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Ho, H. Q.; 本多 友貴; 元山 瑞樹*; 濱本 真平; 石井 俊晃; 石塚 悦男
Applied Radiation and Isotopes, 135, p.12 - 18, 2018/05
被引用回数：7 パーセンタイル：58.07(Chemistry, Inorganic & Nuclear)The p-type spherical silicon solar cell is a candidate for future solar energy with low fabrication cost, however, its conversion efficiency is only about 10%. The conversion efficiency of a silicon solar cell can be increased by using n-type silicon semiconductor as a substrate. This study proposed a new method of neutron transmutation doping silicon (NTD-Si) for producing the n-type spherical solar cell, in which the Si-particles are irradiated directly instead of the cylinder Si-ingot as in the conventional NTD-Si. By using a screw, an identical resistivity could be achieved for the Si-particles without a complicated procedure as in the NTD with Si-ingot. Also, the reactivity and neutron flux swing could be kept to a minimum because of the continuous irradiation of the Si-particles. A high temperature engineering test reactor (HTTR), which is located in Japan, was used as a reference reactor in this study. Neutronic calculations showed that the HTTR has a capability to produce about 40 ton of 10 
cm resistivity Si-particles for fabrication of the n-type spherical solar cell.
笠原 清司; 今井 良行; 鈴木 孝一*; 岩月 仁; 寺田 敦彦; Yan, X.
Nuclear Engineering and Design, 329, p.213 - 222, 2018/04
被引用回数：21 パーセンタイル：91.03(Nuclear Science & Technology)原子力機構が開発を行っている商用高温ガス炉GTHTR300C(Gas Turbine High Temperature Reactor Cogeneration)を熱源とした、熱化学水素製造IS(iodine-sulfur)プロセスのフロー計算による概念設計を行った。水素製造効率を向上させる以下の革新的技術を提案し、プロセスに組み込んだ:ブンゼン反応排熱の硫酸フラッシュ濃縮への回収、硫酸濃縮塔頂からの硫酸溶液投入による硫酸留出の抑制、ヨウ化水素蒸留塔内でのヨウ素凝縮熱回収。熱物質収支計算により、GTHTR300Cからの170MWの熱によって約31,900Nm
/hの水素製造が見積もられた。革新的技術と、将来の研究開発により期待される高性能HI濃縮、分解器、熱交換器の採用によって、50.2%の水素製造効率の達成が見込まれた。
峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 飯島 北斗; 西谷 智博; 木村 秀明*; 小栗 第一郎*; et al.
Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13) (CD-ROM), 10 Pages, 2005/05
原研FELは最近新しく255フェムト秒極短パルス,6-9%高効率,1GWピーク出力,数kW平均出力,中赤外から遠赤外に渡る広い波長可変性を同時に実現する発振を発見した。この新しい発振とエネルギー回収リニアック技術を用いて、原子力産業,製薬,医学,防衛,造船,環境科学,宇宙ごみ処理,エネルギー伝送などの応用のために、われわれは10kWよりも高出力で25%よりも高効率な自由電子レーザーを実現できる。そのような波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルスFELを実現するために、われわれは原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELが必要である。われわれのFELに関する議論は、原子力発電所を廃炉するための非熱穿孔,切断,剥ぎ取り応用や原子力産業分野における応力腐食割れを防止することや産業用FELのロードマップ,原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELを含んでいる。
64チャンネル高位置分解能中性子イメージ検出器の検出特性坂佐井 馨; 片桐 政樹; 松林 政仁; Rhodes, N.*; Schoonveld, E.*
JAERI-Research 2004-020, 19 Pages, 2004/12
JAERI-Research-2004-020.pdf:4.57MB
ZnS:Ag/
LiFシンチレータと波長シフトファイバを用いた背面読み取り法により位置検出を行う6464チャンネル高位置分解能中性子イメージ検出器の検出特性を英国ラザフォードアップルトン研究所のISISにおいて測定した。その結果、ISISが実際に用いているApplied Scintillator Technology(AST)社製シンチレータを用いた場合、熱中性子に対して検出効率が24.5%であることがわかった。また、同時に
