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倉崎 高明
no journal, ,
日本は、その核燃料サイクルに関して、原子力の平和利用の宣言,政策の透明性,核不拡散規範の遵守などを通して国際的信頼を確保してきた。その中で、特に核不拡散にかかわる重要な規範である「保障措置」への日本の対応について、透明性・公開性等の観点から調査研究を実施した。国際的信頼の確保に結びついたと考えられる日本の保障措置対応におけるポイントとして、保障措置手法の強化・検討への積極的な貢献,国際原子力機関や米国との緊密な連携,時期が予測困難なランダム査察等の積極的な受入,査察への誠実な対応等が挙げられる。今後、保障措置の強化,透明性・公開性に関する国際的な議論に反映するためのさらなる調査研究が必要。
堀 啓一郎
no journal, ,
東アジアの原子力活動の透明性の向上を通じて核不拡散に関する信頼性を向上させ原子力の利用を推進するため、透明性を向上させる方策として、情報公開,国際協力,地域協定などを検討する。
松場 賢一
no journal, ,
ナトリウム冷却型高速炉では、運転温度が高温で原子炉出入口温度差も大きいため、1次冷却系配管の薄肉・長尺化により熱応力緩和と熱膨張吸収を図るとともに、配管支持装置により耐震性を確保することが構造上の特徴である。このため、1次冷却系配管のひずみを測定するとともに、配管支持装置の変位や振動を測定することが構造健全性監視上重要である。高速実験炉「常陽」では、高速炉構造健全性監視への光ファイバの適用性実証を目的として、FBGセンサを用いた1次系冷却配管サポートの変位及び振動の測定を実施している。原子炉運転に伴う高放射線環境下(
線吸収線量率約16Gy/h)で測定を行い、原子炉運転約180日分の積算吸収線量約7
10
Gyまでの照射では、FBGセンサの反射光強度の減衰による測定への影響はないことを確認した。また、変位の測定値は、当該部の温度変化幅に線熱膨張係数を乗じて求めた熱変位量とおおむね一致した。さらに、振動測定では、配管サポート部の固有振動数や冷却材の圧力脈動周波数と一致する周波数成分が検出された。これらの測定結果は、FBGセンサが変位・振動にかかわる高速炉構造健全性監視への適用性を有することを示すものである。
前原 直
no journal, ,
国際核融合材料照射施設(IFMIF)では、40MeV-250mAの重陽子イオンビームを連続運転で液体リチウムに入射し、ストリッピング反応により発生する14MeV中性子を核融合材料に照射して、核融合実証炉材料の健全性を評価することが計画されている。このIFMIFでは、入射電流値250mAが必要となることから、40MeV-125mAの2つのビームラインを用いて入射する計画である。加速器の性能としては、(1)重陽子125mAの大電流加速,(2)連続運転(CW),(3)年間の加速器稼働率87%以上が要求されていることが、他の加速器に類がない大きな特徴である。このような性能が実際に工学的に成立するのかどうか評価するために工学実証・工学設計活動(EVEDA)を日欧間の新たな政府間協定(ITER-BA協定)のもとで実施することが決定した。このIFMIF-EVEDAにおける加速器系では、入射器,RFQ,DTLの1stタンクまでのプロトタイプ加速器と175MHz高周波源を開発して、青森県六ヶ所村の国際核融合開発センターで(1)大電流加速の工学実証試験と(2)その稼働率評価を行い、これらの工学実証試験に基づくIFMIF工学設計を完成させることが目的である。講演では、IFMIF-EVEDAにおける加速器系の開発について詳細に報告する。
宮崎 豊明*; 勝村 庸介*; Lin, M.*; 室屋 裕佐*; 田口 光正; 浅野 雅春; 吉田 勝
no journal, ,
室温から超臨界状態までのベンゼン水溶液の放射線分解過程を解明するため、線照射及び生成物分析を行った。液体クロマトグラフィーによりベンゼンの分解G値及び生成物のG値の測定を行い、室温と超臨界状態での反応生成物を通して高温・超臨界水中でのベンゼンと水の放射線分解生成物の反応を検討し、室温と高温・超臨界水中ではベンゼンの分解機構が異なることを明らかにした。
下野 正人*; 本島 貴之*; 井尻 裕二*; 大津 宏康*; 境 亮祐*; 坂井 一雄*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎
no journal, ,
地下施設建設において岩盤の不均質性に起因した建設コストの不確実性は非常に大きいと予想される。また、建設には数十年間の歳月を費やすことから、長期的に経済的な見通しを得るとともに建設コストを縮減する方策を考えておくことが重要な課題である。こうした課題に対応するため、本研究では地下施設の建設に関するリスクマネジメント手法の開発を目的として、花崗岩を対象とした岩盤の不均質性を考慮した建設コスト評価法を開発した。本手法では、支保パターンによる掘削費に影響を及ぼす地山強度特性の不均質性は確率論的な地球統計学手法を用いて評価し、対策費に大きな影響を及ぼす大規模な断層破砕帯の不均質性は割れ目ネットワークモデルを適用した。さらに、金融工学分野で用いられているリスクカーブの概念を用いて岩盤の不均質性による建設コストの変動リスクを評価した。
