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田崎 真樹子; 木村 隆志; 清水 亮; 中谷 隆良; 須田 一則
JAEA-Review 2023-042, 121 Pages, 2024/03
JAEA-Review-2023-042.pdf:3.01MB
2018年度に開始した「非核化達成のための要因分析と技術的プロセスに関する研究」の一環として、旧ソ連3か国(ベラルーシ、カザフスタン及びウククライナ)の非核化事例を調査して8つの非核化要因から分析すると共に、非核化の特徴及び教訓を考察した。3か国の非核化プロセスは国毎に異なり、特にウクライナの非核化プロセスは紆余曲折を経たが、共通項としては、核兵器国全てが安全の保証(assurance)を提供し、それをもって3か国は戦略核を露国に搬出し、非核兵器国として核兵器不拡散条約(NPT)に加入したこと、またその決断には、米露が非核化の経済的・物理的支援をしたことが功を奏したことが挙げられる。更にこの3か国の非核化の特徴としては、米国の巧みな非核化戦略を挙げることができる。米国は、この3か国が露国同様START-Iの当事国であるとの主張を支持して、最終的に第一次戦略兵器削減条約(START-I)の枠組みで3か国からの戦略核兵器の露国への搬出及びその後の露国での廃棄を達成した。また旧ソ連3か国の非核化からの教訓としては、非核化対象国への安全の保証(assurance)の提供は非核化の強力なインセンティブであるが、露国による2014年のクリミア併合及び2022年2月からのウクライナへの軍事侵攻を鑑みると、今後、将来的な非核化では、非核化対象国がより強固な安全の保証(guarantee)を求めるであろうと予想されることである。更に非核化に関しては、関係国の大統領・首脳の強力なイニシアティブが必要であること、また核兵器国が非核兵器国に非核化を求めるならば、核兵器国自身も核軍縮に対する積極的な取組を示す等の必要性があろう。
藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 海老原 健一; 小林 正和*; 眞山 剛*; 平山 恭介*; 清水 一行*; 竹内 晃久*; 上椙 真之*
International Journal of Plasticity, 174, p.103897_1 - 103897_22, 2024/03
被引用回数：0高強度化したアルミ合金において水素脆化は、理解し解決すべき問題である。アルミ合金において、水素が析出物界面に蓄積し脆化の原因となっていると考えられている。しかし、き裂付近の水素分布と応力場の局所的な相互作用について、空間的な複雑さを考慮した定量的な知見は明らかでない。本研究では、結晶塑性有限要素法と水素拡散解析を組み合わせたマルチモーダル3次元画像ベースシミュレーションを用い、実際のき裂近傍の応力分布と、それが水素分布に及ぼす影響およびき裂発生確率に及ぼす影響を捉えることを試みた。その結果、粒界き裂は、その先端近傍の水素蓄積により、MgZn
析出物の半整合界面の凝集エネルギーが低下した領域で擬へき開き裂に遷移することが分かった。この結果は、本シミュレーション手法がナノスケールの剥離とマクロスケールの脆性破壊の橋渡しに成功したことを示すものと考える。
田崎 真樹子; 木村 隆志; 清水 亮; 中谷 隆良
第44回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2023/11
旧ソ連崩壊によりウクライナに残された核兵器(戦術核及び戦略核)について、ウクライナがロシアへの搬出を完了するまでの紆余曲折の経緯を、「国家主権宣言」、「独立宣言」、「ウクライナの非核化の地位について」、「リスボン議定書」、「核政策の覚書」、「ウクライナ外務省が作成したウクライナがとり得るべき核に係る選択肢についての2つの分析・報告書」、及び「ブダペスト覚書」等の文書を基に明らかにする。
清水 亮; 中谷 隆良; 田崎 真樹子; 木村 隆志; 堀 雅人
第44回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 4 Pages, 2023/11
本研究では、非核化達成に必要な核関連施設、核物質の廃棄・検証の技術プロセスの検討を行っている。今回、核兵器用核物質であるプルトニウムの非核化のための技術的措置や検証方法について、効果的・効率的な観点で整理・考察する。
小林 直樹
第44回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 5 Pages, 2023/11
2023年8月でロシアのウクライナ侵略の開始から1年半が経過した。ロシアのウクライナ侵略に対して国際連合や国際社会全般が軍事紛争そのものの解決に有効な手段を講じ得ないなか、IAEAは原子力発電所での深刻な事故等が生じかねないことを懸念して、原子力発電所に職員を常駐させて支援を行う等、ウクライナの原子力施設の安全やセキュリティを確保するために積極的な活動を継続している。IAEAの活動について紹介する。
