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及川 健一; 松本 吉弘*; 佐藤 博隆*; 渡辺 賢一*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 鬼柳 善明*
JPS Conference Proceedings (Internet), 45, p.011047_1 - 011047_8, 2026/06
Our Japanese sword research team is attempting to gain insight into the secrets of sword-making techniques by conducting systematic nondestructive study from the viewpoint of crystallographic structure, mainly using the energy-resolved neutron imaging system, RADEN at J-PARC. In particular, the manufacturing process of old swords 'Koto' up to the end of the 16th century is not well understood because there are few written records of the sword making process, and it would be an important clue to clarify how the crystallographic structure differs compared to after the 16th century. With the cooperation of NITROPLUS Co., Ltd., we have started the neutron imaging experiment of swords of known provenance and era from 2021. So far, they have provided us with a total of ten exhibition-class swords. In this presentation, we will report on the analysis results of Bragg-edge imaging and neutron tomography of these swords, Naginata and spear, which are sword-related weapons closely related to the Japanese sword but made in different ways.
相澤 直人*; 渡邉 友章; 千葉 豪*; 多田 健一; 藤田 達也*; 山本 章夫*
Nuclear Engineering and Technology, 58(5), p.104176_1 - 104176_16, 2026/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)A quick neutron spectrum reconstruction module based on proper orthogonal decomposition (POD) and a regression model for fast reactors is developed for the general-purpose burnup calculation code SWAT-X. This module enables burnup calculations to be performed quickly for arbitrary conditions based on a few parameters, eliminating the need for computationally intensive calculation codes. Reduced-order and regression models are constructed by applying the POD technique to the snapshot data of the multi-group neutron fluxes calculated using randomly-sampled parameter sets for a single hexagonal pin-cell of a sodium-cooled fast reactor. The neutron spectrum is reconstructed using a linear combination of POD basis vectors with the coefficients obtained from the regression model. The applicability of a pin-cell model, the accuracy of the reconstruction module itself, and its integration with SWAT-X are verified by comparing with the calculation results from the reactor physics code system CBZ.
樋川 智洋; 宝徳 忍; 熊谷 友多; 阿部 侑馬*; 小山 幹一*; 深谷 洋行; 伴 康俊; 木田 孝; 長谷川 聡*; 中野 正直*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 63(3), p.322 - 327, 2026/03
