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論文

耐放射線鉛ガラスのナノ秒パルスレーザ誘起着色現象

山崎 和彦*; 加藤 裕典*; 二川 正敏; 勅使河原 誠

実験力学, 21(4), p.308 - 313, 2021/12

本研究では、可視波長のナノ秒パルスレーザーによる耐放射線性鉛ガラスの発色と損傷について評価した。試験体として鉛含有量の異なるPbO-55wt%, 71wt%及びPbOを含まないガラスの3種類の耐放射線ガラスを用いた。ピークパワー1kWのナノ秒パルスレーザー照射により、相変化を伴う変色とダメージ形成が観測された。高鉛濃度ガラスはレーザー強度に対する着色の閾値が低いが、損傷形成の閾値は両PbOガラスともほぼ同じであった。一方、PbOを含まないガラスにレーザー照射しても変化は見られなかった。また、ラマンスペクトルにおける波数200-500cm$$^{-1}$$および1000cm$$^{-1}$$の強度変化の結果から、ナノ秒パルスレーザー照射によるPbOの光化学反応および熱反応を考察した。

論文

Development on laser cutting technique to suppress spatter particles aiming at disposal of radio-active waste

直江 崇; 勅使河原 誠; 二川 正敏; 水谷 春樹; 村松 壽晴; 山田 知典; 牛塚 悠司*; 田中 伸厚*; 山崎 和彦*

Proceedings of 8th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2019) (Internet), 5 Pages, 2019/05

レーザー切断は、J-PARC核破砕中性子源標的容器等の放射性廃棄物の減容処分方法の1つである。レーザーによる切断は、非接触で実施されるため従来の機械切断方法等と比較して遠隔操作による切断作業に適している。しかしながらレーザーは、切断時に生じる放射性物質を含むスパッタやヒュームの飛散が、周囲に汚染を広げるデメリットがある。近年、レーザー溶接において、ビームプロファイルの制御によるスパッタ飛散の低減技術が開発された。レーザー切断に本技術を適用する手始めとして、レーザー切断時における溶融部の挙動について物理モデルを構築するために、高速度ビデオカメラを用いて溶融部を可視化した。その結果、ヒュームとスパッタの発生は、時間的に独立していることを確認した。

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

 被引用回数:51 パーセンタイル:74.53(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

論文

A Study on precipitation behavior of plutonium and other transuranium elements with N-cyclohexyl-2-pyrrolidone for development of a simple reprocessing process

森田 泰治; 川田 善尚*; 峯尾 英章; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 池田 泰久*; 山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.354 - 360, 2007/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:69.08(Nuclear Science & Technology)

沈殿法のみによる使用済燃料の簡易再処理プロセス開発のため、焼却可能な有機試薬であるNCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン)によるPu及びほかの超ウラン元素の沈殿挙動を検討した。Puのみの硝酸溶液では、NCPによりPu(VI)でもPu(IV)でも沈殿したが、U(VI)沈殿の場合よりも多くのNCPを必要とした。U(VI)とPu(IV)の混合溶液において、NCPを[NCP]/[U]=1.4の比で加え、十分な時間撹拌することで、U(VI)の選択的沈殿を達成した。また、U(VI)-Pu(VI)溶液あるいはU(VI)-Pu(IV)溶液において十分な量のNCPを加えることでU及びPuをともに定量的に沈殿させることができた。このU-Pu共沈殿では、沈殿物の物理的性状からPuの原子価はVI価が望ましい。そこで、Pu(IV)のPu(VI)への酸化について検討し、溶液を加熱する方法が本プロセスでは適切な方法であることを見いだした。さらに、選択的U沈殿においてもU-Pu共沈殿においても、Am(III)及びNp(V)は沈殿しないことを明らかにした。以上の結果から、NCP沈殿法による再処理の成立性を実証した。

論文

Development of a simple reprocessing process using selective precipitant for uranyl ions; Precipitation behaviors of plutonium and other transuranium elements

森田 泰治; 川田 善尚*; 峯尾 英章; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 池田 泰久*; 山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 6 Pages, 2005/10

NCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン)がウラニルイオンと選択的に沈殿を生成するという極めて特異な性質と沈殿物の取扱いの容易な点を利用し、使用済燃料溶解液中の大部分のウラニルイオンを選択的に沈殿させ、さらにプルトニウムをウランとともに沈殿させる、NCP沈殿法のみによる簡易再処理プロセスの開発研究を外部機関との連携で実施した。原研では、プロセス成立性の鍵を握るPu及び他の超ウラン元素の沈殿挙動について実験的に調べ、その結果プロセス成立性について十分な見通しを得た。

論文

Development of a simple reprocessing process using selective precipitant for uranyl ions; Engineering studies for precipitating and separating systems

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*; 森田 泰治; 川田 善尚*; 峯尾 英章; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 原田 雅幸*; et al.

