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植野 雄大; 大内 和希; 渡邉 雅之
Results in Engineering (Internet), 29, p.109246_1 - 109246_10, 2026/03
Depleted uranium is a byproduct of the production of nuclear fuel, and various efforts have been made to develop new applications of it. The utilization of depleted uranium as an active material in redox-flow batteries is one of the promising applications. Quite recently we demonstrated a new static battery system using uranium and iron as active materials (UFe battery), but the potential performance is poorly understood. It is because the focus was on whether uranium works as an active material. Besides, there was limited information about the electrode reactions and the electrical conductivity of the electrolytic solutions. To clarify the ideal performance of the UFe battery, we investigated redox behaviors of uranium (IV) chloride and iron (II) chloride in chloride-containing non-aqueous solution by cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. In addition, the electrical conductivity of the solution was estimated by electrochemical impedance spectroscopy. As a result, the standard rate constants of both U(IV)/U(III) and Fe(III)/Fe(II) redox reactions were comparable to those in all-vanadium redox flow batteries (VRFBs), whereas the conductivity of the electrolytic solution was about 10 times lower than that of conventional aqueous batteries. The simulation using these electrochemical parameters suggested that the ideal performance of the UFe battery may be comparable to that of VRFBs when the distance between electrodes is sufficiently reduced. While there are many challenges for the application to the flow battery system, the UFe battery has the potential to be a new energy storage system and to utilize large amounts of depleted uranium.
大内 和希; 植野 雄大; 渡邉 雅之
Scientific Reports (Internet), 15, p.18515_1 - 18515_7, 2025/05
被引用回数：1 パーセンタイル：33.50(Multidisciplinary Sciences)ウランと鉄を活物質とする非水系蓄電池を初めて実証した。このウラン-鉄蓄電池は、約1.3Vの開回路電圧と安定したサイクル特性を示し、86
2%の良好なクーロン効率を示した。これらの特徴は、劣化ウランを革新的な用途に活用するための有望な手段を示唆している。
植野 雄大; 大内 和希; 渡邉 雅之
放射化学, (51), p.11 - 14, 2025/03
本研究では、非水溶媒中における塩化ウラン(IV)の酸化還元特性に着目し、塩化物イオンの添加による影響を電気化学測定と分光測定により評価した。結果として、塩化ウラン(IV)に対して過剰な量の塩化物イオンを添加した場合、六配位のウラン(IV)塩化物錯体が安定化することを見出した。さらに、塩化物イオン濃度の増大に伴って塩化ウラン(IV)の酸化還元反応速度が向上したことから、過剰な塩化物イオンの存在が塩化ウラン(IV)の電極での反応の進行に有利に働くことが示唆された。
濱 克宏; 見掛 信一郎; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 桑原 和道; 上野 哲朗; 大貫 賢二*; 別府 伸治; 尾上 博則; 竹内 竜史; et al.
JAEA-Review 2015-024, 122 Pages, 2015/11
JAEA-Review-2015-024.pdf:80.64MB
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、2014年度は、2014年2月における深度500mステージの研究坑道の掘削工事の完了に伴い、超深地層研究所計画における深度500mまでの第2段階の調査研究を一旦終了し、これまで実施してきた各種モニタリングを含め、物質移動試験や再冠水試験等の第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2014年度に実施した調査研究、施設建設、共同研究等の成果を取りまとめたものである。
Mirabueno, M. H. T.*; 鳥井 真之*; Laguerta, E. P.*; Delos Reyes, P. J.*; 藤木 利之*; Bariso, E. B.*; 奥野 充*; 中村 俊夫*; 檀原 徹*; 國分 陽子; et al.
