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論文

New precise measurement of muonium hyperfine structure interval at J-PARC

上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:90.77

MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.

論文

New muonium HFS measurements at J-PARC/MUSE

Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:92.96

At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.

報告書

チェレンコフ光観測の原子炉計測への適用,3; チェレンコフ光評価システムの軽水炉用使用済燃料要素評価

山本 圭一; 武内 伴照; 林 隆康*; 小菅 史明*; 土谷 邦彦

JAEA-Testing 2016-002, 25 Pages, 2016/11

JAEA-Testing-2016-002.pdf:4.97MB

原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定及び評価し、原子炉内の核的・熱的情報をリアルタイムで計測が可能なシステムを構築するための開発を行っている。本システムは、既存軽水炉における運転管理技術・炉心計画の高度化及びシビアアクシデント時にも対応できる監視システムへの適用を目指している。本報告書は、JAEA-Testing 2015-001で記載したチェレンコフ光評価システムを改良し、改良したシステムを用いて、発電用原子炉の使用済燃料要素についての検証を行った結果についてまとめたものである。

報告書

チェレンコフ光観測の原子炉計測への適用,2; チェレンコフ光評価システムの設計・試作

山本 圭一; 武内 伴照; 林 隆康*; 小菅 史明*; 佐野 忠史*; 土谷 邦彦

JAEA-Testing 2015-001, 25 Pages, 2015/11

JAEA-Testing-2015-001.pdf:3.52MB

既存軽水炉における運転管理技術・炉心計画の高度化及びシビアアクシデント時にも対応できる監視システムの開発の一環として、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定及び評価し、原子炉内の核的・熱的情報をリアルタイムで計測が可能なシステムを構築するための開発を行っている。本報告書は、燃料要素から放出されるチェレンコフ光の観測画像から熱出力を推定するチェレンコフ光評価システムの設計・試作を行い、その動作検証をまとめたものである。本開発では、京都大学研究用原子炉の運転中におけるチェレンコフ光観測画像を用いて、開発したチェレンコフ光評価システムの検証を行った。その結果、観測方法の改良や画像解析時における輝度の補正方法について検討する必要があることがわかった。今後、軽水炉の使用済燃料集合体のチェレンコフ光観測画像による燃焼度を推定する評価システムにも適用していく。

論文

福島周辺における空間線量率の測定と評価,5; 福島周辺における空間線量率分布の特徴

三上 智; 松田 規宏; 安藤 真樹; 木名瀬 栄; 北野 光昭; 川瀬 啓一; 松元 愼一郎; 山本 英明; 斎藤 公明

Radioisotopes, 64(9), p.589 - 607, 2015/09

福島周辺における空間線量率や放射性核種沈着量の地域的分布及び経時変化の特徴について、様々な手法による大規模環境調査の解析結果に基づいて紹介する。また、除染モデル実証事業後の継続的な環境測定結果を基に、除染効果の継続性に関する議論を行う。さらに、土地利用状況ごとの環境半減期の解析結果、及びこれをベースにした空間線量率の将来予測の例について紹介する。

論文

Development of in-reactor observation system using Cherenkov light(VI)

武内 伴照; 山本 圭一; 大塚 紀彰; 柴田 裕司; 柴田 晃; 竹本 紀之; 土谷 邦彦; 佐野 忠史*; 宇根崎 博信*; 藤原 靖幸*; et al.

KURRI Progress Report 2014, P. 108, 2015/07

チェレンコフ光を用いたリアルタイム原子炉内情報計測技術を確立するために、京都大学研究用原子炉(KUR)にて、原子炉出力変更時及び定常運転時におけるチェレンコフ光のCCDカメラによる観察を行い、ある特定の燃料要素について映像の輝度値と出力の関係性を調べた。その結果、画像解析で得られた輝度と原子炉出力との間に相関関係があることを見出し、炉内計測への見通しを得た。一方、出力分布の不均一性及び制御棒のガイドチューブ等の陰影がチェレンコフ光の輝度に有意な影響を与えることも示唆され、今後の課題を明らかにした。

論文

Superdeformation in $$^{35}$$S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