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 4 Pages, 2005/10

NCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン)がウラニルイオンと選択的に沈殿を生成するという極めて特異な性質と沈殿物の取扱いの容易な点を利用し、使用済燃料溶解液中の大部分のウラニルイオンを選択的に沈殿させ、さらにプルトニウムをウランとともに沈殿させる、NCP沈殿法のみによる簡易再処理プロセスの開発研究を実施した。本発表では、実機概念をもとに設計・製作した沈殿生成槽,沈殿分離機の操作性,性能試験の結果について述べる。

論文

Development of a simple reprocessing process using selective precipitant for uranyl ions; Engineering studies on systems for precipitating and separating

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*; 半沢 正利*; 森田 泰治; 池田 泰久*

Progress in Nuclear Energy, 47(1-4), p.414 - 419, 2005/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:25.79(Nuclear Science & Technology)

N-シクロヘキシル-2-ピロリドン(NCP)の沈殿法による使用済FBR燃料の簡易再処理プロセスの開発研究を実施している。工学技術的及び経済的成立性を評価するため、沈殿挙動についての基礎的検討をもとに将来の200tHM/yのプラントの1/20スケールの装置を整備した。おもに沈殿槽及び沈殿分離装置から成る本再処理システムには、経済的理由により連続運転が求められる。試験の結果、沈殿槽は所定の滞留時間(約30分)でウラニルイオンのNCP沈殿を安定に生成することができ、沈殿分離装置は高い効率でスラリーより沈殿を分離できることが確かめられた。さらに、洗浄操作により核分裂生成物元素に対する除染効率の向上が可能なことを見いだした。

報告書

晶析製品転換後の燃料製造適応性評価

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*

JNC TJ8420 2004-002, 48 Pages, 2003/12

JNC-TJ8420-2004-002.pdf:1.33MB

晶析法は、新たな試薬を使用せずに、不純物を含む大量のU溶液から、Uのみを部分的に回収できることから、PUREX法を基盤とする再処理技術に適合すると思われる。晶析工程で得られるウラン結晶は、その後再び燃料の原料として酸化物へ転換される。これまで、ウラン結晶又は溶融塩に適応可能な脱硝・転換法の検討を行ったが、これらの方法を選択するためには、脱硝・転換後の製品の性状が次に続く燃料製造工程に適しているかどうかを調査する必要がある。本評価では、脱硝・転換法を行った際の酸化物製品について、燃料製造に適しているか判断する上で重要な粉体物性に関する調査を行った。次に、ウラン酸化物を原料とする主要な燃料製造方法として、ペレット法、振動充填法、被覆粒子法を選択した。更に、それぞれの燃料製造法で求められるウラン酸化物の条件を調査した。これと脱硝・転換法に関する調査結果を比較し、各種燃料製造法に対する適応性を評価した。この結果、ペレット法に対しては、固相熱分解法、ADU法、AUC法が適していること、振動充填法・被覆粒子法に対しては、外部ゲル化法、内部ゲル化法、電解酸化法が適していることが示された。

報告書

晶析ウラン結晶の移送性確認試験

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*

JNC TJ8400 2003-031, 62 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-031.pdf:1.64MB

