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論文

1945年の日本人体型を精緻に再現し原爆被爆者の臓器線量を再評価

佐藤 達彦

Isotope News, (776), p.26 - 28, 2021/08

広島・長崎の原爆被爆者の健康影響に対する疫学調査には、被爆時の状況に合わせた詳細な臓器線量の情報が不可欠となる。本研究では、これまでの線量推定方式をさらに発展させるべく、最新のCT画像などに基づいて1945年における日本人の標準的体型を精緻に再現した成人・小児・妊婦に対する人体模型を開発し、それらと原子力機構が中心となって開発した最新の放射線挙動解析コードPHITSなどを組み合わせることで、原爆からの直接線による被爆者の臓器線量をより精度よく推定する手法を構築した。その手法を用いて再評価した代表的な被爆条件に対する臓器線量は、概ね現システムの評価結果と一致したが、計算手法が変更された一部の臓器に対しては、最大で$$pm$$15%程度の差があった。また、本計算手法を将来の原爆線量推定システム改訂に利用できるように、様々な照射条件に対する膨大な臓器線量データセットを整備した。本稿では、これら研究の概要を解説する。

論文

大気拡散データベースシステムWSPEEDI-DB; 放射性物質の大気拡散を様々な気象・放出条件で即座に計算

寺田 宏明; 永井 晴康

Isotope News, (775), p.44 - 48, 2021/06

国内の原子力緊急時に迅速に放射性物質の大気拡散予測情報を提供するための緊急時対応システムとして、旧日本原子力研究所(現在の日本原子力研究開発機構、以降「原子力機構」)は、緊急時環境線量情報予測システム(System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information: SPEEDI)を開発し、「緊急時迅速放射能影響予測ネットワークシステム」として文部科学省により運用された。その後、原子力機構では、計算範囲の拡大と高度な気象及び拡散計算モデルの使用により予測性能を向上した世界版SPEEDI (WSPEEDI: Worldwide version of SPEEDI)を開発し、様々な応用研究を行ってきた。筆者らは、2011年3月11日に発生した東日本大震災に起因する東京電力(株)福島第一原子力発電所事故に対して、このWSPEEDIの活用により様々な対応を実施してきた。この経験に基づき、様々な気象条件や任意の放出条件に対する大気拡散計算結果を即座に取得でき、様々な応用が可能な大気拡散データベースシステムWSPEEDI-DBを開発した。本稿では、WSPEEDI-DBの開発の経緯と本システムの概要について述べる。

論文

加速器施設の安全性向上の研究; 金属構造材の放射線損傷を高精度で評価

明午 伸一郎; 岩元 洋介; 松田 洋樹

Isotope News, (774), p.27 - 31, 2021/04

加速器駆動核変換システム(ADS)等の大強度陽子加速器施設では、ビーム窓や標的に用いられる材料の損傷評価が重要となる。放射線に起因する材料の弾き出し損傷は、弾き出し断面積と粒子束との積による原子あたりの弾き出し数(dpa)により評価される。弾き出し断面積の計算モデル評価には実験データが必要だが、20MeV以上のエネルギー領域に実験データはほとんど無かったため、本グループではJ-PARC 3GeVシンクロトロン加速器施設において、3GeVまでの陽子エネルギーにおける弾き出し断面積を測定し、計算モデルの精度評価を行った。

論文

小型加速器中性子源RANSを使用した鋼材特性の分析技術開発; ものづくり現場で中性子線を使った材料分析が可能に

徐 平光; 高村 正人*; 岩本 ちひろ*; 箱山 智之*; 大竹 淑恵*; 鈴木 裕士

Isotope News, (774), p.7 - 10, 2021/04

近年、地球温暖化対策として、自動車などの軽量化に求められている中、高張力鋼板の成形性向上は重要な開発課題となっている。破断まで優れた伸び特性を持たせた高張力鋼板の開発には、オーステナイト組織の相分率と各構成相の集合組織を正しく制御することは極めて重要である。透過能に優れた中性子回折法は、鋼材内部の結晶情報をバルク平均で得られる特徴を持つことから、相分率と集合組織を測定する上で有力な手段である。しかし、現状では中性子回折測定が可能な中性子源は、研究用原子炉や大型加速器施設などの大型実験施設に限られ、これらは共用施設のため利用者が頻繁に測定する機会を得ることは困難である。そこで、理化学研究所では、大学や企業の研究室、工場などの現場で手軽に使える小型中性子源として「理研小型加速器中性子源RANS」を構築し、日本原子力研究開発機構と協力しながら鋼材特性の分析技術に関する一連の研究開発を進めてきた。本解説論文では、大型実験施設と比べるとビーム強度の低い小型加速器中性子源を用いて実施した、中性子回折法による相分率と集合組織測定に関する共同研究成果と、今後の展望を紹介する。

