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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。
金村 祥平*; 高橋 優也*; 大森 孝*; 野平 俊之*; 坂村 義治*; 松村 達郎
電気化学, 88(3), p.289 - 290, 2020/09
原子力発電所で発生する使用済燃料を再処理すると、高レベル廃液,ガラス固化体等の高レベル放射性廃棄物が発生する。高レベル廃棄物には、白金族元素,レアアース等のレアメタルが含まれる。これらレアメタルの一部は、Pd-107, Cs-135, Se-79, Zr-93といった半減期が数十万年以上の長寿命核分裂生成物(LLFP)であるため、現在は化学的、物理的に地層処分環境では長期間安定なガラス固化体として処分することとなっている。しかし、高レベル廃棄物からのレアメタル回収や、核変換処理による安定核種または短寿命核種への変換が実現すれば、原子力発電の長年の課題であった高レベル廃棄物の大幅な低減と、廃棄物の再資源化が実現できる。ImPACTプログラムにおいて、少量の試薬添加で元素の分離操作が実現でき、二次廃棄物量を低減可能な電気化学プロセスに着目し、電気化学的手法を用いた高レベル廃棄物からのLLFP分離回収プロセスを開発した。この成果が認められ、電気化学会技術賞(棚橋賞)を受賞した。電気化学会の依頼により、学会誌への解説記事を掲載する。本稿では、開発した手法について簡潔に解説した。
森田 圭介; 鈴木 英哉; 松村 達郎; 高橋 優也*; 大森 孝*; 金子 昌章*; 浅野 和仁*
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference / Light Water Reactor Fuel Performance Conference (Global/Top Fuel 2019) (USB Flash Drive), p.464 - 468, 2019/09
高レベル放射性廃液(HLLW)には種々の長半減期核種が含まれており、地層処分における環境影響を低減させる観点からマイナーアクチノイドと長寿命核分裂生成物(LLFP)を分離し核変換することが望ましい。原子力機構と東芝はHLLWからLLFPであるSe, Zr, Pd及びCsの分離法を開発した。我々は新規ヒドロキシアセトアミド型抽出剤
-ジドデシル-2-ヒドロキシアセトアミド(HAA)を用いたHLLWからのZrの抽出挙動について詳細に検討を行った。HAA抽出系はZrに高い選択性を示し、抽出序列はZr 
Mo Pd Ag 
Sb Sn Lns Feであることを確認した。また、抽出化学種をZr(HAA)
(NO)
(HNO)
と同定し、ミキサセトラを用いた連続向流抽出によって模擬HLLWからZrとMoが定量的に抽出可能であることを実証した。
岡部 晃大; 山本 風海; 神谷 潤一郎; 高柳 智弘; 山本 昌亘; 吉本 政弘; 竹田 修*; 堀野 光喜*; 植野 智晶*; 柳橋 亨*; et al.
