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論文

Soft error rate analysis based on multiple sensitive volume model using PHITS

安部 晋一郎; 佐藤 達彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.451 - 458, 2016/03

 被引用回数:3 パーセンタイル:42.29(Nuclear Science & Technology)

地上における電子機器の信頼性を脅かす問題として、二次宇宙線中性子によるソフトエラーが知られている。既に開発済のマルチスケールモンテカルロシミュレーション手法PHYSERDは信頼性の高いソフトエラー解析コードで電荷収集過程を詳細に解析できるが、テクノロジーCAD(TCAD)シミュレーションに長時間を要する。そこで本研究では、収集電荷量の概算に多重有感領域(MSV: Multiple Sensitive Volume)モデルを採用し、PHITSとMVSモデルを用いた二次宇宙線中性子起因ソフトエラー発生率(SER: Soft Error Rate)計算を行った。この計算結果をPHYSERDおよび単純有感領域(SSV: Single Sensitive Volume)モデルによる結果と比較した。その結果、PHITSとMSVモデルを用いることで、PHYSERDによるSER計算値と同等の値を短時間で算出できることがわかった。また、PHITSとMSVモデルを用いて電荷収集効率の位置依存性を考慮することで、PHITSとSSVモデルよりもSERや電荷収集をより正確に再現できることを定量的に明らかにした。

論文

原子力工学と放射線効果; 再処理および地層処分における放射線効果

永石 隆二

原子力・量子・核融合事典,4, p.106 - 107, 2014/12

原子力では放射性核種及び核反応を取り扱うため、施設や装置は$$alpha$$線, $$gamma$$線等の放射線に晒される。このような放射線場では装置や機器、材料が放射線損傷・分解で劣化して、本来もつ、あるいは期待される機能や性能が低下する可能性がある。また、施設や作業の工程によって、取り扱う放射性核種や核反応の量及び質が異なるため、異なる放射線場が形成され、劣化や機能低下の程度が異なる。原子力での放射線効果として、原子炉内部の腐食ならびに炉水環境の制御、原子力施設でのケーブル等の劣化等も挙げられるが、ここでは、核燃料サイクルの後段にあたるバックエンドである、再処理と地層処分での放射線効果について解説する。

論文

放射線でつくる夢のPTFE; 高機能・高靱性化を実現

宇田川 昂*; 池田 重利*; 八木 敏明

放射線と産業, (103), p.54 - 58, 2004/09

典型的な放射線分解型の高分子材料として知られているポリテトラフルオロエチレン(PTFE,テフロンの名で知られているフッ素樹脂)について、原料粉末の段階で1kGyを照射し、その後、溶融圧縮成形して得られる成型品は未照射品に比べ、破断伸びが約1.6倍、引き裂き強度が2倍、耐折性は50倍向上することが明らかとなった。また、PTFE延伸多孔質体を低線量照射することにより、多孔質膜の孔経を任意にコントロールできる技術を見いだした。

報告書

放射性物質の植物への移行と影響に関する研究 (放射性物質のシロイヌナズナへの移行と影響に関する研究) -先行基礎工学分野に関する共同研究報告書-

鶴留 浩二; 時澤 孝之; 山田 哲治*; 長柄 収一*

JNC-TY6400 2000-014, 39 Pages, 2000/05

JNC-TY6400-2000-014.pdf:1.35MB

本研究では、放射性物質及びその放射線による植物への影響調査を目的として、植物の遺伝的影響調査及び植物体中の放射線強度分布の測定手法の検討を行った。本研究では遺伝子研究のモデル植物であるシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を用いて室内実験を行った。尚、本研究は先行基礎工学研究分野に関する研究テーマとして、平成9年度から平成11年度の3年間、岡山大学農学部応用遺伝子工学研究室の山田哲治教授と共同研究で実施したものである(平成9年度は客員研究員)。(1)A.thalianaの遺伝子影響は、鉱さい土壌で生成させたA.thalianaからDNAを抽出しカルコン合成遺伝子及びトランス桂皮酸酵素遺伝子についてシークエンス解析した結果、解析範囲内での遺伝子変異は認められなかった。(2)放射線強度分布の測定手法の検討は、鉱さい土壌で生育させたA.thalianaについてX線フイルムとイメージングプレート(IP)を用いて解析した結果、2手法ともに植物中の放射性物質濃集部位を確認できなかった。本研究により、今後の植物影響評価の基礎となる遺伝子解析操作に関わる一連の手法を習得することができた。

