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西野 紗樹; 岡田 純平; 渡邉 一樹; 古内 雄太; 横田 知; 矢田 祐士; 草加 翔太; 諸角 詩央里; 中村 芳信
JAEA-Technology 2023-011, 39 Pages, 2023/06
JAEA-Technology-2023-011.pdf:2.51MB
2014年に廃止措置に移行した東海再処理施設は、2007年の運転停止時に再処理運転の再開を計画していたことから、分離精製工場(MP)等の一部機器には、核燃料物質(使用済燃料せん断粉末、低濃度プルトニウム溶液、ウラン溶液等)が残留していた。このため、廃止措置の開始に際しては、これらの核燃料物質を順次取り出す工程洗浄を計画し、第一段階として使用済燃料せん断粉末の取出しを実施した。これまで実施した使用済燃料のせん断処理により、分離精製工場(MP)のセル内には使用済燃料せん断粉末が滞留しており、2016年4月から2017年4月にかけてセル内の床面、せん断機及び分配器より使用済燃料せん断粉末の回収を保守の一環として実施した。なお、本作業は核燃料物質の取出しを目的としているものの、核物質防護上の理由から、核燃料物質量を記載していない。回収した使用済燃料せん断粉末の取出しは、核燃料物質を安全かつ早期に取り出すため、濃縮ウラン溶解槽において少量ずつバッチ式(回分式)で溶解し、その溶解液はウラン及びプルトニウムの分離操作を行わずに高放射性廃液貯蔵場(HAW)の高放射性廃液貯槽へ送液した。溶解液の送液後、硝酸及び水を用いて送液経路の押出し洗浄を実施した。本作業では、再処理運転を終了してから約15年ぶりに工程設備を稼働させたことから、ベテラン(熟練運転経験者)と若手を組み合わせた体制を整備し、設備点検及び教育訓練(モックアップ訓練)を入念に実施したことで、取出し作業を無事完遂した(2022年6月から同年9月実施)。なお、使用済燃料せん断粉末の取出しは、工程機器の一部を稼働させることから、廃止措置計画の変更認可申請を行い、原子力規制委員会の認可を受けた上で実施した。
渡邉 一樹; 木村 典道*; 岡田 純平; 古内 雄太; 桑名 英晴*; 大谷 武久; 横田 知; 中村 芳信
JAEA-Technology 2023-010, 29 Pages, 2023/06
JAEA-Technology-2023-010.pdf:3.12MB
クリプトン回収技術開発施設では、昭和63年から平成13年にかけて東海再処理施設の使用済燃料の再処理に伴いせん断工程及び溶解工程から発生するオフガスの一部を受入れ、オフガスからクリプトンガスを分離、精留する回収運転を実施し、所期の技術目標を達成した(クリプトン精製純度90%以上、回収率90%以上)。また、回収しクリプトン貯蔵シリンダに貯蔵していた放射性クリプトンガスの一部を用いて、平成12年から平成14年にかけて小型の試験容器を使用したイオン注入固定化試験を行い技術の成立性確認を行った。クリプトン貯蔵シリンダに残った放射性クリプトンガスについては今後使用する計画がないため、主排気筒からの放出量を管理しながら全量放出する放射性クリプトンガスの管理放出を計画し、令和4年2月14日から4月26日にかけて実施した。放射性クリプトンガスの管理放出では、再処理施設保安規定に定められている主排気筒からの最大放出率(3.7
10
GBq/min)より十分低い50GBq/minで管理し、クリプトン貯蔵シリンダ内の放射性クリプトンガスの全量放出(約7.110
GBq)を完了した。クリプトン貯蔵シリンダ内の放射性クリプトンガスを放出した後、窒素ガスを用いて放射性クリプトンガスの管理放出に使用した系統及びメインプロセス(メインプロセスに接続する枝管を含む全系統)の押出し洗浄を実施した。天候による遅延はあったものの機器の故障等の不具合が生じることなく当初目標とした令和4年4月下旬までに放射性クリプトンガスの管理放出を完了した。
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：44 パーセンタイル：97.1(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。
豊田 智史*; 山本 知樹*; 吉村 真史*; 住田 弘祐*; 三根生 晋*; 町田 雅武*; 吉越 章隆; 鈴木 哲*; 横山 和司*; 大橋 雄二*; et al.
