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論文

Reaction rate analyses of accelerator-driven system experiments with 100 MeV protons at Kyoto University Critical Assembly

Pyeon, C. H.*; Vu, T. M.*; 山中 正朗*; 菅原 隆徳; 岩元 大樹; 西原 健司; Kim, S. H.*; 高橋 佳之*; 中島 健*; 辻本 和文

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(2), p.190 - 198, 2018/02

 被引用回数:13 パーセンタイル:92.61(Nuclear Science & Technology)

京都大学臨界集合体において、100MeV陽子と鉛ビスマスを組み合わせた核破砕中性子による加速器駆動システム(ADS)の反応率測定実験を行っている。反応率測定は、箔放射化法を用いた。解析にはMCNP6.1を用い、核データとして高エネルギー粒子輸送にはJENDL/HE-2007、中性子輸送にはJENDL-4.0、反応率にはJENDL/D-99を用いた。実験と解析の結果から、未臨界度に依存した反応率が明らかとなった。一方で、固定源計算における高エネルギー領域の反応率の精度については課題が残ることがわかった。

論文

Measurements and analyses of the distribution of the radioactivity induced by the secondary neutrons produced by 17-MeV protons in compact cyclotron facility

松田 規宏; 泉 雄一*; 山中 吉之*; 丸藤 俊之*; 山田 正明*; 大石 晃嗣*

EPJ Web of Conferences, 153, p.07001_1 - 07001_6, 2017/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.03

Measurements of reaction rate distributions of secondary neutrons produced by 17-MeV protons were conducted at a compact cyclotron facility with the foil activation method. The experimentally obtained distribution suggests that the target and the deflector as components of the cyclotron are principal beam loss points. The experimental data are compared with the results by the Monte Carlo simulation. The calculated results from the deflector based on the assumption of the beam loss rates were about 3 times higher than the experimental ones. This result implies that the overestimation may results from indeterminate beam loss rates at the deflector.

論文

Formation and morphology of UO$$_{2}$$ image crystal

芹澤 弘幸; 大石 佑治*; 加治 芳行; 山中 伸介*

New Research Trends of Fluorite-Based Oxide Materials, p.243 - 262, 2015/01

イメージクリスタルとは、その形状を制御し得る負結晶のことである。負結晶は鉱物学者によりその形成の報告があったものの、多くの材料学者が材料中に偶発的に生ずる欠陥であるとの認識を示したことから、研究対象とされていない経緯があった。しかしながら近年になって、二酸化ウランにヘリウムを注入することにより意図的に作り出すことができること、また、その形状を変化させることができることが明らかになった。これまでに14面体, 38面体, 60面体の負結晶が形成されることが確認されている。イメージクリスタルの形状を決定する因子は、格子面の標準エネルギーだけではなく、ステップフリーエナジーにも依存することがわかった。

論文

Formation and growth of image crystals by helium precipitation

芹澤 弘幸; 松永 純治*; 芳賀 芳範; 中島 邦久; 赤堀 光雄; 都留 智仁; 加治 芳行; 樫部 信司*; 大石 佑治*; 山中 伸介*

Crystal Growth & Design, 13(7), p.2815 - 2823, 2013/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:40.79(Chemistry, Multidisciplinary)

負結晶の形状は、結晶成長の基本形状とも関連しているため、その形成及び成長メカニズムは物理学的に興味ある研究対象である。また一方で、塊状単結晶中に発生したネガティブクリスタルは、そのミステリアスな外観と希少性から宝石として珍重されている。しかしながら、その形状を任意にコントロールすることはできない。本論文で、最近発見したネガティブクリスタルの成長過程について報告する。われわれはUO$$_{2}$$中に析出したヘリウムが負結晶を形成する媒体になることを発見した。本論文では、形状コントロールが可能なネガティブクリスタルをイメージクリスタルの命名し、その変形メカニズムについて論ずる。研究成果は、ヘリウムの析出条件をコントロールすることによって、任意の形状の負結晶を形成せしめる可能性を示唆している。

報告書

地震時にせん断荷重を受ける機器据付ボルトの耐震裕度に関する一考察

坂口 忍; 立花 郁也; 越野 克彦; 白水 秀知; 白井 更知; 今本 信雄; 冨田 恒夫; 飛田 祐夫; 山中 淳至; 小林 大輔; et al.

