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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。
-rays赤松 憲
no journal, ,
超軟X線領域の光子がDNA構成原子に吸収された際に放出される低エネルギー電子は、重篤なDNA損傷を引き起こす可能性がある。本研究は、超軟X線によって生じる鎖切断等の損傷パターンが、標準線源であるCo-60線の場合とどのように違うかを明らかにしようとするものである。その方法の一つとして蛇毒ホスホジエステラーゼSVPD(DNA分解酵素の一つ)を用いた方法を検討したので報告する。SVPDはDNAの3'OH末端から逐次5'デオキシヌクレオチドモノマーを切り出す活性を有しているが、3'にリン酸残基が残っている末端は認識できない。したがって脱リン酸酵素でDNA鎖切断末端を処理したDNAとしていないDNAでは、反応初期の基質(3'OH末端)濃度の違いを反映してSVPDによるDNA分解速度が異なるはずである。また、SVPDの処理速度には、損傷ヌクレオチドの存在,2重鎖切断端の突出度等の情報も含まれると考えられる。
羽田 一彦; 西 宏; 廣瀬 貴規; 毛利 憲介; 青木 庄治*; 和田 正彦*; 山道 哲雄*
no journal, ,
ITER真空容器内構造機器に使用される構造材料の一つとして、析出強化型銅合金であるCu-Cr-Zr合金の使用が検討されている。本合金は溶体化処理後の焼き入れによりCr-Zrを固溶体化しその後時効処理により微細なCr-Zr析出物を析出させ高強度を得ているが、析出強化型であることからこのときの加工熱処理条件、特に溶体化焼き入れ速度の差異により、大幅に強度特性が変化することが危惧されている。そこで、本研究では、溶体化焼き入れ速度の条件を変化させ、その後時効処理を施した後、引張試験により強度を測定し、本銅合金に及ぼす溶体化焼き入れ速度条件等の影響を調査した。その結果、溶体化焼き入れ速度に関して1
C/sと10C/sの間で時効処理後の引張強さが顕著に変化することが判明した。これにより、本合金を材料のみならずHIP等により熱履歴過程を経て部材として製作され、強度部材として溶体化熱処理を施す必要のある場合には、溶体化焼き入れ速度の確認が製品強度を保証するうえで重要であることが明確になった。
/U
酸化還元平衡に関する研究永井 崇之; 上原 章寛*; 白井 理*; 山名 元*
no journal, ,
現在、溶媒にNaCl-2CsCl溶融塩を用いた使用済核燃料の酸化物電解法プロセスの研究が進められている。このプロセスでは、NaCl-2CsCl中のUO
等をUO等の酸化物形態で陰極に電解析出させ回収する。しかし、電極に炭素系材料を用いるため、UOがCと反応してUを生成する可能性がある。そこで、本研究ではNaCl-2CsCl中のU/U酸化還元平衡反応を調べ、U共存条件でもUO電解析出に影響しないことを確認した。なお、当該環境でMo等の電極を用いた電気化学測定を行った場合、電極材料の腐食溶出が想定されることから、電解分光測定によりU/U酸化還元平衡電位を求め、W電極を用いたCV測定による結果と比較した。
安達 基泰; 玉田 太郎; 佐藤 勝也*; 鳴海 一成; 黒木 良太
no journal, ,
放射線抵抗性細菌デイノコッカスは、ヒト細胞の1000倍もの放射線抵抗性を示す。PprAはデイノコッカスより単離された新規なDNA修復促進蛋白質であり、高度放射線抵抗性において最も重要な役割を担っていることがこれまでに報告されている(1)。既にPprAは、別の新規な蛋白質(PprI)の発現誘導下にあること,2本鎖DNAをつなぐ作用(リガーゼ活性)を促進すること、及びDNAに結合能を有することが判明している。本研究では、PprAの構造と機能の関係を解明し、PprAの医療や産業への応用を推進するために、原子分解能レベルの詳細な立体構造解析を目的として研究を推進している。まず、大腸菌発現系を用いて得られたPprAの精製条件の検討を行い、大量調製する方法を確立した。この試料を用いて、結晶化条件をスクリーニングしたところ、微少なPprA単体の結晶化に成功した。PprAとDNAの結合をさまざまな角度から検討した結果、PprAとDNAの複合体において、PprAは1分子のDNA(pUC19,2686bp)に少なくとも280分子結合できることを明らかにした。また、2本鎖DNAの末端あるいはその単鎖部分に切断がある(ニックがある)場合、複数のDNA分子が結合して複合体を形成する可能性を示した。これらのことは、PprAの会合構造と機能発現に関係する重要な知見である。
