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阿部 豊*; 深沢 正憲*; 藤井 正*; 千歳 敬子*; 濱崎 亮一*; 丸山 結
no journal, ,
日本原子力学会熱流動部会に設置された「熱水力安全評価基盤技術高度化検討」ワーキンググループ・シビアアクシデントサブワーキンググループにおいて、産官学が連携して、軽水炉のシビアアクシデントやアクシデントマネジメントにかかわる技術的な課題の情報を収集するとともに、リスクへの影響や不確かさの程度等を含めたさまざまな視点から、それらの重要度等について分析・評価を進めた。検討した内容は、大別すると、炉内炉心損傷挙動、水素挙動、格納容器直接加熱、格納容器気密性維持、溶融炉心/コンクリート相互作用、溶融炉心の冷却あるいは保持、溶融炉心/冷却材相互作用及びソースタームである。本報告では、福島第一原子力発電所の事故において明らかになった課題を含め、シビアアクシデントサブワーキングで取りまとめた検討結果を述べる。
Cs濃度分布の長期変動川村 英之; 小林 卓也; 古野 朗子; 碓氷 典久*; 蒲地 政文*
no journal, ,
福島第一原子力発電所から放出されたCsの北太平洋における海洋中移行シミュレーションを行った。本研究では、海表面だけでなく、中層におけるCsの移行を解明するため、原子力機構が開発した差分版の海洋中放射性核種移行モデル(SEA-GEARN)を使用した。SEA-GEARNの入力データには、気象庁気象研究所が開発した海洋三次元変分法同化システム(MOVE)により計算された再解析データを使用した。シミュレーションの結果から、海洋中へ直接放出された高濃度汚染水は、黒潮続流域に発達する中規模渦により大きく希釈されたことが示唆された。また、この中規模渦により、水深200m程度の中層にもCsが効果的に輸送されたと考えられた。海洋中へ直接放出されたCsは、黒潮続流域を通過した後は、東への移動速度が低下し、2012年8月にはその東端は西経165
付近に達していた。
小藤 博英; 飯塚 政利*; 坂村 義治*; 村上 毅*; 北脇 慎一; Glatz, J. P.*
no journal, ,
福島第一原子力発電所における破損燃料の処置方策として、乾式再処理開発として研究開発が進められてきた電解還元法の適用性の検討を行っている。これまでに実施した模擬デブリを用いた電解還元基礎試験や文献情報をもとにデブリ処理全体のフローを検討し、提案する。
熊田 高之; 赤木 浩; 板倉 隆二; 乙部 智仁; 横山 淳
no journal, ,
時間分解反射率測定法により、透明材料のフェムト秒レーザーアブレーション過程を調べたところ、石英ガラス試料において周期60psの反射率の振動を観測した。この振動周期はプローブ光の波長に正比例することから、11000m/sの速度で離反する気液混合相表裏面からの反射波の干渉によるものであると結論つけた。このような振動はパイレックスガラスからは観測されなかった。この結果から、高温においても非常に粘性の高い石英は気液混合相を経由してアブレーションされる一方で、粘性の低いパイレックスガラスはフラグメンテーションによってアブレートされることがわかった。
m FD-SOIプロセスで作られた位相同期回路の放射線耐性評価星野 英二郎*; 柴田 優一*; 小林 大輔*; 梯 友哉*; 牧野 高紘; 大島 武; 廣瀬 和之*
no journal, ,
CPU(Central Processing Unit)を高速動作させるためのクロック信号は位相同期回路PLL(Phase-Locked Loop)によって供給される。回路を構成するトランジスタに放射線が当たると過渡電圧パルスが発生し、出力クロック信号の周期が許容不可能なほど変動するというエラーが懸念されており、宇宙のような放射線環境下でCPUを高速動作させるにはPLLの放射線耐性を確保する必要がある。われわれは、これまでのシミュレーション結果から、MOS(Metal Oxide Semiconductor)キャパシタの存在がエラー断面積に大きく寄与すると考えた。そこで、MOSキャパシタがエラー断面積を持つことを確かめるため、0.2-m FD-SOIプロセスによる耐放射線化技術を利用したPLLを設計・試作し、加速器を用いた重イオン線照射時における、MOSキャパシタ前後の出力波形を測定した。その結果は、予想通りMOSキャパシタの存在がエラー断面積に大きく寄与することが明らかになった。
寺岡 有殿; 岩井 優太郎*; 井上 敬介*; 吉越 章隆; 岡田 隆太
no journal, ,
In order to make clear oxidation dynamics of Ni(001) surface, oxygen uptake curves were observed at every translational kinetic energy of supersonic O
molecular beam. The surface temperature was set at a room temperature and the clean surface was irradiated by a supersonic O molecular beam with a selected translational energy ranging from 0.3 eV to 2.3 eV. Adsorbed oxygen was detected by synchrotron photoemission spectroscopy. A plateau behavior, showing a two-dimensional oxide island growth, disappeared with increasing incident energy. The largest initial sticking probability was observed in backfilling oxidation. This implies that dissociative adsorption of O molecule takes place through a physically-adsorbed state in the low energy region. A plateau region from 0.5 eV to 1 eV in the initial sticking on the Ni(001) surface reveals that a potential barrier exists around 1 eV and there are some differences in tunneling effects.