小池 雅人; 石野 雅彦; 佐野 一雄*; 竹中 久貴*; 畑山 雅俊*; 笹井 浩行*; Heimann, P. A.*; Gullikson, E. M.*
no journal, ,
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36mm36mmである。この回折格子をX線回折装置でCu-Ka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センター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, ALS) BL-5.3.1及びBL6.3.2)で0.6
6keVの範囲で回折効率を測定した。その結果CuKa線において回折角88.815度(m=p=+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1.530mm
)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。なお、実験的に得られた回折効率,理論的に計算される理想条件の回折効率55.8%などから多層膜層に起因する面粗さは約0.3nmと見積もられる。
中嶋 秀夫; 高野 克敏; 堤 史明; 河野 勝己; 濱田 一弥; 奥野 清
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日本原子力研究開発機構では、ITER用超伝導コイルの極低温構造材料の研究開発,データベース構築を進めており、ターレット・ディスク(一度の冷却で最大16本試験可能)を用いて、試験効率を重視した4K引張試験を実施している。このため、引張試験におけるひずみ測定には、ひずみゲージを用いており、引張試験で得られるヤング率は参考値としての取り扱いを行っている。この度、VAMASの国際ラウンド・ロビン試験への参加を契機に、ひずみゲージを用いた4Kでのヤング率測定に関する研究を実施したので、その結果について報告する。本研究では、ひずみゲージで正確なヤング率を求めるには複数ゲージ(最低2枚)が必要であるとともに、十分な比例範囲を確保してデータ処理を行う必要があることを明らかにした。すなわち、304L等の低強度材料では、十分な比例範囲を確保するため、加工硬化させて測定することが重要となる。
中嶋 秀夫; 濱田 一弥; 阿部 加奈子*; 高野 克敏; 堤 史明; 河野 勝己; 奥野 清
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国際熱核融合実験炉(ITER)のトロイダル磁場コイルは、幅約10m,高さ約17m,総重量約300トンのこれまでにない大型超伝導コイルであり、大電磁力に耐える構造とするため、超伝導導体はラジアル・プレートと呼ばれるステンレス製の溝付き板に巻かれ、さらに、巻線部は極厚のコイル容器に収められている。この大型構造物を合理的に製作し、かつ、製作時の技術的リスクを軽減するためには、実機大のモデル試作を通して、大型素材製作技術,機械加工技術,溶接技術等の製作技術の開発を進める必要がある。このため、日本原子力研究開発機構は、鉄鋼,重工メーカーと協力して、大型鍛鋼品,極厚熱間圧延板の試作と極低温機械特性の評価及び実機大構造物の試作を進めている。これまでに極厚極低温構造材料の試作及び4K引張特性の評価が終了し、ITERの要求を満足する部材の製作見通しを得た。また、ラジアル・プレートの試作を通して、実機へ適用できる合理的製作方法を立案した。
松原 仁; 南 貴博; 羽間 収; 西田 明美; Tian, R.; 中島 憲宏; 谷 正之
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原子力プラントは、圧力容器,中間熱交換器など多数の複雑な部品からなる大規模組立構造物であり、それぞれが互いに連成することによって外力に抵抗する。したがって、原子力プラントの各部品が他の部品、あるいは全体に及ぼす影響を明らかにすることは、構造工学上極めて重要な課題である。従来、このような問題を取り扱う場合、原子力プラントは、一体構造物と仮定され、各部品間に生じる相互作用力を加味した全体挙動の評価は不可能であった。本研究では、原子炉と一次冷却系に対して、ITBLグリッド環境の利用による部品間接続を加味した三次元有限要素法の構築を試みた。その結果、各部品の変形挙動や応力状態を加味した原子炉全体解析が可能になり、静的外力作用時における原子炉全体の応力・ひずみ状態が明らかになった。
鈴木 喜雄; 松本 伸子; 中島 康平; 谷 正之; 中島 憲宏
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システム計算科学センター高度計算機技術開発室では、ITBLプロジェクトにおけるミドルウェアの研究開発を推進している。ミドルウェアの一機能として、可視化機能の研究開発を推進しており、遠隔地に散在した複数のスーパーコンピュータを用いて行われるシミュレーションから出力されるデータを簡単・高速・高汎用に可視化することを目指している。そのため、科学技術分野で広く利用されている可視化ソフトウェアをベースに、(1)遠隔地のデータを手元の可視化サーバーから直接読み込む機能、(2)可視化サーバーが行う可視化処理をWebブラウザで操作する機能、(3)可視化処理を並列に行う機能などを実現している。本発表では、これら機能の実現方式や原子力耐震シミュレーションへの適用例などについて報告する。
