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荒井 陽一; 渡部 創; 長谷川 健太; 岡村 信生; 渡部 雅之; 武田 啓佑*; 福元 博基*; 吾郷 友宏*; 羽倉 尚人*; 塚原 剛彦*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 542, p.206 - 213, 2023/09
被引用回数：1 パーセンタイル：0.02(Instruments & Instrumentation)Spent PUREX solvent, which mainly consists of tributyl phosphate (TBP) and normal dodecane, is generated by solvent extraction of Plutonium and Uranium in the spent nuclear fuel reprocessing. One of the treatment options for storage of the spent solvent is adsorption of the liquid into vermiculite. The organic liquid is considered to be trapped between layers of the vermiculite. Our previous experiments on the adsorption of spent solvent into the vermiculite have shown that some parts of loaded solvent gradually leaked out from the vermiculite. In order to investigate the adsorption mechanism and capacity, elution behavior of the loaded solvent into organic diluents were evaluated. A part of the loaded solvent was easily leaked into the diluent, while some solvent remained inside the particle even after the leaching test. In this study, the adsorption capacity of the vermiculite was evaluated through amount of remaining solvent after washing with diluents. The amount of the remaining solvent was analyzed by Particle Induced X-ray Emission (PIXE) on P contained in TBP. Peak intensity of P-K
line depended on the washing condition, and the behavior of the amount of change in adsorbed P atom qualitatively agreed with the results of the leaching test.
中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 上野 孝志; 徳安 真吾; 大丸 修二; 竹内 竜史; et al.
JAEA-Review 2012-020, 178 Pages, 2012/06
JAEA-Review-2012-020.pdf:33.16MB
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2010年度は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めるとともに、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の調査研究を開始した。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」及び第3段階(研究坑道を利用した研究段階)における2010年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。
蔵満 康浩*; 中新 信彦*; 近藤 公伯; 坂和 洋一*; 森 芳孝*; 三浦 永祐*; 辻 和樹*; 木村 和哉*; 福持 修司*; 柏原 守*; et al.
Physical Review E, 83(2), p.026401_1 - 026401_6, 2011/02
被引用回数：16 パーセンタイル：65.59(Physics, Fluids & Plasmas)宇宙に漂う宇宙線に含まれる粒子線のエネルギー分布は冪乗に比例する傾向を持つことが知られており、したがって、そのような宇宙線の起源を知るうえで非熱的な加速機構を考えることは本質的である。このような宇宙線の起源の候補として宇宙における衝撃波に沿った相対論的な航跡場加速が考えられている。ここではそのような航跡場をプラズマ中に入射した強力なレーザー光による航跡場による加速として扱い、実験室における天文物理を展開した。
蔵満 康浩*; 中新 信彦*; 近藤 公伯; 坂和 洋一*; 森 芳孝*; 三浦 永祐*; 辻 和樹*; 木村 和哉*; 福持 修司*; 柏原 守*; et al.
Physics of Plasmas, 18(1), p.010701_1 - 010701_4, 2011/01
被引用回数：19 パーセンタイル：62.29(Physics, Fluids & Plasmas)大振幅の光波を有する強力なレーザーパルスを代用することで実験室中のプラズマに宇宙の衝撃波環境のモデル実験を行った。強力なレーザーパルスを爆縮するポリスチレンのシリンダー中で伝搬させ宇宙衝撃波の上流のプラズマ中を伝搬する大振幅光波を模擬した。非熱平衡な電子が生成され、そのスペクトルは2乗の冪に従った。
濱本 真平; 坂場 成昭; 竹田 陽一*
日本原子力学会和文論文誌, 9(2), p.174 - 182, 2010/09
高温ガス冷却炉(HTGR)の冷却材ヘリウムにとって、化学的不純物の制御は重要である。脱炭性雰囲気は、熱交換器に使用される耐熱合金のクリープ破断強度を低下させるからである。本論文は、ヒータ,酸化銅ベッド(CuOT),モレキュラーシーブベッド,コールドチャコールベッドとそれぞれのトラップのバイパスラインから成る、既存のヘリウム純化設備を利用して、不純物濃度を能動的に制御する技術について述べる。解析の結果、CuOTの効率制御が脱炭性雰囲気の改善に有効なことを示した。この効果は、除去されずに増加する水素が、水性ガスシフト反応によって浸炭性雰囲気の形成に有効な一酸化炭素の増加に寄与することに基づく。
Pb
Sr
CuO
平賀 晴弘*; 林 陽一郎*; 脇本 秀一; 武田 全康; 加倉井 和久; 足立 匡*; 小池 洋二*; 山田 幾也*; 宮崎 正範*; 平石 雅俊*; et al.