被引用回数：1 パーセンタイル：50.28(Nuclear Science & Technology)燃料再処理施設における水素安全に資するため、放射線分解により生成する水素発生に対する温度の影響を調べた。プルトニウム硝酸水溶液の放射線分解による水素発生量を、室温から溶液の沸騰温度までの温度について実験的に取得した。その結果、沸騰条件まで温度を上昇させても有意な水素発生量の上昇は見られなかった。さらに溶液の撹拌が水素生成に与える影響についても検討したところ、室温での静的条件と混合条件の間で水素生成に違いがみられなかった。これらの知見は、溶液の温度上昇や沸騰が水素生成を大幅に増加させないことを示唆しており、重大事故時の水素リスク評価に貢献する。
渡辺 泰広; 中根 雅人*; 井上 正樹*; 吉村 直己*; 弓野 雄一*
Proceedings of 22nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.926 - 929, 2026/03
シンクロトロンで使用される電磁石電源は、加速する粒子のエネルギーに応じて電流パターンを高精度で制御する必要があり、特に大容量電源の場合、同時に受電側の電力変動や高調波対策が必要になるため高い技術力が要求される。通常、加速器で使用される電磁石電源は、発注仕様書に性能仕様を規定し、受注した製作会社の責任において設計及び製作される。しかし、シンクロトロン用電磁石電源の場合、受注会社が製作した電磁石電源がそのまま使用できることは稀であり、たびたび調整や改造を行いながら運用しているのが実情である。本論文では、3GeVシンクロトロンの六極電磁石電源への適用を目的とした最大電圧2400V、最大電流750A、繰り返し周波数25Hzのシンクロトロン用大容量電磁石電源の内製化に挑戦した。ここで示す内製化とは、電磁石電源の設計(主回路設計、制御回路設計、構造設計)、部品調達、試験検査、ソフトウエア製作を所内で行い、製造は外注会社に図面を提供して製作することである。この電磁石電源は、電源ユニットをモジュール化して直並列接続することにより、任意の定格電圧、電流に対応することが可能である。本電磁石電源を製作するため、IGBT、ドライブ回路、冷却フィン、直流コンデンサを一体化した電源ユニットと、SoC FPGAを使用したディジタル制御回路を開発した。
渡邉 友章; 相澤 直人*; 千葉 豪*; 多田 健一; 藤田 達也*; 山本 章夫*
Journal of Nuclear Science and Technology, 63(2), p.166 - 186, 2026/02
被引用回数：1 パーセンタイル：50.28(Nuclear Science & Technology)中性子スペクトルの再構築に基づく高速な燃焼計算手法を新たに提案する。本手法では、燃料燃焼中の中性子スペクトルを推定するために、固有直交分解(POD)と回帰モデルを用いて構築された簡易モデル(ROM)を使用する。このROMは、さまざまな条件下で実施された詳細な燃焼および中性子輸送計算から得られたスナップショットデータをもとに構築され、燃焼計算では各燃焼ステップにおいてROMを用いて中性子スペクトルを高速に再構築する。その再構築されたスペクトルを用いて、背景断面積をもとに得られた多群実効断面積から1群断面積を計算する。本手法は、燃焼計算中に中性子輸送計算を繰り返す必要がないため、計算時間を大幅に短縮できる。提案手法の性能を、PWRのUO
燃料ピンセルモデルを用いて検証した。結果として、第6次のPOD基底までを使用した場合、参照解であるモンテカルロ計算と比較して、核種インベントリを
5%以内の平均誤差で計算できることが示された。また、誤差の要因分析の結果、計算精度に対する影響として、PODの次数や多群断面積計算の不確かさに比べて回帰モデルの精度の影響が大きいことが明らかとなった。
樋川 智洋; 宝徳 忍; 熊谷 友多; 阿部 侑馬*; 小山 幹一*; 深谷 洋行; 津幡 靖宏; 伴 康俊; 木田 孝; 長谷川 聡*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 7 Pages, 2026/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)核燃料再処理における安全性評価のため、放射線分解によって生成される水素の温度依存性を調査した。放射線分解で生成される水素は可燃性であり、換気のない閉鎖空間で蓄積されると危険性が高まる。本研究では、実際の使用済み核燃料由来の溶液を用いて水素生成を評価した。従来のプルトニウム硝酸溶液を用いた研究と比較し、照射後の燃料組成を反映したより現実的な条件下での水素生成量を検討している。複数の温度における水素のG値を測定し、PHITSシミュレーションを用いて
線、
線、
線の線量寄与を評価した。その結果、高濃度硝酸および溶解した金属イオンによるラジカル捕捉効果により水素生成量が減少し、温度依存性は小さいことが確認された。撹拌条件下では、温度上昇に伴うG値の緩やかな減少傾向が見られ、これはパラジウム種による水素消費と関連している可能性がある。
岩本 修; 小浦 寛之; 遠藤 駿典; 木村 敦; 中山 梓介; 荒木 祥平; 西尾 勝久; 大塚 直彦*; 湊 太志*; 渡辺 幸信*; et al.
核データニュース(インターネット), (142), p.18 - 30, 2025/10
2025年6月にマドリッドで開催された科学と技術のための核データ国際会議ND2025の参加報告である。開催国を除いて参加者の多かった国を順に並べるとアメリカ、フランス、日本、中国、イギリスとなる。前回よりも遠方での開催となったにも関わらず、日本の参加者が前回よりも増えていた。月曜から原子核データについて多くを網羅したトピックについて発表がなされた。具体的には原子核反応測定、原子核構造、原子核崩壊データ、施設と装置、サンプル準備、核分裂と核破砕、原子炉のための核データ、核融合、天体核物理と宇宙応用、医療応用、核廃棄物管理、臨界安全、同位体生成、原子核理論、モンテカルロシミュレーション、機械学習、原子核データ評価、標準化、積分実験と妥当性、普及活動、教育・トレーニング・アウトリーチ、であった。本報告では測定、評価・ライブラリ、積分検証、核分裂、ミューオンの各分野それぞれについて執筆した。
牧村 俊助*; 的場 史朗*; 砂川 光*; 直江 崇; 涌井 隆; 石田 卓*; 松原 綱之*; 深尾 祥紀*; 高橋 仁*; 渡邉 丈晃*; et al.