Re-labeled bisphosphonate in a rat model of bone metastasis小川 数馬*; 向 高弘*; 浅野 大悟*; 河嶋 秀和*; 橋本 和幸; 柴 和弘*; 森 厚文*; 佐治 英郎*
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われわれは、患者のQOL(生活の質)の向上を目指した癌性骨転移の疼痛緩和薬剤として、二官能性放射性医薬品の概念に基づき、安定なRe単核錯体であるRe-MAG3(メルカプトトリグリシン)をビスホスホネート骨格を持つ化合物に導入した新規薬剤Re-MAG3-HBPを開発し、その特性を調べてきた。本化合物は、従来から検討されているRe-HEDP(ビスホスホネートの一種)に比べて、高い骨への集積,速い血中クリアランス及び低い胃への集積を示し、癌性骨転移の疼痛緩和薬剤として優れた特性を有していることがわかった。さらに、骨転移がんモデルのラットを用いた実験から、本化合物は、疼痛緩和効果を示すこと及びRe-HEDPは、腫瘍の増殖を抑える効果は見られなかったのに対して、本化合物は、腫瘍増殖の抑制効果を示すことが明らかになった。以上の結果、Re-MAG3-HBPを用いた内部放射線治療は、骨転移がんモデルのラットにおいて有効であり、Re-HEDPより優れていることを示した。
thin films吉田 明*; 夏目 聡*; Lee, H.-S.*; 岡田 浩*; 若原 昭浩*; 大島 武; 伊藤 久義
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次世代の宇宙用高効率薄膜太陽電池への応用が期待されるCuInSe(CIS)半導体へ電子線を照射し電気特性の変化を調べた。RFスパッタ法で作製した多結晶n型CISをCu
Se
とともに550
Cで熱処理することでp型CISを作製し、室温で2MeV電子線を110
210
/cmの範囲で照射した。照射した試料の電気抵抗を室温で測定したところ、電子線照射量が110
/cmまではほとんど変化はないが、それ以上の電子線照射量では急激に抵抗値が増加し、210/cm照射後には未照射試料の1000倍にも達することが判明した。さらに、電流-電圧特性の温度依存性を結晶粒界モデルを用いて解析した結果、電子線照射量の増加とともにCIS結晶粒界の障壁高さエネルギーが増加することが明らかとなった。これより、本研究で得られた電子線照射よる電気抵抗の増大は、結晶粒界に多量に生成されたキャリア捕獲中心に起因すると考えられる。
奥野 清
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原子力機構が実施しているITER建設準備のための技術活動の成果について発表する。ITER超伝導コイル・システムは、TFコイル18個, CS1組, PFコイル6個, フィーダ等で構成され、総重量は約10,000tに及ぶ。本システムをITER参加極である日本, EU, 米国, ロシア, 韓国, 中国の6極で分担して調達する。このためのコイル製作技術の確立が各極で産業界と協力して進められている。このうち、日本はトロイダル磁場(TF)コイルの相当部分の調達を分担することが想定され、そのための技術開発を実施している。本開発では、高さ14m,幅9m,コイル1個の重量310tという大きなTFコイルを、所定の精度で製作するための高精度巻線の検討,コイル構造部材の量産技術の実証、及び機械加工・溶接の併用による大型構造材の製作技術の確立などを実施している。これらの検討では、実規模での要素試作による製作プロセスや品質保証技術の確立,量産技術の実証などとともに、日本の産業界を有機的にまとめる製作体制の検討も図っている。
鈴木 優; 櫻井 真治; 芝間 祐介; 松川 誠; 玉井 広史; 小田 泰嗣*; 清水 克佑*
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NCTでは高ベータプラズマのMHD安定性及び垂直位置安定性向上のため、真空容器内のプラズマ直近に安定化板を設置する。そのため、安定化板にはディスラプション等の電磁力に対する十分な強度とプラズマ入熱に対する除熱性能を有した設計が要求される。同時に、運転中やベーキング時の熱伸びを吸収し、容器内コイルや冷却配管等との空間取り合いを考慮した配置設計が必要となる。これらの設計条件を考慮して、安定化板の構造検討を行った。安定化板は、構造強度と一周抵抗確保の両面から、内外壁の板厚を10mmとした二重壁構造を採用した。安定化板の支持構造には、運転中のプラズマ対向面を300C程度に保持する高温運転条件下での熱変位吸収に有利なクランク支持方式を採用した。クランク支持部の形状・寸法は、プラズマ電流5MAにおける移動ディスラプションと想定されるハロー電流電磁力を考慮して決定した。これによって、真空容器からトラス等の支持脚を設ける従来の支持方式に比べ、空間取り合い及び組立性の観点からも有利な構造となった。さらに、窒素ガスを二重壁間の伝熱媒体とする高温壁運転の採用により、従来の水冷却,窒素ガスベーキング方式に対し、加熱・冷却システムの簡素化が図れた。これらの検討の結果、NCTの運転条件を満足するプラズマ安定化板の構造を設計することができた。
