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論文

Protonic conduction, crystal and electronic structures of La$$_{0.9}$$Ba$$_{1.1}$$Ga$$_{0.95}$$Mg$$_{0.05}$$O$$_{4-delta}$$

浜尾 尚樹*; 北村 尚斗*; 伊藤 孝憲*; 井川 直樹; 井手本 康*; 大道 博行; 加来 正典*; 窪寺 昌一*

Solid State Ionics, 253, p.123 - 129, 2013/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.78(Chemistry, Physical)

燃料電池用固体電解質材料、La$$_{0.9}$$Ba$$_{1.1}$$Ga$$_{0.95}$$Mg$$_{0.05}$$O$$_{4-delta}$$を固相反応法で合成し、電気伝導度やRietveld/最大エントロピー法による結晶構造解析を行った。基本材料であるLaBaGaO$$_{4}$$の一部をBaやMgで置換することで、プロトン伝導度が向上した。Rietveld/最大エントロピー法解析の結果、1000Kまでの温度ではLa$$_{0.9}$$Ba$$_{1.1}$$Ga$$_{0.95}$$Mg$$_{0.05}$$O$$_{4-delta}$$はLaBaGaO$$_{4}$$と同じ結晶構造を有すること、プロトンはO3サイト近傍に配置し、この酸素と水素結合していることがわかった。

論文

Progress of beam commissioning and beam loss mitigation in the J-PARC linac after the Tohoku earthquake

丸田 朋史; 三浦 昭彦; 佐甲 博之; 田村 潤; 池上 雅紀*; 二ツ川 健太*; Fang, Z.*; 宮尾 智章*; Liu, Y.*

Journal of the Korean Physical Society, 63(7), p.1274 - 1279, 2013/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Multidisciplinary)

The Tohoku earthquake in March 2011 caused a significant damage to the J-PARC linac and forced us to shutdown the accelerator for nearly nine month. After significant effort for its restoration, we have resumed the beam operation of the J-PARC linac in December 2011. After the resumption of beam operation, we have been suffering from beam losses which were not observed before the earthquake. Tackling with the beam loss issues, we have been reached the same beam power for user operation as before the earthquake. In this paper, we present the experience in the beam start-up tuning after the earthquake with emphasis on the beam loss mitigation efforts.

論文

J-PARCリニアックDTL部で発生したビームロスの計測

三浦 昭彦; 宮尾 智章*; 伊藤 崇; 平野 耕一郎; 南茂 今朝雄*; 丸田 朋史; 田村 潤; 池上 雅紀*; 内藤 富士雄*

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.653 - 655, 2013/08

2011年3月の東北地方太平洋沖地震により、J-PARCでは大きな被害が発生した。震災前の運転に比べ、アライメントが異なることなどから、ビームロスの発生状況の変化が見られると同時に、部分的に非常に大きなビームロスが発生し、運転後のサーベイにおいて、ドリフトチューブリニアック(DTL)空洞の表面に、残留放射線が認められる箇所が見つかった。このため、シンチレーションビームロスモニタを追加し、DTL部でのビームロス挙動の観測を開始した。ビーム軌道をパラメータとした測定の結果、ビームロスイベントが軌道に伴って変化する様子が観測された。

論文

Beam commissioning of J-PARC linac after Tohoku Earthquake and its beam loss mitigation

池上 雅紀*; Fang, Z.*; 二ツ川 健太*; 宮尾 智章*; Liu, Y.*; 丸田 朋史; 佐甲 博之; 三浦 昭彦; 田村 潤; Wei, G.

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.64 - 67, 2013/08

The beam operation of J-PARC linac was interrupted by the Tohoku earthquake in March 2011. After significant effort for its restoration, we have resumed the beam operation of J-PARC linac in December 2011. After resumption of beam operation, we have been suffering from beam losses which were not observed before the earthquake. Tackling with the beam loss issues, we have been reached the same beam power for user operation as before the earthquake. In this paper, we present the experience in the beam start-up tuning after the earthquake with emphasis on the beam loss mitigation efforts.

論文

J-PARCリニアックビームトランスポートにおけるダクトアライメントとビームロス

田村 潤; 青 寛幸; 浅野 博之; 池上 雅紀*; 丸田 朋史; 三浦 昭彦; 森下 卓俊; 小栗 英知; 大内 伸夫; 澤邊 祐希*; et al.