Proceedings of 71st ICFA Advanced Beam Dynamics workshop on High-Intensity and High-Brightness Hadron Beams (HB2025) (Internet), p.359 - 363, 2025/10
現代の陽子加速器では、ターゲット、ビームウィンドウ、ビームダンプといったビーム遮断装置の強烈なビーム照射下における耐久性が、より高いビーム出力の達成を阻害する重要な要因となっている。大強度陽子加速器施設(J-PARC)における二次粒子生成ターゲットとビームウィンドウが直面する課題と、それらの課題を克服するために行われた開発について紹介する。
池谷 正太郎; 鈴木 武; 横堀 智彦; 菅原 聡; 横田 顕; 菊地 絃太; 村口 佳典; 北原 理; 瀬谷 真南人; 黒澤 剛史; et al.
JAEA-Technology 2025-001, 169 Pages, 2025/08
JAEA-Technology-2025-001.pdf:14.22MB
原子力科学研究所の放射性廃棄物処理場は、多様な施設により構成されており、その中に、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟がある。これらの3建家は、核原料物質、核燃料物質及び原子炉の規制に関する法律による規制を受けており、耐震重要度分類でCクラスに分類されている。東京電力福島第一原子力発電所の事故を契機として原子力規制委員会が策定した新規制基準に対応するため、最新の建築基準法に基づき3建家の耐震評価を実施したところ、許容応力度評価で一部基準を満足しない箇所が認められた。これに対応すべく、令和3年3月5日に設計及び工事の計画の認可(設工認)を取得し、令和3年(2021)から令和4年(2022)までの期間にて耐震補強を行った。本報告書は、第3廃棄物処理棟、解体分別保管棟及び減容処理棟の各建家の耐震設計の概況をはじめ、耐震改修工事の工事概要、作業体制、安全管理、使用前事業者検査について取りまとめたものである。
in downwind East Asia土屋 望*; 池盛 文数*; 川崎 一雄*; 山田 怜奈*; 畑 光彦*; 古内 正美*; 岩本 洋子*; 兼保 直樹*; 定永 靖宗*; 渡邊 隆広; et al.
Environmental Science & Technology, 59(21), p.10400 - 10410, 2025/05
被引用回数：2 パーセンタイル：30.83(Engineering, Environmental)本研究では、能登地方で採取したPM2.5の磁気、安定炭素同位体比、放射性炭素、バイオマスバーニングの有機マーカー等を調査した。特に、磁気と炭素性物質の情報をもとにPM2.5発生源に関する新たな環境指標を提唱した。
渡邉 友章; 相澤 直人*; 千葉 豪*; 多田 健一; 山本 章夫*
Proceedings of International Conference on Mathematics and Computational Methods Applied to Nuclear Science and Engineering (M&C 2025) (Internet), p.288 - 297, 2025/04
現在、核燃料の核種組成を計算する燃焼計算では、燃焼ステップ毎に中性子輸送計算を行い中性子スペクトルの変化を考慮する手法が主流となっている。この手法は高精度である一方、中性子輸送計算の大きな計算コストが問題となる場合がある。そのため、固有直交分解(POD)と回帰モデルを用いた中性子スペクトル再構成に基づく高速な燃焼計算手法について検討した。本手法では、様々な入力パラメータに対する詳細燃焼計算により得られた多数の中性子束に対してPODによる次元削減を行い、低次元化した中性子束とパラメータを関係づける回帰モデルを構築する。この回帰モデルに計算対象である任意の入力パラメータを与えて中性子束を再構成し、燃焼計算を行う。本手法により、中性子輸送計算を行うことなく、入力条件に基づく中性子スペクトルの変化を考慮した燃焼計算を行うことができる。本手法をPWRのUO燃料ピンセルモデルに適用した結果、詳細計算と比較して核種インベントリを数パーセント以内の差異で計算できることが分かった。また、検証の結果この計算誤差は回帰モデルの影響が支配的であったことから、回帰モデルの改善により精度が改善する見通しが得られた。
杉山 仁志*; 加藤 謙一*; 関根 直子*; 関根 由莉奈; 渡邉 友亮*; 深澤 倫子*
Chemical Physics Letters, 856, p.141655_1 - 141655_8, 2024/12
被引用回数：19 パーセンタイル：95.12(Chemistry, Physical)ハイドロゲル中の水の構造に対する高分子側鎖の疎水性の影響を調べるために、DSCとXRD測定を実施した。ポリアクリルアミド(PAA)ゲルに含まれる中間水の量はポリ-
-ジメチルアクリルアミド(PDMAA)と比べて少量であった。PAAゲルの場合、束縛水はポリマー鎖表面に存在しているのに対して、PDMAAゲルでは架橋因子として機能していることが明らかになった。
小栗 香里; 羽倉 尚人*; 山口 瑛子; 奥村 雅彦; 松浦 治明*; 綱嶋 康倫; 青木 勝巳; 荒井 陽一; 渡部 創
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 556, p.165516_1 - 165516_8, 2024/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)人形峠は日本で操業されたウラン鉱山であり、鉱山の地下水にはウラン(U)、ラジウム(Ra)などの各種放射性元素が微量ながら依然として存在し、その挙動は十分に解明されていない。金属イオンと鉱さい中の土壌・粘土鉱物との相互作用により、金属の化学的形態や組成が変化したり、鉱物に金属が吸着したりすると考えられる。また、吸着により、地下水に流れ出た放射性元素は土壌中を移動する間に吸着し保持される。このような粘土鉱物との相互作用は金属漏出の予測に重要であるため、系内の種分化には基本的な化学相互作用の検証が必要である。本研究では、スラグ堆積物の土壌中の金属酸化物と粘土鉱物の組成を調査し、さまざまなイオンの吸着構造の系統性を調べた。スラグ・土壌に含まれる鉱物の組成や化学形態を特定することは、安全性評価や周辺環境への影響評価に有用な情報を提供する。金属(水)酸化物や一部の粘土鉱物に含まれる局所構造を解明するために、拡張X線吸収微細構造(EXAFS)解析を実施し、粒子誘起X線放出(PIXE)による各元素の定量分析を実施した。
