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今野 力
Journal of Nuclear Science and Technology, 6 Pages, 2023/00
被引用回数：1 パーセンタイル：72.91(Nuclear Science & Technology)JENDL-4.0/HEの中性子と陽子ACEファイルは2017年に作られ、そのうちの22核種の中性子ACEファイルと25核種の陽子ACEファイルがPHITSコードと一緒に公開されている。最近、JENDL-4.0/HEの中性子と陽子ACEファイルに入っている以下の5つのデータに問題があることが見つかった; 
Nと
OのACEファイル、発熱数、損傷エネルギー生成断面積、2次中性子多重度、核分裂断面積。そこで、これらの問題を修正したJENDL-4.0/HEの新しい中性子と陽子ACEファイルを作成した。この論文では問題点及び新しい中性子と陽子ACEファイルをどのように作成したかについて詳述する。
柳澤 宏司
JAEA-Technology 2021-023, 190 Pages, 2021/11
JAEA-Technology-2021-023.pdf:5.25MB
燃焼による燃料の損耗が少ない低出力の試験研究炉の燃料棒と水減速材で構成される非均質格子体系の臨界特性の解析を、連続エネルギーモンテカルロコードMVP Version2と評価済み核データライブラリJENDL-4.0によって行った。解析では、定常臨界実験装置STACY及び軽水臨界実験装置TCAの二酸化ウラン燃料棒、並びに原子炉安全性研究炉NSRRのウラン水素化ジルコニウム燃料棒の非均質体系についての中性子増倍率の計算結果から最小臨界燃料棒本数を評価した。さらに中性子増倍率の成分である六種類の反応率比をあわせて計算し、単位燃料棒セルの水減速材と燃料の体積比に対する中性子増倍率の変化について説明した。これらの解析結果は、臨界安全ハンドブックでは十分に示されていない試験研究炉実機の燃料棒からなる水減速非均質格子体系の臨界特性を示すデータとして、臨界安全対策の合理性、妥当性の確認に利用できるものと考えられる。
安部 諭; Studer, E.*; 石垣 将宏; 柴本 泰照; 与能本 泰介
Nuclear Engineering and Design, 368, p.110785_1 - 110785_14, 2020/11
被引用回数：10 パーセンタイル：75.92(Nuclear Science & Technology)The hydrogen behavior in a nuclear containment vessel is one of the significant issues raised when discussing the potential of hydrogen combustion during a severe accident. Computational Fluid Dynamics (CFD) is a powerful tool for better understanding the turbulence transport behavior of a gas mixture, including hydrogen. Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) is a practical-use approach for simulating the averaged gaseous behavior in a large and complicated geometry, such as a nuclear containment vessel; however, some improvements are required. We implemented the dynamic modeling for 
based on the previous studies into the OpenFOAM ver 2.3.1 package. The experimental data obtained by using a small scale test apparatus at Japan Atomic Energy Agency (JAEA) was used to validate the RANS methodology. Moreover, Large-Eddy Simulation (LES) was performed to phenomenologically discuss the interaction behavior. The comparison study indicated that the turbulence production ratio by shear stress and buoyancy force predicted by the RANS with the dynamic modeling for was a better agreement with the LES result, and the gradual decay of the turbulence fluctuation in the stratification was predicted accurately. The time transient of the helium molar fraction in the case with the dynamic modeling was very closed to the VIMES experimental data. The improvement on the RANS accuracy was produced by the accurate prediction of the turbulent mixing region, which was explained with the turbulent helium mass flux in the interaction region. Moreover, the parametric study on the jet velocity indicates the good performance of the RANS with the dynamic modeling for on the slower erosive process. This study concludes that the dynamic modeling for is a useful and practical approach to improve the prediction accuracy.