Physical Review B, 81(14), p.144501_1 - 144501_6, 2010/04
被引用回数：15 パーセンタイル：54.92(Materials Science, Multidisciplinary)Spin correlations in the overdoped region of BiPbSrCuO have been explored with Fe-doped single crystals characterized by neutron scattering, muon-spin-rotation spectroscopy, and magnetic-susceptibility measurements. The incommensurability 
is unexpectedly large (
0.2 r.l.u.), as compared with the overdoped La
Sr
CuO
. However, this large is close to the hole concentration 
. While our findings in Fe-doped BiPbSrCuO support the commonality of incommensurate spin correlations in high-
cuprate superconductors, they also suggest that the magnetic response might be dominated by a distinct mechanism in the overdoped region.
坂場 成昭; 濱本 真平; 竹田 陽一*
Journal of Nuclear Science and Technology, 47(3), p.269 - 277, 2010/03
被引用回数：7 パーセンタイル：44.89(Nuclear Science & Technology)超高温ガス炉(VHTR)の1次冷却材であるヘリウムガス中に含まれる化学的不純物は、1次系機器材料の構造劣化,熱物性劣化等に影響し、その寿命に影響を与える。従来、冷却材中の化学的不純物は、炉心に使用される黒鉛の酸化を抑制する観点から、可能な限り化学的不純物を除去する方針とし、上限値が管理されてきた。しかし、この方法では高温材料の熱物性劣化あるいは構造劣化を制御することができず、材料に対して過剰な裕度を持たせた設計が必要であった。そこで、本報では、供用中の高温ガス炉HTTRの実験値をリファレンスとして使用し、解析により高温材料ハステロイXRの熱物性劣化をもたらす炭素析出及び強度劣化をもたらす脱炭を制御可能な化学的不純物制限の考え方を提案した。また、原子力機構が設計した超高温ガス炉GTHTR300Cについて、炉心黒鉛の酸化抑制,高温材料ハステロイXRの熱物性劣化抑制及び強度劣化抑制を可能とする化学的不純物濃度の範囲を示した。提案する制限値を逸脱した場合には、一酸化炭素を付加することにより強度劣化をもたらさない安定領域に導くことができることを見いだし、その必要濃度が10ppmであることを明らかにした。本報は高温ガス炉ヘリウム化学の研究成果として、VHTR商用炉の経済性向上につながることが期待できる。
山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 内山 隆司*; 小林 正則*; 武藤 俊哉*; 松葉 俊哉*; 坂中 章悟*; 佐藤 康太郎*; 斉藤 義男*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.860 - 862, 2009/08
ERL実証機となるコンパクトERL(cERL)の建設準備がKEK東カウンターホールにて進められている。cERL早期運転実現のため、開発要素の多い電子銃部については実機開発の他、バックアップ及びR&D機として原子力機構及び高エネルギー加速器研究機構それぞれにおいて同時に開発を進めることとなった。現在原子力機構で先行して立上げが行われている1号機に対し、今後高エネルギー加速器研究機構にて立上げる2号機では、1号機との互換性を持たせつつも、(1)透過型光陰極の採用,(2)光陰極複数同時活性化及びその保存機能を持つ準備システムの開発,(3)電子銃の極高真空化のための真空系及び600kV絶縁セラミック管の開発・改良に力点を置き、現在設計を進めている。
