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論文

Development of prototype reactor maintenance, 3; Application to valves of sodium-cooled reactor prototype

近澤 佳隆; 高屋 茂; 田川 明広; 久保 重信

Proceedings of 2019 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2019) (Internet), 6 Pages, 2019/05

研究開発段階発電用原子炉施設(以下、「研開炉」という。)の特徴を考慮して、原子炉施設の安全性確保を最優先としつつ、炉型に適した保守管理技術体系を構築するために実施すべき保守管理に関する検討結果を行った。本報告では提案した研開炉の保守管理の考え方に基づき、ナトリウム冷却高速炉の特有な機器であるナトリウム弁の保全計画(点検計画)を検討した例を示す。

論文

研究開発段階発電用原子炉の特徴を考慮した保守管理の提案

高屋 茂; 近澤 佳隆; 林田 貴一; 田川 明広; 久保 重信; 山下 厚

保全学, 15(4), p.71 - 78, 2017/01

研究開発段階炉に適した保守管理について、まずはじめに、その目的を明確化し、次に実用炉用保守管理規程の研開炉への適用性について検討した。検討結果に基づき、研開炉の保守管理に関する要求事項及び考慮事項を提案した。最後に、適用例として、ナトリウム冷却高速炉の保全計画の設定例を示した。

報告書

研究開発段階発電用原子炉施設の保守管理

高屋 茂; 近澤 佳隆; 林田 貴一; 田川 明広; 久保 重信; 山下 厚

JAEA-Research 2016-006, 66 Pages, 2016/07

JAEA-Research-2016-006.pdf:3.4MB

本報告書は、研究開発段階発電用原子炉施設(以下、「研開炉」という。)の特徴を考慮して、原子炉施設の安全性確保を最優先としつつ、炉型に適した保守管理技術体系を構築するために実施すべき保守管理に関する検討結果をまとめたものである。まず、研開炉の保守管理の目的を明確にし、次に、その目的に基づいて、研開炉の保守管理に対する具体的な要求事項と考慮事項について検討を行った。検討に際しては、日本電気協会から発刊されている「原子力発電所の保守管理規程」及び「原子力発電所の保守管理指針」を参考にした。検討結果は、新しく研開炉版の保守管理規程案としてまとめた。最後に、ナトリウム冷却高速炉の特徴的な機器であるナトリウムを内包する機器を例にして、研開炉の保守管理規程案を適用した場合の保全内容の設定案を示した。

論文

Radioactivity decontamination in and around school facilities in Fukushima

三枝 純; 田川 明広; 操上 広志; 飯島 和毅; 吉川 英樹; 時澤 孝之; 中山 真一; 石田 順一郎

Mechanical Engineering Journal (Internet), 3(3), p.15-00609_1 - 15-00609_7, 2016/06

福島第一原子力発電所の事故後、原子力機構は福島県内の学校施設を効果的に除染するための方法を構築するため各種の除染実証試験((1)校庭の線量低減対策、(2)遊泳用プール水の浄化、(3)遊具表面の除染)を実施した。これらの除染実証試験を通して、(1)校庭の線量低減対策では、校庭の表土を剥ぎ取り深さ1mのトレンチに埋設することで線量を大幅に低減できること、(2)遊泳用プール水の浄化では、水中の放射性セシウムを回収するために凝集沈殿法が有効であること、(3)遊具表面の除染では、鉄棒や砂場の木枠といった遊具に対する除染効果は遊具の材質や塗装の条件により大きく依存すること、等の知見を得た。本稿では、これらの除染実証試験についてレビューする。

論文

Radioactivity decontamination in and around school facilities in Fukushima

三枝 純; 田川 明広; 操上 広志; 飯島 和毅; 吉川 英樹; 時澤 孝之; 中山 真一; 石田 順一郎

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 5 Pages, 2015/05

福島第一原子力発電所の事故後、原子力機構は福島県内の学校施設を効果的に除染するための方法を構築するため各種の除染実証試験((1)校庭の線量低減対策、(2)遊泳用プール水の浄化、(3)遊具表面の除染)を実施した。これらの除染実証試験を通して、(1)校庭の線量低減対策では、校庭の表土を剥ぎ取り深さ1mのトレンチに埋設することで線量を大幅に低減できること、(2)遊泳用プール水の浄化では、水中の放射性セシウムを回収するために凝集沈殿法が有効であること、(3)遊具表面の除染では、鉄棒や砂場の木枠といった遊具に対する除染効果は遊具の材質や塗装の条件により大きく依存すること、等の知見を得た。本稿では、これらの除染実証試験についてレビューする。

論文

Application of natural linear polysaccharide to green resist polymers for electron beam and extreme-ultraviolet lithography

竹井 敏*; 大島 明博*; 大山 智子; 伊藤 健太*; Sugahara, Kigen*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 清一*; 花畑 誠*

