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加藤 智子; 大井 貴夫
no journal, ,
放射性廃棄物の地層処分は、現在事業段階にあり、実施主体により最終処分施設建設地の選定に関するプロセスに沿った作業が進められている。一方、JAEAでも、事業あるいは規制に反映するための技術・知見を整備するため、深地層研究施設での研究計画を段階的に進めているところである。生物圏評価研究においても、このような事業・研究の進展を踏まえ、実際の環境条件や時間的変遷を考慮したより具体的な評価が行えるような手法及びツールを整備しておくことが重要となる。そこで、本検討では、既往の生物圏評価研究の特徴を整理したうえで、生物圏評価の研究項目とそれらの研究の遂行において必要と考えられる観点を抽出し、それらの検討に基づいて今後優先的に進めていくべき研究項目を、今後の研究課題として整理することとする。このような形式で整理することにより、「事業あるいは規制に反映するための評価技術の開発」という生物圏評価研究の目標に対して不足するもの又は優先的に取り組むべき課題が明示されると考える。また、この形式に基づいて取得・整備される情報は、研究の結果の妥当性を判断し、評価の信頼性を主張するための重要な情報になると考える。
赤羽 温; 青山 誠; 辻 公一; 河仲 準二*; 西岡 一*; 山川 考一
no journal, ,
高輝度アト秒光量子ビーム生成を目指し高強度数サイクルレーザーシステムの開発を行っている。パルス幅が光電場の数サイクルに相当する400nm程度の超広帯域レーザー光の増幅が必要となるため、われわれは非同軸光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)に着目し、さらに励起光源にCPAレーザーシステムで増幅した広帯域光を用いることによりさらなる広帯域増幅を目指している。この目的のため、低温冷却Yb:YLF結晶を用いたCPAレーザーシステムをOPA励起に最適な光源として整備した。発振器からの中心波長1017nm,パルス幅80fsのレーザー光を1.2km偏波保存単一モードファイバーにより800psにパルス幅伸張し、液体窒素温度冷却Yb:YLF結晶を用いた再生増幅器で増幅した後、回折格子対によりパルス圧縮を行い、2.2psの圧縮パルスを得た。この圧縮パルスを波長変換結晶により2倍波に波長変換し、OPAの励起光として用いている。
西田 明美
no journal, ,
ここ数年、原子力プラントにおいて予期しえなかった事象が相次いで起こり、その安全保守性に対して従来以上に高い信頼性が求められている。しかしながら、実際の原子力プラント等を用いた保全管理実験や経年運転検証実験には膨大な費用と年月が必要である。そこで、進展著しい計算科学の力を活用して安全かつ効率的に原子力プラントの保全性評価を行おうという試みがなされるようになってきている。センターでは、将来的な原子力耐震情報管制システム構築を見据え、原子力プラント3次元シミュレーションの研究開発に取り組んでいる。3次元仮想振動台と呼んでいる本技術は、原子力プラントの機器,建屋,地盤の連成を考慮した実環境下での原子力プラント全体規模の数値シミュレーションを最終目標とする。本発表では、東京工業大学で開催された「シェル・空間構造物の応答制御と減衰に関する研究」WSにおいて、3次元仮想振動台実現のための要素技術として研究開発された組立構造解析法の並列分散環境におけるシステム構築について述べ、約2億自由度を有する実プラント主要冷却設備への適用例を示し、中期計画の中で達成された成果の普及に貢献する。
原 雅人
no journal, ,
換気立坑の湧水対策として、基底礫岩部を対象としたポストグラウチング試験施工を実施し、その湧水抑制効果に関する基礎データを取得した。
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。
田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 高木 昭*; 原 圭吾*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*
no journal, ,
