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奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I.-H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 31(5), p.2101704_1 - 2101704_4, 2021/08
被引用回数：4 パーセンタイル：21.43(Engineering, Electrical & Electronic)超伝導転移端センサー(TES)マイクロ熱量計は、優れたエネルギー分解能と高い効率を持った、加速器施設での実験に理想的なX線検出器である。高強度パルス荷電粒子ビームを用いたTES検出器の性能を研究するために、日本の陽子加速器研究施設(J-PARC)でパルスミュオンビームを用いてX線スペクトルを測定した。X線エネルギーの実質的な時間的シフトがパルスミュオンビームの到着時間と相関していることを発見した。これは、最初のパルスビームからのエネルギー粒子の入射によるパルスパイルアップによって合理的に説明された。
X rays奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I. H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直; et al.
Physical Review Letters, 127(5), p.053001_1 - 053001_7, 2021/07
被引用回数：24 パーセンタイル：78.88(Physics, Multidisciplinary)超伝導遷移エッジ型センサーマイクロカロリメーターを用いて、鉄のミュー原子から放出される電子X線を観測した。FWHMでの5.2eVのエネルギー分解能により、電子特性
および
X線の非対称の広いプロファイルを約6keVの超衛星線線とともに観察することができた。このスペクトルは、電子のサイドフィードを伴う、負ミュオンと
殻電子による核電荷の時間依存スクリーニングを反映している。シミュレーションによると、このデータは電子殻および殻の正孔生成と、ミュオンカスケードプロセス中のそれらの時間発展を明確に示している。
Xe ions on proton, deuteron, and carbon targetsSun, X. H.*; Wang, H.*; 大津 秀暁*; 櫻井 博儀*; Ahn, D. S.*; 合川 正幸*; 福田 直樹*; 磯部 忠昭*; 川上 駿介*; 小山 俊平*; et al.
Physical Review C, 101(6), p.064623_1 - 064623_12, 2020/06
被引用回数：8 パーセンタイル：53.37(Physics, Nuclear)理化学研究所RIビームファクトリーにて逆運動学法を使用し、核子当たり168MeVの陽子, 重陽子, 炭素イオン入射によるXeのスポレーションおよびフラグメンテーション反応からの同位体生成断面積を測定した。炭素イオンの場合は全運動エネルギーが高くなるため、質量数の小さな同位体の生成断面積が大きくなった。また、今回新たに測定されたデータを以前により高い入射エネルギーで測定されたデータと比較することで、同位体生成断面積の入射エネルギー依存性を調査した。さらに、測定データをPHITS, SPACS, EPAX, DEURACSの計算値と比較した。本研究で測定したデータは、理論計算の良いベンチマークになると考えられる。
小高 裕和*; 一戸 悠人*; 武田 伸一郎*; 福山 太郎*; 萩野 浩一*; 齋藤 新也*; 佐藤 有*; 佐藤 悟朗*; 渡辺 伸*; 国分 紀秀*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 695, p.179 - 183, 2012/12
被引用回数：24 パーセンタイル：81.67(Instruments & Instrumentation)Si/CdTe半導体両面ストリップ検出器(DSD)を用いた新しいコンプトンカメラの開発を行った。このカメラは、各面において電極が128ストリップ(250
mピッチ)で分割されている、厚さ500mのSi-DSDと4層の厚さ750mのCdTe-DSDから成り、ファインピッチのDSDを4mm間隔で積層配置することで、高角度分解能(356keVで4.5度、662keVで3.5度)を有しかつ小型な装置を実現している。許容できる検出効率を保ちつつこのような高解像度を得るために、コンプトン散乱連続スペクトルを用いたエネルギー較正法と、CdTe-DSD内の深度計測を用いたデータ処理法を新たに試みた。さらに、同時マルチエネルギーイメージングの結果を用いて、カメラの撮像能力について詳細な検討を行った。
-ray camera武田 伸一郎*; 一戸 悠人*; 萩野 浩一*; 小高 裕和*; 湯浅 孝行*; 石川 真之介*; 福山 太郎*; 齋藤 新也*; 佐藤 有*; 佐藤 悟朗*; et al.
