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畑 浩二*; 丹生屋 純夫*; 青柳 和平; 宮良 信勝*
Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 16(2), p.365 - 378, 2024/02
山岳トンネルや地下備蓄基地などの地下空洞の掘削時には、応力再配分の影響により空洞周辺岩盤に損傷が生じる。このような領域では、亀裂や不連続面が発生することから、発生に伴う振動(アコースティックエミッション、AE)が生じる。本研究では、長期的な立坑周辺岩盤のモニタリングのために、光ファイバー式のAEセンサー,間隙水圧計を1つのボーリング孔に設置できるプローブを開発した。計測の結果、立坑掘削に伴ってAEの発生数が顕著となり、さらに立坑壁面から1.5mの範囲で2から4桁の透水係数の増大を確認した。さらに、数値解析の結果、間隙水圧変化と割れ目の発達領域を適切に再現できた。これらの結果を踏まえ、立坑周辺の掘削損傷領域の概念モデルを構築した。なお、この成果は、高レベル放射性廃棄物処分時の安全評価の信頼性の向上に資するものである。
廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2022-065, 111 Pages, 2023/03
JAEA-Review-2022-065.pdf:6.8MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度に採択された「アルファダストの検出を目指した超高位置分解能イメージング装置の開発」の平成30年度から令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和3年度が最終年度となるため4年度分の成果を取りまとめた。本研究は、スミヤろ紙上に付着するより細かい
線核種を含む微細なダストの詳細な分布を可視化することを可能にする技術の開発を目的の1つとする。この目的を満たすためには、これまでの研究から、シンチレータ信号の効率化と、発光した信号の収集効率の向上が必要であり、その工夫を行い、位置分解能10
m以下を達成することができた。これらの研究課題の過程で、新たなシンチレータ材料の創成が期待でき、上記のダストモニタのみならず、多くの応用が期待できた。特に当該研究に関連して、非常に高い線量率場における線量率の分布を、光ファイバーを用いて測定できるかもしれないとの着想を得た。そこで、光ファイバーを用いた高線量率モニタの実証についても、最大数kSv/h程度の線量率下の環境で実施することができた。
池田 裕二*; Soriano, J. K.*; 大場 弘則; 若井田 育夫
Scientific Reports (Internet), 13, p.4828_1 - 4828_9, 2023/03
被引用回数：6 パーセンタイル：98.68(Multidisciplinary Sciences)We report on the analysis of pure Gd oxide and its detection when mixed in surrogate nuclear debris using microwave-enhanced fiber-coupled micro-laser-induced breakdown spectroscopy. The target application is remote analysis of nuclear debris containing U inside the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. The surrogate nuclear debris used in this study contained Gd, Ce, Zr and Fe. The sample was ablated by microchip-laser under atmospheric pressure conditions while a helical antenna propagated 2.45 GHz 1.0 kW microwaves for 1.0 ms into the laser ablation plume. The results showed that microwave-induced plasma expansion led to enhanced emission signals of Gd I, Zr I, Fe I, Ce I, and Ce II. Microwave irradiation enhanced the standard deviations of the Gd and Ce emissions and lowered the detection limit of Gd by 60%.
新井 陽介*; 黒田 健太*; 野本 拓也*; Tin, Z. H.*; 櫻木 俊輔*; Bareille, C.*; 明比 俊太朗*; 黒川 輝風*; 木下 雄斗*; Zhang, W.-L.*; et al.
Nature Materials, 21(4), p.410 - 415, 2022/04
被引用回数：7 パーセンタイル：77.62(Chemistry, Physical)Low-energy electronic structures of CeSb which shows multiple phase transitions known as devil's staircase were examined by combination of laser angle-resolved photoemission, Raman and neutron scattering spectroscopies. A new type of electron-boson coupling between the mobile electrons and quadrupole CEF-excitations of the 4f orbitals was found. The coupling is exceedingly strong and exhibits anomalous step-like enhancement during the devil's staircase transition, unveiling a new type of quasiparticle, named multipole polaron.
廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2021-044, 58 Pages, 2022/01
JAEA-Review-2021-044.pdf:3.53MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度に採択された「アルファダストの検出を目指した超高位置分解能イメージング装置の開発」の令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究では、廃炉のある段階から作業員が実際に炉内に立ち入る際に、体内被曝の影響が指摘されるアルファ線を放出する核種を含むダストやデブリについての、形状や核種を観測するための装置や素材の開発を目的としている。さらに、作業員が立ち入る前の高線量率場での分布測定についても計測するための装置や素材についても、その開発を目的とする。令和2年度には、これらの目的に対して、前者は撮像カメラ、エネルギー測定部位、および、それらを統合したシステム開発と実証を行うことができた。また、後者についても、令和元年度に引き続き、新しい赤色・近赤外発光シンチレータ材料の開発と実証試験を行うことができた。
黒田 健太*; 新井 陽介*; Rezaei, N.*; 國定 聡*; 櫻木 俊輔*; Alaei, M.*; 木下 雄斗*; Bareille, C.*; 野口 亮*; 中山 充大*; et al.
Nature Communications (Internet), 11, p.2888_1 - 2888_9, 2020/06
被引用回数：20 パーセンタイル：75.49(Multidisciplinary Sciences)Solids with competing interactions often undergo complex phase transitions. Among them, CeSb is the most famous material where a number of the distinct magnetic phases called devil's staircase appear. We observed the electronic structure evolution across the devil's staircase transitions using bulk-sensitive angle-resolved photoemission spectroscopy.
廃炉国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2019-038, 57 Pages, 2020/03
JAEA-Review-2019-038.pdf:4.6MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度「アルファダストの検出を目指した超高位置分解能イメージング装置の開発」について取りまとめたものである。本研究は、デブリ取り出し時に発生するダストの挙動解明をめざし、アルファ線を新規シンチレータで可視光に変え、レンズとSi-半導体カメラ(CMOSカメラ)による超高解像度(10m以下)イメージングと、スペクトルのアンフォールディングによる核種判別を可能とするシステムを試作し、日本原子力研究開発機構のPu燃(ダストサンプラー)で実証試験を実施する。CMOSカメラの感度が高い発光波長をもち、かつ高発光のシンチレータの開発と高純度化、および、単結晶以外の形状での開発が鍵となる。
中村 詔司; 北谷 文人; 木村 敦; 上原 章寛*; 藤井 俊行*
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(6), p.493 - 502, 2019/06
被引用回数：5 パーセンタイル：48.99(Nuclear Science & Technology)放射化法により
Np(n,
)
Np反応の熱中性子捕獲断面積(
)及び共鳴積分(I
)を測定した。Npの0.489eVにある第一共鳴に注意を払い、カドミウム差法において、ガドリニウムフィルタを用いて、カットオフエネルギーを0.133eVに設定してを測定した。ネプツニウム237試料を、京都大学複合原子力科学研究所の研究炉にて照射した。照射位置における熱中性子束、及び熱外ウェストコット因子を決定するために、金合金線モニタ、及びコバルト合金線モニタも一緒に照射した。照射したネプツニウム237試料及びモニタ試料の生成放射能を、ガンマ線分光により測定した。ウェストコットの理論に基づき、とIを、それぞれと186.9
6.2 barn、及び100990 barnと導出した。
山本 昌彦; Do, V. K.; 田口 茂郎; 久野 剛彦; 高村 禅*
Spectrochimica Acta, Part B, 155, p.134 - 140, 2019/05
被引用回数：5 パーセンタイル：41.96(Spectroscopy)本研究では、発光分光分析装置の小型化に有効な液体電極プラズマに着目し、これに基づく発光分光分析法(LEP-OES)によりテクネチウム(Tc)の発光スペクトルについて調査した。その結果、200-500nmの波長範囲において合計52本のピークを確認し、全てTcの中性原子線とイオン線に帰属された。最も発光強度の高いピークは、254.3nm, 261.0nm, 264.7nmで確認された。模擬試料を用いて、高放射性廃液中に共存する成分による分光干渉の影響を評価した結果、264.7nmのピークでは干渉なく測定できることがわかった。そこで、264.7nmのピークを用いて分析性能を評価した結果、検出限界値は1.9mg/L、Tc標準試料(12.0mg/L)の繰り返し測定時の相対標準偏差は3.8%(N=5, 1
)であった。
Am-Li sources星 勝也; 西野 翔; 吉田 忠義; 辻村 憲雄
JPS Conference Proceedings (Internet), 24, p.011020_1 - 011020_6, 2019/01
核物質査察用装置に内蔵されていたAmLi線源を校正用線源として利用することを検討した。中性子放出率を決定するために可搬型ロングカウンタを用いてフルエンスの角度分布を取得した。中性子放出率は1.00
10
n/s (4.1% (
=2)) (2015年10月23日時点)と決定された。また、ボナー球スペクトロメータを用いたエネルギースペクトル測定によって、線源から1.0mの周辺線量当量率は、7.5Sv/hと決定された。
Do, V. K.; 山本 昌彦; 田口 茂郎; 高村 禅*; 駿河谷 直樹; 久野 剛彦
Talanta, 183, p.283 - 289, 2018/06
被引用回数：10 パーセンタイル：39.53(Chemistry, Analytical)本件では、新規の分析法である液体電極プラズマ発光分光分析法による、高レベル放射性廃液中のCs元素濃度の分析技術を開発した。その結果、検出限界値及び定量下限値はそれぞれ0.005mg/L、0.02mg/Lであり、東海再処理施設から採取した高レベル放射性廃液の分析に適用し良好な結果が得られた。
黒田 健太*; 越智 正之*; 鈴木 博之*; 平山 元昭*; 中山 充大*; 野口 亮*; Bareille, C.*; 明比 俊太朗*; 國定 聡*; 室 隆桂之*; et al.
