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福田 祐仁; 赤羽 温; 青山 誠; 井上 典洋*; 上田 英樹; 中井 善基*; 辻 公一*; 山川 考一; 弘中 陽一郎*; 岸村 浩明*; et al.
Applied Physics Letters, 85(21), p.5099 - 5101, 2004/11
被引用回数：11 パーセンタイル：42.77(Physics, Applied)レーザー光(レーザー強度6
10
W/cm
,パルス幅30fs)を巨大アルゴンクラスターに照射して発生させたX線を用いてSi(111)結晶からのX線回折実験を行った。発生したHe
線(3.14keV)のフォトン数、及び、線幅は、それぞれ、410
photons/shot/4
sr、及び、3.7eV(FWHM)であった。これらは、時間分解X線回折実験を行うためのデブリフリー光源として十分な値を有している。
ドライ酸化膜中の界面欠陥の電気特性とその熱アニーリング効果吉川 正人; 石田 夕起*; 直本 保*; 土方 泰斗*; 伊藤 久義; 奥村 元*; 高橋 徹夫*; 土田 秀一*; 吉田 貞史*
電子情報通信学会論文誌, C, 86(4), p.426 - 433, 2003/04
1200ドライ酸化やそれに引き続いて行われる熱アニーリングが、酸化膜と4積層周期六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)基板の界面に与える影響を調べた。n型及びp型4H-SiC基板を1200の乾燥酸素雰囲気中で3時間酸化して50nmの酸化膜を作製した後、酸化膜を500から950のアルゴン雰囲気中で3時間熱アニーリングした。その酸化膜を用いて金属/酸化膜/半導体(MOS)構造を形成してC-V特性を測定し、酸化膜と4H-SiC界面の電気特性に及ぼす熱アニーリング効果を調べた。1200ドライ酸化膜を用いて形成した4H-SiC MOS構造のC-V特性は、電圧軸に沿って正方向へ大きくシフトした。界面には負電荷が蓄積していた。600で3時間の熱アニーリングを行うとC-V特性が負方向へシフトしはじめ、9503時間の熱アニーリングで電圧シフトが消失した。一方、p型4H-SiC MOS構造のC-V特性を調べると、n型とは反対に電圧軸に沿って負方向へ大きくシフトした。界面には正電荷が蓄積していた。n型とp型のシフト方向の違いと界面欠陥の荷電状態の関連性について調べ、界面欠陥の熱アニーリングのメカニズムを議論した。
浦野 創*; 鎌田 裕; 白井 浩; 滝塚 知典; 久保 博孝; 竹永 秀信; 三浦 幸俊; 波多江 仰紀; 福田 武司
Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(5A), p.A437 - A443, 2002/05
被引用回数：18 パーセンタイル：50.83(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおける高三角度及びAr入射のELMyHモードの高ペデスタル温度到達の機構及びコアプラズマの熱輸送を解析した。高三角度では、境界温度は高パワー加熱による
の増加とともに上昇し、コア部の温度分布形状は保存され、ペデスタル温度に依存しないことを明らかにした。一方、Ar入射放電では、中心がピークした密度分布が得られ、重水素放電と比べると、相対的にペデスタル密度が減少することから、ペデスタル温度は上昇した。さらに、温度勾配特性長は保存され、コアの温度も上昇した。また、同じNBIパワーで重水素放電と比較すると、放射損失流の増加により、熱伝導流束は減少することから、熱拡散係数が減少することを明らかにした。
久保 博孝; 櫻井 真治; 朝倉 伸幸; 木島 滋; 玉井 広史; 東島 智; 逆井 章; 竹永 秀信; 伊丹 潔; 清水 勝宏; et al.