Japanese Journal of Applied Physics, 53(11), p.116505_1 - 116505_7, 2014/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.81(Physics, Applied)

電子線(EB)及び極短紫外(EUV)リソグラフィ用レジストとしての直鎖状天然多糖類の応用を検討した。天然多糖類はウェハ上へのスピンコートや現像過程に水を使うことができるため、有機溶媒を必要とせず、環境にやさしい次世代のデバイス製造に利用可能である。開発したレジストは重量平均分子量83,000、70mol%のヒドロキシ基を有する。200mmウェハへのスピンコートが可能であり、100-400nmのピラーパターン描画時の電子線への感度が10$$mu$$C/cm$$^{2}$$と高く、シリコン系中間層を用いた場合CF$$_{4}$$プラズマエッチング時の十分な選択比を持つことを確認した。また、これらの実験結果から、EUV領域へも高い感度を有することが予測された。

報告書

平成25年度除染技術選定・評価等業務報告書; 環境省平成25年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺 将久; 田川 明広; 梅宮 典子; 丸山 登; 吉田 真美; 川瀬 啓一; 野口 真一; 坂爪 克則; 渡邊 雅範; 平賀 隼人; et al.

JAEA-Review 2014-028, 184 Pages, 2014/10

JAEA-Review-2014-028.pdf:37.79MB

除染作業に利用できる技術について民間企業等から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証事業」を環境省からの受託を受けて実施した。平成25年度の除染技術実証事業では、土壌や緑地、廃棄物の除染や、焼却灰の洗浄等の11件の技術が採択され、原子力機構は実証試験への助言及び評価を実施した。

論文

Organic solvent-free water-developable sugar resist material derived from biomass in green lithography

竹井 敏*; 大島 明博*; 市川 拓実*; 関口 敦士*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 大山 智子; 伊都 将司*; 宮坂 博*

Microelectronic Engineering, 122, p.70 - 76, 2014/06

 被引用回数:19 パーセンタイル:16.52(Engineering, Electrical & Electronic)

環境に配慮した電子線リソグラフィ技術を確立するため、バイオマス由来の糖レジストを開発した。石油由来ではなく、また、アルカリ水溶液や有機溶媒を用いて現像する既存のレジストと違い、水で現像できることが大きな特徴である。75keVの電子線描画装置を用いて加工特性を評価したところ、50-200nmのライン加工に要する照射線量は約7$$mu$$C/cm$$^2$$と低く、化学増幅型レジストと比較しても非常に高い感度を示すことが分かった。開発した糖レジストは23$$^{circ}$$Cの室温環境で純水に60秒浸漬することで現像でき、ドライエッチング耐性(CF$$_4$$ガス)も十分にあることが確認された。

報告書

福島第一原子力発電所事故に係る避難区域等における除染実証業務報告書; 除染技術実証試験事業編(受託研究)

渡辺 将久; 田川 明広

JAEA-Review 2013-053, 84 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-053.pdf:48.63MB

除染作業に利用できる技術について民間企業から技術提案を受け、その除染効果を経済性、安全性等とともに検証する「除染技術実証試験事業」を内閣府からの委託を受けて実施した。原子力機構は、土壌分級,超高圧水除染や有機物の減容技術等の25件の技術を採択し、実証試験への助言及び評価を実施した。

報告書

平成24年度除染技術選定・評価等業務報告書; 環境省平成24年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺 将久; 梅宮 典子; 田川 明広; 川瀬 啓一; 野口 真一; 坂爪 克則; 渡邊 雅範; 時澤 孝之

JAEA-Review 2013-052, 232 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-052.pdf:26.42MB

除染作業に利用できる技術について民間企業から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証試験事業」を環境省からの委託を受けて実施した。原子力機構は、焼却灰の洗浄やため池浚渫等の15件の技術を採択し、実証試験への助言及び評価を実施した。

報告書

平成24年度除染技術評価等業務報告書; 環境省平成23年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺 将久; 田川 明広

JAEA-Review 2013-051, 244 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-051.pdf:34.73MB

除染作業に利用できる技術について民間企業から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証試験事業」を環境省からの委託を受けて実施した。原子力機構は、熱分解,ため池底質除染や有機物のバイオマス技術による減容等の22件の技術を採択し、実証試験への助言及び評価を実施した。

論文

Positive-negative dual-tone sensitivities of ZEP resist

大山 智子; 中村 紘貴*; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*

Applied Physics Express, 7(3), p.036501_1 - 036501_3, 2014/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:78.29(Physics, Applied)