The high-spin states in $$^{35}$$S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nucl$'e$aire d'Orsay The $$^{26}$$Mg($$^{18}$$O, 2$$alpha$$1n)$$^{35}$$S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in $$^{35}$$S. The germanium $$gamma$$-ray detector array ORGAM was employed to measure $$gamma$$ rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for $$^{35}$$S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and $$gamma$$-ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

報告書

チェレンコフ光観測の原子炉計測への適用,1; チェレンコフ光量による原子炉出力の推定

山本 圭一; 武内 伴照; 佐野 忠史*; 本間 亮平*; 木村 伸明; 大塚 紀彰; 小菅 史明*; 中島 健*; 土谷 邦彦

JAEA-Technology 2014-028, 56 Pages, 2015/01

JAEA-Technology-2014-028.pdf:9.23MB

既存軽水炉における運転管理技術・炉心計画の高度化及びシビアアクシデント時にも対応できる監視システムの開発の一環として、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定及び評価することにより、通常の計装では監視できない炉心内の核的・熱的情報をリアルタイムで原子炉計測が可能なシステムを開発することを目的として研究を行っている。本報告書は、燃料から放出される$$gamma$$線及び$$beta$$線によるチェレンコフ光量の評価をモデル計算により求め、京都大学研究用原子炉で観察したチェレンコフ光の画像から炉内情報を得るための検討結果をまとめたものである。

論文

Development of in-reactor observation system using Cherenkov light, 5

大塚 紀彰; 武内 伴照; 山本 圭一; 柴田 晃; 木村 伸明; 竹本 紀之; 谷本 政隆; 土谷 邦彦; 佐野 忠史*; 宇根崎 博信*; et al.

KURRI Progress Report 2013, P. 215, 2014/10

チェレンコフ光を用いたリアルタイム原子炉内情報計測技術を確立するために、京都大学研究用原子炉(KUR)にて、原子炉出力変更時及び定常運転時におけるチェレンコフ光のCCDカメラによる観察を行い、映像の輝度値と炉出力の関係性を調べた。その結果、炉出力が2-3MW以上になるとG及びB輝度信号は最大値である255に達して飽和するピクセルが存在することによってハレーションが生じることが分かった。そこで、KUR最大出力の5MWでも飽和しないR輝度信号を用いて、適切な比例係数を掛けてG及びB輝度信号値を求める補正を行ったところ、全輝度値は炉出力と比例することがわかった。これらの結果、チェレンコフ光を利用して炉出力を見積もる手法の見通しを得た。

論文

Application of X-ray photoelectron spectroscopy to characterization of Au nanoparticles formed by ion implantation into SiO$$_{2}$$

高廣 克己*; 大泉 信之助*; 森本 圭一*; 川面 澄*; 一色 俊之*; 西尾 弘司*; 永田 晋二*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋*

Applied Surface Science, 256(4), p.1061 - 1064, 2009/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:35.36(Chemistry, Physical)

In X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) of Au nanoparticles, the width of 5d valence band changes with Au particle size. This enables us to estimate the size of Au nanoparticles by using XPS. In this work, the 5d-band width has been measured for Au nanoparticles formed by ion implantation into SiO$$_{2}$$. The 5d-band width is found to be correlated strongly with the Au concentration. As the Au concentration increases, the 5d-band width becomes larger, indicating that the Au nanoparticles with the larger size tend to be formed in the vicinity of the projected range of Au ions. This correlation agrees very well with the results from transmission electron microscopy.

論文

Mechanical properties of small size specimens of F82H steel

若井 栄一; 大塚 英男*; 松川 真吾; 古谷 一幸*; 谷川 博康; 岡 圭一郎*; 大貫 惣明*; 山本 敏雄*; 高田 文樹; 實川 資朗

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1077 - 1084, 2006/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.08(Nuclear Science & Technology)

