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草間 義紀
no journal, ,
日本はITERの計測装置として、ダイバータ不純物モニター,ポロイダル偏光計,周辺トムソン散乱計測装置,マイクロフィッションチェンバー,外側ダイバータターゲット熱電対を調達分担する予定である。これらについては、実機の設計及び製作に向け、現在、設計検討と機器の試作試験を進めている。ダイバータ不純物モニターでは、マイクロレトロリフレクターを試作して反射率を測定し、約20%の反射率であることを確認するとともに、アルミコーティングにより反射率が約5%向上することが明らかになった。ポロイダル偏光計では、平衡コードを用いて計測感度を評価し、ITERの標準的な誘導運転と電流駆動運転に対して、計測視線の配置案を提案した。また、第一ミラーで使用する予定のモリブデン製の大口径(直径150mm)のミラーを試作し、反射率が約60%であることを確認した。マイクロフィッションチェンバーでは、真空容器内のケーブル配線ルート図を3次元CADを用いて作成した。その際、チェンバー本体及びMIケーブルに注入するアルゴンガスのリーク対策として、MIケーブルをステンレス管で覆う二重構造とするケーブル敷設方法を提案した。また、リークが発生した際の対策として、真空排気できる機構を検討した。マイクロフィッションチェンバーの設置位置での中性子束評価及びポートプラグ内での核発熱を精度よく評価するため、3次元CAD図をもとに中性子輸送計算を行う準備を進めている。
電子系の超伝導の理解を目指して堀田 貴嗣
no journal, ,
米国ロスアラモス国立研究所におけるPuCoGa
の高温超伝導(転移温度18.5K)の発見を契機に、欧州超ウラン元素研究所や日本原子力研究開発機構において、ネプツニウムやプルトニウムなどの超ウラン元素を含む化合物の物性科学研究が急速に活性化している。今後、希土類化合物の局在的な
電子との対比において、遍歴電子系の示す特異な磁性及び超伝導機構の解明が重要な課題になると考えられる。特に、多極子自由度が存在するときの磁気秩序構造や、磁気揺らぎではなく多極子揺らぎが顕著になった場合の超伝導状態の理解が重要になる。それに対し本研究グループでは、
-結合描像を積極的に活用して、アクチノイド化合物の磁性や超伝導に対する微視的理論を展開している。まず、-結合描像に基づいて
電子の微視的モデルを構築し、関与する軌道を2つに限定してモデルを簡単化する。こうして得られた
モデルを揺らぎ交換近似法で解析した結果、軌道揺らぎによって制御される
-波超伝導の可能性を指摘した。そして、モデルではなく、=5/2の3軌道モデルに対して揺らぎ交換近似を適用し、多極子揺らぎの観点から電子系のエキゾチック超伝導の理解を目指している。本講演では、このような最近の研究の進展を紹介しながら、-結合描像に基づく
f電子系の磁性や超伝導の微視的研究の精神と意義を述べる。
三輪 幸夫
no journal, ,
軽水炉ではBWR又はPWRで腐食環境が酸化性又は還元性と異なるにもかかわらず、ステンレス鋼で(照射誘起)応力腐食割れが生じている。この点について、方位像顕微鏡を用いた粒界の耐食性の観点からのJAEAの研究結果を紹介し、耐食性劣化の小さい粒界でもき裂が進展することを明らかにした。次に、腐食環境や粒界耐食性の違いにもかかわらず粒界型応力腐食割れが生じていることから、応力の影響についての研究状況を紹介した。実機で生じている割れは開口が小さいことから、局所的な応力を測定する必要があると考え、JAEAで開発した方位像顕微鏡を用いミクロな塑性ひずみ(応力に相当)を測定する技術の紹介を行い、溶接継ぎ手のき裂のひずみ分布測定の結果を報告した。そして、粒界き裂先端には大きな塑性ひずみが加わることを明らかにし、局所的な塑性ひずみが応力腐食割れの重要な因子の1つである可能性を示唆した。一方、マクロな応力の影響についてJAEAが調べた研究成果についても紹介した。応力を与えて照射した試験片でも照射後の応力腐食割れ感受性には応力の影響は見られないこと、応力が負荷されることで照射硬化や粒界での耐食性劣化が抑制されることを明らかにした。後者の結果は先の結果の応力の重要性を補償する結果とは成り得ず、ミクロからマクロへのマルチスケールでの機構解明のための研究が重要であることを議論した。
