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N(
,
)
O reaction rates via the 
F(,
)
F reactionKim, S. H.*; Chae, K. Y.*; 浅井 雅人; 廣瀬 健太郎; 佐藤 哲也; 牧井 宏之; 西尾 勝久; Orlandi, R.; Smallcombe, J.; 洲嵜 ふみ; et al.
Journal of the Korean Physical Society, 89(5), p.488 - 493, 2026/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Multidisciplinary)コア崩壊超新星爆発(CCSNe)の元素合成シミュレーションにおいて、N(,)O反応速度の不確実性が課題となっていた。本研究では、この反応を制約するため、JAEAタンデム加速器でF(,)F遷移反応実験を実施した。得られたトリトンスペクトルと角度分布から、関連するF共鳴の崩壊特性(部分幅)を詳細に測定し、その結果を用いて反応速度パラメータを精密化した。これにより、CCSNe核合成モデルの信頼性向上が期待できる。
田中 正暁; 堂田 哲広; 浜瀬 枝里菜; 森 健郎; 吉村 一夫; 吉川 龍志; 菊地 紀宏; 松下 健太郎; 持永 祥汰; 江連 俊樹
Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (FR26) (Internet), 9 Pages, 2026/05
本報では、ナトリウム冷却高速炉実証炉の概念設計における熱流動課題(関連課題含む)の評価に対し、原子力機構がこれまでのナトリウム冷却高速炉の開発を通じて蓄積した解析評価技術及び知見・ノウハウ等を集約して整備を進めてきた統合評価手法「ARKADIA」の解析評価技術基盤を活用した評価支援計画について報告する。さらに、ARKADIAの機能拡張として、プラント全系連成解析モデルによる解析を例題として示しながら、SFRライフサイクルを対象に、デジタルツインの導入によるモデルベース開発が実現可能となるフレームワークを示す。
松村 大樹; 石井 賢司*; 田中 裕久*; 水木 純一郎*
放射光, 39(1), p.28 - 36, 2026/01
燃料電池の開発は二酸化炭素発生抑制のためにも重要な研究課題である。中でも電極反応における酸素還元反応は、電池全体の律速過程であることから、詳しい理解が求められる。高分解能X線吸収分光法を適用し、電極反応の「その場」観察を行うことで、炭素担持白金微粒子(Pt/C)電極触媒に対して表面吸着種の電位依存観測を実施した。その結果、これまで実触媒では同定されていなかった、酸素還元反応の反応中間体としての分子状酸素吸着種の存在を、酸性環境下でもアルカリ性環境下でも見出し、酸素還元反応の理解を一歩進めることができた。
堂田 哲広; 加藤 慎也; 上羽 智之; 田中 正暁; 中峯 由彰*; 井川 健一*; 飯田 将来*
Nuclear Technology, 15 Pages, 2026/00
被引用回数：0高速炉の設計において、炉心変形に伴う反応度フィードバックを正確に評価することは極めて重要である。従来手法は、核、熱流動、炉心構造力学間の複雑な相互作用を簡略化してモデル化していたため、評価精度に課題があった。これに対し、原子力機構は複数の解析コードを連成させた高精度な評価手法を開発した。本研究では、本手法をFFTFのLOFWOS試験#13に適用し、試験で測定された正味反応度の非単調な時間変化を良好に再現した。感度解析を実施し、燃料集合体のS字型の湾曲が負のフィードバックの主要なメカニズムであること、また集合体パッド間のギャップ幅やパッド部の圧縮剛性がフィードバックの大きさやタイミングに大きく影響することを明らかにした。本成果は、開発した連成解析手法が高速炉の設計や許認可において、安全性と経済性を向上させる有効なツールであることを示している。
田中 歩*; 直江 翔太*; 竹中 伶樹*; 神崎 訓枝; 迫田 晃弘; 山岡 聖典*; 片岡 隆浩*
Acta Medica Okayama (Internet), 79(6), p.421 - 429, 2025/12
Radon (
Rn) or thoron (
Rn, Tn) inhalation enhances the antioxidant activity in some organs. However, the effects of thoron on the colon have not been reported. This study aimed to clarify the effects of thoron inhalation, alone and in combination with Cyclosporin A (CsA), on oxidative stress and colitis induced by dextran sulfate sodium (DSS) in mice. The mice were subjected to 8-day thoron inhalation (c-Tn) or thoron inhalation every other day (f-Tn) at a concentration of 500 Bq/m
. The mice were then administered a combination of 3% DSS and CsA or vehicle for 7 d. Although the disease activity index (DAI) reduced significantly by day 2 in the c-Tn group, the score was significantly higher than that in the f-Tn group. Superoxide dismutase activity in the colons of both the c-Tn and f-Tn group mice and catalase activity in the c-Tn group mice were significantly higher than those in the sham groups. These observations suggest that DSS-induced colitis was effectively inhibited in the earlier stages by the c-Tn mode of inhalation than by the f-Tn mode. This could be attributed to the activation of antioxidant functions by c-Tn inhalation. Furthermore, thoron inhalation and CsA treatment showed no combined effects.
