MeV- and sub-MeV-photon sources based on Compton backscattering at SPring-8 and KPSI-JAEA

川瀬 啓悟; 神門 正城; 早川 岳人; 大東 出; 近藤 修司; 本間 隆之; 亀島 敬; 小瀧 秀行; Chen, L.*; 福田 祐仁; et al.

Nuclear Physics Review, 26(Suppl.), p.94 - 99, 2009/07

SPring-8とKPSI-JAEAにおいて、それぞれMeV領域,sub-MeV領域の逆コンプトン散乱による光源を開発した。MeV光源は光励起型遠赤外レーザーと8GeV電子ビームとからなっている。sub-MeV光源はNd:YAGパルスレーザーとマイクロトロンで加速された150MeV電子ビームからなっている。どちらの光源も逆コンプトン光の発生に成功した。ここでは、これらの光源の特徴と今後の展望について発表する。

Isolated hydrogen center in wide gap semiconductors studied by SR

下村 浩一郎*; 門野 良典*; 西山 樟生*; 渡辺 功雄*; 鈴木 栄男*; Pratt, F.*; 大石 一城; 水田 正志*; 斎藤 峯雄*; Chow, K. H.*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 376-377, p.444 - 446, 2006/04

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.12.114

Recent progresses of the studies of isolated hydrogen center in ZnO and GaN by muon spin rotation methods are reported. Preliminary experimental results for shallow muonium hunting as an acceptor in InSb and GaSb are also discussed.

弱アルカリ性およびアルカリ性環境における炭素鋼オーバーパックの局部腐食進展挙動

谷口 直樹; 川崎 学*; 川上 進; 鈴木 治雄*

JNC TN8400 2003-016, 89 Pages, 2003/03

JNC-TN8400-2003-016.pdf:1.29MB

堆積軟岩系岩盤における処分では緩衝材周囲にコンクリート製支保工の施工が考えられており、地下水がセメントとの接触によって高pH化する可能性がある。そのような処分環境において、炭素鋼オーバーパックは条件によっては不動態化して局部腐食を受けることが懸念される。そこで弱アルカリ性アルカリ性(7.7pH13.4)の水溶液環境で浸漬試験を行い、炭素鋼の局部腐食進展挙動を検討した。緩衝材ブロック間の継ぎ目に地下水が選択的に浸潤した場合にも飽和度や緩衝材空隙水組成の不均一性に起因する局部的な腐食を受ける可能性があ

圧縮ベントナイト中のストロンチウムイオン、ヨウ化物イオン、重水の実効拡散係数の塩濃度依存性

鈴木 覚; 佐藤 治夫

JNC TN8400 2002-002, 46 Pages, 2002/05

JNC-TN8400-2002-002.pdf:1.32MB

圧縮ベントナイト中の核種の拡散係数と地下水の塩濃度の関係を知るために、ヨウ化物イオン(I-)、ストロンチウムイオン(Sr2+)、重水素化水(重水、HDO)の実効拡散係数の塩濃度依存性を透過拡散試験法により調べた。ベントナイト試料としては、精製ベントナイト(スメクタイト含有率99重量%以上)およびMX80ベントナイトを使用した。精製ベントナイトは乾燥密度0.9または1.6Mg/m3で、MX80ベントナイトは乾燥密度1.8Mg/m3の条件で圧縮成型し、NaCl濃度0.010.5Mの水溶液で飽和含水させた。ヨウ化物イオンとSr2+の実効拡散係数は塩濃度が高いほど増加したが、一方、重水のそれはほとんど変化しなかった。塩濃度と実効拡散係数の関係は経験的にべき乗則で表されることを見出した。ヨウ化物イオンの実効拡散係数の塩濃度依存性は、既往の陰イオン(塩化物イオン)に対して報告されている傾向と一致していた。実効拡散係数の乾燥密度依存性から、I-の拡散経路は重水に比べ限定されており、拡散挙動は陰イオン排除効果で解釈できる。一方、Sr2+は、既往の研究とは全く異なる塩濃度依存性を示していた。本研究の結果は、収着の分配係数が高いほど拡散が起こりにくいことを示唆している。しかし、保持因子が異常な振る舞いをしめすことから、この拡散挙動の違いは、拡散試験方法、特にSr2+の境界条件の制御方法に原因があると考えられる。

