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論文

ピコ秒レーザ加工による耐熱FBGセンサ製作と高温産業用プラントへの接着

西村 昭彦; 竹仲 佑介*

スマートプロセス学会誌, 6(2), p.74 - 79, 2017/03

ピコ秒レーザーによる点描加工による耐熱FBGセンサの製作とステンレス配管への実装結果についての成果である。実装には、ナノ銀コロイド接着剤を使用した。耐熱FBGセンサの製作には、ピコ秒パルスレーザーと顕微鏡及び微動ステージの組み合わせにより実施した。ステージの等速運動の制御により、1530nmから1560nmの範囲において、半値全幅2から3nmのライン幅のFBGセンサの製作に成功した。500度を超えるナトリウムループの熱膨張の監視技術として、高速炉の保全はもとより石油化学プラントや製鉄設備など、様々な高温産業プラントの安全性向上に資することができる。

論文

強レーザー場中分子の光電子放出と分子内励起過程

板倉 隆二

強光子場の化学, p.52 - 57, 2015/03

強レーザー場中分子の解離性イオン化は、光電子放出、分子イオン内部の電子励起など複数の素過程が複雑に絡み合い、多様な反応チャンネルを持つ。各チャンネルへの反応経路の詳細を明らかにするため、(1)光電子放出(イオン化)過程と(2)その後の分子内電子励起過程を分離して理解することが重要である。本解説では、光電子・光イオン同時計数計測法を使って、強レーザー場中における解離性イオン化反応経路を明らかにした最近の成果を紹介する。

報告書

ガンマ線分光法による核データ測定精度の高度化に関する研究

古高 和禎

JNC-TN8400 2000-028, 70 Pages, 2000/10

JNC-TN8400-2000-028.pdf:1.71MB

本報告は、著者が核燃料サイクル開発機構において、平成9年11月から平成12年10月までの期間に博士研究員として行った研究内容をまとめたものである。本報告は、二つの内容に分かれる。すなわち、一つは、熱中性子吸収断面積の測定の高度化に関する研究である。今一つは、HHS検出器を用いた光核反応断面積の微細構造測定の高度化に関する研究である。1)放射化法を用いた$$gamma$$線測定による熱中性子吸収断面積測定において、得られる結果の精度に影響を及ぼす主な要因には、$$gamma$$線収量の統計精度の他に(1)$$gamma$$線ピーク検出効率の校正精度、及び(2)$$gamma$$線放出率の精度があげられる。本研究では、高速三次元同時計測システムを作成することにより、(1)$$gamma$$線ピーク検出効率を精密に校正するための、$$gamma$$-$$gamma$$同時計測法を用いた標準$$gamma$$線源放射能の精密測定、及び(2)短寿命核の$$gamma$$線放出率の精密測定に用いるための、$$beta$$線検出器にプラスチックシンチレータを用いた$$beta$$-$$gamma$$同時計測法の開発及び、それを使用した100Tcの$$gamma$$線放出率の精密測定を行い、熱中性子吸収断面積測定の高度化を図った。2)熱中性子吸収断面積が小さい核種に対しては、巨大共鳴領域の$$gamma$$線を用いた光吸収反応による核変換が提案されている。光吸収反応による核変換を効率的に行うためには、光吸収断面積の入射$$gamma$$線エネルギー依存性を詳細に知る必要がある。本研究では、高分解能高エネルギー$$gamma$$線スペクトロメータ(HHS)を用いた光吸収断面積の微細構造測定をより精密で信頼できるものとするために、精密なモンテカルロシミュレーション計算を実施し、検出器の標準$$gamma$$線応答関数の整備を行った。

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:7 パーセンタイル:50.97(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。

論文

Phoswich detection system applying optical techniques for actinide monitoring

臼田 重和; 安田 健一郎

Proceedings of 5th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC5), 2, p.595 - 598, 2000/00

アクチノイドからの異種放射線を同時に単一の検出器で測定するため、種々のホスウィッチ検出器を開発してきた。ホスウィッチとは、複数シンチレータを組み合わせ、光学的に一つの受光部に接続したものである。われわれは、$$alpha$$線検出用ZnS(Ag)と種々の$$beta$$,$$gamma$$及び速・熱中性子検出用シンチレータを組み合わせ、より効率化・高度化するため光学技術を積極的に取り入れた。代表的なホスウィッチについては、アクチノイドの濃度や挙動をモニターするための検出器への適用性を検出した。本発表では、これまで開発してきたホスウィッチ検出システムとその応用について紹介し、最近の新たな展開と将来展望についても言及する。