宮内 亨; 小嵐 淳; 三上 智; 小沢 友康*; 横田 友和*; 井坂 圭介*; 秋山 聖光
no journal, ,
現在、東海再処理施設では排気中放射性ヨウ素のモニタリングを活性炭フィルタ(CP-20)及び活性炭カートリッジ(CHC-50)のヨウ素捕集材を用いて実施している。これまで、CP-20, CHC-50のヨウ素捕集材を用いることにより、流量40Lmin
以上で1週間にわたるサンプリングに対して90%以上の捕集効率が得られることを確認してきている。しかし、CHC-50の捕集能力の継続性に関するデータはなく、捕集能力及びCHC-50内カートリッジ内に捕集されたヨウ素の挙動がわかっていない。そこで、大流量・長期間サンプリングに対するヨウ素捕集材の適用限界を把握することを目的とし、多段に設置したヨウ素捕集材に捕集される
I放射能の時間変化を調査した。今回の試験条件ではサンプリング空気量が約700m
までは90%以上の捕集効率を担保できることがわかった。今後も各種条件において実験を継続していき、本実験データの検証及び現在のモニタリング手法の妥当性の確認を行っていく予定である。
田口 光正; Baldacchino, G.*; Pin, S.*; Vigneron, G.*; Hichel, B.*; 小嶋 拓治
no journal, ,
フランスGANIL施設において、酸素飽和した100mMのギ酸ナトリウム水溶液に70MeV/u Krイオン照射を行い、過渡吸収測定を行った。この結果、吸収スペクトルからスーパーオキシドの生成が確認された。また、水溶液中の溶存酸素の有無による生成量の違いから、重イオンによって直接生成する、あるいは水和電子や水素原子, OHラジカルを介して生成するスーパーオキシドのG値をそれぞれ0.53, 0.23と見積もった。
三上 智; 宮内 亨; 小嵐 淳; 小沢 友康*; 横田 友和*; 井坂 圭輔*; 秋山 聖光
no journal, ,
東海再処理施設では排気筒から排出される放射性ヨウ素の放出状況を連続監視しているが、使用済燃料のせん断・溶解処理運転時には、同時に放出される放射性希ガス(Kr-85)の影響で放射性ヨウ素の連続監視が一時的に困難となる。処理運転に伴うKr-85の影響を最小限に抑え、放射性ヨウ素の放出量を継続的にモニタリングできる装置を開発した。本装置を実際の処理運転時に適用し基本的性能の有効性を確認した。
小池 雅人; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*
no journal, ,
現在CCDに代表される固体撮像素子の急速な進歩に伴い、フェムト、アト秒に至る高速多波長同時測光の必要性から写真乾板に代って固体撮像素子を用いた「平面結像型分光器」が脚光を浴びている。その代表的なものとして原田らが最初に開発した機械刻線不等間隔溝球面回折格子を用いた平面結像型斜入射分光器があり、筆者らによって平面結像型のホログラフィック回折格子も開発され、多くの研究現場で活躍している。しかしながら、焦点曲線の変曲点付近を近似的に結像平面として用いるため、分解能に自ずと限界があり、数千の分解能を得ることは一般に困難である。また、回折効率の低下が障害となって、数keV領域への拡張も未だに達成されていない。ここでは、軟X線平面結像型ホログラフィック球面回折格子分光器の最近の進歩と平面回折格子を用いた平面結像型分光器の高分解能化,数keV領域への短波長化の試みについて述べる。