Physics Procedia, 37, p.859 - 866, 2012/10
被引用回数：28 パーセンタイル：98.55(Physics, Applied)ASTRO-Hミッションのために開発されたSi/CdTe半導体両面ストリップ検出器(DSD)を利用したコンプトンカメラを用い、放射線ホットスポットのモニタリングの実行可能性チェックを目的とした複数放射線源の画像化実験を行った。本装置は半導体検出器によって与えられた良好なエネルギー分解能により、既に商業的な画像処理システムが提供するホットスポットの画像可能力に加え、複数の放射性同位元素を同定する能力を有する。今回の実験では、
Ba(356keV), 
Na(511keV)及び
Cs(662keV)の三放射性同位元素を同時に測定し、これらの画像化に成功した。5つの検出器モジュール(有効面積: 1.7
10
cm
)を積み重ねることによって、662keVの線に対し、検出効率1.6810
、及び、3.8度の角度分解能を確認した。本装置は、より多くの検出器モジュールをスタックすることにより、さらに大きな検出効率を達成することが可能である。
He neutron spin filter cells坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012004_1 - 012004_7, 2011/06
被引用回数：2 パーセンタイル：63.30(Physics, Applied)In spin-exchange optical pumping, there is unknown excess relaxation, called the X-factor, that limits attainable He polarization. It is known that the X-factor depends on the glass containers. Hence, it is expected that there are cell-to-cell variations in microscopic structure among the cells and that these variations affect the attainable He polarization. However, microscopic structure of the glasses for He neutron spin filters has not been clarified yet. In this paper, we have performed precise X-ray diffraction measurements for the glasses at SPring-8 using synchrotron radiation. The structural differences are observed between several types of glasses, and also, between the GE180 glass pieces with different thermal treatment. Based on the results, the structural influence on the performance of He neutron spin filters is discussed.
He neutron spin filters on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 相澤 一也; 新井 正敏; 能田 洋平; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 294(1), p.012017_1 - 012017_7, 2011/06
被引用回数：2 パーセンタイル：63.30(Physics, Applied)A polarized He neutron spin filter has been applied to polarization analysis on the small-angle neutron scattering spectrometer SANS-J-II at JRR-3. Measurements were taken on silver behenate, which has several coherent peaks in the small-angle region with a background of spin incoherent hydrogen scattering. Here we demonstrate that the coherent and spin incoherent scattering were successfully separated by the polarization analysis using the He spin filter on the instrument.
He neutron spin filters坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06
Polarized He neutron spin filters have attracted much attention because of their available wide energy range for polarizing neutrons and their large solid-angle. To use He neutron spin filters for the experiments, it is necessary to produce glass cells with good quality. For this purpose, we made research on the glass cells from several aspects. Firstly, we investigated on the microscopic structure for several glasses by means of X-ray diffraction measurement and tried to find a good measure of evaluating the quality of the cells in terms of their structure. Secondly, we investigated on the glass window, which the laser beam passes through for optical pumping. Thirdly, the cells should be optimized for the polarized neutron scattering experiments and the background from the cells needs to be evaluated. The scattered intensity from the cell in small-angle neutron scattering will also be presented.
He neutron spin filters坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Physica B; Condensed Matter, 406(12), p.2443 - 2447, 2011/06
被引用回数：3 パーセンタイル：14.57(Physics, Condensed Matter)Glass cells play an important role in polarized He neutron spin filters. To evaluate the scattering and absorption contribution from glass cells during neutron scattering experiments, we measured small-angle scattering and neutron transmission in GE180 and other glasses. To pursue the possibility of being a structural influence on He spin relaxation in GE180 glass cells, we performed precise X-ray diffraction measurement using synchrotron radiation at SPring-8. From these measurements, a structural difference was observed among GE180 glasses with different thermal treatments.
