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谷村 嘉彦
FBNews, (548), p.1 - 5, 2022/08
原子力災害発生時においては、多数の住民・作業者を対象とした甲状腺ヨウ素モニタリングを、事故後速やかに実施する必要がある。日本原子力研究開発機構では、災害時の高バックグラウンド線量率下でも使用可能な小型で取り扱いが容易な遮蔽一体型甲状腺モニタの開発を行っている。開発した甲状腺モニタシステムの概要及び放射線標準施設棟の
線標準校正場等で実施した性能試験から得られた結果を報告する。
古田 琢哉; 古場 裕介*; 橋本 慎太郎; Chang, W.*; 米内 俊祐*; 松本 真之介*; 石川 諒尚*; 佐藤 達彦
Physics in Medicine & Biology, 67(14), p.145002_1 - 145002_15, 2022/07
被引用回数：2 パーセンタイル：47.19(Engineering, Biomedical)炭素線治療は従来の放射線治療よりも腫瘍部への線量集中性に関する優位性を持つが、二次的ながんの発生原因となり得る正常組織への照射を完全に無くすことは困難である。そのため、発がんリスクを照射炭素ビームの核反応によって生成される二次粒子による線量まで含めて評価するには、計算シミュレーション解析が有効となる。本研究では、PHITSコードを中核とした炭素線治療の線量再構築システムを開発した。このシステムでは、治療計画を記録したDICOMデータから自動でPHITSの入力ファイルを作成し、PHITSシミュレーションの実行によって腫瘍および周辺正常組織での線量分布を計算する。PHITSの様々な機能を利用することで、粒子毎の線量寄与や二次粒子の発生場所の特定など、詳細な解析が実施可能である。開発したシステムの妥当性は、水中での線量分布の実験結果や人体等価ファントムへの治療計画との比較により確認した。今後、本システムは量子科学技術研究開発機構において、過去の治療データを用いたシミュレーション解析による遡及的研究に利用される予定である。
Chang, W.*; 古場 裕介*; 古田 琢哉; 米内 俊祐*; 橋本 慎太郎; 松本 真之介*; 佐藤 達彦
Journal of Radiation Research (Internet), 62(5), p.846 - 855, 2021/09
被引用回数：2 パーセンタイル：26.61(Biology)炭素線治療の治療計画をモンテカルロシミュレーションによって再評価するためのツール開発の一環として二つの重要な手法を考案した。一つは治療計画装置に含まれる校正済みのCT-水阻止能表を反映しつつ、患者CT画像から物質識別を行う手法である。もう一つの手法は、粒子およびエネルギー毎に生体物質と水との阻止能比を考慮し、水等価線量を導出することを目的としたものである。これらの手法の有効性を確認するため、生体物質および水で構成される均質および不均質ファントムに対し、SOBPサイズ8cmの炭素線を400MeV/uで照射するシミュレーションをPHITSで計算し、得られた線量深さ分布を従来の治療計画装置による結果と比較した。その結果、従来の治療計画装置で採用されている生体物質を全て水に置換する手法では、異なる物質において二次粒子の発生率が一次粒子の阻止能に単純に比例するため、二次粒子による線量寄与を評価する上で不適切であることが分かった。一方、各物質の二次粒子の発生率を適切に考慮した新しい手法は炭素線治療の再評価において、重要な役割を果たすことが期待できることが分かった。
吉富 寛; 萩原 雅之*; 古渡 意彦; 西野 翔; 佐波 俊哉*; 岩瀬 広*
Proceedings of 14th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-14), Vol.3 (Internet), p.1188 - 1195, 2017/11
放射線業務従事者の眼の水晶体や末端部の等価線量については、線量限度を超えていないことを確認するため、適切に評価される必要がある。さらに近年、眼の水晶体に係る線量限度引き下げがICRPにより勧告されたこと、高放射化物等の取り扱いによる末端部被ばくが懸念されることなどから、より妥当な評価が要求されている。これらの部位は体幹部から離れた位置にあることから、場の不均等性によって大きく影響を受けるが、原子力・学術分野で、その不均等性を判断するための仕組みが十分であるとは言えない。本研究では、計算と実験を組み合わせて、不均等性を判断する枠組みを提案した。新たに提案した不均等性を表す指標を数学ファントムを用いたモンテカルロ計算により求め、その妥当性をベンチマーク実験により検証した。さらに、線源条件などのパラメータを変化させたいくつかのケースについて不均等性を調べ、水晶体被ばくにおいて不均等性を判断する上で考慮すべき因子を明らかにした。一連の実験と計算により、本指標の有用性と信頼性を確認することができた。
横山 須美*; 浜田 信行*; 林田 敏幸*; 辻村 憲雄; 立崎 英夫*; 黒澤 忠弘*; 青天目 州晶*; 大口 裕之*; 大野 和子*; 川浦 稚代*; et al.