深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
no journal, ,
Ge(111)-c2
8表面上にSn原子を
原子層蒸着させると、低温において33構造を示す。Sn原子は
サイトに吸着することが知られているが、その垂直位置についてはまだよくわかっていない。また、この表面は、220K以上では
構造に相転移するが、その詳細も明らかでない。本研究では、反射高速陽電子回折を用いて、ロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度解析から、33構造におけるSn原子の配置と220Kにおける相転移について調べた。110Kにおけるロッキング曲線を測定し、解析を行った結果、最表面は単位格子内の3つのSn原子のうち、1つが他の2つより高い1アップ2ダウンモデルから構成されていることがわかった。また、293Kにおけるロッキング曲線を測定したところ、110Kの曲線とほとんど同一であることがわかった。この結果から、表面原子の平衡位置が変化しない秩序・無秩序相転移であることがわかった。さらに、全反射領域におけるRHEPD強度を測定したところ、220K以下で強度異常が観測された。この変化は、表面フォノンのソフト化を考慮に入れることにより説明できる。
浅野 雅春; Chen, J.; 八巻 徹也; 吉田 勝
no journal, ,
前照射・後グラフト重合により種々のフッ素系高分子基材へのスチレン/ジビニルベンゼン(97/3vol%)のグラフト重合性及び機械的特性を検討した。グラフト重合の基材として、PTFE,電子線架橋PTFE(cPTFE), PFA, FEP, ETFE, PVDF, PVFなどを用いた。その結果、グラフト重合性はFEP, cPTFE, PFA, PTFEなどの炭化フッ素系高分子基材に比べて、PVDF, PVA, ETFEなどの炭化フッ素・炭化水素系高分子基材の方が高いことがわかった。この原因として、炭化フッ素系高分子に比べて、炭化フッ素・炭化水素系高分子では、ラジカルの生成量が多いこと、さらに基材高分子膜の自由体積が大きいために膜内へのモノマーの浸透が速いことなどが考えられる。これらの膜をスルホン化して得た電解質膜の引っ張り強度はPFA, ETFE, PVDFなどの基材で、ナフィオン112(20MPa)より高い値を示した。伸び率ではナフィオン112に比べてすべての基材で低い値を示したが、通常、伸び率で100%以上、引っ張り強度では15MPa以上であれば、燃料電池用高分子電解質膜としての強度には問題ないことから、この値をクリアーするcPTFE, PFA, ETFE, PVDFなどは電解質膜の基材として有望であることがわかった。
関 孝義; 花田 磨砂也; 戸張 博之; 井上 多加志; 高戸 直之*; 水野 貴敏*; 畑山 明聖*; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 渡邊 和弘; et al.
no journal, ,
セシウム添加型負イオン源において、負イオンビーム強度分布の非一様性の原因の一つと考えられるフィルタ強度とビーム強度分布との相関関係について調べた。その結果、フィルタ強度を下げることによって、ビーム強度を低減することなく、ビーム強度の長手方向分布の偏差を27%から13%まで低減できることがわかった。
立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 植田 泰輝*; Thamizhavel, A.*; 中島 美帆*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦; Knebel, G.*; et al.
