるイレウスチューブを用いて、小腸内のバルーン内圧を計測するシステムを開発した。また、インフォームドコンセントを実施した患者に対して臨床計測を行ったところ、小腸の運動と考えられる内圧変化を計測することができた。しかし、これまで計測された内圧と小腸の運動(蠕動運動や分節運動など)に関する研究は行われていないため、本結果を考察するための文献はなく、また体内における計測であるため直接的に運動の様子を観察できず、内圧変化の現象を考察するに至っていない。そこで本研究では、イレウスチューブのバルーンをメカニカルに加圧する小腸モデルを製作して加圧実験を行い、得られた結果から臨床結果を考察することを目的とする。

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