J-PARCの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS)は大強度陽子ビーム電流を扱うために、非常に安定で正確なローレベルRF制御(LLRF)システムを必要とする。MA装荷の低いQ値の空胴が用いられ、2つのハーモニックの重畳のRF信号で空胴がドライブされる。ハーモニックは、加速及びバンチの整形に用いられる。DDSを基本としたフルデジタルのシステムが用いられ、DDSによって生成される各ハーモニック信号の同期は容易である。LLRFシステムのデザイン及び構成について述べる。ビームの安定化のためのフィードバック、ビームローディング補償などから構成される。製作中のモジュール群についても述べる。
羽柴 公博; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀; 瀬野 康弘
no journal, ,
地下構造物の長期的な挙動と安定性を評価するには、岩石の時間依存性挙動の解明が重要である。しかし、岩石の時間依存性や粘弾性的性質に関する研究成果は数多く報告されているものの、時間依存性に及ぼす応力履歴の影響に関する知見は少ない。そこで本研究では、凝灰岩と珪質岩を用いて多段階クリープ試験を行った。第1段階と第2段階のクリープ応力や第1段階のクリープ継続時間を種々変化させて、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響を検討した。その結果、第1段階のクリープの影響により、第2段階の初期クリープ歪速度が小さくなる場合があることがわかった。さらに、第1段階と第2段階のクリープ応力の差が小さく、第1段階のクリープ継続時間が長いほど、第2段階に及ぼす応力履歴の影響が大きくなることがわかった。凝灰岩と珪質岩の試験結果を比較したところ、珪質岩の方が、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響の程度が大きいことがわかった。
玉田 正男
no journal, ,
高分子の放射線加工によるモノづくりでは、高分子材料に電子線などの放射線を照射して生成した活性種により開始されるグラフト重合,橋かけ反応などを利用する。グラフト重合で作製した高性能の金属捕集材は、ホタテなどの海産廃棄物からのカドミウム除去や海水からウランなどの有用金属を回収に利用される。また、橋かけ反応では、ポリ乳酸などの生分解性高分子の耐熱性を向上させることができる。
松橋 信平
no journal, ,
植物ポジトロンイメージング法は、生きた植物内での栄養成分や環境汚染物の動態を動画像として視覚化できる、世界にも類を見ないユニークな研究手法である。この手法は、植物生理学,植物栄養学分野における基礎的な研究において強力なツールとなるが、植物産業分野においても活用できる可能性がある。ポジトロンイメージング画像データの定量的な解析技術を開発することにより、これまで長時間を必要としたり、判断が困難だった機能に着目したスクリーニングへの応用が可能であり、めざましい勢いで競争が繰り広げられている植物の育種産業において、短時間で正確な有用植物を選抜する全く新しい手法を提供できる。
小林 泰彦
no journal, ,
放射線によるエネルギー付与は、ほとんどの場合、荷電粒子によって与えられる。荷電粒子によるエネルギー付与はトラック構造を持ち、時間的・空間的に離散的で、粒子の電荷や運動エネルギー(速度)に依存する。従来のマクロな捉え方による吸収線量やLETといった量では、その不均一性の記述や生物効果の評価基準として不十分である。さらに、バイスタンダー効果のように、同一細胞集団内でヒット細胞から非ヒット細胞に放射線作用が伝達される現象が存在することは、放射線の生物作用をますます複雑なものにしている。マイクロビームはこういった不確実性をできる限り明確にして、個々の細胞に対する真の放射線生物学的効果を追求できる可能性を持ったツールである。そこでわれわれは、重イオンマイクロビームを用いて個別の細胞を狙って正確な個数の重イオンを照射し、その影響を長時間追跡観察するシステムを開発した。低線量放射線被曝において混在する照射細胞と非照射細胞を明確に区別して個々の細胞の放射線応答を解析することにより、バイスタンダー効果や線質効果などの放射線の生物作用の分子機構を明らかにして行く。
菖蒲田 義博
no journal, ,