JAEA-Technology 2011-006, 24 Pages, 2011/03

JAEA-Technology-2011-006.pdf:3.07MB

2007年に発生した新潟県中越沖地震において、柏崎刈羽原子力発電所では設計基準を超える地震動が観測されたが、「止める,冷やす,閉じ込める」ための耐震重要度の高い施設,設備については、耐震設計時において発生する荷重や耐震許容に相当な耐震裕度が見込まれていたため、被害はなかった。そこで、耐震裕度とは実際にどの程度あるものなのかがわかれば、施設,設備の安全性が明確になる。このため、定量的な耐震裕度の把握を目的として、東海再処理施設の代表的な機器を一例に、一般的に地震が発生した際に地震荷重が集中しやすい据付ボルトについて、実機を模擬した供試体を用いて耐力試験を実施した。本報告では、耐力試験から得られた耐力値が、耐震許容に対してどの程度裕度があるのかについてまとめたものである。

報告書

MA含有燃料の物性に関する基礎研究

山中 伸介*; 宇埜 正美*; 黒崎 健*; 逢坂 正彦; 佐藤 勇; 滑川 卓志; 加藤 正人; 木原 義之

JNC TY9400 2004-001, 111 Pages, 2004/04

JNC-TY9400-2004-001.pdf:2.81MB

MA含有燃料の物性に関する基礎研究として、大阪大学において計算機シミュレーションを、サイクル機構において物性測定をそれぞれ実施し、得られた結果をあわせて、MA含有MOX燃料の相状態や各種基礎物性を総合的に評価した。

口頭

ふげんMOX使用済燃料再処理試験,7; 高放射性廃液貯蔵工程におけるヨウ素-131の挙動調査

白土 陽治; 山中 淳至; 蔦木 浩一; 吉野 保之; 岸 義之; 磯部 洋康

no journal, , 

I-131は高放射性廃液中に含まれるCm-244等の自発核分裂により生成する。MOX使用済燃料には通常の軽水炉燃料より多くのCmが含まれていることから、今後の高燃焼度燃料・MOX使用済燃料再処理の基盤データとしてI-131の工程内挙動の把握を実施した。調査の結果、高放射性廃液貯槽のCm-244濃度から求めたI-131の発生量及びオフガス中のI-131量から求めたオフガス中(アルカリ洗浄塔)への移行割合は約0.1%である。また、オフガスのアルカリ洗浄液中のI-131の濃度が検出下限値以下であることから、高放射性廃液中で発生したI-131はほとんど溶液中に留まると考えられる。

口頭

イメージクリスタルの形状変化に影響する因子

芹澤 弘幸; 大石 佑治*; 芳賀 芳範; 山中 伸介*; 都留 智仁; 加治 芳行; 松永 純治*; 樫部 信司*

no journal, , 

これまでに実施した一連の研究により、HIPを用いてUO$$_{2}$$中に溶解させたヘリウムが析出すると、ポーラスな試料ができることが判明した。SEM観察の結果、対称性の良い多面体状のネガティブクリスタルが形成されていることを発見した。ネガティブクリスタルの形状は、ヘリウムを析出させるときの温度条件によって変化する。これまでに切頂八面体,38面体,50面体の3種類のネガティブクリスタルの存在を確認した。ヘリウムの析出条件を変化させると、試料中のヘリウムの活量が変化する。したがってわれわれの試験結果は、ネガティブクリスタルの形状が、内包されているヘリウムの内圧に依存して変化することを示唆している。このような性質を使って形状をコントロールすることができるネガティブクリスタルを、われわれはイメージクリスタルと呼ぶ。

口頭

セラミックス中に発生する形状制御可能なキャビティー; イメージクリスタル

芹澤 弘幸; 大石 佑治*; 芳賀 芳範; 山中 伸介*; 都留 智仁; 加治 芳行; 松永 純治*; 樫部 信司*

no journal, , 

$$alpha$$崩壊により生成したヘリウムは、昇温過程においてペレットから放出され、燃料棒の内圧上昇を引き起こす原因となるため、その挙動に関する研究は、軽水炉用MOX燃料に関心を寄せるヨーロッパの国々において積極的に進められている。我が国では原子力機構が、MA-MOX燃料健全性評価の観点からヘリウム挙動を解明すべく、文部科学省原子力システム開発事業の受託研究を、平成21年3月まで三年間にわたって実施した。この受託研究では、単結晶及び多結晶のUO$$_{2}$$$$^{238}$$PuuO$$_{2}$$を用いたヘリウムの拡散係数の測定及び常陽照射済み燃料からのガス放出試験結果に基づく燃料振る舞いコードのヘリウム放出サブルーチンの作成等の当初予定していた成果を取得する一方で、溶解したヘリウムを放出させた後の試料に、多数のネガティブクリスタルが形成されること、またその形状が温度履歴により異なることを明らかにした。われわれは、このように形状をコントロールできるネガティブクリスタルをイメージクリスタルと名付け、さらに詳細な研究を進めている。本報告は、その成長・変形過程について、SEM観察等によりこれまでに得られた知見及び考察である。

