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論文

Protected plutonium production at fast breeder reactor blanket; Chemical analysis of uranium-238 samples irradiated in experimental fast reactor Joyo

大西 貴士; 小山 真一; 芝 知宙*; 相楽 洋*; 齊藤 正樹*

Progress in Nuclear Energy, 57, p.125 - 129, 2012/05

https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2011.11.013
 被引用回数：1 パーセンタイル：10.14(Nuclear Science & Technology)

核燃料サイクルの核拡散抵抗性向上のための改善方策の1つとして、マイナーアクチニドを高速炉ブランケット中の劣化ウランに添加し、$$^{238}$$Pu含む核拡散抵抗性の高いPu燃料を生成する概念が提唱されている。本概念の詳細検討に必要な照射解析モデルの検証に資するために、高速実験炉「常陽」で照射した$$^{238}$$Uサンプルの化学分析を実施し、照射サンプル中のPu生成量及びPu同位体比を測定した。また、これらの実験データに基づき、$$^{238}$$Uからの$$^{239}$$Pu生成挙動の中性子スペクトル依存性を明らかにした。

論文

Study on effects of energetic ion irradiation in Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$-doped CeO$$_{2}$$ by means of synchrotron radiation X-ray spectroscopy

田原 佑規*; 清水 浩貴*; 石川 法人; 岡本 芳浩; 堀 史説*; 松井 利之*; 岩瀬 彰宏*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 277, p.53 - 57, 2012/04

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2011.12.048

可燃毒の添加による核燃料酸化物の照射影響の変化を調べることを目的として、核燃料模擬物質(CeO$$_{2}$$)にGd$$_{2}$$O$$_{3}$$を添加した試料にイオン照射し、照射後の局所構造変化を放射光X線分光法により評価した。Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$添加量の増加に伴い照射損傷が顕著になる傾向が見られ、Ceと異なる配意数を持つGdの添加による局所構造の乱れが耐照射性劣化を引き起こしていることが示唆された。

口頭

Energy dependence of bombardment effect of 10-540-keV C$$_{60}$$ ions on a Si surface

鳴海 一雅; 楢本 洋*; 山田 圭介; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 高橋 康之*; 前田 佳均

no journal, , 

We have measured Si sputtering yield as a function of energy and the number density of Si atoms displaced from the lattice site as a function of ion fluence for 10-540-keV C$$_{60}$$ ions. Si sputtering yields were determined by measuring thickness change of an amorphous layer, which had been prepared by 200-keV Ar$$^{+}$$ irradiation, with Rutherford-backscattering spectrometry. The sputtering yield has the maximum, ca. 600 per C$$_{60}$$ ion, around 100-keV. Comparing with the monatomic-ion-induced sputtering yield predicted by the linear-cascade theory by Sigmund, nonlinear effect on sputtering yield has been found: It depends on the ion energy and is very large around the energy where the sputtering yield has the maximum. The areal density of Si atoms displaced from the lattice site was determined from the area of a surface peak of backscattering yields of 2-MeV He$$^{+}$$ ions. Fluence dependence of the areal density of the disordered Si atoms shows monotonic increase at lower fluence; then, it reaches a constant depending on the energy at higher fluence. Assuming a cylindrical volume, the volume affected by single-C$$_{60}$$-ion bombardment has been determined from the fluence dependence. Energy dependence of the thickness and the cross section of the damaged volume will be discussed.

口頭

Vicinage effect on secondary-electron emission from amorphous carbon foils induced by swift C$$_{2}$$$$^{+}$$ ions

鳴海 一雅; 高橋 康之*; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 石川 法人; 須貝 宏行; 前田 佳均

no journal, , 

We have investigated the vicinage effect on secondary-electron (SE) emission by observing the SE yield emitted from an amorphous carbon foil bombarded with swift C$$_{2}$$$$^{+}$$ ions. We have observed for the first time that the vicinage effect on the SE yield in the forward direction induced by 62.5-keV/u C$$_{2}$$$$^{+}$$ ions disappears for thick foils (61-150 $$mu$$g/cm$$^{2}$$). In addition, it has been observed that the SE yield in the forward direction is larger when the final polar angle defined by the internuclear vector connecting the two fragment ions emerging downstream from the foil relative to the incident beam direction is close to 0$$^{circ}$$ than when it is close to 90$$^{circ}$$ for a pair of outgoing C$$^{3+}$$- C$$^{3+}$$ fragment ions from the 4-$$mu$$g/cm$$^{2}$$ foil; no clear difference was observed for the other thicker foils. Evaluating two threshold internuclear distances to characterize the interaction lengths based on the above observations leads to the conclusion that a transport process of scattered electrons is very important for the vicinage effect as well as a production process of scattered electrons by a projectile. The origin of the vicinage effect on the SE yield will be discussed based on the present results.

口頭

Shape transformation of Au nanoparticles in SiO$$_{2}$$ induced by swift heavy-ion irradiation

笹瀬 雅人*; 岡安 悟; 山本 博之

no journal, , 

金属ナノ粒子が絶縁体中に分散した材料は、可視光領域において大きな非線形感受率と、ピコ秒レベルの応答性を有していることから、大容量高速伝送化に対応した次世代スイッチング素子材料として期待されている。この特性向上には、ナノ粒子の相安定性保持とともにナノ構造制御による動作波長の調整が不可欠である。イオンビームは照射エネルギー・照射量などのパラメーターを制御し、局所的に高エネルギーを付与することが可能であるため、物質中のナノ構造制御に有効な手法の一つである。本研究では、ガラス母相中にAuナノ粒子が配列した試料に対して、高エネルギー重イオン照射によりナノ構造制御を試みた。ガラス母相中に成長させたAuナノ粒子に200MeV, Au$$^{+}$$を照射した結果、透過型電子顕微鏡による観察から、イオン照射前のAuナノ粒子の形状はほぼ球形(直径30nm)で母相内に整列する一方、イオン照射後は粒子が分散するとともにその形状が大きく変化し、イオンの入射方向に伸びたロッド状となることが明らかとなった。

口頭

Ion-track formation in UO$$_{2}$$ irradiated with high-energy heavy ions

石川 法人; 園田 健*; 澤部 孝史*; 須貝 宏行; 左高 正雄

no journal, , 

高エネルギーイオン照射によりUO$$_{2}$$中に形成されるイオントラック(イオンの軌跡に沿って連続的に形成されるnmサイズの損傷領域)は非晶質ではなく、通常Y$$_{3}$$Fe$$_{5}$$O$$_{12}$$やSiO$$_{2}$$などで観測される非晶質イオントラックとは異なる照射損傷構造を持つことがわかってきている。そのため、従来のイオントラック形成理論による予測と、(特に低速領域で)合わないデータが蓄積されつつあり、理論の修正が重要な課題となっている。本研究では、特に1MeV/u付近の低速領域でのUO$$_{2}$$中のイオントラック損傷データを詳細に取得することにより、従来の理論による予測値とどの程度ずれているかを定量的に評価した。さらに、予測値からのずれを説明するために考慮すべきプロセス(再結晶プロセスなど)を提案した。

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