Determination of Cs/Cs isotopic ratio in soil collected near Fukushima Daiichi Nuclear Power Station through mass spectrometry

島田 亜佐子; 塚原 剛彦*; 野村 雅夫*; Kim, M. S.*; 島田 太郎; 武田 聖司; 山口 徹治

Journal of Nuclear Science and Technology, 58(11), p.1184 - 1194, 2021/11

https://doi.org/10.1080/00223131.2021.1931520

土壌中の主要元素や質量分析における妨害元素を含む多元素混合溶液を用いて土壌中のCsを分離精製するためのCalix[4]arene-bis(t-octylbenzo-crown-6)(BOBCalixC6)の1-オクタノール溶液による溶媒抽出法を最適化した。一部のKやMo, Sn, SbがCsと共に有機相に抽出されたが、0.5M硝酸により逆抽出された。一方、抽出されたCsは0.5M硝酸ではほとんど逆抽出されないため、分離が改善された。抽出されたCsの回収は温度を323Kまで上げ、有機相を3倍量の1-ドデカノールで希釈することで達成された。開発した手法を40gの土壌を溶解した硝酸溶液に対して適用し、分離精製・濃縮後の溶液中には土壌の主要元素が合計で10g/ml、妨害元素はng/ml以下しか含まれないことを確認した。さらに、この手法を用いて福島第一原子力発電所(FDNPS)周辺で採取された土壌中のCsを分離し、Cs/Cs同位体比を表面電離型質量分析計(TIMS)とトリプル四重極質量分析計(ICP-QQQ)により分析した。TIMSにより1桁ほど高い精度が得られたが、アバンダンス感度はICP-QQQの方が高かった。FDNPSの北西側の試料に対してわずかに高いCs/Cs同位体比が観測されたが、それ以外の地点では誤差の範囲で同じ同位体比が得られた。この結果は報告されているCs/Csの放射能比の分布と一致しており、Cs/Cs同位体比が放射性セシウムの起源を特定できる可能性を示している。

Observation of spontaneously excited waves in the ion cyclotron frequency range on JT-60U

市村 真*; 檜垣 浩之*; 柿本 真吾*; 山口 裕資*; 根本 健樹*; 片野 誠*; 石川 正男; 森山 伸一; 鈴木 隆博

Nuclear Fusion, 48(3), p.035012_1 - 035012_7, 2008/03

https://doi.org/10.1088/0029-5515/48/3/035012

本論文では、JT-60Uにおけるイオンサイクロトロン周波数帯の自発的励起波動の実験的観測に関して報告する。磁場閉じ込めプラズマ中では、非等方速度分布に起因して不安定性が駆動される。中性粒子入射による高エネルギーDイオンによる励起波動と核融合反応イオン(He, T)による2つのタイプの揺動が観測されている。これらの揺動は、JET, TFTRで観測されるイオンサイクロトロン放射(ICE)と呼ばれるものと同じものと考えられる。本論文では、初めてこれらの励起波動の空間構造を明らかとした。ICRF加熱用のアンテナを磁気プローブとして用い、ポロイダル方向の空間構造を測定し、観測される波動が揺動磁場成分を持つことが明らかとなった。また、トロイダル方向の空間構造からDイオンに起因する揺動は磁場方向の波数が零付近、核融合反応イオンに起因する揺動は有限な波数を持つことが明らかとなった。さらに核融合反応イオンのHeとTに関しても異なる構造が観測され、異なるアルベン波動が不安定になることが示唆された。

Wave excitation in magnetically confined plasmas with an anisotropic velocity distribution

市村 真*; 檜垣 浩之*; 柿本 真吾*; 山口 裕資*; 根本 健樹*; 片野 誠*; 小澤 功*; 室 大志*; 石川 正男; 森山 伸一; et al.