比嘉 良太*; 藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 小林 正和*; 海老原 健一; 竹内 晃久*
軽金属, 73(11), p.530 - 536, 2023/11
Al-Zn-Mg合金において、その強度向上には水素脆化の抑制が必要である。本研究では、X線CTから得られた3次元多結晶微細構造データに基づくモデルによる結晶塑性有限要素法及び水素拡散解析を用いて、実際の破断領域における応力、ひずみ及び水素濃度の分布を調べた。さらに、引張試験のX線CTによるその場観察とシミュレーションを組み合わせて、応力、ひずみ、水素濃度の分布と実際のき裂発生挙動を比較した。その結果、結晶塑性に起因する粒界に垂直な応力負荷が主に粒界き裂発生を支配することが明らかになった。また、結晶塑性に起因する内部水素の蓄積は、き裂発生にほとんど影響しないことがわかった。
寺田 宏明
点発生源からのメソスケール拡散シミュレーション; 福島第一原子力発電所事故をふまえて(気象研究ノート第248号), p.115 - 121, 2023/09
大気拡散モデルの検証に必要な入力データのうち放出源情報について述べる。ここでは、福島第一原子力発電所事故時の放出源情報として、日本原子力研究開発機構により大気拡散計算結果と環境モニタリングデータの比較に基づき推定された成果から、Katata et al. (2015)とTerada et al. (2020)について推定手法の概要と推定結果の特徴を解説する。Katata et al. (2015)では、新たに公開された環境モニタリングデータと沈着計算を精緻化した大気拡散計算により主要な放射性核種(
Cs, 
Cs, 
I, 
Te)の放出率が逆推定され、従来の研究では不明であった事故初期の放出率の詳細な時間変化が明らかとなった。Terada et al. (2020)では、ベイズ推計に基づく統計的な最適化手法が導入され、大気中濃度,地表沈着量,日降下量の複数種の測定データを用いて従来の推定による放出率推移が最適化された。この再推定では、新たに公開されたCs大気中濃度の多地点連続データが活用され、このデータとベイズ推計を組み合わせた解析手法により放出率だけでなく気象場も改善された。
永井 晴康; 茅野 政道*
点発生源からのメソスケール拡散シミュレーション; 福島第一原子力発電所事故をふまえて(気象研究ノート第248号), p.1 - 58, 2023/09
原子力機構は、国内外の原子力事故時に大気放出される放射性物質による影響を評価するために緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIおよびその世界版WSPEEDIを開発した。これらのシステムは、実際に発生した原子力事故への対応をはじめ、様々な大気拡散事象に応用され、多くの実績を上げてきた。ここでは、これらのシステム開発の経緯と概要、システムの検証、そしてシステムの利用実績について解説する。
嶋田 和真; 永井 晴康; 橋本 周; 飯本 武志*
日本原子力学会誌ATOMO
, 65(5), P. 290, 2023/05
本稿は、日本原子力学会の特集記事「1F事故を経てこれからなすべきことは何か、1F事故の何を次世代に伝えるか」のうち、保健物理・環境科学部会のメンバーが関与してきた原子力防災に関する議論と今後の提案をまとめたものである。原子力学会の事故調査委員会及び日本気象学会の提言を鑑み、UPZ圏内外の住民への避難等の防護措置の意思決定を支援するために放射性プルームの挙動及び住民の避難行動の予測を検討する。住民の放射線被ばくの健康リスク及び倫理的側面を踏まえた防護措置の意思決定及び住民へのリスクコミュニケーションの実践が新たに提案された。
堀 雅人; 田崎 真樹子; 清水 亮; 木村 隆志; 中谷 隆良
Proceedings of INMM & ESARDA Joint Annual Meeting 2023 (Internet), 8 Pages, 2023/05
将来の非核化を効果的・効率的に実施しするために原子力機構では、非核化研究を実施している。その研究の一環として、本論文は、ウラン濃縮施設を廃棄・検証に関し、(a)平和利用運転、(b)凍結、(c)無能力化、(d)廃止措置、(e)国外移転のオプションについて検討を行った。
田崎 真樹子
日本原子力学会誌ATOMO, 65(3), p.183 - 186, 2023/03
2022年8月1日から26日に米国ニューヨークの国連本部で開催されたNPT第10回運用検討会議最終文書案は、ウクライナの原子力発電所、特にザポリッジャ原子力発電所の安全確保等に関する文言に露国が反対し、当該文書案を採択できずに閉会した。今次会議の主要論点と議論及び最終文書が採択されなかった理由の詳細等を紹介する。
, ThO, UO, PuO, and (U, Pu)O加藤 正人; 渡部 雅; 廣岡 瞬; Vauchy, R.
