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熊添 博之*; 五十嵐 康彦*; Iesari, F.*; 清水 亮太*; 小松 遊矢*; 一杉 太郎*; 松村 大樹; 齋藤 寛之*; 岩満 一功*; 岡島 敏浩*; et al.
AIP Advances (Internet), 11(12), p.125013_1 - 125013_5, 2021/12
被引用回数：2 パーセンタイル：7.86(Nanoscience & Nanotechnology)This letter presents a Bayesian sparse modeling method to analyze extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) data with basis functions built on two-body signals. This method allows us to evaluate regression coefficients proportional to the radial distribution functions of the respective elements and their errors and is very effective for analysis of EXAFS with weak absorption intensity and severe signal-to-noise ratio. As an application example, we used it to analyze EXAFS of an yttrium oxyhydride (YO
H
) epitaxial thin film. This EXAFS data shows weak absorption intensity due to the small amount of X-ray absorption in the thin film sample. However, this approach revealed that the radial distance ratio of the second neighbor yttrium to the first neighbor oxygen coincides with that of a tetrahedral configuration. This result demonstrates that the interstitial oxygen position is tetrahedral in the YOH thin film.
Benbow, S. J.*; 川間 大介*; 高瀬 博康*; 清水 浩之*; 小田 治恵; 平野 史生; 高山 裕介; 三原 守弘; 本田 明
Crystals (Internet), 10(9), p.767_1 - 767_33, 2020/09
被引用回数：2 パーセンタイル：26.57(Crystallography)コンクリート埋め戻し材を用いたTRU廃棄物地層処分におけるニアフィールド変遷評価に向けて開発した連成モデル解析システムの詳細を報告する。本連成モデル解析システムでは、個別ソフトウェアプログラム間におけるデータ交換規格の一つであるOpenMIを用いて、坑道スケールでの有限要素法応力解析モデルMACBECE、コンクリート中でのひび割れ発生についての精緻なモデリングを可能とする個別要素法モデルDEAFRAP、及び、可変グリッドによるスケール変化とひび割れ内地下水流動を考慮してコンクリートの化学変遷プロセスを解析することの可能な有限要素及び有限体積法モデルGARFIELD-CHEMを組合せることで、人工バリアシステムの化学-力学-水理連成モデルを作成する。このように既存の詳細な個別ソフトウェアをOpenMIを用いて連携させることで、1つのソフトウェア上に複数のプロセス群のすべて組み込む場合に避けられないモデルの単純化を必要としなくなる。
海老原 健一
まてりあ, 57(7), p.338 - 344, 2018/07
