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木村 祥紀; 土屋 兼一*
Radioisotopes, 72(2), p.121 - 139, 2023/07
核検知や核セキュリティ事案の現場において、迅速かつ正確な放射性物質の判定は、検知警報や事案への迅速な対応を行うための重要な技術的課題の一つである。本稿では、携帯型ガンマ線検出器に適用可能な深層ニューラルネットワークモデルを用いた放射性核種の判定アルゴリズムを提案する。本アルゴリズムでは、シミュレーションで作成した模擬ガンマ線スペクトルで学習した深層ニューラルネットワークモデルにより、各放射性核種に起因する計数寄与率(CCR)を推定し、放射性核種を自動で判定する。この自動核種判定アルゴリズムにより、放射線測定の経験や知識が十分でない核検知や核セキュリティ事象の初動対応者を支援することが可能となる。2種類の異なる深層ニューラルネットワークモデルを用いたアルゴリズムを高エネルギー分解能及び低エネルギー分解能の携帯型ガンマ線検出器に適用し、提案アルゴリズムの性能を評価した。提案したアルゴリズムは、実際の測定ガンマ線スペクトルにおける人工放射性核種の判定で高い性能を示した。また、深層ニューラルネットワークモデルによるCCR推定値を解析することで、
Uの検知やウランの自動分類にも適用できることを確認した。さらに筆者らは、提案したアルゴリズムの性能を従来の核種判定手法と比較し、深層ニューラルネットワークモデルベースの核種判定アルゴリズムの性能を向上させる具体的な方策についても議論した。
松田 健二*; 安元 透*; Bendo, A.*; 土屋 大樹*; Lee, S.*; 西村 克彦*; 布村 紀男*; Marioara, C. D.*; Lervik, A.*; Holmestad, R.*; et al.
Materials Transactions, 60(8), p.1688 - 1696, 2019/08
被引用回数：14 パーセンタイル：63.04(Materials Science, Multidisciplinary)アルミニウム合金の時効硬化と析出に及ぼすCu添加の効果を、硬度測定,引張試験,高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)および高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡(HAADF-STEM)によって調べた。高硬度,高強度,低伸びは析出物の数密度の増加によるZn+Mg量の増加に起因することが分かった。
戸田 裕之*; 山口 正剛; 松田 健二*; 清水 一行*; 平山 恭介*; Su, H.*; 藤原 比呂*; 海老原 健一; 板倉 充洋; 都留 智仁; et al.
鉄と鋼, 105(2), p.240 - 253, 2019/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Metallurgy & Metallurgical Engineering)本レビューでは、高強度アルミニウム合金の水素脆化に関する研究活動、特に様々なトラップサイトでの水素トラップとそれによる水素脆化への影響に焦点を当てて報告する。高亜鉛濃度Al-Zn-Mg合金において、高分解能TEM法による析出物のナノ構造及び界面構造の分析や、高分解能X線マイクロトモグラフィー技術による詳細な破壊マイクロメカニズムとマイクロ構造-破壊特性関係の調査がなされ、さらに、ごく最近実現された超高分解能X線顕微鏡により特徴的な局部的変形、亀裂の発生・成長が観察されている。また、第一原理シミュレーションによる数々の水素トラップサイトのトラップエネルギー導出を元に、変形・破壊中の水素再分配が解析された。水素の再分配と3つの異なるミクロ機構による水素脆化との間の関係を論じ、水素脆化が起こるための現実的な条件を説明する。
土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 吉田 清; 栗原 研一; 長谷川 満*; 久野 和雄*; 野元 一宏*; 堀井 弘幸*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 22(3), p.4202304_1 - 4202304_4, 2012/06
被引用回数：8 パーセンタイル：44.63(Engineering, Electrical & Electronic)日本が担当しているJT-60SAのポロイダル磁場コイルのうち、中心ソレノイド(CS)については、巻線機が完成して調整中であり、平衡磁場コイル(EF)コイルについては、一号機となるEF4コイルが製造を開始し、これまでに本コイルを構成する10個のダブルパンケーキコイル(DP)のうち4個のDPが完成している。また、3つのDPについては寸法検査も行われ、電流中心の誤差は、+2.2mmから-2.1mmの範囲であり、設計誤算範囲である