三輪 幸夫
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照射誘起応力腐食割れ(IASCC)機構解明に資するために、粒界型応力腐食割れ(IGSCC)挙動に及ぼす環境と応力条件の影響を熱鋭敏化材料と比較した。IASCC感受性挙動を調べるために、約200Cで約1dpaまで中性子照射したSUS316LN-IG鋼の微小試験片を用い、240330Cの溶存酸素を含む高温水中で、ひずみ速度を2.010-7s-11.010-5s-1とした低歪速度試験(SSRT)を実施した。その結果、300及び330Cの高温水中ではIASCCが発生し、温度が高いほどIASCC感受性が高くなり、より速い歪速度の試験においてもIASCCが発生することを明らかにした。一方、240Cの高温水中では、高温水の試験結果からIASCC発生が予想された十分に遅いひずみ速度の試験においても、IASCCが発生しなかった。後者の試験条件では、熱鋭敏化材料ではIGSCCを発生することが知られていることから、照射材料と熱鋭敏化材料で環境の影響が異なることを見いだした。照射材の降伏挙動には240330Cの試験温度において顕著な違いは観察されず、各温度での塑性変形挙動は真応力-真ひずみ関係で考察すると、照射材料と非照射材料に大きな違いは見られなかった。したがって、IASCC感受性に及ぼすひずみ速度の影響は小さいことが考えられた。照射材では環境の影響が熱鋭敏化材料と異なる理由について、照射誘起偏析による化学組成変化の違いの点から考察した。
pダイオード中の酸素及びシリコンイオンビーム誘起電流大島 武; 佐藤 隆博; 及川 将一; 小野田 忍; 平尾 敏雄; 伊藤 久義
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炭化ケイ素(SiC)半導体を用いた耐放射線性粒子検出器開発研究の一環として、酸素及びシリコンイオン入射によりSiC npダイオード中に誘起される電荷をイオン誘起過渡電流(TIBIC)により調べた。SiC npダイオードはp型のSiCエピタキシャル膜状にリンの高温(800C)注入及び1650C熱処理によりn領域を形成することで作製した。作製したnpダイオードに6MeV18MeVのシリコン又は6MeV15MeVの酸素イオンマイクロビームを照射しTIBIC測定を行った。その結果、印加逆方向電圧の増加とともに電界強度が強くなり、空乏層長も伸張することに対応してTIBICシグナルが大きくなり、下降時間が短くなることが観測された。さらにTIBICシグナルを時間積分することで収集電荷量を見積もったところ、イオンの飛程が空乏層長よりも短くなる範囲では収集効率が100%となり、SiCが粒子検出器として応用可能であることが見いだされた。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*
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材料特性の解明や新材料の開発において、計算機シミュレーションは重要な位置を占めている。特に近年は材料のナノ分析技術が進み、原子レベルから見た材料特性のモデリングが重要となっている。しかし、実材料の大きさの系を原子レベルで解析することは、近年の計算機性能をもってしても難しい。この問題の解決策の一つが、粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法である。粗視化粒子法は個々の粒子情報を代表点に繰り込むことで、精度の良い粗視化を行うことができる方法である。本講演では粗視化粒子法の紹介,応用性を重視した修正粗視化粒子法について議論を行う。さらに粗視化粒子法と分子動力学法とのハイブリッド化について、その方法や精度について議論する。さらに粗視化粒子/分子動力学ハイブリッド法を用いた応用例を紹介し、大規模シミュレーションにおける本手法の有用性について議論する。
出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 伊藤 久義; 中本 建志*; 荻津 透*; 大畠 洋克*; 木村 誠宏*; 槙田 康博*; 山本 明*
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J-PARCニュートリノビームラインに設置される超伝導磁石システムにおいて電気絶縁材や構造材として使用される高分子材料について、77Kでの線照射によるガス発生挙動を調べた。その結果、発生するガスのほとんどは水素であること、発生する水素は超臨界ヘリウム精製機の運転にほとんど影響を及ぼさないこと、照射後室温での保持時間の増加とともにガス発生量が増加することが明らかになった。
永石 隆二; 有阪 真; 木村 貴海; 北辻 章浩
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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。