Freeze-concentrated layers as a unique field for the formation of hydrogels

関根 由莉奈; 南川 卓也

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 96(10), p.1150 - 1155, 2023/10

https://doi.org/10.1246/bcsj.20230146

凍結中に起こる氷の結晶と溶質および結合水の相分離は、ハイドロゲルの階層構造を制御するための反応場として使用できる。本論文では、固体-準液相分離を使用して形成されたカルボキシメチルセルロースナノファイバー(CMCF)ハイドロゲルの研究を紹介する。CMCFハイドロゲルは、凍結したCMCFにクエン酸を加え、混合物を解凍するだけで形成された。凍結架橋CMCFの圧縮強度は、従来の架橋法で形成したCMCFハイドロゲルに比べて20万倍向上した。氷結晶が溶ける前の凍結濃縮層では、水素結合を介したCMCF構造の再配列が進行していることがわかった。凍結濃縮下では、CMCFと結合水が高濃度に閉じ込められる。このような独特な空間での架橋反応により、機械的強度の高いCMCFハイドロゲルが形成された。凍結架橋CMCFハイドロゲルのゲル化挙動と特性、およびその応用について説明する。

中性子利用の世界的拠点へ; 運転を再開したJRR-3

遠藤 章

放計協ニュース, (68), P. 1, 2021/10

https://www.irm.or.jp/news68.pdf

原子力機構原子力科学研究所の研究用原子炉JRR-3の施設利用再開について紹介する。2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所の事故を受けて、原子力規制委員会が策定した新規制基準への適合性の確認を経て、JRR-3は2021年7月に10年7か月ぶりに施設利用を再開した。JRR-3は、大強度陽子加速器施設J-PARCの物質・生命科学実験施設(MFL)と連携した中性子利用の研究拠点として、学術及び産業利用において、今後多くの成果を創出していくことが期待されている。

Deuterated Materials Enhancing Neutron Science for Structure Function Applications; 2017年10月1920日,いばらき量子ビーム研究センター

阿久津 和宏*; 安達 基泰*; 川北 至信

JAEA-Review 2018-002, 36 Pages, 2018/03

JAEA-Review-2018-002.pdf:4.67MB

J-PARC MLFでは安定した大強度パルス中性子の供給が実施されており、現在までに数多くの中性子線を用いた先導的な研究、特に化学・生命の中性子研究においては中性子線が水素に敏感である性質を活用した研究が展開されている。特定の位置の水素又は有機分子の水素をその同位体である重水素でラベル化する手法は、部分選択的構造解析、水素の非干渉性散乱に由来するバックグラウンドの低減、従来では見えない構造を可視化するなど多くの利点があり、中性子研究を更に高度なものへと昇華する手法として重要な役割を担っている。そこで、わが国の中性子科学の発展に寄与することを目指して、2017年10月19日-20日に 国際ワークショップ「Deuterated Materials Enhancing Neutron Science for Structure Function Applications」がJ-PARC Workshopとして開催された。このワークショップでは、重水素ラベル化技術及びそれらを中性子科学研究に利用している国内外の研究者が一堂に会し、重水素化実験手法、最新の中性子科学研究成果及びその動向について多方面より議論した。本レポートは、オーガナイザーによるワークショップの報告である。

日本原子力研究所における研究開発のあゆみ

数土 幸夫; 芳野 隆治

電気評論, 86(2), p.41 - 49, 2001/02

日本原子力研究所は、昭和31年6月に設立されて以来、国の計画に従い、科学技術の総合発展に貢献する「先端的な原子力科学技術の研究開発」と原子力のかかわる科学技術の可能性を開拓する「先導的な原子力研究開発」を世界最先端の研究施設を活用して進めている。先端的な原子力科学技術の研究開発では、中性子科学,光量子・放射光科学,放射線利用,物質科学,環境科学,先端基礎,高度計算科学等の研究を推進し、原子力の総合科学としての多様な可能性を追求している。先導的な原子力科学技術では、エネルギー源の安定確保と地球環境と調和のとれたエネルギーシステムの開発を目指し、核融合炉の研究開発,将来型エネルギーシステム研究,高温工学試験研究,安全性研究,保健物理研究等を進めている。本報告では、原研における最近1年間の研究開発の主要な成果を中心に、研究の現状と動向を紹介する。

大強度陽子線加速器用972MHz超伝導空胴の機械的特性

椋木 健*; 大内 伸夫; 吉川 博; 長谷川 和男; 草野 譲一; 水本 元治; 加古 永治*; 斎藤 健二*; 野口 修一*

Proceedings of 25th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.314 - 316, 2000/07

原研とKEKは大強度陽子加速器を核とした、基礎科学研究や原子力工学研究を行うための統合計画を推進している。本加速器に使用される超伝導空胴は扁平形状をしており、真空負荷に対して十分な強度を要求されること、及びパルス化した電磁力により超伝導空胴は加振されるため、空胴の機械的特性が重要な検討項目となる。今回の報告では、972MHz超伝導空胴の形状と機械的特性の関係について解析・検討した。この結果、空胴壁角度を大きくする程構造的に強くなるが、電磁力デチューニングは逆に厳しい状況となり、トレードオフ的最適化が要求されること、多連セル空胴については固有振動数がビームのパルス運転周波数の50Hzの高次モードと非常に接近しており、対策が必要なことがわかった。