Alzahrani, H.*; 松下 健太郎; 堺 公明*; 江連 俊樹; 田中 正暁
Nuclear Technology, 211(10), p.2446 - 2458, 2025/10
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)ナトリウム冷却高速炉の炉上部プレナム部自由液面において発生する渦によるカバーガス巻込み現象の評価手法の開発が求められており、CFD解析によって得られた流速分布から渦を予測する評価手法の開発が進められている。本研究は、渦の予測のためのCFD解析の効率化の観点からAdaptive Mesh Refinement(AMR)法の適用性について検討した。解析メッシュを詳細化する基準指標として、速度勾配テンソルの第二不変量Qが負となる指標(Index-1)およびIndex-1に圧力勾配の条件を追加した指標(Index-2)を選択した。垂直平板のある非定常渦体系にAMR法を適用し、得られた詳細化メッシュを用いて解析を行った結果、Index-2によって詳細化された解析メッシュにおける圧力分布や垂直平板周りの流速分布が、リファレンスとなる一様詳細メッシュのものと同等となり、Index-2によってはく離点近傍のメッシュが詳細化されることで渦の発生や成長をより正確に予測できることが確認された。
伊藤 啓*; 松下 健太郎; 江連 俊樹; 田中 正暁; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*
日本機械学会2025年度年次大会講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2025/09
巻き込まれた気泡によってポンプ等の流体機械の性能低下が引き起こされる可能性があることから、バスタブ渦によって巻き込まれるガスの流量(ガス巻込み流量)の推定が重要となる。本研究では、著者らが提案した旋回環状流モデルに基づくガス巻込み流量の評価モデルの適用性を確認するために、数値解析によって得られた渦の自由表面凹部(ガスコア)周辺の液相流速分布に本評価モデルを適用し、ガス巻込み流量を評価した。その結果、適切な評価領域を設定することで、ガス巻込み流量を評価できる見通しを得た。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 藤崎 竜也*; 中峯 由彰*; 今井 康友*; 田中 正暁
日本機械学会2025年度年次大会講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2025/09
ナトリウム冷却高速炉の設計において、カバーガスの巻込みや溶解によって一次冷却系統内に混入した非凝縮性ガスの挙動の評価が重要となる。本研究では、分散相モデルを適用した三次元CFD解析によって、タンク型炉コールドプレナム領域内における気泡の移行の軌跡を評価した。コールドプレナム内に流入する気泡の半径をパラメータとした感度解析の結果、自由液面部からの気泡離脱率は、気泡の半径が増大するにつれて増加し、気泡半径が大きくなると漸近的に増加する傾向を示すことがわかった。
加藤 慎也; 堂田 哲広; 横山 賢治; 田中 正暁; 遠藤 知弘*
Proceedings of 2025 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2025) (Internet), 11 Pages, 2025/09
ナトリウム冷却高速炉におけるULOF事象及びUTOP事象に伴う原子炉出力の上昇時に、炉心構成要素の熱膨張による炉心変形がこの出力上昇を抑制する負の反応度フィードバック効果をもたらす。原子力機構ではこの炉心変形反応度の解析評価手法(設計手法)の開発を実施している。設計手法を構成する反応時計算モジュールは、計算理論に多くの近似を使用しているため、計算された炉心変形反応度の妥当性確認には、核計算の参照解を導出する詳細な評価手法が必要となる。本研究では、開発の第一段階として、設計手法の妥当性確認用の参照コードとして、非構造メッシュを使用できるSimplified P3(SP3)近似に基づく2次元有限体積法(FVM)コードの開発を実施し、拡散理論に基づくFVMコードの計算理論、コードへのSP3近似導入手順、これまでに開発された計算機能の検証結果を示す。
堂田 哲広; 加藤 慎也; 上羽 智之; 田中 正暁; 中峯 由彰*; 井川 健一*; 飯田 将来*
Proceedings of 21st International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-21) (Internet), 14 Pages, 2025/08
ナトリウム冷却高速炉の出力増加時の炉心変形による反応度フィードバックを正確に評価するには、核、熱、炉心構造の相互作用をモデル化する必要がある。原子力機構ではこれらの現象を詳細にモデル化する解析コードを連成させる評価手法を開発した。本研究では、本評価手法をFFTF LOFWOS#13試験の炉心解析に適用し、全反応度の解析結果と試験結果を比較した。炉心構造に係る設計パラメータの感度解析結果から、炉心の湾曲挙動が全反応度の時間変化に大きな影響を与えることが確認された。
河合 優作*; Park, J.*; 元川 竜平; 以倉 崚平*; 村山 駿介*; 山岡 賢司*; 藤井 義久*; 池本 夕佳*; 田中 賢*; 松葉 豪*; et al.
