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中村 龍也; 藤 健太郎; 小泉 智克; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 海老根 守澄; 坂佐井 馨
Proceedings of 2020 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2020), Vol.1, p.483 - 484, 2021/09
J-PARCに設置されたSENJU回折計に増設するためのコンパクトな2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。本検出器では設置部の空間制約に対応するため、オリジナルと同様の有感面積(256
256mm)とピクセル分解能(44mm)を保持しつつ、奥行き170mm(従来比40%減)へ再設計し製作した。また、新開発のコンパレータボードを装填することでPMT印加電圧の低減と計数均一性を改善した。4台製作した増設用検出器はいずれも検出効率50-60% (2
)、
Coガンマ感度110
、計数均一性3-6%であり良好な性能を有することを確認した。
竹永 秀信; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 木島 滋; 清水 勝宏; 都筑 和泰; 正木 圭; 田辺 哲朗*; 井手 俊介; et al.
Nuclear Fusion, 46(3), p.S39 - S48, 2006/03
被引用回数：18 パーセンタイル：52.36(Physics, Fluids & Plasmas)長時間放電におけるグローバルな壁飽和機構を解明するために、第一壁での局所的な壁飽和時間を評価した。局所的な壁飽和時間は、第一壁への粒子束とそこでの吸収率及び最大粒子吸収量により評価可能である。第一壁への粒子束は、中性粒子輸送解析コードDEGAS2を用いて評価した。その際、プラズマパラメータは2次元流体ダイバータコードUEDGEで評価した。D
発光強度分布が実験と合うようにDEGAS2で評価した壁へのイオン束と中性粒子束を用いて、壁での吸収率を10%、壁での最大粒子吸収量を110
m
(実験室データをもとに評価)とし、局所的な壁飽和時間を評価した。その結果、ダイバータ領域では1秒以内に壁飽和に達していることが明らかになった。また、バッフル板は10秒程度、主プラズマまわりの壁は100秒程度で壁飽和に達すると評価された。バッフル板での粒子吸収は、10秒程度の時間スケールでグローバルな壁飽和が観測された実験結果と関連していると考えられる。一方、主プラズマまわりの壁での粒子吸収は、放電を繰り返すことによりグローバルな壁飽和状態に近づいていくことと関連していると考えられる。これらの結果をもとに、動的な粒子吸収特性を示す領域と静的な特性を示す領域によりグローバルな壁飽和が起こるというモデルを提唱した。
竹永 秀信; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 木島 滋; 仲野 友英; Porter, G.*; Rognlien, T.*; Rensink, M.*
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.35 - 39, 2006/00
不純物入射により放射損失が高められたJT-60Uの高
ELMy Hモードプラズマにおける不純物輸送のモデル化を行った。不純物入射による放射損失増大は、核融合炉において、ダイバータ板への熱負荷を低減するために有効な手法であると考えられている。主プラズマでの不純物輸送は1次元輸送コードを用い、ダイバータ及びスクレイプオフ層では2次元の流体コードUEDGEを用いた。主プラズマでは、入射されたアルゴンからの放射損失分布が中心領域でピーキングしているのに対して、もとから装置内に存在する炭素からの放射損失分布は周辺領域に局在している。UEDGEコードによる不純物輸送モデリングからは、ダイバータ及びスクレイプオフ層においては、炭素からの放射損失がアルゴンからの放射損失より大きいことが示された。主プラズマにおけるモデル化により評価された放射損失分布は、測定結果よりピーキングした分布となっている。また、UEDGEコードにより評価されたダイバータでの放射損失分布は測定結果と矛盾しないが、絶対値は2倍程度小さな値となっている。
studied by dHvA experiments and energy band calculations青木 大*; 山上 浩志*; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; 大貫 惇睦