論文

80km圏内の空間線量率及び土壌沈着量の経時変化

斎藤 公明

Isotope News, (773), p.3 - 6, 2021/02

福島第一原子力発電所事故から10年が経過するのを契機として企画された特集記事の一環として、陸域における環境影響に関する解説記事を執筆した。この中で、事故後に実施された大規模環境モニタリングの概要、空間線量率の減少傾向とその原因、空間線量率の減少を加速させる要因、土壌沈着量と深度分布の経時変化の特徴、大規模モニタリング結果の応用解析例、今後の課題について簡潔に紹介した。

論文

$$beta$$$$gamma$$弁別型ファイバ検出器を用いた水モニタ

眞田 幸尚

Isotope News, (772), p.21 - 25, 2020/12

空気中や水中での飛程が比較的長い$$gamma$$線は、直接測定することが簡単だが、飛程の短い$$beta$$線は直接測定することが難しく、早期の異常検知や環境影響の評価のためリアルタイムのモニタリング技術の確立が求められていた。$$beta$$$$gamma$$弁別型ファイバ検出器を用いた水モニタの開発を行った。ここでは、モニタの性能及び開発経緯についてまとめる。

論文

核実験フォールアウトの最大値が観測されたのはいつ?

辻村 憲雄

Isotope News, (768), p.38 - 39, 2020/04

1950$$sim$$60年代の大気圏中核実験に関連して我が国で観測された雨水中全$$beta$$放射能について、その最大観測がなされた時期について解説する。

論文

福島県内の河川における放射性セシウム濃度の推移

中西 貴宏

Isotope News, (765), p.22 - 25, 2019/10

東京電力福島第一原子力発電所の事故によってもたらされた放射性セシウムの、福島県内河川水中での濃度の推移について、発表者らが進めてきた調査から得られた知見を解説する。河川水中の放射性セシウム濃度は事故から数年後も減少し続けているが、溶存態放射性セシウム濃度の低下傾向は時間とともに緩やかになってきている。

論文

環境中空間線量率3次元分布計算システム(3D-ADRES)の研究開発; PHITSとリモートセンシングの融合による環境放射線量の推定

Kim, M.; Malins, A.; 佐久間 一幸; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 長谷川 幸弘*; 柳 秀明*

Isotope News, (765), p.30 - 33, 2019/10

福島県内の市街地や森林等の複雑な実環境空間に対して、詳細な空間線量率の3次元分布を計算可能とする3D-ADRESを開発した。本システムでは、地形・建物・樹木等の環境中の複雑な構造物をリモートセンシング情報(地理情報)に基づきモデル化し、モデル上の様々な環境面に異なるCs線源分布が付与可能である。本稿では3D-ADRESを福島第一原子力発電所付近の帰還困難区域の住宅地に適用し、空間線量率分布の計算が有効に機能すること(空間線量率の計算値と測定値の比較から凡そ良い一致)を検証した。

