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報告書

「グレーデッドアプローチに基づく合理的な安全確保検討グループ」活動状況中間報告(2019年9月$$sim$$2020年9月)

与能本 泰介; 中島 宏*; 曽野 浩樹; 岸本 克己; 井澤 一彦; 木名瀬 政美; 長 明彦; 小川 和彦; 堀口 洋徳; 猪井 宏幸; et al.

JAEA-Review 2020-056, 51 Pages, 2021/03

JAEA-Review-2020-056.pdf:3.26MB

「グレーデッドアプローチに基づく合理的な安全確保検討グループ」は、原子力科学研究部門、安全・核セキュリティ統括部、原子力施設管理部署、安全研究・防災支援部門の関係者約10名で構成され、機構の施設管理や規制対応に関する効果的なグレーデッドアプローチ(安全上の重要度に基づく方法)の実現を目的としたグループである。本グループは、2019年の9月に活動を開始し、以降、2020年9月末までに、10回の会合を開催するとともに、メール等も利用し議論を行ってきた。会合では、グレーデッドアプローチの基本的考え方、各施設での新規制基準等への対応状況、新検査制度等についての議論を行なうとともに、各施設での独自の検討内容の共有等を行っている。本活動状況報告書は、本活動の内容を広く機構内外で共有することにより、原子力施設におけるグレーデッドアプローチに基づく合理的で効果的な安全管理の促進に役立つことを期待し取りまとめるものである。

論文

New PbTiO$$_{3}$$-type giant tetragonal compound Bi$$_{2}$$ZnVO$$_{6}$$ and its stability under pressure

Yu, R.*; 北條 元*; 岡 研吾*; 綿貫 徹; 町田 晃彦; 清水 啓佑*; 中野 紀穂*; 東 正樹*

Chemistry of Materials, 27(6), p.2012 - 2017, 2015/03

 被引用回数:21 パーセンタイル:64.2(Chemistry, Physical)

新しいPbTiO$$_{3}$$型ペロブスカイト化合物であるBi$$_{2}$$ZnVO$$_{6}$$の合成に成功した。正方晶の軸比が1.26と大きな軸異方性を持ち、点電荷モデルから計算される分極はPbTiO$$_{3}$$型ペロブスカイト化合物のなかでは最大を示す。この化合物は圧力誘起構造相転移を起こし、6万気圧で分極のないGdFeO$$_{3}$$型構造へと変化する。

論文

The Possible interplanetary transfer of microbes; Assessing the viability of ${it Deinococcus}$ spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission

河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; et al.

Origins of Life and Evolution of Biospheres, 43(4-5), p.411 - 428, 2013/10

 被引用回数:29 パーセンタイル:78.06(Biology)

In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include ${it Deinococcus}$ spp. We have examined the survivability of ${it Deinococcus}$ spp. under the environmental conditions in ISS in orbit. A One-year dose of heavy-ion beam irradiation did not affect the viability of ${it Deinococcus}$ spp. within the detection limit. Exposure of various thicknesses of deinococcal cell aggregates to UV radiation revealed that a few hundred micrometer thick aggregate of deinococcal cells would be able to withstand the solar UV radiation on ISS for 1 year. We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that microbial cells can aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and we named it "massapanspermia".

