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核燃料教材作成タスクフォース
JAEA-Review 2020-007, 165 Pages, 2020/07
JAEA-Review-2020-007.pdf:6.63MB
原子力科学研究所では、核燃料物質を取り扱う者の技術力の向上を目的に、核燃料取扱主任者免状を有する若手及び中堅職員で構成する核燃料教材作成タスクフォースを組織して、核燃料物質を安全に取り扱うために必要な基礎知識をまとめた。本報告書では、主に、ウラン及びプルトニウムを対象とし、核燃料物質の核的性質, 物理的・化学的性質、及び核燃料物質が物質や人体に与える影響について、基礎的なことも含めて記載した。また、核燃料物質の取扱いを安全に実施するための基礎的事項として、フード及びグローブボックスにおける取扱い、貯蔵及び輸送における注意事項、放射性廃棄物管理、放射線管理、ならびに異常時の措置などについて記載した。さらに、過去の事故・トラブルから学ぶために、国内外の核燃料物質取扱施設における事故事例をまとめた。
津田 修一; 斎藤 公明
Journal of Environmental Radioactivity, 166(Part 3), p.419 - 426, 2017/01
被引用回数：27 パーセンタイル：66.63(Environmental Sciences)東京電力福島第一原子力発電所事故後、福島県をはじめ東日本の広域において、環境中の空間線量率測定等が継続して実施されている。測定には、原子力発電所等で利用されるサーベイメータ等の測定器が使用され、それらは基準校正場と呼ばれる既知の放射線場において、一方向からの照射条件で線量の校正が行われている。しかし一般に、測定器は入射する放射線の方向によって異なる感度を有し、実際の環境中では、放射線は様々な方向から測定器に入射する。そこで本研究では、通常よく用いられるNaI(Tl)およびCsI(Tl)シンチレーション式測定器で得られる線量の光子入射方向依存性を評価するために、ほぼ無限に広がった地面に放射性核種が存在する環境をPHITSコード上で再現し、周辺線量当量に対する環境測定用のスペクトル-線量変換演算子(G(E)関数)を導出した。その結果、通常よく用いられるシンチレーション式測定器は、単色エネルギー光子の場合、線量を最大で約40%過大評価する可能性のあるものの、実際の環境中では+20%以内で環境線源に対する線量を再現することを明らかにした。
adsorption and SiO desorption by incident energy of O molecules in the O/Si(001) surface reaction system寺岡 有殿; 吉越 章隆; 盛谷 浩右
Atomic Collision Research in Japan, No.29, p.68 - 70, 2003/00
Si(001)表面の酸素分子による酸化反応には酸化膜の形成とSiO分子の脱離の二つの反応様式がある。われわれは酸素分子の並進運動エネルギーを変化させることによって、二つの反応様式を選択できることを見いだした。それに関する2002年の研究について報告する。
分子ビームで誘起されるSi(001)室温酸化の反応ダイナミクス寺岡 有殿; 吉越 章隆
表面科学, 23(9), p.553 - 561, 2002/09
超音速O分子ビームと放射光光電子分光法を用いて、清浄及び水吸着Si(001)表面で起こるO分子の解離吸着に対するポテンシャルエネルギー障壁を調べた。両Si(001)表面の酸素飽和吸着量をO分子の並進運動エネルギーの関数として計測した。飽和量は両表面ともに入射エネルギーに依存して増加した。特に水吸着面の酸化では2つのエネルギーしきい値が観測された。清浄表面を第一のしきい値以下のエネルギーを持つOガスで酸化して得た飽和吸着面のSi-2p光電子スペクトルからシリコンダイマーのバックボンドに酸素が侵入するが、水吸着面では1.0eV以上の入射エネルギーでO分子が攻撃しなければダイマーはそのバックボンドが酸化されないということがわかった。このことから清浄表面ではダングリングボンド経由の吸着反応経路が開けるが、水吸着面ではHとOH終端のために酸化が抑制され1.0eVを越えるエネルギーが必要である。
reaction dynamics with Si(001) surfaces as observed by synchrotron radiation photoemission spectroscopy寺岡 有殿; 吉越 章隆
