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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。
河野 康則
no journal, ,
定常核融合プラズマを生成し、またその特性を解明するためには、多岐にわたるプラズマ物理量を充分に計測することが必要である。この目的で使用される計測装置は、対象とするプラズマ,プラズマ物理量、及びプラズマ閉じ込め装置に適合することが求められるため、たとえ同じ計測原理・計測手法を採用したとしてもその様式は一般にバラエティに富むものとなる。一方、ある一つの計測原理・計測手法を取り上げると、その範疇では、過去の実績に基づいて少数の有力な設計例が存在する場合がある。そのため、可能であれば過去の実績を参考にしつつ、制約条件と優先順位を照らし合わせて、最も望ましい設計を行うことが重要である。もちろん、必要に応じて、過去の設計例を破棄し新しい道を模索することも奨励される。本講演では、日本及び韓国の若手研究者を対象に、計測装置を設計する際の基本となる検討ステップについて講義を行う。このような検討ステップはごく単純なものであるが、設計過程を明確にし、計測装置の開発を円滑にする。計測装置の例としては、国際熱核融合実験炉ITERにおけるポロイダル偏光計測装置を取り上げる予定である。
久保 博孝
no journal, ,
核融合プラズマ研究では、原子分子過程に関連したプラズマのモデル化,診断,制御が必要である。本講演では、JT-60Uにおける最近の研究から原子分子過程に関連する話題を紹介し、それに関する原子力機構の原子分子データ整備活動を報告し、今後の課題について述べる。特に最近になって重要性が高まっている(1)ダイバータ板への熱負荷の低減に有効な低温ダイバータ・プラズマにおいて重要な役割を果たす分子の反応過程,(2)今後、プラズマ対向材料に用いられ、不純物として主プラズマに混入した場合、放射損失増大によるプラズマ性能の劣化が懸念されるタングステン等の高Z元素の高電離イオンのスペクトル及び反応過程に関して述べる。
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。
Yang, J.*; 田口 光正; 近藤 孝文*; 吉田 陽一*; 柴田 裕実*; 南波 秀樹; 小嶋 拓治
no journal, ,
重イオンビームの特異的な照射効果を理解するためには、照射初期に生成する活性種の挙動を直接観測することが重要である。フォトンカウンティング測定法を用いてナノ秒の時間分解能を持つ光吸収重イオンパルスラジオリシスを開発した。220MeV C5+イオン照射により生成した水和電子のナノ秒時間領域での過渡吸収の観測に成功した。吸収の減衰は、数10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程が観測された。前者は高密度励起に起因する減衰、後者は低LET放射線で観測される通常の減衰と考えられる。
-キシレンジアミン6電解質膜の作製鈴木 康之; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
no journal, ,
高分子電解質膜を作製するために、基材にナイロン-キシレンジアミン-6(NMXD6)膜を用い、ラジカルを局所的に生成できるイオンビームを利用した
-スチレンスルホン酸ナトリウム(SSS)のグラフト重合を試みた。
Kr
, 
Xe
を照射後、60
CのSSS水溶液中で反応するとイオン種の違いによるグラフト率の変化はほとんどないが、フルエンスが高いほどグラフト率は上昇し、フルエンスの変化によりグラフト率を制御できることが可能となった。イオンビームグラフト重合で作製した電解質膜の膜厚方向におけるプロトン伝導率はNafionよりもわずかに低いものの、イオン交換容量を変化させることで、0.0021
0.054S/cmで制御できた。したがって、イオンの通過した円柱状の局所的領域を利用してグラフト重合することで、プロトン伝導性を有する電解質膜が得られることが明らかとなった。
漆原 あゆみ; 牛込 剛史; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 田内 広*; 横谷 明徳
no journal, ,
近年、電離放射線の照射によって複数の損傷が近接したクラスターDNA損傷が生じ、これが放射線による致死や突然変異誘発等の原因であると予想されている。われわれはクラスター損傷の性質を解明するために、イオンビームの種類とLETを変えて(19, 63及び121keV/
mのヘリウムイオン,87, 123, 342及び507keV/mの炭素イオン)、高水和状態に保ったpUC18プラスミドDNAに照射し、生じた鎖切断(ssb, dsb)生成頻度及び、照射後の修復酵素(Nth, Fpg)処理によって生じる鎖切断生成頻度の測定を行った。その結果、ヘリウムイオン照射により直接誘発されるssb量は121keV/m照射で若干低下し、一方dsb量は63keV/mにピークが現れた。また、各修復酵素処理後の鎖切断の増加量を比較したところ、LETの増加に伴い酵素修復効率の低下が見られた。LETの増加に伴いdsbが増加し、酵素による修復効率が低下していくという本研究の結果は、単独損傷が次第に密集しクラスター化して行く過程を捉えたものと考えられる。また、炭素イオンにおいても同様に研究を進めており、その結果も併せて報告したい。