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.377 - 380, 2013/08

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震によって、J-PARCリニアックでは加速器トンネルに深刻な変形が生じたため、ほぼ全数の加速空洞及び電磁石の精密アライメントが行われた。ドリフトチューブリニアック下流のビームトランスポート(MEBT2及びA0BT)については、精密アライメント後の電磁石に合わせてビームダクトを粗くアライメントした。ビーム運転再開後、MEBT2及びA0BTにおいて、震災前には見られなかったビームロスと残留放射線が確認された。ダクト位置を測量した結果、ロス発生箇所で10mmを超えるビーム軸中心からのずれがあることがわかった。ずれの大きい箇所を再アライメントすることによって、ビームロス及び残留線量が低下した。ここでは、ダクトのアライメント法による誤差及びミスアライメントによるビームロスについて報告する。

報告書

Simulator for materials testing reactors

竹本 紀之; 菅谷 直人; 大塚 薫; 花川 裕規; 小沼 勇一; 細川 甚作; 堀 直彦; 神永 雅紀; 田村 一雄*; 堀田 浩司*; et al.

JAEA-Technology 2013-013, 44 Pages, 2013/06

JAEA-Technology-2013-013.pdf:4.42MB

日本原子力研究開発機構では、原子炉挙動の理解及び技能向上を図り、原子力発電所を導入しようとしているアジア諸国をはじめとした国内外の原子力人材育成に貢献するため、照射試験炉シミュレータを開発した。本シミュレータは、文部科学省からの最先端研究開発戦略的強化費補助金のうち、世界最先端研究用原子炉の高度利用による国際的研究開発拠点の整備事業の一環として整備したものであり、照射試験炉の一つであるJMTRをベースに設計し、照射試験炉における運転,照射試験,運転時の異常な過渡変化や事故を模擬することにより、これらに対応した原子炉及び照射設備の運転操作訓練を行えるようにした。本報告は、本シミュレータのシミュレーションモデル,ハードウェア仕様及び運転手順についてまとめたものである。

論文

Development of simulator for materials testing reactors; Model overview

Kollryd, T.*; Romas, A.*; Porter-Peden, M.*; 竹本 紀之; 木村 伸明; 大岡 誠; 神永 雅紀; 石塚 龍雄*; 田村 一雄*

Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 9 Pages, 2012/10

国内外の原子力人材育成や原子炉及び照射設備の運転員の技術力向上を目的として、照射試験炉シミュレータを開発した。本シミュレータは、熱出力50MWである軽水減速冷却タンク型の材料試験炉JMTRをベースに設計を行った。開発においては、炉心の核特性を高精度かつリアルタイムに模擬するため、REMARK$$^{TM}$$コードを適用し、3次元かつ時間依存の4群拡散理論に基づく核計算モデルを構築した。原子炉冷却系統においても、高精度な解析が必要な炉心部については、RELAP5-HD$$^{TM}$$コードを用いて、時間依存かつ3次元の熱水力モデルを構築した。核計算モデルは、熱水力モデルと相互に作用するように接続している。すなわち、核計算モデルからは出力を減速材に伝え、熱水力モデルからは核計算モデルに熱水力のフィードバックを伝える。炉心部外については、JTopmeret$$^{TM}$$コードを用いて簡略化した熱水力モデルを構築した。これらにより、照射試験炉の核的及び熱的挙動の忠実、かつ、リアルタイムシミュレーションを可能にした。本シミュレータは、平成24年より供用を開始し、原子力人材育成のための研修に活用している。

論文

Beam start-up of J-PARC linac after the Tohoku Earthquake

池上 雅紀*; Fang, Z.*; 二ツ川 健太*; 宮尾 智章*; 丸田 朋史; 佐甲 博之; 三浦 昭彦; Wei, G.; 田村 潤

Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3293 - 3295, 2012/05

J-PARCは2011年3月に発生した東北大震災によって甚大な被害を被り、長期間の停止を余儀なくされた。復興作業後、加速器運転を再開したのは2011年12月である。本論文では、ビーム運転再開後のリニアックの運転状況について報告する。12月のビーム運転再開後、1月上旬にかけて実施した計14日間のビーム調整により、1月下旬には震災以前の強度には及ばないものの、利用運転に耐える状況を構築した。また利用運転再開後も、継続的にビームロスの低減に取り組み、原因をひとつひとつ取り除いた。本論文では、特にマクロパルス先頭の顕著なロス、地震の揺れによるビームダクト歪みに起因したロスの詳細について報告している。これらの取り組みにより、最終的に残留放射線レベルをビーム運転再開当初から1桁改善させることに成功した。この結果、3月から震災以前と同じ強度で安定的な運転を達成している。しかしながら、依然としてビームロスは震災以前よりも高く、さらにビームロス低減に取り組む必要がある。また震災後に加速空洞1台が不調となっており、設計値からずれた設定で運転する等、懸念事項も存在する。今後もこれらの事柄について取り組んでいく。

