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柴田 基樹*; 中西 洋平*; 阿部 淳*; 有馬 寛*; 岩瀬 裕希*; 柴山 充弘*; 元川 竜平; 熊田 高之; 高田 慎一; 山本 勝宏*; et al.
Polymer Journal, 55(11), p.1165 - 1170, 2023/11
被引用回数：1 パーセンタイル：51.7(Polymer Science)Marine ecosystem degradation due to micro plastics is a significant environmental problem, as acknowledged by Sustainable Development Goal 14. Decomposition of plastics using near critical or supercritical water is one of the promising methods to reduce micro plastics. To attain the optimization of the method for improving environmental friendliness, it is necessary to clarify the structural change of materials during the process. We, thus, investigated the decomposition processes of polystyrene particles dispersed in deuterated water (D
O) during heating under near critical or supercritical conditions by using in situ small-angle neutron scattering. Under subcritical conditions, the PS particles were swollen by DO due to increased compatibility with temperature. Near the critical point in subcritical conditions, the cleavage of PS chains in the particles occurred, so that the swollen ratio was much enhanced though the PS particles kept their shapes. In a supercritical condition, the PS particles were degraded into oil including oligomers or monomers and the phase-separated structures with styrene-rich and DO-rich regions.
福井 悠平*; 遠藤 知弘*; 山本 章夫*; 丸山 修平
EPJ Web of Conferences, 281, p.00006_1 - 00006_9, 2023/03
外れ値を含む実験データの新しい核データ調整方法を開発した。本手法は感度係数を用いた従来の核データ調整法にロバスト推定の一種であるM推定を適用することで、外れ値の影響を軽減するものである。本論文では、M推定に基づいて重み付けされた核データ調整式を導出し、重み付けの計算方法を開発した。各実験データの重みは、核特性の測定値と計算値の差から計算される。この重みは特異値分解を用いて核特性間の相関を考慮することにより評価することができる。さらに、提案手法と従来手法を双子実験により比較検証した。双子実験では、核データは意図的に外れ値を含む実験データを使用した。結果、外れ値を含む実験データであっても核データがロバストかつ適切に調整されていることを確認した。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
Li, Y.; 廣田 貴俊*; 板橋 遊*; 山本 真人*; 関東 康祐*; 鈴木 雅秀*; 宮本 裕平*
JAEA-Review 2020-011, 130 Pages, 2020/09
JAEA-Review-2020-011.pdf:9.31MB
日本原子力研究開発機構(以下「原子力機構」という。)では、原子炉圧力容器(Reactor Pressure Vessel、以下「RPV」という。)の構造健全性評価手法の高度化を目的として、加圧熱衝撃等の過渡事象が発生した場合のRPVの破損確率や破損頻度を評価する確率論的破壊力学解析コードPASCALを開発し、最新知見に基づきその機能の高度化を進めてきた。RPVの構造健全性評価において確率論的手法の活用が期待される中で、RPVの健全性評価に係る取組みを促進するためには、複数の機関によりPASCALの機能確認を実施し、その確認過程や確認結果を取りまとめておくことにより、コードの信頼性を向上させることが不可欠である。こうした背景を踏まえ、原子力機構では開発機関以外の当該分野に関する専門家の下で、本コードの信頼性を向上させることを目的として、PASCAL信頼性向上ワーキンググループを設立し、PASCALのソースコードレベルの確認を含む機能確認を行ってきた。本報は、PASCAL信頼性向上ワーキンググループの平成28及び29年度における活動内容及び活動結果についてまとめたものである。
久松 秀悟; 鈴木 伸一; 幸本 重男*; 岸川 圭希*; 山本 雄介*; 元川 竜平; 矢板 毅
Tetrahedron, 73(27-28), p.3993 - 3998, 2017/07
被引用回数：15 パーセンタイル：57.79(Chemistry, Organic)A sensory system incorporated with an amplification function was developed for detection of trace-level fluoride ions. This sensory system comprises two steps, namely, amplification, and chemiluminescence. These steps were linked with chemical reactions and were induced continuously. The process from amplification to chemiluminescence was accomplished in the system by using fluoride ions. The amplification was based on a self-immolative system, which permitted the detection of emissions even at low fluoride ion concentration for system in which chemiluminescence cannot be induced in the absence of fluoride ions. An optical ratio of the chemiluminescent compound and the amplifier was calculated for achieving efficient amplification.