論文

Application of optical fibers for optical diagnostics in high temperature gas cooled reactor

四竈 樹男*; 角田 恒巳; 成井 実*; 石原 正博; 佐川 勉; 荒井 長利

ECN-R--98-005, p.125 - 143, 1998/00

HTTRを用いた先端的基礎研究の一環として、高温耐放射線光ファイバを用いた高温ガス炉炉心の直接観察の可能性を研究している。本論文はこれまでの研究の現状を概説した。試作開発している光ファイバは直径約1mm、コアのOH含有率が900ppmの溶解シリカ線材である。耐熱性については、炉外の空気中及びヘリウム中加熱試験により、温度800$$^{circ}$$C、300時間までの範囲で、可視光から赤外線(350~1850nm)において透光性の劣化が無いことを確認した。また、高温自己発光(ルミニッセンス)の強度が高温ほど高いことから、光ファイバによる温度測定の可能性を見出した。JMTRでの放射線環境下短時間(1h)特性試験により、700nm以上の赤外線については放射線効果が認められないことを確かめた。更に、サファイアのルミニッセンス強度を分析し、可視光域の強度により炉出力(放射線強度)を、黒体放射強度により温度を測定するなど、光ファイバモニターの可能性も例示した。

論文

Absorption and fluorescence phenomena of optical fibers under heavy neutron irradiation

角田 恒巳; 坂佐井 馨; 四竃 樹男*; 鳴井 実*; 佐川 勉

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.1893 - 1896, 1998/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:18.02

核融合炉計測などの強放射線場での利用を目的に、2種類のアルミ被覆光ファイバを試作し、JMTR炉内での照射試験により、欠陥形式と発光特性を調べた。照射欠陥による光の吸収は700nmより短波長側に集中するが、700nm~1500nmでは2$$times$$10$$^{24}$$n/m$$^{2}$$の高速中性子照射に対しても極めて少なかった。また発光特性については、400nm~1400nmの広範な波長領域において、チェレンコフ光(1/$$lambda$$$$^{3}$$)、SiO$$_{2}$$構造に係わる発光ピーク(450nm,1270nm)を観測した。チェレンコフ光や1270nmの発光ピークは、光ファイバの吸収に対しても影響は少なく、これらの発光を放射線量や温度計測に利用出来ることが判った。

報告書

動燃技報No.104

not registered

PNC-TN1340 97-004, 170 Pages, 1997/12

PNC-TN1340-97-004.pdf:26.83MB

特集「常陽」20周年によせて理事笹谷勇「常陽」20年の歩み「常陽」を用いた高速炉技術開発高速炉の運転及び保守技術の実績高速炉の運転管理及び保守技術の開発高速炉の放射線管理と技術開発照射試験実績と照射技術「常陽」の高度化と利用計画「常陽」20周年特集のむすびに技術概要「陸地地下構造フロンティア研究」の現状熊澤峰夫國友孝洋脇田宏吾妻瞬一安藤雅孝何培明技術報告TRU廃棄物の処分施設に関する設計研究-岩盤の力学特性及び発熱性廃棄体の影響を考慮した処分空洞径の検討-前田宗宏伊藤勝三原守宏奥津一夫赤坂直人解析的手法によるプラズマジェットトーチの最適化-デコミッショニング技術の開発-福井康太森下喜嗣谷本健一研究報告低溶存酸素条件下における炭素鋼の腐食挙動の実験的検討本田明谷口直樹石川博久篠原和雄高品位ウラン鉱石の密度推定方法飯田義正吸着によるウランと不純物の分離回収法の開発滝富弘長沼政喜城昭典概況(平成9年度第2四半期)高速増殖炉の開発新型転換炉の開発ウラン資源・炭鉱と技術開発ウラン濃縮技術の開発核燃料サイクルの開発使用済燃料の再処理放射性廃棄物の環境技術開発新技術開発(フロンティア研究)核物質管理と核不拡散対応安全管理と安全研究国際協力国際会議、海外派遣等、活動外部発表、特許・実用新案紹介

