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論文

坑道掘削後の岩盤や支保工の長期挙動計測手法の検討; 幌延深地層研究センターにおける事例

青柳 和平; 櫻井 彰孝; 宮良 信勝; 杉田 裕; 棚井 憲治

資源・素材講演集(インターネット), 6(2), 7 Pages, 2019/09

高レベル放射性廃棄物の地層処分場に代表される大規模な地下空洞の掘削後の維持管理段階では、支保工の変状等に適切に対応できるようにするため、岩盤や支保工の変形を長期的にモニタリングする技術の確立が重要である。本研究では、北海道幌延町に位置する幌延深地層研究センターの立坑および水平坑道に設置した、光ファイバー式および従来型の電気式の計測機器のデータ取得可能期間(耐久性)を統計的に分析した。また、計測結果を基に坑道周辺の岩盤変位や支保工に作用する応力の経時変化を分析した。耐久性に関しては、従来型の電気式コンクリート応力計および鋼製支保工応力計は、設置後約10年経過した時点で8割以上の計測器でデータ取得が可能であった。一方、岩盤中に設置した従来型の電気式変位計は、設置後約6年経過した時点で約6割の計測器で絶縁抵抗不良により計測が困難となった。これに対して、光ファイバー式変位計は、立坑掘削直後に最大で4mm程度の圧縮変位が生じた後、5年間で約1mmの圧縮変位が生じ、5$$sim$$10年経過後は、変位増大は収束する傾向が確認され、掘削後約10年間にわたってノイズが少なく安定した計測値が得られることを確認した。

報告書

再冠水試験に伴う坑道周辺岩盤の変位計測結果

桑原 和道*; 青柳 芳明; 尾崎 裕介; 松井 裕哉

JAEA-Research 2017-002, 39 Pages, 2017/03

JAEA-Research-2017-002.pdf:3.58MB

深度500m冠水試験抗道における再冠水試験によって生じると予測される、坑道周辺岩盤の地中変位を捉えるため、高精度で耐久性のある光ファイバ式岩盤変位計を開発し、冠水坑道内の岩盤変位観測孔に設置した。冠水・水圧回復試験の第一回目は2015年9月に開始されたが、本計測は試験開始前から行い、大きなトラブルもなくデータ収集を継続している。第一回目の冠水試験および第二回目の試験(2016年1月に開始)で冠水坑道内の水圧が上昇すると、冠水坑道壁面近傍の変位計では、縮み側への変位が観測された。計測された変位量と、岩盤を等方均質弾性的挙動をすると仮定して試算した結果と比較すると、抗壁面ではある程度は一致するが、壁面から離れると測定結果は、試算よりも小さかった。これらの結果は、実際の岩盤では割れ目や不均質性が存在するため冠水坑道壁面に作用している水圧がそのまま内部に作用していないためと考えられる。

論文

J-PARCリニアック高周波基準信号分配システム

小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.366 - 368, 2003/08

J-PARC陽子リニアックでは、RF基準信号12MHzを光伝送によって各クライストロン駆動ステーションへと分配する。加速電場(324MHz,972MHz)の位相,振幅変動はそれぞれ+/-1度,+/- 1%以内が要求され、それゆえ、基準信号に求められる安定度は非常に厳しく、リニアック300m間、約60ヶ所にも及ぶステーション間の位相変動は+/-0.3度(972MHzで約+/-0.9ps)程度以内を目標としている。そのために新たに開発・製作された光コンポーネント(E/O,O/E等)の性能特性評価及び基準信号分配システムの安定性試験の結果ついて報告する。併せてリニアックのタイミング制御信号の分配方法についても述べる。