微小試験片の試験技術は核融合炉材料の強度特性を調べるために発展しているが、これは特に、IFMIFでは照射スペースが小さくならざるを得ないことに由来している。本研究ではF82H鋼を用いて微小な曲げ試験片(ノッチ部に疲労予亀裂入)であるt/2の1/3PCCVN(pre-cracked Charpy V-Notch)とDFMB(deformation and fracture mini bend)を作製し、これらの曲げ試験片の靭性を評価するための新しい試験装置の開発について紹介する。本装置は約-180$$^{circ}$$Cから300$$^{circ}$$Cまでの範囲で、変位量を高精度に制御して試験できるように設計した。また、室温でこれらの試験片を用いて静的破壊靭性試験を行い、大きめのサイズを持つ0.18DCT試験片の試験結果との比較を行った。加えて、t/2-CVNと1/3CVN及びt/2-1/3CVN片を用いて、衝撃試験によって得られた吸収エネルギーの温度変化から延性脆性遷移温度(DBTT)を評価し、t/2-1/3CVNのDBTTは大きい試験片の場合より約30$$^{circ}$$C低くなる結果を得た。他方、微小引張り試験やスモールパンチ試験による強度とDBTT等の評価も同様に進めた。

論文

Radiation hardening and -embrittlement due to He production in F82H steel irradiated at 250 $$^{circ}$$C in JMTR

若井 栄一; 實川 資朗; 富田 英樹*; 古谷 一幸; 佐藤 通隆*; 岡 桂一朗*; 田中 典幸*; 高田 文樹; 山本 敏雄*; 加藤 佳明; et al.

Journal of Nuclear Materials, 343(1-3), p.285 - 296, 2005/08

 被引用回数:42 パーセンタイル:93.27(Materials Science, Multidisciplinary)

低放射化マルテンサイト鋼F82Hの照射硬化と脆化に及ぼすHe生成効果とその生成量依存性を引張試験片(SS-3)と破壊靭性試験片(0.18DCT)を用いて評価した。中性子照射はJMTR炉にて250$$^{circ}$$Cで約2.2dpaまで行った。本研究ではHeを材料中に生成させるためにボロン10を添加した。He生成量を変数にするため、ボロン10とボロン11の配合比(0:1, 1:1, 1:0)を変えて、ボロン添加総量を60mass ppmに揃えた3種類の添加材を作製し、照射前後の特性を比較してボロンの化学的な効果を最小限に抑えた。また、これらの試料での生成He量は約5, 150, 300appmである。一方、ボロンの効果を完全に排除した50MeVのサイクロトロン照射実験も行った。この方法ではボロンを添加しないF82H鋼を用い、直径3mm,厚さ0.3mmのTEM片に約120$$^{circ}$$Cで約85appmのHeを均一に注入した後、スモールパンチ試験によって強度特性を評価した。この弾き出し損傷量は約0.03dpaであった。これらの試験結果から中性子照射後の降伏応力と最大引張応力はHe生成量の増加に伴ってやや増大した。また、中性子照射後の延性脆性遷移温度(DBTT)は40$$^{circ}$$Cから150$$^{circ}$$Cの範囲にあり、He生成量の増加に伴って高温にシフトした。また、サイクロトロンHe照射法によっても同様のHeによるDBTTシフト効果が確認できた。

論文

Swelling behavior of F82H steel irradiated by triple/dual ion beams

若井 栄一; 菊地 賢司; 山本 春也; 有賀 武夫; 安堂 正巳; 谷川 博康; 田口 富嗣; 沢井 友次; 岡 圭一郎*; 大貫 惣明*

Journal of Nuclear Materials, 318, p.267 - 273, 2003/05

 被引用回数:58 パーセンタイル:96(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉や核破砕材料のスエリング挙動に及ぼすガス原子の影響を調べるために、He/dpaとH/dpa比をパラメータにしてFeとHeとHまたはFeとHeイオンを同時に照射するシミュレーション実験を行った。照射は500$$^{circ}$$C$$sim$$620$$^{circ}$$Cで50dpaまで行い、試料はマルテンサイト鋼のF82Hを用いた。スエリングは530$$^{circ}$$Cまで2重同時照射に比べて3重同時照射によって増加し、水素はキャビティの成長過程に大きな影響を及ぼした。核融合炉条件では500$$^{circ}$$Cで最大3.2%になり、照射温度の上昇とともに減少した。また、50%冷間加工や90appmの炭素予注入法によってそれぞれ1.4%と0.5%に低下した。他方、核破砕条件ではキャビテイが高密度に形成し、スエリングは530$$^{circ}$$C以下で核融合条件に比べて小さく、照射温度とともに減少したが、620$$^{circ}$$Cでは高濃度に存在するHeのガス圧によって増加した。転位密度は温度上昇とともに減少したが、He/dpaとH/dpaには依存しなかった。これらのスエリング挙動はキャビティの成長速度に対するキャビティと転I位の数密度及びキャビティ内のガス圧を考慮した反応速度論によって定性的に説明できた。