坂場 成昭; 濱本 真平; 竹田 陽一*
Proceedings of 4th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2008) (CD-ROM), 7 Pages, 2008/09
高温ガス炉の中間熱交換器の伝熱管等に使用される高温材料の長寿命化は、高温機器の供用期間中の交換頻度を下げ、経済性を向上させるために重要である。一方、高温材料の健全性は冷却材ヘリウム中の化学的不純物によるところが大きいため、化学的不純物を原子炉運転中に適切に制御することが必要である。従来、冷却材中の化学的不純物は、炉心に使用される黒鉛の酸化を抑制する観点から、可能な限り化学的不純物を除去するという方針で制御されてきた。しかし、この方法では、高温材料の熱物性劣化あるいは構造劣化を制御することができず、材料に対して過剰な裕度を持たせた設計が必要であった。そこで、本報では、HTTR実験値をリファレンスデータとして使用し、解析により高温材料ハステロイXRの熱物性劣化をもたらす炭素析出及び強度劣化をもたらす脱炭を抑制可能な化学的不純物の制限値を提案した。制限値を導出するにあたっては、純化設備及び注入設備に過剰な負担を強いることがない化学的不純物組成とした。また、提案する制限値を逸脱した場合には、一酸化炭素を付加することにより強度劣化をもたらさない安定領域に導くことができることを見いだし、その必要濃度が10ppmであることを明らかにした。提案する化学的不純物アクティブ制御法は、将来高温ガス炉の経済性向上につながることが期待できる。
坂場 成昭; 濱本 真平; 竹田 陽一*
Transactions of the American Nuclear Society, 97(1), p.678 - 680, 2007/11
ヘリウムガス冷却炉の固有の安全性は、冷却材に使用するヘリウムガスの化学的不活性さによるところが大きい。ヘリウムガスは希ガスであり、相変化がなく化学的に極めて安定であるが、ヘリウムに内包する化学的不純物は高温材料の表面に作用し、その寿命に影響を与える。従来、冷却材ヘリウム中の不純物管理は、炉心黒鉛の酸化防止の観点から純化設備による単純除去を行ってきた。しかし、この方法では、例えば高温機器のクリープ破断時間を支配する冷却材中の炭素活量と酸素分圧のバランスを制御することができないため、1次系構造材の劣化を管理することができなかった。高温機器を経済的かつ合理的に設計するためには、不純物濃度をソフト的手法により最適制御することが重要である。そこで、ヘリウム中原子炉機器の長寿命化を目指し、化学状態に呼応しながら化学的不純物をヘリウム中に積極的に注入可能なパルス状アクティブ制御法を開発する。研究開発の第一段階として、炉心における高温放射線下の化学平衡の解明を行う。化学的不純物の生成は、熱平衡に加え炉心における放射線分解(ラジカル反応,イオン反応)が相互に影響した結果、化学平衡的に決定される。本報では、支配的条件における化学平衡式の温度別な解明及び化学的不純物相互の影響を検討し、かつHTTRにおける実験データを適宜参照しながら、炉内における支配的な化学平衡を明らかにした。
竹田 陽一*; 濱本 真平; 坂場 成昭
Transactions of the American Nuclear Society, 97(1), P. 677, 2007/11
ヘリウムガス炉の伝熱管等の高温材料として使用されるハステロイXRの腐食特性評価のため、腐食試験装置を製作した。腐食試験はヘリウム中に微量の化学的不純物を混合し、不純物組成が高温環境下において材料に与える影響を評価した。一酸化炭素濃度をパラメータとした腐食試験後の走査電子顕微鏡による表面観察の結果、ウィスカ状の酸化物の下地に針状酸化物が分布するが、一酸化炭素濃度の違いによりその成長過程に差があることを見いだした。加えて、質量評価の結果、酸化による質量増加と脱炭による質量減少の進行速度に相違があることを突き止めた。今後さらなる試験を通して、より定量的に解明する。
西谷 智博; 羽島 良一; 飯島 北斗; 永井 良治; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 西森 信行; 峰原 英介; 田渕 雅夫*; 則竹 陽介*; et al.
