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論文

Development of differential die-away technique in an integrated active neutron NDA system for nuclear non-proliferation and nuclear security

大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 藤 暢輔; 小泉 光生; 瀬谷 道夫

Proceedings of 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2017) (Internet), 4 Pages, 2018/11

A Differential Die-away Analysis (DDA) system using a compact pulsed neutron (14 MeV) generator has been newly developed for non-nuclear proliferation and nuclear security in the Japan Atomic Energy Agency (JAEA). The DDA system was designed to be able to detect a nuclear fissile material (Pu-239) of as low as 10 mg and to handle samples of a different volume: a vial bottle (20 mL), a pail container (20 L), through a Monte Carlo simulation. In the DDA system, the Fast Neutron Direct Interrogation (FNDI) technique, which utilizes fast neutrons for interrogation, was applied to measure the amount of fissile mass contained in the sample. The fundamental performance of the DDA system was investigated in the demonstration experiment. The simulation results show that the Pu-239 masses of less than 10 mg can be detected in the DDA system. The results of the experiment are discussed and compared with those of the simulation.

論文

日米協力を促進する原子力協定; 7月に30年期限を迎え自動延長

須田 一則

エネルギーレビュー, 38(10), p.38 - 41, 2018/09

日本は原子力の研究開発, 利用及び協力を実施する上で、原子力技術の保有国,資源国及びこれから原子力発電を実施する国と二国間原子力協力協定を締結してきている。その根幹となる日米原子力協力協定について、事業者の観点から、協力の起点となった1955年協定から現協定に至る変遷、米国の原子力・核不拡散政策、米国の核不拡散強化が日本に与えた影響の例として東海再処理交渉を取り上げるとともに、長年にわたる原子力の平和利用に係る政府、事業者の協力やその意義について紹介する。

論文

Development of active neutron NDA system for nuclear materials

藤 暢輔; 大図 章; 土屋 晴文; 古高 和禎; 北谷 文人; 米田 政夫; 前田 亮; 小泉 光生; Heyse, J.*; Paradela, C.*; et al.

Proceedings of INMM 59th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2018/07

Nuclear material accountancy is of fundamental importance for nuclear safeguards and security. However, to the best of our knowledge, there is no established technique that enables us to accurately determine the amount of Special Nuclear Materials (SNM) and Minor Actinides (MA) in high radioactive nuclear materials. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and the Joint Research Centre (JRC) of the European Commission Collaboration Action Sheet-7 started in 2015. The purpose of this project is to develop an innovative non-destructive analysis (NDA) system using a D-T pulsed neutron source. Active neutron NDA techniques, namely Differential Die-Away Analysis (DDA), Prompt Gamma-ray Analysis (PGA), Neutron Resonance Capture Analysis (NRCA), Neutron Resonance Transmission Analysis (NRTA) and Delayed Gamma-ray Analysis (DGA) have been studied and developed. The different methods can provide complementary information which is particularly useful for quantification of SNM and MA in high radioactive nuclear materials. The second phase of the project has started. In the second phase, we will continue to conduct additional research to improve the methodology and develop an integrated NDA system. This presentation gives an overview of the project and the NDA system and reports the recent results. This research was implemented under the subsidiary for nuclear security promotion of MEXT.

論文

核不拡散・核セキュリティ用アクティブ中性子NDA技術の開発,1; 次世代型DDA装置の性能評価

大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 古高 和禎; 藤 暢輔

日本核物質管理学会第38回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2018/04

原子力機構では、欧州委員会共同研究センターと共同で核不拡散、核セキュリティ用非破壊測定技術の開発に取り組んでおり、従来の技術では測定が難しい核変換用MA-Pu燃料等の高線量核物質や共存物質が多い難測定核物質を測定する技術の確立を目指している。その技術開発において、核分裂性核物質の定量が可能な次世代型アクティブ中性子ダイアウェイ時間差分析(DDA)部と元素分析が可能な即発$$gamma$$線分析(PGA)部を組み合わせた、小型DT中性子源を用いるアクティブ中性子統合非破壊測定試験装置"Active-N"を新たに設計、開発した。現在、製作したDDA部の基本性能を評価するために微量のPu酸化物試料を封入したバイアル瓶を用いて測定試験を実施している。本報では、その試験結果をモンテカルロシミュレーション(MCNP)結果と比較して報告する。