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.853 - 857, 2017/12
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)には、ビーム損失を局所化し、機器の放射化を抑制するためにビームコリメータが設置されている。RCSにて加速中に広がったビームハローは、すべてコリメータ散乱体によって散乱され、吸収体部にて回収される。2016年4月のコリメータ保守作業時に吸収体部の1つで大規模な真空漏れが発生したため、代替の真空ダクトを設置することで応急的な対処を行い、ビーム利用運転を継続した。取り外したコリメータの故障原因を特定するためには、遮蔽体を解体し、駆動部分をあらわにする必要がある。しかし、故障したコリメータ吸収体部は機能上非常に高く放射化しており、ビームが直接当たる真空ダクト内コリメータ本体では40mSv/hという非常に高い表面線量が測定された。したがって、作業員の被ばく線量管理、及び被ばく線量の低減措置をしながら解体作業を行い、故障したコリメータ吸収体の真空リーク箇所の特定に成功した。本発表では、今回の一連の作業及び、コリメータの故障原因について報告する。
佐々木 祐二; 森田 圭介; 伊藤 圭祐; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 高橋 優也*; 金子 昌章*; 大森 孝*; 浅野 和仁*
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference (GLOBAL 2017) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2017/09
高レベル廃液中のPd, Zr, Se, Csは長半減期核種のPd-107, Zr-93, Se-79, Cs-135を有している。高レベル廃液から除去し、核変換により処分することで、環境負荷低減に役立てることができる。これら元素について、PdはMIDOA, NTAアミド、Csはクラウンエーテル、ZrはTODGA, HDEHP, Seはフェニレンジアミンで抽出可能である。それぞれ元素の回収条件について検討した成果について述べる。
佐々木 祐二; 森田 圭介; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*
Solvent Extraction Research and Development, Japan, 24(2), p.113 - 122, 2017/06
硝酸溶液からオクタノールまたはドデカン溶媒へのSe, Zr, Pd, Csの溶媒抽出を行った。これら元素は長半減期の核種を含み、高レベル廃液の処理にとってこれら元素の簡便な分離方法の開発が不可欠である。Seはフェニレンジアミン、ZrはHDEHP又はTODGA、PdはMIDOA又はNTAアミドで抽出可能である。CsはDtBuDB18C6を用いて、抽出溶媒を水相の10倍を用いることで90%回収を達成できることを確認した。
中嶋 洋輔*; 武田 寿人*; 市村 和也*; 細井 克洋*; 大木 健輔*; 坂本 瑞樹*; 平田 真史*; 市村 真*; 池添 竜也*; 今井 剛*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 463, p.537 - 540, 2015/08
被引用回数：22 パーセンタイル：84.62(Materials Science, Multidisciplinary)A divertor simulation experimental module (D-module) with a V-shaped divertor target is installed in the west end-sell in GAMMA 10 large tandem mirror device, and a hydrogen plasma irradiation experiment to the target have been started to investigate radiation cooling mechanism on the target. A gas injection system is installed in the D-module and Langmuir probe and calorie meter array are mounted on the target plate. During the plasma irradiation, the highest electron density of 2.4 
10
m
and a significant reduction of the electron temperature from a few tens of eV to 2 eV are achieved on the target plate by hydrogen and noble gas injection into the D-module.
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：8 パーセンタイル：51.22(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
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。
小田 靖久; 山口 敏和*; 白石 裕也*; 小紫 公也*; 梶原 健; 高橋 幸司; 春日井 敦; 坂本 慶司
Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 32(6), p.877 - 882, 2011/06
被引用回数：8 パーセンタイル：43.36(Engineering, Electrical & Electronic)A shock wave supported by an atmospheric breakdown plasma caused by a high-power millimeter-wave beam was studied. The shadow graph image in a shock tube visualized the one-dimensional shock-wave generated by the millimeter-wave breakdown in atmosphere for the first time. It was revealed that a normal shock wave propagated through the tube at the constant velocity while it was detached from the ionization front of the plasma whenever the propagation velocity of the ionization front was supersonic or subsonic. And it was visually clarified that the atmospheric millimeter-wave breakdown had the combined structure of the normal shock wave and the heating region of the millimeter-wave plasma. The measured pressure of the shock front was as equal as the normal shock which propagated at measured Mach number.