Journal of Radiological Protection, 37(3), p.659 - 683, 2017/09
被引用回数：15 パーセンタイル：82.15(Environmental Sciences)国際放射線防護委員会が2011年に水晶体の職業等価線量限度を下げることを勧告して以来、多くの議論が様々な国々でなされてきた。この論文は、日本における水晶体の放射線防護の現状と新しい水晶体線量限度の潜在的なインパクトに関する議論をとりまとめる。トピックは水晶体線量限度の歴史的変遷、水晶体の職業被ばくの現状(例えば、医療労働者, 原子力労働者、および福島原子力発電所労働者)と測定、生物学的研究および放射線白内障に関する疫学研究の現状を含んでいる。焦点は日本の状況に置かれているが、そのような情報の共有は他の多くの国々にとって有用になると思われる。
今泉 充*; 住田 泰史*; 川北 史朗*; 大島 武; 伊藤 久義; 桑島 三郎*
Proceedings of 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference and Exhibition (PVSC-31), p.563 - 566, 2005/00
人工衛星つばさ「MDS-1」に搭載された地上用InGaP/GaAs二接合タンデム太陽電池の耐放射線性の実宇宙環境試験結果を地上試験結果と比較した。600日間静止トランスファー軌道(GTO)に投入されたタンデム太陽電池の電気特性を解析し、短絡電流(I
),開放電圧(V
)及び最大電力(P
)を求めた。600日経過後の特性劣化量と地上での1MeV電子線及び10MeV陽子線照射実験の結果を比較したところ、1MeV電子線を基準とした等価フルエンス解析では、I, V及びPで照射線量に約一桁のズレがあるのに対し、10MeV陽子線を基準とした等価フルエンス解析では全てのパラメータで良い一致を示した。この結果は、GTO軌道では電子線より陽子線の存在量が多いことに起因すると考えられる。これより、従来は1MeV電子線等価フルエンスにより太陽電池の寿命予測を行ってきたが、投入する軌道によっては10MeV陽子線等価フルエンスによる寿命予測を行った方が正確に寿命予測が行えると帰結できた。
野村 靖*; 奥野 浩; 三好 慶典
JAERI-Tech 2004-030, 64 Pages, 2004/03
JAERI-Tech-2004-030.pdf:4.59MB
はじめに、燃焼度クレジットを採り入れた臨界安全評価において用いられる、燃焼計算のための燃焼度設定法について、欧米各国が採用している上端部50cm平均燃焼度を比較評価する。次に、仮定された軸方向燃焼度分布の形状の違いにより発生する臨界計算の誤差,核種組成計算値補正因子適用により補償される燃焼計算に付随するバイアス誤差及び照射履歴入力パラメータの変動により生じる統計誤差を、欧州経済開発協力機構原子力エネルギー局(OECD/NEA)の燃焼度クレジット国際ベンチマークの輸送容器モデルにより評価する。この結果、これらの誤差導入に対して安全側の臨界解析結果が得られるような、与えられた燃焼度から等価的に減少させた燃焼度を設定する方法を提案する。最後に、これらの誤差影響を統合的に組み込んで導かれる「等価均一燃焼度」及び「等価初期濃縮度」について述べ、使用済燃料輸送容器仕様の違いにかかわらず用いられる可能性に触れる。
松井 真吾*; 武藤 康*; 椎名 保顕
日本原子力学会和文論文誌, 2(2), p.175 - 186, 2003/06
高温ガス炉ガスタービン発電システムでは細密フィン型プレートフィン再生熱交換器が用いられる。本熱交換器では数億個にも及ぶ微細なフィンとプレートが積層されており、その解析手法は未だ確立されていない。本解析では、内圧,定常熱荷重及び非定常熱荷重の各荷重ごとに、それぞれ適切な解析を行い、得られた応力を重ね合わせることにより求める応力を算出することとした。内圧による解析では、フィンに生ずる応力機構が2種類考えられることを明らかにした。定常熱解析では、フィンプレート要素より等価な弾性定数を求めて全体モデルの解析を行い、最大応力を生じた要素のひずみを境界条件として部分モデルの応力を求めた。非定常解析では4段階モデルにより解析を行った。以上の方法により、実用的な計算時間で複雑なモデルの解析を行えることを明らかにした。
木名瀬 栄; 木村 雅哉*; 野口 宏
Radioisotopes, 52(6), p.277 - 284, 2003/06