緩衝材特性評価モデルの高度化に関する基礎研究-分子動力学法による緩衝材のミクロ挙動解析および均質化法による緩衝材のミクロ・マクロ解析-

河村 雄行*; 市川 康明*; 鈴木 覚; 柴田 雅博; 佐藤 治夫; 上野 健一

JNC TY8400 2002-015, 90 Pages, 2002/03

JNC-TY8400-2002-015.pdf:26.99MB

本研究では、分子レベルでの粘土鉱物と水やイオンの挙動に着目した分子シミュレーションを行なうとともに、これをマクロの連続体にまで拡張する新しい理論である"分子動力学-均質化結合解析法"による緩衝材中の物質移行現象を説明する新たなモデルの開発を行った。分子動力学計算で必要となる、原子間相互作用モデルの改良および原子間ポテンシャルの再評価を行なうとともに、Na型スメクタイト-水系等の分子動力学計算を行い、層間の水分子の構造、水の粘性や拡散係数分布等の評価を行なった。その結果、スメクタイト表面の水1層は構造化しており、さらに表面から1nm程度の距離にわたって、バルクの水より大きな粘性を持つ拡散層が認められた。また、端面を持つスメクタイト結晶モデルを作成し、結晶端面に対するイオンの収着について議論を行なった。分子動力学計算から得られたミクロな領域に関する物性値から、緩衝材材料全体の物性値を解析的に導出する均質化手法の適用のために、材料の微細構造モデルを、実材料の観察に基づいて構築することとし、ベントナイト構成粒子や圧縮ベントナイトのSEM、TEM観察、およびX線回折を実施した。これらから得られた情報を基に、層間と外部空隙の割合を導出し、単純化し定式化した間隙構造モデルを提案した。分子動力学計算で得られたミクロな物性値と、構造観察に基づき作成された圧縮ベントナイト構造モデルを用いて、圧縮ベントナイト中の物質の拡散に対する"分子動力学-均質化結合解析"を実施した。粒子サイズ異なる、多段階スケールの多孔質媒体中の拡散問題に対する均質化法の数値解析法を求め、非収着性の媒体である水に着目し実効拡散係数を導出した。解析結果は実測値やその傾向性を、おおよそ説明することができた。一方、緩衝材中の溶質(イオン)の拡散に関しては、実験データの蓄積と解釈を進めた。MD-HA結合解析による現象説明には至らなかったが、収着の取り扱いを伴う物質移行問題に対する均質化モデルの枠組みの構築を行なった。

Fundamental Study on the Orientation Properties of Clay Particles in Compacted Bentonite

佐藤 治夫; 鈴木 覚

Special Workshop of Clay Microstructure and its Importance Soil Behaviour, p.87 - 96, 2002/00

放射性廃棄物の地層処分に使用される圧縮ベントナイト中の構成粘土鉱物の配向特性について検討した。先ず乾燥密度をパラメータにベントナイトの圧縮方向に対して軸方向と鉛直方向からsem観察を行った。ベントナイトはnaスメクタイト含有率が異なるクニゲルv1とクリピアfを用いた。クニピアfでは全て密度に対してスメクタイト粒子の配向性が観察されたが、クニゲルv1では見られなかった。次にトリチウムをトレーサーとして乾燥密度をパラメーターに圧縮方向に対して軸方向と鉛直方向に対して透過拡散実験を行った。クニゲルv1に対する実効拡散係数(de)は、両拡散方向とも同じであったが、クニピアfでは、スメクタイト粒子の配向方向へのdeの方が鉛直方向に対してより大きくsem観察結果とも調和的であった。また、同様の実験で行われた重水の結果も同様な傾向であった。この原因はベントナイト中のスメクタイト粒子の配向方向が拡

圧縮ベントナイトの微細構造のモデル化とMD-HA結合解析法の拡散問題への適用(先行基礎工学研究に関連した共同研究の研究開発)