千葉 悦子*; 飯塚 友子*; 市川 まりこ*; 内田 健*; 鵜飼 光子*; 菊地 正博; 小林 泰彦
no journal, ,
世界の多くの国で実用化されている食品照射が日本で理解されない理由として、国民の不安や、国民的コンセンサスの不足が言われる。そこで食のコミュニケーション円卓会議の有志は、食品照射について体験実験を通して自ら実感し、その情報を発信している。2011年に実験した柿の結果を踏まえ、照射後長く保存した場合の、照射の影響の有無や照射による食味の変化について実験を進めた。今回は、硬めだが何とか食べられる程度に熟した柿を照射し、20日間前後まで保存した試料について検討した結果を報告する。2011年に未熟柿を用い同じ産地・品種で実験した際にも、照射すると軟らかく熟す傾向が見られたが、今回、食べ頃の最後ぎりぎりまで追熟したところ、必ずしも照射品が軟らかいわけではなかった。このことから、照射後低温で保管すると食べ頃の時期がやや長くなる傾向があると考えられ、「熟度の調整」がしやすいようだ。今回、長期保存による著しい劣化はなかったので、柿の検疫処理として照射を検討する価値があるだろう。
飯塚 友子*; 市川 まりこ*; 千葉 悦子*; 鵜飼 光子*; 菊地 正博; 小林 泰彦
no journal, ,
食のコミュニケーション円卓会議では、食品照射について体験実験を通して自ら実感し、その情報を発信している。以前、インド国内及び欧州向けに殺菌目的で照射されたフェアトレード商品のティーバッグが過って日本に輸入され自主回収となったことがある。われわれはできるだけ広範囲の食品について食品照射の体験を積み上げたいと考え、殺菌線量での茶の照射を試した。紅茶・緑茶・ウーロン茶の茶葉に対して、照射をしても十分に美味ならば、照射処理が実用化できるかもしれないと考え、香りや風味の変化など品質と嗜好性への影響を検討した。その結果、茶3種類とも、照射が向くようだとわかった。これまで照射して味や風味が良い意味で強くなることは、香辛料以外ではあまり体験したことがなかったので、興味深かった。有用な食品照射技術について社会に発信し、実りあるリスクコミュニケーションを通じて消費者利益に繋げたい。
線を照射した食品に誘導されるラジカルの緩和時間による解析岸田 敬吾*; 川村 翔栄*; 亀谷 宏美*; 菊地 正博; 中村 秀夫*; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*
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電子スピン共鳴分光法(ESR)は、照射により食品に誘導されるラジカルをESR信号として直接測定できることから、照射食品検知法として大変有用である。従来、照射食品のESR計測は連続波ESR(CW-ESR)が用いられ、ラジカルの緩和時間(T
,T)はLundらの解析ソフトを用いて間接的に算出している。この解析ソフトはsinglet信号から得られるパラメーターを用いているので、複雑な信号では厳密なパラメーターを得られないと予想される。Pulse-ESR計測を用いると緩和時間は直接求められるが、食品の分析例はほとんどない。そこで、本研究では照射食品のPulse-ESR計測を詳細に検討し、緩和時間を求めた。同時にCW-ESR計測を行い、ラジカルの緩和時間を算出し、得られた緩和時間を比較検討することにより、照射食品に誘導されるラジカルの解析を行った。Pulse-ESR測定において、照射黒コショウ及び照射強力粉でecho信号の観測に成功し緩和時間を求めることができた。黒コショウのCW-ESR測定による緩和時間の算出値はPulse-ESR測定で得られた値よりも低い傾向にあった。照射強力粉では、CW-ESR測定で算出された緩和時間はPulse-ESR測定で得られた値とほぼ等しくなった。
太多 由依*; 川村 翔栄*; 菊地 正博; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*; 中村 秀夫*
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ESRスピントラップ法によるラジカル捕捉活性評価に有用な新規スピントップ剤CYPMPOを開発した。さらにCYPMPO誘導体の一つで高い脂溶性もつDB-CYPを合成した。本研究では、ラジカル捕捉活性をもつ生薬の抽出物である漢方エキス剤を用い、CYPMPO及びDB-CYPをスピントラップ剤としアルコキシラジカル,ヒドロキシラジカル,ペルオキシラジカル捕捉活性の計測を放射線及び未照射試料で行いCYPMPO及びDB-CYPの有用性を検証した。DB-CYPを用いて未照射試料の各ラジカル種の捕捉活性を評価することができた。ラジカル捕捉活性は漢方エキス剤1gあたりの標準抗酸化物質相当量で示したが、CYPMPOとDB-CYPとでは異なった。DB-CYPは高い脂溶性をもつため、DB-CYPを用いることで、CYPMPO使用時のときとは異なる成分のラジカル捕捉活性を評価することができると考えられる。
菊地 正博; 小林 泰彦