ACS Applied Polymer Materials (Internet), 7(12), p.7767 - 7776, 2025/06
被引用回数：2 パーセンタイル：38.26(Materials Science, Multidisciplinary)The material properties of polymeric materials in aqueous environments are significantly influenced by water content. It is widely recognized that polymeric materials become more brittle with increased water content. However, the specific relationship between hydration levels and polymer chains has not been fully elucidated, leaving many uncertainties. Conversely, intermediate water (IMW), which refers to adsorbed water, plays an active role in influencing the biocompatibility and antifouling properties of these materials. In this study, we examined the correlation between IMW and toughness (Gf) / Youngs modulus (E). We synthesized dual cross-network (DC) elastomers through the bulk copolymerization of cyclodextrin (CD) monomers and vinyl monomers in the presence of movable cross-linked elastomers. The resulting DC elastomers exhibited both high Gf and high E. We used poly(2-methoxyethyl acrylate) (PMEA) as the primary polymer and poly(N,N-dimethyl acrylamide) (PDMAA) as the secondary polymer. The DC materials were formulated as DC(MEA-DMAA)(100-w:w)(Wc), where w and Wc represent the weight percentage of the secondary polymer (PDMAA) and the water content, respectively. The mechanical properties of the DC materials mostly decreased with increasing amounts of the secondary polymer. However, DC(MEA-DMAA)(90:10)(22), which contained 10 wt percent of PDMAA, exhibited the highest Gf and E among all samples. Differential scanning calorimetry (DSC) measurements indicated the presence of IMW in DC(MEA-DMAA)(90:10)(22). We propose that the IMW in this sample facilitates the formation of crosslinks between polymer chains and water molecules, contributing to the observed enhancements in E and Gf.
江連 俊樹; 松下 健太郎; 佐々木 啓介; 田中 正暁
第29回動力・エネルギー技術シンポジウム予稿集(インターネット), 5 Pages, 2025/06
ナトリウム冷却タンク型高速炉の実証炉(以下、実証炉)では、概念設計段階で取り組むべき研究課題の一つとして、炉心上部のホットプレナム部におけるガス巻込みの防止が挙げられている。これに関連して、われわれは、ガス巻込み評価手法(StreamViewer)の開発を進めている。本研究では、実証炉設計でのホットプレナム部ガス巻込み評価へのStreamViewer適用に向けて、評価手法の開発計画をまとめた。さらに、StreamViewerの妥当性確認を目的として実施予定の縮尺水流動試験の検討結果について報告する。
Vu, TheDang*; 宍戸 寛明*; 相澤 一也; 奥 隆之; 及川 健一; 原田 正英; 小嶋 健児*; 宮嶋 茂之*; 曽山 和彦; 小山 富男*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1075, p.170425_1 - 170425_9, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)A current-biased kinetic inductance detector (CB-KID) is a novel superconducting detector to construct a neutron transmission imaging system. The characteristics of a superconducting neutron detector have been systematically studied to improve spatial resolution of our CB-KID neutron detector. In this study, we investigated the distribution of spatial resolutions under different operating conditions and examined the homogeneity of spatial resolutions in the detector in detail. We found that controlling the detector temperature precisely enough to realize stable propagation velocities of the signals in the detector to achieve the best spatial resolution with a delay-line CB-KID technique.