廃炉国際共同研究センター; 京都大学*
JAEA-Review 2019-036, 65 Pages, 2020/03
JAEA-Review-2019-036.pdf:4.46MB
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「ガンマ線画像スペクトル分光法による高放射線場環境の画像化による定量的放射能分布解析法」について取りまとめたものである。電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)は、前段にガス増幅型位置検出器を用いて電子の3次元飛跡を測定することにより、従来型のコンプトンカメラの分解能を大幅に向上する技術として、これまで宇宙観測用として開発し医療への応用も進めて来た。本研究では、医療用に開発したETCCをもとに、現場での操作性を重視した軽ETCCを試作し、フィールド試験により実用性を評価する。
丸藤 崇人; 佐藤 匠; 伊東 秀明; 鈴木 尚; 藤島 雅継; 中野 朋之
JAEA-Technology 2019-006, 22 Pages, 2019/05
JAEA-Technology-2019-006.pdf:2.84MB
2017年6月6日に日本原子力研究開発機構大洗研究所燃料研究棟において発生した核燃料物質による汚染事故では、点検のためにフード内で核燃料物質を収納したプルトニウム・濃縮ウラン貯蔵容器の蓋を開封した際に、内部の樹脂製の袋(PVCバッグ)が破裂して核燃料物質の一部が実験室内に飛散した。事故の主原因は、核燃料物質と混在していたエポキシ樹脂の放射線分解によってガスが発生したことによる貯蔵容器の内圧上昇であった。燃料研究棟には他にも核燃料物質を収納している貯蔵容器が約70個存在するため、今後これらの貯蔵容器を開封点検し、内容物の状態確認及び有機物を含む試料等の安定化処理を実施する計画である。グローブボックス内において内圧の上昇した貯蔵容器の開封点検を安全・確実に実施するためには、気密環境下で貯蔵容器の蓋を開放して内部を点検できる耐圧チャンバー(開封チャンバー)の開発が必要となる。本報告書は、この開封チャンバーの設計に関する課題、その対策及び設計結果についてまとめたものである。
Thwe Thwe, A.; 門脇 敏; 日野 竜太郎
Journal of Thermal Science and Technology (Internet), 13(2), p.18-00457_1 - 18-00457_12, 2018/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Thermodynamics)拡散・熱的(D-T)モデル及び圧縮性ナビエーストークス(N-S)方程式を用いて広域における低ルイス数セル状予混合火炎の不安定挙動について、反応流れ場の二次元非定常数値解析を行った。圧縮性N-S方程式によって得られた火炎の成長増幅率は、D-Tモデルによって得られたものより大きく、不安定領域は広いことが分かった。計算領域を広くした結果、大きなセル状火炎から分離された小さなセルの数は劇的に増加した。このとき、圧縮性N-S方程式に基づく数値結果では、より強い不安定挙動及びより大きな平均燃焼速度が観察された。併せて、圧縮性N-S方程式によって得られたフラクタル次元は、D-Tモデルによって得られたものよりも大きかった。加えて、放射熱損失が低ルイス数予混合火炎の不安定性を促進することを確認した。
Tsai, P.-E.; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 達彦; 小川 達彦; 佐藤 大樹; 安部 晋一郎; 伊藤 正俊*; 渡部 浩司*
Proceedings of 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2017) (Internet), 3 Pages, 2018/11
一次はじき出し原子(PKA)のエネルギースペクトルは、モンテカロル放射線輸送コードを用いた加速器施設設計の放射線損傷評価において重要である。しかし、計算コードに組み込まれている物理モデルは、PKAスペクトル について実験値の不足から十分に検証されていない。これまで、従来の固体検出器を用いた原子核物理実験の測定体系において、劣った質量分解能や核子あたり数MeV以上と高い測定下限エネルギーのため、実験値は限られていた。そこで本研究では、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて、PKAスペクトルを測定するための2つの時間検出器と1つのdE-Eガス検出器からなる新しい測定体系を設計した。その結果、本測定体系は、質量数20から30のPKAにおいて、核子当たり0.3MeV以上のエネルギーを持つPKA同位体を区別できる。一方で、質量数20以下のPKAにおいては、PKAの質量数を識別できる下限エネルギーは核子当たり0.1MeV以下に減少する。今後、原子力機構のタンデム施設、及び東北大学のサイクロトロン・ラジオアイソトープセンターにおいて、設計した測定体系の動作テストを行う予定である。
