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長田 柊平*; 小川 裕輔*; 鈴木 覚*; 井上 博之*; 渡邉 豊*; 山本 正弘*; 阿部 博志*; 三ツ井 誠一郎
NUMO-TR-22-02; 技術開発成果概要2021, p.21 - 22, 2023/03
地層処分事業の実施主体である原子力発電環境整備機構(NUMO)が、日本原子力研究開発機構(JAEA)をはじめとする関係研究機関及び大学との共同研究等により実施した2021年度の技術開発成果の概要を取りまとめ、報告する。本報告は、NUMOとJAEAの共同研究「ニアフィールドシステムの状態変遷に伴うバリア材及び核種の長期挙動評価のための研究」において2021年度に実施した「処分容器の耐食性評価」に関する成果の概要を取りまとめたものである。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：60 パーセンタイル：96.18(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：303 パーセンタイル：99.67(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
若杉 圭一郎; 山口 正秋; 小尾 繁*; 長尾 郁弥; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 江橋 健; 梅木 博之*; 新堀 雄一*
日本原子力学会和文論文誌, 16(1), p.15 - 33, 2017/03
本研究では、我が国の幅広い地域で確認されており、かつサイト選定で影響を回避することが困難な隆起・侵食に着目し、これが高レベル放射性廃棄物地層処分に与える影響を定量的に把握するための安全評価手法を開発した。従来は、隆起速度と侵食速度が等しいとの仮定の下、処分場が一定の速度で地表に接近するという簡易な評価が行われていたが、本研究では、我が国で多く確認されている隆起速度と侵食速度が異なるケースを取り扱うことが可能なモデルを開発し、隆起・侵食に伴う起伏や処分場深度の時間変化、廃棄体ごとの風化帯/地表に到達する時間などを、地形発達モデルに基づき評価した。さらに、このモデルを用いて隆起・侵食を考慮した安全評価を試行した結果、我が国の最頻値の隆起速度(0.3mm/y)を想定したケースの総線量の最大値は、国際機関で示されている放射線防護基準のめやす値(300
Sv/y)を下回った。さらに、既往のモデルによる評価との比較により、地表の起伏に起因して廃棄体が風化帯へ分散して侵入する効果を定量的に把握した。以上のことから、本評価手法を用いることにより、隆起・侵食を現象に即して取り扱うことが可能になったとともに、既往の評価の安全裕度を定量的に把握することが可能となった。
柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 北村 暁; 吉川 英樹; 小田 治恵; 石寺 孝充; et al.
JAEA-Research 2014-030, 457 Pages, 2015/03
JAEA-Research-2014-030.pdf:199.23MB
原子力機構(JAEA)がこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、原子力発電環境整備機構(NUMO)が今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定すること等を目的として、2011年度よりJAEAとNUMOは以下の3つのテーマについて共同研究を進めている。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討: 水理地質構造モデル構築手法の事例調査に基づいて、得られた知見を評価ツリーとして整理し、モデルの不確実性やそれらの評価項目への影響等についての検討を行った。(2)シナリオの構築方法に関する検討: 状態設定手順を実務的な観点から、さらに見直すとともに、セメント影響とガラス溶解挙動について、知見の体系的な整理と不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定方法に関する検討: 母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。
柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 早野 明; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 小田 治恵; 北村 暁; 大澤 英昭; et al.