Vacuum and Surface Science, 64(2), p.86 - 91, 2021/02
X線光電子分光法における時空間的な測定・解析技術を開発した。はじめに、NAP-HARPES (Near Ambient Pressure Hard X-ray Angle-Resolved Photo Emission Spectroscopy)データにより、ゲート積層膜界面の時分割深さプロファイル法を開発した。この手法を用いて時分割ARPESデータからピークフィッティングとデプスプロファイリングを迅速に行う手法を確立し、4D-XPS解析を実現した。その結果、従来の最大エントロピー法(MEM)とスパースモデリングのジャックナイフ平均法を組み合わせることで、深さ方向プロファイルを高精度に実現できることがわかった。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：262 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
浅見 逸夫*; 福田 至朗*; 黒柳 悟*; 大矢 俊夫*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 鳴海 一成
JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 80, 2008/03
日本のイチジク産地で栽培されている品種は、そのほとんどが「桝井ドーフィン」であり、遺伝子資源としては非常に限られたものになっている。さらに、日本の湿潤気候での栽培に適したフィッグ型イチジク品種はほとんど単性花(雌花)しか着生しないことから他品種との交雑育種は困難であり、これまで遺伝資源の拡大はされてこなかった。そこで本研究では、イオンビームを利用して高品質でかつ特徴のある新たなイチジクの新品種開発につながる遺伝子資源の創成を目的とした。炭素イオンビームを5Gyから40Gyまで段階照射したところ、15Gy以上で生存する腋芽の割合が低下し始め、30Gy以上ではすべて枯死した。また、10mm以上伸長する腋芽の割合,伸長した腋芽の茎長及び腋芽重量は5Gy照射で非照射区の平均値に対して50%程度にまで低下した。腋芽が生存しても伸長しなければ選抜に用いることができないことから、10mm以上伸長する腋芽がわずかに残る10Gyが限界であると考えられた。
荒川 和夫; 及川 将一*; 島田 博文*; 神谷 富裕; 中野 隆史*; 遊佐 顕*; 加藤 弘之*; 佐藤 隆博; 上松 敬; 柏木 啓次; et al.
Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.279 - 281, 2007/00
サブミリサイズに集束したイオンビームを用い、微小な病変部位を高精度で治療する技術はイオンマイクロサージェリー治療と呼ばれている。本研究では、脳下垂体腫瘍と眼疾患である加齢黄斑変性症を想定症例として、イオンマイクロサージェリー治療用ビーム形成システムを検討した。イオンマイクロサージェリー治療には、ビーム径0.1mmから1.0mmの平行度の高いペンシルビームの形成が要請されている。そこで、ペンシルビーム形成システムとして、ビームのエミッタンスを規定する2組のスリットシステム,エネルギー分析機能を有する2台の45偏向電磁石,3連四重極電磁石等から構成され、アイソセンターにおいて1:1で結像するようなテレスコピックな系を検討した。TRANSPORTコードを用いてイオン光学計算を行い、ペンシルビーム形成に必要な電磁石等の必要数量とその最適配置を求めた。さらに、加齢黄斑変性症に対する照射位置決めシステムを検討するとともに、重イオンビーム照射実験により眼底造影剤からの誘起蛍光画像の観測とスペクトルの計測に成功した。
浅見 逸夫*; 福田 至朗*; 黒柳 悟*; 大矢 俊夫*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 鳴海 一成
no journal, ,
日本のイチジク産地で栽培されている品種は、そのほとんどが「桝井ドーフィン」であり、遺伝子資源としては非常に限られたものになっている。さらに、日本の湿潤気候での栽培に適したフィッグ型イチジク品種はほとんど単性花(雌花)しか着生しないことから他品種との交雑育種は困難であり、これまで遺伝資源の拡大はされてこなかった。そこで本研究では、イオンビームを利用して高品質でかつ特徴のある新たなイチジクの新品種開発につながる遺伝子資源の創成を目的とする。2007年度はイチジクへの適切な照射方法を確立するために、培養苗腋芽への炭素イオンビーム及び軟X線の照射効果を調査した。その結果、両線種について腋芽の生育に同程度の影響が現れる線量を比較すると、炭素イオンビームは軟X線の十分の一以下であった。
照沼 宏隆; 下山田 哲也; 古川 隆之; 菊池 英樹; 三好 竜太; 横田 知; 中村 芳信; 林 晋一郎
no journal, ,
東海再処理施設の溶解槽において生じるスラッジ除去を目的に高圧水を利用した洗浄装置を開発した。セル内の実機溶解槽に適用し、効率的にスラッジを除去するとともに、溶解液の送液速度の回復等により安定した溶解運転を行うことができた。
古内 雄太; 佐藤 信二; 谷田部 仁史; 横田 知; 山田 貴史; 矢作 文男; 照沼 宏隆; 所 武司; 高橋 晃浩; 飯嶋 静香; et al.