体外計測装置校正用ファントムの骨格等価材開発において、ベーシックデータ法に基づく、主材に対する添加材の最適量評価式を開発した。また、エポキシ樹脂を主材とした骨格等価材を開発した。開発したエポキシ樹脂材は、93mNbのKX線16.6keV及び241Amの線59.5keVを用いて透過率を評価した。その結果、実測値は理論値とよく一致し、添加剤最適量評価式の妥当性が検証された。また、本研究で開発したエポキシ樹脂材はICRP Publ.23の骨格等価材として適切であることがわかった。
高橋 史明; 山口 恭弘; 斎藤 公明; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 船曳 淳*
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1314 - 1317, 2002/08
光子外部被ばくに対して、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による臓器線量及び実効線量の推定を可能とする技術を確立するため、エナメル質の線量の解析を行った。エナメル質の吸収線量は、EGS4コード及び新たに歯を定義したMIRD-5型の数学人体模型を用いたモンテカルロ計算により得られた。また、組織等価物質で構成され人骨を埋め込んだ頭部物理ファントムを用いた実験を行った。歯及びTLD検出器を物理ファントム内の歯の位置に設置し、歯エナメル質部の線量を測定した。実験結果は光子が頭部の前方から入射する場合は計算結果とよく一致した。しかし、後方入射の場合、実験結果は計算結果より小さい値を示した。そこで、実験に用いた物理ファントムのCT画像からVoxel型ファントムを作成し、このVoxel型ファントム及びEGS4コードを組み込んだ計算コードUCPIXELを用いた検証計算を行い、実験結果の妥当性を確認した。
藤田 隆明; 鎌田 裕; 井手 俊介; 竹治 智; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 鈴木 隆博; 及川 聡洋; 福田 武司; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 42(2), p.180 - 186, 2002/02
被引用回数：31 パーセンタイル：68.29(Physics, Fluids & Plasmas)強力な内部輸送障壁の形成により高い閉じ込め性能を発揮するJT-60の負磁気シア放電の長時間維持の実験の結果を報告する。高電流のLモード境界の放電においては、蓄積エネルギーの帰還制御を用いてプラズマの
値を精密に調整することにより、等価エネルギー増倍率=0.5を0.8秒間(エネルギー閉じ込め時間と同程度)維持した。高三角度のELMy Hモード境界の負磁気シア放電においては、ポロイダルを上昇し自発電流率を向上することにより負磁気シア領域の縮小を抑制し、高閉じ込めの準定常維持を実現した。高安全係数領域にて自発電流率80%を得て、完全非誘導電流駆動を達成した。規格化値2,閉じ込め改善度3.5を2.7秒間(エネルギー閉込め時間の約6倍)維持した。
野村 靖; 村崎 穣*; 奥野 浩
JAERI-Data/Code 2001-029, 120 Pages, 2001/11
JAERI-Data-Code-2001-029.pdf:6.16MB
原研で取得されたPWR使用済燃料照射後分析データをもとに、使用済燃料貯蔵プール及び輸送容器モデル体系を対象に、燃焼度クレジットを考慮した臨界安全性評価に簡便法として用いられる「等価均一燃焼度」及び「等価初期濃縮度」を導入・整備した。これらの簡便法は、ORIGEN2.1燃焼計算コードとKENO-Va臨界計算コードにより、使用済燃料中軸方向燃焼度分布やその他の誤差変動要因の影響を考慮しないで、使用済燃料輸送・貯蔵体系の中性子増倍率を簡便に求めるために使用される。「等価均一燃焼度」は、これを用いた簡便な解析結果と、核種組成実測値を用いて軸方向燃焼度分布を考慮し燃焼履歴等の影響を保守側に見積もった臨界解析結果が、反応度等価になるように設定した。一方、「等価初期濃縮度」は、同じく核種組成実測値を用いて詳細な条件設定による保守側の解析結果と反応度等価になるように、新燃料の仮定により臨界解析する場合の初期濃縮度として設定した。