Frontiers in Nuclear Engineering (Internet), 1, p.1081473_1 - 1081473_10, 2023/01
This study evaluates oxygen self-diffusion and chemical diffusion coefficients of fluorite-type oxides CeO, ThO, UO, PuO, and (U, Pu) O using point defect concentration, oxygen vacancies, and interstitial oxygen. The self-diffusion coefficient changed in proportion to the 1/n power of oxygen partial pressure, which is similar to the oxygen partial pressure dependence of the defect concentration. All parameters used to represent the diffusion coefficients were determined, and the experimental data were accurately stated. The chemical diffusion coefficient was much higher at O/M = 2.00 than in low O/M oxides. In the reduction process, the chemical diffusion control rate was dominant, and a new phase with O/M = 2.00 was formed, and it expanded from the surface in the oxidation process from a low O/M ratio to O/M = 2.00.
池之上 翼; 川村 英之; 上平 雄基
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(1), p.61 - 71, 2023/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所から仮想的に放出された溶存放射性核種の海洋拡散について、長期海洋再解析データを用いて数値シミュレーションを実施した。シミュレーション結果に基づいて統計的に解析を行い、海洋における溶存放射性核種の挙動の特徴と傾向を評価した。福島沿岸海域の放出地点における表層流の南北成分と黒潮続流は、それぞれ福島沿岸海域の表層における放射性核種の南北方向の輸送と沖合の表層における放射性核種の東方向の輸送に大きく影響した。沿岸から沖合にかけての表層における運動エネルギーが大きいと表層における放射性核種の拡散範囲が大きくなる傾向があった。夏季(7-9月)には、福島沿岸海域での表層における放射性核種の南向き輸送によって黒潮続流に取り込まれる放射性核種の頻度の増加と表層における運動エネルギーが大きいことにより、表層における放射性核種の拡散範囲が大きくなった。冬季(1-3月)には、福島沿岸海域での表層における放射性核種の北向き輸送によって黒潮続流に取り込まれる放射性核種の頻度の減少と表面運動エネルギーが小さいことにより、表層における放射性核種の拡散範囲が小さくなった。
清水 亮; 中谷 隆良; 田崎 真樹子; 木村 隆志; 堀 雅人
第43回日本核物質管理学会年次大会会議論文集(インターネット), 3 Pages, 2022/11
非核化では、対象国の核兵器及び核兵器に利用可能な核物質を除去するとともに、それらの製造に関わる施設・資機材等を凍結,無能力化し廃棄する。また、対象国の核開発活動及び非核化について検証を行うことが想定される。本研究では、原子力施設の中で再処理施設の非核化を達成するために、民生利用,凍結,無能力化,廃止措置の各選択肢における措置や検証方法について検討し、効果的・効率的に非核化を実施できる技術的プロセスを整理・考察する。
鈴木 元*; 石川 徹夫*; 大葉 隆*; 長谷川 有史*; 永井 晴康; 宮武 裕和*; 義澤 宣明*
Journal of Radiation Research (Internet), 63(6), p.796 - 804, 2022/11
被引用回数：2 パーセンタイル：27.14(Biology)2011年の福島第一原子力発電所事故による被ばく線量と甲状腺がんの関係を明らかにするために、小児の甲状腺等価線量(TED)を評価する必要がある。これまでに、行動調査データと大気拡散モデルにより構築した放射性物質の時空間分布データベースを組み合わせたTED再構築手法について報告した。本研究では、この手法をさらに精緻化し、原発周辺16市町村における3256人の行動調査データに基づき、小児のTEDを評価した。TED評価結果は、いわき市,川俣町,飯舘村,南相馬市の小児1080人の測定データと近い値であった。1歳児のTEDの平均値は伊達市の1.3mSvから南相馬市小高地区の14.9mSvの範囲であり、95パーセンタイル値は伊達市の2.3mSvから浪江町の28.8mSvの範囲であった。本研究成果は、今後の甲状腺がんの調査に有効活用される。
堂田 哲広; 加藤 慎也; 飯田 将来*; 横山 賢治; 田中 正暁
Proceedings of 12th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS12) (Internet), 8 Pages, 2022/10
ナトリウム冷却高速炉の従来の炉心設計において、炉心変形による負の反応度フィードバックは、解析評価の不確かさが大きく、考慮されて来なかった。今後、炉心設計を最適化するためには、予測精度の高い解析評価手法を開発し、過度な保守性を排除した評価を実施することが必要となる。そこで、炉物理,熱流動,構造力学の連成解析によるプラント過渡時の炉心変形反応度評価手法を開発した。本評価手法の検証として、燃料集合体が炉心中心から1列ずつ半径方向に水平移動した変形炉心の反応度を計算し、モンテカルロ法による参考値と比較した結果、炉心領域での集合体変位による反応度はよく一致するが、反射体領域では過大評価する結果となり、今後のモデル改良に対する課題を抽出することができた。
Tang, J.*; Seo, O.*; Rivera Rocabado, D. S.*; 小板谷 貴典*; 山本 達*; 難波 優輔*; Song, C.*; Kim, J.*; 吉越 章隆; 古山 通久*; et al.