報告書

レーザー光吸収法による電子ビーム加熱生成ウラン蒸気諸特性の計測

大場 弘則; 雨川 和博; 柴田 猛順

JAERI-Research 98-011, 18 Pages, 1998/03

JAERI-Research-98-011.pdf:0.81MB

原子法レーザーウラン濃縮における蒸発基礎データ取得試験の効率化を図るため、電子ビーム加熱で生成したウラン蒸気の諸特性値をレーザー光吸収法を用いて同時に測定する手法を考案した。ウラン蒸気中に複数のスリットを設け、レーザー光を浸透させて基底状態のウラン原子の吸収スペクトルを測定した。測定された吸収スペクトルから、蒸発角度分布、基底準位原子密度、蒸気速度及び蒸気流並進温度を求めた。その結果、一回のレーザー光の波長掃引でこれらの蒸気特性値が測定できるだけでなく、蒸発速度を高くすると蒸気流の垂直方向並進温度は流れ方向の並進温度に近づくという知見などが得られた。

論文

Development of Phoswich detectors for simultaneous counting of alpha particles and other radiations (Emitted from actinides)

臼田 重和; 安田 健一郎; 桜井 聡

Applied Radiation and Isotopes, 49(9-11), p.1131 - 1134, 1998/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:29.21(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

核燃料サイクル施設で問題となるアクチノイド核種の殆どが$$alpha$$崩壊する。このアクチノイドを対象に、$$alpha$$線を含む放射線の同時計数が可能な数種類のホスウィッチ検出器を開発した。これらはそれぞれの放射線に選択的感度と異なる減衰時間を有する複数のシンチレータから構成され、波形弁別法により同時計測を行う。用いた主なシンチレータは、$$alpha$$線計数用のZnS(Ag)、$$beta$$($$gamma$$)線計数用のNE102A、$$gamma$$線計数用のNaI(Tl)及びYAP、熱中性子と$$beta$$($$gamma$$)線計数用の$$^{6}$$Liガラス及び$$^{6}$$LiI(Eu)、速中性子と$$beta$$線計数用のアントラセン等である。さらに、ZnS(Ag)出力パルスの波高及び波形への光学フィルターの効果を調べることにより、これを利用したホスウィッチ検出器も開発した。本発表では、開発した一連のホスウィッチ検出器の特性とその応用例について述べる。

論文

放射線同時計測のためのホスウィッチ検出器の開発

臼田 重和; 安田 健一郎

放射線, 24(1), p.59 - 66, 1998/00

特集「最近のシンチレータの発展と光を利用した放射線計測」のうち、著者らが開発している放射線同時計測のためのホスウィッチ検出器についてまとめた。まず、ホスウィッチの要素として利用可能な各種のシンチレータの立ち上がり時間特性を整理した。次に、ZnS(Ag)と他のシンチレータのみの組合せから構成されるホスウィッチと光学フィルターを利用して弁別特性を高めたホスウィッチを概説した。さらに、ホスウィッチをアクチノイドモニターの検出器へ応用した例を述べた。まとめの中では、光関連技術を重視したホスウィッチ開発の今後を展望した。

論文

Application of a Phoswich detector for simultaneous counting of $$alpha$$- and $$beta$$($$gamma$$)-rays in a rotating drum-cell type monitor

臼田 重和; 安田 健一郎; 桜井 聡; 高橋 俊行; 軍司 秀穂*; P.Howarth*

INMM 39th Annual Meeting Proceedings (CD-ROM), 27, 6 Pages, 1998/00

回転ドラムセル型モニターに、従来使用されていた$$alpha$$線計測用のSi検出器などの代わりに、著者らが開発した$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線同時計測用ZnS(Ag)/NE102Aホスウィッチ検出器を応用し、その性能を調べた。同モニターは、$$alpha$$放射体のプロセス濃度モニタリング用として原研NUCEFに設置されているもので、装置の一部を改造し、濃縮ウラン溶液を利用して性能試験を行った。発表では、ホスウィッチ検出器、同モニターの改造、$$alpha$$及び$$beta$$($$gamma$$)線強度とウラン溶液濃度との関係、濃度モニタリング結果、装置の課題、Si検出器で得られた性能との比較などについて述べる。