論文

$$alpha$$核種可視化検出器を用いた福島第一原子力発電所の核燃料起因$$alpha$$核種の検知

森下 祐樹; 宇佐美 博士; 鳥居 建男

Isotope News, (765), p.10 - 13, 2019/10

本論文は、福島第一原子力発電所の核燃料由来$$alpha$$核種の測定のため、$$alpha$$核種可視化検出器の開発と実際のスミヤ試料の測定について報告した。

論文

レーザーアブレーション試料導入法を用いた炭酸塩鉱物の局所年代測定

横山 立憲

Isotope News, (764), p.11 - 14, 2019/08

原子核崩壊による核種変化、または放射線による損傷を利用して岩石や化石試料の形成年代を測定する放射年代測定は、地球惑星科学の分野において、過去の自然事象を解明する際に広く用いられる。岩石・鉱物試料の中でも、炭酸塩鉱物の年代測定技術の開発は、近年急速に進みつつある。炭酸塩の年代測定は、例えば鍾乳石や蒸発岩及び鉱石の形成年代を知るために実施されてきたが、岩石の割れ目を充填するように存在する炭酸塩は、過去の地下水から沈殿して生成され、その年代情報は地下水流動経路の変遷の解読に繋がり、過去の断層運動の解明などにも大きく寄与すると期待される。炭酸塩が地下環境において、地下水から段階的に成長した場合、その内部には微細な累帯構造が形成されることがある。また、炭酸塩の起源となる水の微量元素組成が変化した場合、累帯間で微量元素組成に違いが生じうる。このような試料について分析を実施する場合に有効な局所分析手法の一つとして、レーザーアブレーション装置と誘導結合プラズマ質量分析装置を組み合わせたLA-ICP質量分析法がある。本稿では、LA-ICP質量分析法を用いた炭酸塩鉱物の年代測定技術の開発について紹介する。

論文

$$beta$$放射能測定法と核実験フォールアウト

辻村 憲雄

Isotope News, (763), p.42 - 43, 2019/06

核実験フォールアウトによる雨水中全$$beta$$放射能の観測値が、1960年代に、放射能対策暫定指標として様々なフォールアウト対策に利用された経緯について解説する。

論文

放射線治療に用いられる高エネルギー核データの現状と今後の展望

岩本 修; 国枝 賢; 岩本 信之

Isotope News, (763), p.4 - 7, 2019/06

放射線治療では、さまざまな種類の粒子線が利用されており、これらの粒子線による効果的な治療を行うには、高エネルギーの粒子が体内でどのような反応を起こしているかを精度よく予測することが欠かせないと考えられる。粒子輸送計算を行うPHITSなどのシミュレーション計算コードでは、核反応に関する物理モデルを取り込んでおり、さまざまな高エネルギーの粒子線の計算が可能となっているが、JENDLでは、更に精度の良いデータを提供するため、高エネルギーの中性子および陽子の核反応のデータをまとめたJENDL高エネルギーファイル、電子線や光子と原子核の反応について必要となるデータをまとめたJENDL光核反応データファイルを公開している。本稿では、これらの核データを評価するのに重要な核反応のモデル計算を含め、放射線治療に関わるシミュレーション計算に利用可能と考えられる、JENDL高エネルギーファイル, JENDL光核反応ファイルについて簡単に紹介する。

論文

BNCTの治療効果を細胞レベルの線量分布から予測する

佐藤 達彦

Isotope News, (760), p.2 - 5, 2018/12

ホウ素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy: BNCT)の治療効果は薬剤の種類や濃度に依存することが知られていたが、その詳細な依存性やメカニズムは未だ解明されていなかった。そこで原子力機構では、他の研究機関と協力してBNCTの治療効果を細胞レベルでの線量解析結果から推定する新たな数理モデルを構築した。また、そのモデルを用いて、(1)薬剤治療効果比を高めるためには、より細胞核近傍に集積性を持ち細胞間に均一に分布するホウ素薬剤の開発が鍵となること、(2)治療計画を高度化するためには、薬剤治療効果比の吸収線量依存性を考慮することが重要であることを定量的に明らかにした。本稿では、開発した数理モデルの概要と特徴を解説する。

論文

メソポーラス加工を応用した新規アルミナ吸着剤の開発

福光 延吉*; 山内 悠輔*; Saptiama, I.*; 有賀 克彦*; 籏野 健太郎*; 熊田 博明*; 藤田 善貴; 土谷 邦彦

Isotope News, (760), p.15 - 18, 2018/12

核医学検査薬として最も多く使用されている$$^{99m}$$Tcの原料となる$$^{99}$$Moは我が国ではすべて輸入に頼っており、安定供給のため$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$Tcの国産化が望まれている。天然Moを中性子照射して$$^{99}$$Moを生成することは技術的には可能であるが、比放射能が低いことから、現在$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$TcジェネレータのMo吸着剤として用いられているアルミナの吸着性能向上が期待される。そこで、本研究ではメソポーラス技術を適用して表面積を増加させた新規アルミナの開発を進めている。アルミナは2通りの方法で合成し、一方はアルミナ-シリカ複合体でアルミナ/シリカ分子比及び焼成温度を段階的に変化させて合成する方法、一方がエタノール処理で焼成時間及び焼成温度を段階的に変化させて合成する方法である。本解説は、これらのメソポーラス加工を応用した新規アルミナの研究成果についてまとめたものである。