論文

ポスト核セキュリティサミットの動向と展望

玉井 広史

ひろしまレポート2017年版; 核軍縮・核不拡散・核セキュリティを巡る2016年の動向, p.163 - 165, 2017/03

米国オバマ大統領の主導で始まった核セキュリティサミットは2年毎に4回開催され、核セキュリティ強化に向けた国際的な取組の推進に大きな役割を果たしてきた。途中、ロシアの離脱等はあったものの、首脳レベルの会合は国際的にも国内的にも注目度が高く、これによって各国の核セキュリティ強化が大きく進んだと言えよう。したがって、このモメンタムをポスト核セキュリティサミットにおいても維持していく施策の確立が早急に望まれる。そうした背景を踏まえ、今後の核セキュリティ強化に向けた課題、核セキュリティサミット後の動向、日本の取組について概括する。

論文

核不拡散・核セキュリティ用アクティブ中性子NDA技術の研究開発,2; 次世代型DDA技術の開発

大図 章; 前田 亮; 米田 政夫; 飛田 浩; 呉田 昌俊

第37回核物質管理学会日本支部年次大会論文集(CD-ROM), 9 Pages, 2017/02

原子力機構では、2015年より欧州委員会共同研究センターと共同で核不拡散、核セキュリティ用非破壊測定技術の開発に取り組んでおり、従来の技術では測定が難しい高線量核燃料や共存物質が多い難測定核物質を測定する技術の確立を目指している。現在、その非破壊測定技術の一つとして核分裂性核種の総質量を測定する小型中性子源を用いた次世代型アクティブ中性子ダイアウェイ時間差分析(DDA)装置を開発している。DDA装置の測定性能は装置内部の壁の材料の種類、測定サンプルの周囲に配置するポリエチレン製の中性子モデレータの厚さに大きく依存する。本報では、MOX粉末試料をサンプルとした場合のモンテカルロシミュレーション(MCNP)により得られた検出下限値、検出性能の壁材の種類及びモデレータ厚さの依存性に関して報告する。

論文

米国等における放射性廃棄物の核物質防護措置と考察

田崎 真樹子; 岩本 友則*; 須田 一則; 清水 亮; 玉井 広史; 小鍛治 理紗

第37回核物質管理学会日本支部年次大会論文集(CD-ROM), 9 Pages, 2017/02

国際原子力機関(IAEA)の核物質及び原子力施設の物理的防護に関する核セキュリティ勧告(INFCIRC/225/Rev.5)では、核物質の元素、同位体、数量及び照射の観点から核物質の種類を区分し、不法移転に対する物理的防護対策を決定することを各国に勧告している。例えば米国においては、特殊核物質(special nuclear material: SNM)の防護措置を決定する上では、IAEAの区分分けのファクターに加え、核物質の魅力度、具体的にはSNMが含まれる物質の化学的形態や濃度(希釈度)等も、SNMに対する核物質防護措置を決める一つの重要なファクターとなっている。SNMのうち、放射性廃棄物中のSNMに注目してIAEAの実施指針や米国等での核物質防護措置に係る規制等を調査するとともに、放射性廃棄物に対する核物質防護措置の最適化に係る考察を行った。

論文

Development of active neutron NDA techniques for nuclear nonproliferation and nuclear security

藤 暢輔; 大図 章; 土屋 晴文; 古高 和禎; 北谷 文人; 米田 政夫; 前田 亮; 呉田 昌俊; 小泉 光生; 瀬谷 道夫; et al.