Journal of Physics; Condensed Matter, 17(17), p.L169 - L175, 2005/05
被引用回数：43 パーセンタイル：80.65(Physics, Condensed Matter)Ga自己フラックス法により純良なNpRhGa系単結晶を育成し、その低温反強磁性状態でのドハースファンアルフェン(dHvA)振動の観測を行った。その結果、主要なフェルミ面を構成する4種類のほぼ円筒状のフェルミ面を見いだした。これらの擬2次元的なフェルミ面は、本系の低温での扁平な反強磁性ブリリアンゾーンにおいて形成されるものであり、スピン及び軌道分極バンド計算の結果と良い一致を与える。サイクロトロン質量は8.1-11.7m
程度であり、バンド質量の約4倍程度増強されていた。本結果は、5f遍歴電子バンドモデルがネプツニウム系磁性化合物に適用できることを示した初めての例である。
竹永 秀信; 仲野 友英; 朝倉 伸幸; 久保 博孝; 木島 滋; 清水 勝宏; 都筑 和泰; 井手 俊介; 藤田 隆明
Proceedings of 4th IAEA Technical Meeting on Steady-State Operation of Magnetic Fusion Devices and MHD of Advanced Scenarios (Internet), 8 Pages, 2005/02
長時間放電における壁飽和時間を評価するために、中性粒子輸送解析コードDEGAS2を用いて壁への粒子束を評価した。その際、プラズマパラメータは2次元流体ダイバータコードUEDGEで評価した。ダイバータ部のD発光強度はUEDGEで求めたダイバータ板への粒子束で説明可能であるが、外側バッフル板近傍と主プラズマまわりのD発光強度を説明するためには、外側バッフル板と主プラズマまわりの壁での粒子ソース(全体の6%程度)を考慮する必要がある。D発光強度分布が合うようにDEGAS2で評価した壁へのイオン束と中性粒子束から壁飽和時間を評価した。ここでは、イオンと中性粒子の壁での吸収率は10%とし、壁での単位面積あたりの吸収量は実験室データをもとに110mと仮定した。ダイバータ領域では1秒以内に壁飽和に達している。バッフル板では、10秒程度、主プラズマまわりの壁で100秒程度と評価される。この結果は、10秒程度の時間スケールで410
個の粒子吸収で壁飽和が観測された実験結果と矛盾しない。また、主プラズマまわりの壁での粒子吸収は、放電を繰り返すことにより壁飽和状態に近づいていくことと関連していると考えられる。
-wave spin-triplet superconductivity in the CoO
superconductor; A Case study on a 2D triangular lattice in the repulsive hubbard model池田 浩章*; 西川 裕規; 山田 耕作*
Journal of the Physical Society of Japan, 73(1), p.17 - 20, 2004/01
被引用回数：52 パーセンタイル：84.72(Physics, Multidisciplinary)次最近接積分までを含む2次元三角格子ハバードモデルを用いて、電子数,次最近接積分を変化させた時に、どのような超伝導対が有利になるかを3次摂動論,スピン揺らぎ交換機構(FLEX)を用いて調べた。その結果波超伝導対がパラメータの広い範囲で有利になることがわかった。またvertex補正項も考慮した方が、波対に幾分有利になることが明らかになった。これらの結果から最近発見された水和コバルト酸化物超伝導体の超伝導機構について考察を加えた。その結果、水和コバルト酸化物超伝導体の電子構造の特徴に近いパラメータ領域では波対が有利になっていることがわかった。
Bulanov, S. V.*; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; 田島 俊樹; Farina, D.*
Plasma Physics Reports, 30(1), p.18 - 29, 2004/01
被引用回数：50 パーセンタイル：81.88(Physics, Fluids & Plasmas)高強度レーザー-プラズマ相互作用により生じる高速イオンのエネルギーが電子エネルギーをはるかに上回る領域があり得ることを2次元PICシミュレーションにより示す。この現象は、強い荷電分離の条件の下で真空中に広がっていく相対論的電子雲中に形成される電場の中でのイオン運動を記述する理論モデルの枠内で説明することができる。相対論的電子雲の前面において加速される高速イオンの最大エネルギーの上限を示す。