論文

グリーンハウス方式によるグローブボックス解体撤去工法の改良

綿引 政俊; 赤井 昌紀; 中井 宏二; 家村 圭輔; 吉野 正則*; 平野 宏志*; 北村 哲浩; 鈴木 一敬

日本原子力学会和文論文誌, 11(1), p.101 - 109, 2012/02

プルトニウムの燃料設計技術開発や製造技術開発に用いられたグローブボックス等の設備を更新等のため解体撤去する場合には、設備をビニール状のシートで構成したグリーンハウスで覆い、その中で空気供給式防護具を装着した作業者が解体工具を用いて解体することになる。プルトニウム燃料技術開発センターでは、これまでさまざまなGBの解体撤去作業を実施してきており、その過程で多くの知見を蓄積してきた。そしてこれらの実績等から、以降にGB等を解体実施する際には、それまでの課題を摘出し、解体撤去作業時の安全対策等の改良、改善を常に行ってきた。本技術資料では、グリーンハウス方式によるグローブボックス解体撤去工法について取り組んできた改良、改善について報告する。

論文

Waste handling activities in glovebox dismantling facility

北村 哲浩; 岡田 尚; 嘉代 甲子男; 吉野 正則*; 平野 宏志*

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycles and Systems (Global 2007) (CD-ROM), p.531 - 536, 2007/09

原子力機構サイクル工学研究所プルトニウム燃料技術開発センター第三開発室に設置されている解体設備での廃棄物の取扱作業について説明する。解体設備では同じ容積のグローブボックスのみを取り扱うが、将来どのような廃棄物処理法になっても対応できるよう、廃棄物を材質ごとに分別している。今後の廃止措置,廃棄物処理・処分に反映するために取得したデータを分析する。また、これまでに実施した改善及び今後導入が必要と考えられる改善案をまとめる。

報告書

3次元免震構造に関する研究(平成15年度共同研究報告書)

森下 正樹; 北村 誠司; 高橋 健司; 井上 和彦; 木田 正則; 毛呂 聡*; 加藤 朝郎*; 伏見 実*

JNC TY9400 2004-028, 921 Pages, 2004/11

核燃料サイクル開発機構(JNC)と日本原子力発電(原電)では、安全性と経済性に優れた実用高速炉プラント概念の構築を目的として「高速増殖炉サイクル実用化戦略調査研究」を実施している。ここでは、高温構造設計の高度化、新材料の採用、ならびに3次元免震が経済性向上のためのシステム改善方策の枢要技術として挙げられている。そこで、JNCと原電は、平成12年度より、高温構造設計手法高度化と3次元免震開発に関する共同研究を開始した。本報告書はそのうち、3次元免震開発に関する平成15年度の成果をとりまとめたものである。なお、本成果のなかには、原電が経済産業省より受託し、JNCがその実施に協力した、「発電用新型炉技術確証誠験」の成果が含まれている。本研究は、その内容を(1)開発計画の検討、(2)建屋3次元免震の検討、及び(3)機器上下免震の検討、の3つのスコープに整理して進めた。本年度の成果を要約すると、以下のとおりである。(1)開発計画の検討3次元免震(装置)に対する性能要求の検討新たな観点からの3次元免震装置への性能要求の検討として、「免震装置に支持された建屋」並びに「風荷重時の居住性」について検討した。その結果、前者の検討では、水平免震方式の建屋とほぼ同様の設計が可能であること、また後者の検討では、免震建屋内の運転員への影響はないことを確認した。3次元免震(装置)の開発目標ならびに開発計画の検討 建屋全体3次元免震装置の開発候補を絞り込むための、「評価項目とクライテリアの具体化」、並びに「3次元免震技術指針(骨子)」の検討を行った。「評価項目とクライテリアの具体化」では、平成14年度の成果をもとに、装置開発側へ要求する項目の詳細内容、具体化の検討を行った。また、3次元免震技術指針(骨子)については、装置開発状況を睨みつつ、既存の水平免震指針からの変更内容や指針化するにあたっての懸案等について検討を行った。(2)建屋3次元免震の検討 平成13年度に抽出された有望概念3案(「油圧機構を用いた3次元免震システム」、「ケーブル補強マッシュルーム型空気ばね3次元免震装置」、「ローリングシール型空気ばね方式3次元免震装置」)について性能試験を実施するとともに、新型炉プラント実機への適用性について検討を行い、今後開発を継続する候補既念(「ローリングシール型空気ばね方式3次元免震装

報告書

高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究フェーズII中間報告; 原子炉プラントシステム技術検討書

此村 守; 小川 隆; 岡野 靖; 山口 浩之; 村上 勤; 高木 直行; 西口 洋平; 杉野 和輝; 永沼 正行; 菱田 正彦; et al.

