無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発(委託研究); 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

廃炉環境国際共同研究センター; 海上・港湾・航空技術研究所*

JAEA-Review 2022-070, 70 Pages, 2023/03

JAEA-Review-2022-070.pdf:5.27MB

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始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、令和2年度に採択された「無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発」の令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、日英共同研究体制の下、耐放射線性を持ちつつ中性子検出効率を向上させた中性子検出器と、強力な切削能と収集能を持ったエンドエフェクタ並びにマニピュレータを融合させた燃料デブリサンプリング装置を開発し、それらを無人航走体へ搭載させた燃料デブリサンプリングシステムを構築することを目指すものである。さらに、システム位置を同定する測位システムと、光学カメラ、ソナー、今回開発する中性子検出器の計数情報を仮想現実システムへ投影させる技術を開発し、遠隔操作技術の向上に貢献する技術開発を行う。

無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発(委託研究); 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

廃炉環境国際共同研究センター; 海上・港湾・航空技術研究所*

JAEA-Review 2021-049, 67 Pages, 2022/01

JAEA-Review-2021-049.pdf:7.54MB

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、令和2年度に採択された「無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発」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。本研究は、日英共同研究体制の下、耐放射線性を持ちつつ中性子検出効率を向上させた中性子検出器と、強力な切削能と収集能を持ったエンドエフェクタ並びにマニピュレータを融合させた燃料デブリサンプリング装置を開発し、それらを無人航走体へ搭載させた燃料デブリサンプリングシステムを構築することを目指すものである。さらに、システム位置を同定する測位システムと、光学カメラ、ソナー、今回開発する中性子検出器の計数情報を仮想現実システムへ投影させる技術を開発し、遠隔操作技術の向上に貢献する技術開発を行う。

耐放射線性ダイヤモンド半導体撮像素子の開発(委託研究); 令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 産業技術総合研究所*

JAEA-Review 2020-027, 27 Pages, 2021/01

JAEA-Review-2020-027.pdf:2.98MB

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、令和元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、「耐放射線性ダイヤモンド半導体撮像素子の開発」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は極めて高い耐放射線性が確認されているダイヤモンド半導体素子を利用して、耐放射線性可視光固体撮像素子の実現を目標として研究開発を行うものである。開発目標として、ダイヤモンド金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)をベースとして電荷結合素子(CCD)の基本動作となる電荷転送動作を確認する。また、ダイヤモンド固体撮像素子が可視光における感度を得るために、中性不純物準位を用いた革新的ダイヤモンドフォトダイオードを試作し評価を行う。

放射線管理用試料集中計測システムの更新

川崎 克也; 望月 薫*; 鈴木 武彦; 木内 伸幸

JAERI-Tech 2004-070, 50 Pages, 2004/12

JAERI-Tech-2004-070.pdf:18.19MB

放射線管理用試料集中計測システムは、日本原子力研究所東海研究所の施設及び環境の放射線管理に必要な多種多数の試料について、測定及びデータ解析を集中的に行うものであり、1981年度から本格的な運用を開始し現在では年間2万件を超える測定に使われている。本システムの中枢をなすコンピュータは、機器の老朽化が進むとともに、メーカーサポートの終了が相次いだことから、安定な運用に支障が生じてきた。そこで、2003年度にコンピュータ関連機器の更新とシステムの再構築を行った。今回の更新では、コンピュータのハードウェア構成を、データサーバとパーソナルコンピュータの複合型のクライアントサーバーシステムとした。また、ソフトウェアには、試料情報登録用にイントラネットワークを利用したWeb方式を新たに導入し、さらに、依頼試料に対する進捗状況の確認及び結果の閲覧を、利用者自身のパーソナルコンピュータからオンラインで直接行える機能も新たに追加した。この結果、利用者の利便性をさらに広げることができた。

Cryogenic neutron detector by InSb semiconductor detector with high-density helium-3 gas converter

中村 龍也; 片桐 政樹; 荒殿 保幸; 神野 郁夫*; 菱木 繁臣*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 520(1-3), p.76 - 79, 2004/03

https://doi.org/10.1016/j.nima.2003.11.225

InSb半導体検出素子と高密度ヘリウム3ガスとからなる低温中性子検出器を開発し、その中性子検出性能を評価した。ヘリウム3ガスを中性子コンバータとする中性子検出器では、チャンバー内に封入されるヘリウム3ガスの密度が高い程、位置分解能等の検出器性能が向上する。しかしながら、チャンバー内に封入可能なガス圧はその機械的強度により制限されること、また、高ガス圧下ではガス増幅率が低減するため良好な信号対雑音比で信号を読み出すことが困難となる、といった問題があった。そこでわれわれは4.2Kの低温環境を利用することで10気圧程度のガス圧においても常温,数100気圧に相当するガス密度を実現し、かつ、中性子捕獲反応の結果生成される二次粒子を低温動作可能なInSb半導体素子で直接検出することによりそれらの問題の解決を図った。4.2K,12.5気圧で動作させた試作低温中性子検出器によりその中性子検出特性試験を行い、低温,高ガス圧下においても本検出器は中性子を安定に検出できることを確認し、高い位置分解能,高い効率一様性,薄い検出厚さ等を有する低温中性子検出器としての実現性を検証することができた。

