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論文

Preliminary investigation of pretreatment methods for liquid scintillation measurements of environmental water samples using ion exchange resins

仲宗根 俊也*; 横山 須美*; 高橋 知之*; 太田 雅和; 柿内 秀樹*; 杉原 真司*; 平尾 茂一*; 百島 則幸*; 玉利 俊哉*; 島 長義*; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 15, p.2405027_1 - 2405027_3, 2020/05

事故時あるいはトリチウム使用施設からのトリチウム放出時の環境影響評価においては、環境試料中のトリチウムの迅速な分析が求められる。液体シンチレーションカウンタによる水試料のトリチウム分析では、その前処理として、水試料に含まれる有機物やイオンといった不純物の除去が必要である。一般的に用いられている前処理法は、試料の蒸留である。しかしながら、蒸留は時間を要するという欠点がある。本研究は、イオン交換樹脂を用いた迅速な前処理法の検討を目的とする。このために、陸水試料を用いて不純物除去のバッチ実験およびカラム実験を実施したところ、イオン交換樹脂の使用により、試料に含まれる不純物の除去が短時間(5分以内)で達成されることが確認された。

論文

Development of field estimation technique and improvement of environmental tritium behavior model

横山 須美*; 高橋 知之*; 太田 雅和; 柿内 秀樹*; 杉原 真司*; 平尾 茂一*; 百島 則幸*; 玉利 俊哉*; 島 長義*; 安藤 麻里子; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 14(Sp.2), p.3405099_1 - 3405099_4, 2019/06

核融合科学研究所は、2017年に大型ヘリカル装置を用いたD-D実験を開始した。施設の安全確保のためにはD-D反応で生成するトリチウムの環境中移行評価法の確立が重要となる。大気及び土壌中のトリチウム水(HTO)は植生に移行し、光合成を経て有機物トリチウム(OBT)が生成される。OBTは植生中に滞留し、経口摂取による被ばくを引き起こすため、トリチウム放出においてはOBT生成の予測が重要となる。本研究は、簡易なコンパートメントモデルと実用性の高いパラメータを使用して上述した環境中トリチウム移行を推定することを目的とする。これまでに、大気・土壌・植生系から成る簡易なコンパートメントモデルを提案し、精緻なモデルであるSOLVEGとの比較によりモデルの検証を図った。本研究では、簡易モデルへの湿性沈着過程の導入及び土壌の通気性や大気・土壌・植生中トリチウム濃度の測定によるパラメータの取得、更にはOBT分析時の簡便な前処理手法の確立を計画している。

報告書

東濃地科学センターにおける断層ガウジ試料のカリウム-アルゴン(K-Ar)年代測定

田村 肇*; 柴田 健二*; 高橋 直哉; 丹羽 正和

JAEA-Testing 2017-001, 52 Pages, 2017/03

JAEA-Testing-2017-001.pdf:2.36MB

地層処分における地質環境の長期安定性に係る評価のうち、断層の活動性評価に関しては、断層活動時期についての情報を得ることが不可欠である。東濃地科学センターでは、断層活動時期の推定のための年代測定技術の一つとして、断層ガウジのカリウム-アルゴン(K-Ar)年代測定を実施している。測定結果の評価の一助とするため、K-Ar年代測定のための試料処理、分析、および年代計算の手順を本報告書にまとめた。

論文

Depth profiles of radioactive cesium in soil using a scraper plate over a wide area surrounding the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant, Japan

松田 規宏; 三上 智; 下浦 享*; 高橋 純子*; 中野 雅和; 島田 清貴*; 宇野 騎一郎; 萩原 成朝; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 139, p.427 - 434, 2015/01

 被引用回数:67 パーセンタイル:4.21(Environmental Sciences)

Depth profiles of radioactive cesium from the Fukushima accident in soils was obtained using a scraper plate three times between December 2011 and December 2012. In most of the obtained depth profiles, it was possible to fit the concentration to a function of mass depth as either an exponential or sech function. By using those functions, following three parameters were estimated: (1) relaxation mass depth $$beta$$ (g cm$$^{-2}$$), (2) effective relaxation mass depth $$beta$$$$_{eff}$$ (g cm$$^{-2}$$), and (3) 1/10 depth L$$_{1/10}$$ (cm). It was observed that depth profiles at some study sites deviated from the typical exponential distributions over time. Downward migration rate V (kg m$$^{-2}$$ y$$^{-1}$$) estimated by the sech function were in good agreement with those found by a realistic approach using a diffusion and migration model.