報告書

遮蔽安全解析コードの検証研究(3)

沢村 貞史*

PNC-TJ1600 96-003, 77 Pages, 1996/03

PNC-TJ1600-96-003.pdf:5.15MB

核燃料施設の環境評価項目の1つとして、施設からの直接線およびスカイシャイン線による線量評価がある。この線量評価は遮蔽計算コードにより解析が行われている。しかし、ベンチマーク実験が極めて少ないこと等もあり、評価においては、充分な安全裕度が見込まれている。このため、合理的な評価を行うためには、スカイシャイン線に係わる実測データの取得が不可欠である。本研究は施設からのスカイシャイン線のベンチマークデータの取得および各種計算コードの検証を目的として実施するものである。今年度は、作成した同期型パルス状放射線測定装置を用いて、北大45MeV電子線形加速器施設周辺の線量分布測定を、漏洩ガンマ線の平均自由行程の約10倍程度の距離(約600m)にわたって実施することにより、施設周辺におけるスカイシャインの影響を明らかにするとともに、汎用ユーザーズ版EGS4コードにより北大45MeV施設のスカイシャイン線の評価を行い、実験結果との比較検討を行うため以下の研究を行った。●電子線加速器から発生する制動X線を線源とし、作成した同期法パルス状放射線測定装置を用いて、施設から西方向350m、南方向100m、北方向600mにわたるスカイシャイン線の測定を行った。測定結果はG(E)関数法により空間線量率に換算された。その結果、施設から70m以内、100目-400mの区間および400m以遠では異なる空間変化を示すことが分かった。●汎用版EGS4に備えられたポイント検出器を用いて、北大45MeV電子線形加速器施設からのスカイシャイン線評価のためのシミュレーションを行った。●シミュレーションの結果と実験結果とを比較検討した。双方のデータに未だ統計誤差を含むが、70m以内の実験データとの比較には、施設の構造をより反映した幾何学的形状が必要である。しかし、本シミュレーション結果は100m以遠の実験結果をよく再現することが分かった。

報告書

地下水化学に対する放射線影響に関する研究(2)

藤村 庸介*

PNC-TJ1602 96-002, 138 Pages, 1996/02

PNC-TJ1602-96-002.pdf:3.29MB

高レベル廃棄物の地層処分における健全性の確保のためには地下水の化学環境の把握が重要で、化学環境に及ぼす重要な因子として地下水の放射線誘起反応の検討が必要となる。塩素イオンは地下水の溶存イオンの重要な成分の一つと考えられるため、水溶液中の塩素オキソ酸の放射線反応の検討を行った。水の分解で生ずる化学種とこれらイオンとの素反応の速度定数をパルスラジオリシス、レーザーフォトリシス法で決定した。酸化・還元反応の結果生成する各種イオンの収量を分光測定やイオンクロマトグラフィー法を分析手法として用い、水溶液中の塩素イオン、塩素オキソ酸の放射線誘起反応を追跡した。計算による実験結果の再現性を検討することから、水溶液中の塩素イオン、塩素オキソ酸の放射線誘起酸化還元反応の現状と課題を整理した。