高松 邦吉; 松元 達也*; 守田 幸路*
Annals of Nuclear Energy, 96, p.137 - 147, 2016/10
被引用回数：5 パーセンタイル：43.41(Nuclear Science & Technology)東京電力の福島第一原子力発電所事故(以下、福島事故)後、深層防護の観点から炉心損傷の防止対策が重要になった。そこで、動的機器および非常用電源等を必要とせず、福島事故のようにヒートシンクを喪失することのない、受動的安全性を持つ原子炉圧力容器の冷却設備を提案する。本冷却設備は安定して冷却できるため、定格運転時の一部の放出熱、および炉停止後の一部の崩壊熱を、常に安定的に受動的に除去できる。特に事故時において、本冷却設備が持つ冷却能力の範囲まで崩壊熱が減少した際、それ以降は非常用電源等が必要なくなり、長期間(無限時間)に渡って受動的な除熱が可能となる。一方、本冷却設備の優れた除熱性能を示すために、等倍縮小した除熱試験装置を製作し、ふく射および自然対流に関する実験条件をグラスホフ数を用いて決定することもできた。
高松 邦吉; 松元 達也*; 守田 幸路*
Proceedings of 2016 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2016) (CD-ROM), p.1250 - 1257, 2016/04
東京電力の福島第一原子力発電所事故(以下、福島事故)後、深層防護の観点から炉心損傷の防止対策が重要になった。そこで、動的機器および非常用電源等を必要とせず、福島事故のようにヒートシンクを喪失することのない、受動的安全性を持つ原子炉圧力容器の冷却設備を提案する。本冷却設備は安定して冷却できるため、定格運転時の一部の放出熱、および炉停止後の一部の崩壊熱を、常に安定的に受動的に除去できる。特に事故時において、本冷却設備が持つ冷却能力の範囲まで崩壊熱が減少した際、それ以降は非常用電源等が必要なくなり、長期間(無限時間)に渡って受動的な除熱が可能となる。一方、本冷却設備の優れた除熱性能を示すために、等倍縮小した除熱試験装置を製作し、ふく射および自然対流に関する実験条件をグラスホフ数を用いて決定することもできた。
櫛田 慶幸
PLOS ONE (Internet), 10(3), p.e0122331_1 - e0122331_16, 2015/03
被引用回数：7 パーセンタイル：45.28(Multidisciplinary Sciences)本論文では前処理済み行列の条件数を推定する新しい手法を開発した。これにより、現在主流の線形連立一次方程式解法であるクリロフ部分空間法の収束性を向上させ、シミュレーションの時間を短縮することが可能となる。従来、前処理済み行列の条件数を推定するためには、(1)密行列になることを受け入れ実際に前処理行列を作用させるか、(2)ランチョスコネクションと呼ばれるランチョス法に基づき固有値を推定する方法が用いられてきた。しかしながら、(1)はメモリ使用量が膨大になるため実際のシミュレーションで使われる規模の行列では事実上不可能であり、(2)は本論文で示すように計算誤差のため実用には程遠い。このため、本論文ではある行列の逆行列の行列ノルムを推定するHagerの方法に基づき、前処理済み行列の条件数を推定するアルゴリズムを開発した。Matrix Marketから得らるサンプル行列や、ポワソン方程式をFEMで離散化した行列を用いて精度検証を行ったところ、ランチョスコネクションが意味のない推定値をだす条件であっても、新手法は安定していることが示された。また、計算量およびメモリ使用量の解析を行い、計算量は実際のシミュレーションに必要な量の4倍が必要となるが、メモリ使用量についてはほぼ同量しか必要とならないことが示された。これにより、開発した新手法が従来手法(1),(2)の問題点を克服したと言える。
佐甲 博之; 杉村 仁志; Ahn, J. K.*; Han, Y.*; 長谷川 勝一; Hwang, S. H.*; 市川 裕大; 今井 憲一; 木内 隆太*; 小沢 恭一郎; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 763, p.65 - 81, 2014/11
被引用回数：5 パーセンタイル：38.03(Instruments & Instrumentation)J-PARCのHダイバリオン探索実験のためGEMとゲーティンググリッドを使用したTPC試験器を開発した。性能評価のため、実験室試験とビーム試験を、Ar-CH
とAr-CFにて行った。検出効率は5
10
cps/cm
までのビームレートにおいて98%、310
cps/cmのレートにおいて90%であった。ドリフト長5-20cmにおける水平位置分解能測定値0.19-0.49mmに基づき、本実験の磁場1Tにおける位置分解能は0.3mm以下と見積った。ゲインが1.610
の時、イオンバックフローの割合は5%と測定され、さらにGEMの電圧調整により3%まで抑えられた。ビームレート510cps/cmにおいてゲート使用時のバックフロー2.710
s
cmによる位置歪みは
0.2mm以下になった。一方、ゲート開の場合のバックフロー1.310