Atomic Collision Research in Japan, No.28, p.97 - 99, 2002/00
入射分子の並進運動エネルギーは表面反応の誘起にとって重要な因子である。われわれは超音速シード分子線技術と高エネルギー分解能光電子分光法をシリコンの初期酸化反応の解析に適用した。われわれは水吸着Si(001)表面では飽和吸着酸素量が酸素分子の並進運動エネルギーに依存して変化することを既に見出している。二つのポテンシャルエネルギー障壁が第一原理計算結果に対応して確認されている。清浄Si(001)表面で如何なる依存性を示すのかを確認する必要がある。そこで清浄Si(001)表面上での酸素分子の解離吸着の並進運動エネルギー依存性がSi-2pとO-1sに対する光電子分光を用いて調べられ、入射エネルギーがどのように極薄酸化膜の形成に影響を与えるかが明らかにされた。
incident energy for initial sticking probability and product SiO desorption rate on Si(001) surfaces寺岡 有殿; 吉越 章隆
Proceedings of 3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '01 (ALC '01), p.341 - 344, 2001/11
Si(001)表面とO分子の表面反応においては、室温でO分子の解離吸着が起こり表面が酸化される(パッシブ酸化)。一方、表面温度がおおむね700
以上では酸化反応生成物としてSiO分子が熱脱離して表面に酸素は残らない。今回はO分子の初期吸着確率の入射エネルギー依存性とSiO脱離速度の入射エネルギー及び表面温度依存性を測定した。前者は酸素カバレッジのup-take曲線の一次微分から求めた。後者の実験には同位体
Oを用いてSiO(m/e=46)を検出することによりCOバックグラウンドの影響のない高精度の測定ができた。これらにより初期吸着確率が0.3eVに極小点を持つことやSiO生成温度の下限が入射エネルギーに依存するなどの新しい知見を得た。初期吸着には前駆体経由過程と直接解離過程があることが見いだされた。
野口 正安*; 小峰 隆志*; 上沖 寛; 松本 幹雄*
Radioisotopes, 50(7), p.301 - 307, 2001/07
標準面線源を用いてGe半導体検出器からの距離を変数とする面線源に対するピーク効率を求め、それを積分することによって任意の厚さと媒体の容積線源に対するピーク効率を計算する方法を検討した。従来の標準容積線源を用いる方法に比べて、この方法の長所は次のとおりである。正確な位置(高さ)決めと高い均一性のためピーク効率の精度が高い。一個の標準面線源を用いて、任意の媒体の容積試料に適用できる。また、線源の保管と廃棄が容易であり、かつ、経費があまりかからない。なお、容積線源におけるサム効果の補正に関する問題点が明らかになった。
永井 晴康; 古野 朗子; 寺田 宏明; 梅山 信昭; 山澤 弘実; 茅野 政道
JAERI-Research 2001-012, 28 Pages, 2001/03
JAERI-Research-2001-012.pdf:1.77MB
原研では、原子力事故時に放射性物質の大気拡散をリアルタイムで予測するために開発した計算システムSPEEDIとWSPEEDIを基盤に、さまざまな環境汚染に対応できるような環境中物質循環予測研究を推進している。今回、その一環として三宅島火山性ガスの広域拡散シミュレーションを行っている。2000年8月28日の関東西部での三宅島の火山性ガスによる異臭騒ぎ以降、現在まで、以下のような火山性ガスの広域拡散シミュレーションを行ってきた。(1) 8月28日に火山性ガスが高濃度のまま関東地方西部に到達するメカニズムの解明と放出量の推定。(2) 9月13日の東海、関西地域における異臭騒ぎでの火山ガスの到達メカニズムの解明。(3) 東海、関東地区を対象に気象データ収集から図形出力まで自動化した定常的な拡散予測を継続。本報告は、上記の一連の活動をまとめたものである。
奥野 浩; 藤根 幸雄; 朝倉 俊英; 村崎 穣*; 小山 智造*; 榊原 哲朗*; 柴田 淳広*
JAERI-Research 99-027, 37 Pages, 1999/03
JAERI-Research-99-027.pdf:1.82MB