報告書

ITER用CSコイルのクエンチ解析

山本 惠一*; 吉田 清

JAERI-M 93-079, 29 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-079.pdf:0.75MB

国際熱核融合実験炉(ITER)で使用される中心ソレノイド(CS)コイルのような大型強制冷却型超電導コイルでは、コイル保護の観点からクエンチ時のヘリウムの圧力上昇・温度上昇を評価するクエンチ解析が重要となる。局所的なクエンチをとり扱うため数値解析によりクエンチ解析を行なった。解析コードとして強制冷却型超電導コイルの安定性解析を目的に開発された「QSFC」を使用し、各種実験結果との比較により、適用の妥当性を確認し、ITER用CSコイルのクエンチ解析を行なった。局所的なクエンチにおける圧力上昇は、時定数10秒の場合では、J.Millerの式でのものの1/3程度で問題ないが、時定数20秒の場合では、1/2以上となり、導体の大型化が必要である。

論文

Design of the ITER central solenoid scalable model coil

山本 惠一*; 吉田 清; 保川 幸雄*; 塚本 英雄*; 佐々木 崇*; 奥野 清; 西 正孝; 小泉 徳潔; 礒野 高明; 杉本 誠; et al.

Proc. of the 17th Symp. on Fusion Technology, 0, p.971 - 975, 1993/00

ITER用超電導磁石の開発を目的としてCSモデルコイルが計画され設計が進められている。CSモデルコイルはボア径2mで、実機で要求されるBmax=13T、磁場変化2T/sを満足するコイルの開発を目的としている。CSモデルコイルの設計を中心に、解析結果等を含めて発表する。

口頭

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$とSiの共析混合物の作製と近赤外PL発光

阿久津 恵一*; 原 嘉昭*; 中岡 鑑一郎*; 山本 博之

no journal, , 

$$beta$$-FeSi$$_{2}$$の形成過程において、周囲にSiが存在することで発光特性が向上することが知られている。われわれは、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$よりSiを多く含む$$alpha$$-FeSi$$_{2}$$から共析反応によって得られる$$beta$$-FeSi$$_{2}$$とSiの共析混合物において、これまでに報告のないバルク結晶からの1.5$$mu$$mにおける明瞭な発光を見いだした。そこで、この試料についてPLスペクトルの温度依存性を測定するとともに、発光強度を向上させる$$beta$$-FeSi$$_{2}$$とSiの存在比の最適化を狙い、原材料のFe:Si比を変化させた試料を作製し、PL特性を評価した。Fe:Si=3:7のPLスペクトルでは1.5$$mu$$m帯からの明瞭な発光の温度依存性を測定することができたが、ピーク波長の温度依存性の解析から、$$beta$$-FeSi$$_{2}$$からの発光だけではないことが示唆された。またFe:Si=2:8のPLスペクトルでは1.5$$mu$$m帯からの発光は極端に弱くなり、Siからの発光が支配的となることから、より過剰なSiの存在は$$beta$$-FeSi$$_{2}$$からの発光を妨げることがわかった。

口頭

イオン照射炭素表面上へのAu及びPtナノ粒子形成

高廣 克己*; 森本 圭一*; 安田 賢司*; 川口 和弘; 永田 晋二*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋*

no journal, , 

基板上に蒸着した金属ナノ粒子は、バルク金属とは異なる電気的・磁気的・光学的特性を示すことから、ナノ粒子を用いた新たなデバイスの作製など応用が期待されている。本研究では、1keV Arイオン照射により高配向性熱分解グラファイト(HOPG)基板表面に欠陥を導入し、この欠陥が真空蒸着における金(Au)及び白金(Pt)のナノ粒子形成に及ぼす影響について調べた。X線光電子分光法により未照射及びAr照射したHOPG基板上に10$$^{14}$$$$sim$$10$$^{15}$$atoms/cm$$^{2}$$の蒸着量で形成されたAu及びPt粒子のサイズの評価した結果、Ar照射したHOPG基板上に、より微小なナノ粒子が形成されることが明らかになった。これは、イオン照射により導入された欠陥が蒸着粒子の核形成点になると考えられ、イオン照射が金属ナノ粒子のサイズ,形状制御に有効であることが示唆された。