no journal, ,
私達のグループでは強相関電子系希土類・アクチノイド化合物の高圧研究を行うため、熱電対を用いた高圧下交流比熱測定システムの構築を行ってきた。本講演では私達のシステムを紹介し、重い電子系超伝導物質CePt
Siと当研究グループで発見された超伝導物質UIrについての測定例を報告する。両方の物質ともに結晶構造に反転対称性がなく、新規な形の超伝導が実現していると推測されている。CePtSiの反強磁性秩序状態は0.6GPa近辺で消滅するが超伝導相は1.5GPaまで幅広い圧力範囲で存在し、他のCe系圧力誘起超伝導物質と異なる特質が明らかとなった。UIrについては高圧下で複数の強磁性相が存在することが電気抵抗測定から示唆されており、現在比熱測定を通して熱力学的相図の作成を行っている。これについて報告し、磁性と超伝導の関係について議論する。
南 貴博; 松原 仁; 山岸 信寛; 長谷川 幸弘; 青柳 哲雄; 中島 憲宏; 谷 正之
no journal, ,
平成17年度、高度計算機技術開発室でチームを組み、"SC '05 HPC Analytics Challenge"に参加し、"honorable mention"を受賞した。当該研究では、原子力プラントのフルスケール数値シミュレーションの実現に向けた第一ステップとして、原子炉及び冷却系装置を含む複雑な系を、組み立て構造解析という新たな手法を取り入れることにより、シミュレーションすることに成功した。国際会議SC '05においては、この研究成果をパネル及びリーフレットを使い、特にグリッド利用の観点からデモンストレーションする。
熊田 博明; 山本 和喜
no journal, ,
研究用原子炉、JRR-4の医療照射設備を利用してホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の臨床研究が行われている。日本原子力研究開発機構では、BNCTによる中性子ビーム照射によって患者に付与される吸収線量を数値シミュレーションによって正確に評価することのできるBNCT線量評価システム(JCDS)を開発している。JCDSは、患者のCTデータ及びMRIデータをもとに患者3次元モデルを作成し、モンテカルロ輸送計算コード、MCNPを使って線量評価を行うソフトウェアである。JCDSは種々の検証を経て、2003年から実際のBNCTの臨床研究に適用されている。現在JCDSは随伴線束計算による最適照射条件予測技術、微細ボクセルモデルでの計算技術等の開発により、より高精度な線量計算を効率的に実行するための高度化を進めている。JCDSの特徴と最近の高度化について報告を行う。
國分 陽子; 安田 健一郎; 間柄 正明; 宮本 ユタカ; 桜井 聡; 臼田 重和; 吉川 周作*; 山崎 秀夫*
no journal, ,
長崎市上空で爆発したプルトニウム型原爆は、長崎周辺に大量の核分裂生成物と未分裂のPuを飛散させた。爆心地から東3kmにある西山貯水池周辺に高濃度の
Puが蓄積していることが知られているが、長崎市内、さらに長崎市より東の広範囲にわたる分布は検討されていない。本研究では長崎市内をはじめ、長崎県東部,熊本県,佐賀県,福岡県,大分県から土壌を採取し、放出起源の情報を得ることができるPu同位体比に注目し、原爆により放出されたPuの平面的な分布について検討を行った。長崎市内では、爆心地より北,西,南の地域で採取した土壌中の
Pu/
Pu比は、グローバルフォールアウトの値と同等で、この地域に蓄積するPuは1960年代前後の核実験に由来するものであった。一方、東の西山地区を中心とする地域では、Pu/Pu比は、グローバルフォールアウトの値より低く、原爆による影響が見られた。また、長崎市より東の地域では、島原半島にある雲仙市,島原市、さらに熊本県荒尾市の土壌から低いPu/Pu比が検出された。よって、原爆により放出されたPuは、長崎県内だけでなく、熊本県まで運ばれ蓄積したことがわかった。
fuel鈴土 知明; 板倉 充洋; 蕪木 英雄
no journal, ,