JAEA-Research 2013-037, 455 Pages, 2013/12
JAEA-Research-2013-037.pdf:42.0MB
原子力機構(JAEA)及び原子力発電環境整備機構(NUMO)は、平成24年度に引き続き、JAEAがこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、NUMOが今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に直接適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくことを目的として、概要調査段階における処分場の設計・性能評価に関連する主要な技術テーマについて検討した。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討については、平成24年度に引き続き、結晶質岩を対象とした地下水移行時間の評価ツリーを拡充するとともに、新たに堆積岩を対象とした評価ツリーを作成した。(2)シナリオの構築に関する検討については、平成24年度の状態設定手順を実務的な観点から見直し、緩衝材を対象として試行した。また、安全機能への不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定に関する検討については、母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の条件変換手法を含む設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。さらに、溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。
土田 紀之*; 川畑 拓司*; 石丸 栄一郎*; 高橋 明彦*; 鈴木 裕士; 菖蒲 敬久
ISIJ International, 53(7), p.1260 - 1267, 2013/07
被引用回数：26 パーセンタイル：72.18(Metallurgy & Metallurgical Engineering)二相ステンレス鋼の引張変形挙動を明らかにするため、中性子と放射光白色X線を利用したその場測定を行った。放射光白色X線の結果から、引張変形中でS32101の硬い相がフェライトからオーステナイトに変化した。これはより大きな力により後半の相へ変化したためであるといえる。中性子実験からは、S32101中のより高い応力下での
相の応力分配が見つかった。ゆえに、S32101中の加工硬化率は相と
相の応力分配により説明することができる。
柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 早野 明; 三ツ井 誠一郎; 谷口 直樹; 小田 治恵; 北村 暁; 大澤 英昭; et al.
JAEA-Research 2012-032, 298 Pages, 2012/09
JAEA-Research-2012-032.pdf:33.68MB
原子力機構(JAEA)と原子力発電環境整備機構(NUMO)は、概要調査段階における処分場の設計・性能評価に関連する主要な技術テーマについて、原子力機構が蓄積してきた技術やノウハウを、NUMOが今後の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定するとともに、必要な開発課題と今後の計画を明らかにすることを目的として、2011年度に共同研究を実施した。実施テーマと概要は以下の通り。(1)対象母岩の選定に関する検討:母岩特性のうち水理に着目し、母岩特性を評価するための項目、及び地下水移行時間の評価手法について、地質環境の調査・評価と関連付けたうえで整理した。(2)シナリオの構築に関する検討:シナリオ構築手順を具体化するとともに、ガラス固化体の溶解と核種の浸出、オーバーパックの腐食、緩衝材の長期変遷について、現象理解に関する最新の知見を構造的に整理した。(3)核種移行パラメータの設定に関する検討:緩衝材の分配係数と拡散係数、母岩の分配係数を対象として、パラメータ設定の方法論を検討し、その方法論に従った試行を行った。(4)知識情報の品質確保に関する検討:知識情報の品質を確保するための考え方や手法を、(2)シナリオの構築で検討した状態設定に対する論拠に関する情報を例として検討した。
福田 朱里*; 萩原 大樹; 石村 豊穂*; 幸塚 麻理子*; 井岡 聖一郎*; 天野 由記; 角皆 潤*; 鈴木 庸平*; 水野 崇
Microbial Ecology, 60(1), p.214 - 225, 2010/05
被引用回数：31 パーセンタイル：65.40(Ecology)花崗岩深部においても微生物の生態系がみられることが知られているが、そのバイオマスや生物多様性,代謝活性を制限する地球化学的要因は明らかになっていない。今回、筆者らは地球化学特性と微生物学特性の関連性を明らかにするため、2005年及び2008年に瑞浪超深地層研究所(MIU)用地内に掘削されたMIZ-1号孔より深度1,169m地点において採取された地下水試料の生物地球化学的特性の調査を行った。化学分析の結果、いずれの試料においても酸素や硝酸,硫酸等の電子受容体は乏しいものの、有機酸を含まない有機炭素に富むことがわかった。いずれの地下水においても、優占する微生物種は、芳香族や脂肪族炭化水素のような利用されにくい電子供与体を利用可能な
属に属する微生物であることがわかった。複数のエネルギー源や電子受容体を添加した3
5週間の培養試験では、培養試験の条件にかかわらず、優占種が
属へと変化した。これらの生物地球化学調査の結果から、MIU深部では、酸素や硝酸の電子受容体と有機酸が乏しいことから属が優占する環境が保持されていると考えられる。
and 
X-ray diffractions of corrosion products freshly formed on the surface of an iron-silicon alloy鈴木 茂*; 松原 英一郎*; 小松 卓哉*; 岡本 吉則*; 蟹江 澄志*; 村松 淳司*; 小西 啓之; 水木 純一郎; 早稲田 嘉夫*
Corrosion Science, 49(3), p.1081 - 1096, 2007/03
被引用回数：32 パーセンタイル：79.07(Materials Science, Multidisciplinary)鉄鋼材料の腐食生成物の形成過程を明らかにするために、純鉄及びFe-2%Si合金の表面に湿潤状態で生じた腐食生成物を採取し、放射光によるX線回折実験を行った。NaCl水溶液によって純鉄表面に生じた湿潤腐食生成物の外周部には-FeOOHが、内部には-FeOOHのほか、-FeOOH, Fe
O
が含まれている。これと比較して、Fe-Si合金の場合は
-FeOOHの生成が著しい。実験ではFe-Si合金の腐食に対する硫酸イオンの影響についても調べた。また実験室のX線回折計で純鉄,Fe-Si合金の乾湿繰返し過程での腐食生成物の形成をその場観察した。その結果は先の放射光による実験の結果と一致している。
東谷 篤志*; 杉本 朋子*; 森 ちひろ*; 鈴木 蓉子*; 齋藤 るみ子*; 一石 英一郎*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 柿崎 竹彦; et al.