JNC TN9400 2004-035, 2071 Pages, 2004/06

JNC-TN9400-2004-035.pdf:76.42MB

ナトリウム冷却炉、鉛ビスマス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉及び水冷却炉について、革新技術を導入し炉型の特徴を活かした炉システム概念を構築し、その概念の成立の見通しを得るための検討を行うとともに、設計要求への適合性を評価した。その結果、2015年頃に高速増殖炉技術を実用化するためには、現状の知見で課題とされた項目で画期的な技術革新がないかぎり、ナトリウムを冷却材して選択することが合理的であることが明らかとなった。

報告書

3次元免震構造に関する研究(平成14年度共同研究報告書)

森下 正樹; 北村 誠司; 井上 和彦; 木田 正則; 毛呂 達; 加藤 朝朗; 伏見 実*

JNC TY9400 2003-009, 682 Pages, 2003/05

JNC-TY9400-2003-009.pdf:35.1MB

核燃料サイクル開発機構(JNC)と日本原子力発電(原電)では、安全性と経済性に優れた実用高速炉プラント概念の構築を目的として「高速増殖炉サイクル実用化戦略調査研究」を実施している。ここでは、高温構造設計の高度化、新材料の採用、ならびに3次元免震が経済性向上のためのシステム改善方策の枢要技術として挙げられている。そこで、JNCと原電は、平成12年度より、高温構造設計手法高度化と3次元免震開発に関する共同研究を開始した。本報告書はそのうち、3次元免震開発に関する平成14年度の成果をとりまとめたものである。なお、本成果のなかには、原電が経済産業省より受託し、JNCがその実施に協力した、「発電用新型炉技術確証試験」の成果が含まれている。本研究は、その内容を(1) 開発計画の検討、 (2) 建屋3次元免震の検討、及び(3) 機器上下免震の検討、の3つのスコープに整理して進めた。本年度の成果を要約すると、以下のとおりである。

論文

X-ray diffraction measurements for expanded fluid Se using synchrotron radiation up to the dense vapor region

乾 雅祝*; Hong, X.*; 松坂 鉄矢*; 石川 大介*; Kazi, M. H.*; 田村 剛三郎*; 舟越 賢一*; 内海 渉

Journal of Non-Crystalline Solids, 312-314, p.274 - 278, 2002/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:31.85(Materials Science, Ceramics)

超臨界状態のセレンの構造を液体から高密度蒸気領域にいたる広い温度圧力範囲で、放射光によるX線回折測定の手段により測定した。この実験のため、新しい高圧容器が設計され、それによりX線回折データの質が大幅に上昇し、構造因子の精度が増した。測定は半導体-金属転移の起こる800bar, 600-1500$$^{circ}$$C領域をカバーし、また1650$$^{circ}$$C, 300-441barの高密度蒸気の構造因子が初めて決定された。

論文

In situ EXAFS study on GeS$$_{2}$$ glass under high-pressure

宮宇地 晃一*; Qiu, J.*; 小路谷 将範*; 川本 洋二*; 北村 直之*; 福味 幸平*; 片山 芳則; 西畑 保雄

Solid State Communications, 124(5-6), p.189 - 193, 2002/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:39.68(Physics, Condensed Matter)

大容量プレスを用いて、GeS$$_{2}$$ガラスを室温で8GPaまで加圧し、8GPaで270$$^{circ}$$Cまで加熱した後、室温で常圧まで減圧した。Ge周辺の局所構造変化をその場EXAFSの手法によって調べた。Ge-S結合長は室温では8GPaまで加えた圧力とともに単調に減少した。しかしながら、試料を8GPaで270$$^{circ}$$Cまで加熱すると、結合長はわずかに伸びた。この伸びた結合長は、室温まで温度を下げた後もほぼそのまま保たれた。減圧過程では、加えた圧力を2GPaまで抜くに従って、加圧過程での変化を逆にたどって結合長は次第に長くなっていった。しかし、2GPa以下では、Ge-S結合長は大きく伸び、初めの値より長くなった。8GPaまでの加圧及び減圧過程において、配位数の顕著な変化は見いだされなかった。この変化は、弾性的及び非弾性的な構造変化の合わさった効果によって説明できる。

