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論文

Deep microbial life in high-quality granitic groundwater from geochemically and geographically distinct underground boreholes

伊能 康平*; 今野 祐大*; 幸塚 麻里子*; 廣田 明成*; 東郷 洋子*; 福田 朱里*; 小松 大介*; 角皆 潤*; 田辺 章文*; 山本 智*; et al.

Environmental Microbiology Reports (Internet), 8(2), p.285 - 294, 2016/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:36.5(Environmental Sciences)

瑞浪超深地層研究所の深度300mの花崗岩中の地下水を対象として、ボーリング孔を利用した微生物特性の調査を行った。ボーリング孔から得られた地下水は、当初、好気性の水素酸化に関わるHydrogenophaga spp.が優勢種であったが、3年後にはNitrospirae門の微生物が優勢種となった。後者の微生物種は系統学的に深部地下水や陸域の温泉水において観察される種であり、この地域の土着の微生物種と考えられた。

報告書

外部被ばく個人線量測定用OSL線量計の諸特性

鈴木 朗史; 鈴木 武彦; 高橋 聖; 仲田 亨; 村山 卓; 角田 昌彦

JAEA-Technology 2014-049, 19 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2014-049.pdf:9.12MB

原子力科学研究所並びに保安規定等に基づいて個人線量の測定等を依頼された大洗研究開発センター、那珂核融合研究所、高崎量子応用研究所、関西光科学研究所及び青森研究開発センターでは、放射線業務従事者の外部被ばく線量を測定するための個人線量計として、蛍光ガラス線量計に替えてOSL(Optically Stimulated Luminescence)線量計を導入することとし、2014年10月より運用を開始した。OSL線量計の使用に先がけて、同線量計による測定評価の信頼性を確認するために、個人線量計の線量直線性、エネルギー特性、方向特性、経時変化特性、混合照射に対する特性等についての試験を行った。さらに、蛍光ガラス線量計との比較を行った。その結果、国内規格(JIS Z 4339)に定める性能を満たしていること、蛍光ガラス線量計と同等の性能を持つことを確認した。これにより、OSL線量計は実用上十分な性能を有していることが確認された。本報は、この試験で得られたOSL線量計の諸特性をまとめたものである。

論文

小型OSL線量計のリングバッジへの応用

宮内 英明; 吉富 寛; 佐藤 義高; 高橋 史明; 橘 晴夫; 小林 育夫*; 鈴木 朗史*

日本放射線安全管理学会誌, 12(1), p.41 - 45, 2013/07

原子力科学研究所では、原子炉の使用済燃料を取り扱うような施設での除染作業等において、手の末端部の被ばく評価が重要となる。これまで、手の末端部の被ばく評価は、TLDを用いたリングバッジで線量を測定し実施してきた。今回われわれは、市販の小型光刺激ルミネセンス線量計の特性と形状に着目し、それをリングバッジに応用した(OSL型リングバッジ)。本リングバッジは、基準照射及びモンテカルロシミュレーション計算による特性検証結果が良好であり、$$beta$$線と$$gamma$$(X)線を精度良く分離し線量を評価できる。本投稿において、OSL型リングバッジの概要及び線量評価手法を紹介する。

報告書

FLWRのMOX燃料ふるまい予測のためのFEMAXI-6コードの検証

山路 哲史; 鈴木 元衛; 大久保 努

JAEA-Research 2010-029, 54 Pages, 2010/09

JAEA-Research-2010-029.pdf:3.07MB

本研究では、FEMAXI-6コードの軽水炉MOX燃料ふるまい予測に伴う不確実性と特に重要となるパラメータを明らかにした。検証には、ハルデン炉の照射データ(IFA-597.4 rod-10, rod-11, and IFA-514 rod-1)を用いた。取出燃焼度は最大で約40GWd/tMOX(IFA-514 rod-1)であった。検証の結果、FPガス放出率の予測誤差が特に大きく、そのほかにペレットのリロケーションモデル,焼きしまりスエリングモデルの影響が大きく、これらが燃料中心温度の予測結果に及ぼす影響が定量的に明らかになった。FEMAXI-6中のFPガス放出モデルは一般的なUO$$_{2}$$燃料の照射経験から構築され、パラメータが経験的に最適化されている。MOX燃料からのFPガス放出メカニズムはUO$$_{2}$$燃料のそれと基本的には同様と考えられるが、MOX燃料についてこれらのパラメータの最適化を検討する必要がある。そのためには、多くの照射データが必要となるが、その際、急激な変動を繰り返す出力履歴で照射された場合は、ペレットのリロケーション変化が大きな影響因子と考えられ、それを考慮する必要がある。