鉄鋼材料における水素脆化の機構を理解するためには、材料中の水素の欠陥による捕獲状態やその変化を知る必要があり、その水素捕獲状態を推測するための有効な実験方法の1つとして昇温脱離解析がある。この解析では水素を含む試料の温度と脱離する水素量との関係である昇温脱離曲線が得られるが、その曲線から水素を捕獲する欠陥を同定するために数値シミュレーションが必要となる。本解説では、日本金属学会の依頼に基づき、数値シミュレーションモデルの種類や特徴、適用例を説明し、昇温脱離曲線のシミュレーションに関する最近の進展について記述した。
鈴土 知明; 長谷川 晃*
Scientific Reports (Internet), 6, p.36738_1 - 36738_6, 2016/11
被引用回数：27 パーセンタイル：64.56(Multidisciplinary Sciences)照射耐性が強い材料を開発することは原子力材料への応用にとって重要であり、そのため照射欠陥の発達モデルを構築することが望まれている。我々は第一原理計算とキネティックモンテカルロ法を応用して、ある種の溶質元素をタングステンに添加することにより格子間原子の移動次元を変化させて照射効果を軽減するメカニズムを示すことに成功した。自己格子間原子が1次元運動するすべての体心立法格子の金属にこのメカニズムをあてはめることができるため、ここで得られた結果は原子力材料に使われる照射耐性の合金を計算科学によって探索するための一つのガイドラインとなりうる。
飯島 和毅
地球化学, 49(4), p.203 - 215, 2015/09
福島第一原子力発電所事故により、環境中に様々な放射性核種が放出され、福島県を中心に東日本の広い地域に汚染をもたらした。被ばく上重要な核種である放射性セシウムの70%以上は、生活圏から離れた森林に沈着しており、時間とともに台風名との自然イベントがもたらす水流・強風により移動すると考えられる。多くの環境動態研究が、これまでに汚染地域での観測だけでなく、モデル解析などの手法で行われている。本報では、森林から河川水系を移動する放射性セシウムの挙動現象の理解とモデリングに関する成果を概括する。
海老原 健一; 蕪木 英雄; 板倉 充洋
「鋼の機械的特性に及ぼす水素の効果とその評価」シンポジウム予稿集(USB Flash Drive), 6 Pages, 2014/09
水素脆化は鉄鋼材料の強度低下や破壊をもたらす要因の1つであり、その機構の解明が求められている。高強度鋼の遅れ破壊や溶接部の低温割れは、偏析水素による粒界強度低下が主な原因と考えており、その機構は応力腐食割れと同様と考えられる。粒界強度低下に基づく水素脆化モデルでは、水素による粒界強度低下を原子レベルスケールの計算で評価し、その情報を用い巨視的スケールの強度やき裂進展の評価がなされているが、両スケール間におけるスケールのモデル化についてはあまり明確でない。特に、微視き裂先端での応力集中について、き裂周囲を弾性体とするモデルがあるが、その妥当性も明確でない。本研究では、微視き裂を含みその周囲に転位がない系の引張によるき裂周囲の応力を分子動力学(MD)と連続体計算(FEM)の計算手法で評価し、その差異について考察した。その結果、1%以下の低いひずみでは、両手法による応力分布は同様の結果となったが、それ以上になるとき裂先端の応力集中部から両者の差が大きくなった。また、応力集中のモデル化については、き裂周辺を単なる弾性体とするだけではMDの結果を再現できなかった。
坂本 宜照; 東井 和夫*; 福田 武司*; 福山 淳*; 藤田 隆明; 小川 雄一*; 滝塚 知典; 竹永 秀信; 矢木 雅敏*; 山田 弘司*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 81(8), p.626 - 627, 2005/08
2005年の春季に、ITPAに関する上記4つの会合が開催された。「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」,「周辺及びペデスタルの物理」の3会合は、京都大学(福山研究室主催)にて同時に開催され、トピカルグループ間の合同会合も多数開かれた。日本の参加者は約50名に上った。冒頭の全グループ合同会合では、伊藤(核融合研)が乱流輸送理論研究の新展開について報告した。また、韓国からは1名が参加し、韓国における核融合研究の最新成果について報告した。「定常運転」の会合は、「ITERにむけたECRH物理と技術」に関する第3回IAEAテクニカル・ミーティング(2005年5月2