Proceedings of 28th International Free Electron Laser Conference (FEL 2006) (CD-ROM), p.319 - 322, 2006/08
ERL放射光源には、大電流,極小エミッタンスの電子ビームが要求される。この要求性能を満たす電子銃の実現のために、われわれは光陰極直流型電子銃及び新型光陰極デバイスの開発に着手した。この電子銃は、極高真空のNEA表面作成チャンバーと250keV加速チャンバーから構成される。NEA表面を保持するために極高真空は不可欠であるため、この電子銃の各チャンバー間の光陰極結晶搬送には、ロードロックシステムを採用している。これまでに250keV加速チャンバーと250kV高圧印加タンクを作成し、高圧印加試験に成功している。さらにわれわれは、光陰極そのものの開発として、新型超格子光陰極の提案もまた行ってきた。この新型光陰極の開発は、これまでにMBE結晶作成装置を用いてサンプル作成を行った。このサンプルを用いた性能評価試験において、従来技術を二倍越える高い量子効率とNEA表面寿命性能の大幅な向上を達成した。
西谷 智博; 田渕 雅夫*; 則竹 陽介*; 林谷 春彦*; 羽島 良一; 飯島 北斗; 永井 良治; 沢村 勝; 菊澤 信宏; 西森 信行; et al.
Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.45 - 47, 2006/00
電子源の高輝度性能化は、次世代放射光源であるERL放射光源の実現のみならず、生体分子の観察や3次元構造解析可能な電子顕微鏡の実現の鍵となる不可欠な技術要素である。特にERL放射光源を実現するにあたって、電子源には、エネルギー幅が極めて小さく、大電流の高輝度性能が要求されている。このような電子源として、バルク状GaAsフォトカソードが、負電子親和力の表面を持つ利点から要求性能を満たす電子源として期待されている。しかし、従来技術であるバルク状GaAsフォトカソードは、量子効率が5%程度と小さく、大電流引き出しの際に励起レーザーの高出力問題を抱えている。そこでわれわれは、従来のバルク状GaAsフォトカソードを遥かに越える量子効率で、室温レベルの極小のエネルギー幅の電子ビームを実現する新型GaAsフォトカソードの開発に着手した。
瀬古 典明; 片貝 秋雄; 長谷川 伸; 玉田 正男; 笠井 昇; 武田 隼人*; 須郷 高信; 斎藤 恭一*
Nuclear Technology, 144(2), p.274 - 278, 2003/11
被引用回数：129 パーセンタイル：98.72(Nuclear Science & Technology)海水中に溶存するウランの濃度は3mg/m
であるが、世界全体の海水ウランの総量は45億トンにのぼる。海水中のウランの回収に高い性能を有する高分子捕集材(ウラン捕集材)を用いる吸着法は、従来法に比べ経済的にすぐれる。吸着法ではウラン捕集材は吸着床に充填して使用する。原研は日本沖合7kmの太平洋で、深さ20mの海域で、上面サイズが16m
、高さが16cmの吸着床を浸漬した。吸着床には総重量350kg,52000枚のウラン捕集材で構成される捕集材カセットを充填した。総浸漬期間240日の実海域試験でイエロケーキとして1kgのウランを回収することに成功した。
中平 昌隆; 武田 信和; 高橋 弘行*; 薬研地 彰*; 圷 陽一; 多田 栄介; 矢花 修一*
Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7) (CD-ROM), 10 Pages, 1999/00
国際熱核融合実験炉(ITER)は、日・米・欧・露の4極による国際協力のもと工学設計が進められて、直径・高さともに約30~40m、重量約50,000tという大型の装置である。ITERでは、炉内構造物や超伝導磁石などさまざまな機器が400~-270
Cという幅広い異なる温度で運転され、その熱膨張あるいは収縮による相対変位を吸収するために各装置の重力支持脚は水平方向に柔軟な構造となっている。このように重量物を柔軟支持で支える構造は通常見られず、その動的応答等は複雑である。また、設計上0.2Gを超える地震力に対しては、免震により対処しなければならない。この時免震要素は高面圧下での使用となり、実績は少ない。本論文は、柔軟支持をもつトカマク構造体の動的応答性状、積層ゴム免震要素の性能試験並びにトカマクの縮小モデルを用いた振動試験の概要について述べる。
常松 俊秀; 難波 治之*; 圷 陽一; 大川 慶直; 薬研地 彰; 武田 正紀*; 矢島 健作*; 新田 義雄*; 小林 健一*; 前田 郁生*; et al.