論文

酸素欠乏地下環境における炭素鋼腐食モデリング

柴田 俊夫*; 渡邊 正敏; 谷口 直樹; 清水 亮彦*

材料と環境, 62(2), p.70 - 77, 2013/02

酸素欠乏還元性環境中性水溶液中の炭素鋼はH$$_{2}$$Oと反応してH$$_{2}$$を発生し表面に腐食皮膜を生成する。腐食速度は腐食に伴って生成する腐食皮膜中を反応物質が拡散する速度によって決定される。腐食プロセスに関与する幾つかの拡散種の拡散定数は文献から知ることができた。しかしながら鉄酸化物中のH$$_{2}$$Oの拡散定数は見いだすことができなかったので、適切な仮定を用いて推定した。物質移動論モデルによって炭素鋼の腐食速度をシミュレーションした。腐食皮膜ポア中をH$$_{2}$$O及びFe$$^{2+}$$イオンが液相拡散するモデル、及び腐食皮膜中のH$$_{2}$$O固相拡散モデルについて、表計算ソフトのExcelを用いてシミュレーションを行った。腐食電流密度と腐食減肉厚さの時間的変化やそれらのpH依存性及び温度依存性を検討した。シミュレーション結果を実測値と比較した結果、腐食皮膜中のH$$_{2}$$O固相拡散が酸素欠乏環境における炭素鋼の腐食速度を決定していることが示唆された。

論文

高圧力下における希土類水素化物のラマン散乱及び可視紫外吸収分光

久米 徹二*; 町田 晃彦; 青木 勝敏; 佐々木 重雄*; 清水 宏晏*

高圧力の科学と技術, 21(3), p.184 - 189, 2011/09

希土類金属3水素化物の高圧下における構造と電子状態研究をラマン散乱及び可視紫外吸収分光測定によって行った。X線回折測定で観測されている高圧力下におけるhcp相から長周期構造からなる中間相への構造相転移をラマン散乱によっても確認することに成功した。また可視紫外吸収分光測定によって、バンドギャップエネルギーを見積もることに成功し、中間相からfcc相への相転移にともなってバンドギャップが閉じる金属的になることを確認した。

論文

高圧水素中における金属水素化物の電気抵抗測定技術及び鉄水素化物の電気伝導特性と結晶構造

松岡 岳洋*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; 青木 勝敏

高圧力の科学と技術, 21(3), p.190 - 196, 2011/09

金属水素化化物の水素圧力媒体中における電気抵抗測定と低温、高圧下における鉄水素化物の電気抵抗とX線回折の同時測定に初めて成功した。3.5GPaにおける鉄水素化物の形成に伴って電気抵抗率は急激に増加することを確認した。水素化物相の25.5GPaまでの各圧力点における電気抵抗率は正の温度依存性を示すため、水素化物相は金属であることが明らかになった。16.5GPaまでは25K以下でフェルミ流体的な振る舞いが観測された。しかしながら25.5GPaでは、電気抵抗率の温度依存性に対して$$T^5$$の方がよりよいフィッティングを示すようになり、常磁性金属の振る舞いが見られた。これは同じ圧力領域で観測されている強磁性の消失に対応していると考えられる。

論文

High-pressure study of ScH$$_{3}$$; Raman, infrared, and visible absorption spectroscopy

久米 徹二*; 大浦 裕之*; 竹市 知生*; 大村 彩子*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 青木 勝敏; 佐々木 重雄*; 清水 宏晏*; 竹村 謙一*

Physical Review B, 84(6), p.064132_1 - 064132_7, 2011/08

 被引用回数:13 パーセンタイル:53.09(Materials Science, Multidisciplinary)

ScH$$_{3}$$の圧力誘起構造及び電子転移を調べるため、ラマン,赤外・可視光吸収スペクトルを室温下、50GPaまで観測した。hcp-中間相と中間相-fcc転移がそれぞれ25GPaと46GPaで観測された。中間相の構造はYH$$_{3}$$で報告されている長周期構造と同じと思われる。ScH$$_{3}$$の光学ギャップは1.7eVから減少し、50GPa付近でfcc構造への転移を伴って閉じる。

論文

Structural and valence changes of europium hydride induced by application of high-pressure H$$_{2}$$

松岡 岳洋*; 藤久 裕司*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 三井 隆也; 増田 亮; 瀬戸 誠*; 依田 芳卓*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; et al.

