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論文

核燃料サイクルおよび福島第一原子力発電所廃炉への適用を念頭としたレーザー誘起ブレークダウン分光と関連分光技術

若井田 育夫; 大場 弘則; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 大場 正規; 田村 浩司; 佐伯 盛久

光学, 48(1), p.13 - 20, 2019/01

レーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)や関連技術である共鳴吸収分光の原子力分野での応用について紹介する。放射性物質を多く含有した次世代低除染MOX燃料への適用や、福島第一原子力発電所の損傷炉内といった高放射線・過酷環境における燃料出渕のその場サーベランスにおいては、光ファイバーを活用したLIBS技術や共鳴吸収分光技術は、遠隔分析手法として最も有力な手法の一つとして期待されている。これらの技術の基本及び性能について現状を紹介し、LIBS技術などの原子力分野への適用についてレビューする。

論文

福島第一原子力発電所事故後におけるプラスチックシンチレーションファイバーを用いた環境計測

眞田 幸尚

光学, 45(8), p.300 - 305, 2016/08

2011年3月に発生した福島第一原子力発電所事故後の影響調査、除染効果の確認及び放射性物質の漏洩・移動検知を目的として、迅速にかつ広域に放射線分布を測定する手法としてプラスチックシンチレーションファイバー(PSF)が用いられている。PSFは、検出部に入射した位置検出が可能であるため、簡単に測定対象の放射線分布を測定することが可能である。この一度の測定で多地点の測定結果を得られるという利点を生かし、除染前後の測定に用いられている。また、検出部は耐水性が高い特徴を生かし、農業用のため池底に蓄積した堆積物中の放射性濃度分布の測定に採用されている。ここでは、PSFの原理及び福島第一原子力発電所事故後の応用例について紹介する。

論文

診断と治療が同時に可能な複合型光ファイバー内視鏡システム

岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏

光学, 41(11), p.576 - 578, 2012/11

原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバーは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバーである。この複合型光ファイバーは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバーが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバーの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。特に、複合型光ファイバーを利用した胎児外科治療装置の開発について述べるとともに、産婦人科への応用として、子宮がん治療への適用の試みについて紹介する。

論文

衝突入射型レーザー電子加速

小瀧 秀行; 大東 出; 神門 正城; 林 由紀雄; 大道 博行; Bulanov, S. V.

光学, 37(11), p.651 - 653, 2008/11

高強度レーザーとプラズマとの相互作用により生成したプラズマ振動中の電場(ウェーク場)によって荷電粒子を加速する「レーザー加速」により、パルスで低エミッタンス(指向性が高い)の電子ビームを短い加速距離で作ることが可能となる。しかし、1パルスの場合、電子のトラップと加速を同一のレーザーパルスで行うため、安定領域が非常に狭く、電子の発生が不安定になってしまう。これを解決するためには、現在の加速器と同様に、電子バンチの入射と加速の機構を分離してやればいい。そのための方法の1つに複数のレーザーパルスを用いる方法「光電子入射(オプティカルインジェクション)」がある。このうちの電子入射に関しては、幾つかの方法が提案されている。2パルス衝突による安定な高品質電子ビーム発生は、理論及び実験の両方で証明されており、その方法を中心に、光電子入射に関してのレビューを行った。

論文

スペクトル干渉法によるフェムト秒生成プラズマの計測

近藤 公伯

光学, 37(11), p.648 - 650, 2008/11

超高速光技術の進歩により、10フェムト秒を切る光パルスを利用できるようになった。このような技術をプラズマ診断に利用することにより電子プラズマ波の超高速ダイナミクスを観測することもできるであろう。本論文では周波数領域干渉法による電子プラズマ波の観測について紹介する。

論文

高回折効率多層膜ラミナー型ホログラフィック回折格子の開発

小池 雅人

X線結像光学ニューズレター, (23), p.3 - 4, 2006/03

ホログラフィック法と反応性イオンビームエッチング法により作成されたラミナー型回折格子にマグネトロンマグネトロンスパッタリング法によりタングステンと炭素からなる多層膜を蒸着した多層膜回折格子を作成した。回折格子の刻線密度は1200本/mm,溝深さは3nm,デューティ比(山部の幅/格子定数)は0.45,多層膜の周期は6.66nm,タングステンと炭素の膜厚比は4:6,総膜層数は100,有効面積は36mm$$times$$36mmである。この回折格子をX線回折装置でCu-K線(0.154nm),3箇所の放射光を利用光学素子評価装置(立命館大学SRセンタBL-11,米国ローレンスバークレー研究所先進光源施設(Advanced Light Source) BL-5.3.1及びBL-6.3.2)で約0.6$$sim$$8keVの範囲で回折効率を測定した。その結果Cu-K線において回折角88.815度(+1次光)に対して36.7%の回折効率を示した。この値はこれまで報告されている同じ物質対を用いた多層膜回折格子(多層膜鏡をエッチングして作成されたラミナー型回折格子,有効面積1.5$$times$$30mm$$^{2}$$)の回折効率34%を上回っており、他の物質対を用いた多層膜回折格子を含めても著者の知る限りこれまで実験的に示された最も高い回折効率である。