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：13.19(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。
2 surface山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 高橋 裕也*; 今野 篤史*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 朝岡 秀人; 末光 眞希*
Applied Surface Science, 254(19), p.6232 - 6234, 2008/07
被引用回数：4 パーセンタイル：20.75(Chemistry, Physical)Si(110)-162表面に室温吸着させた酸素分子の吸着状態と、その後の加熱による吸着構造の変化を放射光光電子分光により研究した。その結果、微量の酸素暴露でもSi
だけでなく、Si
, Si
成分が現れることがわかった。これは、O
分子が既に酸素が吸着しているサイトの近辺に選択的に吸着されるため生じている可能性が高い。また加熱後のSi, Si成分の結合エネルギーが増加し、熱酸化膜の値に近くなっていることから、室温で準安定状態にあった酸素原子が加熱によりSi-O結合長とSi-O-Si結合角を緩和させたことが示唆される。
2 surface by scanning tunneling microscopy富樫 秀晃*; 高橋 裕也*; 加藤 篤*; 今野 篤史*; 朝岡 秀人; 末光 眞希*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(5B), p.3239 - 3243, 2007/05
被引用回数：13 パーセンタイル：45.90(Physics, Applied)Si(110)面は、デバイスの高速化及び高集積化の点から新たな基板表面として注目を集めており、その極薄酸化膜初期形成に伴う表面Si原子のエッチング効果の理解はデバイス作製に欠かせない。われわれは走査型トンネル顕微鏡(STM)を用い、清浄表面の原子レベルの酸化過程を解析した。その結果、Si(001)面とは異なり、酸化に伴うSiエッチングが極めて抑制され酸化層とのシャープな界面が作製可能であることを明らかにした。
2末光 眞希*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 高橋 裕也*; 今野 篤史*; 山本 喜久*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 朝岡 秀人
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.996, p.19 - 25, 2007/00
その高いホール移動度、及びマルチゲートFETにおける活性面として、Si(110)は次世代CMOSプロセスで重要な働きをすると期待される。われわれはこのSi(110)清浄表面の酸化初期過程を放射光光電子分光法及び走査型トンネル顕微鏡を用いて調べた。Si(110)清浄表面の162再配列構造を反映し、同表面の初期酸化過程は(111)や(001)面にはない特異な酸化特性を示すことを明らかにした。
古田島 久哉*; 鈴木 一行*; 藤沢 政則*; 高橋 忠好*; 坂本 功*; 若林 利男
PNC TY9601 98-001, 55 Pages, 1998/03
軽い標的核(水素)を重イオンで衝撃する原子核の吸熱反応を利用して、生成中性子の放出方向が前方の極く狭くコーンの中だけに限られる、従来の中性子源には見られない新しい収束中性子源の開発に成功した。また、ハフニウムなどを母材とする水素吸蔵ターゲットを使用することで、収束中性子源の収束性能を向上させることにも、新たな知見を得た。さらに、中性子生成反応において、1次粒子(加速粒子)と2次粒子(随伴粒子)の分離・計測のための新技術を実験的に検証し、中性子研究者達の長年の夢である中性子標準場の実現に向かって、確実なる第一歩を記すことが出来た。
小藤 博英; 明珍 宗孝; 鷲谷 忠博; 水口 浩司*; 高橋 優也*; 大森 孝*
no journal, ,
モリブデン酸溶融塩の酸化物溶解性に注目し、燃料デブリを模擬した酸化ウラン(UO), 酸化ジルコニウム(ZrO)及び金属ジルコニウム(Zr)の混合試料を用いた溶融塩への溶解性に関する基礎試験を実施し、燃料デブリ処置への適用性を評価した。本試験では、UO量を一定にし、UO量に対する酸化モリブデン(MoO)量(溶解助剤), ZrO量, Zr量をパラメータとして溶解試験を実施し、UOの溶解への影響を調べた。