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 113, 2007/02
モデル生物の1つである線虫を用いて、生殖細胞系の放射線影響、特にDNA損傷によるアポトーシスと細胞周期の停止とバイスタンダー効果について検討した結果、線虫の生殖細胞形成時のパキテン期チェックポイント機構によるアポトーシスに関しては、同一個体内での間接的な効果、バイスタンダー効果によりアポトーシスが誘導される可能性は低いことが示唆された。そこで、腸管や筋肉等の体細胞における放射線誘発バイスタンダー効果の有無を検証するとともに、放射線被曝を受けていない細胞においてほかのストレス応答が誘導されているかどうかを解析するため、さまざまな外部ストレスに応答して発現が上昇することが知られている低分子heat shock protein: 
遺伝子に大腸菌
遺伝子が融合した
組換え体線虫などを用いて生物効果のモニター系の構築を行った。
= 1 antiferromagnet observed by specific heat measurements萩原 政幸*; 辻井 宏之*; Rotundu, C. R.*; Andraka, B.*; 高野 安正*; 立岩 尚之; 小林 達生*; 鈴木 隆史*; 菅 誠一郎*
Physical Review Letters, 96(14), p.147203_1 - 147203_4, 2006/04
被引用回数：20 パーセンタイル：68.72(Physics, Multidisciplinary)準一次元系磁性物質Ni(C
H
N
)(NO
)(ClO)(NTENP)の磁場中比熱測定を行った。スピン鎖に並行に磁場を加えると、臨界磁場
以上でスピンギャップが消滅し、磁気秩序転移温度より高温では比熱
が温度
に依存する振る舞いを示すことが明らかとなった。本研究から明らかとなった、朝永-ラッティンジャー流体的振る舞いについて理論モデルを用いて解析する。
加藤 智子; 鈴木 祐二*; 牧野 仁史; 内田 雅大; 内藤 守正; 若杉 圭一郎*; 奥山 茂*
JNC TN1400 2005-024, 14 Pages, 2005/08
JNC-TN1400-2005-024.pdf:0.67MB
生物圏評価は,地表に流入する放射性核種の移行率を人間への影響の尺度(例えば,放射線量)に変換するものとして安全評価の重要な要素の一つとして位置付けられる。一般に生物圏評価では数多くのデータを取り扱い,その多くは評価対象となるサイトの特徴に関連する。このため,限られた資源を有効に活用し,効率的に生物圏評価を行うためには,対象とするパラメータを絞って検討を進めることが合理的である。以上のことから,サイクル機構および原環機構は,協力協定に基づき,今後の生物圏評価データベースの整備における方向性や優先度を明らかにすることを目的として,双方のこれまで蓄積している知見を活用し,共同で検討していくための場として「生物圏評価データに関する検討会」を設置した。本検討会では,生物圏評価データの設定の考え方に関する検討として,今後選定される特定のサイト(概要調査地区など)の性能評価に向けて整備していく必要のあるデータを明らかにするとともに,その優先度を評価するための方法論について検討した。この結果,線量に寄与する重要な核種移行プロセスや移行経路をKIPPs(Key Issues, Processes and Pathways)リストとして具体化し,このKIPPsリストに対応するパラメータについて,その特性に基づくタイプ分類を行うことにより,今後データ取得が必要なパラメータを特定する作業フローを構築した。さらに,この作業フローに基づき,第2次取りまとめなどの既存の生物圏データベースの情報を部分的に用いて,適用性の確認のための試行を実施した。この結果,生物圏で取り扱う膨大なデータをデータ出典の信頼性や重要度などの複数の観点から類型化できること,さらにわが国の環境条件やその取得方法を勘案しながら優先的に検討すべきデータを把握できる見通しを得た。