論文

分散素子; 回析格子

小池 雅人

最新光学技術ハンドブック, p.284 - 287, 2002/09

分光機器用途の分散素子、特に回折格子の種類、設計法、製作法、特性、応用の概略について、最近の動向も含め初心者向けに簡潔に記述する。この書籍は約20年前に出版された「光学技術ハンドブック」(朝倉書店刊)の全面改訂新版にあたるもので、日本国内においては光学分野で最も基本とされるハンドブックである。

論文

超高出力レーザー

山川 考一

光学, 31(4), p.287 - 289, 2002/04

われわれは、高強度場科学と呼ばれる新しい光量子科学分野におけるさまざまな基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高ピーク出力Tキューブレーザーの開発を進めている。今回新たに開発に成功したピーク出力850TW,パルス幅33fsのチタンサファイアレーザーシステムを中心に、世界におけるTキューブレーザー開発の進展,現状について紹介する。また、さらなるピーク出力の向上による超ペタワット級レーザー開発研究の将来について述べる。

論文

X線レーザーの技術動向

加藤 義章

光学, 29(5), p.279 - 286, 2001/05

X線はさまざまの分野で広く利用されてきた。最近は高輝度X線源への期待が高まっている。X線レーザーは、指向性がよく、パルス幅が短く、輝度の高い、コヒーレントなX線ビームであり、干渉計測や位相差顕微測定,動的変化現象の高時間分解観測等、多様な応用が考えられる。本稿では、X線レーザー開発に関する最近の技術動向を、わが国における活動に重点をおいて解説する。

論文

最近の軟X線領域用ホログラフィック回折格子

小池 雅人

X線結像光学ニューズレター, (9), p.1 - 2, 1999/02

最近の軟X線領域用ホログラフィック回折格子について概説する。約20年前の萌芽期の様子から最近の放射光用斜入射平面回折格子分光器用回折格子、原研で初めて開発した平面結像型斜入射球面回折格子分光器用回折格子について、開発秘話を含めて述べる。非球面波露光法と、ラミナー型溝形状加工による回折格子が、数keV領域まで回折格子の実用波長領域を拡張し、なおかつ低迷光、高次光である特長についてもふれる。

論文

放射線重合法による光学用プラスチック素材とその注形技術の開発

嘉悦 勲; 吉井 文男; 吉田 健三; 大久保 浩*; 西山 茂*; 阿部 修*

光学, 9(6), p.326 - 330, 1981/00

アクリルモノマーの過冷却状態での低温放射線重合を利用して有機ガラスの注形重合を行う技術を開発した。この方法によれば静歪計で光学歪のない製品が短時で得られることが判った。静歪計ではキャッチされない微小歪についてもトワイマン・マイケルソン型干渉計を使い調べ、低温重合物では微小歪の生成も少ないことが判った。このように光学歪が生成しにくいのは、低温過冷却状態ではモノマーの粘度がきわめて高くなること、重合中の容積収縮が少ないこと重合発熱による昇温が低い温度に抑えられることなどによるものである。 CR-39を中心とするモノマー組成やMMAを主成分とするモノマーもこの方法を適用しすぐれた光学素材が得られることを明らかにした。さらに、予備重合により流動性はないが、可塑性の残っているゲルシートを使い、連続的に線焦点フレネルレンズを製造する方法を放射線重合により開発した。

論文

光学用有機ガラス材料の開発

嘉悦 勲

光学技術コンタクト, 17(7), p.31 - 40, 1979/00

放射線重合を利用した光学用有機ガラス材料の製造技術について、レビューし紹介したものである。緒言,放射線反応の特長と成形技術への応用,放射線成形技術の用途開発,結言の各項より成る。放射線反応の特長と低温過冷却状態での塊状重合の特長とが成形重合特に高品質(均質性および面精度など)の光学用材料の成形プロセス上の問題点とどのように結びつき、どのような効果をあげているかという点を、歪解析,熱解析,応力変位の解析などの点から明らかにし、併せてプリズムやフレネルレンズなどへの応用例を示し、この技術によってどれ位の水準の製品が得られるか、またコストはどれ位の見込みであるかを述べたものである。結論として、光学分野でのプラスチックの利用が放射線という手段によって技術的な壁を破って一歩前進することができたと考え、今後のたゆみない関心と開発努力の持続に期待が寄せられる。

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