線感度を
Co線源を用いて測定した結果、710
counts/photonsであることがわかった。原研で開発したZnS:AgとLiFとの比が1.5:1としたシンチレータでは熱中性子に対して検出効率が14.5%とISISのものに対して約60%であることがわかった。検出効率については、1-1, 1-2, 2-1、及び2-2コインシデンス法についてそれぞれ評価した。本検出器による中性子イメージ特性は、原研CNRF施設を用いて評価した。直径2mmの穴のあいたCdコリメータを用いて測定した結果、明瞭なビームイメージが得られることがわかった。2-2コインシデンス法を用いた場合には、検出効率は下がるものの位置分解能が改善されることを確認した。
B
O
single-crystal absorber中村 龍也; 片桐 政樹; 浮辺 雅宏*; 池内 隆志*; 大久保 雅隆*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 520(1-3), p.67 - 69, 2004/03
被引用回数：28 パーセンタイル：84.49(Instruments & Instrumentation)LiBO単結晶上に製作した超伝導トンネル接合素子(STJ)により中性子を検出することに成功した。本検出器は、中性子核反応(Li+n
T+
+4.78MeV、あるいは、
B+n
Li++2.3MeV)の結果励起される多数のフォノンを単結晶表面に製作された超伝導トンネル接合素子により検出することで中性子を検出する。LBO単結晶は、中性子吸収断面積の大きいLi, Bから構成され、かつ、低原子番号の元素により構成されていることから、ほぼ100%に近い検出効率と低バックグランドが実現される。また、核反応の結果生じる二次粒子の飛程が短いため、直列接合型STJ素子、あるいは、STJアレイ群によりイメージング検出器を構成すると数ミクロン以下の高位置分解能も期待できる。われわれは上述の検出器を製作し、中性子検出に供することができることを実証した。さらに1.3mmの距離をおいて製作した二つのSTJ素子の波高相関測定から、中性子位置検出器としても動作可能であることを確認している。
峰原 英介
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.402 - 403, 2003/08
原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザーは、既に数年前に6%高効率,数百フェムト秒,数kW級高出力FEL光を生成することに成功していた。これをさらに高出力化することによって大規模非熱精密加工技術を開発する計画について以下に報告する。
峰原 英介
放射線と先端医療技術, p.135 - 142, 2003/06
自由電子レーザー(FEL)の医学応用は、特に超伝導高周波リニアックで駆動されるFELは小型,高効率,高出力,波長可変,極短パルス等々であることから極めて有望に見える。まず超伝導リニアックFELは概略説明され、そのすべての優れた特徴と近い将来のロードマップが議論される。最後に可能で有望なFELの重要応用が紹介され、特徴に関連して議論される。
峰原 英介
応用物理, 71(2), p.214 - 216, 2002/02
われわれは超伝導リニアックによるFELに着目して開発を進め、平成10年2月に当時世界最高出力の0.1kW(キロワット)を記録した。その2年後、電子銃,高周波源,光共振器等の改良により、電流値,パルス幅,電流密度が桁違いに改善され、変換効率も7%になり、出力は、2.34kWとそれぞれ世界最高の値を達成した。この発振では、従来の常電導リニアックより1000倍以上長い時間の電子ビームを発生させ、ピーク出力1ギガワット(GW)の赤外光(22ミクロン)を得た。この効率と出力の増加は、超伝導リニアックにより初めて実現された高密度電流高精度加速による新しい「高縮重度超放射」発振の発見によるもので、理論限界を大きく越える高い効率と3.4サイクル250fsの極短パルスが得られた。この極短パルス高出力自由電子レーザー技術を簡潔に解説する。
峰原 英介
原子力eye, 46(6), p.66 - 67, 2000/06
自由電子レーザー(FEL)は、原理的に短波長限界がなく、自由に波長を変えることができ、X線領域での発振が原理的に可能とされる。また発生熱が動作原理上速やかに系外に排出され、構成部品に熱損傷がない、このため同様に出力限界がなく高出力が可能である。さらに変換効率が高いと考えられている。原研では駆動源の損失をなくすために超伝導リニアックを導入した。超伝導リニアックは表面抵抗が非常に小さいので、高周波電力と同じビーム電力を容易に取り出せる。電子ビームの電流を増やしても損失は増えない。効率は冷凍機のため多くの電力が必要で効率が下がるが、高出力の制限にはならない。このような超伝導リニアックFELの平易な解説を行った。
渡辺 昇*; 勅使河原 誠*; 高田 弘; 中島 宏; 大山 幸夫; 永尾 忠司*; 甲斐 哲也; 池田 裕二郎; 小迫 和明*
Proc. of 14th Meeting of the Int. Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-14), 2, p.728 - 742, 1998/00
原研中性子科学研究計画における5MW核破砕中性子源の概念設計について詳細に報告する。まず中性子源施設の基本コンセプトの検討にはじまり、新しいターゲット・モデレータ・反射体システムの提案、新しい高性能冷モデレータの開発、ターゲット材料の選択及び形状の最適化、ターゲット・モデレータ結合の最適化、中性子強度及びパルス特性の性能評価、欧米の競争相手の性能との比較等を行い、原研計画における中性子源が、世界最高の性能を出し得ることを示した。また技術的に最も困難と予想される冷モデレータについて核発熱空間分布を計算し、その実現へ向けての開発研究に必要な知見を得た。すなわち、核発熱密度が極めて高く、ホットスポットでは20W/cmにも達すること、これを緩和するため、冷中性子源用モデレータにあってはプレモデレータ付とすることにより約1/3に熱負荷が軽減できるなど、多くの知見をもたらした。
渡辺 昇*; 勅使河原 誠*; 高田 弘; 中島 宏; 大山 幸夫; 永尾 忠司*; 甲斐 哲也; 小迫 和明*; 日野 竜太郎; 石倉 修一*; et al.