scmに対応する位置歪みは2mmであった。本実験における位置歪みは要求値の1mmよりも小さい0.30.2mmと評価された。本実験における荷電粒子のエネルギーロスより平均30倍高い環境下で本実験と同程度の期間、GEMを連続動作させることができた。
黒田 真司*; Marcet, S.*; Bellet-Amalric, E.*; Cibert, J.*; Mariette, H.*; 山本 春也; 酒井 卓郎; 大島 武; 伊藤 久義
Physica Status Solidi (A), 203(7), p.1724 - 1728, 2006/05
被引用回数：6 パーセンタイル：31.23(Materials Science, Multidisciplinary)窒化ガリウム(GaN)へMnをドープすることで希薄磁性半導体が形成できると期待されているが、結晶中のMnの占有位置により磁性が変化するため、結晶中のMn位置と磁性の関係を明らかにする必要がある。本研究では、分子線エピタキシー(MBE)で作製した(Ga,Mn)Nエピ膜及びAlN基板上に形成した(Ga,Mn)Nドット中のMnサイトに関する知見を得るためにラザフォード後方散乱(RBS)と粒子誘起X線放出(PIXE)測定を行った。その結果、RBSチャネリングに対応してPIXEにより求めたGa及びMn濃度が減少することを見いだした。このことより、ほぼ全てのMn原子がGaサイトに置換していることが明らかとなった。また、ドット中に含まれるMn濃度のPIXE分析の結果、同一条件でエピ成長をした厚膜よりMn濃度が二
三倍高濃度であることが明らかとなり、ドット形成により多量のMnが結晶中に導入できるとの結論が得られた。
Filimonov, S. N.*; Cherepanov, V.*; Paul, N.*; 朝岡 秀人; Brona, J.*; Voigtl
nder, B.*
Surface Science, 599(1-3), p.76 - 84, 2005/12
被引用回数：16 パーセンタイル：55.78(Chemistry, Physical)サーファクタント(界面活性剤)としてのBiの有無によるGe/Si(111)界面に生じる転位のネットワークについてシミュレーションとSTM観察を用いて評価を行った。その結果、サーファクタントを用いた成長では転位が三角格子ネットワークであるのに対して、用いていない成長ではハニカム格子ネットワークを有することがわかった。また欠陥密度はサーファクタントを用いていない成長の方が少なくGe/Siのミキシングによる緩和が原因と考えられる。
, 
and 
中川 庸雄
Journal of Nuclear Science and Technology, 42(11), p.984 - 993, 2005/11
被引用回数：9 パーセンタイル：53.19(Nuclear Science & Technology)JENDL-3.3に格納されている, 及びの核分裂断面積,捕獲断面積及び核分裂あたりの放出中性子数に対する共分散マトリックスを推定した。核分裂断面積の共分散はGMAコード,捕獲断面積のそれはKALMANコードを用いて推定した。低エネルギー領域では、共鳴パラメータの誤差を与えた。即発中性子数は一次関数を仮定して、共分散を求めた。遅発中性子については誤差のみを与えた。結果はENDF-6フォーマットで編集し、JENDL-3.3のデータと合わせたデータファイルを作成した。
朝岡 秀人; 山崎 竜也*; 社本 真一
日本結晶成長学会誌, 32(3), P. 160, 2005/08
水素終端Si基板上へのSr薄膜の初期成長プロセスについて評価を行った。その場観測によって、2原子層目のSrの蒸着時にSi基板と、バルクの結晶格子を持つSr薄膜に起因するRHEED回折像を同時に得た。つまり1原子層の極めて薄い界面を経た結晶成長が実現している。その成長メカニズムを内部応力測定とともに検討する。
朝岡 秀人; Cherepanov, V.*; Voigtlnder, B.*
Surface Science, 588(1-3), p.19 - 25, 2005/08
被引用回数：24 パーセンタイル：67.04(Chemistry, Physical)Si(111)表面上でのSi, Geの成長初期過程に現れる微小クラスターは、その存在範囲を77単位格子内に限定され配置されるため、ナノ物質創製の観点から注目されている。しかしながらそのクラスターに内在する原子数の測定はSTM探針先端の形状に左右されるため過大に評価される傾向があり、これまで体系的な評価がなされなかった。そこでわれわれは内在する原子数をSTMで観察されるサイズによらない評価法を用いた。表面構造,元素の違いによるクラスターサイズの影響を評価するためにSi(111)-77表面のほか、Si(111)面上にGeエピタキシャル成長させたウエッティングレーヤGe(111)-55表面,高さ10bilayer程の3Dアイランド上に現れるGe(111)-77表面を使用した。Si(111)-77表面のSi, Geそれぞれのクラスター内には平均8.3個,7.5個の原子が存在し、元素の違いによる大きな差が存在しない。またGe(111)77単位格子に対しておよそ半分の面積であるGe(111)-55単位格子内の原子数はGe(111)77表面上と比較しほぼ半数になっており、クラスター範囲を限定する表面単位格子に大きく影響されていると考えられる。
