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星野 毅; 寺井 隆幸*
no journal, ,
既存のアマルガム法よりも高効率で環境性に適した
Li濃縮技術の実用化を目指し、イオン液体を含浸した有機隔膜を用いて、その隔膜にLiイオンを選択的に透過させて濃縮する新技術の研究開発を実施している。これまで単セルLi同位体分離装置にてLiイオンを選択的に透過させる電気透析を行い、水銀アマルガム法(同位体分離係数:約1.06)を超える同位体分離係数1.1
1.4が得られた。実用化のためにはより多くのLiを得る必要があるため、イオン液体含浸有機隔膜を複数枚使用した多段セルLi同位体分離装置の製作を行い、Li分離能向上のための評価試験を行った。その結果、使用する膜の組合せにより、低電流印加でも従来の単一セル試験よりも多量のLiが濃縮できる見通しを得ることができた。
中瀬 正彦*; 千葉 豪; 齊藤 正樹*
no journal, ,
高次固有値は炉心安定性の指標として有用との指摘がなされている。通常、高次固有値は引き抜き法等、特別な手続きを必要とする方法で計算する。本研究では、基本モードの計算での収束残差から簡便に高次固有値を推定する手法を開発した。IAEA二次元二群ベンチマーク問題を対象にその妥当性を評価したところ、5次モードまでの固有値について
以内で参照解を再現することを確認した。
千葉 敏; 岩本 修
no journal, ,
代理反応と中性子入射反応におけるスピン・パリティー分布の違いの影響を調べた。その結果、代理比反応が(1)この論文で導いた弱いWeisskopf- Ewing条件を満たす,(2)二つの代理反応で生成する複合核のスピン・パリティー分布が等価であり,(3)中性子反応と代理反応における平均的なスピン値の違いが10
程度以内であれば成立することがわかった。期待される精度は、核分裂断面積に対して5%、中性子捕獲断面積に対して10%程度である。これに対し、代理絶対反応法の適用は、代理反応と中性子反応で生成するスピン・パリティー分布が等しいか、違いを理論的に補正しなければ困難である。
近澤 佳隆
no journal, ,
高レベル廃棄物中のセシウムとストロンチウムは崩壊熱が大きく廃棄物の貯蔵容積増加,貯蔵前冷却の原因となっている。一方で発熱密度が高く半減期も長いため、長寿命,高出力,コンパクトな熱源となる可能性がある。ここでは高レベル廃棄物中に含まれるストロンチウムを例として高出力,コンパクト,長寿命な熱電発電システムを提案し、その熱的な成立性を数値解析により評価した。
橋本 慎太郎; 千葉 敏; 有友 嘉浩; 宇都野 穣
no journal, ,
代理反応法を適用して間接的に中性子入射反応の断面積を導出する際、核子移行などの代理となる反応を理論的に解析する必要がある。特に、生成される残留核の励起状態のスピン・パリティ分布を把握し、中性子入射反応との違いについて理解することが重要となる。本講演では、われわれが代理反応として考えている2核子移行反応を直接過程で記述した場合に、生成される励起状態の分布を議論する。
向井 雅之; 島田 太郎; 田中 忠夫; 助川 武則; 中山 真一
no journal, ,
核燃料サイクル関連施設の廃止措置における作業者及び公衆の被ばく線量を評価するためのコードを、原子力機構で開発した原子炉施設を対象とした安全評価コード(DecDose)をベースとして開発した。核燃料サイクル関連施設に特有な事象を検討し、作業工程,対象核種,被ばく経路について改良した。本コードにより、ウラン濃縮施設を対象とした試計算において施設特有な事象を被ばく線量に反映させた評価が可能となった。
立川 崇之; 中島 康平*; Kim, G.; 手島 直哉; 鈴木 喜雄; 武宮 博
no journal, ,
分散配置された計算機上に実装されたプログラムを協調動作させることにより、核融合プラズマの制御シミュレーションや原子力プラントの耐力シミュレーションなど、大規模かつ複雑な統合シミュレーションを可能とするフレームワークについて紹介する。シミュレーション技術の進展に伴い多様なシミュレーション手法を統合することで、より精緻なシミュレーションが実行可能となってきている。しかしながら、個々のシミュレーション手法を実装したコードを組合せ、実行制御しながら動作させることは、科学者にとって大きな負担となっている。われわれは統合シミュレーションにおける個々の要素プログラムの実行パターンが、ワークフロー型,パイプライン型などに分類できることに着目し、それらのパターンを設定ファイルに記述するだけで要素プログラムを連携動作可能とする機能を実現することで、既存コードを大幅に修正することなく連携動作可能とする枠組みを開発した。さらにジョブ再投入機能の実装により、長時間に渡るシミュレーションの自動再実行が可能となった。
宇都野 穣; 千葉 敏
no journal, ,
極限重原子核研究グループでは、中性子入射反応の断面積を直接測定できない原子核(特にマイナーアクチノイド)に対し、代理反応法と呼ばれる、核子移行など他の反応によって目的の断面積を決定しようとする研究を推進している。特に、われわれはタンデム加速器によって得られる酸素同位体を入射粒子とした移行反応を有力な候補として考えている。こうした代理反応によって得られた断面積から、欲しい中性子反応の断面積を求めるためには、反応で作られる複合核のスピン・パリティ分布を得ることが重要となる。少数核子移行反応を記述する標準的な手法である歪曲波ボルン近似によってこのスピン・パリティ分布を計算するには、核構造の情報として、入射粒子や標的核の分光学的因子が必要である。この講演では、入射粒子の構造に焦点を当て、軽い核の構造を最も正確に記述できる殻模型により酸素同位体の基底状態及び励起状態を統一的に記述した結果を報告する。これまでの殻模型計算では多粒子多空孔状態の記述が不十分であったが、魔法数8の殻ギャップを相関エネルギーまで考慮して決定することで非常に良い記述を得ることができた。