論文

ITER計測機器に対する放射線照射効果

西谷 健夫; 四竈 樹男*; Reichle, R.*; 杉江 達夫; 角田 恒巳; 河西 敏; 石塚 悦男; 山本 新

プラズマ・核融合学会誌, 78(5), p.462 - 467, 2002/05

ITER-EDAの工学R&Dの一環として行った、ボロメータ,光ファイバー及び磁気プローブ線照射試験の結果について報告する。ボロメーターは赤外軟X線領域の輻射を測定する素子であり、プラズマのパワーバランスを評価する重要な計測器である。ITERのボロメーターの候補であるマイカ薄膜ボロメータの実時間照射試験をJMTRを用いて行ったところ、マイカ薄膜に蒸着した金の抵抗体の抵抗値の著しい増加が観測され、金から水銀への核変換が原因であることを示した。また0.03dpa(目標0.1dpa)のフルエンスで断線が発生したため、蒸着抵抗体を白金等の核変換断面積が小さい物質に代える必要があることを指摘した。ITER共通試料の光ファイバー(日本製フッ素添加ファイバー2種類,ロシア製3種類)をJMTRで照射した。その結果フッ素添加ファイバー及びロシア製KU-H2G, KS-4Vが優れており、ITERの真空容器近傍でも使用可能なことを示した。無機絶縁ケーブルの照射誘起起電力(RIEMF)については、磁気プローブの両端の中心導体間の作動電圧に与えるRIEMFの影響を、高感度電圧計を用いて直接測定することを試みた結果、ノイズレベル(100nV)以下であり、1000秒間積分しても問題ないことを示した。

論文

光ファイバーボイドプローブによる気泡速度計測へのウェーブレットの適用

大津 巌; 近藤 昌也; 与能本 泰介; 安濃田 良成

日本機械学会2001年度年次大会講演論文集, Vol.1, p.7 - 8, 2001/00

光ファイバープローブを用いたレーザードップラー流速計は、気泡接触前に気泡界面からの反射波を測定する場合、触針式プローブを用いする手法と較べ、プローブ-気泡間の流体的干渉を避けるうえで有利であると考えられる。この計測法の特性を検討するため、垂直管(内径10mm)の水中で上昇する空気プラグを測定し、13500コマ/秒で撮影したVTR画像で校正した。気泡速度7.76及び18.6cm/sの実験で測定したドップラー信号を周波数の時間的変化を捉えられるウェーブレット変換法で周波数解析した結果、気泡がプローブに接触する直前、ドップラー計測で得た速度が、画像から得た速度に対し急速に低下する時間的特性を明確に捉えられた。真の気泡速度を得るためには、この気液界面にプローブ先端が最接近した時間のデータを排除する必要があることがわかった。

論文

Development of solution behavior observation system under criticality accident conditions in TRACY

小川 和彦; 森田 俊夫*; 柳澤 宏司; 會澤 栄寿; 桜庭 耕一; 菅原 進; 大野 秋男

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(12), p.1088 - 1097, 2000/12

臨界事故条件下での硝酸ウラニル溶液と放射線分解ガスボイドの挙動を観察する目的で、TRACY(過渡臨界実験装置)の新たな計装として可視化システムを開発した。本システムは、耐放射線光ファイバースコープ、光源装置、及び耐放射線ビデオカメラから構成される。システムの設計では、TRACYでの非常に強い放射線環境及びTRACYの一次バウンダリとしての安全機能を考慮した。本システムは最近のTRACY実験に使用され、これまで観測できなかった溶液及びボイドの挙動について明瞭な動画を得ることができた。観察結果として、反応度添加条件によって溶液及び放射線分解ガスボイドの挙動が異なることを視覚的に確認することができた。本システムNUCEFより、溶液及びボイド挙動の詳しい情報を得ることができ、動特性解析モデルの開発に貢献できる。

論文

Development of scintillation-light-transmission type phoswich detector for simultaneous $$alpha$$- and $$beta$$($$gamma$$)-ray counting

安田 健一郎; 臼田 重和; 軍司 秀穂

IEEE Transactions on Nuclear Science, 47(4), p.1337 - 1340, 2000/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:58.51(Engineering, Electrical & Electronic)

グローブボックスやホットセルのように、狭くてかつ隔離された空間においても利用可能な$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線同時計測用の新しい検出器を考案した。これは、光ファイバーを用いてZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチ検出部からの蛍光を光電子増倍管へ伝送し、波形弁別法により同時計測するという考えに基づく。波長シフターを利用して、ホスウィッチからの蛍光を光ファイバーの透過波長領域へ変換することにより、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線の同時計測が可能になった。さらに、アクチノイド溶液に直接接触できる浸漬型インラインモニターへの適用性も検討した。