He neutron spin filter cells坂口 佳史; 吉良 弘; 奥 隆之; 篠原 武尚; 鈴木 淳市; 酒井 健二; 中村 充孝; 鈴谷 賢太郎; 新井 正敏; 武田 全康; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 634(1, Suppl.), p.S122 - S125, 2011/04
被引用回数：6 パーセンタイル：40.48(Instruments & Instrumentation)Polarized He neutron spin filters are promising neutron polarizers in polarized neutron scattering experiments at facilities with two-dimensional detectors and pulsed neutron source. Although they are now operational at several institutions, it is still desired to be developed. Among required factors for the development, the study on the glasses in the filters is one of the important issues. In this paper, we report our recent investigation on the glass cells such as X-ray diffraction measurements and the measurements of the degree of circular polarization of the transmitted laser light through the glass window in the filter.
関岡 靖司*; 武田 聖司; 木村 英雄
JAEA-Research 2009-062, 68 Pages, 2010/03
JAEA-Research-2009-062.pdf:3.62MB
ガラス溶解速度は、固化体近傍の溶存シリカ濃度が飽和した環境における速度であって、化学親和力に依存しない現象が寄与した極めて遅い速度で進行すると考えられている。その溶解機構の最近の研究では、ガラス溶解のモデルにより溶解速度が時間経過に従い減少する可能性の説明がなされてきているものの、必ずしも処分環境下においてその現象の合理的な理解に到達していない現状である。そこで、本研究では、ガラス溶解速度のモデルとして、既往の安全評価に用いられている「時間に依存しない一定の溶解速度モデル」に加えて、「ガラス溶解速度の時間減少モデル」のそれぞれのモデルについて、ガラス溶解速度の代表値及びパラメータ不確かさを検討した。両者のモデルの代表値及びパラメータ不確かさの推定は、収集した文献データから分析した試験条件とガラス溶解速度との関係をもとに、仮想的な処分環境を仮定し絞り込んだホウ素浸出量のデータの統計分析により行った。その結果、溶解速度一定モデルでは、ガラス溶解速度が4E-3g/m
/dayを中心に3桁程度で変動するとの結果となり、また、時間減少モデルでは、ガラス溶解速度は1000年程度までに1E-5
1E-4g/m/dayオーダーの範囲内を緩やかな減少傾向で表現され、その値は溶解速度一定モデルの最小値よりも1桁低い値となった。これは、両者のモデルの違いによって、ガラス溶解速度に大きな差が生じる可能性があることを意味する。
中山 雅; 小林 保之; 松田 武*; 納多 勝*; 入矢 桂史郎*; 竹田 宣典*
JAEA-Research 2009-035, 70 Pages, 2009/11
JAEA-Research-2009-035.pdf:11.27MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分施設では、坑道の空洞安定性などの観点から、支保工,覆工などにセメント系材料の使用が想定されている。セメント系材料が、地下水と接触することで地下水のpHが1213程度に上昇することが考えられ、人工バリア材料や天然バリアを変質させ、処分システムの長期性能に影響を及ぼす可能性がある。このような影響を低減することを目的として、原子力機構ではポゾラン反応を利用した低アルカリ性セメント(HFSC)の開発を進めており、幌延深地層研究計画において、HFSCを地下施設建設工事に実際に使用する原位置施工試験を計画している。平成19年度は、HFSC中の鉄筋腐食挙動の評価,HFSCを用いたコンクリート材料のpH低下挙動の把握及びこれまでの知見の整理を実施した。6年間の海洋暴露試験結果からHFSCを用いた鉄筋コンクリートの腐食ひび割れの発生時期を評価した結果、HFSCを用いた鉄筋コンクリートでは鉄筋径を適切に選定することで最大150年程度はひび割れが発生しないことが示唆された。pH低下挙動については、蒸留水への長期浸漬供試体の分析を実施し、pHが緩やかに低下する傾向であることを確認した。また、これまでに得られた知見を整理し、実施工における品質管理手法を取りまとめた。
武田 聖司; 山口 徹治; 長澤 寛和; 渡邊 正敏; 関岡 靖司; 神崎 裕; 佐々木 利久; 落合 透; 宗像 雅広; 田中 忠夫; et al.