小浦 寛之
no journal, ,
代理反応のような重イオン合成反応の場合、その反応過程は接触,融合,蒸発過程に分類することができる。最後の蒸発過程においては高励起状態の情報(原子核の状態密度など)をおさえ、同時にそこからの崩壊様式を適切にとらえることが肝要である。特に代理反応の本来の目的を考えれば、合成された複合核は未知核種又は情報が乏しい場合が一般的である。本発表において、特に未知核種の崩壊様式の理論的推定について、大域的原子核質量模型を用いて検証する。
有友 嘉浩; 千葉 敏; 橋本 慎太郎; 宇都野 穣; 小浦 寛之
no journal, ,
代理反応を用いて中性子入射反応を議論する際、生成複合核の角運動量分布、及び複合核からの分裂片の質量分布,角運動量分布,角度分布等の物理量の情報は非常に重要である。これらの物理量を精度よく扱える計算手法を確立しモデルを構築することが本研究の目的である。代理反応における核子移行過程,複合核の生成崩壊過程等、全過程を連続的に取り扱うため、動力学的計算を導入した「統一模型」の適応を検討し計算を行った。具体的には核子移行反応を考慮したランジュバン方程式を用いて、原子核の形状の変形空間内を移動する軌道計算を行った。ポテンシャルはtwo-center shell modelを用いて計算した。さらにこのような多次元変形空間内を移動する軌道の解析を行うことで、反応のメカニズムをも議論する。
Li+n inelastic reactions in the Continuum Discredited Coupled Channels (CDCC) methodIchinkhorloo, D.*; 松本 琢磨*; 平林 義治*; 加藤 幾芳*; 千葉 敏
no journal, ,
原子核物理において、少数多対問題、特に3体問題は未だに未解決で興味深い問題であり、いろいろな理論を用いて研究がなされてきた。その中でもLi+n反応は基礎物理としてだけでなく、応用問題としても重要である。Liは
+d、あるいは+p+nという2体、又は3体で記述されるため、その中性子反応は3体、又は4体問題となる。本研究ではLi+n反応を"n++d"の3対問題として離散化連続結合チャンネル法で記述する手法を開発する。
海老根 守澄; 片桐 政樹*; 中村 龍也; 美留町 厚; 細谷 孝明*
no journal, ,
シンチレータと波長シフトファイバを用いた中性子イメージ検出器における高精度イメージングを実現するため、新しいイメージ信号処理回路の開発に着手した。従来、高位置分解能検出器の中性子入射位置決定には、光電子増倍管から出力されるフォトン信号の出力パターンを用いていたが、各チャネルに出力されるフォトン個数を計測し、その情報をもとに入射位置を決定する新しいイメージ信号処理回路を開発した。
島田 太郎; 高村 篤*; 神谷 敦司*; 助川 武則; 田中 忠夫
no journal, ,
新型転換炉ふげんから切り出した原子炉冷却系等の配管をグリーンハウス内で切断し、放射性粉じんの飛散率,粒径分布及びフィルタの捕集効率を測定した。筒状通常配管についてのCo-60の飛散率は1823%と、半割した配管における飛散率3443%と比較して約50%低減されることを明らかにした。粗じんフィルタの捕集効率は5580%であったが、1
m未満の粒子は捕集できないことがわかった。また、HEPAフィルタの捕集効率は99.9%以上であることを確認した。
天本 一平; 小藤 博英; 都築 達也*; 三田村 直樹*; 高崎 康志*; 柴山 敦*; 矢野 哲司*; 寺井 隆幸*
no journal, ,
高速増殖炉サイクル実用化研究開発(FaCT)の副概念である金属電解法による乾式再処理プロセスでは、同プロセスから発生する使用済電解質の再生利用を図り、高レベル放射性廃棄物(HLW)の発生容量を抑制することが重要である。この取組みの一環として、原子力機構では、使用済電解質中の核分裂生成物(FP)をリン酸塩に転換して媒質とFPを分離する技術開発を関係機関と共同で行っている。今回、これまでの成果を受け、固化体原料である鉄リン酸塩ガラスの持つFP収着機構について検討したところ、ガラス製造温度により変化するネットワークを構成する鉄の価数及びガラスの結晶化に起因していることが判明した。
田村 格良; 新居 昌至; 米田 政夫; 佐川 尚司
no journal, ,
競争的資金原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブによる事業を推進するために、C3冷中性子導管の冷中性子輸送効率の向上を実施している。C3冷中性子導管は大別して曲導管部と直導管部に分かれるが、この直導管部の中性子導管の形状を考慮し、中性子ビーム実験装置に有効な冷中性子供給のため、シミュレーションにより輸送効率を評価した。従来の矩形の中性子導管では輸送できなかった発散角度の大きな中性子ビームをビームポートまで供給することで、実験装置位置での中性子ビーム強度を増強することとした。ビームポートで、2A, 0.45度の発散角度を持つ中性子ビームが使用できるように、中性子ミラーの設置角度を考慮したテーパー型中性子導管モデルを作成し、シミュレーション計算を行った。Niミラーを使用した計算の結果、直導管の形状を変えない場合と比較して、中性子ビームの発散角度を考慮したテーパー型を使用すると中性子ビーム強度が1.1倍となることが明らかになった。一方で、3Qcのスーパーミラーを使用することでさらに強度は増加し、利用できる中性子ビーム強度は1.4倍となった。
川瀬 啓悟; 下村 拓也; 神門 正城; 吉田 英次*; Bulanov, S. V.