鈴木 敬一*; 西山 英一郎*
JNC TJ7410 2005-002, 79 Pages, 2003/03
JNC-TJ7410-2005-002.PDF:19.85MB
地中レーダー探査を支配する主要な物性は誘電率である。地下を対象とした場合,水の誘電率は岩盤の誘電率に比べて大きく,両者にはコントラストがある。そのため,例えば透水性の割れ目帯では電磁波の反射や電磁波速度の低下が生じる。これらの現象に着目すると,レーダー調査技術は透水性の割れ目帯を対象とした調査に有効である。本件では,連続波レーダー実験機の機能を拡張するため,データの記憶・解析部を追加した。拡張した機能を用いて反射係数自動測定を行い,多量のデータを取得した。逆フーリエ変換を適用して取得データを時間領域波形に変換し,測定対象物からの反射波を確認した。さらに,これまで実施した基礎実験の結果に基づき,実用装置として使用するために必要な改良点を抽出し,その概念設計を行なった。その内容は,送信電力の高出力化,指向性アンテナ,ボアホール型アンテナ,ノイズ対策などである。今後,実験機を実用化することにより,従来のパルスレーダーでは探査できなかった深部の探査が可能になると考えられる。
山口 晶大*; 岩舘 満雄*; 鈴木 栄一郎*; 由良 敬; 川北 重恒*; 梅山 秀明*; 郷 通子*
Nucleic Acids Research, 31(1), p.463 - 468, 2003/01
被引用回数：15 パーセンタイル：24.76(Biochemistry & Molecular Biology)拡大FAMSBASEは全ゲノムが判明している41生物種がもつすべてのタンパク質のホモロジーモデリング結果を格納したリレーショナルデータベースである。モデルはFAMSによって構築した。拡大FAMSBASEには各種の検索方法が備わっている; タンパク質名,キーワード,タンパク質と相互作用する低分子名,アミノ酸配列の一致度など。これらのモデルはタンパク質と他の分子との相互作用を研究するよい出発点となる。ドラッグデザインのもととしても利用可能である。現在本データベースには18万以上のタンパク質立体構造が格納されている。本データベースはhttp://famsbase.bio.nagoya-u.ac.jp/famsbase/から利用可能である。
梅木 博之; 若杉 圭一郎; 石原 義尚; 長谷川 秀一*; 鈴木 篤之*
WSES/IEEE会議, 0 Pages, 2001/00
高レベル放射性廃棄物・地層処分システムの人工バリア中核種移行解析は、これまで差分法による計算を行っており、第2次取りまとめレファレンスケースの解析は、SUNで約2週間、DEC-で20分程度の時間を必要としていた。本研究では、ウェーブレット・ガラーキン法を採用した方法により解析コードを作成し、サイクル機構殿が国に提出した第2次取りまとめレポートのデータセットに基づく解析を行い、通常のパーソナルコンピュータを用いた場合、約2分30秒で解が得られ、計算の効率化を実現できたことや、正確な解が得られることを確認した。
永田 寛; 山浦 高幸; 那珂 通裕; 川又 一夫; 出雲 寛互; 堀 直彦; 長尾 美春; 楠 剛; 神永 雅紀; 小森 芳廣; et al.