J-PARCのrapid cycling synchrotron(RCS)の入射部では、ビームの強度を上げるためにH-入射が採用されている。ダクトの側面には穴があいていて、この穴を通してフォイルの出し入れがなされる。本来このような穴は、ビームのインピーダンスの観点からみても、ビームが通ることによる入射機器への影響からみても閉じられている方が望ましい。しかし、技術的な問題でこれを閉じることは難しい。そこで、この穴を通したビームと入射部との相互作用について考慮する必要がある。ここでは、フォイルのついた入射部をビームが通過した場合に立つ場の計算方法を示す。注目している系はビームダクトにフォイル軸を軸とした同軸のダクトがつながったものである。この系は対称ではないが、穴の部分を双極子で近似することでビームダクトとフォイル部を分けて計算できる。この方法を使うことで、入射部フォイルのインピーダンスのビームへの影響が軽微であること。さらに、入射部に高周波の電流が流れることがわかる。
瀬古 典明; 笠井 昇; 玉田 正男; 市川 栄一*
no journal, ,
近年、アルミニウム合金の耐熱性の向上や燃料電池の電解質に有用な元素としてスカンジウムが注目されている。現在スカンジウムは、100%海外に依存しており資源の確保が求められている。そのため、低濃度で温泉中に溶存するスカンジウムを回収可能な吸着材を放射線グラフト重合法で合成し、その特性について評価した。pH0.5から3の酸性域で100ppbに調製したスカンジウム溶液中で2時間浸漬撹拌したところ、pH1から3の範囲での高い吸着特性を示し、pH2では98%の回収率であった。さらに、pH2に調製した40ppbのスカンジウム溶液を36
C及び92Cに保った恒温水槽中で2時間浸漬撹拌させた際、92Cにおいては、わずか10分の接触で97%のスカンジウムが吸着可能であった。また、草津温泉にてスカンジウムの濃度がそれぞれ18, 40ppbである酸性温泉排水(pH1.8, 36C)及び源泉(pH1.4, 92C)中に浸漬させたところ、2時間の浸漬でそれぞれ吸着材1kgあたり70mg, 620mgのスカンジウムを回収することができた。
一宮 浩一*; 武田 哲明; 山内 大樹*
no journal, ,
高空隙率の多孔性材料を用いた伝熱促進法を一般の熱交換器や水蒸気改質器の伝熱促進に適用するため、アルゴンガスを使用して摂氏400度以上の高温場における環状流路の伝熱流動実験を行った。高温における物性値の変化を考慮して整理した結果、DalleDonneらの報告に見られる熱伝達特性の傾向と一致したことから、得られた試験データは水蒸気改質器の触媒管における伝熱促進のための基礎データとすることができた。
瀬古 典明; Thi Yen Ninh, N.*; 玉田 正男
no journal, ,
放射線グラフト重合技術を用いて作製したイオン交換繊維は、水中の金属イオンや大気中の有害ガスを効率的に除去できる。本発表では、イオン交換繊維の製造コストの低減化及び環境負荷の低減化を図るため、イオン交換繊維の前駆体を作製できるメタクリル酸グリシジル(GMA)を水系のエマルションでグラフト重合する際の合成条件の探索を行った。GMAとドデシル硫酸ナトリウム(SDS)の相溶性試験は、GMA濃度5%でSDS濃度を0.2%から12%に変化させて行ったところ、SDS濃度が0.5%以上で混合溶液は透明になり可溶化した。従来、GMAをグラフト反応では、電子線を200kGy照射した後、反応溶媒にDMSOなどの有機溶媒を用いて行っていたが、エマルション系では反応が促進され、3時間の反応でグラフト率(Dg: 反応前後の重量増加により算出)は150%に達し、DMSOと比較すると、約10倍の速さで進行することがわかった。
Kavakli, P. A.*; 瀬古 典明; 玉田 正男; G
ven, O.*
no journal, ,
放射線グラフト重合技術を用いて金属除去用吸着材を作製した。グラフトしたモノマーの1ユニットに2個のアミドキシム基を導入可能なイミノプロプオニトリルを反応させてアミドキシム基を導入した。得られたアミドキシム基が隣接する吸着材は、これまでのアミドキシム基が単独の吸着材より良好な吸着性能を示し、ウラン,バナジウム,鉛,銅,コバルトを30分の接触時間で各々100パーセント吸着した。また、各金属に対する選択性はV
UCuPbCoであった。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*