報告書

JAERI tandem & V.D.G. annual report 1994; April 1, 1994$$sim$$March 31, 1995

原子炉工学部

JAERI-Review 95-017, 132 Pages, 1995/10

JAERI-Review-95-017.pdf:4.17MB

本年次報告は、原研タンデム、バンデグラーフ加速器で1994年4月1日から1995年3月31日までの期間に行われた研究活動をまとめたものである。1)加速器運転と研究開発、2)核構造、3)核理論、4)核反応、5)原子分子、固体物理及び材料の放射線効果の5部門にまたがる47編の研究報告、公表された文献、関与した職員及び大学等との協力研究のリストを収録している。

報告書

同位体分離用短波長レーザの基礎的研究

藤井 寛一*; 北谷 文人; 高橋 武士*

PNC-TY8613 95-001, 48 Pages, 1995/03

PNC-TY8613-95-001.pdf:1.41MB

レーザを用いて、種々の元素の同位体分離を行うためには、同位体分離用にカスタマイズされたレーザを開発することが必要である。現在のレーザを用いた同位体分離に用いられるレーザは、CO2レーザおよび、YAGレーザまたはエキシマレーザ励起の色素レーザである。これらのレーザでは、光子当たりのエネルギーが低いために効率のよい同位体分離を行うことがしづらい。これは、レーザを用いた同位体分離においては、最終段階では、目的同位体に解離、イオン化、運動量変化などの物理化学的変化を生じさせることによって目的同位体を分離回収する技術であるために、これらような変化を容易に生じさせるためには、エネルギーの大きな光子の利用が必須となる。これから、高効率で高出力の短波長レーザの開発は、レーザを用いた同位体分離にとって非常に重要な項目となる。また、高効率に光子を用いるためには、発生したレーザ光の質が重要となる。ビームの質(スペクトル幅、横モード、広がり角など)が悪ければ、レーザ光は、効率よく利用することができない。このために、種々の同位体分離に必要な波長を高効率で発生できる可能性のある短波長レーザとして、金属蒸気を用いた短波長レーザの開発と発生したレーザビームの高品質化について茨城大学と動燃で共同に研究を行った結果について報告する。金属蒸気レーザとしては、高繰り返しの可視光を、単純な構造のレーザ管で発生できる金属ハロゲン化物を用いたレーザの高効率化について基礎的な研究を行った。また、レーザ光の高品位化については、回折の影響をのぞき伝播可能な、非回折光の発生について考察を行った。

報告書

地下水化学に対する放射線影響に関する研究 研究内容報告書

not registered

PNC-TJ1602 95-003, 180 Pages, 1995/03

PNC-TJ1602-95-003.pdf:4.57MB

高レベル廃棄物の地層処分における健全性の確保のためには地下水の化学環境の把握が重要で、化学環境に及ぼす重要な因子として地下水の放射線誘起反応の検討が必要となる。本研究は地下水の化学環境への放射線影響の研究の第一歩として、水および、地下水に含まれる主要成分の放射線効果を、これまでの放射線化学分野で蓄積された知識を整理し、生ずる化学反応と、それらの反応速度定数などのデータベースを整備することを目的としている。さらに、これに基づき典型的な条件下でシミュレーションを行うとともに、今後、研究すべき反応や実験について検討した。特に、実験データの蓄積とシミュレーションとの比較が必要と結論された。