論文

Toward integrated laser-driven ion accelerator systems at the Photo-Medical Research Center in Japan

Bolton, P.; 堀 利彦; 桐山 博光; 森 道昭; 榊 泰直; Sutherland, K.*; 鈴木 将之; Wu, J.*; 余語 覚文

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 620(1), p.71 - 75, 2010/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:35.9(Instruments & Instrumentation)

Bolton-san will describe advancing the state-of-the-art in laser-driven ion acceleration at PMRC with the aim of developing a cancer treatment facility. He will present latest results of ion acceleration experiments at PMRC. Technical challenges will be identified. Beamline design will be included and a strategy for PMRC to realize these goals. Exemplary does distributions relevant to the laser-driven case will be shown. All of this is to be presented as an introduction to PMRC.

論文

FEMAXI-6 code verification with MOX fuels irradiated in Halden reactor

山路 哲史; 鈴木 元衛; 大久保 努

Journal of Nuclear Science and Technology, 46(12), p.1152 - 1161, 2009/12

現行軽水炉の炉心の交換と最小限のシステム変更により早期のプルトニウムのマルチリサイクルを実現する革新的水冷却炉(FLWR)の燃料設計及びその健全性を評価するために、FEMAXI-6による約40GWd/tMOXまでのMOX燃料ふるまい解析の不確実性と特に重要となるモデルを明らかにした。検証計算にはHalden炉で照射された3本のMOX燃料(IFA-597.4 rod-10, rod-11, IFA-514 rod-1)の照射データ(TFDB)を用いた。検証の結果、特にFGR,ペレットの焼きしまり,スエリング、そしてリロケーションモデルが重要であることが示された。これらのうち、FGRモデルには大きな不確実性があり、そのためにFGRの計算結果には大きな予測誤差がある。一方で、他のモデルについては一般的なUO$$_{2}$$燃料と同程度の物性の変動幅をこれらのモデル中のパラメータに反映させれば、これらのモデルをMOX燃料の解析に用いることは妥当である。このとき、燃料中心温度の予測誤差としては測定値の上下5パーセント程度以内を期待できる。以上から、FEMAXI-6を用いてFLWRの燃料設計やふるまいを検討する場合はこれらの不確実性を考慮する必要がある。

論文

Application of laser-accelerated protons to the demonstration of DNA double-strand breaks in human cancer cells

余語 覚文; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 森 道昭; 手島 昭樹*; 沼崎 穂高*; 村上 昌雄*; 出水 祐介*; 赤城 卓*; 永山 伸一*; et al.

Applied Physics Letters, 94(18), p.181502_1 - 181502_3, 2009/05

 被引用回数:74 パーセンタイル:6.06(Physics, Applied)

We report the demonstrated irradiation effect of laser-accelerated protons on human cancer cells. ${it In-vitro}$ (living) A549 cells are irradiated with quasi-monoenergetic proton bunches of 0.8-2.4 MeV with a single bunch duration of 15 ns. Irradiation with the proton dose of 20 Gy results in a distinct formation of $$gamma$$-H2AX foci as an indicator of DNA double-strand breaks generated in the cancer cells. This is a pioneering result in view of future investigations on the radiobiological effects of laser-driven ion beams. Unique high-current and short-bunch features make laser-driven proton bunches an excitation source for time-resolved determination of radical yields.