JAEA-Research 2009-034, 239 Pages, 2009/11
JAEA-Research-2009-034.pdf:33.52MB
地層処分の安全評価では、安全性を評価すべき時間枠が極めて長く、また、評価すべき処分システムの空間スケールが数km以上にわたることによる不確かさの把握が重要である。こうした処分システムの時間的及び空間的広がりに起因した不確かさは、その成因に着目すると、処分システムの構成要素(材料)の本質的な不均質性,構成要素で発生する現象の理解不足や予測の不確かさ,測定手法や工学技術の不完全さなどが考えられる。これらの不確かさは、研究開発の進展によりある程度低減あるいは定量化が可能である。本評価では、これらの不確かさを考慮して、高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性に関し、決定論的手法及びモンテカルロ法に基づいた確率論的手法を用いた解析を行った。おもに、人工バリアにかかわるシナリオ,モデル及びパラメータの不確かさが被ばく線量評価に与える影響を推定する方法を示し、その不確かさ影響解析を実施するとともに、得られた解析結果から今後も研究課題とすべき重要なモデルやパラメータを抽出した。
竹田 宣典*; 桑江 ひとみ*; 中山 雅; 小林 保之
コンクリート工学年次論文集(DVD-ROM), 31(1), p.895 - 900, 2009/07
pHが11.0程度の低アルカリ性を有するフライアッシュ高含有シリカフュームセメント(HFSC)について、鉄筋コンクリートとしての適用性を評価することを目的として、コンクリート供試体の6年間の海洋暴露試験を行い、圧縮強度,塩化物イオン侵入量,鉄筋腐食について調査し、腐食ひび割れの発生時期を予測した。その結果、6年間の海洋環境下における圧縮強度の低下はなく、塩化物イオンの侵入は普通ポルトランドセメントに比べて少ないことが明らかになった。また、鉄筋腐食は、塩化物イオンの侵入が少ない時期に生じるが、その進行は遅く、かぶり100mm,鉄筋径22mmの場合の腐食ひび割れ発生時期は50100年後と予測される。以上のことから、HFSCを鉄筋コンクリートに適用する場合には、鉄筋径や使用部位を適切に選定することが重要となることが示唆された。
青山 卓史; 伊藤 主税; 大川内 靖; 前田 茂貴; 鈴木 惣十; 茶谷 恵治; 竹田 敏一*
Proceedings of the 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM), 9 Pages, 2009/07
大学等における教育研究活動を支援するため、これまで個別に対応してきた「常陽」関連施設における学生実習を体系的で効果的に実施できるシステムを構築した。実習内容は、これまで実績のある「常陽」の運転データを用いた炉物理解析実習,原子炉シミュレータを用いたフィードバック反応度特性実習,放射化箔法による中性子照射量測定実習に加えて、レーザによる極微量同位体分析実習,放射性物質の放射化学分析実習のテーマとし、原子力専攻に限定されない幅広い学生が参加できるものとした。本実習システムは、大学教育の専門家によるレビューを受けるとともに試行を行い、2008年から運用を開始した。本実習システムにより、大学では実施が困難な原子炉施設等を用いた教育が可能となり、実践的な技術・技能を習得した学生の育成と大学との連携強化への貢献が期待できる。
植田 伸幸*; 福島 昌宏; 岡嶋 成晃; 竹田 敏一*; 北田 孝典*; 名内 泰志*; 木下 泉*; 松村 哲夫*
Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9493_1 - 9493_9, 2009/05
