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論文

Atmospheric modeling of $$^{137}$$Cs plumes from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; Evaluation of the model intercomparison data of the Science Council of Japan

北山 響*; 森野 悠*; 滝川 雅之*; 中島 映至*; 速水 洋*; 永井 晴康; 寺田 宏明; 斉藤 和雄*; 新堀 敏基*; 梶野 瑞王*; et al.

Journal of Geophysical Research; Atmospheres, 123(14), p.7754 - 7770, 2018/07

日本学術会議のモデル相互比較プロジェクト(2014)で提供された、福島第一原子力発電所事故時に大気中に放出された$$^{137}$$Csの計算に用いられた7つの大気輸送モデルの結果を比較した。本研究では、東北及び関東地方に輸送された9つのプルームに着目し、モデル結果を1時間間隔の大気中$$^{137}$$Cs濃度観測値と比較することにより、モデルの性能を評価した。相互比較の結果は、$$^{137}$$Cs濃度の再現に関するモデル性能はモデル及びプルーム間で大きく異なることを示した。概してモデルは多数の観測地点を通過したプルームを良く再現した。モデル間の性能は、計算された風速場と使用された放出源情報と一貫性があった。また、積算$$^{137}$$Cs沈着量に関するモデル性能についても評価した。計算された$$^{137}$$Cs沈着量の高い場所は$$^{137}$$Csプルームの経路と一致していたが、大気中$$^{137}$$Cs濃度を最も良く再現したモデルは、沈着量を最も良く再現したモデルとは異なっていた。全モデルのアンサンブル平均は、$$^{137}$$Csの大気中濃度と沈着量をともに良く再現した。これは、多数モデルのアンサンブルは、より有効で一貫したモデル性能を有することを示唆している。

論文

Control blade degradation test under temperature gradient in steam atmosphere

柴田 裕樹; 徳島 二之; 坂本 寛*; 倉田 正輝

Proceedings of Annual Topical Meeting on LWR Fuels with Enhanced Safety and Performance (TopFuel 2016) (USB Flash Drive), p.1033 - 1042, 2016/09

制御棒ブレード崩落過程の理解のため、模擬制御棒ブレード試験体を用いて、温度勾配、温度上昇条件におけるアルゴンまたは水蒸気雰囲気下での制御棒ブレード崩落試験を実施した。水蒸気流量が燃料棒1本あたり0.0125g/sの場合、制御棒ブレードとチャンネルボックス、燃料棒被覆管は共に破損、溶融し、特にそれは試験体上部で顕著であり、この結果はアルゴン雰囲気での試験結果とほぼ同じであった。一方、水蒸気流量が燃料棒1本あたり0.0417g/sの場合は、上記の場合と異なっており、制御棒ブレードのみが先に破損、溶融していき、試験体下部の方でステンレス/炭化ホウ素-溶融物とジルカロイの共晶反応が起きていた。これらの結果から、ジルカロイに形成される酸化膜の厚さが大きく影響すると考えられる制御棒ブレードの崩落に関して、燃料棒1本あたりの水蒸気流量0.0125と0.0417g/sの間に制御棒ブレードの崩落挙動のしきい値が存在する可能性が示唆された。

論文

Detailed deposition density maps constructed by large-scale soil sampling for $$gamma$$-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

斎藤 公明; 谷畑 勇夫*; 藤原 守; 齊藤 敬*; 下浦 享*; 大塚 孝治*; 恩田 裕一*; 星 正治*; 池内 嘉宏*; 高橋 史明; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 139, p.308 - 319, 2015/01

 被引用回数:121 パーセンタイル:0.45(Environmental Sciences)

The soil deposition density maps of $$gamma$$-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (NPP) accident were constructed on the basis of the results from large-scale soil sampling. The 10,915 soil samples were collected at 2,168 locations. $$gamma$$-rays emitted from the samples were measured by Ge detectors and analyzed using a reliable unified method. The determined radioactivity was corrected to that as of June 14, 2011 by taking into account the intrinsic decay constant of each nuclide. Finally the maps were created for $$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{131}$$I, $$^{129m}$$Te and $$^{110m}$$Ag. The radioactivity ratio of $$^{134}$$Cs to $$^{137}$$Cs was almost constant as 0.91 irrelevant to the soil sampling location. Effective doses for 50 years after the accident were evaluated for external and inhalation exposures due to the observed radioactive nuclides. The radiation doses from radioactive cesium were found to be much higher than those from other radioactive nuclides.