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牛の肝臓に腸管出血性大腸菌が存在する可能性が示唆されたことから、2012年の7月以降、安全に生食するための有効な対策が見いだされるまでの間、牛肝臓を生食用として提供することが禁止された。放射線を用いると、包装後に「生レバー」を殺菌し、生食用として安全に提供できると考えられる。将来、照射殺菌が適用される場合は、照射したことを検知する手段が必要となる。そこで、化学発光ELISA法を、牛レバーに適用することを試みた。非凍結状態で照射された検体に対してELISAを行うとそのシグナルは0kGyより大きくなったが、線量依存的ではなかった。一方、凍結状態で照射した生レバーでは線量が増加してもシグナル変化は認められなかった。これらの結果から、本法は非凍結で照射された生レバーでは検知できる可能性があるが、凍結状態で照射された牛生レバーでは検知が難しいと考えられた。実用的には、生レバーは冷凍で照射される可能性が高く、別の検知法が必要と考えられる。
椎名 秀徳; 野沢 幸男; 小野 勝人; 西 雅裕; 高野 利夫; 石川 明義
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The Research Hot Laboratory (RHL) in Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is the first facility in Japan for the post irradiation examination (PIE) on reactor fuels and structural materials, which had contributed to advancement of the fuels and materials since 1961. The building of RHL consists of two stories above ground and a basement, in which 10 heavy concrete and 38 lead cells were installed. In RHL, all operations for PIE had been completed in 2003. Then the decommissioning program has been implemented in order to promote the rationalization of research facilities in JAEA. As the first step of the program, PIE apparatuses and irradiated samples were removed from the cells, which have been managed as radioactive wastes. The dismantling of lead cells was initiated in 2005. At present 20 lead cells are successfully dismantled. This paper shows technical review of dismantling operations and waste management for the lead cells.
川久保 陽子; 井上 尚子; Mongiello, R.*; Baldwin, G.*; Lee, N.-Y.*; Chung, J.*; Kwon, E.-H.*
no journal, ,
原子力機構(JAEA)は、サンディア国立研究所(SNL)、韓国核不拡散・管理機構(KINAC)、韓国原子力研究所(KAERI)と共同でアジア太平洋地域における透明性向上のための情報共有フレームワーク(ISF)構築のプロジェクトを実施している。有意義で持続可能なISFを構築するためには、ISF参加者(情報の授受を行う者)の期待や懸念を含めたニーズの把握が必須である。したがって、これらの情報を収集するためにJAEA, SNL, KINAC,及びKAERIは、個別にそれぞれの機関に所属するISFの主な参加者である核不拡散専門家に対して、オンライン調査又は対面式インタビューを実施することとした。JAEAは核不拡散技術の研究開発担当者、核セキュリティ分野の実施調整担当者、及びキャパシティビルディング及びインフラ整備にかかるトレーニング実施担当者を対象として対面式調査を実施し、これまでの情報共有の経験と今後の情報共有に対するニーズの収集を行った。調査の結果、それぞれのミッションや業務において、既に多くの情報共有が行われており、将来のさらなる情報共有に対してもニーズが存在することがわかった。これら調査から得られた知見は、ISFの構築及びデモンストレーション計画に反映される。
川久保 陽子; 井上 尚子; Mongiello, R.*; Baldwin, G.*; Lee, N.-Y.*; Chung, J.*; Kwon, E.-H.*
no journal, ,
原子力の透明性に関する議論は、核不拡散分野に限ってもさまざまな文脈において行われており、それぞれの文脈で同じような議論が繰り返されてきた。こうした背景の下、原子力機構(JAEA)は新しいフェーズで研究を進めるために、地域内の核不拡散専門家に焦点を当てた情報共有フレームワーク(ISF)に対する要求事項の検討を開始した。本検討は米国サンディア国立研究所(SNL)、韓国核不拡散・管理機構(KINAC)、韓国原子力研究所(KAERI)と共同で行われている。ISFに対する要求事項は、「各情報カテゴリーごとにPlan-Do-Check-Adjust (PDCA)サイクルを回すこと。"Plan"については、ISFの7つの主要要素を明確化することによって作成すること。」と定義された。今後、要求事項をもとに作成された"Plan"に従い、"Do"の段階で情報を収集し、情報共有のプロセスを開始する。"Check"の段階においては"Plan"において明確化された指標や方法を用いてISFの効果や効率を評価する。"Check"から得られた知見は、次のPDCAサイクルを回すための"Plan"に反映される。透明性は自主的な活動であるため、持続可能性を維持することが最も重要な課題であったが、本プロジェクトにおける要求事項は、これにしたがってISFの計画及び実施を行えば、自動的に持続可能でかつ有意義なものとなるように設計・開発された。本発表は、JAEA, SNL, KINAC, KAERIが共同で開発したISFの要求事項に焦点を当て、事例を用いながらその活用法を紹介するものである。