論文

Fabrication of super electromagnetic coil support using HIP diffusion bonding

高橋 正和*; 増尾 大慈*; 高野 克敏; 小泉 徳潔

Proceedings of 11th International Conference on Hot Isostatic Pressing (HIP 2014), 4 Pages, 2014/06

TFコイル構造物は高さ16.5m,幅9mの大型構造物であるが、数mmの高精度な製作公差で製作する必要がある。また、大型構造物の製作方法は、無垢材のオーステナイト・ステンレス鋼から機械加工による削り出しによって製作する方法が採用されているが、本方法は材料の歩留まりが悪く、長時間の機械加工時間を要することから非合理的である。このため、原子力機構では、高精度で合理的な製作方法を開発するため、熱間等方加圧(HIP)による拡散接合を用いた大型構造物の製作技術開発を進めている。技術開発の結果、材料歩留りを約50%、加工時間を約40%合理化できるとともに、高精度な寸法公差を達成し、HIPによる大型構造物の製作が有効であることを示した。

論文

Development of function-graded proton exchange membrane for PEFC using heavy ion beam irradiation

白木 文也*; 吉川 妙子*; 大島 明博*; 大島 雄二*; 高澤 侑也*; 福武 直之*; 大山 智子*; 裏川 達也*; 藤田 創*; 高橋 朋宏*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(15), p.1777 - 1781, 2011/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:44.16(Instruments & Instrumentation)

イオン照射時のブラッグピーク付近での化学反応の局所性を利用して、傾斜的に親水基が導入された燃料電池用新規プロトン交換膜材料を創製し、燃料電池特性を評価した。フッ素系高分子材料にXe$$^{54+}$$照射を真空・室温下で行い、ブラッグカーブに沿ったLETの違いを利用して傾斜的なラジカル生成を誘起した。照射後、スチレンモノマーをグラフト反応させ、スルホン化処理することで親水基の傾斜的な分布を有するプロトン交換膜を得た。これを用いて作製した膜/電極接合体は、特に電圧の安定性が従来のものよりも優れていることが明らかとなり、燃料電池の性能向上に繋がると期待される。

論文

Micro-fabrication of biodegradable polymers using focused ion beam

大久保 聡*; 高橋 朋宏*; 高澤 侑也*; 五輪 智子*; 佐々木 隆*; 長澤 尚胤; 玉田 正男; 大島 明博*; 田川 精一*; 鷲尾 方一*

Journal of Photopolymer Science and Technology, 23(3), p.393 - 397, 2010/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:83.81(Polymer Science)

ポリカプロラクトン,ポリブチレンサクシネート・アジペート共重合体などの生分解性プラスチック材料に集束イオンビーム(FIB)を照射して直接エッチング処理を施すことで、ナノメートル分解能で微細加工が可能となった。フィルムあるいはスピンコートにより作製したシート状生分解性プラスチックにGaイオンのFIBを照射して、250ナノメートルの線幅を有する微孔膜や歯車などをナノメートル分解能で微細加工することに成功した。これらのことから、FIBを製造手段として生分解性プラスチックの医用・電子デバイス及びマイクロマシン分野への応用利用が期待される。

論文

Ion beam irradiation effects on resist materials

五輪 智子*; 高橋 朋宏*; 岡 壽崇; 村上 健*; 大島 明博*; 田川 精一*; 鷲尾 方一*

Journal of Photopolymer Science and Technology, 23(3), p.399 - 404, 2010/08

6 MeV/u ion beams (Si$$^{14+}$$, Ar$$^{18+}$$, etc.) and 30 kV Ga$$^{+}$$ focused ion beam (FIB) were irradiated to a chemical amplified deep-UV resist and electron beam resist. The resist sensitivities were correlated with the energy deposition of ion beams, we obtained clear patterns of the resists. In contrast, crosslinking reaction of resist polymer was induced by the FIB irradiation, positive-negative inversion took place.

口頭

岐阜県北部,跡津川断層周辺の破砕帯の広域分布と特徴

丹羽 正和; 石丸 恒存; 黒澤 英樹; 島田 耕史; 守屋 俊文*; 高橋 一晴*

no journal, , 

断層活動によって形成される破砕帯は、周辺岩盤の水理特性に大きな影響を及ぼすことが指摘されている。高レベル放射性廃棄物の地層処分において、断層活動に起因する地下水流動の変化などを検討する際には、破砕帯の広域的な分布や、個々の破砕帯の特徴を把握しておくことが重要となる。そこで本講演では、断層帯及びその周辺の広域的な破砕帯の分布と特徴を明らかにするための事例的な調査研究の一つとして、岐阜県の跡津川断層地域における地表調査の結果について紹介する。本調査により、跡津川断層トレースから約500m以上離れると、破砕帯の数が急減し、個々の破砕帯の幅も、約2m以下の小規模なものに限定される傾向があることがわかった。

口頭

Study on direct etching of fluoropolymers by heavy ion beam irradiation

高澤 侑也*; 福武 直之*; 高橋 朋宏*; 裏川 達也*; 大島 雄二*; 五輪 智子*; 白木 文也*; 藤田 創*; 岡 壽崇; 村上 健*; et al.

no journal, , 

Fluoropolymers such as PTFE, PFA and FEP were irradiated with heavy ion beam from Medium Energy Beam Port at Heavy Ion Medical Accelerator in Chiba (HIMAC) in NIRS. The direct etching for fluoropolymers was succeeded by various heavy ion beam irradiation, and the etching rates increased with increasing linear energy transfer (LET).