高速増殖炉燃焼燃料の再処理に当たり、溶解液からウランのみを回収し、後段の処理量の低減化を図る考え方がある。この目的で、晶析法の適用が検討されている。この報告書では、晶析法導入に伴う安全問題について検討した。まず再処理工程全体における晶析の位置付けを明確にし、処理規模及び対象燃料を規定した。次に、安全上問題となりうる臨界、遮蔽、火災・爆発、閉じ込め機能喪失についての可能性、及び留意しておくべき起因事象を検討した。このうち臨界に関して、晶析工程の臨界安全管理例について検討した。特に晶析装置については、平常時及び事故時に分けて評価モデルを設定し、評価の参考となるデータを臨界安全ハンドブックから抽出した。評価上重要な基本データである硝酸プルトニウムの理論密度は、最新のデータに基づき独自に推算した。これらの情報に基づき、晶析装置の核的制限値を算出した。
荒木 政則; 佐藤 和義; 鈴木 哲; 秋場 真人
Fusion Technology, 29, p.519 - 528, 1996/07
核融合実験炉用ダイバータ等の高熱流束受熱機器は、片面から高い熱負荷を受けるものであり、安定に除去することが必要である。このため、冷却管内面にネジを切り伝熱促進効果を持たせたスクリュー管を開発した。本管は、スワール管やハイパーベーパートロン等の冷却構造に比べ製作性に優れた構造であることを特徴としており、その限界性能を明らかにするために、片面強加熱条件下における限界熱流束実験を行った。この結果、スクリュー管は平滑円管に比べ、一定の流束下で約1.5倍、また、一定のポンプ動力下で約1.7倍の入射限界熱流束を持つことが明らかとなった。この性能は、同時に実施したスワール管の限界性能に匹敵するものであり、製作性の観点から、ダイバータ等のプラズマ対向機器用冷却構造として有望である。
小手川 洋*
JAERI-Data/Code 96-020, 45 Pages, 1996/06
JAERI-Data-Code-96-020.pdf:1.1MB
100MeVから10GeVまでの高エネルギー陽子入射による、陽子完全静止距離を有する、C、Cu、U-238標的中で発生する体積線源中性子に対して、普通コンクリートと鉄の遮蔽体を通過した中性子と2次
線の線量当量を計算出来る点減衰核積分計算コードPKN-HP及びそのためのデータライブラリーを作成した。典型的な加速器施設の遮蔽体系についてのPKN-HPコードの計算結果を、他の簡易計算法による計算結果及び実験結果と比較することで、コードの有用性を検証した。
浅野 芳裕; 杉田 武志*
JAERI-Research 96-001, 164 Pages, 1996/01
JAERI-Research-96-001.pdf:5.03MB
ペンシルビーム状で、かつ斜入射の場合、および等方放射の場合の再生効果を鉛遮蔽について、モンテカルロ電磁力カスケードコードEGS4で計算し、グラフおよび表にまとめた。また、垂直一様入射の場合の再生係数を表わすのに使用されるGP法と比較し、入射角度が小さい場合は5mfPの範囲内で、それ以外では、10mfPの範囲内で良い一致をみた。検出器のサイズが再生効果に及ぼす影響についても検討した。これらの結果、放射光遮蔽計算で有効である点減衰核法にGP法で得られる再生係数を用いても良いことを確認した。
安濃田 良成; 中村 秀夫; 渡辺 正; 平野 雅司; 久木田 豊
Int. Conf. on New Trends in Nuclear System Thermohydraulics,Vol. 1, 0, p.539 - 545, 1994/00
美浜2号機蒸気発生器伝熱管損傷事象について実験および解析によるシミュレーションを行った。実験は、実炉の1/21モデルの実験装置であるLSTFを用い、解析は、RELAP5/MOD2コードとTRAC-PF1/MOD1コードを用いた。シミュレーションの目的は、事故時の熱水力現象を詳細に調べることである。実験と解析を同時に行い、相互に結果を比較することによって、現象の理解が深まるとともに、それぞれの模擬の限界を明らかにすることが可能となる。実験および解析結果は、実炉における事故時の詳細挙動の評価に役立った。他方、非平衡現象やスクールに依存する現象に関しては、実験および解析の模擬性に限界があることが明らかとなった。実験と解析の組合わせによる安全評価の手法が、最も有効かつ信頼性の高い方法であることを再確認した。
W.Shu*; 奥野 健二; 林 安徳*
JAERI-M 93-043, 62 Pages, 1993/03