Md produced in the 
He + 
Es reaction西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; Orlandi, R.; Kean, K. R.*; 塚田 和明; 豊嶋 厚史*; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; Chiera, N. M.*; et al.
Physical Review C, 111(4), p.044609_1 - 044609_12, 2025/04
被引用回数：1 パーセンタイル：43.93(Physics, Nuclear)In spontaneous fission (SF) it is found that the mass-asymmetric fission of well-known actinides suddenly changes to the symmetric fission when nucleus has a mass number 
larger than 257. We have measured for the first time fission-fragment mass and total-kinetic-energy (TKE) distributions of the excited compound nucleus Md, populated in the reaction He+Es, using the rare isotope Es with a short half-life, 
=276 days. The fission of Md can be interpreted as involving 3 fission modes: an mass-asymmetric mode and two modes of mass-asymmetric fissions, the latter two are manifested by different TKE values. Predominantly symmetric fission was obtained at the excitation energy of 15.0 MeV. By increasing the energy to 18.0 MeV, the asymmetric fission mode dominates. Both such a strong change of fission modes within a small increase of excitation energy and the enhancement of asymmetric split are new phenomena in fission.
田中 正暁; 堂田 哲広; 浜瀬 枝里菜; 桑垣 一紀; 森 健郎; 岡島 智史; 菊地 紀宏; 吉村 一夫; 松下 健太郎; 橋立 竜太; et al.
日本機械学会論文集(インターネット), 91(943), p.24-00229_1 - 24-00229_12, 2025/03
先進型原子炉システムの設計最適化や安全評価を支援する「AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)」の一部として、設計基準事象までの設計課題に適用する「ARKADIA-Design」の整備を進めてきた。本報では、ARKADIA-Designにおける、炉心設計及び炉構造設計、並びに保全に関わる点検工程の最適化プロセスの実装状況と、最適化検討とともに個別評価におけるプラント挙動の解析に必要な複数の解析コードの連成解析を含む解析評価技術の開発状況を報告する。
松下 健太郎; 江連 俊樹; 田中 正暁; 今井 康友*; 藤崎 竜也*; 堺 公明*
Nuclear Engineering and Design, 432, p.113785_1 - 113785_16, 2025/02
被引用回数：1 パーセンタイル：18.09(Nuclear Science & Technology)ナトリウム冷却高速炉の安全設計の観点から、液面渦によるアルゴンカバーガスのガス巻込み現象(GE)を評価する手法の確立が必要となる。本研究では、GEを評価するインハウスツールである「StreamViewer」の評価モデルの高度化として、吸込み部から液面部にかけて連続する渦中心点を接続することで渦中心線を抽出し、渦中心線に沿った減圧量分布と水頭圧とのつり合いに基づいて渦のガスコア長さを評価する「PVLモデル」について提案した。PVLモデルの適用性確認として、矩形開水路体系における垂直平板による非定常後流渦試験の三次元数値解析結果に本モデルを適用し、その結果、PVLモデルを用いたStreamViewerによるGE評価によって、非定常渦流れの試験における入口流速とガスコア長さの関係を再現できることが確認された。
桑垣 一紀; 浜瀬 枝里菜; 横山 賢治; 堂田 哲広; 田中 正暁
Annals of Nuclear Energy, 225, p.111754_1 - 111754_10, 2025/01
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)The Japan Atomic Energy Agency has been developing an innovative design approach for advanced reactors such as fast reactors, known as Advanced Reactor Knowledge- and AI-aided Design Integration Approach through the whole plant lifecycle (ARKADIA). One task of ARKADIA is to establish a core design optimization process to automatically identify optimal core and fuel design parameters by combining an optimization method and integrated sequential analyses of neutronics, thermal-hydraulics, and fuel integrity evaluations as well as plant dynamics analysis. The optimization process has been developed in stages. In a previous study, the optimal solution consistent with the reference solution was obtained in a simple two-variable optimization problem by focusing only on neutronics. Herein, the optimization process was extended to multivariable optimization, including other analyses. In particular, an integrated sequential analysis system was developed to evaluate thermal-hydraulics and fuel integrity as well as neutronics in the core. The number of core design variables was increased from two to four. The extended optimization process was applied to two problems of three- and four-variable optimization with multiple constraints. In the three-variable problem, the validity of optimization calculation was shown by the optimal solution matched to the reference solution. In the four-variable problem, the solution satisfied all the defined constraints. These results confirmed the feasibility of the core design optimization process combined with integrated analyses up to four variables.