廣木 章博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 吉田 勝
no journal, ,
二種類のフッ素系高分子膜(ポリテトラフルオロエチレン膜とエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜)にイオンビームを照射し、形成されたイオントラック内にスチレンをグラフト重合、次いでスルホン化することにより、固体高分子型燃料電池用電解質膜を作製した。ここで、照射するイオンビームの核種(Ar, Xe)を変えることでナノスケールのプロトン伝導経路の大きさを制御した。ArイオンとXeイオン照射時の線エネルギー付与とフルエンスにより算出した吸収線量に対してグラフト率をプロットした結果、グラフト率は、イオンビームの核種には依存せず、吸収線量の増加に伴い増加した。また、電解質膜のプロトン伝導度は、イオン交換容量の増加に伴い増加し、プロトン伝導経路の小さいArイオン照射膜の方が高い値を示すことがわかった。
西森 信行
no journal, ,
FEL相互作用によりその波長単位で変調を受けた電子が、アンジュレーターを出た後、偏向電磁石を通る際にFEL波長のコヒーレントシンクロトロン放射光を生成する可能性が考えられる。理論的な背景,実験計画について述べる。
古田 定昭
no journal, ,
放射線審議会では自然放射性物質の規制免除に関して検討が行われ、規制の考え方及び法令による規制の範囲が提示されている。その中で、「住居、一般職業環境におけるラドン」については、対応の方法は「対策レベル」、対応のための線量の目安/基準は今後の検討とされている。近い将来、屋内ラドンに対する対策レベル等の規制の導入があることをにらんで、規制の考え方及び規制値のレベルについて、諸外国の実情を調査し、規制が導入された場合の問題点について検討を行うため、保健物理学会に「屋内ラドン規制検討委員会」が2004年に設置された。この委員会での検討結果の内容を中心に以下のように規制への提案として発表する。「我が国においては、過去の屋内ラドン全国調査や、地質環境及び家屋構造を考慮すれば、極端に屋内ラドン濃度が高くなる可能性は低いと考えられる。さらに高濃度が測定された場合の要因分析を行うことにより、効果的なラドン低減化措置は比較的容易に実施できることから、最近の疫学調査による結果も配慮しつつ、ICRPが勧告している対策レベルの範囲において最も低い値となる200Bq/m
を、法的拘束力を持たない値として採用するのが妥当である。また一般職場環境についても、ICRPの考え方を踏襲して最も低い値となるガイドライン値として500Bq/mが適切である。」
小林 英男; 朝倉 浩一
no journal, ,
第4回INSAF MOX WG会合において以下の外部発表を行う。社内外で発生した事故トラブルの情報、その再発防止対策、教訓並びに良好な安全対策事例を共有する「水平展開」のシステムを紹介する。
石川 法人
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高速重イオンを酸化物に照射すると、電子系への高密度エネルギー伝達を介して欠陥が生成される。この欠陥生成プロセスは、電子励起効果と呼ばれる。従来は、この電子励起効果は電子的阻止能(電子系への伝達エネルギー密度)によって決定されるとされてきたが、本研究の広いエネルギー範囲(100MeV-数GeV)の系統的なイオン照射実験により、電子的阻止能だけでは説明できないエネルギー領域が存在することが明らかになった。さらに、電子的阻止能に代わる代替パラメータとして、電離断面積を提案し、すべてのデータをよく説明できることを実験的に示した。この成果は、電子励起効果を高精度に予測・制御することに大きく寄与する。さらに、高速クラスター(30MeV C
)を酸化物に照射すると、電子励起効果により平均直径が比較的大きい20nmの柱状の欠陥集合体(イオントラック)を形成することを見いだし、また単原子イオン照射では報告例の無い独特の欠陥形態を呈することを同時に示した。この成果は、クラスター照射が、実際に高密度エネルギー伝達に伴う新現象を実現する手段として有効だということを実験的に示したという意義がある。
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36mm
36mm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0.66keV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
no journal, ,
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
no journal, ,
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。
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。