報告書

Alternatives of ITER vacuum vessel support system

大森 順次*; 喜多村 和憲*; 荒木 政則; 大野 勇*; 荘司 昭朗

JAERI-Tech 2002-053, 86 Pages, 2002/07

JAERI-Tech-2002-053.pdf:3.81MB

国際核融合実験炉(ITER)の真空容器支持構造として、現設計の板バネ構造の発生応力を下げるためと、座屈裕度を持たせるため、2種類の代替支持構造を検討した。代替構造の一つは、真空容器上部に吊り下げ支持構造を設け、アウトボード側に振れ止めの支持構造を設ける。もう一種類は、従来の圧縮型の支持構造で、トロイダルコイルのコイル間構造物から支持する方式と、クライオスタットリングから支持する方式の2方式がある。いずれも多層板バネ構造で、圧縮型ではダイバータポートの一つおきにトーラス方向9ヶ所に支持構造を設ける。構造の成立性を確認するため、全ての荷重の組み合わせについて強度評価を行った結果では、いずれの支持脚も十分な構造強度を有している。

論文

地球シミュレータ計算ノード上でのMPI性能評価

上原 均; 田村 正典; 横川 三津夫

ハイパフォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム(HPCS2002)論文集, p.73 - 80, 2002/01

大気大循環シミュレーションなどの地球変動研究のための超大規模科学技術計算向けプラットフォームとして、地球シミュレータが現在開発されている。分散メモリ型並列計算機である地球シミュレータ上でプログラムを効率的に実行するには、プログラム内部での通信処理の効率化が必要で、そのためにも事前の通信性能評価は不可欠である。地球シミュレータでは通信用ライブラリとしてMPIが提供されることから、MPIの通信性能を詳細かつ多角的に計測するMBL1/MBL2を用いて、地球シミュレータの計算ノード上におけるMPIの性能計測と評価を行った。

論文

ITER工学設計

下村 安夫; 常松 俊秀; 山本 新; 丸山 創; 溝口 忠憲*; 高橋 良和; 吉田 清; 喜多村 和憲*; 伊尾木 公裕*; 井上 多加志; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 78(Suppl.), 224 Pages, 2002/01

日本,米国,欧州,ロシアの4極の協定に基づき、1992年7月に開始されたITER工学設計活動(ITER-EDA)は、ITER建設の判断に必要な技術的準備を整え、2001年7月に9年間の活動を完了した。本件は、ITER工学設計活動において完成された最終設計報告書の物理及び工学設計の成果を簡潔にまとめたものである。

論文

X-ray diffraction technique in energy-dispersive mode at SPring-8 for fluids at high temperatures and high pressures

田村 剛三郎*; 乾 雅祝*; 舟越 賢一*; 内海 渉

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part2), p.1065 - 1068, 2001/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:34.67(Instruments & Instrumentation)

SPring-8における高温高圧下の流体研究のために開発されたエネルギー分散型X線回折実験装置について、その概要を報告する。ベリリウム窓をもったガス容器は、ヘリウムガスによるガス圧で、200MPa,1700$$^{circ}C$$までの圧力,温度が発生可能であり、資料はサファイア製のセルに格納される。この装置をSPring-8高輝度放射光と組み合わせることで、試料ならびに高圧容器からのX線吸収や散乱の問題を克服することができ、精度の高いX線回折実験が可能になった。

論文

高温ステーション(BL04B1)における金属流体の構造研究

田村 剛三郎*; 乾 雅祝*; 辻 和彦*; 舟越 賢一*; 内海 渉

日本結晶学会誌, 42(1), p.33 - 40, 2000/02

SPring-8における高温高圧下の流体研究のために開発されたエネルギー分散型X線回折実験装置について、その概要を報告する。ベリリウム窓をもったガス容器は、ヘリウムガスによるガス圧で、200MPa,1700$$^{circ}C$$までの圧力,温度が発生可能であり、資料はサファイア製のセルに格納される。この装置をSPring-8高輝度放射光と組み合わせることで、試料ならびに高圧容器からのX線吸収や散乱の問題を克服することができ、精度の高いX線回折実験が可能になった。

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