晶析法は、新たな試薬を使用せずに、不純物を含む大量のU溶液から、Uのみを部分的に回収できることから、PUREX法を基盤とする再処理技術に適合すると思われる。これまでに小規模試験を実施し、硝酸ウラニル結晶が得られることが確認されている。晶析工程の製品である硝酸ウラニルを脱硝転換工程に導入する場合、晶析法の利点を保つ上で、結晶もしくは溶融塩として次工程に搬送するのが望ましい。結晶として搬送する場合、晶析工程出口における製品の状態や粉体物性等は、その移送設備や貯蔵設備を検討する上で非常に重要である。本試験では、結晶をそのまま脱硝転換工程へ移送する際の工程間の移送に係る機器等の設計に役立つデータを取得するため、粉体のハンドリングを検討する際に広く用いられているCarrの流動性指数を評価した。更に、試験により得られた結果に基づき、ウラン結晶のままで晶析工程出口から脱硝転換工程への移送や貯蔵等を行う場合のハンドリング装置の適性を調査した。

報告書

晶析工程におけるウラン結晶洗浄試験

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*

JNC TJ8400 2003-016, 40 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-016.pdf:0.9MB

晶析法は、新たな試薬を使用せずに、不純物を含む大量のU溶液から、Uのみを部分的に回収できることから、PUREX法を基盤とする再処理技術に適合すると思われる。これまでに小規模試験を実施し、硝酸ウラニル結晶が得られることが確認されている。これまでに行われた模擬溶解液を用いた晶析試験や、実溶解液を用いた晶析試験の結果から、FP の大半は硝酸ウラニル結晶に付着しているものと考えられる。したがって、硝酸ウラニル結晶の粒度が大きければ母液の付着量が相対的に減少し、FP の除染係数が向上することが予想される。本試験では、結晶粒度を変化させた場合の除染係数の把握を目的として、ウラン-模擬FP 混合溶液を用いたウラン結晶洗浄試験を行い、硝酸ウラニル結晶の粒度の増大に伴い、模擬FPの除染係数が向上する傾向にあることを確かめた。

報告書

硝酸ウラニルの過飽和溶解度測定試験

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*

JNC TJ8400 2003-015, 28 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-015.pdf:0.68MB

晶析法は、新たな試薬を使用せずに、不純物を含む大量のU溶液から、Uのみを部分的に回収できることから、PUREX法を基盤とする再処理技術に適合すると思われる。これまでに小規模試験を実施し、硝酸ウラニル結晶が得られることが確認されている。晶析工程におけるウランの回収率を上げるための案として、溶液を一次核発生温度、すなわち一次過飽和溶解度におくことが挙げられる。一次核発生が促進され、結晶核が早く現れることにより、短い運転時間で収率を稼ぐことが可能になる。晶析工程における製品の除染係数を向上させる一つの方法として、ウラン結晶の柳径を大きくすることが挙げられる。ウラン結晶の粒径を大きくするためには、二次核発生を抑制するために、溶液を過飽和溶解度と一次過飽和溶解度の間の準安定領域に保持することが必要となる。そこで、本試験では、再処理工程を想定した硝酸ウラニル溶液を冷却し、結晶析出温度を測定することにより、その過飽和溶解度を評価した。

報告書

晶析法導入再処理プロセスにおけるU結晶の転換法調査

山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*

JNC TJ8420 2002-004, 87 Pages, 2002/02

JNC-TJ8420-2002-004.pdf:1.84MB

晶析法は、新たな試薬を使用せずに、不純物を含む大量のU溶液から、Uのみを部分的に回収できることから、PUREX法を基盤とする再処理技術に適合すると思われる。これまでに小規模試験を実施し、硝酸ウラニル結晶が得られることが確認されている。晶析法で得られた硝酸ウラニル結晶は、脱硝転換工程に供給され、核燃料製造向けにUO2へと転換される。従来の脱硝転換工程では、出発物質として硝酸ウラニル溶液を用いていたが、晶析法導入プロセスの利点の一つは、工程に供給する水、硝酸の量が減ることであり、これらを加えて硝酸ウラニル結晶を溶解することは望ましくない。出発物質は、硝酸ウラニル結晶もしくは溶融塩が望ましい。本調査では、新たな優位性を有する晶析法導入再処理プロセスにおける転換法の概念を構築するため、一般産業界における転換法も含め、酸化物の転換法について調査を行った。次に、得られた結果を、経済性、設備、あるいは製品仕様などの点で比較検討し、優位性を持つ可能性がある技術として、固相熱分解法、固液交換法、攪拌層法及び噴霧熱分解法を抽出した。さらに、これらの技術について、プロセスフロー及び概念図を示した。