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Ti(0001)表面の超音速窒素分子ビームによる窒化反応をリアルタイム光電子分光法で解析した。窒素の吸着曲線と窒化状態の基板温度依存性を調べた。超音速窒素分子ビームの運動エネルギーは0.03eVから1.99eVとした。基板温度は27C, 200C, 400Cとした。放射光のエネルギーを668eVとした。N1s光電子スペクトルを26秒間隔で連続的に測定した。27Cと200CではN1s光電子ピークは二つの成分からなり、400Cでは三つの成分から構成されることが明らかとなった。
佐藤 和義; 閨谷 譲; 丸尾 毅; 向井 悟*; 内田 正治*; 惣万 芳人*
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ITER施設の一次冷却水は、核融合反応により生じる構造物や冷却水等からの誘導放射線及び中性子の減速過程で生じる放射線によって放射線分解される。この際生じる分解生成物は配管の腐食等に寄与する恐れがあるため、この種類や量を評価し、必要に応じて生成物を除去する水処理施設を適切に選定する必要がある。このため、配管材料の健全性を評価するために核分裂軽水炉のコード(WREC)を用いて一次冷却水の放射線分解生成物の発生量や濃度の変化を求めた。その結果、配管腐食に寄与する恐れのある酸素濃度は、軽水炉(PWR)の管理値より十分に低い値を示しており、設計条件を満たす水質管理を達成することにより、水の分解生成物による配管腐食への影響は小さいと考えられる。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
no journal, ,
放射線グラフト重合法により合成したホスホン酸-スルホン酸型二官能性繊維は、樹脂に比べ100倍以上の通液速度に対しても良好な金属吸着が可能であり、pH1付近の酸性領域においても3価の鉄イオンなどを高速で吸着可能であることが確認されている。また、リン酸基,ホスホン酸基にジルコニウムを担持させた吸着剤はフッ化物イオン,リン酸イオン,ヒ酸,亜ヒ酸イオンなどを高選択的に吸着することが知られている。本研究ではフッ化物イオン吸着剤の開発を目的として、ジルコニウムがリンのオキシ酸イオンと強く結合する特性をいかし、ホスホン酸-スルホン酸型二官能性繊維にジルコニウムを担持させた新規吸着剤のフッ化物イオン吸着挙動を検討した。その結果、10ppmのフッ素溶液からフッ素を吸着除去可能なことがわかった。
岡田 健治; 瀬古 典明; 玉田 正男
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放射線グラフト重合技術を用いて作製したイオン交換繊維は、水中の金属イオンや大気中の有害ガスを効率的に除去することが可能であり、従来のイオン交換樹脂と比較して、吸着容量や吸着速度が著しく向上することが知られている。本研究ではイオン交換繊維の製造コストの低減化及び環境負荷の低減化を目的として、スチレン又はクロロメチルスチレンを水系でグラフト重合を行い、その合成条件の探索を行った。その結果、線量50kGy,界面活性剤濃度3%,モノマー濃度1%においてグラフト率100%に至った。これらのより低線量でモノマー濃度を大幅に削減することが可能となった。
田村 格良; 山本 和喜; 中村 清; 曽山 和彦; 丸尾 毅
no journal, ,
JRR-3の冷中性子ビーム10倍化計画を進めており、中性子導管の改良により得られる中性子分光器の試料位置における中性子ビームの強度と分散について評価した。中性子ビームは中性子導管により輸送され、モノクロメーターで単色化された後、試料に照射される。これらの評価においては、Ni/Ti多層膜スーパーミラー(3Qc)を使用した場合の中性子ビームの分散がNiミラーのものとは異なるため、LTASのモノクロメーター結晶による回折における分散を考慮した。現在のNiミラーからNi/Ti多層膜スーパーミラー(3Qc)への中性子導管に変更することで、LTAS分光器の実験者がもっとも必要とする試料位置における単色ビーム(4.03
)の強度が従来よりも約3倍も増加することが確認できた。試料位置における中性子ビームの分散はNiミラーからNi/Ti多層膜ミラー(3Qc)に変更しても散乱実験に重要となる水平方向での分散幅は要求されている1以内に収まっていることを確認した。