no journal, ,
原子力機構では、今後、発電用原子炉を導入する国に向けた汎用小型試験研究炉の概念検討を2010年から開始した。この概念検討にかかわる基本設計としては、板状の燃料要素でプール型による熱出力10MW級の試験研究炉を想定した。また、この概念検討では、安全性の高い施設であること、経済性に優れた設計であること、高い稼働率が達成できること並びに高度な照射利用ができることを目標としている。検討結果として、燃料要素16本と制御要素4本を配置した炉心において、最大高速中性子束は7.6E+17n/m
/sであった。また、原子炉入口圧力が0.15MPa、原子炉入口流量が1200m
/s、原子炉入口温度が40Cの場合、DNBRは4.2であり、定格出力の運転状態としては、この炉心は十分な余裕があることがわかった。今後は、より詳細な炉心の核設計及び熱水力設計を行うとともに、冷却系統,照射設備及びホットラボ設備等の概念設計を行い、動特性評価及び安全評価に着手する予定である。
Takir, D.*; 北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; et al.
no journal, ,
宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機・サンプルリターンミッション「はやぶさ2」は、地球近傍小惑星Ryuguに到着した。この小惑星は、原始的な炭素質天体に分類される。ここでは、「はやぶさ2」探査機に搭載された近赤外線分光器(NIRS3)の最近の観測結果を報告する。この観測は、リュウグウの表面組成の直接測定と、リターンサンプルのコンテクストを提供する。NIRS3は、観測された表面全体に2.72マイクロメートルを中心とする弱く狭い吸収特性を検出した。この吸収特性は、OHを含む鉱物の存在に起因する。また、NIRS3の観測により、リュウグウは探査機による近接観測で最も暗い天体であることが明らかになった。OHの強度と低いアルベドから、熱衝撃変成された、あるいは炭素に富む宇宙風化した始原的な水和炭素質コンドライトと一致する。
SR測定伊藤 孝; 髭本 亘; 鈴木 博之*; 井村 敬一郎*; 佐藤 憲昭*
no journal, ,
SmSは0.1eV程度の小さなエネルギーギャップをもつ黒色の絶縁体であり、0.65GPa程度の圧力を印加することにより黄金色を呈する金属相へと転移することが知られている。これに加え、低温において数々の異常物性が観測されており、これらの発現において励起子が重要な役割を演じている可能性が指摘されている。我々はSmSにおける励起子の電子状態を明らかにするために、ミュオンスピン回転・緩和法による測定を行った。SmSに
粒子を打ち込むと、電子を1つ捕らえて「浅いミュオニウム」と呼ばれる水素原子状の束縛状態を形成する。この浅いミュオニウムと励起子の有効ボーア半径および束縛エネルギーは共通のモデルにより近似的に記述できることから、ミュオニウムの電子状態を調べることにより励起子に関する知見を得ることができると期待される。測定の結果、常圧下におけるミュオニウムの有効ボーア半径は0.33nmであり、加圧によりこの値が増加傾向を示すことが明らかになった。励起子も同様の振る舞いを示すと考えられる。
谷口 直樹; 北山 彩水; 川崎 学*; 中山 雅; 大野 宏和; 三ツ井 誠一郎; 鈴木 宏幸*
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、処分場閉鎖後の初期は緩衝材の再冠水などオーバーパック(以下、「OP」)周囲の環境条件が過渡的な状況になると想定される。このような比較的環境条件の変化が大きい過渡的な期間から変化が緩慢な状態に至る過程での炭素鋼OPの腐食挙動を把握するため、幌延深地層研究センターの地下研究施設(以下、「幌延URL」)に模擬OP、その周りに緩衝材(ベントナイト・珪砂混合体)を設置して原位置腐食試験を実施した。緩衝材には腐食センサーを設置して腐食モニタリングを行うとともに、試験後は模擬OPと緩衝材を回収・解体して腐食状況を調査した。また、得られた腐食データを用いて既往の炭素鋼OPの腐食量評価手法の妥当性を検証した。