及川 健一; 松本 吉弘*; 渡辺 賢一*; 佐藤 博隆*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 鬼柳 善明*
Scientific Reports (Internet), 14, p.27990_1 - 27990_11, 2024/11
被引用回数：1 パーセンタイル：18.83(Multidisciplinary Sciences)We are conducting research focused on elucidating the crystallographic structure of Japanese swords in a non-destructive manner using the neutron imaging instrument RADEN at J-PARC. In this study, we developed an analysis method that combines wavelength-resolved Bragg-edge imaging and a wavelength-selective neutron tomography with a new strategy, and applied it to an approximately 45 cm long Japanese sword signed by Bishu Osafune Norimitsu. Computed tomography was performed, and the analysis succeeded in clearly capturing the characteristic internal structure "Kobuse". Kobuse is most famous steel combining structure of Japanese swords, where a center steel with low carbon content is covered by an outer steel with high carbon content. The crystallite size distribution obtained through Bragg-edge analysis was able to explain without contradiction from the layered structure of two steels observed in neutron tomograms. Our non-destructive imaging also revealed that the quenching was quite deep, forming a wavy pattern more than 5 mm away from the cutting edge.
松本 吉弘*; 及川 健一; 渡辺 賢一*; 佐藤 博隆*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 鬼柳 善明*
Journal of Archaeological Science; Reports, 58, p.104729_1 - 104729_10, 2024/10
We investigated the internal crystallographic structures of Japanese swords using a nondestructive analysis method that combines neutron Bragg-edge transmission (BET) imaging and neutron tomography. BET provides insights into the crystalline structure of the steel, while the neutron tomography offers cross-sectional views of the sword. To systematically explore and understand the technical and historical transition of Japanese sword-making methods, it is important to analyze the internal crystalline structure of various swords, taking into account factors such as production period, region, and swordsmith. Our study examined three swords: Kashu Kiyomitsu, Nankaitaro Tomotaka, and Hosokawa Masanori. The results reveal distinct differences in the internal structures of these swords. This innovative nondestructive approach allowed us to gain detailed insights into the microstructures of these historical artifacts without causing any damage.