-isopropylacrylamide) hydrogels宮元 展義*; 島崎 浩太朗*; 山本 浩亮*; 新立 盛生*; 蒲池 雄一郎*; Bastakoti, B. P.*; 鈴木 孝宗*; 元川 竜平; 山内 悠輔*
Chemistry; A European Journal, 20(46), p.14955 - 14958, 2014/11
被引用回数：18 パーセンタイル：49.6(Chemistry, Multidisciplinary)It is demonstrated that mesoporous silicas (MPSs) can be used as effective "topological cross-linkers" for poly(-isopropylacrylamide) (PNIPA) hydrogels to improve the mechanical property. Three-dimensional bicontinuous mesporous silica is found to effectively reinforce the PNIPA hydrogels, as compared to nonporous silica and two-dimensional hexagonally ordered mesoporous silica.
青才 大介*; 山本 祐平*; 水野 崇; 石神 徹*; 松山 秀人*
Colloids and Surfaces A; Physicochemical and Engineering Aspects, 461, p.279 - 286, 2014/11
被引用回数：10 パーセンタイル：25(Chemistry, Physical)地下水中のコロイドを対象とした研究では、サンプリングの過程における大気への暴露や圧力解放よりコロイドの特性が変化することが問題となっている。本研究では、原位置の環境を維持した状態で地下水を限外ろ過しつつ、コロイドをサンプリングする手法を開発した。また、開発した手法を瑞浪深地層研究所の地下施設から得られる地下水に適用した。その結果、地下水中のコロイドは主にFe, Al, Mg, Siから成る無機コロイドおよび有機コロイドからなり、様々なサイズに分布していることがわかった。また、これらのコロイドが希土類元素と錯体を形成し、特に10kDaから0.2
mの画分に存在するコロイドと軽希土類元素が錯形成していることが明らかとなった。
山本 風海; 川瀬 雅人; 岩間 悠平; 福田 真平; 加藤 裕子; 大内 伸夫; 明午 伸一郎; 大井 元貴; 上窪田 紀彦*
Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.771 - 774, 2014/10
J-PARC(Japan Proton Accelerator Research Complex)では、2013年5月に50GeVメインリング(Main Ring, MR)で異常なビーム出力が発生し、ハドロン実験用の放射化した金ターゲットが昇華、施設外へ漏えいするという事故が発生した。この事故を受け、J-PARCの全施設で放射線漏えいの危険性を未然に検知、防ぐため機器異常状態の監視システムを増強した。J-PARC 3GeVシンクロトロン(Rapid Cycling Synchrotron, RCS)では、物質生命科学実験施設(Material and Life science Facility, MLF)水銀ターゲットへの出射ビームの状態異常やトンネル内ガスの放射能濃度を常時監視し検知する、ダンプ温度をインターロックに組み込みダンプ溶解を早期に発見する、リニアックからのビーム電流が設計値を超えた際に即座にビームを停止する、等の改造を行った。本発表ではその詳細について述べる。
山本 風海; 林 直樹; 畠山 衆一郎; 佐伯 理生二; 岩間 悠平
Proceedings of 10th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1060 - 1064, 2014/06
大強度陽子加速器施設(Japan Proton AcceleratoR Complex: J-PARC)の3GeVシンクロトロン(Rapid Cycling Synchrotron: RCS)では、300kW相当のビーム出力を物質科学生命実験施設(Material and Life Science Facility: MLF)及び主リング(Main Ring: MR)に供給している。このような大強度のビーム運転では、ほんの少しのビームロスが発生するだけで機器の放射化を引き起こし、安定運転や保守作業の妨げとなる。そこで、運転時のビームの状態を監視し、安定な運転を継続するためには、ビームロスモニタ(BLM)は非常に重要な機器である。また、BLMは設定をきちんとすれば全ビーム量に対して非常に微量の(10