口頭

重イオン照射による傾斜機能材料の創製

大島 明博*; 白木 文也*; 高澤 侑也*; 藤田 創*; 吉川 妙子*; 巽 貴浩*; 坪倉 英裕*; 高橋 朋宏*; 五輪 智子*; 坂上 和之*; et al.

no journal, , 

イオン照射時のブラッグピーク付近での化学反応の局所性を利用して、傾斜機能性を有するフッ素系高分子材料の創製を検討した。フッ素系高分子材料にXe$$^{54+}$$イオン照射を真空・室温下で行い、ブラッグカーブに沿った傾斜的なラジカル生成を誘起した。照射後、スチレンモノマーをグラフト反応させ、スルホン化処理することで親水基の傾斜的な分布を有する機能性材料の創製を検討した。

口頭

Study of complex magnetic structures in frustrated magnets by means of polarized neutrons

加倉井 和久; 脇本 秀一; 松田 雅昌*; 石渡 晋太郎*; 奥山 大輔*; 田口 康二郎*; 十倉 好紀*; 西 正和*; 中島 多朗*; 満田 節生*; et al.

no journal, , 

In studying modern functional materials, one is often confronted with complex spin configurations, for example, non-collinear, incommensurate magnetic structure such as helimagnetic structure as a result of frustrated magnetic interactions. Since the giant functional responses in these materials are direct consequences of these complicated magnetic structures, the detailed knowledge of the structure is mandatory to understand the essence of the magnetic functional materials. In this presentation some recent results on complex magnetic materials such as frustrated and multiferroic systems are reported, where the polarized neutron investigations provided important insight into the complex behavior of these functional materials.

口頭

$$^{134}$$Cs等が放出するカスケード$$gamma$$線のサム効果補正法の開発,1; 日本分析化学会放射能標準物質作製委員会の共同実験

米沢 仲四郎*; 柿田 和俊*; 高橋 孝紀*; 青野 辰雄*; 前田 智史; 阿部 敬朗*; 荒川 史博*; 木方 展治*; 秋山 正和*; 松村 勇*; et al.

no journal, , 

日本分析化学会(JSAC)が主催した玄米認証標準物質及び魚類認証標準物質の国際共同比較試験(IICE)の結果、我が国の試験所の共同分析結果から決められた$$^{134}$$Csの認証値は、効率曲線法におけるサム効果の補正不足によってIICEの平均値より2%$$sim$$4%低いことが分かった。現在、我が国の多くの試験所では$$^{134}$$Cs等からのカスケード$$gamma$$線のサム効果補正には、Gamma StudioとGamma Explorerの2種類の$$gamma$$線スペクトル解析プログラムが使われている。JSACの放射能標準物質作製委員会は、これらのプログラムによるサム効果補正を検証するため、$$^{134}$$Csの標準線源を利用した共同実験を実施した。

口頭

アナグリフ地形判読にもとづいた日本列島の海底段丘分布図

小松 哲也; 泉田 温人*; 高橋 尚志*; 舟津 太郎*; 村木 昌弘*; 宝蔵 蓮也*; 野村 勝弘; 丹羽 正和; 須貝 俊彦*

no journal, , 

地層処分技術の信頼性向上に向けた課題の一つが、沿岸部付近における隆起・侵食に係る調査・評価技術の高度化である。この課題を検討するためには、陸上だけでなく、氷期に広く陸化する大陸棚において地殻変動や侵食の指標となる地形の分布やその特徴を把握する必要がある。本研究では、そのための基礎資料となる日本列島周辺の海底段丘分布図を海底地形のアナグリフ画像判読に基づき作成した。