4日、イタリア、コモ)に引き続き行われた。次回会合は、上3グループは10月36日にロシアのサンクトペテルブルグで、「定常運転」グループは11月に米国のサンディエゴで開催の予定。
松橋 信平; 藤巻 秀; 河地 有木; 阪本 浩一; 石岡 典子; 久米 民和
Soil Science and Plant Nutrition, 51(3), p.417 - 423, 2005/06
被引用回数：24 パーセンタイル：52.22(Plant Sciences)高濃度炭酸ガス環境に対する植物の応答を明らかにすることを目的に、異なる炭酸ガス濃度下での光合成産物の移行をポジトロンイメージング装置で計測し、輸送速度と輸送中の分配について定量的解析を行った。炭酸ガス濃度を通常大気中(350ppm)及び高濃度(1000ppm)としたソラマメの本葉から
CO
を吸収させ、茎中でのC光合成産物の移行をポジトロンイメージング計測により画像化した。得られたデータを伝達関数法を用いた数理的な手法により解析した結果、本葉の炭酸ガス濃度上昇への応答として、茎中での光合成産物の移行速度と根への分配比が高まることを明らかにした。また、光合成産物の輸送速度は、COを吸収させた本葉から遠くなるほど大きくなることを明らかにした。
石原 正博
セラミックス, 39(10), p.834 - 837, 2004/10
高温ガス炉は、燃料に耐熱性に優れた被覆燃料粒子,減速材に黒鉛,冷却材にヘリウム(不活性ガス)を使用していることから、高い固有の安全性の確保,高い燃焼度の達成及び高いプラントの熱効率の達成が期待でき、ヘリウムガスタービンを用いた高い熱効率発電炉,核兵器解体余剰プルトニウムの燃焼炉や水素製造,地域熱供給等の核熱利用を目指した高温ガス炉の検討が進められている。これらの実用化を進めるには、燃料,材料の高性能化が重要な課題の一つとなっている。そこで、本報告では耐熱性材料である黒鉛材料及び炭素繊維強化炭素複合材料について、研究開発の現状について紹介するとともに、今後の研究開発の展望について述べた。
坂本 宜照; 東井 和夫*; 福田 武司*; 福山 淳*; 藤田 隆明; 小川 雄一*; 滝塚 知典; 三浦 幸俊; 矢木 雅敏*; 山田 弘司*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 80(8), P. 678, 2004/08
ITPA(国際トカマク物理活動)における「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」,「定常運転及び高エネルギー粒子」の3つのトピカル物理グループの第6回会合が2004年3月に日本原子力研究所那珂研究所において開催された。各グループで行われた議論の概要について報告する。
仲野 友英; 藤本 孝*; 後藤 基志*; 畑山 明聖*; 門 信一郎*; 加藤 隆子*; 季村 峯生*; 久保 博孝; 村上 泉*; 大野 哲靖*; et al.
Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2003 - March 2004, P. 414, 2003/10
核融合科学研究所共同研究「境界層プラズマの分光診断」の概要について報告する。本共同研究では研究会形式の作業会を平成15年12月に開催した。研究協力者以外にも学生を含めた聴講者が10人を超え、活発な議論が行われた。講演者はデータ生産,モデリング/解析コード作成及び実験データ解析に携る研究者の3グループに分類され、それぞれの立場から研究の進展状況・課題などがまとめて報告された。各人の研究内容は学術的な観点から有機的に結びつくものであり、参加者においては相互横断的な知見が得られ、関連する原子分子データの必要性が改めて認識された。
福士 圭介*; 佐藤 努*; 柳瀬 信之
Environmental Science & Technology, 37(16), p.3581 - 3586, 2003/07
被引用回数：71 パーセンタイル：79.91(Engineering, Environmental)25
C,酸性条件下(pH3.3-3.4)において、溶液As(V)濃度の関数としたバッチ式収着実験によりシュベルトマナイトによるAs(V)収着機構が調査された。反応溶液と反応固体のキャラクタリゼーションから、As(V)収着機構はシュベルトマナイト中の固相SO