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Nuclear Applications of Accelerator Technology (AccApp'98), p.3 - 10, 1998/00
原研中性子科学研究計画の基幹施設である5MW核破砕中性子源の設計概念、新提案、最適化、技術的問題点、その解決に向けてのR&D、予想される性能及びその建設の正統性に関する論議等について報告する。本計画では世界最高性能の核破砕パルス中性子源を目指すもので、その実現にはまず優れたコンセプトが不可欠であり、筆者等は広範囲の予備研究の後、ターゲット・減速材・反射体系に新しいコンセプトを提案した。このコンセプトに基づいて広範囲の最適化研究を行い、中性子ビーム強度、パルス特性において世界最高の性能が得られることを示した。またこれに付随する重要な技術的・工学的問題を整理し、その解決に向けてのR&Dについて、一定の道筋を示した。
田中 進; 今村 峯雄*
原子核研究, 41(3), p.13 - 20, 1996/06
直径59.4mm、長さ56.8mmの同軸型高純度Ge検出器(ORTEC社製GEM-30185型)のガンマ線スペクトル検出特性を実験的に求めた。実測した結果は、1)点状標準線源、ディスク状線源(29mm
)及び平板状線源(3333mm
)のピーク検出効率、2)ピーク・トータル比、3)薄い試料の自己吸収補正用の減衰係数補正値である。
竹田 武司*; 田所 啓弘; 安川 茂
JAERI-M 90-082, 44 Pages, 1990/05
本報告書は、高温ガス炉の核熱利用による水蒸気改質プロセスの低温稼動の可能性について計算コードHIGHTEXを使用して解析した研究成果をまとめたものである。本研究においては、水蒸気改質反応と水性ガス交換反応による水素製造プロセスの熱物質収支を含めた総合的な検討を行い、その際、水素製造能力は商用規模20000(Nm/hr)とした。解析の結果、低温水蒸気改質反応において生じる製品収率の低下はプロセスガス入口圧力を下げ、スチーム・カーボン比を高くすることで補えることがわかった。また、蒸気タービンの抽気蒸気を利用して原料ガスを予熱する水素製造プロセスの核熱熱量原単位およびプラント熱効率は高温ケースに対しそれぞれ0.91(Mcal/Nm)、92.4(%)、低温ケースに対し0.92(Mcal/Nm)、92.0(%)との試算結果を得た。
山口 誠哉; 大山 幸夫; 中村 知夫; 前川 洋
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 254, p.413 - 418, 1987/00
被引用回数：20 パーセンタイル：86.94(Instruments & Instrumentation)中性子・ガンマ線混在場における、Li,Liガラス・シンチレータの応答の差を利用して、Liによるトリチウム生成率を測定する方法を開発した。本方法の特長は、(1)高感度である、従って重照射を必要としない。(2)オンラインで測定できる。(3)位置分解能が良い、ことである。両シンチレータの利得およびガンマ線検出効率の差を調整することにより、精度良くトリチウム生成率を測定することができた。本方法を、ブランケット・ベンチマーク実験に適用し、液体シンチレータ法の結果と比較した結果、誤差の範囲で一致した。
山口 誠哉; 大山 幸夫; 中村 知夫; 前川 洋
JAERI-M 85-086, 40 Pages, 1985/07
核融合炉中性子工学実験への適用を目的とし、Li、Liガラス・シンチレー夕を用い、Liによるトリチウム生成率を測定する方法を開発した。本方法の利点は、(1)感度が高いので、重照射を必要とせず、(2)オンラインで測定できることである。
線パックグランドは、両シンチレータの波高分布を差し引くことにより除いた。差引の際に必要となる、両シンチレ一タの線検出効率比は、測定により決定した。Li(n,n'd)
He反応等の競合反応の寄与については、運動学的解析による評価を行なった。また、自己遮蔽効果、および、粒子・トリトンの逃げの割合についても検討を加えた。本方法を、D-T中性子場に置いた核融合炉ブランケット模擬体系内におけるTPR分布測定に応用し、測定されたTPR分布を中性子輸送計算の結果と比較検討した結果、本方法が、核融合炉中性子工学実験において有効であることが実証された。