口頭

ウラニルイオン選択的沈殿法による簡易再処理システムの開発

菊池 俊明*; 山崎 和彦*; 草間 誠*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 半沢 正利*; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 原田 雅幸*; 川田 善尚*; et al.

no journal, , 

本技術開発の目的は、ウラニルイオン選択的沈殿法を再処理主工程に適用することにより、簡易FBR再処理システムを構築することである。本検討では、まず、NCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン:沈殿剤)の硝酸溶液中での選択的沈殿能の発現機構の解明,沈殿条件の詳細検討,TRU核種に対する沈殿能の把握などを行い、次いでこれらの知見をもとに、提案再処理システムの成立性について安全性,経済性などの見地から検討した。3年間に渡り実施した研究開発の成果を総括して発表する。

口頭

バブリング用メゾノズルの開発要素

大曽根 龍次; Bucheeri, A.; 栗下 裕明*; 加藤 昌宏*; 山崎 和彦*; 前川 克廣*; 直江 崇; 二川 正敏

no journal, , 

液体水銀を用いた核破砕中性子源では、高強度のパルス陽子線が水銀ターゲットに入射すると、核破砕反応に起因する水銀の熱衝撃による圧力波が発生するとともに、キャビテーションによるピッティング損傷がターゲット容器内壁に形成される。この圧力波を抑制するために、ターゲット容器内の水銀にマイクロバブルを注入することが検討されている。本研究では、圧力波抑制のためのバブル生成用メゾノズルの製作法を提案した。本手法は、ガラスファイバーを含有する金属圧粉体を製作し、ガラスと金属粉の融点の差を利用し、粉末焼結により貫通穴を作成するものである。SUS316L及びモリブデンを用いて金属粉末の焼結性を調査した。その結果、モリブデンでは直径約100$$mu$$mで任意の長さの貫通穴を作成可能であることを確認した。

口頭

Role of indirect readout in protein-DNA recognition assessed by a Bayesian approach

山崎 智*; 福井 一彦*; 河野 秀俊; 清水 謙多郎*; 皿井 明倫*; 寺田 透*

no journal, , 

Sequence-specific recognition of DNA by proteins plays a critical role in regulating gene expression. Accurate recognition is achieved by a combination of two different mechanisms. The first is direct readout, in which recognition is mediated by direct interactions between the protein and the DNA bases. The second is indirect readout, which is caused by the sequence-dependence of the conformation and deformability of the DNA structure. In our previous study, the contributions of indirect readout to binding affinity were evaluated for every tetrameric step in given protein-DNA complex structures. Using sequence-structure threading, potential energy differences between native and non-native tetrameric sequences for given tetrameric step conformation were compared. These potential energy functions were derived from the probability distribution function of its tetrameric step conformations calculated from trajectories of MD simulations of free DNAs which include all 136 types of tetramers. This gave good agreement with some experimental results, but shortage of structural sampling made the accurate estimation of distribution function difficult. In this work, we estimate the probability of occurrence of each tetrameric step sequence on given tetrameric step conformation using a Bayesian approach using the same structural dataset. We apply this approach to known protein-DNA complex structures, and assess the performance of predicting the sequence region where indirect readout makes important contribution to the binding affinity.

口頭

Material properties degradation of radiation shielding lead glasses by laser irradiation

涌井 隆; 山崎 和彦*; 二川 正敏

no journal, , 

鉛含有量の異なる2種類の放射線遮へいガラスと無鉛ガラスにNd:YAGレーザーを照射した。本研究のレーザー照射条件では、無鉛ガラスの照射損傷は確認されなかったが、鉛ガラスの照射損傷は確認され、鉛含有量が多いガラスの照射損傷が大きかった。ビッカース硬さ,弾性係数及び破壊靭性値について、ビッカース圧子を用いた微小押込み試験による評価した。鉛ガラスのそれぞれの値は、無鉛ガラスの値の82-75%,90-80%及び71-65%であった。球状圧子を用いた微小押込み試験により得られた押込み荷重-深さ曲線に対して、カルマンフィルタを用いた逆解析を行った結果、鉛ガラスの降伏応力は、無鉛ガラスの87-67%であった。また、鉛含有量の低いガラスにおいて、照射損傷部の降伏応力は、非照射部の値の74%であった。

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