Physical Review Letters, 107(2), p.025501_1 - 025501_4, 2011/07

 被引用回数:24 パーセンタイル:77.07(Physics, Multidisciplinary)

1万気圧を超える高い水素圧力に晒されたユーロピウム水素化物の結晶構造と原子の価数状態を観測し、それらの変化を捉えることに成功した。その結果、従来知られている2水素化物よりも水素濃度が高く、ユーロピウムの価数が+3価で、面心立方金属格子を持つ結晶構造相が出現すること、すなわちユーロピウム水素化物も従来の水素化物の構造則に従うことが確認された。これによって、すべての希土類金属水素化物に共通する、水素濃度によってとりうる結晶構造の一般則が確立された。

論文

Lifetime measurements for the first 2$$^{+}$$ states in $$^{162,164}$$Gd populated by the $$beta$$ decay of $$^{162,164}$$Eu

長江 大輔*; 石井 哲朗; 高橋 竜太*; 浅井 雅人; 牧井 宏之; 長 明彦; 佐藤 哲也; 市川 進一; 清水 良文*; 小路 拓也*

AIP Conference Proceedings 1224, p.156 - 160, 2010/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:65.93

Lifetimes of the first 2$$^{+}$$ states in $$^{162,164}$$Gd have been measured by means of $$beta$$ - $$gamma$$ delayed coincidence technique for mass-separated $$^{162}$$Eu and $$^{164}$$Eu isotopes. Using the obtained lifetimes $$tau$$($$^{162}$$Gd) = 3.98(8) ns and $$tau$$($$^{164}$$Gd) = 4.0(2) ns, $$B(E2;0^{+}rightarrow 2^{+})$$ values were deduced as $$B(E2;0^{+}rightarrow 2^{+})$$($$^{162}$$Gd) = 5.45(11) e$$^{2}$$b$$^{2}$$ and $$B(E2;0^{+}rightarrow 2^{+})$$($$^{164}$$Gd) = 5.2(3) e$$^{2}$$b$$^{2}$$.

報告書

オーバーパックの長期耐食性に関する調査; 平成18年度(委託研究)

立川 博一*; 川久保 文恵*; 清水 亮彦*; 柴田 俊夫*; 安住 和久*; 井上 博之*; 杉本 克久*; 水流 徹*; 藤本 愼司*

JAEA-Research 2007-086, 74 Pages, 2008/02

JAEA-Research-2007-086.pdf:5.96MB

オーバーパックの腐食寿命については、これまで、日本の幅広い地質環境条件を想定した実験データや既往研究等に基づいて検討が行われてきた。しかしながら、高pH環境での挙動,ニアフィールド環境条件の時間的な変化に伴う挙動,溶接部の腐食挙動等、長期的な信頼性を向上させるとともに、オーバーパック設計を具体化するうえでの課題がある。このような状況を考慮して、(財)原子力安全研究協会内に国内の金属の腐食科学分野の専門家からなる「オーバーパックの長期安定性に関する調査専門委員会」を設置し、既往の研究成果と安全評価上の考え方について、金属の腐食科学の観点から長期耐食性に関する調査検討を行った。

論文

High-pressure study of YH$$_{3}$$ by Raman and visible absorption spectroscopy

久米 徹二*; 大浦 裕之*; 佐々木 重雄*; 清水 宏晏*; 大村 彩子*; 町田 晃彦; 綿貫 徹; 青木 勝敏; 竹村 謙一*

Physical Review B, 76(2), p.024107_1 - 024107_5, 2007/07

 被引用回数:35 パーセンタイル:79.4(Materials Science, Multidisciplinary)

YH$$_{3}$$のラマン及び可視光吸収スペクトルを高圧下で測定し、構造及び電子転移過程を調べた。ラマン測定の結果は9-24GPaの圧力領域に渡って低圧六方晶と高圧立方晶の間の中間相が存在することを示している。Y金属格子構造と水素原子位置は転移を反映して変化する。可視光測定からは転移に伴って光学バンドギャップが閉じ始めることが見いだされた。

論文

Overview of national centralized tokamak program; Mission, design and strategy to contribute ITER and DEMO

二宮 博正; 秋場 真人; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井上 信幸; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 49, p.S428 - S432, 2006/12