Physical Review Letters, 120(8), p.086402_1 - 086402_6, 2018/02
被引用回数：50 パーセンタイル：91.96(Physics, Multidisciplinary)We use bulk-sensitive soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy and investigate bulk electronic structures of Ce monopnictides (CeX; X=P, As, Sb and Bi). By exploiting a paradigmatic study of the band structures as a function of their spin-orbit coupling (SOC), we draw the topological phase diagram of CeX and unambiguously reveal the topological phase transition from a trivial to a nontrivial regime in going from CeP to CeBi induced by the band inversion.
emission reduction goal in 2050上地 優; 鈴木 孝一*; Yan, X.
JAEA-Technology 2016-010, 24 Pages, 2016/07
JAEA-Technology-2016-010.pdf:1.05MB
我が国では、地球温暖化対策の一環として、2030年までに26%、2050年までに80%の二酸化炭素(CO)排出量の削減を目標として掲げている。これを達成するためには、省エネやコージェネレーション、COフリーエネルギーの導入など、様々な対策を実施する必要がある。原子力機構では、水素製造や蒸気供給、海水淡水化など、発電のみならず多様な熱利用が可能な高温ガス炉に関する研究を進めており、これまでに実用高温ガス炉の基本設計であるGTHTR300Cを提案している。本稿では、我が国のCO排出量削減に係る高温ガス炉のポテンシャルを明らかにするため、国内での水素利用、熱供給ならびに海外での水素供給、淡水供給によるCO削減量を算出した。その結果、国内では、年間2.07億トンのCO削減、海外では、年間2.10億トンのカーボンオフセットが見込まれる。これは、2050年のCO削減目標である9.13億トンの45.7%に相当し、高温ガス炉がCO排出量削減への高いポテンシャルを有することを明らかにした。
吉田 健祐*; 藤岡 慎介*; 東口 武史*; 鵜篭 照之*; 田中 のぞみ*; 川崎 将人*; 鈴木 悠平*; 鈴木 千尋*; 富田 健太郎*; 廣瀬 僚一*; et al.
Applied Physics Letters, 106(12), p.121109_1 - 121109_5, 2015/03
被引用回数：10 パーセンタイル：38.07(Physics, Applied)We present a benchmark measurement of the electron density profile in the region where the electron density is 10
cm
and where the bulk of extreme ultraviolet (EUV) emission occurs from isotropically expanding spherical high-Z gadolinium plasmas. It was found that, due to opacity effects, the observed EUV emission is mostly produced from an underdense region. We have analyzed time-resolved emission spectra with the aid of atomic structure calculations, and find that while the multiple ion charge states around 18+ during the laser pulse irradiation.