定常状態でのイオン注入による透過過程の律速についての一般的なモデルを提出した。このモデルでは、入射飛程を考慮し、はっきりした物理的な意味のあるパラメータを導入して、定常状態でのイオン注入による透過過程の律速を識別しようとした。このモデルにより、透過過程の律速は、入射フラックス、試料の厚み、入射飛程、入射側と裏側との拡散係数と再結合係数に依存する。イオン注入法により、純鉄とFe-Ti合金および純モリブデルにおける重水素の透過挙動を調べた。透過スパイクと透過過程の律速および透過量に及ぼす入射エネルギーの影響を議論した。
渡辺 正; M.Wang*; 久木田 豊
JAERI-M 93-039, 26 Pages, 1993/03
ROSA-IV/LSTFを用いて行われた蒸気発生器伝熱管損傷事象(SGTR)に関する安全解析の想定条件にほぼ沿った実験(実験番号SB-SG-07)の解析を、RELAP5/MOD2コードを用いて行い、SGTR事象に特徴的な現象に対するコードの予測性能の評価を行った。解析結果は実験における重要なパラメータの変化を良好に再現した。ただし、本解析では破断ライン内流体初期温度をホットレグ流体温度より低く設定したところ、破断流量は破断直後やや過大評価された。また、加圧器逃し弁(PORV)開による1次系減圧時の加圧器水位の上昇は過小評価され、PORV閉後の1次系圧力上昇は過大評価された。RELAP5/MOD2を用いたSGTR事象解析によって、水平層状流の判定基準、垂直層状流の界面熱伝達モデルなどの問題点が明らかとなった。
神野 郁夫; 池添 博; 大槻 勤*; 林 修平*; 金沢 哲*; 木村 逸郎*
Journal of Nuclear Science and Technology, 28(6), p.582 - 584, 1991/06
シリコン表面障壁型半導体検出器(SSB)の残余損失について、101.7MeVおよび133.9MeVの
Niイオン、129.8MeVの
Iイオンを用いて実験を行った。133.9MeVのNiイオンについては、SSBへの入射角度を0、30、45、60度と変化させて、残余損失の入射角度依存性を研究した。使用したSSBの比抵抗は、362
cm、1500cmおよび2100cmであった。実験結果は、誘電体効果モデルで解析された。(Iおよび101.7MeVのNiイオンについては、入射角度0度のみ測定した)解析の結果、角度を持って入射したイオンの場合、プラズマ柱の長さが射影された長さ、プラズマ柱内部の電子・正孔対密度が余弦の逆数倍された密度を見做すことにより、よく理解されることがわかった。
山田 礼司; 曽根 和穂
Journal of Nuclear Materials, 116, p.200 - 205, 1983/00
被引用回数：32 パーセンタイル：92.76(Materials Science, Multidisciplinary)先の我々の実験により、黒鉛の化学スパッタリング収率は1keV水素イオンに対して最大値を取り、原子状水素は水素イオンの化学スパッタリング収率を位減化しない、ということが明らかにされた。本論文では、上記の実験事実を説明するモデルを提案した。そのモデルでは、入射イオンエネルギーが与える材料の照射損傷と、入射イオンの反射が考慮されており、水素イオン電流密度に依らずに、収率が1keV付近で最大となることが説明できる。一方、原子状水素による黒鉛の損耗率が評価され、エネルギー水素イオンの同時照射の場合、その値は0.03以上と見積ることが出来る。その結果、水素イオンによる表面損傷が原子状水素の損耗率を大きくしていることを示している。 ここで得られた2つの結果は、入射エネルギーイオンによる表面損傷が黒鉛での水素によるメタン生成に大きな影響を与えていることを示している。
寺田 博海; 片桐 政樹; 若山 直昭
日本原子力学会誌, 23(10), p.762 - 771, 1981/00
被引用回数：1 パーセンタイル：24.39(Nuclear Science & Technology)高温ガス炉やIn-pileガスループなどにおける一次系配管機器にプレートアウトしたFP核種を定量する目的で開発した「FPプレートアウト非破壊定量測定法」に対して検証実験を実施した。本FPプレートアウト非破壊定量測定法では、配管内面のプレートアウト密度(
Ci/cm
)を求めるためにプレートアウト換算係数を用いている。この換算係数は、本測定法において最も重要な量であり、理論式と実験式とを組み合わせた近似的計算手法によって求めている。今回行なった検証実験では、点状の標準線源を利用してプレートアウト模擬装置を製作して、実際の換算係数を実験によって求め、近似計算による換算係数との比較を行なった。比較の結果、カンマ線エネルギー100keV~2MeVの範囲で、実験値と計算値は良く一致した。このことから、換算係数の近似的計算法の妥当性が実験によって検証されたといえる。