3mmよりも十分小さくなっていることがわかった。このことから、本コイル製造は順調に進んでいるものと判断できる。一方、巻線を構成する部品である、冷媒入口部や巻線終端部の製作は、コイル巻線作業直後に行われる作業でもあるので、早急に設計を完遂する必要がある。特にCSは大きな電磁力を生じることから、設計条件が厳しくなる。まずインレットについては、この電磁力に耐えるうえに、加工時に超伝導線を傷つけないようにする設計ができた。巻線終端構造については、ITERで提案されているものに比べ簡素でありながら、フープ力に耐えつつ絶縁性能も保持する構造とすることができた。これにより、終端部の占有空間が小さくなって巻線の欠ターン数を少なくでき、プラズマ運転領域の確保に貢献した。
松川 誠; 菊池 満; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 林 孝夫; 東島 智; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井手 俊介; 石田 真一; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.795 - 803, 2008/12
被引用回数：17 パーセンタイル：72.86(Nuclear Science & Technology)JT-60SAは、日欧の幅広いアプローチの下で建設する完全超伝導トカマク装置で、ITERや原型炉への貢献を目指している。2007年の両極の国会批准後、実質的には既に建設段階に移行している。JT-60SAは、既存の建屋,電源,プラズマ加熱装置,計測装置などの、JT-60U設備の最大限の有効利用が前提であり、完全に新作する主たる機器は本体装置のみである。最大プラズマは電流5.5MAで、プラズマ主半径3.06m,アスペクト比2.65,非円形度1.76,三確度0.36である。最大プラズマ加熱入力41MW,プラズマ電流のフラットトップ時間は100秒間である。本論文では、トカマク装置本体だけでなく、プラズマ加熱装置や遠隔保守装置の設計などについても言及するとともに、EUとの技術的な議論を踏まえて行った超伝導導体に関する最近の設計変更案などを紹介し、装置の全体像を明らかにする。
二宮 博正; 秋場 真人; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井上 信幸; et al.
Journal of the Korean Physical Society, 49, p.S428 - S432, 2006/12
現在検討が進められているJT-60のコイルを超伝導コイルに置き換える計画(トカマク国内重点化装置計画)の概要について述べる。本計画はITER及び原型炉への貢献を目指しているが、その位置づけ,目的,物理設計及び装置設計の概要,今後の計画等について示す。物理設計については、特に高い規格化ベータ値を実現するためのアスペクト比,形状因子及び臨界条件クラスのプラズマや完全非誘導電流駆動のパラメータ領域等について、装置については物理設計と整合した設計の概要について示す。
菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.
Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03
被引用回数：13 パーセンタイル：41.76(Physics, Fluids & Plasmas)トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。
土屋 勝彦; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; et al.
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1599 - 1605, 2006/02
被引用回数：1 パーセンタイル：9.98(Nuclear Science & Technology)JT-60定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)は、経済的な核融合炉の実現を目指した定常高ベータプラズマ運転の実証が重要なミッションの一つである。現在、プラズマ形状及びアスペクト比について広いパラメータ領域で研究を行えるように、装置の物理的・技術的設計検討を進めている。本装置の目標とする高ベータプラズマは、自由境界MHD安定性限界を超えた領域にあるため、電子サイクロトロン加熱による新古典テアリングモードの抑制に加えて、安定化板及び容器内コイルを用いた壁不安定性モードの抑制など、さまざまなMHD不安定性の制御手法を駆使する必要がある。それらを踏まえて、今回は、高ベータと臨界条件クラスのプラズマを同時に達成できるプラズマパラメータの解析評価、及び自由境界MHD安定性限界を超えた高ベータプラズマの非誘導電流駆動制御シナリオの検討結果について報告する。また、広いパラメータ領域で定常高ベータプラズマ運転を実現させるための装置設計の現状に関して、超伝導コイル及び放射線遮へい材を中心に報告する。
plasma operation玉井 広史; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤田 隆明; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; 細金 延幸; 市村 真*; et al.