no journal, ,
東海再処理施設では新たな使用済燃料の再処理を行わないため、施設の廃止へ向けた準備として、使用済燃料をせん断するセル内、せん断機等に滞留した使用済燃料のせん断粉末等を回収する必要があった。セル内は高線量下であるため、クレーンやマニプレータによる遠隔での取扱いを考慮し、市販の吸引装置の改造や治具類の製作を行い、モックアップ後に実機に適用した。本報告では本作業で得られた知見を報告する。
横田 知; 畑中 聡; 藤森 真仁; 下山田 哲也; 中村 芳信
no journal, ,
せん断した使用済燃料を溶解する機器である溶解槽は、溶解部及び貯液部(材質:SUS310系)で構成される。溶解部に設置されている燃料装荷バスケット(材質:SUS304L)は、溶解槽での溶解後に溶け残った使用済燃料の被覆片を溶解槽から取り出すための機器である。溶解は高温, 高酸濃度下で行うため、溶解槽内は高い腐食環境であり、過去には腐食故障が生じたことから、遠隔補修装置を開発し、補修後は遠隔による溶解槽の肉厚測定を定期的に実施している。一方、燃料装荷バスケットは、更新時に破壊検査による肉厚測定を実施したのみであり、燃料装荷バスケットの腐食傾向の把握及び遠隔操作による非破壊検査方法の確立を目的に燃料装荷バスケットの肉厚測定の方法を検討し、その測定技術を確立した。
Takir, D.*; 北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; et al.
no journal, ,
宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機・サンプルリターンミッション「はやぶさ2」は、地球近傍小惑星Ryuguに到着した。この小惑星は、原始的な炭素質天体に分類される。ここでは、「はやぶさ2」探査機に搭載された近赤外線分光器(NIRS3)の最近の観測結果を報告する。この観測は、リュウグウの表面組成の直接測定と、リターンサンプルのコンテクストを提供する。NIRS3は、観測された表面全体に2.72マイクロメートルを中心とする弱く狭い吸収特性を検出した。この吸収特性は、OHを含む鉱物の存在に起因する。また、NIRS3の観測により、リュウグウは探査機による近接観測で最も暗い天体であることが明らかになった。OHの強度と低いアルベドから、熱衝撃変成された、あるいは炭素に富む宇宙風化した始原的な水和炭素質コンドライトと一致する。
渡邉 一樹; 岡田 純平; 横田 知; 大山 大輔; 山田 貴史; 谷田部 仁史; 堀江 幸次; 内田 直樹
no journal, ,
使用済燃料のせん断工程では、使用済燃料の被覆管内のペレット(ウラン酸化物等)や被覆管の一部が砕けて粉末状になったもの(以下「せん断粉末」という。)がせん断機及び分配器の内部に滞留し、セル床上にも飛散していた。今回、工程洗浄の第一段階としてせん断工程から回収した、これらせん断粉末を2022年6月から9月にかけて溶解槽で溶解し核燃料物質を計量した。せん断粉末は微細な粉末状で表面積が大きく、溶解時に硝酸と急激に反応することで溶解槽の内圧が上昇し瞬時に正圧となり、溶解液のミスト等に含まれる核燃料物質が換気系統に移行する可能性があることから、内圧上昇を抑制する(9.98kPa以下で制御)運転モードにより、せん断粉末の溶解を行った。
横田 知; 岡田 純平; 渡邉 一樹; 谷田部 仁史; 山田 貴史; 堀江 幸次; 古内 雄太; 内田 直樹
no journal, ,
東海再処理施設は、運転再開を見越した状態で2014年に廃止措置へと移行したため、せん断処理工程内には使用済燃料せん断粉末(以下「せん断粉末」という。)等の核燃料物質が残存しており、廃止措置(除染、解体)を進めていくためには、工程洗浄としてせん断粉末を取り出す必要があった。せん断粉末の取出しでは、せん断機及び分配器の分解・清掃で回収したせん断粉末を濃縮ウラン溶解槽へ直接装荷するため、本操作に適した遠隔治具を考案し、セル内外でのモックアップ後に適用した。また、要領書及び体制を整備した上で操作訓練を入念に行うとともに、2007年から停止していた溶解槽等の機器設備の点検を計画的に実施することでせん断粉末の取出しの準備を完了させた。