稲葉 良知; Zhang, Y.*; 武田 哲明; 椎名 保顕
Heat Transfer-Asian Research, 34(5), p.293 - 308, 2005/07
高温ガス炉の炉容器冷却システムの1つに、水による冷却パネルを用い、自然対流と熱放射により間接的に炉心を冷却するシステムがあり、高温工学試験研究炉(HTTR)においても、このシステムが採用されている。本研究では、HTTRの原子炉圧力容器-冷却パネル間内高温気体の熱伝達特性を調べるため、内筒を加熱、外筒を冷却した鉛直同心二重円筒内の面間の熱放射を伴う自然対流熱伝達に関する実験と数値解析を行った。実験において、環状空間の高さに基づいたレイレー数は、ヘリウムガスに対して2.010
Ra5.410、窒素ガスに対して1.210Ra3.510となった。また数値解析の結果は、加熱壁面と冷却壁面の温度に関して実験とよく一致した。実験と数値解析の結果から、面間の熱放射を伴う自然対流熱伝達に関する相関式を、レイレー数,半径比,加熱壁面及び冷却壁面の温度と熱放射率の関数として得た。
菖蒲田 義博; Chin, Y. H.*; 大見 和史*; 外山 毅*
Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.1898 - 1900, 2005/00
J-PARCのRCS(Rapid Cycle Synchrotron)では、セラミックチェンバーを採用している。セラミックを使う理由は、ビームが引き起こす渦電流を回避するためである。また、このチェンバーの外側は、ビームが引き起こす電磁場がそとに漏れ出さないように、銅のストライプで覆われており、内側は、二次電子の放出を押さえるためにTiNでコーティングされている。ビームの不安定性を議論するためにこのようなセラミックチェンバーのインピーダンスを知っておく必要がある。従来の検討では、このインピーダンスを計算する際、簡単のため、銅のストライプを完全導体のパイプに置き換えて議論している。この論文では、銅のストライプやTiNの抵抗についても考慮しながら、銅のストライプの部分をさらに現実的に扱い、以前の評価が妥当であるかを検討した。
益岡 俊勝*; 菊澤 信宏; 山本 佳孝*; 中村 豪志*
Proceedings of 5th International Workshop on Personal Computers and Particle Accelerator Controls (PCaPAC 2005) (Internet), 3 Pages, 2005/00
原研ERL-FELでは電磁石電源や高周波電源などの機器とのインターフェースにCAMACを使用していたが、制御用のコンピュータのハードウェアやソフトウェアが老朽化し、継続して使用することが困難となったため、更新を行った。今回の更新ではCAMAC以下の機器はそのまま使用することにし、リアルタイムOSであるITRONを組み込んだコントローラを開発した。制御用コンピュータからはTCP/IP通信でリモート制御が可能であり、リアルタイム制御性も向上した。コントローラはPCIバスボードに対応しているため、これまでPCで制御していた部分にも適用可能である。この開発はITRONを組み込んだコントローラをPCの置き換え用途として加速器制御に使用した世界で最初の例であり、十分実用に耐えうるものであることを明らかにした。
林 孝夫; 西谷 健夫; 石川 正男
Review of Scientific Instruments, 75(10), p.3575 - 3577, 2004/10
被引用回数：12 パーセンタイル：53.69(Instruments & Instrumentation)ITERでは、核燃料物質を内蔵した小型円筒形の電離箱であるマイクロフィッションチャンバー(MFC)を中性子モニタとして真空容器内に設置する予定であり、そこでは強磁場中における中性子計測となる。今回、ITER運転期間中の中性子計測効率の変化が十分小さくなるように原研で設計開発したMFC(長さ:200mm, 直径:14mm, UO
:12mg, 
U濃縮度:90%)を用いてJT-60U真空容器のすぐ外側(トロイダルコイルの内側)において中性子計測を行うことにより、強磁場中(2T)での中性子モニタとしての健全性を初めて評価した。MFCで計測された中性子発生率は、JT-60Uの既設の中性子モニタとの優れた線形性を示し、MFCの計測における磁場の影響は見られなかった。しかしNBI装置のブレークダウン時にノイズ信号が確認され、このノイズ信号はブレークダウンの発生場所に依存しなかった。またプラズマディスラプション時にはノイズ信号は確認されなかった。ノイズの発生原因はおそらく検出器からプリアンプまでの長いケーブル配線によるものであり、このノイズ信号を除いた場合の計測精度はITERで要求されている精度(
10%)を満足した。その結果、ノイズ対策の強化によりITERでの中性子モニタとしての有用性を確認した。