岡田 純平; 木村 典道*; 渡邉 一樹; 古内 雄太; 林 慶諭*; 内田 直樹
Proceedings of International Conference on Nuclear Fuel Cycle (GLOBAL2024) (Internet), 4 Pages, 2024/10
東海再処理施設(TRP)のクリプトン回収技術開発施設(KRF)では、オフガス中の放射性クリプトン(Kr)の回収及び貯蔵に係る技術開発を行ってきた。TRPの廃止措置において、KRFは除染及び解体を先行して行う施設であることから、その準備としてKRF内に残存していたKrガスを放出量を管理しながら放出するKr管理放出を実施した。本稿では、KRFにおける技術開発をレビューするとともにKr管理放出について報告する。
渡辺 賢一*; 須貝 優介*; 長谷川 創大*; 田中 清志朗*; 人見 啓太朗*; 野上 光博*; 篠原 武尚; Su, Y. H.; Parker, J. D.*; Kockelmann, W.*
Scientific Reports (Internet), 14, p.25224_1 - 25224_13, 2024/10
被引用回数：1 パーセンタイル：11.46(Multidisciplinary Sciences)Thallium bromide (TlBr) semiconductor detectors are being developed as promising candidates for high-detection-efficiency, high-energy-resolution, and room-temperature gamma-ray spectrometers. This study presents methods for evaluating TlBr crystal quality and carrier transport characteristics using neutron Bragg-dip imaging and the time-of-flight method for pulsed-laser-induced carriers, respectively. In this study, two samples obtained from both the upstream and downstream region in the crystal ingot were evaluated.
中原 将海; 渡部 創; 石井 保行*; 山縣 諒平*; 百合 庸介*; 湯山 貴裕*; 石坂 知久*; 江夏 昌志*; 山田 尚人*; 羽倉 尚人*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 554, p.165449_1 - 165449_5, 2024/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)マイナーアクチニド回収プロセスにおける抽出溶媒の錯体構造を把握するために、有機溶媒中のランタニド元素の荷電粒子誘起発光分析を行った。本実験では、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構のイオン照射施設においてシングルエンド加速器から得られる水素イオンビーム及びサイクロトロンから得られるアルゴンイオンビームを利用した。本実験において、荷電粒子誘起発光スペクトルを測定し、得られたスペクトルと錯体構造との相関について考察した。
荒井 陽一; 渡部 創; 渡部 雅之; 新井 剛*; 勝木 健太*; 吾郷 友宏*; 藤川 寿治*; 武田 啓佑*; 福元 博基*; 保科 宏行*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 554, p.165448_1 - 165448_10, 2024/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)Radioactive aqueous and organic liquid wastes contaminated by U and radioactive materials have been generated through solvent extraction experiments on nuclear fuel materials. Although incineration and denitrification / conversion processes are promising for treatment of such liquid wastes, installation of large equipment is essential. Treatment of liquid wastes generated from the reprocessing experiments is one of important tasks of Systematic Treatments of RAdioactive liquid wastes for Decommissioning (STRAD) project, and the recovery technologies of nuclear materials from the spent solvent has been developed. However, recovery of trace amounts of nuclear fuel material from aqueous solutions with wide pH range is still a challenging task. In our previous study, the porous silica particles with a high specific surface area bearing the iminodiacetic acid (IDA) functional group were revealed to be applicable to recover cations. Although the IDA group introduced adsorbents showed an excellent adsorption reaction from the aqueous solution, further improvement related to the adsorption amount is indispensable for application to the radioactive liquid treatment. In this study, fluorous ligands with IDA group were newly synthesized, and its complexation behavior with cations was investigated in order to understand the adsorption mechanism.
荒井 陽一; 長谷川 健太; 渡部 創; 渡部 雅之; 箕輪 一希*; 松浦 治明*; 羽倉 尚人*; 勝木 健太*; 新井 剛*; 小西 康裕*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 333(7), p.3585 - 3593, 2024/07
被引用回数：1 パーセンタイル：12.78(Chemistry, Analytical)Radioactive aqueous and organic liquid wastes contaminated by U are generated by solvent extraction of nuclear fuel materials in experiments of reprocessing technologies. Although incineration and denitrification/conversion processes are promising for treating such liquid waste, the installation of large equipment is essential. To give appropriate treatment procedures for radioactive liquid waste generated in nuclear facilities, STRAD (Systematic Treatments of RAdioactive liquid wastes for Decommissioning) project was started by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) with several organizations. We are focusing on baker's yeasts for their excellent metal ions adsorption characteristics, easy handling and low prices. In order to optimize adsorption performance and operation procedures as the liquid waste treatment technology, adsorption performance of U has to be precisely investigated. In this study, adsorption performance of U and anion from nitric acid solution was investigated by batch-wise adsorption experiments.