Nuclear Fusion, 45(12), p.1676 - 1683, 2005/12
被引用回数：15 パーセンタイル：45.53(Physics, Fluids & Plasmas)トカマク国内重点化装置の設計研究をまとめた。装置の設計は、プラズマのアスペクト比と形状制御性に関して自由度を広く確保できることが求められている。これは、ITERと平行して研究を進めるとともに、定常高ベータプラズマ運転についての科学的なデータベースをDEMOへ提供する観点から重要である。この目標に合致するように、プラズマのアスペクト比と形状の自由度の確保について、これまで比較的困難であったダイバータ排気性能との両立が図られるように装置設計を行った。この装置設計に基づいて、閉じ込め,安定性,電流駆動,ダイバータプラズマ等の物理性能を評価し、主目的である定常高ベータプラズマを実現するための制御方法を検討した。
及川 聡洋; 土屋 勝彦; 栗原 研一; 川俣 陽一; 福田 武司*; 藤田 隆明; 閨谷 譲
Fusion Engineering and Design, 70(2), p.175 - 183, 2004/02
被引用回数：6 パーセンタイル：40.72(Nuclear Science & Technology)JT-60UにおいてMHD安定性制御を目的として蓄積エネルギーの実時間帰還制御を開発した。JT-60Uの幅広いプラズマパラメータ領域における各種閉じ込めモードのプラズマに対して、統計処理法を用いることにより蓄積エネルギーを高い精度で実時間検出できる。NB入射電力の調節により蓄積エネルギーがあらかじめプログラムされた波形を正確にたどることに成功した。負磁気シアモードにおいては内部輸送障壁形成の再現性が向上し、規格化ベータ値を安定領域に維持することでMHD安定性を制御することができる。また、負磁気シアモードにおいてDT換算核融合増倍率0.5を0.8秒間維持することに成功した。
及川 聡洋; 土屋 勝彦; 栗原 研一; 川俣 陽一; 福田 武司*; 藤田 隆明; 赤坂 博美; 米川 出; 閨谷 譲
JAERI-Research 2003-027, 19 Pages, 2003/12
JAERI-Research-2003-027.pdf:1.14MB
JT-60UにおいてMHD安定性制御を目的としてプラズマ蓄積エネルギーの実時間帰還制御を開発した。プラズマ蓄積エネルギー検出に統計処理法を用いることにより、JT-60Uの幅広いプラズマパラメータ領域におけるオーミックモード,Lモード,Hモード,高ポロイダルモード,負磁気シアモードといったさまざまな閉じ込めモードに対して単一の統計処理係数セットで蓄積エネルギーの高精度実時間検出が可能となった。NB入射電力の調節により蓄積エネルギーの実績値をプレプログラムされた参照波形に正確に追従させることに成功した。負磁気シアモードにおいては内部輸送障壁形成の再現性が向上し、規格化ベータ値を安定領域に維持することでMHD安定性を制御することができる。これにより、負磁気シアモードにおいてDT換算核融合増倍率0.5を0.8秒間維持することに成功した。
関 昌弘; 菱沼 章道; 栗原 研一; 秋場 真人; 阿部 哲也; 石塚 悦男; 今井 剛; 榎枝 幹男; 大平 茂; 奥村 義和; et al.