論文

Evaluation of uncertainties in FEMAXI-6 calculations for predicting MOX fuel behavior in FLWR design

山路 哲史; 鈴木 元衛; 大久保 努

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9092_1 - 9092_9, 2009/05

軽水炉技術に立脚して早期のプルトニウムのマルチサイクルを実現するFLWRの燃料設計及びその健全性を評価するために、汎用性の高いFEMAXI-6コードを用いることが有用と考えられる。本研究では、FEMAXI-6による軽水炉MOX燃料ふるまい解析の不確実性を検証した。検証計算にはHalden炉で照射されたMOX燃料(IFA-514)の照射データ(TFDB)を用いた。検証の結果、測定された燃料棒内圧を再現するにはモデル中のFPガス放出閾値を8から10倍程度にする必要があり、FPガス放出計算に大きな予測誤差があることが明らかになった。燃料中心温度の予測結果に対してFPガス放出以外に、ペレットの焼きしまり,スエリング,リロケーションのモデルの感度が高かった。これらのモデル中のパラメータを燃料物性の変動と考えられる範囲で変化させた結果、測定された燃料中心温度に対してプラスマイナス50K程度の範囲で予測できた。

論文

Stream discharge of metals and rare earth elements in rainfall events in a forested catchment

松永 武; 都築 克紀; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 長縄 弘親; 井上 隆信*; 山田 俊郎*; 宮田 章史*

Proceedings of International Symposium on Environmental Modeling and Radioecology, p.243 - 246, 2007/03

森林集水域の小河川において、土壌から河川への元素流出を研究した。2003年から2005年にかけて福島県の小田川並びに岐阜県の伊自良川において降雨時観測を行った。この結果、試験集水域において降雨により溶存形態の河川流出が常に促進される元素としてCu, Sb, Al, Tiそして希土類元素を特定した。他の元素の溶存濃度は、河川流量増加に対応して減少するか(Na, Mg等)、あるいは複雑な増減(Pb, Cs等)を示した。これら2つの元素の降雨時河川流出は、(1)流量と同期した、可動性の高い成分による早い流出と、(2)必ずしも流量と同期しない、より緩やかな増加と減少を示す流出の2つの流出形式から構成されることがわかった。Si・溶存有機物・水素同位体比を指標とした河川水の供給経路解析の結果、後者の流出形式は土壌の表層からの有機物に随伴した流出であることが示唆された。また、大気降下物についての文献検討から、そのCuとSbは相当程度、人為利用に由来することが推定された。以上の知見は、大気から森林集水域に沈着する人為由来金属元素の流出モデルの構築に有用と考えられる。

論文

Rationalization of the fuel integrity and transient criteria for the super LWR

山路 哲史*; 岡 芳明*; 石渡 祐樹*; Liu, J.*; 越塚 誠一*; 鈴木 元衛

Proceedings of 2005 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '05) (CD-ROM), 7 Pages, 2005/05

スーパー軽水炉、すなわち高温超臨界圧水炉(SCLWR-H)において燃料健全性を保証することは最も基本的な事項の一つである。SCLWR-Hのほとんどの異常過渡事象は、短時間持続するだけであり、燃料は炉心で照射された後交換される。本研究では、燃料棒の機械的損傷を被覆管の歪みによって代表させることが可能である事実に立脚し、燃料健全性に関する基準を合理的に設定した。新しく設計したステンレス被覆管の燃料棒では、被覆管の応力を緩和するため、及びペレットと被覆管のギャップ熱伝達を向上させるために加圧した。通常運転時及び異常過渡時における燃料健全性を原研のFEMAXI-6コードを用いて評価した。

報告書

OSL線量計の諸特性

鈴木 朗史*; 伊藤 精

JAERI-Tech 2000-089, 30 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2000-089.pdf:1.81MB

OSL線量測定法は、放射線を受けたある種の物質を可視光線で刺激することにより、放出された蛍光を検出することで被ばく線量を測定する方法である。これは、最近開発が進んだ個人被ばく線量測定法の1つで、今回、酸化アルミニウム素子を用いたOSL線量計の実用化を検証するため、基本的特性について試験を行った。この結果、OSL線量計は$$gamma$$(X)線,$$beta$$線の測定に対して、個人線量計として実用上十分な特性を有していることが確認できた。

口頭

分布型水流出モデルによる硝酸態窒素の河川流出機構の検討

都築 克紀; 松永 武; 井上 隆信*; 宮田 章史*; 山田 俊郎*

no journal, , 

本研究は硝酸態窒素の河川流出機構を明らかにし、酸性化問題においてキーとなる集水域における窒素収支の理解に寄与することを目的としている。観測は、伊自良湖(岐阜県)への流入河川である伊自良川の上流(流域面積0.92km$$^{2}$$)で行った。観測により得られた流量を用い、分布型水文モデルのパラメータの同定を行った。河川水及び降水の水素同位体比の分析結果を用いた流量の流出成分分離結果により分布型水文モデルのパラメータの検証を行い、パラメータの妥当性を示した。また、分布型水文モデルにより計算された降雨の土壌との接触時間と観測された硝酸態窒素濃度から降雨時の硝酸態窒素の河川流出機構を考察した。