燃料無交換ナトリウム冷却小型高速炉(4S炉)の模擬実験として高速炉臨界実験装置(FCA)において取得した反射体反応度価値,ナトリウムボイド反応度価値等の主要核特性データに対して実験解析を実施した。確率論的手法として連続エネルギーモンテカルロコードMVP及び決定論的手法としてSn輸送コードDANTSYSを用いた解析はともに、臨界性,反射体反応度価値,ナトリウムボイド反応度価値等の実験結果をよく再現することを確認した。
大江 俊昭*; 長崎 晋也*; 木村 英雄; 武田 聖司; 関岡 靖司; 加藤 博康*
日本原子力学会和文論文誌, 7(3), p.194 - 209, 2008/09
ベントナイトあるいは鉱物,岩石に対する分配係数のデータベースに存在するデータのばらつきの要因を、イオン交換モデルあるいは表面錯体モデルを用いた分析によって明らかにすることを目的として、分配係数のデータを再整理した。その結果、表面錯体モデルによる分析が可能な十分なpH領域をカバーした実験データがそろっている試料/元素の組合せは石英/Np, Seとベントナイト/Np, Sn, Uなどわずかしかないことがわかった。また、安全評価上重要と考えられるCsの分配係数に着目し、データのばらつきの原因を調査した。そして、共存イオン濃度,砂混合の有無などの試験条件の相違がベントナイトに対する分配係数のばらつきの要因であることを明らかにした。さらに、これらのばらつきをイオン交換モデルによって解析するうえで不可欠でありながら欠損するパラメータを推測する手順を作り、モデル解析を行うことによって、データのばらつきを低減できる可能性を示した。
大林 寛生; 田坂 裕司*; 今 誓志*; 武田 靖*
Flow Measurement and Instrumentation, 19(3-4), p.189 - 195, 2008/06
被引用回数：18 パーセンタイル：58.73(Engineering, Mechanical)本論文は流体中の多次元速度ベクトル計測を実現する新たな計測技術を提案するものである。計測システムとしては、複数の超音波トランスデューサを用いた超音波流速分布測定法を採用した。計測時における流路壁面の影響を考慮するため、2次元波動方程式を解くことにより超音波ビームの焦点位置を予測し、システムの最適化を実施した。最適化されたシステムにより円柱後方流れ(非定常流のサンプル)の2次元速度ベクトル計測を実施した結果、実流動場中の2次元速度ベクトル分布計測に成功した。速度ベクトルの時間変動及び渦度分布は、速度変動と円柱後方に発生するウェイクの縦方向の変動を詳細に捉えるものであることがわかった。
大江 俊昭*; 長崎 晋也*; 木村 英雄; 武田 聖司; 関岡 靖司; 加藤 博康*; 赤堀 邦晃*
日本原子力学会和文論文誌, 7(3), p.210 - 220, 2008/00
ベントナイトに対するCsの分配係数データベースに表れるデータのばらつきを検討した。地球化学反応解析コードPHREEQCあるいはMINEQL-TOを用いて、表面錯体反応とイオン交換反応を同時に考慮したモデル解析を行い、バッチ法及び拡散法という全く異なる2つの試験方法で得られたpH依存性に関する試験結果のいずれもが、同一の解析パラメータを用いてほぼ再現可能であること、データの変動はイオン交換反応に競合するNa濃度やpHなどの環境因子の変動が大きな要因であることがわかった。したがって、従来、データのばらつきと考えられていた収着分配係数の変動原因の多くはモデル解析により説明可能であることを明らかにした。
田坂 裕司*; 武田 靖*; 大林 寛生; 柳澤 孝寿*
超音波Techno, 18(6), p.70 - 74, 2006/11
液体金属は不透明であるため、光学的な流速計測手法は使用できない。また、熱拡散が早いことから熱膜プローブ法などの古典的な計測法も使用できない。これに対し、著者らは液体の透明性を問わず、瞬時速度分布の計測を可能とする超音波流速分布計(Ultrasonic Velocity Profiler: UVP)による液体金属の流動計測に取り組んでいる。本解説記事では、さまざまな液体金属の流動計測結果について簡単な説明を行う。