現在検討が進められているJT-60のコイルを超伝導コイルに置き換える計画(トカマク国内重点化装置計画)の概要について述べる。本計画はITER及び原型炉への貢献を目指しているが、その位置づけ,目的,物理設計及び装置設計の概要,今後の計画等について示す。物理設計については、特に高い規格化ベータ値を実現するためのアスペクト比,形状因子及び臨界条件クラスのプラズマや完全非誘導電流駆動のパラメータ領域等について、装置については物理設計と整合した設計の概要について示す。

報告書

オーバーパックの長期耐食性に関する調査(委託研究)

立川 博一*; 川久保 文恵*; 清水 亮彦*; 柴田 俊夫*; 杉本 克久*; 瀬尾 眞浩*; 水流 徹*; 藤本 慎司*; 井上 博之*

JAEA-Research 2006-058, 80 Pages, 2006/10

JAEA-Research-2006-058.pdf:10.86MB

旧核燃料サイクル開発機構では、「我が国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性; 地層処分研究開発第2次取りまとめ」(「第2次取りまとめ」)報告書を国に提出し、日本の幅広い地質環境条件を想定して実験データや既往研究等に基づいてオーバーパックの腐食寿命について検討を行った。しかしながら、高pH環境での挙動,ニアフィールド環境条件の時間的な変化に伴う人工バリアの挙動など長期的な信頼性を向上させるうえでの課題がある。このような状況を考慮して、原子力安全研究協会内に国内の金属の腐食科学分野の専門家からなる「オーバーパックの長期安定性に関する調査専門委員会」を設置し、既往の研究成果と安全評価上の考え方について、人工バリア材の長期安定性,長期耐食性の観点から調査検討を行った。

論文

Overview of the national centralized tokamak programme

菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.

Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:44.28(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。

論文

Engineering design and control scenario for steady-state high-beta operation in national centralized tokamak

土屋 勝彦; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; et al.

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1599 - 1605, 2006/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.64(Nuclear Science & Technology)

JT-60定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)は、経済的な核融合炉の実現を目指した定常高ベータプラズマ運転の実証が重要なミッションの一つである。現在、プラズマ形状及びアスペクト比について広いパラメータ領域で研究を行えるように、装置の物理的・技術的設計検討を進めている。本装置の目標とする高ベータプラズマは、自由境界MHD安定性限界を超えた領域にあるため、電子サイクロトロン加熱による新古典テアリングモードの抑制に加えて、安定化板及び容器内コイルを用いた壁不安定性モードの抑制など、さまざまなMHD不安定性の制御手法を駆使する必要がある。それらを踏まえて、今回は、高ベータと臨界条件クラスのプラズマを同時に達成できるプラズマパラメータの解析評価、及び自由境界MHD安定性限界を超えた高ベータプラズマの非誘導電流駆動制御シナリオの検討結果について報告する。また、広いパラメータ領域で定常高ベータプラズマ運転を実現させるための装置設計の現状に関して、超伝導コイル及び放射線遮へい材を中心に報告する。

論文

Overview of design and R&D of test blankets in Japan

榎枝 幹男; 秋場 真人; 田中 知*; 清水 昭比古*; 長谷川 晃*; 小西 哲之*; 木村 晃彦*; 香山 晃*; 相良 明男*; 室賀 健夫*

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.415 - 424, 2006/02

 被引用回数:60 パーセンタイル:97.02(Nuclear Science & Technology)

我が国のブランケット開発は核融合会議において策定された開発計画に従って、固体増殖ブランケットを第一候補に、液体増殖方式を先進的な候補として開発を進めるものである。ITERをテストベッドとし、試験モジュールを試験するテストブランケット試験計画の作業部会においても、我が国として主体的に試験に参加し、試験を実施するために、試験モジュールの設計と研究開発を両候補ブランケットについて進め、固体増殖方式では要素技術開発が終了、液体増殖方式では、最重要課題の解明が進んできた。本報告は、日本におけるテストブランケットの設計と研究開発の最新の成果を総合的に取りまとめ報告するものである。

論文

Design study of national centralized tokamak facility for the demonstration of steady state high-$$beta$$ plasma operation

玉井 広史; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤田 隆明; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; 細金 延幸; 市村 真*; et al.