Nuclear Fusion, 41(2), p.227 - 233, 2001/02
被引用回数：53 パーセンタイル：81.56(Physics, Fluids & Plasmas)高加熱入力を伴う大型トカマク装置において高い放射損失と高い閉じ込め性能を有する高密度プラズマを実証することが、国際熱核融合実験炉(ITER)開発の重要な物理課題である。JT-60Uでは、ITERの標準運転シナリオであるELMy Hモードに、Arを入射することによって、Greenwald限界の約70%の密度まで比較的対閉じ込め改善度(H
~1.4)を得た。この時、放射損失パワーは加熱パワーの約80%に達し、ダイバータプラズマは非接触状態になった。また、先進運転シナリオとして期待される負磁気シアプラズマに対しては、内部輸送障壁を維持しつつ、Ar入射によって放射損失パワーを加熱パワーの約65%に増加した。
浦野 創; 鎌田 裕; 久保 博孝; 櫻井 真治; 白井 浩; 滝塚 知典; 波多江 仰紀; 井手 俊介; 藤田 隆明; 福田 武司
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.4, p.239 - 242, 2001/00
重水素プラズマとアルゴンを注入したプラズマを比較することによってELMy Hモードの熱エネルギー閉じ込め性能に及ぼすペデスタル温度の役割を明らかにした。ELMy Hモード時におけるペデスタル構造はコア部の閉じ込めに対する境界条件としての役割を果たすと考えられているが、実際、ペデスタル部の密度や温度は相互に依存しあって変化するために、その境界条件となるファクターを同定することは困難である。本研究では、アルゴン入射のプラズマを用いて、境界条件となる物理量を検出した。ELMy Hモードではプラズマ中心部の熱伝導係数はペデスタル温度の増加ともに低下する傾向が見られた。密度が増加すると、ペデスタル圧力を一定に保つように、ペデスタル温度は低下するが、アルゴンを注入したプラズマはイオン密度が低いため、高いペデスタル温度が得られ、高い閉じ込め性能を実現することを明らかにした。
磯貝 武司*; 小田 治恵
JNC TN8400 2000-025, 48 Pages, 2000/09
現在、地層処分システムを構成するプラグ、支保工材料として低アルカリ性セメントを用いることが検討されている。核種移行やオーバーパックの腐食挙動および緩衝材の長期安定性を評価する上では、緩衝材中の間隙水化学が重要となる。よって本報告では低アルカリ性セメント浸出溶液中での緩衝材間隙水のpH測定を行った。緩衝材材料であるNa型ベントナイト(乾燥密度1.6[g/cm3],直径2[cm],高さ4[cm]の円柱状)の圧縮成型体にpH指示薬含浸樹脂を埋め込み、Ar雰囲気制御下(酸素濃度1ppm以下)にて低アルカリ性セメント浸出溶液(pH≒11)に浸漬させた。1,3,6ヶ月に取り出した樹脂の呈色状態より、間隙水のpHはそれぞれpH≒9、pH≒9、pH≒11と判断した。本試験でみられたベントナイト間隙水のpHの経時変化は、前報告での蒸留水やNaCl水溶液を試験溶液(pH≒9)として用いた場合の試験結果と同じ傾向であった。これより、低酸素濃度条件下におけるベントナイト間隙水は、接する溶液のpHが9
11の範囲にあるとき、本試験に用いたベントナイト形状においては、13ヶ月の試験期間ではカラム外側溶液のpHよりも低くなり、67ヶ月以降にはカラム外側溶液のpHと同等かそれ以上となることが判った。
清水 大志; 君塚 肇*; 蕪木 英雄; Li, J.*; Yip, S.*
Proceedings of 4th International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications (SNA 2000) (CD-ROM), 10 Pages, 2000/09
並列分子動力学(MD)について、さまざまな並列化手法やカットオフを用いた計算の効率化手法を組み合わせたシミュレーションをプログラムするのは簡単ではない。われわれは大規模な並列MDシミュレーションのためのプログラムの基本パターンである「並列分子動力学ステンシル」を開発した。本ステンシルは並列化手法や効率化手法を分離し、プログラム作成者がシミュレーション自体に専念できるように設計されている。プログラムの全体はC言語とMPIを用いるが、各MPI関数の呼び出しはプログラム作成者から隠蔽されている。本論文では並列MDステンシルを用い15~75Kの固体アルゴン(結晶状態及びアモルファス状態)に関して500~1,000,000原子を用いたシミュレーションを行い、その弾性について研究した。
掛樋 勲; 戸澤 克弘; 松本 俊一; 田中 健哉; 吉氏 崇弘*
JNC TN9400 2000-053, 99 Pages, 2000/04
JNC-TN9400-2000-053.pdf:7.47MB