-ray absorbed doses under criticality accident conditions at TRACY using tissue-equivalent dosimeters曽野 浩樹; 柳澤 宏司; 大野 秋男; 小嶋 拓治; 空増 昇*
Nuclear Science and Engineering, 139(2), p.209 - 220, 2001/10
被引用回数：7 パーセンタイル：48.68(Nuclear Science & Technology)臨界事故条件下での人体の中性子及び線吸収線量を評価するために、高分子アラニン線量計とホウ酸リチウムを用いた熱蛍光線量計の二種類の組織等価線量計を10%濃縮硝酸ウラニル水溶液を用いた原研TRACYでの実験に適用した。この実験では、反応度添加条件を変えて五種類の臨界事故模擬実験を行った。高分子アラニン線量計を用いて1.5から1600Gyまでの中性子と線を合わせた吸収線量の測定に成功した。またホウ酸リチウム線量計により1から900Gyまでの線の吸収線量を測定することができた。さらに、反応度添加条件が異なっていても、線量は積分出力に比例することが確認された。ホウ酸リチウムの線に対する感度がアラニンとほぼ同じであるため、中性子線量は複雑な補正なしにアラニン線量計による中性子と線の吸収線量からホウ酸リチウム線量計による線吸収線量を差し引くことにより容易に評価することができた。MCNP4Bを用いた解析結果として、吸収線量の計算値は測定値と95%信頼区間の範囲内で一致し、過渡時の中性子及び線吸収線量の評価に十分適用できることを示した。
-ray doses on criticality accidents of low-enriched uranyl nitrate solution using tissue-equivalent dosimeters at the TRACY facility曽野 浩樹; 柳澤 宏司; 大野 秋男; 小嶋 拓治; 三好 慶典; 空増 昇*
Proceedings of the ANS International Topical Meeting on Advances in Reactor Physics and Mathematics and Computation into the Next Millennium (PHYSOR2000) (CD-ROM), 9 Pages, 2000/05
商用核燃料再処理工場の安全性評価研究に資するため、原研の過渡臨界実験装置TRACYを用いて、溶液系臨界事故時の線量評価実験を行った。本実験では、燃料に10%濃縮硝酸ウラニル水溶液を用い、反応度添加条件を変えて運転を行った。線量計には、中性子または線に対し、人体筋肉組織とほぼ等価な感度を有するアラニン線量計と四ホウ酸チリウム熱蛍光線量計を用いた。また、連続エネルギーモンテカルロコードMCNP4BとMVPのそれぞれを用い、実験解析計算を行った。線量測定の結果、中性子及び線量とも、反応度添加条件によらず、放出エネルギー(核分裂数)に比例することが確認された。また、その空間分布も変わらないことから、両線量計を用いた臨界事故時被曝線量評価に見通しが得られた。一方、解析計算では、計算値は測定値と30%以内で一致し、両計算コードの妥当性が示された。
下茂 道人*; 西嶌 望*
JNC TJ7400 2000-008, 157 Pages, 2000/03
JNC-TJ7400-2000-008.pdf:4.02MB
核燃料サイクル開発機構の進めている地層科学研究においては、わが国の地質環境の一般的な性質を理解する供に、地質環境を調査・解析・評価するための体系的な調査手法を構築することを主要な課題として位置付けている。これまでの広域地下水流動研究では、堆積岩での調査結果から断層の透水性については低透水性の遮水壁的特徴を有しているものとし、断層以外の割れ目帯については考慮せず地下水流動解析を実施してきた。しかし、最近の試錐孔などを用いた調査結果から、断層の透水異方性や透水性割れ目帯が地下水の卓越した地下水流動経路となる等の知見を得ており、これまでの地下水流動解析の考え方を検証する必要性が生じている。本解析では、断層の透水異方性や透水性割れ目帯を考慮する必要性の有無を検討することを目的として、等価不均質連続体モデルによる地下水流動解析を実施した。
藤田 隆明; 鎌田 裕; 石田 真一; 閨谷 譲; 及川 聡洋; 井手 俊介; 竹治 智; 小出 芳彦; 諫山 明彦; 福田 武司; et al.