Radiation measurements by a cryogenic junction InSb detector with operating temperatures up to 115 K

神野 郁夫*; 吉原 文樹*; 野内 亮*; 杉浦 修*; 村瀬 徳博*; 中村 龍也; 片桐 政樹

Review of Scientific Instruments, 74(9), p.3968 - 3973, 2003/09

https://doi.org/10.1063/1.1599067

InSb半導体検出器は、従来のGe半導体検出器を上回るエネルギー分解能、検出効率等が期待されている放射線検出器である。今回、InSb基板に接合型半導体放射線検出素子を製作しその放射線検出特性を評価した。製作した検出器の素子抵抗は以前報告したショットキー型放射線検出素子と比較して3桁改善した。また、信号出力波形を電子と正孔の寄与という観点から解析し動作温度が高くなるにつれて電子の信号出力への寄与が増大することを明らかにした。さらにAmからのアルファ線のエネルギースペクトルを115Kまでの動作温度で測定し、その出力波高のバイアス電圧依存性から検出素子の固有電位を実験的に求めた。

医療照射における熱中性子束測定技術

横尾 健司; 鳥居 義也; 鯉淵 薫; 市村 茂樹; 大浦 博文*; 笹島 文雄; 前島 猛*; 茂垣 隆久*; 関根 勝則*; 高橋 秀武

JAERI-M 94-058, 45 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-058.pdf:1.25MB

原子炉を用いたほう素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy: BNCT)による脳腫瘍の医療照射を行うため、原研では、JRR-2熱中性子柱に中性子医療照射設備を整備し、1990年8月に第1例目の医療照射を実施した。以来1993年3月までに、15回の医療照射を行っている。それに伴い、患者の患部照射量を把握するうえで必要な測定装置の整備を進めてきた。整備された測定器は、全線放射化量測定のための-同時計数装置と、熱中性子束のリアルタイム(同時)モニタリングのための同時モニタ測定装置である。これらの測定装置を用いた測定技術について報告する。

CANBERRA 8100/QUANTAシステムによる環境ガンマ線測定用プログラム

吉田 廣*; 阪井 英次

JAERI-M 82-191, 72 Pages, 1982/12

JAERI-M-82-191.pdf:2.27MB

本報告は半導体検出器により得られた、環境ガンマ線スペクトル・データを解析するためのプログラムについて述べたものである。これらはマルチチャネル波高分析器(MCA)とミニコンピュータより成るシステムにより、ガンマ線スペクトルのデータを自動的に収集し解析するために作製したプログラムを更に拡張して本目的のために開発したものである。拡張したプログラムの主なものは(1)MCAメモリ内のデータを直接解析して光電ピークの面積を算出し、ディスク上のライブラリ・データ中の、光電ピーク・エネルギーと核種により定まるそれぞれの係数をそれぞれのピ-ク面積の値に乗じ、存在する核種の放射能強度およひ空間線量率を算出する。(2)ディスクに記入されたMCAのデータに対して同様の解析を行い、結果をディスクに記入する。(3)これらのデータの積算と解析を平行して自動的に行うもの、等である。

Progress Report-Semiconductor Detector Group; April 1, 1974 to March 31, 1975

阪井 英次; 寺田 博海; 片桐 政樹; 伊藤 浩

JAERI-M 6258, 36 Pages, 1975/09

JAERI-M-6258.pdf:1.21MB

昭和49年度の半導体検出器グループの研究活動の英文プログレス・レポートである。内容は、可搬型Ge(Li)ガンマ線スペクトロメータの試作、JRR-3におけるガンマ線スペクトル測定、環境ガンマ線の野外測定への応用、高純度ゲルマニウム検出器の温度サイクル試験、ND-50/50用プログラム開発、JFT-2におけるプラズマX線スペクトル測定、ナトリウム・インパイル・ループを用いた燃料破損検出実験、技術サービス各種について、その大要を記述し、最後に当グループの発刊した論文、口答発表についてリストアップした。

エネルギー分析型甲状腺放射性ヨウ素モニタの開発; モニタの製作と測定手法の開発

谷村 嘉彦; 西野 翔; 吉富 寛; 高橋 聖

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、原子力施設での事故等の高バックグラウンド線量率下において、公衆及び作業者の甲状腺の内部被ばく線量を測定するために、線スペクトロメータを用いたエネルギー分析型甲状腺放射性ヨウ素モニタを開発している。周辺遮へい体と検出器からなるモニタを製作し、被検者の甲状腺に蓄積された放射性ヨウ素放射能の測定手法を開発した。本発表では、完成したモニタの概要とその使用方法、高線量率下における測定性能、開発した放射性ヨウ素測定方法等について報告する。