Structural study of the cold moderator

麻生 智一; 神永 雅紀; 寺田 敦彦*; 石倉 修一*; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 2000-011, p.23 - 0, 2000/02

JAERI-Tech-2000-011.pdf:1.79MB

超臨界水素を用いる冷減速材は中性子強度やパルス性能などの中性子性能に直接影響する重要な機器である。冷減速材容器内における水素温度の上昇が中性子収率に影響するため、冷減速材容器の設計では再循環流や停滞流の発生などホットスポットの発生要因を抑制して円滑な流動を実現する必要がある。また、1.5MPa,20Kの超臨界水素条件の下で減速材容器の構造強度を維持する必要がある。冷減速材容器の簡易モデル試験体を用いて、入口噴流管による衝突噴流とその随伴流の流動パターンを水流動条件下で測定した結果、STAR-CDコードによる流動解析結果の流動パターンとよく一致した。また、冷減速材容器の薄肉構造における技術的な課題を明らかにするため、予備的な構造強度解析を行った結果、容器には112MPaの最大応力が生じることがわかった。

Development of a H ion source for the high intensity proton linac at Japan Atomic Energy Research Institute

小栗 英知; 富澤 哲男; 金正 倫計; 奥村 義和; 水本 元治

Review of Scientific Instruments, 71(2), p.975 - 977, 2000/02

https://doi.org/10.1063/1.1150363

原研では現在、大強度陽子加速器を用いた中性子科学研究計画を提案しており、また本計画とKEK-JHF計画の統合計画も議論されている。これらの計画で使用する負水素イオン源は、ピークビーム電流60mA、デューティー2.5%のビーム引き出しが要求されている。そこで原研では、この要求性能を達成するために必要なイオン源の基礎データ収集を目的とした体積生成型負水素イオン源を製作した。本イオン源のプラズマ生成室は、内径150mm、高さ200mmの円筒型である。ビーム引き出し系は4枚の電極で構成されており、ビーム引き出し孔の直径は8mmである。イオン源下流でのビームの中性化損失を防ぐために、本イオン源に差動真空排気ポートを設け、イオン源下流の真空容器を高真空状態に保つ。差動排気の結果、ビーム電流値は1.7倍増加し、現在、セシウム添加なしの状態で、負水素イオンビーム電流11mAを得ている。

固体ターゲットの設計及び二次元流動解析による冷却水流量配分特性に関する研究

羽賀 勝洋; 須々木 晃*; 寺田 敦彦*; 石倉 修一*; 勅使河原 誠; 木下 秀孝; 小林 薫*; 神永 雅紀; 日野 竜太郎

JAERI-Tech 99-081, p.43 - 0, 1999/11

JAERI-Tech-99-081.pdf:2.53MB

中性子科学研究計画の下で現在検討中の重水冷却方式固体ターゲットについて、タングステンをターゲット材とし、その冷却性、冷却水の体積割合、及び熱応力を主な設計条件として一次元の概略評価を行いターゲット板の厚さ配分を決定した。さらに二次元の熱応力解析を行い、厚さ配分の妥当性を確認した結果から、40枚のターゲット板を6つの冷却流路に分割し、それぞれをワンスルーで冷却する構造を提案した。次に、汎用流動解析コードを用いて流動解析を行った結果、ターゲット板間流速で1m/sから10m/sの広い範囲にわたって均一な流量配分を実現できる見通しを得た。また、圧力損失は1.5MW及び2.5MW規模の固体ターゲットを冷却するために必要な板間流速である5m/s,7m/sで、それぞれ0.09MPa,0.17MPa程度であることがわかった。

Laser and undulator charge exhange (LUCE) injection

鈴木 康夫

Proceedings of 6th ICFA Beam Dynamics Mini-workshop on Injection and Extraction in High Intensity Proton Machines, 31 Pages, 1999/09

大強度陽子蓄積リング用に研究された、LUCE荷電変換入射法について報告する。このコンセプトは、レーザーとアンジュレーター併用によりHビームを効率よく荷電変換するものであり、全く新しい方法である。アンジュレーターNでHをHに荷電変換し、つづいてHをレーザーによりH(n=3)に励起する。これをアンジュレーターIに入れてHに変える。この方法は従来行われてきたフォイル法と違い、まったく物質を使わないため、放射化させることもなく耐久性にも優れている。レーザー及びアンジュレーターは実用化されているレベルの技術で可能であり、5MWクラスの大強度陽子蓄積リングに有効である。

中性子科学研究計画/大型ハドロン計画の施設統合計画にかかわる国際レビュー専門部会評価結果報告書

研究評価委員会

JAERI-Review 99-020, p.77 - 0, 1999/08

JAERI-Review-99-020.pdf:3.99MB

研究評価委員会の下に設置された「中性子科学研究計画/大型ハドロン計画の施設統合計画にかかわる国際レビュー専門部会」は平成11年4月26日及び27日に日本原子力研究所本部において開催された。12名の国内外の専門家から構成される同専門部会は、日本原子力研究所と高エネルギー加速器研究機構がそれぞれ進めてきた中性子科学研究計画と大型ハドロン計画を統合して一つの施設を建設する統合計画について評価を実施した。評価は当日提出された評価用資料及び被評価者の説明に基づき、あらかじめ定められた評価項目に従って行われた。同専門部会が取りまとめた評価結果は研究評価委員会で審議された。本報告書はその評価結果である。