報告書

Proton irradiation effects on optical attenuation in doped- and pure-silica fibers

坂佐井 馨; H.Bueker*; F.W.Haesing*; F.Pfeiffer*

JAERI-Research 99-038, 18 Pages, 1999/05

JAERI-Research-99-038.pdf:0.77MB

純粋及びドープト石英ファイバーに20MeV陽子を照射し、波長470nm、660nm及び850nmにおける光学損失を測定した。実験ではファイバーに対して一様に陽子線が照射されるようにファイバーを「一層」に配置した。ドープトファイバーの損失は照射の初期に大きく増大するが、純粋ファイバーの増大は緩やかであった。また、純粋ファイバーの前面に厚さの異なる石英の板を置いて陽子線を照射し光学損失を測定した。損失増加曲線の初期の傾きから陽子線による線量が評価可能であることがわかった。さらに陽子線に対するファイバーの感度は、ドープトファイバーが660nmで1.0$$times$$10$$^{-10}$$(dB/m)/(protons/cm$$^{2}$$)、純粋ファイバーが470nmで5.5$$times$$10$$^{-12}$$(dB/m)/(protons/cm$$^{2}$$)であった。

報告書

第109回基礎科学セミナー-量子計測法の研究-論文集; 1998年1月19-20日、東海研究所、東海村

量子計測研究グループ

JAERI-Conf 98-011, 84 Pages, 1998/07

JAERI-Conf-98-011.pdf:4.32MB

21世紀における放射線計測を考えると、量子現象を利用した新しい放射線検出原理を追及することが研究者にとって1つの大きな課題・目標となる。このような状況の中で量子計測研究グループでは、平成5年4月から5年間「量子計測法の研究」テーマのもとで、He-Neレーザー等を用いた中性子検出法の研究、耐放射線性光ファイバーの開発研究及び超伝導トンネル接合放射線検出器の研究の3つの研究を行った。これらの研究を終了するに当たり1998年1月19,20日に「量子計測法の研究」と題する研究会を開催した。本稿は同研究会での講演内容を論文等としてまとめたもので、所内外で精力的に行われている先端的な研究の現状を知ると共に、将来における「量子現象を利用した放射線計測法」の方向と展開を知る上で多くの示唆に富む内容を含むものである。

論文

光ファイバーを利用した放射線検出法

角田 恒巳

放射線, 24(1), p.41 - 48, 1998/00

種々の技術分野において計測媒体として広く利用されている光ファイバーの放射線計測への利用について述べた。光ファイバーの利用にネックとなっていた耐放射線性の問題も改善され、医療分野から原子炉ドシメトリーにいたる広範な放射線計測への利用研究が進展している。本稿では、まず、光ファイバーの利用に不可欠な耐放射線性の改善について述べ、次いでプラスティックファイバーや石英ファイバーを利用した種々の放射線計測法について、その形態や方法、提案などの実例をあげた。今後、放射線と共に、温度、圧力など他の物理量を同時に測定できるマルチパラメータ計装へと展開が期待される。

報告書

JT-60U分光計測装置のノイズ調査と対策

永谷 進; 鬼沢 正美*; 川井 勲*; 仲田 久夫*; 久保 博孝; 杉江 達夫

JAERI-Tech 97-062, 21 Pages, 1997/11

JAERI-Tech-97-062.pdf:0.89MB

臨界プラズマ試験装置(JT-60U)では、負イオンを用いた中性粒子入射装置(N-NBI)の運転を開始した。その加速電極間での放電破壊が発生すると、JT-60U周辺機器にノイズ障害が発生する。分光計測装置の一部もこのノイズによって、制御回路系が誤動作して正常にデータを取れなくなる状況が生じた。JT-60U運転でのダイバータ斜入射分光測定装置の制御回路系内部のノイズを、光ファイバー・アイソレーション・システムを使って測定した。振幅15~18V$$^{p-p}$$周波数15MHzのノイズが観測されたため、制御回路に出入りするすべてのケーブルにフェライトコアを取りつけた。その結果、電導ノイズをほぼゼロレベルまで減少させることができ、分光計測装置の誤動作を防止することができた。