Applied Surface Science, 587, p.152797_1 - 152797_8, 2022/06
被引用回数：7 パーセンタイル：77.62(Chemistry, Physical)水素貯蔵材料として重要な立方体形状Pdナノ粒子の水素吸収と拡散メカニズムをX線光電子分光とDFT計算を用いて調べた。表面領域では粒子の大きさによらず、ほぼ同様の水素吸収挙動を示した。四面体サイトよりも八面体サイトの水素占有率が大きいことがわかった。表面の乱れによってPd-H結合が弱くなるため、小さいサイズのPdナノ粒子に吸収された水素原子は、より活発に粒子内部に拡散することが分かった。これが低水素圧での水素吸着に重要な役割を果たしている。
田崎 真樹子; 清水 亮; 木村 隆志; 玉井 広史; 中谷 隆良; 須田 一則
JAEA-Review 2021-076, 108 Pages, 2022/03
JAEA-Review-2021-076.pdf:3.89MB
将来的に期待される非核化を成功裏に、また効果的かつ効率的に導く方策を見いだすため、2018年度から「非核化達成のための要因分析と技術的プロセスに関する研究」を実施している。本報告書はこのうち、前半部分の非核化のための要因分析」に係り、非核化の事例調査と要因分析の結果を取り纏めたものである。まず非核化対象国として、南アフリカ、イラク、リビア、ウクライナ、カザフスタン、ベラルーシ、北朝鮮、イラン、シリアを選び、各々の国の核開発及び非核化の経緯やその特徴を調査・分析した。次に国際社会が非核化対象国の非核化を導く方策を考察する上で、鍵となる主に8つの非核化要因((1)核開発の動機、(2)非核化決断時点の内外情勢、(3)核開発の進捗度、(4)制裁等の効果、(5)非核化の国際的枠組み等、(6)非核化の対価(インセンティブ)、(7)非核化の方法、(8)非核化の検証方法・検証者)を導いた。最後に、上記の対象国のうちシリアを除く8か国の非核化事例における(1)
(8)の非核化要因の内容を抽出した。そして各々が非核化に有効であったか、そうでなかった場合その理由は何か、さらに非核化を成功裏に、また効果的かつ効率的に導くには、これらの要因について何をどのようになすべきか等も併せて考察した。このような結果は、今後の非核化の技術的プロセスに関する研究のベースとなると共に、まだ非核化が達成されていない国の非核化をどのように導いていくかを考察する上で、一助となると思われる。
based on experimental data and density functional theory calculation result渡部 雅; 中村 博樹; 鈴木 紀一; 町田 昌彦; 加藤 正人
Journal of the American Ceramic Society, 105(3), p.2248 - 2257, 2022/03
被引用回数：1 パーセンタイル：6.98(Materials Science, Ceramics)CeOのバンドギャップ,フレンケル欠陥生成エネルギー及び欠陥移動エネルギーを決定するため、DFTシュミュレーションによる評価を行った。バンドギャップ及びフレンケル欠陥生成エネルギーは欠陥平衡を解析するために使用した。欠陥平衡の酸素分圧依存性は酸素ポテンシャルの実験データとDFT計算に基づいて評価し、Brouwer図を導出した。フレンケル欠陥、電子-正孔対等の欠陥形成エネルギーを決定し、酸素拡散係数,電気伝導率,比熱容量及び熱伝導率の評価に用いた。これらの物性値のメカニズムについての理解を深めるため欠陥化学に基づく議論を行い、物性値の関係を系統的に記述した。
外山 健*; 鈴土 知明; 永井 康介*; 他9名*
Journal of Nuclear Materials, 556, p.153176_1 - 153176_7, 2021/12
被引用回数：2 パーセンタイル：31.78(Materials Science, Multidisciplinary)電子照射と3次元アトムプローブ(3D-AP)を使用して、照射促進拡散(RED)の高精度測定を行った。高純度のFeとCuをベース材料としてCu-Fe拡散ペア試料を作成し、2MeVの電子照射を行った。CuのFeマトリックスへの拡散を3D-APを使用して原子レベルで観察し、フィックの法則を使用して拡散係数を直接取得した。その結果、REDが明確に観察され、照射下での拡散と熱拡散の比率が低温で大きくなった。反応速度論モデルを使用してREDを定量的に評価し、実験値は空孔のみを考慮したモデルと良好な一致を示した。これにより、REDが照射誘起空孔によって支配されていることが明らかになった。さらに、FeへのCuの溶解度に対する照射の影響に関する直接的な実験結果が得られ、照射下での溶解度は、熱時効下での溶解度よりも低いことがわかった。