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*
no journal, ,
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
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。
山口 美佳; 水谷 朋子; 篠原 邦彦
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広報チーム「スイートポテト」は、平成7年12月に発生した「もんじゅ」ナトリウム漏えい事故を契機に、地域住民の視点に立って、専門用語をできる限り少なくした、わかりやすい原子力理解促進活動を推進するために、比較的地域住民に近い視点に立てる女性職員により、平成8年に結成された。ここでは、平成13年度より、若年層にエネルギーや原子力, 放射線などに対して正しい知識や関心を持ってもらい、原子力への理解促進を図ることを目的に行っている、近隣小中学校における出張授業について報告する。
田川 雅人*; 十河 千恵*; 宮階 優*; 横田 久美子*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
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超熱エネルギー領域の運動エネルギーを持つ原子状酸素ビームを用いてSi(001)表面に形成した極薄酸化膜を放射光を活用した光電子分光法で分析した。極薄酸化膜の形成は神戸大学の実験装置を用いて行い、光電子分光は原研の軟X線ビームラインの表面化学実験ステーションを用いて行った。酸素ガスを用いた熱酸化膜と比較するとサブオキサイドの少ない良質な酸化膜であることが明らかになった。
渡辺 立子; Nikjoo, H.*
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電離放射線は、DNAの数10塩基対以内に2つ以上の損傷が生じるようなクラスター損傷を形成すると考えられ、突然変異や細胞致死に対する重要性が示唆されているが、実体については長年不明であった。近年、塩基除去修復酵素を用いて塩基損傷を含むクラスター損傷の検出が行われるようになったが、この検出法には、損傷の複雑度が増加すると検出不可能になるという欠点がある。そこで、本研究では、放射線の飛跡構造及び飛跡に沿って生じるラジカルの生成・拡散の過程のシミュレーションを行い、細胞内環境条件下での塩基損傷を含むクラスター損傷の生成量を推測した。この結果、数10塩基対の範囲内に鎖切断,塩基損傷にかかわらず2つ以上の損傷がかたまって生じるようなタイプの損傷が全DNA損傷に占める割合は、高LET放射線の3.2MeVの
粒子の場合には60%以上なのに対し、低LET放射線である100keVの電子線の場合には10%程度であると見積もられた。中でも3つ以上の損傷が生じるタイプは、100keV電子線では2%程度だったが、3.2MeVの粒子では45%に及んだ。以上のような結果は、実験で観測されている高LET放射線によるDNA損傷に対する塩基除去修復酵素による認識効率が、低LET放射線に比べて低下するという現象は、クラスター損傷の量の低下によるものではなく、損傷の複雑度が増すことによって修復酵素が認識できないタイプの損傷が増えていることを裏付けるものと考えている。
古高 和禎
no journal, ,
2025年度中性子実験技術基礎講習会において、中性子を用いた即発ガンマ線分析法(PGA)の解説を行う。本講習会が初学者向けの導入講習会であることを踏まえ、中性子との核反応における即発ガンマ線の放出過程、物理的特徴、測定手法、およびPGAに影響を与える要因などについて基礎的な原理から解説する。また、PGAを発展させた多重即発ガンマ線分析法(MPGA)、およびこれに飛行時間分析法(TOF)を組み合わせたTOF-MPGA法についても取り上げる。これらの手法が従来のPGAと比較して核種の峻別性能において優れており、より高度な核種の分析を可能とすることを、J-PARC物質生命科学実験施設に設置した中性子核反応測定装置(ANNRI)での適用事例を通じて示す。