Fusion Science and Technology, 51(2T), p.150 - 153, 2007/02

https://doi.org/10.13182/FST07-A1337

磁場によって閉じ込められたプラズマ中では、非熱的エネルギーを持ったイオンの存在により、イオンサイクロトロン周波数帯の揺動が自発的に励起される。GAMMA10においては、磁力線方向と垂直に加熱されたプラズマの温度非等方性に起因するアルベンイオンサイクロトロン(AIC)波動が観測されている。一方、核燃焼プラズマにおいては、局所的なミラー磁場配位に捕捉される高温イオンの存在に起因すると考えられる静電波動の励起やイオンサイクロトロン放射(ICE)が観測されている。これらの不安定揺動を総合的に理解することを目的として実験的観測と波動励起の計算を行った。実験では、JT-60Uに設置されているICRFアンテナをピックアップループとして用い、ICRF領域の揺動の計測とその空間構造の測定を行った。垂直NBIに起因する揺動と核融合反応生成イオンに起因する揺動を観測し、その磁力線方向の波数測定から揺動の分散関係を明らかとした。AIC波動との関連を議論する。

Impurity release and deuterium retention properties of a ferritic steel wall in JFT-2M

小川 宏明; 山内 有二*; 都筑 和泰; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 篠原 孝司; 神谷 健作; 河西 敏; 草間 義紀; 山口 薫*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part1), p.678 - 682, 2004/08

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2004.04.192

JFT-2Mでは原型炉の構造材として有力視されている低放射化フェライト鋼(F82H)を段階的に真空容器内に設置して高性能プラズマとの適合性を試験する「先進材料プラズマ適合性試験」を実施している。フェライト鋼はその化学的特性(錆びやすい)から酸素不純物の増加が懸念されている。また、重水素保持特性に関してはこれまで十分なデータの蓄積がない。そこで、フェライト鋼を真空容器内壁の20%に設置した場合と全面に設置した場合の不純物挙動を分光診断で測定した。その結果、真空容器内壁全面に設置した場合であっても、プラズマが直接相互作用をしない位置に設置した場合では、不純物放出が大きな問題とならないことを示す結果を得た。また、フェライト鋼の重水素保持特性では、重水素はおもに酸化層に吸蔵され、機械研摩等により酸化層を除去した状態では、構造材として広く用いられているSUS-316Lと同様であることを示す結果を得た。

Power flow in the negative-ion based neutral beam injection for JT-60

栗山 正明; 秋野 昇; 海老沢 昇; Grisham, L. R.*; 疋田 繁紀*; 本田 敦; 伊藤 孝雄; 河合 視己人; 椛澤 稔; 日下 誠*; et al.

Review of Scientific Instruments, 71(2), p.751 - 754, 2000/02

https://doi.org/10.1063/1.1150283

500keVで10MW入射を目標とするJT-60用イオンNBIは、1996年以来約3年間運転している。このNBIでのイオン源当たりの出力としてこれまでは負イオン水素ビームで360kV,18.5Aの加速を行っており、またJT-60プラズマへの入射実験では、5.2MWの中性ビーム入射を果している。イオン源及びビームラインでのパワーフロー測定結果によると、加速ビームの30~40%が三段加速の電極で失われている。このロスの大部分はビーム自身の各電極への直接衝突によって生じている。アークチャンバー側壁のカスプ磁場による偏向の影響を最小にするため、引出し領域の両端(全引出し面積の約10%)をマスクしたところ、このロスは約30%減少した。このロスをさらに小さくするための原因究明の研究を続けている。

ナトリウム漏洩・燃焼挙動の機構論的解析手法の開発

山口 彰; 村松 壽晴; 大平 博昭; 飯田 将雄

PNC TN9410 97-040, 141 Pages, 1997/04

PNC-TN9410-97-040.pdf:7.71MB

もんじゅのナトリウム漏洩事故では、温度計のニップル部よりナトリウムが漏えい・落下し、ダクトやグレーチングに衝突・飛散しながら床ライナ上に堆積した。その現象を解析するとともに、実炉の安全評価に利用できるコード体系を整備することを目的として、以下項目に係わるの解析手法の整備及び解析を実施した。(1)分子軌道法によるナトリウム燃焼素反応(2)漏えい燃焼実験IIの室内の気流(3)もんじゅA-446室内の気流(4)直接シミュレーションによる対流場とナトリウム液滴の燃焼(5)粒子法によるナトリウムの漏えい飛散挙動(6)多セル及び多次元のナトリウム燃焼これらのコードの開発により、ナトリウム燃焼を機構論的に解析する手法が整備されたので、今後は検証解析並びに実炉への適用を実施する予定である。

Conceptual design of next generation MTR

永田 寛; 山浦 高幸; 那珂 通裕; 川又 一夫; 出雲 寛互; 堀 直彦; 長尾 美春; 楠 剛; 神永 雅紀; 小森 芳廣; et al.