鈴木 覚; 藤島 敦; 上野 健一; 市川 康明*; 河村 雄行*; 藤井 直樹*; 柴田 雅博; 佐藤 治夫

JNC TY8400 2001-003, 66 Pages, 2001/05

JNC-TY8400-2001-003.pdf:2.26MB

放射性廃棄物の地層処分における多重バリアシステムの性能評価における、緩衝材特性(膨潤性、透水性、核種移行遅延特性等)と微細構造の関係を理解するために、圧縮成形されたNa型ベントナイトの微細構造について電子顕微鏡観察およびX線回折測定を行った。乾燥粉末状態のベントナイトに含まれるスメクタイトの団粒は、板状で底面方向の大きさは100m程度、厚さは10m程度であるが、圧縮成型後、含水飽和させるとより小さなスメクタイトの粒子に分離する。これらの小さな粒子は数層かそれ以上のスメクタイト単層(幅100-10000nm程度、厚さ1nm程度)から構成されており、その粒子を積層体と呼ぶ。積層体-積層体間の間隙(外部間隙)のサイズ、間隙率は、層間の選択的水和のため、積層体の膨潤によりコントロールされている。含水ベントナイトのXRDプロファイルには、底面間隔で3.52, 1.88, 1.56nmに相当する回折ピークが観察され、積層体により底面間隔が異なることを示唆する。低い乾燥密度(0.8-1.0Mg/m3)では3.52nmまたは1.88nmの底面間隔を持つ積層体が混在するが、乾燥密度の増大とともに前者が相対的に減少し、乾燥密度が1.2Mg/m3の条件では後者の積層体のみが存在するようになる。乾燥密度0.9Mg/m3の条件で含水させる溶液のNaCl濃度を0.0-0.5Mまで変化させたところ、塩濃度が0.3M以上では3.52nmの底面間隔のピークは観察されなかった。これに対して、1.88nmの底面間隔は塩濃度によらず一定であった。このことは、高い塩濃度の条件では、積層体の底面間隔が1.88nmに保たれたまま、積層数が増加していることを示唆する。以上の観察に基づいて、微細構造モデルを考案し、外部間隙サイズLを積層体の積層数nおよび底面間隔d(001)の関数として理論的に定式化した。ここで、は端面方向の間隙サイズを表すパラメーター、はスメクタイト単層の厚さ(1nm)、Pclay, Pdryはそれぞれスメクタイトの結晶密度(2.88Mg/m3)およびベントナイトの乾燥密度である。この式は積層数とともに外部間隙サイズが増加することを示しており、塩濃度が高くなると外部間隙サイズが増加すると考えられる。また、乾燥密度が高くなるに従い、外部間隙サイズは急速に小さくなる。

Effects of salinity on diffusivities of Sr and I-ions in compacted sodium-bentonite

鈴木 覚; 佐藤 治夫

Migration '01, 0 Pages, 2001/00

圧縮ベントナイト中のSr2+,I-イオンの透過拡散試験を行い、実効拡散係数の塩濃度に対する依存性を調べた。Sr2+, I-イオンの実効拡散係数はそれぞれ塩濃度が高くなるに従い増加し、その変化はSr2+でより顕著であった。

圧縮Na型ベントナイト中におけるストロンチウム(Sr)の拡散係数の塩濃度依存性

鈴木 覚; 佐藤 治夫

日本原子力学会誌, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分における、緩衝材中の拡散係数と地下水の塩濃度の関係について理解するために、ストロンチウム(Sr)の実効拡散係数の塩濃度依存性について調べた。実効拡散係数は、乾燥密度やベントナイトの種類によらず塩濃度が高くなるに従い、増加する傾向があった。

福島支援活動にかかわる福島派遣者の個人モニタリング

鈴木 武彦; 村山 卓; 宮内 英明; 佐藤 義高; 大井 義弘; 橘 晴夫; 吉富 寛

no journal, , 

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、東京電力福島第一原子力発電所の事故に対し、環境モニタリング,民家除染等の支援活動を行っている。これら支援活動では、外部被ばく及び内部被ばくのおそれがあったため、支援活動を行う派遣者を対象として、派遣期間中の個人モニタリングを実施している。個人モニタリングの実施にあたり、環境バックグラウンドレベルが上昇したことによる影響を考慮し、平常時とは異なる測定,評価方法で行った。被ばく線量の評価に用いた方法等を紹介する。