論文

Liquefaction interaction between oxidized Zircaloy and other fuel assembly components of BWR in the early stage of fuel assembly degradation

徳島 二之; 柴田 裕樹; 倉田 正輝; 澤田 明彦*; 坂本 寛*

Annual Topical Meeting on Reactor Fuel Performance (TopFuel 2015), Conference Proceedings, Poster (Internet), p.478 - 485, 2015/00

ジルカロイとその他の燃料構成部材との間の液相化反応への酸化膜の抑制効果を調査するために、2種類の試験を実施した。試験の結果、典型的な事故条件下で形成すると推測される酸化膜よりも薄い厚さであるわずか30マイクロメートルの酸化膜においても、ステンレスの融点以下の温度においては、顕著な液相化反応への抑制効果を持つことが確認された。また、酸化膜はガスの流れが制限される部材間の狭い領域においても形成することが確認され、上部端栓の上部タイプレートの内側の隙間においても液相化反応は抑制効果は十分に確認された。一方、軸方向の酸化膜において厚さの違いが確認された。酸化膜厚さの成長速度を詳細に評価する際には、水蒸気量を正しく見積もる必要があると考えられる。

論文

Shielding study at the Fukui Prefectural Hospital Proton Therapy Center

佐藤 大樹; 前田 嘉一*; 為重 雄司*; 中島 宏; 柴田 徳思*; 遠藤 章; 津田 修一; 佐々木 誠*; 前川 素一*; 清水 康弘*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(11), p.1097 - 1109, 2012/11

 被引用回数:6 パーセンタイル:42.4(Nuclear Science & Technology)

陽子線がん治療施設における放射線安全設計の健全性及び妥当性を検証するため、福井県立病院陽子線がん治療センターにおいて中性子線量測定を実施し、施設の安全設計に用いた解析モデル及びモンテカルロコードPHITSの計算値と比較した。実験では、治療に用いる235MeV陽子ビームを水平照射室に設置した水ファントムに入射し、前方及び直上方向の遮蔽壁後方で中性子モニタDARWIN, Wendi-2及びレムメータを用いて中性子線量を測定した。また、照射室と入り口とをつなぐ迷路に固体飛跡検出器を配置し、迷路中の中性子線量分布を取得した。本研究により、国内の陽子線がん治療施設の設計に広く使われてきた解析モデルとパラメータセットによって、十分な安全裕度を持つ施設設計が可能であることを実験的に明らかにした。また、モンテカルロコードを利用することで、複雑な構造下で複数の線源から飛来する中性子の線量を、適切に評価できることを示した。この成果は、今後建設される陽子線がん治療施設における安全設計の最適化に、大きく寄与すると期待される。

論文

新しいRIの利用促進について

榎本 秀一*; 河村 弘; 白川 芳幸*; 中西 友子*; 中村 佳代子*; 矢野 恒夫*; 井戸 達雄*; 柴田 徳思

Isotope News, (657), p.2 - 11, 2009/01

新たな国内のアイソトープの利用促進のうち原子炉を用いたRI製造に関して、JMTRの再稼動後のRI産業利用としてシリコン半導体の製造及び医療診断用RIである$$^{99}$$Moの国産化について、今後の展望を述べるとともに、供給体制などのシステム構築の必要性を示した。

論文

Measurements of double-differential neutron-production cross-sections for the $$^{9}$$Be(p,xn) and $$^{9}$$Be(d,xn) reactions at 10 MeV

岩元 洋介; 坂本 幸夫; 松田 規宏; 中根 佳弘; 落合 謙太郎; 金子 広久; 仁井田 浩二*; 柴田 徳思; 中島 宏

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 598(3), p.687 - 695, 2009/01

 被引用回数:13 パーセンタイル:28.36(Instruments & Instrumentation)