報告書

溶解度制限固相の変遷に関する研究(2)研究内容報告書

not registered

PNC-TJ1214 95-003, 114 Pages, 1995/03

PNC-TJ1214-95-003.pdf:2.94MB

本研究では、ウランの非晶質固相(UO/SUB2・xH/SUB2/O)の結晶性固相(UO/SUB2(cr))への変遷過程を短期的ウラン液相濃度変化試験および加速試験により実験的に求めるとともに、得られた結果を解析し、メカニズムの推定に基づく速度式、速度定数の取得を行った。以下に得られた結果を示す。(1)短期的変化試験でウラン液相濃度は、ウラン非晶質生成直後では、$$sim$$2x10/SUP-5mol/lとなり、試験開始24時間では5x10/SUP-9$$sim$$3x10/SUP-8mol/lとなった。(2)加速試験より、加熱保持により結晶化が進行したが、著しい結晶化の進行で沈澱固相にイオン交換反応由来と見られるpH減少が生じた。結晶化度約50%の試験系では、液相ウラン濃度が短期的変化試験と同等となった。(3)8種類の固相変遷のモデルの検討を行い、このうち汎用性が高いと考えられる2種類のモデル(U(OH)SUB4(aq)を考慮したUO/SUP2(am)$$rightarrow$$UO/SUB2(cr),UO/SUB2(am)$$rightarrow$$UO/SUB2(s,cr)$$rightarrow$$UO/SUB2(cr)のモデル)を作成した。(4)速度式、速度定数の算出手順の検討を行い、作成したモデルに基づき実験データ解析(短期および長期試験)を行なった。UO/SUB2(am)$$rightarrow$$UO/SUB2(s,cr)$$rightarrow$$UO/SUB2(cr)のモデルを用いた場合は、測定された固相の変遷及びウラン濃度の挙動を再現することができた。(5)固相の変遷に及ぼす放射線の影響度に関する調査を行った結果、分子動力学法によるモデル解析が候補として考えられることが分かった。

報告書

JAERI Tandem & V.D.G annual report 1993; April 1, 1993$$sim$$March 31, 1994

原子炉工学部

JAERI-Review 94-008, 124 Pages, 1994/11

JAERI-Review-94-008.pdf:3.59MB

本年次報告は、原研タンデム、バンデグラーフ加速器で1993年4月1日から1994年3月31日までの期間に行われた研究活動をまとめたものである。1)加速器運転と研究開発、2)核構造、3)核反応、4)核理論、5)原子分子、6)固体物理及び材料の放射線効果の6部門にまたがる43編の研究報告、公表された文献、関与した職員及び大学等との協力研究のリストを収録しいている。

論文

Neutron irradiation effects on optical fibers

角田 恒巳; 四竈 達男*; 鳴井 実*

Sci. Rep. Res. Inst. Tohoku Univ., Ser. A, 40(1), p.153 - 157, 1994/07

数種の光ファイバについて、14MeV中性子及び核分裂炉による炉内照射試験を行った。その結果、14MeV中性子による照射効果では、$$gamma$$線に比べ永久的な損傷が大きいこと、ノックオンによる効果とイオン化による効果を分離して評価できることなどがわかった。核分裂中性子による照射効果では、波長700nm以下の領域に波長の逆数に比例する吸収帯の存在すること、600nm領域に吸収ピークを生ずることがわかった。また、400~1700nmの幅広い波長領域にチェレンコフ光と思われる連続発光と、1200nm領域に発光ピークを観測した。その一方、~10$$^{19}$$n/cm$$^{2}$$以上の炉内照射にも耐えることができ、炉心内光学計測への道を拓いた。

報告書

微量放射線(能)リスクの疫学的調査研究

松原 純子*

PNC-TJ1602 91-001, 49 Pages, 1991/03

PNC-TJ1602-91-001.pdf:1.24MB

地球の将来のエネルギー供給の見通しを考えると、原子力開発は人類にとって今後ますますその役割を増す。 しかしながらその開発は地球環境の保存と人間の健康福祉の原則に両立する「持続可能な開発 sustainable development」の原則に則ったものでなければならない。 そのためには、原子力の安全確保の問題が従来にも増してその重要性を増し、放射線関連のリスク評価の問題への真摯な取り組みによって、公衆の理解と原子力開発への認容を得てはじめて、より前向きな意志決定がなされることになろう。従って本年度は、放射線リスク評価の中で特に話題となったセラフィールド関連の疫学的問題を、なるべく多角的な視野から検討し、いくつかの文献との比較を試みた。次に、今年度は首都圏と北海道の2つのフィールドにおいて、わが国での公衆のリスク認識に関する実態調査を実施したので、その概要についても報告する。