佐々木 祐二; 森田 圭介; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 伊藤 圭祐; 高橋 優也*; 金子 昌章*
no journal, ,
高レベル廃液中には、分離変換が求められるマイナーアクチノイド(MA)が多量に含まれ、これまでにMA分離技術の開発が世界的に求められてきた。一方、核分裂生成元素の中にも半減期が極めて長く、ガラス固化体に含まれた場合環境中への長期的な危険性を有する元素も含まれる。ImPACT(Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies)プロジェクトはこれら元素を効率的に回収し、有効な処分法の適用、又は資源再利用を目指すものである。対象となる元素はSe, Zr, Pd, Csである。我々は溶媒抽出法によるこれら元素の簡便な分離回収法の開発を目指す。
高橋 慧多; 加藤 竜馬; 安藤 勝訓; 松澤 秀貢*; 永田 悠也*; 金子 尚昭*
no journal, ,
熱応力低減の観点から長く引き回された配管の耐震評価に、多入力時刻歴解析を採用した場合の合理化について、特徴的な境界条件を有する配管系を例に検証した。
森田 圭介; 鈴木 英哉; 松村 達郎; 高橋 優也*; 大森 孝*; 金子 昌章*; 浅野 和仁*
no journal, ,
ImPACT(Impulsing PAradigm Change through disruptive Technologies)の研究開発プロジェクトの核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化では、高レベル廃液中の長半減期核種を回収し、同位体分離や核変換等を適用、効率的な処分や産業利用を目指している。本研究の一環として、高レベル廃液からの長寿命核種であるPd, Se, Zr及びCsの分離回収プロセスの開発を行っている。この中で、我々はZrの分離回収プロセスに溶媒抽出法を採用し、新規抽出剤として2-hydroxy-
,-didodecylacetamideを見出したので、その抽出特性及び利用可能性について検討を行った。
森田 圭介; 鈴木 英哉; 松村 達郎; 高橋 優也*; 大森 孝*; 金子 昌章*; 浅野 和仁*
no journal, ,
高レベル廃液から長半減期核種を含む元素のPd, Se, Cs及びZrを回収する手法として、電解法, 吸着法, 溶媒抽出法を選定し、分離回収プロセスの研究を行っている。このうち、電解法及び吸着法によりPd, Se及びCsが回収された後の模擬高レベル廃液から溶媒抽出法を用いたZrの回収について検討した。Zrに高い選択性を示す-ジドデシル-2-ヒドロキシアセトアミド(HAA)を抽出剤、ドデカンを溶媒に用いる抽出系は、高濃度のZr溶液に適用した場合に水相が懸濁する現象が生じるが、2-エチルヘキシルアミン(EHA)及び2-エチルヘキサノール(EH-OH)を共存させることで水相の懸濁及び第三相の生成を抑制できることを見出した。HAA, EHA及びEH-OHを含むドデカンを抽出溶媒、電解・吸着後の模擬濃縮高レベル廃液を供給液として、多段向流式ミキサセトラによる連続抽出試験を実施し、Zr及びMoが定量的に抽出されることを確認した。
高橋 優也*; 大森 孝*; 山下 雄生*; 金子 昌章*; 浅野 和仁*; 森田 圭介; 鈴木 英哉*; 松村 達郎
no journal, ,
核変換による高レベル廃棄物の大幅な低減・資源化を目指すためには、高レベル廃液中のLLFPを回収し、同位体分離や核変換等による効率的な処分や産業利用が必要となる。回収対象のLLFP元素(Pd, Se, Cs, Zr)はそれぞれ化学的性質が異なるため、それぞれに適した分離回収方法を選定する必要がある。Pd, Seの回収は、前処理が不要で標準電極電位が貴なため直接金属形態で回収可能な電解法を選択した。電解回収が困難なCs, Zrについては、Csはゼオライトによる吸着・溶離を、Zrは溶媒抽出・逆抽出を選択した。電極反応、再利用可能な吸着材、焼却可能な抽出剤の利用を基本とし、二次廃棄物発生量を低減し、後段の核変換で必要とされる金属形態で回収可能なプロセスを組んだ。模擬高レベル廃液(29元素含有の2M硝酸溶液)から電解法、ゼオライトによる吸着・溶離、溶媒抽出・逆抽出試験を実施し、それぞれの分離回収率や平衡到達時間などを評価した。その結果、有効な分離回収性能を確認した。また800t/年のPUREX再処理からの高レベル廃液処理を想定し、LLFP分離回収施設の概念構築を実施した。