Nuclear Fusion, 45(12), p.1676 - 1683, 2005/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:48.09(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置の設計研究をまとめた。装置の設計は、プラズマのアスペクト比と形状制御性に関して自由度を広く確保できることが求められている。これは、ITERと平行して研究を進めるとともに、定常高ベータプラズマ運転についての科学的なデータベースをDEMOへ提供する観点から重要である。この目標に合致するように、プラズマのアスペクト比と形状の自由度の確保について、これまで比較的困難であったダイバータ排気性能との両立が図られるように装置設計を行った。この装置設計に基づいて、閉じ込め,安定性,電流駆動,ダイバータプラズマ等の物理性能を評価し、主目的である定常高ベータプラズマを実現するための制御方法を検討した。

論文

Plan and strategy for ITER blanket testing in Japan

榎枝 幹男; 秋場 真人; 田中 知*; 清水 昭比古*; 長谷川 晃*; 小西 哲之*; 木村 晃彦*; 香山 晃*; 相良 明男*; 室賀 健夫*

Fusion Science and Technology, 47(4), p.1023 - 1030, 2005/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.08(Nuclear Science & Technology)

1999年に核融合会議により策定されたブランケット開発計画では、固体増殖ブランケットを核融合発電実証プラントの第一候補と位置づけ、原研が中核機関として開発を行っている。また、大学,核融合科学研究所が液体ブランケットなどの先進的なブランケット開発を担当し、開発を進めている。ITERのテストブランケットモジュール試験は、ブランケット開発の最重要マイルストンであり、原研,大学,核融合科学研究所により、種々の方式のブランケット開発が進められている。本報告では、以上の背景の下に日本において開発中のITERテストブランケット試験計画と戦略について報告する。

報告書

人工バリアの長期安定性、長期耐食性に関する調査研究

青山 絵理*; 立川 博一*; 清水 亮彦*

JNC TJ8400 2004-034, 442 Pages, 2005/03

JNC-TJ8400-2004-034.pdf:18.48MB

核燃料サイクル開発機構では「第2次取りまとめ」報告書を国に提出し、日本の幅広い地質環境条件を想定して実験データや既往研究等に基づいてベントナイトの長期的な変質挙動、オーバーパックの腐食寿命について検討している。しかしながら、高pH環境での挙動、ニアフィールド環境条件の時間的な変化に伴う人工バリアの挙動など長期的な信頼性を向上させるうえでの課題がある。このような状況を考慮して、(財)原子力安全研究協会内に国内の粘土科学及び金属の腐食科学分野の専門家からなる「緩衝材の長期安定性評価に関する調査専門委員会」、「オーバーパックの長期安定性に関する調査専門委員会」を設置し、既往の研究成果と安全評価上の考え方について、人工バリア材の長期安定性、長期耐食性の観点から調査検討を行った。本報告書はその調査結果を取りまとめたものである。

報告書

核種移行評価の信頼性向上に関する調査及び技術的レビュー(平成16年度)

佐野 絵理*; 立川 博一*; 清水 亮彦*

JNC TJ8420 2004-004, 342 Pages, 2005/02

JNC-TJ8420-2004-004.pdf:15.39MB

核燃料サイクル開発機構で策定した核種移行に関する研究計画及び得られた研究成果について(財)原子力安全研究協会内に当該分野の専門家からなる委員会を設置し、総合的かつ多角的にレビューを行った。また、核種移行データの信頼性を向上させるために、人工バリア材および天然バリア材中でのアクチニド元素や核分裂生成物の溶液化学および移行挙動に関する調査検討を行った。研究課題は次の通りである。(1)還元環境でのベントナイト中のプルトニウムの拡散挙動に関する研究。(2)表面錯体モデルによる圧縮ベントナイト中での核種分配係数の解析的評価。(3)天然水及び各種材料における崩壊系列核種の放射非平衡に関する調査。(4)f元素の錯生成反応に関する調査

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