口頭

Evaluation of uncertainties in FEMAXI-6 calculations with MOX fuels irradiated in Halden reactor

山路 哲史; 鈴木 元衛; 大久保 努

no journal, , 

軽水炉燃料ふるまい解析コードFEMAXI-6は、プルトニウムの有効利用を図る革新的水冷却炉のようなMOX燃料を利用する次世代軽水炉概念の研究開発の強力なツールとなると考えられている。しかしそのためには、本コードのMOX燃料ふるまい解析の検証が必要である。本研究では、Halden炉で照射されたMOX燃料照射データを用いて、コードの検証を行った。約40GWd/tまでの燃料ふるまいの予測には、ギャップ熱伝達を通じた燃料温度の予測が重要となり、特にFGR,ペレットリロケーション,焼きしまり,スエリングの影響が大きい。FEMAXI-6中のこれらのモデルはUO$$_{2}$$燃料照射経験に基づいているものの、FGRモデルを除けば、MOX燃料ふるまい解析に適用できることが明らかになった。

口頭

Peta watt class laser in Japan

桐山 博光; 永島 圭介; 越智 義浩; 森 道昭; 田中 桃子; 笹尾 文崇; 小菅 淳; 岡田 大; 近藤 公伯; 匂坂 明人; et al.

no journal, , 

高いピーク強度を有する超高強度レーザーの小型化に伴い、これらを利用した高エネルギー電子,イオン,陽子線発生といった高強度光利用研究が世界各国で活発に展開されている。これらの利用研究を推進するうえで重要な時間・空間制御技術開発について招待講演として報告する。ここでは、高強度レーザー光の時間制御技術として非線形増幅方式を用いた背景光の抑制技術,空間制御技術として回折光学素子を用いたビームの空間均質化技術、及び安定性向上のためのレーザー光路の自動制御化技術を行い、原子力機構保有の高強度レーザーに適用した結果について報告する。また、背景光の原因について考察した結果についても併せて発表する。また、高効率・高繰り返し動作が可能な次世代型のレーザー技術などについても紹介を行う。

口頭

OSL線量計を用いた放射線管理; 環境$$gamma$$線モニタリングへの適用性

大倉 毅史; 大石 哲也; 宮内 英明; 吉富 寛; 橘 晴夫; 東 大輔; 鈴木 朗史*; 小林 育夫*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、原子炉施設等の周辺において積算線量計(ガラス線量計(SC-1))を用いた環境$$gamma$$線モニタリングを実施している。各種素子による環境$$gamma$$線モニタリングの適用性を確認することは、緊急的に広範にわたりモニタリングを実施するうえでも重要であると考える。そこで、個人被ばく管理用の素子として既に実用化されている長瀬ランダウアによるOSL線量計の、環境$$gamma$$線モニタリングへの適用可能性を検討した。OSL線量計とガラス線量計との、3か月間の並行配置による比較測定を1年間にわたり実施した。その結果、OSL線量計は、3か月間配置では、広範囲の環境$$gamma$$線モニタリングに適用可能な素子性能をガラス線量計と同程度に有していることを確認した。しかし、読み取り機の精度や手法に起因すると思われる測定値のバラツキ,素子間のバラツキがガラス線量計より大きかった。今後、バラツキの原因を調査し、安定したモニタリング手法の確立を目指す。

口頭

OSL線量計を用いた放射線管理「末端部被ばく線量測定」

吉富 寛; 宮内 英明; 佐藤 義高; 野嶋 峻; 橘 晴夫; 鈴木 隆; 高橋 史明; 小林 育夫*; 鈴木 朗史*

no journal, , 

原子力機構原子力科学研究所では、従来熱ルミネセンス素子を用いたリングバッジ(TLRD)により、末端部(手)の被ばく線量を測定してきた。発表者らは、繰返し読取りが可能であることなど、TLRDと比較して多くの利点を有するOSL線量計を用いたリングバッジ(以下、「OSLRD」という。)を開発し、これまでに既にその特性を明らかにした。原子力科学研究所では、末端部被ばく線量評価を必要とするさまざまな場があり、それぞれに対応できる柔軟な線量評価手法の確立が課題であった。そこで、原子力科学研究所におけるOSLRDの運用に向けて、課題であった線量評価手法を確立し、またフィールド試験によりその性能を確認した。これらの成果をもとにして、平成23年1月から原子力科学研究所においてOSLRDの運用を開始した。

