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東海林 瑞希*; 栗原 健輔*; Lobzenko, I.; 都留 智仁; 芹澤 愛*
軽金属, 74(12), p.535 - 545, 2024/12
Al-Cu合金では時効処理中に板状のGuinier-Preston (GP)ゾーンが形成されるのに対し、Al-Mg-Si合金では時効処理の初期段階で球状のナノクラスタが形成される。よく知られたAl-CuのGP(I)ゾーンとは異なり、Al-Mg-Siのナノクラスタ内に特定の構成は存在しない。しかし、溶質濃度と局所的な配置がその後の析出物形成に決定的な役割を果たすはずである。本研究では、Al-Cu合金とAl-Mg-Si合金におけるGPゾーンとクラスタの形成過程における安定な形状を決定する因子を第一原理計算と機械学習ポテンシャルを用いて評価した。Al-Cuの三体結合の形成エネルギーは、結合角90
のCu-Cu-Cu三重項が最も安定であった。実際に、機械学習ポテンシャルを用いたモンテカルロ(MC)シミュレーションを行った結果、結合角90で形成されるCu原子の偏析がより多く観測された。一方、Al-Mg-Si合金の3体クラスタは、特定の方向異方性がなく結合角度が60のときが最も安定であり、その結果、MC計算で球状のナノクラスタの形成が確認された。これらの結果は、局所的な結合の安定性という本質的な特徴が、GPゾーンとナノクラスタの形状を支配することを示している。
gamma-ray spectrometer suitable for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄子 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 971, p.164118_1 - 164118_8, 2020/08
被引用回数：9 パーセンタイル：57.22(Instruments & Instrumentation)Our work focused on the passive gamma-ray analysis (PGA) of the nuclear fuel debris based on measuring gamma rays with an energy greater than 1 MeV for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS). The PGA requires gamma-ray spectrometers to be used under the high dose rates in the FDNPS, then we fabricated a small cubic CeBr spectrometer with dimensions of 5 mm 
5 mm 5 mm, coupled to a Hamamatsu R7600U-200 photomultiplier tube (PMT). The performance at dose rates of 4.4 to 750 mSv/h in a 
Co field was investigated. The energy resolution (FWHM) at 1333 keV ranged from 3.79% to 4.01%, with a standard deviation of 6.9%, which met the narrow gamma decay spectral lines between 
Eu (1274 keV) and Co (1333 keV). However, the spectra shifted to a higher energy level as the dose rate increase, there was a 51% increase at the dose rates of 4.4 to 750 mSv/h, which was caused by the PMT gain increase.
中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; 今井 剛*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 463, p.537 - 540, 2015/08
被引用回数：23 パーセンタイル：81.93(Materials Science, Multidisciplinary)A divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target is installed in the west end-sell in GAMMA 10 large tandem mirror device, and a hydrogen plasma irradiation experiment to the target have been started to investigate radiation cooling mechanism on the target. A gas injection system is installed in the D-module and Langmuir probe and calorie meter array are mounted on the target plate. During the plasma irradiation, the highest electron density of 2.4 10
m
and a significant reduction of the electron temperature from a few tens of eV to 2 eV are achieved on the target plate by hydrogen and noble gas injection into the D-module.
中嶋 洋輔*; 坂本 瑞樹*; 吉川 正志*; 大木 健輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; et al.
Proceedings of 25th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2014) (CD-ROM), 8 Pages, 2014/10
In the large tandem mirror device GAMMA 10/PDX, a divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target have been installed in the end-mirror. A massive gas injection of hydrogen and noble gases (argon and xenon) into the D-module during hydrogen plasma irradiation onto the target was performed, and plasma detachment from the target was investigated. Electron temperature measured by Langmuir probe array on the target was significantly reduced from a few tens of eV to 
3 eV, and particle flux was also reduced. A bright H
emission in the upstream region of the D-module and strong reduction near the target were observed by a two-dimensional image of H emission in the target observed with a high-speed camera. Molecular activated recombination (MAR) process is expected to contribute to the reduction of the electron temperature and the particle flux.