以下の割合の)ロスも検知することができるため、ビーム調整時の目としても使いやすくパラメータ毎によるビーム状態の比較が容易である。RCSでは、比例計数管(Proportional counter type BLM: PBLM)及びプラスチックシンチレータ+光電子増倍管(Scintillator type BLM: SBLM)をBLMとして調整時及び供給運転に利用している。本発表では、これらBLMの使用状況について報告する。
福士 圭介*; 長谷川 優介*; 前田 耕志*; 青井 裕介*; 田村 明弘*; 荒井 章司*; 山本 祐平*; 青才 大介*; 水野 崇
Environmental Science & Technology, 47(22), p.12811 - 12818, 2013/11
被引用回数：27 パーセンタイル：58.19(Engineering, Environmental)Eu(III)の花崗岩への収着について、巨視的、微視的な手法を組み合わせた研究を行った。花崗岩の薄片と10MのEu(III)溶液とを反応させ、EPMAおよびLA-ICP-MSにより分析した。その結果、多くの黒雲母粒子では、最大で6wt.%までEuが増加した。黒雲母中でEuが付加された部分ではKが減少しており、黒雲母へのEuの収着様式は層間の陽イオン交換反応であることが示唆される。また、花崗岩および黒雲母の紛体を利用したEu(III)のバッチ収着試験を実施した。この試験により得られた黒雲母に対するEu(III)の巨視的な収着挙動は、花崗岩に対する収着挙動と一致した。得られた収着エッジはシングルサイトの陽イオン交換反応を考慮したモデルにより、合理的に再現することが可能である。以上のことから、花崗岩は複雑な鉱物の集合体であるが、巨視的および微視的な手法を組み合わせることによって、複雑な鉱物集合体全体を代表する一つの基本となる収着反応を明らかにすることができた。
水野 崇; 青才 大介; 新宮 信也; 萩原 大樹; 山本 祐平; 福田 朱里
日本原子力学会和文論文誌, 12(1), p.89 - 102, 2013/03
本研究では瑞浪超深地層研究所の地下施設である研究坑道の建設に伴う地下水水質の変化を把握するため、研究坑道内において水質モニタリングを実施した。その結果、研究坑道掘削に伴う地下水の流動状態の変化により、水質分布が変化していることがわかった。特に立坑の坑底付近においては、溶存成分濃度が高い深部地下水の上昇による"upconing"現象が生じている。また、地下水のpHは立坑壁面に打設されたセメント等と接触することにより最大で12程度まで上昇し、研究坑道内に流入している。酸化還元電位については、研究坑道掘削前の状態からの変化が推定できるものの、還元環境を維持している。これらの結果は地下施設建設時における地下水水質の変化を把握するための技術基盤が整備されつつあることを示しており、地層処分事業における精密調査を進めるための知見として活用できると考えられる。
中田 亮一*; 高橋 嘉夫*; Zheng, G.*; 山本 祐平; 清水 洋*
Geochemical Journal, 44(5), p.411 - 418, 2010/10
被引用回数：27 パーセンタイル：58.17(Geochemistry & Geophysics)中国、新彊ウイグル自治区の泥火山より採取した原油及び共存する水の中の希土類元素の存在度を世界で初めて報告した。原油は軽希土類元素に富み、重希土類元素に枯渇した相対存在度パターンを示した。原油中の希土類元素濃度は共存水より百倍高かった。原油の疎水性と希土類元素イオンの性質を考慮すると、原油中の希土類元素は錯体として存在していると考えられる。
C-NMRの分析によると、原油中にはフェノール基とカルボキシル基が含まれており、希土類元素はそれらの官能基に錯生成していると考えられる。原油中の希土類元素の相対存在度パターンは泥火山中の泥のパターンと類似しており、原油中の希土類元素は原油が発生した岩石もしくは堆積物から供給されたと考えられる。
高橋 嘉夫*; 山本 美香*; 山本 祐平; 田中 万也
Geochimica et Cosmochimica Acta, 74(19), p.5443 - 5462, 2010/10