山本 風海; 芝田 健男*; 荻原 徳男; 金正 倫計
Vacuum, 81(6), p.788 - 792, 2007/02
被引用回数：13 パーセンタイル：46.87(Materials Science, Multidisciplinary)J-PARC計画3GeVシンクロトロン(RCS)は1MWという大強度のビームを中性子ターゲット及び50GeVシンクロトロンに供給する。RCSは25Hzという早い繰り返しで運転されるため、その変動磁場によって引き起こされるエディー電流に注意しなければならない。そのため、われわれはマグネット内に置く真空容器の材料を金属ではなくセラミックとしている。しかし、セラミックの二次電子放出率は金属と比べて高く、ビーム不安定性を引き起こす可能性がある。また、RCS内にはビームロスを局所化するコリメータを配置するが、ここから出てくる放射線も二次電子の発生源となる。これらの影響を低減するために、TiNコーティングが検討されている。今回はこのTiNコーティングの条件を変えて二次電子放出量を測定した。また、より二次電子放出係数の低いコーティングとしてダイヤモンドライクカーボンコーティングに関しても試験を行った。
Au surfaces with a hyperthermal O molecular beam岡田 美智雄*; 盛谷 浩右; 福山 哲也*; 水谷 啓慶*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*
Surface Science, 600(18), p.4228 - 4232, 2006/09
被引用回数：20 パーセンタイル：64.46(Chemistry, Physical)CuAu(100)表面での超熱酸素分子ビームの解離吸着を放射光光電子分光で調べた。CuAu表面での酸素吸着曲線をCuのそれと比較すると酸素分子の解離吸着がより活性障壁を持つ、すなわち、低反応性であることがわかった。低エネルギー電子線回折像(LEED)は清浄表面でC(22)であるが、超熱酸素分子ビームによる酸化によって11パターンに変化した。これは酸素の吸着で表面にCuが析出したためと解釈されている。
film formed by a hyperthermal O-atom beam at room temperature田川 雅人*; 十河 千恵*; 横田 久美子*; 鉢上 隼介; 吉越 章隆; 寺岡 有殿
Japanese Journal of Applied Physics, 44(12), p.8300 - 8304, 2005/12
被引用回数：5 パーセンタイル：21.82(Physics, Applied)神戸大学が持つ酸素原子ビーム装置を用いてSi(001)基板上に室温で作製したシリコン酸化膜をSPring-8の原研軟X線ビームラインで光電子分光解析した。酸素原子ビームで作製したシリコン酸化膜では通常の熱酸化膜に比べてサブオキサイドが少ないことが明らかになった。
emission spectroscopy of layered manganate La
Sr
MnO
安居院 あかね; K
mbre, T.*; S
the, C.*; Nordgren, J.*; 薄田 学; 齋藤 智彦*; 守友 治*
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.589 - 592, 2005/06
被引用回数：1 パーセンタイル：5.68(Spectroscopy)ペロプスカイト型層状マンガン酸化物LaSrMnOについてO K吸収端近傍で軟X線吸収分光実験及び共鳴発光分光実験を行った。吸収スペクトルはこれまでのペロプスカイト型マンガン酸化物のスペクトルを再現した。発光分光スペクトルは異なる化学状態の酸素2pの状態密度を反映し、ローカルデンシティアプロキシメーション法によるバンド計算の結果との比較によって説明された。
Nath, K. G.; 下山 巖; 関口 哲弘; 馬場 祐治
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.323 - 326, 2005/06
被引用回数：5 パーセンタイル：27.35(Spectroscopy)放射光を使った光電子分光法とX線吸収分光法を用い、ポリジメチルシランポリマー{PDMS, [Si(CH)]
}の電子状態と分子配向に対するレーザー加熱による効果を調べた。試料は高配向焼結グラファイト基板上にPDMS粉末を担持したものである。Si 1s励起のX線光電子分光測定及びSi-1s X線吸収端微細構造(NEXAFS)測定ともにアニーリングにより電子状態変化が起こるという結果が得られた。さらに角度依存NEXAFS測定を行った。その結果、アニーリング前には分子鎖はランダム配向であったのに対し、アニーリングにより生成した薄膜には強いSi-Si分子鎖配向が生じるという現象が見いだされた。
小浦 寛之
RIKEN Accelerator Progress Report, Vol.38, P. 9, 2005/05
重・超重核領域における崩壊様式について、特に陽子放出部分半減期について計算を行い、他の崩壊様式との競合について議論した。陽子放出部分半減期についてはわれわれが開発した単一陽子ポテンシャル及び質量公式を用い、1次元WKB法により推定した。こうして求めた部分半減期は既知核種の実験値と比べて100倍
1/100程度の精度で再現し、崩壊など他の崩壊予測理論と同程度の結果となった。これらの計算した結果を同時に研究を進めている崩壊,
崩壊,自発核分裂半減期を考慮した崩壊分岐比計算に取り入れ、超重未知核種に適用した。結果は、中性子魔法数
近傍の陽子過剰未知核種領域に陽子放出が優勢な核種が存在し得る可能性を見いだした。一方、
付近の陽子過剰未知核種領域に関しては自発核分裂半減期が非常に短く、陽子放出はほとんど見いだせないであろうという結果となった。