10MeVの陽子及び重陽子入射によるベリリウムの中性子生成二重微分断面積の測定を行った。飛行時間法により1.8MeV以上の中性子生成エネルギースペクトルを、角度15$$^{circ}$$から120$$^{circ}$$の間の7方向において得た。また、評価済み核データENDF/B-VII, Bertini/GEMモデル及びJQMD/GEMモデルを用いたPHITSコードによる計算結果との比較を行った。その結果、陽子入射に関してはENDF/B-VII及びBertini/GEMモデルを用いた計算結果が、また重陽子入射に関してはJQMD/GEMによる計算結果が実験値をよく再現した。

論文

放射線の工・農・医分野における利用とその将来

柴田 徳思

日本物理学会誌, 63(4), p.257 - 264, 2008/04

経済的規模から見た我が国における放射線利用の実態を紹介した。工業分野,農業分野,医療分野における放射線利用の中で、将来大きな発展が見込まれるものとして、工業分野におけるリソグラフィ,放射線加工,放射線を用いた分析法,農業分野における放射線育種,不妊虫放飼,食品照射,医療における放射線を用いた診断及び治療について示した。将来の放射線利用を進めるために、半導体製造にかかわる技術の開発,小型加速器の開発,小型中性子源の開発が重要な課題であると思われる。

論文

宇宙線を目で見る装置「スパークチェンバー」

柴田 徳思

Isotope News, (630), p.21 - 26, 2006/10

宇宙線を目で見る装置として、スパークチェンバーの開発の経緯,関連するホドスコープ,スパークチェンバーの説明,デモンストレーション用のスパークチェンバー,手作りのスパークチェンバーについて一般教育実験という観点から説明する。

論文

広島原爆における速中性子線の評価

柴田 徳思

放射線, 32(3), p.156 - 166, 2006/07

原爆による被ばく線量の評価には、これまで線量評価システムDS86が用いられてきた。DS86が発表されて以降、熱中性子及び速中性子により生成される放射性核種の測定が行われ、極近距離の結果がDS86の値より小さいこと,遠方での生成量に関して精度の良いデータが得られたこと、また、より精度のよい計算が行われたこと、を合わせて、新しい線量評価システムDS02が発表された。広島原爆における速中性子線の評価については、原爆投下直後に$$^{32}$$S(n,p)$$^{32}$$P反応で生成される$$^{32}$$Pの測定が理研及び京大のグループにより測定された。これらの測定の結果、近距離での生成量については得られているが、遠距離のデータは統計誤差が大きい。新たに$$^{63}$$Cu(n,p)$$^{63}$$Ni反応により生成される$$^{63}$$Niの測定の可能性が提案され、日本グループによる低バックグランド液体シンチレーションカウンタによる測定及び米国とドイツのグループによる加速器質量分析法による測定が行われ、これらの結果がDS02の値と矛盾の無いことが示された。なお残された問題として、バックグランドである超遠距離で測定された$$^{63}$$Niの値は、宇宙線による寄与だけでは説明ができず、原因はわかっていない。

論文

Radiation shielding study for the J-PARC project

中島 宏; 柴田 徳思; 中根 佳弘; 増川 史洋; 松田 規宏; 岩元 洋介; 平山 英夫*; 鈴木 健訓*; 三浦 太一*; 沼尻 正晴*; et al.

Proceedings of 14th Biennial Topical Meeting of the ANS Radiation Protection and Shielding Division (CD-ROM), p.267 - 282, 2006/00

大強度・高エネルギー陽子加速器コンプレックスである大強度陽子加速器施設(J-PARC)は、600MeVリニアック、1MW出力3GeVシンクロトロン,0.75MW出力50GeVシンクロトロンから構成される。これらの加速器はそれぞれ、核変換実験施設に200kW, 600MeVビームを、物質生命科学実験施設に1MW, 3GeVビームを、ハドロン実験施設に0.75MW, 50GeVのビームを供給する予定である。これらJ-PARCの特徴ゆえ、放射線遮蔽の観点からは、克服すべき問題が多数存在する。これらに対して、J-PARCでは合理的な遮蔽設計を行うために、多様な遮蔽計算手法を、それぞれ、その妥当性を検証しながら用いている。そこで、ここでは、J-PARCのために行われている放射線遮蔽研究の現状について報告する。

論文

Radiation safety design for the J-PARC project

中島 宏; 中根 佳弘; 増川 史洋; 松田 規宏; 小栗 朋美*; 中野 秀生*; 笹本 宣雄*; 柴田 徳思*; 鈴木 健訓*; 三浦 太一*; et al.