Bruskin, L. G.*; 大山 直幸; 間瀬 淳*; 篠原 孝司; 三浦 幸俊
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.6, p.318 - 321, 2004/00
プラズマ中の密度揺動のポロイダル波数スペクトルと揺動強度を定量的に評価するために、単一周波数のマイクロ波反射計の理論モデルを開発した。このモデルは、ボルン近似のもとでプラズマ中をOモードで伝播する電磁波の2次元波動方程式解析解に基づいている。この解析解は弱い密度揺動だけが存在している場合にポロイダル波数分布を完全に再現できる。また、波数スペクトルが等方であることを仮定することにより、揺動振幅を決定することも可能である。このモデルをJT-60装置のOモード反射計で測定した結果に適用し、プラズマ中の密度揺動の解析を行った。
Porter, G. D.*; Rognlien, T. D.*; Rensink, M. E.*; Loarte, A.*; 朝倉 伸幸; 竹永 秀信; Matthews, G.*; Contributors to JET-EFDA Workprogramme*
Journal of Nuclear Materials, 313-316, p.1085 - 1088, 2003/03
被引用回数：24 パーセンタイル：81.79(Materials Science, Multidisciplinary)周辺プラズマにおけるプラズマ流の方向と速度は、ダイバータにおけるプラズマ粒子束の非対称性や不純物イオンの遮蔽効果に大きく影響し、現在はドリフト運動の寄与が大きいと考えられるようになった。2次元流体プラズマ・シミュレーションコード(UEDGE)にドリフト運動の効果を導入し、DIII-D, JET, JT-60Uの周辺プラズマにおけるプラズマ流を計算した。おもにJT-60UのLモードプラズマをモデル化した計算結果では、ドリフト運動により輸送されるプラズマ粒子束は、磁力線方向に輸送されるSOL流の粒子束よりも大きい。また、プライベート部を内側ダイバータへ輸送される粒子束も大きく、内側ダイバータでの粒子束が大きくなる現象を説明可能である。さらに、炭素イオンの輸送に関して、ドリフト効果を導入し計算した結果、プライベート部を内側ダイバータへ輸送され、内側ダイバータでの炭素量が増加する結果を得た。
荒川 和夫
アイソトープ・放射線利用フォーラム講演論文集, 5 Pages, 2003/00
イオンビームの物質照射で二次的に放出される特性X線のスペクトルは、その物質元素特有の電子構造を反映するので、これを利用して物質に含まれる微量元素を分析することができる。この分析方法はPIXE(Particle Induced X-ray Emission)と呼ばれている。原研では、1個の生物細胞内の微量元素分布を1
mの空間分解能で大気中で測定できる技術を開発した。この技術を用い、牛の血管内皮細胞内の元素の2次元分布を測定するとともに、放射線照射したヒト白血病細胞のアポトーシス過程における鉄元素の集積の様子,ヒト食道癌細胞に抗癌剤が集積する様子などを画像として捉えることに成功した。また、大気環境問題を解明するためにエアロゾルの個別粒子の元素分布とその濃度を定量する技術を開発した。
川島 寿人; 都筑 和泰; 谷 孝志; 佐藤 正泰; 鈴木 貞明; 木村 晴行
プラズマ・核融合学会誌, 78(9), p.935 - 940, 2002/09
JFT-2Mにおいて高空間時間分解能を持つ2次元赤外線カメラ(IRTV)システムを開発した。目的は、フェライト鋼板(FP)による高速イオンのリップル損失低減効果を評価することにある。IRTV本体は、時間分解能1/60秒,測定可能温度範囲0-500
を有す。検出部分には、3~5mの赤外線に感度を持つPtSi素子が256256個並べられている。第一壁を見込むための光学系構成を簡素化(レンズ,反射鏡,サファイア真空窓各1枚)し、カメラ位置から壁までの距離を3.5mまで短くして高空間分解能約3mmを得た。これを用いて、NBIが熱中,リップル補足損失イオンによる局所的温度上昇を観測することができ、FP装着前には、温度の最高上昇分
Tsが約75に達した。FP装着後、Tsは明らかに減少し、リップル低減の最適条件では温度上昇がほぼ零になってFPの高速イオン損失低減効果を明らかにできた。
初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 482(1-2), p.328 - 333, 2002/04