地学雑誌, 123(5), p.751 - 760, 2014/10
フィリピン、イロシンカルデラ内のIRBH-2で、深度50mのコア試料を0.5mごとに採取して記載した。泥炭質堆積物(深度約7
10m)から植物片の放射性炭素年代をAMS法により1.11.8kBPを得た。コア試料中では、ラハールと河川堆積物が多く認められた。深度12mまでは、安山岩質の河川堆積物と少量のラハールからなる。深度2050mの間に、8枚の降下テフラが挟まっている。テフラの屈折率測定から、後カルデラ火山の活動は、安山岩質デイサイト質が主で、流紋岩質の噴火が少量起こったことが示された。流紋岩質テフラとイロシン火砕流の岩石記載学的特徴の類似性は、後カルデラ火山の活動期でも、イロシンカルデラ起源のマグマの噴火がおこったことを示す。上位の火山性堆積物は、得られた放射性炭素年代もあわせて考慮すると、ブルサン火山複合体で唯一活動的であるブルサン火山からもたらされたものと考えられる。
榊 泰直; 福田 祐仁; 西内 満美子; 神野 智史; 金崎 真聡; 余語 覚文; 近藤 公伯; 西藤 文博; 深見 智代; 上野 正幸; et al.
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.182 - 185, 2014/04
新規開発中のレーザー駆動型粒子線加速器は、加速イオンのエネルギーが上がるにつれて、その遮蔽能力の評価が重要になってくる。そこで、われわれはベンチマークとしてPHITSコードの有用性を実験結果と比較した。その結果、実測値と計算値がほぼ一致することが確認され、PHITSコードがベンチマークになり得ることがわかった。
上野 孝志; 徳安 真吾; 川本 康司; 窪島 光志; 石橋 正祐紀; 鶴田 忠彦; 笹尾 英嗣; 池田 幸喜; 見掛 信一郎; 原 郁夫; et al.
JAEA-Data/Code 2012-008, 136 Pages, 2012/07
JAEA-Data-Code-2012-008.pdf:27.39MBJAEA-Data-Code-2012-008(errata).pdf:1.55MB
JAEA-Data-Code-2012-008-appendix(DVD-ROM)-1.zip:790.9MBJAEA-Data-Code-2012-008-appendix(DVD-ROM)-2.zip:834.48MBJAEA-Data-Code-2012-008-appendix(DVD-ROM)-3.zip:533.98MBJAEA-Data-Code-2012-008-appendix(DVD-ROM)-4.zip:712.56MBJAEA-Data-Code-2012-008-appendix(DVD-ROM)-5.zip:525.5MB
本データ集は、2005年度から2011年度にかけて、瑞浪超深地層研究所の研究坑道において実施した23本のボーリング調査の掘削仕様各種データの取得結果を取りまとめたものである。
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。
鶴田 忠彦; 武田 匡樹; 上野 孝志; 大丸 修二; 徳安 真吾; 尾上 博則; 新宮 信也; 石橋 正祐紀; 竹内 竜史; 松岡 稔幸; et al.
JAEA-Technology 2012-001, 134 Pages, 2012/03
JAEA-Technology-2012-001.pdf:41.2MBJAEA-Technology-2012-001(errata).pdf:0.44MBJAEA-Technology-2012-001-appendix(CD-ROM).pdf:6.37MB
日本原子力研究開発機構東濃地科学研究ユニットでは、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段階的(第1, 2, 3段階)に進めている。このうち第2段階では、「研究坑道の掘削を伴う調査研究による地質環境モデルの構築及び研究坑道の掘削による深部地質環境の変化の把握」を段階目標の一つとして調査研究を進めている。本報告書では、第2段階の目標を達成するために、2010年度に深度300m研究アクセス坑道において実施した、主立坑断層を対象としたボーリング調査の結果を取りまとめた。本ボーリング調査は、瑞浪超深地層研究所の主立坑において認められる断層を対象として、2孔(10MI22号孔及び10MI23号孔)のボーリング孔掘削、地質学的調査、水理学的調査、及び地下水の地球化学的調査を実施した。その結果、主立坑断層及び周辺岩盤の割れ目や変質の特徴、水理特性、及び水質分布を把握することができた。
長尾 敬介*; 岡崎 隆司*; 中村 智樹*; 三浦 弥生*; 大澤 崇人; 馬上 謙一*; 松田 伸太郎*; 海老原 充*; Ireland, T.*; 北島 富美雄*; et al.