塩素系高分子ZEPは、ポリメタクリル酸メチルに比べ10-100倍の高い感度を持つ主鎖切断型の汎用電子線レジストである。しかし、高線量の電子線を照射した場合、ZEPは現像液に溶解するポジ型から、現像液に不溶化するネガ型へと変化することが分かった。100kVの電子線を用い、複数の現像液に対するZEPの溶解挙動を調べたところ、ポジ型としてパターンを掘りきるのに必要な線量は0.01-0.4mC/cm$$^2$$と現像液への溶解度に依存して大きく異なったが、ネガ型へと変化する閾線量(現像液に不溶化し始める線量)は、どの現像液に対しても約20mC/cm$$^2$$と同じ値を示した。X線光電子分光と核磁気共鳴による生成物分析から、ZEPに含まれる塩素の組成比と、主鎖切断によって生じた末端二重結合の数によって切断と架橋の効率が変化し、その結果ZEPがネガ型に反転する閾線量が決まることが明らかになった。この結果から、ZEPを照射線量の制御によって複雑な3次元形状を作製できるポジ型ネガ型兼用レジストとして使用できる可能性があることが分かった。

論文

Pulse radiolysis study on a highly sensitive chlorinated resist ZEP520A

保坂 勇志*; 大山 智子; 大島 明博*; 榎本 智至*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*

Journal of Photopolymer Science and Technology, 26(6), p.745 - 750, 2013/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:63.88(Polymer Science)

ポジ型塩素系電子線レジストZEP520Aは高感度・高分解能・高エッチング耐性を持つレジストとして知られている。本研究では大阪大学Lバンドライナックのパルス電子ビーム(エネルギー28MeV)を用い、ジクロロメタンおよびテトラヒドロフラン(THF)溶液中のナノ秒パルスラジオリシス法によって反応機構を調査した。その結果、解離性電子付着による塩素の脱離と電荷移動錯体の生成による複数の主鎖切断経路が存在することが確認され、主鎖切断のG値が約8と高い理由が明らかになった。また、THFに溶かした高濃度溶液を用いた実験ではZEP520Aの直接イオン化による生成物が確認された。このことから、固体レジスト中(微細加工時の状態)での放射線化学反応の初期過程が、溶液を用いた実験でシミュレートできることが分かった。

論文

Micro/nanofabrication of poly($$_{L}$$-lactic acid) using focused ion beam direct etching

大山 智子; 日名田 暢*; 長澤 尚胤; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*; 田口 光正

Applied Physics Letters, 103(16), p.163105_1 - 163105_4, 2013/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:67.17(Physics, Applied)

生体適合性と生分解性を併せ持つポリ乳酸をバイオデバイスへ応用するため、集束ガリウムイオンを用いたダイレクトエッチングによる微細加工を試みた。照射イオン数(線量)と電流値(線量率)に依存して、エッチング速度や加工精度が変化することが分かった。ポリ乳酸はガラス転移温度(60$$^{circ}$$C付近)以上で容易に変形してしまうため、照射熱が加工特性に大きく影響したと考えられる。照射条件を制御して熱の影響を抑制することによって、直径約80nmのホールや100nm幅のアルファベットなど任意の微細加工に成功した。微細加工表面をマイクロエリアX線光電子分光で解析したところ、物理スパッタと放射線誘起分解反応によってポリ乳酸表面が炭化し、線量に応じてC=C結合が増えていくことが分かった。C=C結合が多い表面状態は細胞接着性が高いことが報告されており、本研究で得られたポリ乳酸の微細加工体は高い細胞接着性を持つことが期待される。

論文

Demonstration test results of organic materials' volumetric reduction using bio-ethanol, thermal decomposition and burning

田川 明広; 渡辺 将久

Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 6 Pages, 2013/09

To discover technologies that can be utilized for decontamination work and verify their effects, economic feasibility, safety, and other factors, the Ministry of the Environment launched the "FY2011 Decontamination Technology Demonstrations Project" to publicly solicit decontamination technologies that would be verified in demonstration tests and adopted 22 candidates. JAEA was commissioned by the Ministry of the Environment to provide technical assistance related to these demonstrations. This paper describes the volume reduction due to bio-ethanol, thermal decomposition and burning of organic materials in this report. The purpose of this study is that to evaluate a technique that can be used as biomass energy source, while performing volume reduction of contamination organic matter generated by decontamination. Important point of volume reduction technology of contamination organic matter, is to evaluate the mass balance in the system. Then, confirming the mass balance of radioactive material and where to stay is important. The things that are common to all technologies, it is must ensure that the radioactive cesium is not released as exhaust gas, etc.. The radioactive cesium remains in the carbides when organic materials are carbonized, and radioactive cesium does not transfer to bio-ethanol when organic materials are processed for bio-ethanol production.