Fusion Engineering and Design, 41(1-4), p.415 - 420, 1998/09
被引用回数：3 パーセンタイル：31.81(Nuclear Science & Technology)ITERトカマクは運転時の熱応力と重力支持並びに耐ディスラプション支持のために従来の大型機器に比べて柔構造になっており、現在の設計は0.2Gの地震力に対する設計がなされている。この設計をさらに大きな地震が想定されるサイトに建設した場合のオプションとして免震の採用が提案されており、本論文では建屋、トカマクを含めた振動解析モデルを使い免震を導入した時のトカマクへの地震力の影響を解析し、その結果から免震採用時の技術的課題を摘出している。
長谷川 和男; 水本 元治; 草野 譲一; 富澤 哲男; 大内 伸夫; 小栗 英知; 金正 倫計; 戸内 豊*; 本田 陽一郎*; 赤岡 伸雄*; et al.
Proceedings of 23rd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.19 - 21, 1998/00
中性子科学研究計画に使用する大強度陽子加速器(エネルギー1.5GeV、平均ビームパワー8MW)の開発を進めている。30~50mAの比較的高電流を加速するパルス運転と、10mA以下の低電流のCW運転モードを両立するために、それぞれの入射器を独立に最適化設計し、7MeVのエネルギー部分で合流する構成とした。このシステム設計に基づき、各加速器要素のビームダイナミックスや工学的な設計検討を進めている。また、負水素イオン源を試作し基本的な特性の取得を開始するとともに、RFQやDTLのCWハイパワー試験、超伝導加速空胴の試作試験を行っており、その開発の現状について報告する。
武田 正紀*; 大川 慶直; 古村 利幸*; 圷 陽一; 広谷 勉*
Seismic,Shock,and Vibration Isolation 1995 (PVP-Vol. 319), 0, p.317 - 322, 1995/00
現在、核融合の実現をめざして国際熱核融合実験炉計画(ITER)が進められている。本計画は、国際的に多国間で共同実施されており、実現の際には各国の技術上の規格基準の差が問題となってくることが予想されている。特に耐震構造に関しては重要である。そこで我国に実験炉を建設する場合に耐震設計の基になる地震の入力を免震装置により低下させる場合の効果について国内次期装置(FER)をモデルとして検討を行った。今回その効果について報告する。
武田 正紀*; 大川 慶直; 圷 陽一; 鈴木 偉之; 古村 利幸*; 広谷 勉*
日本建築学会大会学術講演梗概集, 0, p.45 - 46, 1994/09
ある地域に建てられた耐震建家について、それよりハザードの高い地域への立地手段として免震構造化する可能性を、建家と機器の年損傷確率の比較により、大局的に把握した。周期領域の異なる免震構造と耐震構造の建家をできるだけ公平に確率論的に評価した結果、同じサイトで建家の信頼性が、同等の時、機器には、免震効果が現われる。さらに免震建家の地震ハザードが高くなっても、機器の信頼性をほぼ同等とする免震構造化が可能なことを示した。