横山 有太; 魚住 雄輝; 朝岡 秀人
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本研究では、ストライプ構造を有するSi(110)-16
2再構成表面へGe原子をMBEにより蒸着することで、新たなSi-Geナノ構造の作製を目指した。室温のSi表面へGeをおよそ1原子層蒸着した後、700Cで加熱することで、基板の162構造とは異なる方向、間隔をもつ新たなストライプ構造が形成されることを見いだした。これは、表面のSi原子とGe原子が混ざり合ったSi-Geによる構造であると考えられる。また、Geの蒸着量や加熱温度により、ストライプの方向や間隔が変化することも明らかとなった。この表面は、特定の方向のみに沿ったストライプ構造により構成されており、大きな異方性をもつ。本表面上へ薄膜を作製した場合、薄膜への異方的ストレス印加が期待される。薄膜へのストレス印加による表面物性の変化は非常に興味深い分野であり、本研究で得られた表面を用いることで、今後さらなる研究の発展が期待される。
Zhang, S.; 菖蒲 敬久; 城 鮎美; 橋本 匡史*; 辻 明宏*; 岡野 成威*; 望月 正人*
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構造材料の強度や安全性に非常に影響を与えることが知られている溶接残留応力を制御するためには、残留応力が形成される溶接過程における温度履歴と組織,構造、そして応力を明らかにし、それをシミュレーションと対比する等の評価が必要不可欠である。本研究は、単色放射光X線回折を利用した、溶接過程における応力,固相変態などの結晶状態をその場測定し、冶金学的に溶接金属の応力及び固相変態挙動を明確にすることを目的とする。われわれはビード溶接の二方向応力が測定できるTIG溶接システムを開発し、二次元検出器システムと組合せて、スポット溶接直後連続冷却過程、フェライト相の格子定数、及び応力の時間変化を0.1秒の高時間分解能で取得することに成功した。
村上 拓馬; 水野 崇
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本研究は、高レベル放射性廃棄物に含まれるマイナーアクチニドのアナログ元素となる希土類元素(REE)とU, Thについて、空間的な分布や地質学的な時間スケールでの挙動を把握することを目的として実施した。北海道幌延地域で採取された深層ボーリング岩石コアの主要元素, REE, U及びThの濃度データについて主成分分析を行い、各濃度の変動要因を推定した。その結果、幌延地域の堆積岩の化学組成を決定している主な要因として、主要な構成鉱物,炭酸塩鉱物,珪藻殻の3つが抽出できた。このことから、REEやThが主要な構成鉱物とともに分布することが示唆された。特に、REEはそのパターンが各試料でほぼ同一パターンであることから、長期的に顕著な移動がなかったことが示唆された。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化するうえで、真空紫外(VUV)光の1光子共鳴励起によるクリプトン及びキセノン共鳴イオン化効率の向上について検討している。まずは、同族の希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長くVUV光生成が容易であるラドンに着目し、ラドン共鳴イオン化に向けたVUV光学系の開発を行っている。発表では、空気中のラドンを濃縮した試料を用いて、飛行時間型質量分析計によりラドン共鳴イオン化事象を観測した結果を報告する。
高屋 茂; 荒川 尚*; 欅田 理*
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耐熱性のフラックスゲート型磁気センサを開発した。高キュリー温度を有するパーメンジュールを磁性コア材料として採用し、同材料の磁気特性を考慮して外部磁場の検出原理の改良を行った。500Cまでのセンサの出力特性を調べたところ、
5Gの範囲で直線性を示すことが示された。500Cにおける精度は、約0.85Gと評価された。
-FeSi thin film fabricated on Si and silicon-on-insulator substrates笹瀬 雅人*; 山本 博之; 志村 憲一郎*; 山口 憲司
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本研究では、Si及びSOI(silicon on insulator)基板上に成膜した-FeSi薄膜について薄膜及び界面の差異を透過型電子顕微鏡(TEM)断面観察,X線元素マッピングにより検証したものである。ナノレベルの構造、化学状態を含む元素分布の差異を解析するとともに発光特性に及ぼす影響について議論を行う。