EUR-28795-EN (Internet), p.684 - 693, 2017/00

In 2015, Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and the Joint Research Centre (JRC) of the European Commission collaboration started to develop an active neutron non-destructive assay system for nuclear nonproliferation and nuclear security. To the best of our knowledge, no adequate technique exists that allows us to determine the amount of special nuclear materials and minor actinides in high radioactive nuclear materials, such as spent fuel, transuranic waste, etc. The collaboration aims at contributing to the establishment of an innovative NDA system using a D-T pulsed neutron source for various applications. We utilize several active neutron NDA techniques, namely Differential Die-Away Analysis (DDA), Prompt Gamma-ray Analysis (PGA), Neutron Resonance Capture Analysis (NRCA), Neutron Resonance Transmission Analysis (NRTA) and Delayed Gamma Spectroscopy (DGS). All of these techniques have advantages and disadvantages. The different methods can provide complementary information which is particularly useful for nuclear nonproliferation and nuclear security. In this project, we have developed a combined NDA system, which enables the measurements of DDA and PGA, at NUclear fuel Cycle safety Engineering research Facility (NUCEF) in JAEA. In this presentation, we will introduce our project and report the recent progress of developments, especially in NRTA, DDA and PGA.

論文

$$^3$$He代替非破壊分析装置の開発; 迫り来る$$^3$$Heクライシスの解決を目指して

小泉 光生; 坂佐井 馨; 呉田 昌俊; 中村 仁宣

日本原子力学会誌, 58(11), p.642 - 646, 2016/11

核セキュリティ、保障措置分野では、核分裂に伴う中性子を検出する検認装置として$$^3$$He検出器を利用したものが広く利用されている。検出器に利用される$$^3$$Heガスは、主に米国におけるストックから供給されてきたが、2001年9月11日の同時多発テロ以後、大量の$$^3$$He中性子検知装置を米国内に配備したことから、在庫が減少し、供給が近い将来停止する状況になりつつあった。そうした中、2011年3月末の$$^3$$He代替中性子検出技術に関するワークショップにおけるIAEAの$$^3$$He代替非破壊分析装置開発の呼びかけに応じ、原子力機構においても、J-PARCセンターが開発したZnS/$$^{10}$$B$$_2$$O$$_3$$セラミックシンチレータをベースに$$^3$$He代替検出器の開発を行い、平成27年3月には、開発した中性子検出装器の性能試験及びそれを実装した核物質検認用非破壊分析(Non-Destructive Assay (NDA))装置の性能実証試験を実施した。本解説では、開発した検出器、代替NDA装置を紹介し、あわせて$$^3$$He問題の顛末を報告する。

論文

核セキュリティに関する国際動向と日本の貢献; 2016年ワシントン核セキュリティ・サミットの概要と今後の国際的な核セキュリティ強化に向けた課題

田崎 真樹子; 須田 一則

日本原子力学会誌, 58(10), p.594 - 598, 2016/10

2016年3月31日-4月1日に米国ワシントンD.C.で最後となる第4回核セキュリティ・サミット(NSS)が開催された。本稿では、これまでのNSSの経緯、第4回NSSの概要、NSSの成果と日本の貢献を概観するとともに、ポストNSSの課題と日本の役割について概説する。

論文

核セキュリティ文化の醸成に関する一考察

玉井 広史; 田崎 真樹子; 小鍛治 理紗; 清水 亮; 須田 一則

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 7 Pages, 2015/12

昨今、核セキュリティ強化に向けた核セキュリティ文化の醸成が謳われているが、原子力安全文化の浸透に比べ、核セキュリティ文化の認知度は必ずしも高いとは言えないと思われる。世界有数の原子力利用国である我が国において、国民レベルでの核セキュリティ文化の醸成・浸透を図ることは重要な課題と考えられる。東電福島第一原子力発電所事故を契機に、原子力安全と核セキュリティの相補性が認識され様々な対策が進められていることから、先行している原子力安全文化をお手本として核セキュリティ文化の醸成を図っていくことが、一般的になじみやすくまた早道であろう。そこで、原子力安全について様々なレベルで実施されている施策を参考に、核セキュリティに対する意識の涵養、望ましい心構えの向上、その浸透度の評価と改善、それらを通じたPDCAサイクルの確立を目指す我が国の核セキュリティ文化のあり方と醸成のためのアプローチについて考察する。