報告書

動燃技報No.101

not registered

PNC-TN1340 97-001, 154 Pages, 1997/03

PNC-TN1340-97-001.pdf:21.55MB

高速炉安全解析コードSIMMER-IIIの開発の現状と成果運転安全管理のためのリビングPSAシステムの開発確率論的高速炉燃料設計手法の開発「もんじゅ」2次主冷却系温度計の高サイクル疲労破損の解析放射能検層におけるデータ処理と高品位鉱化帯対応シンチレーション光ファイバーを用いた高感度ガスモニタの開発環境試料中241Pu測定法の開発「常陽」における遠隔監視システムの開発研究報告溶媒抽出による三価アクチニドとランタニドの分離20%冷間加工P,Ti添加SUS316ステンレス鋼の中性子照射下での組織変化挙動評価イオン注入法によるクリプトン固定化技術の開発

報告書

Irradiation tests on diagnostics components for ITER in 1995

西谷 健夫; 飯田 敏行*; 池田 裕二郎; 石塚 悦男; 角田 恒巳; 河西 敏; 河村 弘; 前川 藤夫; 森田 洋右; 長島 章; et al.

JAERI-Tech 96-040, 22 Pages, 1996/10

JAERI-Tech-96-040.pdf:0.85MB

ITER用計測装置の開発において最も重要な課題は計測機器要素の放射線照射損傷である。ITER工学設計活動の一環として、ボロメータ等の真空容器内計測センサー及びセラミックス、窓材、光ファイバー等の光/信号伝送用の基本要素の照射試験を実施した。FNSにおいて14MeV中性子に対するセラミックスの照射誘起伝導及び窓材の照射誘起発光の測定を行った。またJMTRでは窓材、光ファイバーの透過損失測定及び反射鏡のオフライン照射試験を行った。Co$$^{60}$$$$gamma$$線照射下においてボロメータの特性測定を行った。

論文

Pellet ablation profile measurements on the JT-60 tokamak

西谷 健夫; 永島 圭介; 近藤 貴; 西野 信博*; 芳野 隆治; 平山 俊雄; 竹内 浩

Review of Scientific Instruments, 61(10), p.3090 - 3092, 1990/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:55.64(Instruments & Instrumentation)

JT-60において、4銃身圧空ペレット入射装置による、水素ペレット入射実験を行なった。そのペレットの溶発分布を測定するために、光ファイバー光学系と多チャンネルフォトダイオードを組み合わせた、溶発分布測定装置を開発した。また測定した溶発分布と中性粒子遮蔽モデルに基づくシミュレーション計測との比較を行なった。

論文

電子式コブラ型封印検認器の開発

山本 洋一; 向山 武彦

第11回核物質管理学会年次大会論文集, p.91 - 98, 1990/06

各々固有な光学パターンを持つコブラ型封印は、現場検認型封印として米国サンディア国立研究所において開発されてきたものである。現在の写真による検認では主観的な判断を下さざるを得ない場合が生じるため、より簡単にかつ解析的に結果が得られる電子式検認器の開発を行なった。試作機を用いた試験の結果、電子式検認器がコブラ型封印の現場検認のために有効であることが確認できた。

報告書

Development and application of an on-line tritium production rate measuring method

山口 誠哉

JAERI-M 89-074, 109 Pages, 1989/06

JAERI-M-89-074.pdf:2.51MB

中性子・ガンマ線混在場における$$^{6}$$Li、$$^{7}$$Liガラス・シンチレータの応答の差を利用して、DT中性子で照射された核融合炉ブランケット模擬体系中のトリチウム生成率を、高感度、オンラインで、かつ高精度に測定する方法を開発した。特に、シンチレータが中性子束に与えるパータベーション(自己遮蔽効果および中性子束低下)、および、シシチレータのサイズが生成荷電粒子であるアルファ粒子・トリトンの飛程に比べて十分大きくないために生ずる波高分布の歪み(端効果)について、実験、理論およびモンテカルロ・シミュレーションにより詳しい検討を加えた。本測定法をブランケット模擬体系中のトリチウム生成率分布測定に適用し、$$beta$$線計数法による結果と良い一致を得た。さらに、$$^{6}$$Li、$$^{7}$$Liガラス・シンチレータ同時測定、検出器の超小型化、強電磁場への適応を目的として、本測定法への光ファイバーの応用も行なった。