no journal, , 

原子力機構では、今後、発電用原子炉を導入する国に向けた汎用小型試験研究炉の概念検討を2010年から開始した。この概念検討にかかわる基本設計としては、板状の燃料要素でプール型による熱出力10MW級の試験研究炉を想定した。また、この概念検討では、安全性の高い施設であること、経済性に優れた設計であること、高い稼働率が達成できること並びに高度な照射利用ができることを目標としている。検討結果として、燃料要素16本と制御要素4本を配置した炉心において、最大高速中性子束は7.6E+17n/m/sであった。また、原子炉入口圧力が0.15MPa、原子炉入口流量が1200m/s、原子炉入口温度が40Cの場合、DNBRは4.2であり、定格出力の運転状態としては、この炉心は十分な余裕があることがわかった。今後は、より詳細な炉心の核設計及び熱水力設計を行うとともに、冷却系統,照射設備及びホットラボ設備等の概念設計を行い、動特性評価及び安全評価に着手する予定である。

草津温泉水からのスカンジウム捕集に関する研究

瀬古 典明; 保科 宏行; 笠井 昇; 玉田 正男; 桐生 俊幸*; 山口 容史*; 山本 秀雄*; 田中 和也*; 安斉 康宏*; 安齋 修宏*; et al.

no journal, , 

平成18年から19年度に経済産業省の地域新生コンソーシアム研究開発事業「温泉水中のスカンジウム捕集に関する研究開発」で得られた結果について、スカンジウム回収用の捕集材の合成,捕集材を充填した捕集装置の運転に関する成果報告を行う。具体的には、捕集材合成では、照射と反応を別工程で行う反応装置を開発し、日産12kgの製造を可能にした。捕集装置の運転では、空間速度が250h以下では、4.5mの温泉中のスカンジウムを95%以上、13mの温泉水中のスカンジウムを50%以上回収できることがわかった。

ICRF waves for plasma diagnostics in GAMMA 10 and JT-60U

市村 真*; 山口 裕資*; 根本 健樹*; 片野 誠*; GAMMA10グループ*; 石川 正男*; 森山 伸一; 鈴木 隆博

no journal, , 

ICRF波動は、プラズマ加熱に用いられると同時に有用なプラズマ診断法になり得ると考えている。例えば、イオンサイクロトロン放射(ICE)がJETやTFTRの核燃焼プラズマにおいて観測されている。波動励起機構の解明により、ICEは、核融合反応に関する受動的な診断法となる。一方、GAMMA10においては、温度非等方性に起因したアルベンイオンサイクロトロン(AIC)波動の自発励起が観測されている。AIC波動は、境界条件に強く依存した固有モードとして励起され、その詳細な解析からプラズマパラメタを推定することが可能である。また、低電力ICRF波動を外部から入射し、プラズマ応答の磁気プローブを用いた観測からプラズマパラメタを推定することを試みている。発表では、GAMMA10における能動的ICRF診断法の紹介と、JT-60UにおけるICEを用いた受動的診断法の検討について報告する。

1アミノ酸(134th)置換による好塩性nucleoside diphosphate kinaseの2量体-4量体変換

徳永 廣子*; 石橋 松二郎*; 有坂 文雄*; 新井 栄揮; 黒木 良太; 山口 類*; 荒川 力*; 徳永 正雄*

no journal, , 

ヌクレオシド二リン酸化キナーゼ(NDK)は、ほとんどの生物種に広く保存された酵素である。グラム陰性中度好塩菌 sp. 593由来のNDK(HaNDK)とグラム陰性非好塩菌由来NDK(PaNDK)は高い相同性(78% identity, 89% similarity)を示すにもかかわらず、前者は2量体構造、後者は4量体構造を形成する。両者のアミノ酸配列の比較や立体構造予測から、134番目のアミノ酸残基が複合体構造の違いに大きく関与していると予測された。また、HaNDKはGlu134をAlaに置換すると4量体を形成するようになり、逆にPaNDKはAla134をGluに置換すると2量体を形成することが判明した。これらの結果から、野生型HaNDK及び変異型PaNDKは、Glu134のマイナス電荷による反発的相互作用により、4量体形成が阻害されていることが示唆された。