と溶液のAs(V)との配位子交換であることが認められた。この配位子交換は2つの異なる機構を含む。すなわち、表面サイトに配位するSOとAs(V)の配位子交換,表面サイトから構造内へのAs(V)の移動、そして構造内SOとAs(V)の配位子交換である。As(V)収着とSO放出の交換比率及びシュベルトマナイト中におけるSOの配位環境の性質から、モノデンテートAs(V) 配位は表面サイトにおこり、バイデンテート・バイニュークリアAs(V) 配位は構造内サイトに起こることが推測された。これらの異なる反応サイトを考慮した収着モデリングは実測されたAs(V)収着現象をうまく表現した。
滝塚 知典; 小川 雄一*; 三浦 幸俊; 矢木 雅敏*; 藤田 隆明; 東井 和夫*; 福田 武司*; 福山 淳*; 居田 克巳*; 谷津 潔*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 79(6), p.628 - 629, 2003/06
「閉じ込めデータベースとモデリング」(1),「輸送及び内部障壁の物理」(2),「周辺及びペデスタルの物理」(3)のITPAトピカル物理グループ第4回会合が、2003年4月にサンクトペテルブルグ(1,2)と那珂(3)で開催された。残りの4つのトピカル物理グループは7月の第30回EPS会議後にサンクトペテルブルグにおいて会合を開くことになっている。サンクトペテルブルグでの2会合には日本から3名の参加に対しEU,米,ロシアからは約50名の参加者があった。一方那珂の会合には国外からの参加は5名に留まった。それぞれのグループで共通した議事として、ITERの高性能運転領域(Q10の準定常運転, 核融合出力0.7GW)の検討結果と、ITER建設協議の現状が報告された。また、ITPA共通課題として、ITER等の燃焼プラズマに関連するトカマクの物理の最近の研究開発成果を(1999年発表の"ITER Physics Basis"に引き続き)Nuclear Fusion誌に発表するため、各グループ会合においてそれぞれ目次・内容と著者等について議論し決定した。
井手 俊介; 福田 武司; 三浦 幸俊
プラズマ・核融合学会誌, 79(2), P. 194, 2003/02
2002年10月21日-23日,カダラッシュ研究所(フランス)で行われた、ITPA(国際トカマク物理活動)の「輸送及び内部輸送障壁」,「モデリング及びデータベース」及び「定常運転及び高エネルギー粒子」各トピカル物理グループ会合の報告である。各会合での議論の内容を、グループ単位で簡潔に報告している。「輸送及び内部輸送障壁」グループ会合は福田,「モデリング及びデータベース」グループ会合は三浦、及び「定常運転及び高エネルギー粒子」グループ会合は井手がそれぞれ分担執筆した。
二宮 博正; 高村 秀一*; 若谷 誠宏*; 藤田 隆明; 福田 武司; 東井 和夫*; 小川 雄一*; 滝塚 知典; 三浦 幸俊; 波多江 仰紀; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 78(7), p.692 - 694, 2002/07
国際トカマク物理活動(ITPA)会合が、アメリカ合衆国のジェネラル・アトミック社(サンディエゴ)とプリンストン・プラズマ物理研究所(プリンストン)で開催された。今回は、「調整委員会」,「輸送と内部障壁の物理」,「 閉じ込めデータベースとモデリング」,「周辺及びペデスタルの物理」,「スクレイプオフ層及びダイバータの物理」,「計測」の各トピカル物理グループの会合が行われ、日本,欧州,ロシア,ITER国際チーム,アメリカ合衆国から多くの参加者を得て活発な議論が行われた。一方、今後 JT-60U の実験期間が縮小し日本から ITPA への貢献が減少しそうなことに対して、トピカルグループのメンバーから懸念が表明された。本報告では、各グループでの議論の概要を示す。
吉田 一雄; 横林 正雄; 田辺 文也; 川瀬 勝美*; 古宮 明敏*
JAERI-Data/Code 2001-023, 118 Pages, 2001/08
JAERI-Data-Code-2001-023.pdf:8.65MB