被引用回数：82 パーセンタイル：88.3(Geochemistry & Geophysics)希土類元素の相対存在度のパターン(REEパターン)はさまざまな天然の物質で観測されるユニークな地球化学的トレーサーである。バクテリアに吸着したREEのパターンは重希土類元素(HREE)を濃集し、天然試料におけるバクテリア関与の指標に成りえる。本研究では広域X線吸収微細構造(EXAFS)とバクテリアへのREEの分配パターンを用いて、バクテリアの細胞表面へのHREEの濃集機構の解明を試みた。EXAFSの結果より、HREEは低REE/バクテリア比環境では多座リン酸基に結合しているが、高REE/バクテリア比ではカルボキシル基に結合していることが示された。一方、軽希土類元素及び中希土類元素は低REE/バクテリア比において低配座数のリン酸基に結合し、高REE/バクテリア比ではカルボキシル基に結合していることが示された。REE/バクテリア比の変化に伴うバクテリアへのREEの分配パターンの変化は、EXAFSの結果と整合的であった。バクテリアの細胞表面へのHREEの濃集は多座リン酸基による安定な錯体の形成が原因であることがEXAFSによって示された。多座リン酸基はバクテリア以外の天然試料では見られない特徴であり、本研究の結果はバクテリアが関与した試料のREEパターンがバイオマーカーとして利用できる可能性を示した。
山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.203 - 212, 2010/10
Chemical state of rare earth elements (REEs) in deep groundwater was determined by combination of ultrafiltration techniques maintaining in-situ pressure and anaerobic conditions, speciation considering contribution of natural organic matters, and finger-printing method using REE pattern of stability constants for probable complexes of REEs in groundwater. Groundwater samples were collected from a borehole at a depth of 200 m in the Mizunami Underground Research Laboratory (MIU), Gifu, Japan. Spectroscopic analysis for colloidal matters on a membrane filter was also conducted to estimate chemical properties of colloidal ligands. Our results suggest that REEs-humic complexes were the dominant chemical states of REEs in groundwater. Presence of humic substance in groundwater was also confirmed by spectroscopic analysis. It is expected that behavior of REEs mainly depends on humic substances.
青才 大介; 山本 祐平; 水野 崇
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.213 - 220, 2010/10
元素の挙動を把握するうえで、分子のサイズ分布は重要な情報である。分子のサイズ分布は、地下水の物理的及び化学的状態に支配されるが、地下水は一般に被圧・嫌気状態で存在しており、採取時の脱ガスや酸化によって地下水の物理的及び化学的状態が変化するという問題を抱えている。そのため、地下水中における元素の挙動を把握するためには、地下水の化学的状態に関する情報を、原位置の環境を保持したまま取得することが必要である。本研究では、地下水を被圧・嫌気状態を保持したままろ過する手法を開発した。手法の開発後、岐阜県瑞浪市で建設中の瑞浪超深地層研究所深度200m地点のボーリング孔を利用して地下水を被圧・嫌気状態を保持したままろ過し採取した。ろ液について化学成分分析を実施し、得られた結果から、手法の妥当性を評価し、地下水を被圧・嫌気状態を保持したままろ過できることを確認した。