論文

山地の雲や霧がもたらした放射能汚染を解明; 航空機モニタリングと数値シミュレーションによる解析

眞田 幸尚; 堅田 元喜*; 兼保 直樹*

Isotope News, (759), p.18 - 21, 2018/10

福島第一原子力発電所事故直後から継続的に行われてきた、東日本における有人ヘリを用いたモニタリングのデータを活用し、地上からの観測が難しい山岳地域の高線量地帯での標高と空間線量率との関係をWSPEEDI-II(大気拡散シミュレーション)による再現計算結果と比較しながら、地形と放射性セシウム沈着過程の関係について解説する。

論文

放射線分布の3次元イメージング技術

佐藤 優樹; 鳥居 建男

Isotope News, (757), p.44 - 47, 2018/06

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所(以下、福島第一原発という)の円滑な廃炉作業に向けて、日本原子力研究開発機構廃炉国際共同研究センターでは、放射線イメージングセンサーとして大きな遮蔽体の要らない小型コンプトンカメラを用い、放射性物質の立体的な分布を示そうと、福島第一原発の作業環境において放射線物質の3次元可視化技術の研究開発に取り組んでいる。本研究開発では、レーザー光を利用した測域センサー(LiDAR)で取得した建屋構造物の3次元モデルにコンプトンカメラで取得される汚染分布の情報を重ね合わせることにより、実空間における汚染分布の拡がりをより詳細に可視化する手法を検討している。本稿では、これらの技術と取り組みについて紹介する。

論文

ビキニ水爆実験の「降灰」は見えたか?

辻村 憲雄

Isotope News, (756), p.54 - 55, 2018/04

1954年(昭和29年)3月1日から5月14日にかけて、米国が、太平洋諸島信託統治領(現在のマーシャル諸島共和国)のビキニ環礁等において実施した核実験によって発生した放射性降下物(フォールアウト)が目撃された範囲について解説する。

論文

ニホニウムとその次の元素へ・・・

桜井 弘*; 篠原 厚*; 小浦 寛之; 上垣外 修一*; 森本 幸司*; 羽場 宏光*; 延輿 秀人*

Isotope News, (特別号2), p.2 - 14, 2018/01

日本アイソトープ協会発行の協会誌「Isotope News」における新春座談会(2018年1月1日誌上掲載)に登壇する。「ニホニウムとその次の元素へ・・・」という座談会のタイトルで、ニホニウム(超重元素)の発見の歴史や今後の超重元素発見にむけての展望など、(1)理論、(2)加速器、(3)実験、(4)周期表を話題の中心として夢のある内容を紹介する。特に原子核物理・理論の観点から座談を展開する。

論文

公衆の宇宙線被ばく線量は国や地域でどの程度異なるのか?

佐藤 達彦

Isotope News, (752), p.50 - 53, 2017/08

原子放射線の影響に関する国連科学委員会(UNSCEAR)が2008年に発表したレポートでは、公衆の宇宙線被ばく線量の世界平均値は年間0.38mSvであり、全自然放射線による被ばく線量の約16%を占めると結論づけている。しかし、この値は限られた実測から単純な仮定に基づいて推定した概算値であり、宇宙線強度の高度・緯度・経度に対する複雑な依存性や詳細な人口分布を考慮して評価した値ではない。そこで我々の研究グループでは、独自に開発した宇宙線強度計算モデルと様々なデータベースを組み合わせ、公衆の宇宙線被ばく線量の人口平均値や分散を世界230ヶ国 に対して詳細に評価し、その世界平均値を導出した。本稿では、宇宙線被ばくの概要を解説するとともに、その評価手法や評価結果を簡単に紹介する。

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