口頭

UO$$_{2}$$中に析出したHeが形成するImage Crystalの構造

芹澤 弘幸; 加治 芳行; 大石 佑治*; 山中 伸介*; 松永 純治*

no journal, , 

軽水炉用MOX燃料中での$$alpha$$-emitterから放出された$$alpha$$粒子(He)は、原子炉運転時に燃料棒の内圧上昇を引き起こす原因となるため、燃料中でのHe挙動は、同燃料に関心を寄せるヨーロッパの国々において積極的に研究されている。我々は、燃料健全性評価の観点からHe挙動を解明する研究を実施していた際に、注入したHeを放出させた後の試料に、多数のNegative Crystalが形成されるという思わぬ現象と、またその形状が温度履歴により異なるという事実を発見し、形状を制御できるNegative CrystalをImage Crystalと名付けた。本研究は、Image Crystalの形状変化が、内包されるHeによって発生する内圧上昇と関係することを明らかにした。

口頭

酸化セリウム中に形成されたイメージクリスタルの形状観察

穴田 慧人*; 大石 佑治*; 芹澤 弘幸; 加治 芳行; 牟田 浩明*; 黒崎 健*; 山中 伸介*

no journal, , 

イメージクリスタルの生成メカニズムについてはあまり明らかになっていない。本発表ではイメージクリスタルの生成メカニズムを明らかにするため、焼結後のCeO$$_{2-x}$$中のキャビティの形状と試料のO/M比の関係を探り、キャビティの多面体化と原子の拡散速度の関係を明らかにした研究成果を報告する。

口頭

東海再処理施設の緊急時における安全対策,1

岸 義之; 安田 猛; 所 颯; 山中 淳至; 蔦木 浩一; 白土 陽治; 田中 等

no journal, , 

高放射性廃液は、崩壊熱による発熱、放射性分解による水素の発生があるため、冷却機能及び水素掃気機能を有する設備で貯蔵している。これらの機能維持に関連する設備には、従来から非常用発電機からの給電が行えるよう設計されているが、東海再処理施設では、福島第一原子力発電所事故を教訓に、全動力電源が喪失した場合を考え、速やかにその機能を回復するために、電源車からの給電系統を確保するなど、緊急時に備えた安全対策を講じた。本報告では、これらの安全対策の取り組みについて報告する。

口頭

リン酸マグネシウムセメントによる低放射性廃液固化の最適化に関する研究

山中 大樹*; 新井 剛*; 佐藤 史紀; 伊藤 義之; 堀口 賢一

no journal, , 

リン酸塩を含有する低放射性廃液の固化処理へリン酸マグネシウムセメントを適用することを検討している。本研究では、リン酸マグネシウムセメントを用いた固化体の作製条件の検討を行い、KH$$_{2}$$PO$$_{4}$$を添加することで反応速度の抑制が見込まれること、120分間混練することにより均一な固化体が作製可能であることが示された。

口頭

STEMによるイメージクリスタルの形状観察と今後の展望

芹澤 弘幸; 加治 芳行; 山本 春也*; 安永 和史*; 大石 佑治*; 山中 伸介*

no journal, , 

スパッタ法により、CeO$$_{2}$$薄膜(膜厚800nm)をSrTiO$$_{3}$$(001)基板上に製膜し、マッフル炉で2時間、1000$$^{circ}$$Cでアニールした。CeO$$_{2}$$は高温では容易に還元されてしまうため、薄膜試料のアニールは空気中で行った。高崎量子応用研究所のイオン注入装置により、薄膜試料に室温で130keVのヘリウム(3.75$$times$$10$$^{15}$$/cm$$^{2}$$)をイオン注入した後、大気中1500$$^{circ}$$Cで2時間アニールしてヘリウムを放出させた。薄膜表面をFIB-SEMで、薄膜断面をTEMで観察した。試料断面には、数nmオーダーのガスバブルが多数観察された。生成したガスバブルを詳細に観察した結果、薄膜表面には、ガス放出時に発生したと考えられるブリスタが多数発現していた。また、断面観察の結果、薄膜内部には、数十から100nm程度のサイズのガスバブルが多数発現していることが分かった。バブルのTEM像から、ガスバブルと思われたキャビティーは、ナノスケールの負結晶であることも判明した。

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