被引用回数：25 パーセンタイル：81.45(Instruments & Instrumentation)核構造研究において顕著な成果を収めているゲルマニウム検出器系(クリスタルボール)を分析化学、特に中性子放射化分析法に応用して岩石試料中の微量元素の検出を試みた。一般に地質学的試料の中性子放射化分析では主要成分のナトリウムやマンガンからの放射線が強く微量成分の検出には化学分離などが必要であるが、クリスタルボールによって得られた2次元スペクトルにより非破壊で微量成分の検出に成功した。原研原子炉JRR-4気送管で標準岩石試料約100mgを10分間照射した後にゲルマニウム検出器系GEMINIを用いて
線測定を行った。得られた2次元マトリクスから-のコインシデンスを取り出し解析を行った結果、標準岩石試料JB-1a及びJP-1中に合計27元素を検出することができた。検出された元素の中ではJP-1中のEuがもっとも微量な成分でありその含有量は4ppbであった。
片桐 政樹; 坂佐井 馨; 岸本 牧; 中村 龍也; 藤 健太郎; 高橋 浩之*; 中澤 正治*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 477(1-3), p.179 - 183, 2002/03
被引用回数：4 パーセンタイル：29.34(Instruments & Instrumentation)大強度陽子加速器を用いた核破砕中性子源から発生するパルス中性子を用いた中性子散乱研究に用いる中性子イメージング検出法として、イメージングプレートの高速読み出し法の研究を進めている。本検出法は、長方形状の励起光をイメージングプレートに照射し、放出される輝尽性螢光を並列にならべた波長シフトファイバ束により検出する。並列に読み取りを行うため、従来法に比較して数100倍から数1000倍、読み取り速度を改善することができる。イメージングプレート,波長シフト光ファイバ束,光電子増倍管等を用いた基礎実験を行った結果、本検出法により放射線イメージを測定可能であることを確認した。
:Eu
蛍光体の特性坂佐井 馨; 片桐 政樹; 藤 健太郎; 高橋 浩之*; 中澤 正治*; 近藤 泰洋*
電気学会原子力研究会資料(NE-01-8), p.41 - 46, 2001/09
中性子イメージング用蛍光体としてSrBPO:Eu蛍光体の特性を調べた。われわれは本蛍光体が中性子照射によって輝尽性蛍光特性を有することを見出した。この輝尽性蛍光の強度は中性子エネルギーの-1/2乗に比例することがわかった。また、中性子感度は蛍光体中の天然ホウ素を
Bホウ素に濃縮することによって増大することを確認した。線感度と中性子感度の比は市販の中性子イメージングプレートより一桁優れていることがわかった。
Islam, M. S.*; 寺田 敦彦*; 木下 秀孝; 日野 竜太郎; 門出 政則*
JAERI-Tech 2001-044, 49 Pages, 2001/07
JAERI-Tech-2001-044.pdf:2.49MB
十分に発達した乱流域での水の熱伝達と圧力損失特性について高さ1.2mmの狭隘矩形流路内で2次元的に解析を行った。流路形状や流動条件は核破砕ターゲットシステムにおける陽子ビーム窓や固体ターゲット模擬した。解析は高レイノルズ数モデルの標準
モデルとRNGモデルを用い、壁関数を利用してレイノルズ数(Re)が7,000~22,000の範囲で行った。熱伝達特性に関しては標準モデルで得られたヌセルト数がDittus-Boelterの式とよく一致した。しかし、摩擦係数に関してはリブのついた管における値を再現しなかった。また、二つの乱流モデルで計算される摩擦係数に大きな違いはなく、ブラジウスの式の値とよく一致した。
佐藤 和義; 石塚 悦男; 内田 宗範*; 河村 弘; 江里 幸一郎; 谷口 正樹; 秋場 真人
Physica Scripta, T91, p.113 - 116, 2001/07
被引用回数：1 パーセンタイル：11.94(Physics, Multidisciplinary)2種類のアーマ材からなるダイバータ模擬試験体を中性子照射して高熱負荷試験を実施し、アーマ材の影響を調べた。試験体は、1次元及び2次元の炭素繊維強化炭素複合(CFC)アーマ材とアルミナ分散強化銅製冷却構造体からなり、無酸素銅の中間層を介して銀ろうで接合した構造である。試験体の照射温度は280~320、照射損傷量0.3~0.5dpaである。本試験体をITER定常熱負荷条件を模擬した5MW/m
で10s間の加熱を実施した結果、照射量0.43dpaの1次元材及び2次元CFC材の表面温度は、それぞれ650及び1200に達し、未照射材より高くなった。これ、CFC材の熱伝導率が中性子照射によって低下したためであるが、その低下する割合は1次元及び2次元とも同程度であった。また、1000回の熱サイクル試験を実施した結果、接合部の剥離等は認められなかった。