JACOSは、原子力発電所の異常時における運転員の認知行動と原子炉系の挙動が影響を及ぼし合ったマンマシンシステムの挙動を模擬する計算機シミュレーションシステムである。マンマシンシステムの評価に際して、運転員の認知行動とそれに影響を受けた原子炉系の挙動に関する詳細な情報の提供を目的とする。シミュレーションシステムは、動的に結合された運転員モデルと原子炉モデルから成る。前者では、AI手法の一つである「黒板」モデルに基づく分散協調推論手法を用いた。異常への対応のための認知行動は、Rasmussenの梯子モデルを参考にした。ルールベース行動は、If-Thenタイプルールの知識表現を用いてシミュレーションした。また、知識ベース行動を模擬するために機能的知識を多層流れモデル(Multilevel Flow Modeling)で表現し、それを定性理論で探索する方法を開発した。さらに、認知特性として短期記憶での容量の限界と減衰,注意の狭窄,知識の想起の特性をモデル化した。また、原子炉モデルは、詳細熱水力解析コードRELAP5/MOD2を核として開発した。本報告書は、JACOSのマニュアルとして、第1部には両モデルの説明,第2部には、プログラムのインストールの手順,運転員モデルの知識の作成方法,シミュレーションの実施手順,結果の分析方法,第3部ではシミュレーション実行例について記す。
若谷 誠宏*; 東井 和夫*; 福田 武司; 小川 雄一*; 滝塚 知典; 三浦 幸俊; 鎌田 裕; 大藪 修義*; 波多江 仰紀
プラズマ・核融合学会誌, 76(10), p.1091 - 1093, 2000/10
「輸送及び内部障壁の物理」、「閉じ込めデータベース及びモデリング」及び「周辺及びペデスタルの物理」に関する3つのITER物理R&D専門家グループが、2000年3月27-30日,那珂研究所に集まり3度目の合同会合を開催した。この合同専門家会合に並行して、「周辺部と中心部における輸送障壁」に関するIEA3大トカマク協力ワークショップも開催された。両会合には、日本から30名、欧州から17名、ロシアから5名、米国から7名が参加した。後者のワークショップでは、27-29日に6つの全体会議と4作業グループ(WG)の並列セッションを行った。(1)内部輸送障壁(ITB),(2)周辺部と中心部との相互作用,(3)代替先進領域,(4)輸送障壁及びモデリング,(5)ペデスタル及びモデリング,(6)ITBデータベース,(a)閉じ込めデータベースWG,(b)ペデスタルWG,(c)ITB WG,(d)モデリングWG。そこで、実験結果(TFTR,JET,JT-60U,DIII-D,ASDEX-Upgrade,Alcator C-Mod,JFT-2M,TEXTOR-94,TCV,TUMAN-3M,START,LHD),データベース解析,理論モデル,数値シミュレーション等の50以上の発表が行われた。会合の主要課題の一つはITBの国際データベースの作成に関する議論であった。現存データベース(Hモード閉じ込めDB,パワー閾値DB,分布DB,ペデスタルDB)の解析作業等を行った。また、これらのデータベースを国際協力で継続して拡張していくことになった。
月森 和之
JNC TN9400 2000-086, 103 Pages, 2000/08
JNC-TN9400-2000-086.pdf:3.67MB
「もんじゅ」2次系床ライナのナトリウム漏えい時の機械的健全性を評価するため、溶融塩型腐食による減肉を考慮した有限要素法による非弾性解析が行われている。ライナは薄板であるため、全体の変形を捉える上ではシェル要素モデルで十分であるが、局所的ひずみの取扱いには限界がある。一方、形状不連続部の局所的ひずみを精度良く扱うためには3次元ソリッド要素によるモデル化が必要となるが、実機モデル規模の解析を行うことは困難である。しかし、シェル要素による全体モデルの解析結果から境界条件を抽出し、それを3次元ソリッド要素による部分モデルの周辺境界条件として受け渡す手法が確立されれば、局所的ひずみを直接精度良く評価することが可能となる。本研究の目的は、構造不連続部における変位の受け渡しの際に問題となる要素の違いによる境界での変位の不整合を処理する手法を検討するとともに、これらの手法を組込んだインターフェース・プログラムを作成・検証し、「もんじゅ」の機械的構造健全性を評価するための非弾性解析に適用を可能にすることにある。得られた主な結果は次の通りである。