報告書

体内放射能計測技術高度化研究(II)

not registered

PNC-TJ1603 97-002, 66 Pages, 1997/03

PNC-TJ1603-97-002.pdf:1.7MB

動力炉・核燃料開発事業団東海事業所では、体内放射能の定量のため鉄室内に相対検出効率61%のHPGe検出器が2台設置されていて、ヒューマン・カウンターとして使用されている。得られた測定結果から内部被爆線量を評価するためには検出効率の校正が重要である。この校正のために水ボックス・ファントムを用いているが、体格補正は行われていない。しかし、異常時には個人の体格情報に基づく評価が必要で、特に男女間や成人と子供などのように体格が大きく異なる場合には大きな差をもたらす。この様な観点から、体格による検出効率補正を必要としない$$gamma$$-$$gamma$$同時計測法による放射能絶対測定法を体内放射能測定に適用するため、その基礎研究を行った。複数の60Co線源および46Sc線源を作製し、4$$pi$$$$beta$$-$$gamma$$同時計測法により崩壊率を決定し、これらの線源を用いて$$gamma$$-$$gamma$$同時計測法により絶対測定を行った。60Coの場合、20cm程度までの線源-検出器間距離では、10-80kBqの放射能を10%以内の精度で決定できた。一方、複数の線源を幾何学的効率が異なるように分布させた場合でも、実際の値よりも測定値が小さく評価されるが、配置を考慮すれば10%程度の系統的ずれ以内で測定しうることが判明した。46Scの場合にも60Coと同等の結果が得られ、この方法が一般的に適用可能であることが証明された。

論文

High-spin states $$^{61}$$Cu

初川 雄一; 早川 岳人*; 古高 和禎*; 中田 仁*; 木寺 正憲*; 石井 哲朗; 大島 真澄; 御手洗 志郎*; 草刈 英栄*; 菅原 昌彦*; et al.

Z. Phys., A, 359, p.3 - 4, 1997/00

Z=N=28近傍原子核の核構造の研究として$$^{61}$$Cuの高スピン状態の研究を行った。重イオン核反応を用いることにより今まで観測されていない高スピン状態を得た。原研タンデム加速器からの$$^{28}$$Siビームを用いて$$^{40}$$Ca+$$^{28}$$Si反応により励起された$$^{61}$$Cuを得た。10台のアンチコンプトンHPGe検出器と荷電粒子検出器(Si-ball)との組み合せにより$$gamma$$-$$gamma$$同時計測を行った。得られた$$gamma$$-$$gamma$$同時計測イベントの解析により約30本の新たな$$gamma$$線を見出した。これらより約9MeVまでの高スピン状態を含むレベルスキームを構築した。さらにDCO解析によりイラストレベルのスピンを決定した。得られた結果はシェルモデル計算と比較を行った。

論文

放射線を弁別する-ホスウィッチ検出器と光学フィルターの利用

臼田 重和

日本原子力学会誌, 38(9), p.715 - 716, 1996/00

$$alpha$$線を含む複数の放射線を弁別して同時計測する検出器 ホスウィッチについて、最近の開発状況を紹介する。ホスウィッチは、それぞれの放射線に対し選択的な感度を有し、かつ減衰時間が適当に異なる複数のシンチレータを組合わせて、波高及び波形弁別することにより同時計測する。この際、光学フィルターを用いて蛍光の透過特性を変えて波高及び波形を制御すれば、さらに優れた弁別が可能となる。透過特性制御により、シンチレータ利用の世界が広がることが期待される。本稿は、企画特集記事「放射線センシングの発展と将来展望-ベクレルによる放射線発見から100年-」の第3章、第2節として執筆したものである。

論文

Decay properties of $$^{245}$$Cf

間柄 正明*; 篠原 伸夫; 初川 雄一; 塚田 和明; 飯村 秀紀; 臼田 重和; 市川 進一; 鈴木 敏男*; 永目 諭一郎; 小林 義威; et al.