口頭

原子炉施設用放射性核種生成量評価のための基盤データベースの整備,1; 研究の意義と計画

田中 健一*; 深堀 智生; 山本 正弘; 佐藤 智徳; 本岡 隆文; 奥村 啓介; 柴田 恵一; 岩本 信之

no journal, , 

原子炉施設の廃止措置等の安全評価及び原子炉施設で発生する廃棄物量評価に重要である放射性核種生成量評価のための材料組成及び放射化断面積に関して、標準となり得る基盤データベースの整備と開発について意義と計画を紹介する。

口頭

CCDカメラによるチェレンコフ光画像を用いた原子炉熱出力評価

大塚 紀彰; 山本 圭一; 武内 伴照; 木村 伸明; 松井 義典; 土谷 邦彦; 佐野 忠史*; 中島 健*; 本間 亮平*

no journal, , 

原子炉内のチェレンコフ光をリアルタイムで撮影し、撮影画像により炉内燃料の状態を定量的に評価できるシステム開発を行うことは、原子炉の運転管理に大きく貢献するものとなる。本研究は、京都大学研究用原子炉(KUR)において、原子炉起動時及び定常運転時、運転停止時におけるチェレンコフ光をCCDカメラを用いて観察し、得られる観察画像を画像解析によってハレーションを低減する手法を導入することにより、チェレンコフ光による原子炉熱出力の定量的評価を行った。その結果、分光器で計測したRGB各色の分光放射照度は、原子炉熱出力の上昇とともに同じ割合で上昇すること、画像解析によってチェレンコフ光の観察画像をRGBに変換し、各色に対する輝度値はハレーションの影響を受けることが分かった。このことから、ハレーションによる影響がないRの輝度値上昇率を取得し、G及びBの輝度値の増加率を補正することにより、チェレンコフ光画像による原子炉熱出力の評価に見通しを得た。

口頭

軽水炉安全対策のための高性能監視システムの開発,4; 燃料から放出されるチェレンコフ光の評価

山本 圭一; 武内 伴照; 大塚 紀彰; 土谷 邦彦; 佐野 忠史*; 中島 健*; 林 隆康*; 小菅 史明*

no journal, , 

既存軽水炉における監視システムの開発の一環として、使用済燃料集合体から放出されるチェレンコフ光を評価し、原子炉計測及び伝送システムへの影響を調べる必要がある。本研究では、京都大学研究用原子炉のチェレンコフ光観察画像から抽出したチェレンコフ光量に関する情報と原子炉運転時の核分裂反応に伴い発生する$$gamma$$線及び燃料中に存在する核分裂生成物から発生する$$gamma$$線及び$$beta$$線によるチェレンコフ光量の推定結果を比較検討し、原子炉計測の適用性について調べた。その結果、燃料から発生する$$gamma$$線及び$$beta$$線を推定したチェレンコフ光量の計算値は、観察画像から得たチェレンコフ光量と相関関係にあることがわかった。観察画像によるチェレンコフ光量は原子炉出力とも一致することから原子炉計測に見通しも得た。

口頭

Development for high-performance irradiation tests and PIE techniques with research/testing reactors

土谷 邦彦; 武内 伴照; 大塚 紀彰; 柴田 裕司; 中野 寛子; 石田 卓也; 上原 聡明; 山本 圭一; 斎藤 隆; 中村 仁一; et al.

no journal, , 

JMTRは供用開始から幅広い分野で活用され、様々な照射技術を蓄積してきた。最近、精度の向上や温度、中性子束制御、環境などの照射環境の制御が要求されている。特に、再稼働後、軽水炉の安全対策高度化、原子力基盤研究、産業利用の分野で期待されている。これらの照射試験にあたり、放射線モニター(SPNDやSPGD)、各種センサー、作動トランスなどの炉内計測機器の開発が行われている。また、放射化法によるMo-99製造技術開発も進められている。一方、新たにFIB, TEMなどの照射後試験装置がJMTRホットラボに整備された。本シンポジウムでは、新たな照射試験及び照射後試験技術に関する開発の現状について紹介する。

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