山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる安全評価では、元素の地下水中の挙動の把握が必須である。元素の挙動はそのサイズと化学状態に依存するため、それらに関する情報の取得と評価手法の開発は重要である。しかし地下水は一般的に被圧・嫌気状態で存在しており、採水時に化学状態が変化するため、従来の採水法では原位置の環境を保持したまま元素のサイズ分布と化学状態を決定することは難しい。そこで本研究では瑞浪超深地層研究所内に建設された地下200mの研究坑道において掘削したボーリング孔(07MI07号孔)からの湧水を利用して原位置の環境を保持した状態でろ過を行い、地下水中の元素のサイズ分布と化学状態に関する情報の取得と評価を試みた。分析対象元素のうち、Yはろ過膜の孔径の減少に伴ってろ液中の濃度が減少した。さらに化学種計算の結果から、分子サイズの異なるY-有機物錯体の存在が示唆された。本研究で用いた原位置でろ過を行う手法によって、地下水の被圧・嫌気状態を維持したまま地下水中の元素濃度のサイズ依存性を明らかにでき、化学種計算を組合せることで地下水中の元素の挙動予測に重要な知見の取得が可能であることが示された。
水野 崇; 齋 正貴; 萩原 大樹; 青才 大介; 山本 祐平
no journal, ,
本研究では、瑞浪超深地層研究所で進めている地球化学研究について、現在までの第2段階での成果を取りまとめ、概念モデルとの相違点を明確にしたうえで、その妥当性を示すための手法を検討する。第1段階で構築した概念モデルに対して、第2段階での結果では、深部地下水の上昇及び断層を境界とした水質分布の変化、の2点が新たに確認された。これらは研究坑道の掘削に伴い生じたものと考えられ、第1段階で構築した概念モデルと第2段階で新たに確認できた事象の違いは、研究坑道掘削が原因であると考えられる。以上のことから、第1段階の概念モデルは、第2段階の調査結果に基づいて妥当であったと考えられる。
萩原 大樹; 水野 崇; 齋 正貴; 青才 大介; 山本 祐平
no journal, ,
超深地層研究所は、結晶質岩花崗岩を主な対象とした深地層の研究施設であり、この計画では地層処分研究開発の基盤となる深地層の科学的研究の一環として深部地質環境の調査・解析・評価技術の基盤の整備を全体目標の一つとした調査研究が進められている。超深地層研究所計画において適用している段階的な調査研究の進展に伴い、地質環境を理解するための一連の方法論の詳細化とその評価を繰り返し実施し、併せて、その過程で得られた経験(失敗例を含む)やノウハウをできるだけ知識化して提示していくことが重要である。このため、本報告では、超深地層研究所計画の第2段階における地下水化学に関する調査方法の技術的開発と測定結果を整理し、地下深部における地球化学環境とその空間分布が、研究坑道掘削により受ける擾乱を把握するための技術的知見を示した。
山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇
no journal, ,
地下水中に存在するコロイドはさまざまな元素の挙動に影響を与えることが予想され、高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる安全評価では、コロイドによる元素の挙動への影響を評価する必要性が指摘されている。しかし、地層処分が想定される深度300m以深におけるコロイドに関する研究例は少ない。これは、被圧・嫌気状態で存在している地下水中のコロイドが、採水時の圧力解放による脱ガス,空気暴露による酸化,掘削時の人為的な汚染等により変質するという問題のほか、コロイドの存在量が希薄であるために分析に必要な量を回収することが困難であることに起因する。本研究では、地下水中のコロイドの化学的特性を把握することを目的として、その回収及び分析手法の検討を行った。コロイドの回収及び前処理では、試料が酸化されないことを確認した。電子線,赤外線,X線を用いた分光分析を実施した結果、少ない試料量でコロイドの元素組成やその酸化状態を把握できることが示された。本研究で採用したコロイドの回収・分析手法を用いることで、コロイドが元素の挙動に及ぼす影響評価のために必要な化学的特性の情報を取得できることを示した。
山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇; 渡邊 克晃*; 小暮 敏博*; 鈴木 庸平*
no journal, ,
コロイドは元素のキャリアとして重要な役割を持つが、地下水中のコロイドに関する研究は、回収・分析手法の問題のために、例が少ない。本研究は地下水中のコロイドの化学的特徴を把握するための手法開発を目的とした。地下水は瑞浪超深地層研究所内の2つのボーリング孔より採水し、被圧・嫌気状態を保持したまま限外ろ過を行う手法を用いてコロイドを回収した。電子線,赤外線,X線を利用した分光分析を用いてコロイドの化学的特性を分析した。その結果、本研究の手法を用いることでコロイドに含まれる元素の組成,元素の化学状態,有機物の特性の把握が可能であることが示された。またコロイド中の鉄の化学状態を詳細に分析することで、ボーリング孔掘削時の人為的影響の程度を評価できることも示された。本研究で開発した手法はコロイドの化学的特性の把握に関して有効である。