Radiochimica Acta, 72, p.39 - 43, 1996/00

タンデム加速器で$$^{238}$$U($$^{12}$$C,5n)反応により生成する$$^{245}$$Cfの壊変特性について放射化学的手法を用いて研究した。$$^{245}$$Cfは1950年に発見された最初のカリホルニウム同位体であるがその後の研究にもかかわらず$$alpha$$-、EC壊変様式の詳細は明らかではない。本研究では$$^{245}$$Cfを迅速イオン交換分離法により核反応によって多量に生成する核分裂生成物から分離、精製を行い、その$$alpha$$-、x-、$$gamma$$-線の測定を行った。$$^{245}$$Cfの$$alpha$$線とEC娘核種の$$^{245}$$Bkの$$gamma$$線の測定より$$alpha$$/EC分岐比を実験的に求めた。さらに$$alpha$$線の精密測定によりその微細構造を得てこれにより$$alpha$$-壊変の娘核種$$^{241}$$Cmの慣性モーメントを求めそれに基づいて$$^{241}$$Cmの基底及び励起状態のニルソンレベルを決定し$$^{245}$$Cfの$$alpha$$壊変様式を得た。

論文

Simultaneous counting of $$alpha$$-,$$beta$$($$gamma$$)-rays and thermal neutrons with phoswich detectors consisting of ZnS(Ag), $$^{6}$$Li-glass and/or NE102A scintillators

臼田 重和

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 356, p.334 - 338, 1995/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:14.22(Instruments & Instrumentation)

$$alpha$$$$beta$$($$gamma$$)線及び熱中性子を同時計測するために、金蒸着マイラー膜(Au Mylar)挿入または非挿入タイプのZnS(Ag)薄膜とNS8$$^{6}$$Liガラス及び/又はNE102Aプラスチックシンチレータを2重又は3重に組み合わせたホスウィッチ検出器を開発した。金蒸着マイラー膜は、ZnS(Ag)の後方に挿入することにより、NS8で検出される熱中性子をZnS(Ag)で検出される$$alpha$$線から波高弁別するためのND光学フィルターとして用いた。その他の弁別は波形弁別法により行った。ZnS(Ag)/Au Mylar/NS8及びZnS(Ag)/NE102A/NS8ホスウィッチを用いると、$$alpha$$$$beta$$($$gamma$$)線及び熱中性子をうまく弁別することができた。ここでは、開発したホスウィッチ検出器の弁別特性について述べる。

口頭

強レーザー場中におけるメタノールの光電子放出と解離反跳の角度相関

深堀 信一*; 中野 元善*; 山内 薫*; 板倉 隆二

no journal, , 

強レーザー場中におけるメタノールの解離性イオン化過程を、光電子・光イオン運動量同時計測法を用いて調べた。光電子エネルギースペクトルおよび光電子と解離イオンのエネルギー相関に加え、光電子角度分布を生成イオンチャンネル毎に測定した。実験室座標系および分子座標系光電子角度分布には、光電子放出直後の解離前の親イオンの電子状態の違いが反映されることが示された。

口頭

レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)の複数スペクトル同時計測による新たな材料硬度評価手法への応用検討,2; LIBSによる材料硬度計測への応用検討

岡崎 航大*; 川上 智彦*; 阿部 雄太; 大高 雅彦

no journal, , 

制御材に炭化ホウ素(B$$_{4}$$C)を用いている原子炉(福島第一原子力発電所等)では、酸化物の約2倍の硬度を持つホウ化物が生成されているため、金属, 酸化物及びホウ化物を判別しながら燃料デブリを取り出すのが効率的である。本報告は、レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)を用いた元素分析を用いて、金属, 酸化物及びホウ化物を判別し、硬度計測方法への適用性を評価した。BWRの炉心溶融・移行挙動を解明するためのプラズマ加熱試験体(CMMR試験体)を用いた。測定は、EPMAによる試験体表面の元素マッピング情報および半定量情報を基に測定箇所を選定した後に、ホウ素Bの半定量情報を得るためにLA-ICP-MSによる測定を実施し、LIBS計測結果とビッカース硬度を比較した。ビッカース硬度10GPa以上の領域でLIBS計測によるB, O, Zr比(B/O/Zr比)と硬度(GPa)に正の相関が得られ、硬度計測へのLIBSの応用が示唆された。

口頭

レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)による材料硬度評価手法への応用検討

岡崎 航大*; 川上 智彦*; 阿部 雄太; 大高 雅彦; 佐藤 一憲

no journal, , 

レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)を燃料デブリ内の金属ホウ化物や金属酸化物の材料硬度評価への応用を検討するためCMMR試験体を用いて、LIBS及び硬度計測を実施した。その結果、Zrの結合状態に由来するLIBS蛍光発光強度の変化が確認され、材料硬度評価手法への応用が示唆された。

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