初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 248(1), p.121 - 124, 2001/04
被引用回数：6 パーセンタイル：44.06(Chemistry, Analytical)原子核分光において用いられている多重線分析法を放射化分析に応用することにより得られた成果を報告する。一般に中性子放射化分析法では主要成分からの線が妨害となって微量成分からの微弱な線を同時に測定することは困難である。そこで多くの場合、化学分離等の検出を行うことにより主要成分の影響を除いて微量成分の検出を行うが、そのために手間と時間がかかりさらに分離過程において誤差が生じる恐れがある。本研究室では多重線測定から2次元マトリクスを作り26元素の非破壊同時定量に成功した。
山岸 秀志; 金子 純一
JAERI-Tech 2000-079, 9 Pages, 2001/01
JAERI-Tech-2000-079.pdf:0.75MB
大強度陽子加速器の強力パルス中性子ビームを用いた中性子散乱実験のために、高速、超高位置分解能の2次元中性子検出器の開発が要求されている。このため、ヘリウム-3混合ガスを用いたマイクロストリップガスカウンタ(MSGC)の開発を進めている。MSGCには耐圧性及び密封性の高い圧力容器が必要であるが、高い検出効率と高い2次元位置分解能を達成するために、その中性子入射窓には中性子吸収及び散乱断面積の小さい材料を選択し、かつ可能な限り薄くする必要がある。最適な圧力容器構造を決めるため、3種類の中性子入射窓構造で圧力容器を設計し評価した。
高下 浩文; 樋口 真史*; 富樫 真仁*; 林 達也*
JNC TN8410 2000-011, 185 Pages, 2000/05
JNC-TN8410-2000-011.pdf:4.67MB
FBR炉心解析技術について、関連部署への周知及び技術の伝承のために、設計評価Gr.において用いられている核設計手法についてまとめた。特に当Gr.で実施してきた127本バンドル「もんじゅ」高度化炉心の概念設計に対して用いられている核設計手法を中心に示した。示した項目は実効断面積の作成、2次元燃焼計算、3次元拡散計算、反応度係数計算、制御棒価値計算における計算方法である。本報告書で示される手法は、現時点での当Gr.の標準的な核設計手法である。しかし、今後、評価精度の向上を目指して、計算コードの高度化・整備、「もんじゅ」性能試験データ等を用いた設計評価における補正・不確かさの低減、核データ更新等を実施していく予定であり、それに伴い、核設計手法も見直される可能性があるが、情報の共有化の観点から現時点での当Gr.の標準的な核設計手法をまとめたこととした。
金子 邦男*
JNC TJ9400 2000-005, 182 Pages, 2000/03
JNC-TJ9400-2000-005.pdf:4.74MB
本年度は汎用超微細群スペクトル計算モジュールPEACOを高速炉セル計算コードSLAROMに組み込んだ。この改良SLAROMコードを使用する決定論手法と確率論的手法である連続エネルギーモンテカルロコードMVPにより、2次元RZ均質モデルを用いて径方向非均質炉心であるZPPR-13Aの反応率分布計算を実施した。両者の計算結果を比較検討する事によりPEACOモジュールが高精度の共鳴実効断面積機能を有すること、決定論手法とMVPコードの反応率分布計算結果を1%以内で一致させるには、鉄等の構造材核種と酸素の断面積変化を反映する高エネルギー領域を細かくした群構造を持つライブラリーを使用する必要がある事が明らかになった。また、次世代炉定数作成のため、NJOY97.V107コードを導入し、NJOY97.V107コードの前処理コードと後処理コードを作成して汎用炉定数作成システムを構築した。そして、この汎用炉定数作成システムを使用し、JENDL-3.2評価済核データを用い、70群の新JFS3ライブラリーを作成した。更に、この汎用炉定数作成システムの検証を行うため、新JFS3ライブラリーを使用し2次元RZ均質モデルによるZPPR-9炉心の核特性解析とZPPR-9炉心の非均質セル計算を決定論手法で実施した。同時に、MVPコードによる解析も実施した。両者の計算結果の比較から、PEACOモジュールによる共鳴断面積を用いる決定論手法は、ZPPR-9炉心の反応率分布およびNaボイド反応度計算精度を向上させることが明らかになった。そして、本研究で作成した新JFS3ライブラリーは、従来使用されてきたJFS3-J3.2ライブラリーと同程度の核特性計算性能を持つことが確認された。