本研究は、従来のPurex再処理法-ペレット加工法と異なるシステム概念の乾式リサイクルシステム(乾式再処理-射出成型(金属燃料)、振動充填(酸化物燃料)加工法)における操業性評価に係るものである。乾式リサイクルシステムは、工程機器で処理した燃料(使用済み燃料、リサイクル燃料中間製品、リサイクル燃料製品)を固体の形で次の工程へ移送するバッチ処理システムである。このため、工程間の燃料移送はハンドリングロボットを用いて自動化された物流システムで行う。本研究では、米国アルゴンヌ国立研究所(ANL)の金属燃料プロセスを例に、乾式プロセスのロボットによる自動化操業システムについて、ロボットの必要機能、ロボットと工程機器の相互の操作性、動作・移送時間等の観点でシステム評価を行った。評価は、プロセス機器、機器動作、プロセス移送物及びハンドリングロボット機能の現実化したモデルをシミュレーションコードに組み込んで、ロボットによるプロセス操業をシミュレーションする、バーチャルエンジニアリング手法を適用して行い、ロボットによる乾式プロセス物流操作の現実性を示した。またプロセス設計、技術開発の進捗による、より実際的で、合理的な乾式システムの物流システム構築の課題を摘出して示した。
中村 博文; 鷲谷 忠博; 高田 岳
JNC TN8420 2001-009, 48 Pages, 2000/04
JNC-TN8420-2001-009.pdf:0.58MB
ICONE(原子力工学国際会議)は、米国、日本、欧州の間で開催される原子力化学工学全般に渡る国際会議であり、今回は第8回目として、米国、ボルチモアで開催された。報告者らは、本学会の以下のセッションにおいて、再処理技術に関する最新の報告を行うと共に、パネル討論や乾式再処理技術等の技術報告の聴講を行った。・Track-5:"Non-reactor Safety and Reliability"のセッションにおける「Investigation of Safety Evaluation Method and Application to Tokai Reprocessing Plant (TRP)」(報告者:中村)・Track-9:"Spent Nuclear Fuel and Waste Processing" のセッションにおける「Structural Improvement on the continuous rotary dissolver」(報告者:鷲谷)・Track-2:"Aging and Modeling of Component Aging, Including Corrosion of Metals and Welds.. Passivation, passive films"のセッションにおける「Development of Evaporators Made of Ti-5% Ta Alloy and Zr ? Endurance Test By Mock-Up Unit」(報告者:高田)今回の学会では、米国、日本、フランス、カナダ他から総勢約650人が参加し、約700件の研究発表、7件の基調講演、8件の招待パネル討論が行われ、大変盛況であった。また、今回は2000年ということもあって、20世紀の原子力の評価と次世代の21世紀の原子力はどうあるべきかについて討議がなされた。また、アルゴンヌ国立研究所(ANL-E、ANL-W)を訪問し、乾式プロセスの研究者らと乾式プロセスに関する情報交換を行うとともに施設見学を行った。今回の訪問で、ANL法の乾式プロセスの情報を入手に加え、装置規模、開発環境、等を具体的に体感できたこと、また、直接、技術者と情報交換することで技術資料のみでは得られない現場サイドの技術情報を入手することができたことは非常に有意義であった。
藤田 隆明; JT-60チーム
Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.3, p.87 - 93, 2000/00
JT-60Uにおいては、トカマクの定常運転の科学的実証に向けて高ポロイダルベータモードと負磁気シアモードの最適化を進めている。前者においては、圧力分布の最適化により高三角度配位にて規格化ベータ2.9、Hファクター2.2~2.4を維持した。定常性能は抵抗性のMHD不安定性により制限された。電子サイクロトロン波の入射による抵抗性不安定性の振幅の減少を観測した。負磁気シアモードにおいては、等価核融合エネルギー増倍率0.5を0.8秒間維持した。維持時間は安全係数の極小値が2となった時に発生するコラプスにより制限された。高三角度の負磁気シアHモードにおいて、自発電流による負磁気シア配位の維持を実証し、定常的な圧力分布及び電流分布の下でHファクター3.6、規格化ベータ2を2.7秒間維持した。Hモードプラズマへのアルゴンガスの入射により、グリンワルド密度の70%の高密度領域においてHファクター1.4を得た。
逆井 章; 竹永 秀信; 細金 延幸; 久保 博孝; 櫻井 真治; 秋野 昇; 藤田 隆明; 東島 智; 玉井 広史; 朝倉 伸幸; et al.