3次元転位ダイナミクスのシミュレーションのため、フェーズフィールド法を用いた単純なモデル化を試みた。これは原子の変位から計算された歪エネルギーを緩和する方法で、原子の変位の計算には結晶構造に由来する周期性が考慮されている。われわれは、このモデルを用いて照射によって作られた転位ループの凝集過程を模擬した。この現象は高燃焼度燃料においてセルウォールやポリゴニゼーションなどの微細構造を引き起こすとされている。われわれはまた、FPガスのクラスタリングやバブル形成のためのモデルを開発した。このモデルは3次元のセルオートマトンをモンテカルロ法を用いて時間発展させるものである。セルオートマトンは原子の凝集過程など複雑な現象の数値実験に適しているとされている。数値実験の結果は実験値やマスター方程式の結果と比較検討された。
Pu分布のイメージング廣田 昌大; 栗原 治; 高田 千恵; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿; 出路 静彦*; 伊藤 茂樹*; 佐瀬 卓也*; 西澤 邦秀*
no journal, ,
自然放射線遮蔽用鉄室内において、肺部に180kBqのPuを有する人体胴ファントムの前面に35cm43cmのBAS-MSイメージングプレート(IP)を密着させて照射したところ、照射時間が2.5時間以上でPuの分布を反映した肺画像を取得することができた。画像は、汚染の有無を判断するうえで十分に明瞭であった。照射時間が1時間では視認可能な画像は得られなかったものの、画像を解析することによってバックグラウンドより有意に高い計数を得ることができた。IPの肺内Puに対する検出下限は、照射時間が1, 2.5, 4, 8, 12時間のときそれぞれ2563, 1873, 925, 393, 277Bqであった。Ge検出器の肺内Puに対する検出下限は、測定時間が30分で3500Bqと報告されている。IPの検出下限は、Ge検出器の検出下限と同レベル以下であったが、Puの年摂取限度に相当する肺沈着量130Bqよりも高いことから、さらに低下させる必要がある。
木村 敦; 小泉 光生; 藤 暢輔; 大島 真澄; 水本 元治; 後藤 淳*; 新井 康夫*; 相良 正弘*; 入 真一*; 小林 弘知*; et al.
no journal, ,
マイナーアクチノイドの核断面積を測定するため多数のBGOアンチコンプトンサプレッサーつきのGe半導体検出器からなる多重
線測定装置のデータ収集系の開発を実施している。従来、このような装置においてはNIM形式のモジュールを組合せてデータ収集系を構成していた。しかし、この方式では多くの費用と設置場所が必要となる。そこで、本研究においては近年急速に発展しているディジタル波形処理技術を用いて、省スペースで安価・高速の測定系を作成した。その結果、実験で使用するGe半導体検出器で従来のMCAと同程度のエネルギー分解能(2.5-2.8keV at 1.33MeV)を3.2
という短い不感時間で達成することができた。
小嶋 拓治
no journal, ,
放射線である電子ビームを使うことによって、排煙や排水に含まれる微量だけれども有害な環境汚染物質を分解又は除去し、環境に放出する前にそれらを浄化することができる。火力発電所の排煙中のイオウ酸化物(SOx)や窒素酸化物(NOx)、ゴミ焼却排煙中のダイオキシン類、工場換気ガス中の塗料溶剤などの揮発性有機化合物(VOC)、外因性内分泌撹乱化学物質(いわゆる環境ホルモン)などの浄化技術について、研究開発や実用化の現状を紹介する。
永石 隆二; 有阪 真; 木村 貴海; 北辻 章浩
no journal, ,
イオン性液体IL中でのEu(III)イオンの配位状態とその物理化学的挙動を解明するため、負イオン(bis(trifluoromethanesulfonyl)imide=tfsi)と正イオン(イミダゾリウムまたはアンモニウム)を含む疎水性IL中で、Eu(III)の分光及び電気化学特性を水分量の関数として調べた。分光学的研究では、発光寿命から決定したEu(III)の内圏水和数の増加とともに、Eu(III)の配位子場の非対称性を示す発光スペクトルのピーク強度比が減少した。水和数9の場合Eu(III)がIL中で水和イオンのような分光特性を示すこと,水和数9未満でtfsiイオンがEu(III)への内圏配位と励起Eu(III)の消光に関与することを明らかにした。電気化学的研究では、Eu(III)/(II)の酸化波または還元波を測定し、水溶液での結果と比較して、ピーク電位の正側へのシフトとピーク電流の減少をIL中で確認した。これらは、Eu(II)が水溶液中に比べ安定に存在できること,IL中でのEuの動きがILのイオン対により阻害されることを示す。