Science, 333(6046), p.1128 - 1131, 2011/08
被引用回数：152 パーセンタイル：94.97(Multidisciplinary Sciences)はやぶさが回収した小惑星イトカワの岩石粒子中の希ガス同位体組成を測定した結果、月試料に匹敵する高い濃度の太陽風起源He, Ne, Arを確認した。これらの希ガス組成は繰り返されたインプランテーションと、イトカワ上のレゴリス粒子同士の摩擦によってHeに富んだリムの除去による選択的Heの損失によって説明可能である。イトカワ上のレゴリスの照射時間はわずか1000万年未満であり、小さな小惑星上の物質が容易に宇宙空間に散逸してしまうことを反映している。
榊 泰直; 西内 満美子; 余語 覚文; Bolton, P. R.; 堀 利彦; 近藤 公伯; 西藤 文博; 上野 正幸; 高橋 博樹; 岩瀬 宏*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.94 - 96, 2010/05
原子力機構では、光医療研究連携センターにてレーザー駆動型陽子線治療器の概念設計を行っている。この装置を開発するうえでは、装置の放射線遮蔽の問題に対応するためのベンチマークテストが実施されなければならない。そこで、原子力機構が開発したモンテカルロ型イオンビーム輸送コード(PHITS)の計算結果と実際の線量装置をガラス線量計で計測して、レーザー駆動型陽子線が発生する線量の評価を行った。
JRR-2管理課; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 両角 実; 上林 有一郎; 蔀 肇; 小金澤 卓; et al.
JAERI 1027, 57 Pages, 1962/09
1961年3月に行われたJRR-2の第1次出力上昇試験全般にわたって記してある。まず第1章に出力上昇の問題となった第1次燃料について、燃料要素の仕様・検査及び問題点と安全性についての検討をした結果を述べてある。この検討に従い、万一燃料被覆破損が生じた場合、でき得る限り早期に発見し、処置を容易にするために破損燃料検出装置を追加設置した。この破損燃料検出装置の検出の方法,装置の内容について第2章に記してある。最後に第3章に実施した第1次出力上昇試験の経過について述べてある。
JRR-2臨界実験グループ; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 両角 実; 上林 有一郎; 蔀 肇; 小金澤 卓; et al.
JAERI 1025, 62 Pages, 1962/03
第2号研究用原子炉JRR-2は、20%濃縮ウランのMTR型燃料を用いた重水減速・冷却の熱中性子研究炉である。この炉の最大熱出力は10MW,平均熱中性子束密度は1
10
n/cm
secである。この論文は昭和35年10月1日、臨界に到達し、翌36年1月末まで実施した各種の特性試験についての報告書である。内容はJRR-2の臨界試験,制御棒の校正,重水上部反射体効果,燃料要素の反応度効果,温度係数等の特性試験,熱中性子束分布の測定と出力の校正について述べてある。これらの実験は、JRR-2管理課並びに技術研究室より特別に編成されたJRR-2臨界実験グループによって実施されたものである。
榊 泰直; 福田 祐仁; 金崎 真聡; 神野 智史; 余語 覚文; 西内 満美子; 神門 正城; 上野 正幸; 深見 智代; 仁井田 浩二*
no journal, ,
レーザー駆動イオン加速は非常にコンパクトなサイズで、非常に高エネルギーのイオン加速ができるという反面、加速時に用いるホットプラズマから「大量の電子線・X線などの複合放射線」が加速イオンとともに同時発生されるという問題もある。レーザー駆動型加速器を実現するためには、文部科学省から放射線発生装置として設置許認可を受けなくてはならないが、どの様な条件(レーザー強度,クラスターサイズ・密度など)で、その程度の複合的放射線場が発生するのか?などのメカニズムが十分に調査されておらず、放射線発生装置としての設置条件,線量評価方法、及び、レーザーショット条件による放射線発生のモデル化の早期確立を推進する必要がある。われわれは、「実験時に設置するガラス線量計で得られた積算線量」と、放射線遮蔽評価で実績のある「原子核モデルや評価済み核データライブラリを用いたモンテカルロ型粒子輸送コード(PHITSコード)の計算結果」を比較解析することで、レーザー駆動型イオン加速装置における放射線評価手法の確立に向けた動きを開始したので報告する。