no journal, ,
原子力機構関西光科学研究所にあるマイクロトロン電子加速器とNd:YAGレーザーとを用いた逆コンプトン散乱X線発生において、X線強度増大のために誘導ブリルアン散乱によるレーザーパルス圧縮システムを構築している。本発表ではこのパルス圧縮システム構築の現状について報告する。
廣瀬 貴規; 谷川 博康; 榎枝 幹男
no journal, ,
ITER-TBM製作技術開発の一環として、電子ビーム(EB)溶接による筐体構造組立てのための溶接性予備評価試験を実施した。本研究では、低放射化フェライト/マルテンサイト鋼F82H製の第一壁(板厚25mm)及び側壁(板厚45mm)の接続並びに後壁(板厚90mm)におけるサブモジュール接続を試験対象とした。板厚90mmまでの突合せEB溶接試験により、第一壁-側壁間及びサブモジュール接続において、健全な溶け込み形状を得る溶接条件を得た。サブモジュール接続ではプラズマ対向面側から20mmの間隙にEBを照射し溶接する工法を試験したが、EBがF82H製側壁を磁化し、その磁気がEBに揺らぎを生じさせるため、溶け込み形状が不安定となる結果を得た。したがって、サブモジュール接続では、後壁背面よりEB溶接する工法が妥当であるとの結論を得た。
中川 明憲; 曽根 智之; 佐々木 紀樹; 中澤 修; 田代 清
no journal, ,
焼却処理に替わる有機系廃棄物の処理技術として、水蒸気改質処理法の開発を実施している。現在、水蒸気改質処理法の処理対象の拡大を図っており、本法を焼却処理が困難な塩化ビニル,不燃油,先進再処理抽出剤等へ適用するためには、処理時に生成するハロゲン化水素やリン酸に対する腐食対策を行っていくことが重要である。本件では、ハロゲン化水素及びリン酸に対する材料腐食試験を実施し、各種材料の耐久性の評価及び有効な候補材料の選定を行った。
柳澤 和章
no journal, ,
JMTRシリサイド燃料(密度
=4.8g/cc)を模擬した小型板状燃料を用い、運転時の異常な過渡変化に含まれる事象のうち「冷水導入による反応度付加」に関する炉内実験を実施した。JMTR安全審査評価値(EURECA計算コードで実施)では燃料被覆材最高温度は53
Cとしているが、実験ではその約2倍近くの111Cにした。実験後に実施された照射後試験の結果によれば、燃料板は非破損であった。この実験的事実から、JMTRシリサイド燃料は冷水導入による反応度付加に対して安全余裕を持っていることが判明した。
木下 秀孝; 粉川 広行; 羽賀 勝洋; 直江 崇; 井田 真人; 二川 正敏
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設の核破砕中性子源は、容器中を流動させた水銀を用いている。パルス状に入射する陽子ビームにより水銀中には発熱密度の高い領域が瞬間的に発生するため、熱膨張により圧力波が生じる。この圧力波が容器壁に当たる際に、キャビテーションを起こして容器に損傷を与え、寿命を著しく短縮してしまうことが懸念されている。これを解決するために、水銀中に気泡を流して圧力波を低減する方法が有効である。必要な気泡サイズやボイド率などは解析的に確認されているが、気泡を有効に注入する方法や流動液中の気泡挙動については知見が少ない。このため、ターゲット容器への気泡注入装置の開発及び気泡の分布測定を行ってきた。本報告では、ターゲット容器を模擬したモックアップ試験装置の概要、及び気泡注入部分での圧力損失を測定した結果について紹介する。