Fusion Energy 1998 (CD-ROM), 8 Pages, 1999/00
ITER等の核融合炉でDT反応によって生じるヘリウム灰の排気を模擬するため、JT-60UにおいてELMyHモードプラズマにヘリウムビームを入射して、ヘリウムの排気性能を調べた。JT-60Uでは、ポンプ付きのW型ダイバータに改造し、排気用クライオポンプをアルゴンフロスト化して、ヘリウム排気実験を可能にした。その結果、ヘリウムビームによる粒子補給と排気がバランスして、ヘリウム濃度4%の状態を定常的に維持するのに成功した。排気性能の目安となるヘリウムの残留時間/エネルギー閉じ込め時間の比は4となり、ITERで要求されている比10を大きく下回る良好な排気性能が得られた。また、非接触状態のダイバータにおいても接触状態と同様に充分な排気効率があることを明らかにした。加えて、負磁気シアプラズマでは、内部輸送障壁の内側からのヘリウム排出は外側に比べて2倍程度残留時間が長いことが分かった。
逆井 章; 竹永 秀信; 細金 延幸; 櫻井 真治; 秋野 昇; 久保 博孝; 東島 智; 玉井 広史; 朝倉 伸幸; 伊丹 潔; et al.
Journal of Nuclear Materials, 266-269, p.312 - 317, 1999/00
被引用回数：18 パーセンタイル：77.26(Materials Science, Multidisciplinary)ITER等の将来のトカマク型核融合炉では、D-T反応で生じるヘリウム灰の制御及び連続的な排出が重要な課題となる。JT-60Uでは、ポンプ付きのW型ダイバータに改造し、排気用クライオポンプをアルゴンフロスト化して、ヘリウム排気実験をできるようにした。ELMy Hモードプラズマ中に6秒間のヘリウムビーム入射を行い、ヘリウムの排気性能及び輸送について調べた。その結果、ヘリウムビーム入射開始後1.2sで粒子補給と排気がバランスして、ヘリウム濃度4%の状態を定常的に維持するのに成功した。排気性能の目安となるヘリウムの残留時間/エネルギー閉じ込め時間の比は4となり、ITERで要求されている比10を大きく下回る良好な排気性能が得られた。また、ヘリウム濃縮係数は1.1が得られ、ITERで要求されている0.2を大きく上回り、ITERの設計を大きく支持する結果が得られた。
佐川 憲彦*
PNC TJ9613 97-002, 95 Pages, 1997/10
希ガス中におけるヨウ化セシウム蒸気の拡散係数を、Stefan法を改良した方法を用いて測定した。拡散カラム底部でヨウ化セシウム結晶を溶融し、拡散カラム中の希ガスをヨウ化セシウム蒸気で飽和にし、拡散カラム頂部のバルブを開いて、拡散して来る蒸気を搬送ガスによってイオン化センサーに導いた。ヨウ化セシウム濃度をイオン化センサーで連続測定し、その出力電流の過渡応答を解析することにより、拡散係数を測定した。アルゴンガス、クリプトンガスおよびキセノンガス中において631691の温度範囲で求めたヨウ化セシウム蒸気の拡散係数には、温度上昇とともに増加する傾向が認められるが、それぞれのガス中の拡散係数には有意な差は認められなかった。
佐川 憲彦*
PNC TJ9613 97-001, 90 Pages, 1997/10
ヨウ素蒸気を赤熱したフィラメント上で電離させ、これを正電位を与えたコレクターで捕集するイオン化センサーを試作し、これを用いて希ガス中のヨウ素をオンライン計測して、その特性を測定した。気化器中でヨウ素結晶からヨウ素蒸気を発生させ、ヨウ素蒸気を希ガスで搬送してセンサーに導いた。センサーのイオン電流を連続測定し、センサーを通過したヨウ素蒸気を苛性ソーダ水溶液中に捕集して、化学分析によりヨウ素を定量した。イオン化センサー出力の時間積分値とヨウ素捕集量とを比較した結果、ステンレス鋼コレクターを用いたセンサーでは、出力の時間積分値とヨウ素捕集量の間には相関が見出せないが、白金コレクターを用いたセンサーでは、両者の間に直線関係が認められた。
米田 吉宏*; 高原 弘幸*; 中村 直昭*; 秋山 眞介*; 守屋 俊文*; 根木 健之*
PNC TJ1380 97-001, 1338 Pages, 1997/03