報告書

バイオドジメトリ-に関する研究

稲葉 次郎*; 青木 芳朗*; 別所 遊子*; 早田 勇*; 中島 敏行*; 生島 隆治*; 鎌田 七男*

PNC-TJ1545 91-002, , 1991/03

PNC-TJ1545-91-002.pdf:3.54MB

本報告書は、放射線被ばく事故時の被ばく線量を評価する場合、被ばく者の生体から得られるバイオサンプル(例えば血液リンパ球、毛髪、爪、尿など)により評価する方法も有効な手段となるため、これらバイオサンプルを使用した被ばく線量評価に関する国内外の現時点での研究動向を取りまとめたものである。内容としては、バイオドシメトリーの定義を明確にしつつ、各バイオサンプルごとに被ばく線量評価がどの程度可能かについて述べてある。また、バイオドシメトリーを用いた事故事例についても紹介した。

論文

光ファイバーへの放射線の影響

角田 恒巳; 真田 和夫*

応用物理, 55(3), p.248 - 252, 1986/00

放射線環境下における信号伝送および画像伝送の需要と相まって、ここ数年光ファイバの耐放射線性に関する研究が盛んになって来た。本稿では、耐放射線性の向上を図った純粋石英コアファイバの検討結果を述べるとともに、光ファイバ特有の放射線効果について紹介する。

論文

A Study of radiation effects on the extraction of americium (III) with acidic organophosphates

館盛 勝一; 中村 治人; 佐藤 彰

J.Radioanal.Chem., 50(1-2), p.143 - 151, 1979/00

いくつかのジアルキルリン酸とモノアルキルリン酸について、そのアメリシウム抽出における放射線の効果を調べた。すなわち、これらの抽出剤を、それぞれ、そのまま、および希釈剤に溶解、あるいは硝酸と混合しながら$$^{6}$$$$^{0}$$Co$$gamma$$線で照射し、照射後、放射線分解によるリン酸化合物の収率と、抽出分配比(Df)を測定した。その結果、ジヘキソキシエチルリン酸(DH$$_{o}$$EPA)が最も放射線分解を起し易く、ジイソデシルリン酸(DIDPA)は、そのままで照射した場合にはDfが上昇するが、希釈剤に溶解あるいは硝酸混合下で照射するとAm(III)のDfは減少した。モノ2エチルヘキシルリン酸は、硝酸混合下でDH$$_{o}$$EPAの次に不安定である事がわかった。また、これらの抽出剤は硝酸混合下での照射ではいずれも主としてH$$_{3}$$PO$$_{4}$$にまで分解し、その結果、Amの抽出率も低下することがわかった。

論文

Radiation effects on the separation of lanthanides and transplutonides by the TALSPEAK-type extraction

館盛 勝一; 中村 治人

J.Radioanal.Chem., 52(2), p.343 - 354, 1979/00

希土類元素と超プルトニウム元素の分離に用いられるTALSPEAK型溶媒抽出法の研究の一環として、その放射線による効果を調べた。DEHPA抽出剤、DTPA溶液、そしてこれらの混合相をそれそれ$$^{6}$$$$^{0}$$Coの$$gamma$$線で照射し、Am(III)とNd(III)の抽出分配比Dfと分離係数$$beta$$を測定した。Dfはいかなる成分の放射線照射によっても上昇したが、$$beta$$はDTPA溶液あるいは混合相の照射において減少した。これらの影響は特にDTPAの分解によって顕著に現れた。さらに、水相が硝酸系と乳酸系とでは放射線効果は大きく異なった。すなわち、乳酸の存在は、DEHPAやDTPAの分解を保護し、その結果Dfや$$beta$$の変化は極めて小さく押さえられる。従って、DEHPA-DTPA-乳酸系の抽出系は高レベル廃液等の処理において~200Wh l$$^{-}$$$$^{1}$$までの吸収線量でも十分安定であると考えられる。

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