(1)T字やL字コーナー部では2方向のシェル要素で囲まれる領域を定義し、距離に基づく重み関数を導入することにより、また、ライナプレートとフレームの接合部では4節点長方形板曲げ要素の内挿関数を利用して境界での変位の連続性が保たれるような処理の方法を提案した。(2)上記手法を組込んだインターフェース・プログラムの作成・検証を行い、FINASのシェル要素(QFLA4S)の解析結果から得られた変位がソリッド要素(HEX20)による部分モデルの周辺境界に受け渡たされていることを確認した。(3)「もんじゅ」2次系床ライナの減肉連動非線形解析に適用し、ひずみ防止リブ端の溶接部におけるひずみを直接評価して、シェル要素では厳密に捉えることが困難な局所的なひずみ挙動を求めることができることを示した。なお、本事例について、部分ソリッド要素モデルによる解析結果との比較から、シェル要素モデルによる解析結果はひずみを保守的に算出していることを確認した。
大津 宏康*; 田中 誠*; 土山 富広*
JNC TY8400 2000-006, 45 Pages, 2000/03
JNC-TY8400-2000-006.pdf:5.73MB
サイクル機構では、地層処分研究に係わる天然バリアの性能評価において、我が国の岩盤を亀裂ネットワークによりモデル化するために、我が国の岩盤における亀裂特性について調査研究を進めてきた。しかし、これまでに得られた情報は、釜石鉱山をはじめとした花崗岩が主体で他地域や異岩種に関する情報が少なく、我が国の岩盤における亀裂特性を論ずる上で十分でない。そこで、本研究では、日本全国のトンネルや地下空洞で測定された亀裂データを利用して我が国の岩盤における亀裂特性を明らかにするとともに、亀裂ネットワークモデルの信頼性について検討することを目的とする。本年度は、昨年度に引き続き日本全国のトンネル、大規模地下空洞、ダム基礎など10サイトで観察された亀裂データについて亀裂データベースを作成し亀裂特性の評価を実施した。その結果、亀裂のトレース長に関しては、数m数100mのスケールにおいてはトレース長の累積頻度が岩種に拘わらず対数軸上でほぼ一直線上に分布することがわかった。すなわち、第2次取りまとめで採用した仮定、亀裂の大きさは、べき乗分布に従う。の妥当性を裏付ける結果が得られた。
白川 典幸*; 堀江 英樹*; 山本 雄一*; 松宮 壽人*
JNC TJ9440 2000-008, 47 Pages, 2000/03
JNC-TJ9440-2000-008.pdf:1.96MB
伝熱流動数値実験によって、化学反応を伴う伝熱流動が高速炉を構成する機器に及ぼす影響を評価するには、反応の発生箇所近傍だけでなく機器全体を解析対象とする必要がある。そのため、計算負荷の観点から微視的な解析手法を直接用いることができない。このため、使用する熱流動解析コードには、化学反応によって生じる多相・多成分の反応性流体の挙動をモデル化し、相関式として組み込まなければならない。反応性流体の化学反応の量は反応する相間の境界面積に依存し、この面積は界面の形状によって大きく変化する。しかし、ナトリウム-水反応のように化学反応を伴う系については、これに関する実験的知見もないのが現状である。そこで本件では、微視的解析手法である粒子法を用いて、多相・多成分・反応性流体の挙動を機構論的に解析し、流動様式や境界面積に関する知見を得ることを最終的な目的とする。本年度は、粒子法を用いて水・ナトリウム反応を扱うための第一段階として、液体ジェットが他の液体プールに噴出する際の流体力学的挙動への粒子法の適用性を検討することを目的とした。このため、文献調査によりジェット流動様式のメカニズムを検討するとともに、ここでの目的に合致する、「ガソリンプールに水を噴出させる実験」を選び、解析した。また、蒸気発生器内部の伝熱管水リーク事故では管群内のジェット流を解析する。このような複雑体系への本手法の適用性を検討するため、蒸気発生器安全性総合試験(SWAT/Run19試験)を例として化学反応を含まない流体力学のみの予備解析を実施した。その結果、伝熱管群を含む複雑体系においても、高速ジェット流とプール流体との相互作用を考慮した流動挙動への適用性が確認できた。さらに、今後扱うべき現象のモデリングについて検討し、相変化と化学反応経路を選定し定式化を行った。水の相変化は伝熱律速モデルに基づき、化学反応は水・水素転換率をパラメタとした一括反応モデルに基づいている。また、コード構成についても概念設計を行った。