口頭

High-spatiotemporal-quality high-intensity laser system

桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学*; 笹尾 一*; 近藤 修司; 金沢 修平; 越智 義浩; 田中 桃子; et al.

no journal, , 

原子力機構で開発している高強度レーザーについて、招待講演として報告する。まず、フェムト秒超高強度OPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステムについて報告する。本レーザーシステムにおける構成、及びペタワット(PW)級へのエネルギー増幅特性について紹介する。高い時間・空間エネルギー集中性を得るための光パラメトリックチャープパルス増幅技術や低温冷却技術,空間回折光学素子技術などの新規技術開発についても詳細に発表する。併せて、高強度レーザーの小型化,高繰り返し化を目指し、開発を進めているYb:YAGレーザーシステムについても同様に詳しい動作特性を報告する。

口頭

小型OSL線量計のリングバッジへの応用

宮内 英明; 吉富 寛; 高橋 史明; 橘 晴夫; 鈴木 朗史; 佐藤 義高*; 小林 育夫*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、原子炉の使用済燃料を取り扱うような施設での除染作業等において、手の末端部の被ばく評価が重要となる。これまで、手の末端部の被ばく評価は、TLDを用いたリングバッジで線量を測定し実施してきた。今回我々は、市販の小型光刺激ルミネセンス線量計の特性と形状に着目し、それをリングバッジに応用した(OSL型リングバッジ)。本リングバッジは、基準照射及びモンテカルロシミュレーション計算による特性検証結果が良好であり、$$beta$$線と$$gamma$$(X)線を精度よく分離し線量を評価できる。また、平成24年度から運用を開始しており、不具合等の報告はない。

口頭

次世代宇宙用部品の耐放射線強化技術確立に向けた研究

丸 明史*; 新藤 浩之*; 久保山 智司*; 鈴木 浩一*; 阿部 浩之; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武

no journal, , 

近年の宇宙機では、画像処理、高精度位置決定等の目的で、大容量のデータを高速に処理する電子機器が必要とされており、それらで使用される半導体素子に対して、一般民生用部品で適用されている最先端技術に匹敵する微細化が必要とされている。そのような微細プロセスにおいては単発粒子入射による複数トランジスタでの電荷収集(チャージシェアリング)の影響などが発生するため、放射線による影響が非常に顕著になり、これまで有効とされてきた耐放射線回路が必ずしも有効でなくなることが明らかになっている。そこで、宇宙用部品を微細化するにあたり、微細プロセス特有の回路対策が必須となる。本研究は微細プロセスにおける耐放射線強化技術を確立するため、65nm製造プロセスを用いて耐放射線メモリ回路を試作し、カクテルイオンビームを照射することで、シングルイベント耐性を評価した。その結果、チップ正面からの照射ではLET=68.8MeV/(mg/cm$$^{2}$$)のXe粒子までビット反転は発生せず高い耐放射線性を有することが確認された。

口頭

レーザー駆動中性子源を用いた核共鳴透過分析技術開発,1; 核共鳴透過分析法へのレーザー駆動中性子源の適用可能性

高橋 時音; 伊藤 史哲*; 小泉 光生; 鈴木 敏*; 余語 覚文*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 堀 順一*; 佐野 忠史*; Lee, J.; et al.

no journal, , 

文部科学省「核セキュリティ強化等推進事業」のもと、高線量核物質の検認に適用可能な非破壊測定技術の開発を進めている。そのうち、核共鳴透過分析(NRTA)法は、試料中の核分裂性核種濃度を同位体毎に測定可能であり、特に燃料デブリなどの固体試料の分析に非常に有効である。一方で、高精度測定のためには10mを超える長距離の飛行時間(TOF)測定装置が必要となることが課題となっている。そこで、極短パルスを特徴としたレーザー駆動中性子源を利用し、TOF測定装置を5m以下に抑えたNRTAについて概念設計を進めている。

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