Radiation Protection Dosimetry, 115(1-4), p.564 - 568, 2005/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.84(Environmental Sciences)

大強度陽子加速器計画(J-PARC)では、世界最高出力の高エネルギー加速器施設が建設されている。そこで、施設の合理的な遮蔽設計を行うために、J-PARCの遮蔽設計では、簡易計算手法と詳細計算手法を組合せた設計手法が使われている。ここでは、J-PARCの遮蔽設計にかかわる研究の現状について報告する。

論文

Status on shielding design study for the high-intensity proton accelerator facility

笹本 宣雄; 中島 宏; 平山 英夫*; 柴田 徳思*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1264 - 1267, 2002/08

現在、大強度陽子加速器施設の建設計画が進行している。本施設は大出力ビームの加速器であり、非常に厚い遮蔽体を必要とする。合理的で最適な遮蔽設計を実現するために、半経験式と簡易計算法からなる遮蔽設計システムを構築し、部分的にモンテカルロ詳細計算法を導入した。簡易計算法は、高エネルギー計算に対応するためコードの修正を行った。本論文では、当施設の遮蔽設計の現状をレビューし、加速器施設の遮蔽設計の立場から高エネルギー核データの必要性に言及した。

論文

Study of cross section measurement methods using the self-TOF high energy neutron detector

佐々木 道也*; 布宮 智也*; 中村 尚司*; 中尾 徳晶*; 柴田 徳思*; 中根 佳弘; 田中 進

JAERI-Review 2000-024, TIARA Annual Report 1999, p.259 - 261, 2000/10

高エネルギー加速器施設の遮蔽設計において、人体に放射線の影響を及ぼす粒子、特に中性子に対するデータは非常に重要である。しかしながら中高エネルギー領域に対する断面積データ、遮蔽データは世界的に見ても乏しい。本研究では中性子エネルギースペクトルの測定を目的として、自己TOF型検出器を用いた断面積測定法の開発を行っている。TIARAの40及び65MeV準単色中性子を用いたエネルギースペクトル測定値を反跳陽子スペクトロメータによる測定値と比較した結果、ピーク領域において分解能が低下するものの、中性子収量は誤差範囲内で一致したことから、この検出器による数10MeV領域中性子に対するエネルギースペクトルの測定が可能であることが実証された。また測定の困難な0°方向に放出される陽子スペクトルが測定できたことから、荷電粒子放出断面積の測定にも適用できることがわかった。

論文

高エネルギー核データの現状と整備; 次世代放射線利用施設構築に向けて

深堀 智生; 向山 武彦; 大山 幸夫; 千葉 敏; 高田 弘; 前川 洋; 柴田 徳思*; 中村 尚司*; 馬場 護*; 石橋 健二*; et al.

日本原子力学会誌, 40(1), p.3 - 28, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:91.18(Nuclear Science & Technology)

基礎研究、放射線廃棄物の消滅処理、核融合炉材研究、医学研究などを目的とした次世代放射線利用施設の建設が計画されているが、この施設そのものの建設及び上記研究を遂行するために高エネルギー核データが必要となる。本特集記事では、次世代放射線利用施設計画の概要及び高エネルギー核データの現状と整備について紹介する。

論文

Electrochemical calorimetry of D$$_{2}$$O electrolysis using a palladium cathode; An Undivided, open cell system

小山 昇*; 大坂 武男*; 波戸崎 修*; 倉沢 祐子*; 山本 信重*; 笠原 誠司*; 今井 祐子*; 大山 幸夫; 中村 知夫; 柴田 徳思*; et al.