論文

米露のPu処分における核不拡散、核セキュリティについての検討

小鍛治 理紗; 須田 一則; 玉井 広史; 田崎 真樹子; 清水 亮

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 7 Pages, 2015/12

冷戦後、米国とロシアはSTART条約等で核弾頭削減を実施してきた。2000年には一連の取組の結果として発生する余剰Puを34トンずつ処分する協定(PMDA)を締結している。近年、米国ではMOX燃料製造施設建設のコスト高のため、代替処分方法も検討している。改定PMDAでは兵器級Puを「Pu240/Pu239が0.10以下のもの」と定義づけ、第7条等で「Pu処分に際して当事国に監視、査察を実施する権利と義務」があること、第8条では「INFCIRC225/Rev.4の勧告を考慮に入れ責任もって管理する」よう定める。改正PMDAが定める34トンのPuを処分するため米国では、高速炉における照射、MOX燃料に加工し軽水炉において照射, 固化, 希釈、およびディープボアホールでの処分が検討されており、本研究ではそれぞれについて核不拡散、核セキュリティがどのように確保されているか検討を行った。

報告書

「原子力平和利用と核不拡散・核セキュリティに係る国際フォーラム; エネルギー基本計画を受け今後の核不拡散向上のための方向性及び人材育成COEのあり方について」フォーラム報告書

山鹿 親信; 富川 裕文; 小林 直樹; 直井 洋介; 小田 哲三; 持地 敏郎

JAEA-Review 2015-023, 108 Pages, 2015/10

JAEA-Review-2015-023.pdf:15.22MB

日本原子力研究開発機構は、2014年12月3日に、「原子力平和利用と核不拡散・核セキュリティに係る国際フォーラム-エネルギー基本計画を受け今後の核不拡散向上のための方向性及び人材育成COEのあり方について-」を開催した。フォーラムでは、日米の政府関係者が原子力平和利用と核不拡散・核セキュリティに係る取組みや日本への期待等について講演した。パネル討論では、「国内外の情勢を踏まえた効果的・効率的な核不拡散確保のための方策と技術開発の役割及びその方向性」、「核不拡散・核セキュリティ人材育成の中核拠点(COE)の役割と今後にむけた期待」という2つのテーマで議論が行われた。前者では、核不拡散を確保しつつ効果的・効率的な保障措置の実施及びプルトニウム利用の透明性確保のための制度的、技術的方策、技術開発の役割と方向性について議論を行った。後者では核不拡散・核セキュリティの強化に向けて、各国のCOEが今後、どのような貢献をし、実現していくかについて議論した。本報告書は、同フォーラムの基調講演の要旨、パネル討論の概要及びパネル討論で使用された発表資料を収録したものである。

論文

Addressing training needs of security and safeguards implementation officers at nuclear facilities

Vidaurre, J.; 野呂 尚子; 松澤 礼奈; 宮地 紀子

Proceedings of INMM 56th Annual Meeting (Internet), 10 Pages, 2015/07

原子力施設で働く職員は核物質の管理にかなりの責任がある。彼らは、核物質が正しくコントロールされていることを保証する必要がある。つまり、核物質の持ち出しや不正アクセスを検出し、阻止しまた、内外部の脅威から核物質を守る必要がある。同時に基本的な検証手段として核物質の計量管理を使用し核不拡散上、彼らの国のコミットメントに従う必要がある。様々なタスクを実行するためには、保障措置と核セキュリティの責任者は、それらの責務や仕事に見合った知識やスキル、姿勢を要求する。このニーズに対処するには、IAEAとその加盟国は一連のトレーニングコースを開催しており、その大多数は保障措置や計量管理に関する規制当局を対象としてきた。核セキュリティや保障措置の要件に総体的に取り組む施設の職員やオペレーターのためのコースもいくつかある。本論文では、核不拡散に集中する時代から保障措置と核セキュリティを取り巻く、今の幅広いアプローチへと変化する環境の中で、当局や施設の職員のためのトレーニングコースの進化を分析している。それは、近年いくつかの概念の発展を振り返ったり加盟国のトレーニングの焦点に関する方向性の正当化を試みるであろう。最後に、それは保障措置と核セキュリティの専門家の責務や仕事に関する計量管理において、核セキュリティや保障措置のトレーニングの強化と増加に向けたいくつかの具体的な提案をもたらす。

論文

Compact neutron sources for energy and security

上坂 充*; 小林 仁*; 呉田 昌俊; 糠塚 重裕*; 西村 和哉*; 井頭 政之*; 堀 順一*; 鬼柳 善明*; 田儀 和浩*; 關 善親*; et al.