Vu, TheDang*; 宍戸 寛明*; 相澤 一也; 奥 隆之; 及川 健一; 原田 正英; 小嶋 健児*; 宮嶋 茂之*; 曽山 和彦; 小山 富男*; et al.
IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 19(11), p.1888 - 1894, 2024/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Engineering, Electrical & Electronic)We proposed a novel superconducting detector called the current-biased kinetic inductance detector (CB-KID) for constructing a neutron transmission imager. We systematically studied the characteristics of the CB-KID to improve spatial resolution down to 10 
m in transmission imaging. By analyzing neutron transmission spectra from 1 meV to 500 keV, we identified copper (Cu) and iron (Fe) as major components in commercial nuts and screws. Additionally, we successfully mapped the distribution of the SmSn
compound using selective energy regions of pulsed neutrons and the CB-KID detector. It can reveal transmission spectra across a wide range of energies, from cold-neutron energies (meV) to higher neutron energies (up to 500 keV).
石川 諒尚; 田中 浩基*; 中村 哲志*; 熊田 博明*; 櫻井 良憲*; 渡辺 賢一*; 吉橋 幸子*; 棚上 裕生*; 瓜谷 章*; 鬼柳 善明*
Journal of Radiation Research (Internet), 65(6), p.765 - 775, 2024/11
被引用回数：3 パーセンタイル：43.60(Biology)From the viewpoints of the advantage depths (ADs), peak tumor dose, and skin dose, we evaluated the effect of neutron beam properties, namely, the ratio between thermal and epithermal neutron fluxes (thermal/epithermal ratio), fast neutron component, and 
-ray component on the dose distribution. Several parameter surveys were conducted with respect to the beam properties of neutron sources for boron neutron capture therapy assuming boronophenylalanine as the boron agent using our dose calculation tool, called SiDE. The ADs decreased by 3% at a thermal/epithermal ratio of 20% - 30% compared with the current recommendation of 
. The skin dose increased with the increasing thermal/epithermal ratio, reaching a restricted value of 14 Gy-eq at a thermal/epithermal ratio of 
. The fast neutron component was modified using two different models, namely, the "linear model," in which the fast neutron intensity decreases log-linearly with the increasing neutron energy, and the "moderator thickness (MT) model," in which the fast neutron component is varied by adjusting the moderator thickness in a virtual beam shaping assembly. Although a higher fast neutron component indicated a higher skin dose, the increment was 
at a fast neutron component of 
Gy cm
for both models. Furthermore, in the MT model, the epithermal neutron intensity was 
higher at a fast neutron component of 
Gy cm compared with the current recommendation of 
Gy cm. The -ray component also caused no significant disadvantages up to several times larger compared with the current recommendation.
直江 翔太*; 田中 歩*; 神崎 訓枝; 竹中 伶樹*; 迫田 晃弘; 宮地 孝明*; 山岡 聖典*; 片岡 隆浩*
Acta Medica Okayama (Internet), 78(5), p.387 - 399, 2024/10
Radon is a known risk factor for lung cancer; however, it can be used beneficially, such as in radon therapy. We have previously reported the enhancement of antioxidant effects associated with trace amounts of oxidative stress as one of the positive biological effects of radon inhalation. However, the biological effects of radon inhalation are incompletely understood, and more detailed and comprehensive studies are required. Although several studies have used proteomics to investigate the effects of radon inhalation on body proteins, none has focused on brain proteins. In this study, we evaluated the expression status of proteins in murine brains using proteomic and multivariate analyses to identify those whose expressions changed following two days of radon inhalation at a concentration of 1,500 Bq/m. We found associations of radon inhalation with the expressions of seven proteins related to neurotransmission and heat shock. These proteins may be proposed as biomarkers indicative of radon inhalation. Although further studies are required to obtain the detailed biological significance of these protein alterations, this study contributes to the elucidation of the biological effects of radon inhalation as a low-dose radiation.