核融合炉工学概論; 未来エネルギーへの挑戦, 246 Pages, 2001/09
本書は、炉工学的基礎を有し核融合に関心のある方々に対して、核融合炉の原理とその実現に必要な多岐にわたる技術、さらに総合システムとしての核融合炉の理解に役に立つことを目指したものである。本文は2部構成になっており、第1部では核融合炉の原理と誕生までのシナリオを、そして第2部では、核融合炉を構成する主要な装置・機器に関する研究開発の現状を、最近のデータをもとにまとめてある。
石原 義尚*; 松岡 不識*; 佐川 寛*; 河原 憲一*; 片岡 伸一*; 篠原 芳紀*; 室井 正行*; 土屋 真*; 辻本 恵一*; 大橋 東洋*
JNC TJ8400 2001-011, 259 Pages, 2001/03
JNC-TJ8400-2001-011.pdf:0.99MB
本研究では、地質環境条件の調査,処分場設計および性能/安全評価に係わる3分野の解析評価手法とこれを支えるより詳細な基盤的研究を、有機的かつ階層的に統合し知識ベースとして体系化していく統合解析システムの基本設計に関する検討を実施した。(1)第2次取りまとめ報告書に基づいて各研究分野のワーク項目と情報の流れを整理し、処分場設計と性能評価の統合を重点とした相関マトリクスおよびワークフローを作成し、統合解析システムの構成要素を明らかにした。また、評価解析に使用するコードの体系とデータの階層構造をまとめた。(2)第2次取りまとめ報告書に基づき3研究分野のシステム因子と情報処理の流れを整理・検討した。次に、特定の地質環境条件が与えられた場合の地層処分事業の作業分析を行い、システム因子と情報処理の流れを作成した。地質環境条件の検討対象として亀裂性媒体/多孔質媒体,立地場所(陸地/海底下),地殻の長期安定性(隆起/沈降)を考慮して検討した。さらに、設計と性能評価,地質環境の間の情報交換内容を第2次取りまとめに基づいて整理した。整理結果を基に地質環境,設計,安全評価の3分野間の連関をとった作業の理想的形態を検討した。システム因子、及び、情報処理の整理結果に対して、知識ベースの技術基盤となる基礎的研究を検討し知識ベースの階層構造を検討した。(3)上記(1)項でまとめた相関マトリクスおよびワークフローに基づいて、統合解析システムの概念構成を検討し、システムの機能についてまとめた。(4)上記(2)項での知識ベースの検討結果に基づいて、地層処分統合解析システムの複雑で膨大な知識ベースを手順書に取りまとめるための方針を検討した。さらに、数値地層処分統合解析システムの構成要素に対して、開発の優先度、及び、技術的難易度を検討してシステムの全体像を検討し、ソフトウェア構成図を作成した。さらに、 H15年までのシステムの開発計画を検討した。
飯尾 俊二*; 大山 直幸; 土屋 勝彦; 及川 聡洋; 閨谷 譲; 川俣 陽一; 栗原 研一
no journal, ,
JT-60Uでは、超低ドリフト性能を持つ精密アナログ積分器と反磁性ループを用いて、誤差磁束による影響を取り除いてプラズマの蓄積エネルギーを評価する方法を確立した。通常計測に使用している反磁性ループを用いた場合、絶対値の誤差[MJ]はプラズマ電流[MA]の0.07倍(高非円形結線)もしくは0.1倍(標準結線)であると評価された。
木村 祥紀; 土屋 兼一*
no journal, ,
規制外の核・放射性物質(MORC)に関連する核セキュリティ事象は、公衆衛生, 環境, 経済, 社会的に重大な悪影響を及ぼす可能性がある。MORCに関連する核セキュリティ事象が発生した際には、現場での初動対応として核・放射性物質などの原因物質を特定することが必要不可欠である。本研究では、機械学習に基づくガンマ線スペクトル解析による携帯型検出器を対象とした核種判定アルゴリズムを開発する。検出器シミュレーションにより機械学習データセットを構築し、核種判定を目的とした機械学習モデルに対するシミュレーションベースの学習データセットの有用性について議論する。
木村 祥紀; 土屋 兼一*; 大久保 綾子*; 田辺 鴻典*; 角田 英俊*; 秋葉 教充*; 富川 裕文
no journal, ,
Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and National Research Institute of Police Science (NRIPS) have been working on technology development to develop the capabilities for responding nuclear security event involving nuclear and other radioactive materials out of regulatory control (MORC) in Japan. Those institutes have information exchange and research cooperation for more effective development and improvement of the national capabilities and strengthening international nuclear security. In this paper, current status and future prospects on technology development by the two institutes for contributing to the response capabilities for nuclear security event involving MORC.
木村 祥紀; 土屋 兼一*
no journal, ,
核物質や放射性物質を使用したテロ行為等に代表される核セキュリティ事象の現場初動対応において、原因となる核種の迅速な特定が必要不可決となる。本研究では、現場初動対応者による原因核種特定を支援する技術として、機械学習を応用した核種判定アルゴリズムの開発を進めている。本発表では、深層ニューラルネットワーク(DNN)モデルを使用した低分解能小型ガンマ線検出器を対象とした核種判定アルゴリズムとその性能評価の結果について報告する。