Nuclear Fusion, 39(11Y), p.1627 - 1636, 1999/11
被引用回数：93 パーセンタイル：91.91(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U負磁気シア放電の運転領域を、高プラズマ電流、低安全係数領域へと拡張し、JT-60Uにおける等価エネルギー増倍率の記録1.25を2.6MAにて達成した。ビームパワーによる中性子発生率の帰還制御など、大きな半径の内部輸送障壁を保ちつつ低安全係数へと再現性良く到達するための運転手法を開発した。排気付きW型ダイバータ配位において不純物の低減を得た。Lモード境界の負磁気シア放電の性能の持続時間は、qの極小値が2近傍となったときに発生するベータコラプスにより制限された。トロイダル回転制御により一時的に内部輸送障壁を劣化させて熱パルスを誘起し、Hモードを得た。Hモード化により圧力分布を平坦化してqの極小値~2における安定性を改善し、内部輸送障壁を5.5秒間維持した。
石田 真一; JT-60チーム
Nuclear Fusion, 39(9Y), p.1211 - 1226, 1999/09
被引用回数：40 パーセンタイル：75.12(Physics, Fluids & Plasmas)W型ダイバータへの改造後のJT-60Uにおける高性能化実験に関するレビュー論文である。プラズマ性能は、負磁気シアと高
プラズマ領域にて大きく改善された。負磁気シアでは、等価核融合増倍率Q
が世界最高値1.25を記録した。定常化に向けてLHとNBを組合せ、負磁気シア配位を保ったまま、内部輸送障壁を6秒間維持した。輸送解析は、内部輸送障壁の近傍で熱・粒子拡散係数が顕著に低下し、強い径電場シアが形成されていることを示した。W型ダイバータの効果として、中性粒子逆流や化学スパッタリング効果の低減を予測通り観測した。N-NBI実験では、駆動電流分布を実験的に評価し、高エネルギービーム入射による電流駆動の理論的予測を実証した。N-NBIはTAEモードを励起したが、高速イオンの損失は顕著ではなかった。定常高性能化を進めた高Hモード実験では、高三角度配位にてQ~0.16を4.5秒間維持することに成功した。
西山 直紀*; 二川 正敏; 井岡 郁夫; 小貫 薫; 清水 三郎; 衛藤 基邦; 奥 達雄*; 倉部 誠*
材料, 48(7), p.746 - 752, 1999/07
熱化学水素製造ISプロセスの硫酸濃縮・蒸発工程で使用可能な容器材料及び皮覆材料として期待される、数種のセラミックス材料に対して沸騰濃硫酸環境における耐食性評価を行った。最大1000時間の沸騰硫酸中で浸漬試験を行った後に、質量変化、強度変化を調べるとともに、微小押し込み試験による腐食表層部の力学特性について調べた。その結果、(1)Si-SiC,SiCは防食皮膜として機能するシリカ皮膜の形成により優れた耐食性を示すこと、(2)腐食層厚さ及び皮膜厚さを微小押し込み試験により求まる力学特性変化点から評価できること、(3)Si
N
及びAl
Oの腐食後強度劣化を微小押し込み試験から得られた腐食層厚さと固有の破壊靱性値より非破壊的に評価できること、を明らかにした。
草間 義紀; JT-60チーム
Physics of Plasmas, 6(5), p.1935 - 1942, 1999/05
被引用回数：17 パーセンタイル：50.48(Physics, Fluids & Plasmas)W型ダイバータ付きJT-60Uにおいて行った高性能プラズマ実験及び定常化実験の最近の成果を報告する。主な成果は以下のとおり。(1)負磁気シアモードにおいて世界最大の等価Q
=1.25を達成した。(2)高ポロイダルHモードにおいて、等価Q=0.16,Hファクター2.2を4.5秒間維持することに成功した。(3)低域混成波(LH)と中性粒子ビームにより輸送障壁付き負磁気シアモードを6秒間維持できた。(4)負イオン源中性粒子ビーム(NNB)入射による駆動電流が600kAに達した。(5)NNB入射によりHモードを生成・維持し電子加熱が有効に行われていることを実証した。(6)低シアプラズマにNNBを入射した場合に約0.1%と低い高速イオンにおいてもトロイダルアルヴェン固有モード(TAE)が発生し得ることを明らかにした。(7)負磁気シアの内部輸送障壁の物理的解明など、物理研究が大きく進展した。
福田 武司; JT-60チーム
Fusion Engineering and Design, 46(2-4), p.337 - 345, 1999/00
被引用回数：7 パーセンタイル：49.7(Nuclear Science & Technology)現在の炉心プラズマ実験を核融合炉に外挿するためにはプラズマ諸量の実時間制御が重要な要件となる。一昨年に臨界プラズマ条件を達成したJT-60Uでは、フィードバック制御を用いた高性能放電の準定常維持に焦点を当てた研究開発を積極的に進めてきた。その結果、電子密度と中性子発生率のフィードバック制御を用いた負磁気シア放電で、高い閉じ込め性能と規格化ベータ値を4.3秒間維持することに成功した。また、加熱入力分布の指標となる中性子発生率の制御が、電磁流体力学的に安定な領域にプラズマを再現性良く維持するのに有効であることを世界で初めて示すとともに、制御手法を最適化することによって一昨年を上回る等価エネルギー増倍率を得た。さらに、放射冷却ダイバータの生成と高い閉じ込め性能の両立維持を目指したダイバータの放射損失量と中性子発生率の複合制御実験の結果についても報告する。