口頭

能登半島西岸域の中新世安山岩中に認められる変質鉱物中のカリウムの存在状態とK-Ar年代の意義

宇波 謙介*; 福士 圭介*; 高橋 嘉夫*; 板谷 徹丸*; 丹羽 正和

no journal, , 

従来、スメクタイトは組成式にカリウムが含まれておらず、層間イオンとしてカリウムが含まれていても、容易に他のイオンに置換され長期間保持されることはないため、K-Ar年代測定は適用できないとされてきた。しかし、化学組成分析では少量のカリウムが認められることがある。本研究では、少量のカリウムが検知される能登半島西岸域の中新世安山岩中のスメクタイトに富む変質鉱物を対象に、XRD, TEM, 交換性陽イオン分析, XAFSなどを行い、変質鉱物中のカリウムの存在形態を検討した。その結果、XRDレベルの分析でスメクタイトと同定される変質鉱物であっても、その鉱物中にカリウムが固定される構造を含んでいる場合があることが分かった。

口頭

能登半島西岸域の中新世安山岩中に認められる粘土鉱物中のカリウムの存在状態

宇波 謙介*; 福士 圭介*; 高橋 嘉夫*; 丹羽 正和

no journal, , 

本研究では、XRD分析ではほとんどスメクタイトで構成されるが、化学分析では少量のカリウムが認められる粘土鉱物に対し、カリウムの存在状態を明らかにするため、TEMやXAFSなどの分析結果を精査した。XAFSの結果からは、内圏錯体の寄与が認められ、その内圏錯体/外圏錯体の比率は、モンモリロナイトおよびイライトの標準的な試料の結果と比較すると中間的な値を示した。よって、この粘土鉱物には、イライトのようにカリウムが固定される構造が含まれていると考えられる。

口頭

Simple pretreatment method of tritium measurement for environmental water samples with liquid scintillation counter

仲宗根 峻也*; 横山 須美*; 高橋 知之*; 太田 雅和; 柿内 秀樹*; 杉原 真司*; 平尾 茂一*; 百島 則幸*; 玉利 俊哉*; 島 長義*; et al.

no journal, , 

液体シンチレーションカウンタによる環境水試料のトリチウム分析では、試料に含まれる溶存有機物等の不純物の除去が必要である。一般的に用いられている前処理法は試料の蒸留であるが、蒸留は時間を要する(24時間程度)という欠点がある。発表者らは、イオン交換樹脂を用いた迅速な前処理法を提案してきた。本研究では、イオン交換樹脂を用いた前処理法の定量評価を目的としてバッチ実験を実施し、実験結果から不純物の除去が短時間(5分程度)で完了することを確認した。

口頭

Improvement of environmental tritium behavior model; Calculation of OBT concentration in plants using the MOGRA code

横山 須美*; 高橋 知之*; 太田 雅和; 柿内 秀樹*; 杉原 真司*; 平尾 茂一*; 百島 則幸*; 玉利 俊哉*; 島 長義*; 安藤 麻里子; et al.

no journal, , 

核融合施設の安全確保のためには、環境中でのトリチウム移行の評価手法の確立が重要である。本研究では、陸面環境中トリチウム移行の推定のために、MOGRA(Migration Of GRound Additions)コードを用いた、簡易なコンパートメントモデルを開発した。モデルは大気・土壌・植生の各コンパートメントにより構成される。大気中の水素ガス状トリチウム(HT)とトリチウム水(HTO)をトリチウムソースと設定し、降水による湿性沈着(HTO入力)も考慮した。植生中のトリチウムは自由水トリチウム(FWT)と有機物トリチウム(OBT)を考慮した。本研究では、モデルの試験計算として、施設からのトリチウムの大気への定常放出と事故放出を模擬した計算を実施し、各コンパートメントのトリチウム濃度の変動を解析した。

口頭

Development of a new sampler for tritium measurement in the infiltrated soil water

柿内 秀樹*; 田中 将裕*; 福谷 哲*; 杉原 真司*; 平尾 茂一*; 百島 則幸*; 玉利 俊哉*; 島 長義*; 安藤 麻里子; 古川 雅英*; et al.

no journal, , 

原子力施設から放出されるトリチウムの環境中挙動の把握は、施設の安全性の評価において重要である。土壌中トリチウム濃度の継続的な測定のために、ガラス繊維シートを利用したライシメータにより土壌浸透水を連続的に捕集するシステムを開発し、核融合科学研究所内の松林の未攪乱土壌中に設置した。土壌浸透水の捕集面は、シリコンでコーティングした厚さ0.5cmのアルミニウムプレートと400cm$$^{2}$$のガラス繊維シートで構成され、土壌深さ20cmに土壌水の流れと垂直に挿入された。捕集面からフレキシブルPVCチューブを通じて下部に設置した高密度ポリエチレンコンテナに流入した土壌浸透水を、ほぼ一月毎に吸引ポンプで採水し、トリチウム濃度を測定した。本システムはシンプルで、土壌構造を破壊することなく土壌浸透水を調査することができる。本システムによって得られた連続モニタリングデータは、トリチウムの土壌-植物間移行予測のために用いられる。

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