釜石鉱山における原位置試験の第2フェーズ(H5H9年度)では、次の5つの領域が研究対象とされている。すなわち、(1)深部地質環境特性の把握(TASK-1)、(2)深部岩盤における掘削影響領域の評価(TASK-2)、(3)結晶質岩中の水理・物質移行特性の把握(TASK-3)、(4)人工バリアに関する研究(TASK-4)、(5)地震に関する研究(TASK-5)である。本報告書は、主に(1)の深部地質環境特性の把握を目的として実施された調査・試験結果をまとめたものであり、同時にこれは他の研究のための基礎的な資料を提供するものである。本年度は大別して3つの調査項目からなり、以下のような成果を得た。(1).割れ目充填物の年代測定:割れ目充填物中の変質鉱物であるセリサイトのKーAr年代測定を実施した。その結果、同試料のフィッション・トラック年代よりも15Ma以上古い年代値が得られた。同試料では他の割れ目の影響や再動・再変質等の影響を被っていないことから、割れ目充填物は栗橋花崗閃緑岩体の冷却過程において形成され、岩体同様に徐々に冷却したものと推定された。地質構造および割れ目形成史のまとめ:現在迄に取得されている地質データを見直し、原位置試験場周辺の地質構造や割れ目特性、充填物・変質部の鉱物・地化学特性、形成史についての取りまとめを実施した。弾性波トモグラフィー:KF-1、2孔周辺における割れ目帯およびみずみちの検出を目的として弾性波トモグラフィーを適用し、解析には2種類の手法を用いた。その結果を比較検討したところ、地質観察(NW坑道周辺及びKF-l、2孔)で推定される割れ目帯、流体流動電位法(KF-1孔)においてSPのアノーマリーが検出された領域、流量検層(KF-l、2孔)で多くの湧水が確認された区間において両解析手法ともに低速度帯の存在が認められ、弾性波トモグラフィーが割れ目帯及びみずみちの検出技術として有効な手法であることが明らかとなった。(2).降水量・気温・坑道湧水量・間隙水圧の経時変化の把握:KG-1孔の間隙水圧の経時変化と降水量に関連性があることが認められた。また、KD-90坑道とNW坑道周辺における間隙水圧の観測から550mL坑道内に存在する高木圧帯の連続性が推測された。KF-1,2孔、KCH-l,2孔における水理試験:これらの試錐孔において流量検層、PNC式
H+D
in an argon matrix at 20K駒口 健治*; 熊田 高之; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎*
Chemical Physics Letters, 268(5-6), p.493 - 497, 1997/00
被引用回数：15 パーセンタイル：47.5(Chemistry, Physical)低温固体アルゴンマトリックス中で、トンネル反応(HD+DH+D)に直接関与する水素原子-水素分子対をESR観測することに成功した。20Kにおける水素原子のESRスペクトルとは、分離幅約0.06mTの等方的な9本線からなる極超微細構造が現れた。このスペクトル線形は、H原子-水素分子対(H-HDまたはH-D)で説明可能である。この極超微細構造から、トンネル反応が起こるときの水素原子-水素分子間距離として、0.173nmが評価できた。
桜井 勉
Journal of Nuclear Science and Technology, 33(3), p.266 - 267, 1996/03
分子状ヨウ素(I)とウラン(UO
)を含む硝酸溶液を室内に放置するとIが速やかにヨウ素酸(IO
)に酸化される。アルゴンレーザーを用いてこの原因を調べた結果、光励起されたUO
からI
にエネルギーが移動し、Iが解離しやすくなることによる、との結論に達した。この現象はウラン溶液中のヨウ素を室温でヨウ素酸に変えることに応用できる。
曽根 徹; 青山 卓史
PNC TN9520 95-015, 15 Pages, 1995/08
高速実験炉「常陽」の1次系カバーガス中の不純物(KR、XE)の分析法として、カバーガス濃縮装置の操作法、GE半導体検出器による
線計測装置の操作方法及びデータ処理法についてまとめた。
森平 正之
PNC TN8420 92-011, 42 Pages, 1992/06
動燃事業団・日本原子力研究所の共同研究として平成6年度より「常陽」における炭・窒化物燃料の照射試験が予定されている。筆者は平成3年10月から翌年3月まで、この共同研究の一環として原研大洗研燃料研究棟で照射用燃料の製造に従事すると共に、炭・窒化物燃料の製造、取扱技術並びにこれらの燃料を取扱うための高純度アルゴン雰囲気グローブボックスについての技術調査を行った。本報告はこれらの調査結果をまとめたものである。