報告書

CO$$_{2}$$レーザー光伝送用ファイバーの光学的性能評価

原口 和三*; 福田 武司; 高橋 虎之助*; 横溝 英明; 葭田 典之*

JAERI-M 88-091, 29 Pages, 1988/05

JAERI-M-88-091.pdf:1.1MB

CO$$_{2}$$レーザー光伝送用ファイバーは、CO$$_{2}$$レーザー光による干渉、散乱等の測定系を構成する際に、長距離伝送するための光学部品や光路管に代わる新しい光学素子として期待される。臭化銀結晶を素材として光ファイバーは、10$$mu$$m帯までの広い透過波領域、低損失等CO$$_{2}$$レーザー光伝送用ファイバーとしてかず多くの優れた性能を有している。 ここでは、試作された臭化銀結晶ファイバーを用いて干渉測定に必要な伝送特性について試験をおこなった。

報告書

光結合CAMACアナログ入出力システム

堀江 活三; 金沢 修平; 峰原 英介; 花島 進

JAERI-M 85-132, 20 Pages, 1985/08

JAERI-M-85-132.pdf:1.02MB

加速器システムにおいて、とりわけイオン源においては機器の制御・監視のため高電圧に対して絶縁しつつアナログ電圧の伝達を行う必要がしばしばある。原研タンデム加速器ではイオンビーム入射器に4つの負イオン源を持っているが、従来より竃圧-周波数変換および光ファイバーによるリンクがこのために使われてきた。イオンビーム入射器の拡張を機に我々は従来のシステムにかえるため、新しいモジュール(光結合絶縁型FDC-DFCモジュール)を開発した。このモジュールはCAMACモジュールで、数値とVF変換方式の光信号との変換を直接行えるもので、内部にPLLを用いた周波数合成器、周波数計数器、光発信器、光受信器を持つ。このモジュールを採用した新しいシステムは、イオン源を計算機制御するときの確度・保守性・信頼性を飛躍的に向上させた。

口頭

末梢型肺癌に対するPDTの新たな試み

井上 達哉*; 石角 太一郎*; 揖斐 孝之*; 佐藤 明*; 堀内 翔*; 蓮実 健太*; 岡 潔; 臼田 実男*

no journal, , 

原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバーは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバーである。この複合型光ファイバーは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバーが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、肺の末梢部にできる小型肺がんに対する仮想気管支鏡ナビゲーションとラジアル走査型超音波気管支鏡・ガイドシース法(EBUS-GS)と末梢肺へ到達可能な複合型光ファイバーを適用して、経気管支鏡的な光線力学的治療(PDT)を実施することを検討した。本研究の結果、CTで発見されるような末梢型小型肺がんの低侵襲的な治療法が開発される可能性が広がると期待される。

口頭

複合型光ファイバーの医療への応用

岡 潔

no journal, , 

核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した複合型光ファイバーは、高エネルギーなレーザー光と映像情報の両方を扱うことができる特殊な光ファイバーである。この複合型光ファイバーの医療応用として最初に取り組んだのが双胎間輸血症候群(Twin to Twin Transfusion Syndrome: TTTS)への適用である。しかしながら、この治療が狭い空間である子宮内(羊水中)に浮遊する胎児を対象とすることから、現在の内視鏡手術機器には高度な技術的進歩が必要とされ、さらに、医師の高い技術が求められている。そこで、複合型光ファイバーの技術を適用し、「胎児外科治療用レーザー鉗子型内視鏡」を開発した。本研究開発以降、多領域へ適用可能なレーザー治療器を世の中に普及させるため、光学的仕様を維持しつつ装置全体をコンパクトにまとめた汎用型レーザー治療器を開発した。一方で、末梢肺野などの狭隘部においても光線力学治療が可能なシステムを構築した。本稿では、これまでに製作してきた装置とその試験結果及び現在新たに開発しているシステムの構成や市販化への展望について述べる。

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