論文

Method of predicting resist sensitivity for 6.x nm extreme ultraviolet lithography

大山 智子; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*

Journal of Vacuum Science and Technology B, 31(4), p.041604_1 - 041604_5, 2013/07

Potential extension of 13.5 nm extreme ultraviolet lithography (EUVL) to 6.x nm range has been discussed recently in academia and the semiconductor industry. We investigated the sensitivities of several resists using highly monochromatized soft X-rays from synchrotron radiation. Although the absorbed dose depends on the distance from the top surface of the resist, the required absorbed doses ($$D_0$$ or $$D_{50}$$, Gy) corresponding to the dose/sensitivities ($$E_0$$ or $$E_{50}$$, mJ cm$$^{-2}$$) were almost constant for each resist regardless of the exposure wavelength. This would be applicable in the EUV/soft X-ray region, where nearly the same chemical reactions are induced. The resist sensitivities for any exposure wavelength can be predicted easily by using the sensitivity that is measured at a certain wavelength, the resist's thickness, and the linear absorption coefficients that can be calculated using the chemical composition and density of a resist.

論文

Demonstration test on concrete with epoxy resin coating using ultra-high pressure water jet decontamination technology

田川 明広; 手塚 将志; 寺倉 嘉宏*; 内藤 雅之*; 宮島 謙治*

Proceedings of 21st International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-21) (DVD-ROM), 6 Pages, 2013/07

東京電力福島第一原子力発電所の廃止措置を進めるために、建屋内を除染することは重要である。原子力発電所内は、除染を容易に行うためにエポキシ樹脂塗装されているが、汚染レベルが高いためにエポキシ樹脂ごとはぎ取る必要が考えられる。そこで、環境中で除染係数10から100を達成した最大280MPaの超高圧水除染技術を用いてエポキシ樹脂をはぎ取ることができるのか、はぎ取った後に回収された水を凝集沈殿によって処理することができるのかを確認する実証試験を「ふげん」で実施し、東京電力福島第一原子力発電所の廃止措置に利用できる目途を得た。

論文

Environmental remediation following the Fukushima-Daiichi accident

田川 明広; 中山 真一; 宮原 要

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.944 - 951, 2013/03

東京電力福島第一原子力発電所事故によって放出された放射能により、福島県の広大な面積が汚染された。原子力機構は指定公共機関として、被災地の放射線モニタリング等を行い、除染についてもさまざまな実証試験を研究開発した。特に、除染関連の活動は、原子力機構の主要な貢献の一つで、前例のない除染の技術サポートを行い、モデル実証事業等を行った。本論文は、原子力機構が実施した事業のうち、除染モデル実証事業に焦点を当ててその知見や経験を紹介している。

論文

Synthesis of arsenic graft adsorbents in pilot scale

保科 宏行; 笠井 昇; 柴田 卓弥*; 明田川 康*; 高橋 牧克*; 吉井 明央*; 角田 安彦*; 瀬古 典明

Radiation Physics and Chemistry, 81(8), p.1033 - 1035, 2012/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.4(Chemistry, Physical)

The zirconium (Zr(IV))-type adsorbent for As(V) removal was synthesized by radiation-induced graft polymerization with phosphoric monomer and the subsequent chemical modification with Zr(IV) by loading on phosphoric units. The Zr(IV)-type adsorbent can rapidly remove As(V) to low concentration. In order to apply for a large amount of water treatment, it is necessary to construct of synthesis method in pilot scale. Synthesis method of graft adsorbent in pilot scale was investigated by setting up the equipment which was composed of reaction tanks, washing tank and pump. The equipment can produce the adsorbent which is maximum 0.3 $$times$$ 20 m size in one batch graft reaction. To evaluate the optimum condition in this equipment, it was required the optimization of several condition such absorbed dose, monomer concentration, reaction temperature and reaction time. A nonwoven cotton fabric as a trunk polymer was irradiated, then it was placed into the reaction tank with the deaerated monomer solution. The components of the monomer was phosphoric acid mono- (50%) and di- (50%) ethyl methacrylate ester. As a result, the degree of grafting of 150% was obtained at absorbed dose of 20 kGy with 5% monomer solution mixed by deionized water for 2 hours at 40 $$^{circ}$$C. Finally after loaded of Zr(IV) on grafted nonwoven fabric, As(V) adsorbent was achieved in pilot scale.

論文

平面除染による空間放射線量率の評価; 公園における除染試験結果

田川 明広

日本原子力学会和文論文誌, 11(2), p.111 - 117, 2012/05

原子力機構は、福島県の生活圏における学校, 公園, 家屋の除染を実施している。150平米の公園について一般の方が購入できるツールを用いて除染試験を実施した。公園では、ブランコや滑り台の遊具,土壌表土の剥ぎ取り、7MPaのストレートノズルによる高圧水洗浄による側溝除染を実施し、それぞれの除染効果を確認した。また、表土除去した土は、ピットを公園内に設け、その中に保管し覆土を実施した。その結果、1m高さの空間線量率が1.5$$mu$$Sv/hrであった公園の空間線量率は0.6$$mu$$Sv/hrにまで低減することができた。

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