大内 和希; 小松 篤史; 植野 雄大; 北辻 章浩; 渡邉 雅之
no journal, ,
非水溶液中のウランの反応研究の一環としてイオン液体-DMF混合系でのヨウ化ウラン(IV)の酸化還元反応を調べた。結果として、不可逆なU(III)/U(IV)対がヨウ化物イオンを添加することで可逆性が向上することを見出した。
横田 優*; 大内 和希; 植野 雄大; 鷹尾 康一朗*; 渡邉 雅之
no journal, ,
本研究は、イオン液体と有機溶媒を混合した系のレドックスフロー電池に適した電解液組成を探索することを目的とし、様々なイオン液体/有機溶媒混合比での活物質の電極反応を調べた。電池性能に寄与する活物質の拡散係数と反応速度定数のイオン液体/有機溶媒混合比の依存性を明らかにし、レドックスフロー電池に適するイオン液体/有機溶媒混合比は、体積比13%(イオン液体濃度0.5M)であることが分かった。
石橋 正祐紀; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 徳安 真吾; 上野 孝志; 川本 康司; 窪島 光志; 笹尾 英嗣
no journal, ,
超深地層研究所計画の研究坑道の掘削を伴う研究段階(第2段階)において実施している地質・地質構造に関する調査研究は、地表からの調査予測研究段階(第1段階)で構築した地質構造モデル(サイトスケール)の妥当性の確認」,「研究坑道周辺に着目した地質構造モデル(ブロックスケール)の構築」及び「坑道掘削時の調査評価技術の整備」を目標としている。本報告では、地質・地質構造に関する調査研究の現状として壁面地質調査,逆VSP探査、及び地質構造モデルの更新に関する結果の概要と成果について提示する。
竹内 竜史; 武田 匡樹; 上野 孝志; 大丸 修二; 徳安 真吾; 尾上 博則; 新宮 信也; 石橋 正祐紀; 松岡 稔幸; 水野 崇; et al.
no journal, ,
第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルの確認と更新を目的として、瑞浪超深地層研究所に分布する主立坑断層を対象としたボーリング調査を実施した。本ボーリング調査により、地質の特徴と透水性の関連など、第1段階の調査研究において構築した地質環境モデルを確認・更新する情報を取得した。
横田 優*; 大内 和希; 植野 雄大; 鷹尾 康一朗*; 渡邉 雅之
no journal, ,
本研究では、非水系溶媒をレドックスフロー電池に適用するために、イオン液体と有機溶媒を混合した系におけるフェロセン/フェロセニウムイオンの電極反応を調べた。イオン液体と有機溶媒の混合比を評価するために電極反応の可逆性とフェロセンの拡散係数を測定した。結果として、レドックスフロー電池に適するイオン液体濃度は、約0.5M(体積比13%)であることが分かった。
横田 優; 大内 和希; 浜野 凌; 植野 雄大; 渡邉 雅之
no journal, ,
本研究は、電極反応における有機溶媒の効果を明らかにすることを目的として、種々の有機溶媒-イオン液体混合系での鉄の電極反応を分析した。1Mのイオン液体([emim]Ac)と各種有機溶媒を混合した系において、鉄のサイクリックボルタンメトリー(CV)を行った。その結果、アミド系溶媒(DMF, TMU, NMP, DMI)中において鉄の酸化還元反応のピーク電位差が比較的小さいことが確認された。これは当該溶媒系が鉄の酸化還元反応において可逆性が高く、電池反応への適用可能性を示唆するものである。