ガンマ線スペクトロメータ冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; Foong, W. S.*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故から7年が経過し、当該廃止措置のニーズも変化しつつある。中でも、2017年に改定された中長期ロードマップでは、燃料デブリの取出しが明記され、一方で燃料デブリを識別する方法が確立していない。そこで、燃料デブリに随伴する
Euを標的として、主要ガンマ線スペクトルである1274keVを高線量率環境下で計測するための小型なCeBrガンマ線スペクトロメータを開発した。さらに、原子力機構が所有する放射線標準施設(FRS)の
Co校正場で、最大780mSv/hまでの照射試験を実施した。
Coの1333keVピークでの分解能を評価したところ、3.95%であり、下限数量以下の線源での評価が3.85%に対して、その差が0.1%以下である。これは、高線量率下でもエネルギー分解能が維持できており、今後の利用が期待できることを示す。
福本 正勝; 市村 和也*; 中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 岩元 美樹*; 細田 甚成*; 坂本 瑞樹*; 久保 博孝; 庄司 主*
no journal, ,
ガンマ10では、ミラー出口に設置したダイバータ模擬実験モジュール内のV字型ターゲットにプラズマを照射し、ダイバータ板への熱粒子負荷低減に関する基礎過程を調べている。本研究では、熱粒子負荷低減に対する中性粒子の影響を評価するため、磁場中で中性粒子圧力が測定できる高速イオンゲージをモジュール内に設置し、プラズマ照射時の中性粒子圧力の測定を開始した。原子力機構で測定した無磁場中での水素ガスに対するイオンゲージの感度係数、およびガンマ10で測定した磁場による感度係数の変化から、ガンマ10の磁場中におけるイオンゲージの感度係数を求めた。これにより、モジュール内の水素ガスの絶対圧力の測定が可能となり、プラズマ照射時にはモジュール内の水素ガス圧力が最大8 Paまで増加することが分かった。得られた水素ガス圧力をもとに、ダイバータ板への熱粒子負荷低減に対する中性粒子の影響の基礎過程を評価する。
冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.
no journal, ,
Nine years have been passed since the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), and the retrieval of nuclear fuel debris will be planned to start from 2021 fiscal year. But these retrieval samples will include not only nuclear fuel debris, but also the other materials. To accelerate the decommissioning, non-destructive assessments (NDA) for the nuclear fuel debris are required for the quick disposals. We are developing a high energy gamma-ray spectrometer under high dose-rate environments using CeBr scintillator. The goal of this research is to realize gamma-ray spectrometry at dose rates of over 1 Sv/h. Then, we first developed a small cubic CeBr scintillator, and we studied the high dose-rate performance at dose rates of up to 790 mSv/h in a Co field. In this presentation, we will introduce the concept of Multi Cubic high energy gamma-ray spectrometer, and show the high dose-rate performance in a standard radiation field.
冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.
no journal, ,
東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所では、2021年度以降、原子炉格納容器から溶け落ちた核燃料と周囲構造物の混ざり合った物質である燃料デブリの取り出しが予定されている。上記に向けた非破壊測定技術の一環として、Euや核反応からの高エネルギーガンマ線を高線量率環境下で測定できるガンマ線スペクトロメトリシステムの開発を進めている。本件では、5mm立方角のCeBr,光電子増倍管,高速信号処理モジュールで構築した検出システムを、最大線量率750mSv/hのCo照射場において、線量率を変化させて照射試験を実施することで、当該システムの線量率特性を評価したので報告する。
東海林 瑞希*; 栗原 健輔*; Du, J.-P.*; 尾方 成信*; Lobzenko, I.; 都留 智仁; 芹澤 愛*
no journal, ,
Al-Mg-Si合金は、時効初期に形成するナノクラスタの寄与により、複雑な二段時効挙動をとるとされている。本研究では、Kinetic Monte Carlo計算(以下、KMC)を用いてAl-Mg-Si合金モデルに対し、拡散障壁を考慮した溶質原子の拡散過程の探索を行うことでナノクラスタの形成メカニズムについて調査した。373KにおけるAl-Mg-Si合金中の溶質原子の拡散挙動を調査した計算した結果、実験で得られているMg/Si比を有するナノクラスタの形成を再現することがわかった。