Reviews of Accelerator Science and Technology, 8, p.181 - 207, 2015/00

本報では、小型加速器を用いたエネルギー分野における核データや核物質の測定技術、セキュリティ分野における爆薬や隠匿核物質の探知技術について記す。90keVの静電重水素加速器が非破壊測定のために商業的に利用可能である。核データ測定用途では、静電イオン加速器やLバンドやSバンドの電子線線形加速器が中性子源として使用されている。小型または可搬型のXバンド電子線線形加速器型中性子源は開発中である。小型の陽子線線形加速器中性子源が特に固体中の水分の非破壊測定用途で使用されている。陽子線や重水素加速器を用いて、より中性子源強度を高める努力がいくつかなされている。

論文

核セキュリティに関する国際動向と日本の貢献; ハーグ核セキュリティ・サミットでの議論と今後の取組み

須田 一則

日本原子力学会誌, 56(11), p.726 - 730, 2014/11

2014年3月下旬に第3回目の核セキュリティ・サミットがオランダ・ハーグにて開催された。今回のサミットでは、2010年にワシントンDCで開催された第1回目の核セキュリティ・サミットで掲げた「全ての脆弱な核物質の管理を4年以内に徹底すること」、ソウル・サミット・コミュニケでの「2014年までに改正核物質防護条約の発効」等を含むコミュニケ及び行動計画の進捗状況の確認、各国及び有志国の自発的な取組みの確認を行うことであった。しかしながら、ハーグ・サミットにて全ての項目が達成されたとは言い難い。本稿では、これまでのサミットを含むハーグ・サミットの成果と日本の貢献について概観するとともにサミットの意義、次期サミットへの課題と今後の取組みについて解説する。

口頭

バックエンドにおける核不拡散・核セキュリティに関する検討,1; 全体概要

須田 一則; 久野 祐輔

no journal, , 

原子力のバックエンドに係る新たな選択肢として使用済燃料の直接処分の検討が行われている。本検討では、海外の動向を踏まえて日本のバックエンドにおける核不拡散・核セキュリティ上の課題と将来的な対応方策について検討する。

口頭

核セキュリティと核物質非破壊検知技術開発

瀬谷 道夫

no journal, , 

核セキュリティに関連して、2011年に改定されたIAEAの核セキュリティ・シリーズNSS (Nuclear Security Series) No.15「規制上の管理を外れた核物質及びその他の放射性物質に関する核セキュリティ勧告」にて各国が求められている核物質の探知(検知)に関して、欧州, 米国, 日本での核物質検知技術開発状況を紹介する。また、現状の保障措置で使われている非破壊測定技術及び米国DOEのNGSIで開発されている使用済燃料中Puの非破壊測定技術開発動向を紹介するとともに、原子力機構が実施している核セキュリティ、保障措置関連の基礎技術開発として、レーザー・コンプトン散乱$$gamma$$線源開発とLCS$$gamma$$線を利用する核共鳴蛍光・非破壊測定技術開発及び中性子共鳴濃度分析技術開発を紹介する。

口頭

バックエンドにおける核不拡散・核セキュリティに関する検討,4; 使用済燃料におけるプルトニウム濃度の比較

須田 一則; 小鍛治 理紗; 田崎 真樹子; 玉井 広史; 久野 祐輔*

no journal, , 

原子力のバックエンドに係る新たな選択肢として使用済燃料の直接処分の検討が行われている。本報告では、ガラス固化体の保障措置の終了、核物質の魅力度等の議論を踏まえ、軽水炉、高温ガス炉及び高速炉の使用済燃料中におけるプルトニウムの濃度について比較し、保障措置の観点から使用済燃料の直接処分について検討した。

口頭

バックエンドにおける核不拡散・核セキュリティに関する検討,3; 保障措置の終了とプルトニウムの回収困難性

田崎 真樹子; 須田 一則; 玉井 広史; 小鍛治 理紗; 久野 祐輔*

no journal, , 

プルトニウム専焼炉の使用済燃料の保障措置終了の可能性を検討するため、ガラス固化体等の測定済廃棄物における保障措置の終了基準及びその考え方をもとに、プルトニウム専焼炉の使用済燃料のプルトニウムの回収困難性について分析を行った。

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