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 63(9), p.2659 - 2664, 1990/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.65(Chemistry, Multidisciplinary)

原研核融合炉物理研究室と東京農工大のチームとで行ってきた常温核融合研究の成果の一つとして、重水電解時における発生熱量の精密測定に関して農工大チームがおこなってきた結果の報告である。実験結果は、重水素ガスと酸素の再結合では説明のできない過剰熱を示したが、常温核融合に関連する中性子・ガンマ線・トリチウム・ヘリウムなどの生成を確認することはできなかった。

報告書

遮蔽性能評価の実験的研究

上蓑 義朋*; 大久保 徹*; 柴田 誠一*; 柴田 徳思*

PNC-TJ2602 87-003, 32 Pages, 1988/03

PNC-TJ2602-87-003.pdf:0.6MB

1986年4月から実験が始まったJASPER・径方向遮蔽実験には、東京大学原子核研究所から持ち込んでいるSUP3/He力ウンタ内臓高感度ボナーボールスペクトロメータが使われている。本研究では核研ボナーボール測定の結果を集積し、中性子スペクトルへのアンフォールデイングを行った。アンフォールデイングに必要な初期値はDOT3.5による計算値を用いた。また各ボナーボール球の計数に寄与する中性子のエネルギー分布の評価も行った。これらのデータはJASPER・径方向遮蔽実験を中性子断面積評価に反映させるために役立つ。

口頭

広島原爆における速中性子線の評価

柴田 徳思

no journal, , 

広島原爆の速中性子束の評価を行った。評価法は、銅試料中に生成される$$^{63}$$Niの量,広島原爆の中性子スペクトル,$$^{63}$$Cu(n,p) $$^{63}$$Ni反応の励起関数を用いて中性子束を求めるものである。銅試料中のごく微量の$$^{63}$$Niを抽出する方法を開発し、低バックグランド液体シンチレーションカウンタで$$^{63}$$Niを測定した。$$^{63}$$Cu(n,p) $$^{63}$$Ni反応の断面積の測定を行い、銅試料中の$$^{63}$$Niの量,中性子スペクトルと励起関数を用いて、速中性子束を求めた。得られた結果は、新しい線量評価システムDS02と矛盾はないことが示された。

口頭

Radiation safety at J-PARC

中島 宏; 柴田 徳思; 澤畠 啓; 宮本 幸博; 中根 佳弘; 増川 史洋; 関 一成; 佐藤 浩一; 小栗 朋美*; 平山 英夫*; et al.

no journal, , 

大強度陽子加速器計画(J-PARC)では、世界最大強度を有する高エネルギー陽子加速器が建設されている。本施設は大強度,高エネルギー,大規模であるために、放射線安全性上の困難な問題が生じている。そこで、本発表では、これら放射線安全上の諸問題にかかる考え方、方策及び許認可にかかる放射線安全評価の現状について報告する。

口頭

10MeV陽子入射によるベリリウムからの中性子生成二重微分断面積

岩元 洋介; 松田 規宏; 坂本 幸夫; 落合 謙太郎; 中根 佳弘; 中島 宏; 柴田 徳思

no journal, , 

10MeV程度のエネルギーで陽子ビームを周回させる小型FFAGリングを用いた中性子捕捉療法(BNCT)用小型中性子源の実用化が近年検討されている。同中性子源の最適化に向けては、ターゲットから放出される中性子のエネルギー分布・角度分布の取得が必要となる。しかしながら10MeV程度の陽子に関しては薄いターゲットでの系統的なスペクトルデータの実測例はほとんどない。そこで本研究では、10MeV陽子照射による15$$mu$$m厚のベリリウムターゲットからの中性子生成二重微分断面積を、飛行時間法を用いて原子力機構高崎量子応用研究所のTIARA施設で測定した。検出器には直径及び厚さが5.08cmのNE213液体シンチレータを用い、実験結果をENDF/B-VIIの評価値と比較した。15度方向に関しては、0.8MeV以上でエネルギー積分した断面積は実験値で44.5mb/srであった。なお、評価値は58.1mb/srである。また、実験結果では、B-9の基底状態及び第1励起状態(2.4MeVレベル)から生成する中性子に相当する2本のピークがあらわれた。

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