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前川 藤夫; 武井 早憲
プラズマ・核融合学会誌, 98(5), p.206 - 210, 2022/05
加速器駆動核変換システム(ADS)の開発にあたっては、大強度陽子ビームに耐える材料の開発や陽子ビームで駆動される未臨界炉心の特性評価等、陽子ビームに関わる技術課題を解決する必要がある。そこで大強度陽子加速器施設J-PARCでは、実際に大強度の陽子ビームを利用した各種試験を行う核変換実験施設が検討されている。本稿では核変換実験施設の概要と今後の方向性について紹介する。
原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター 分離変換技術開発ディビジョン
JAEA-Technology 2017-033, 383 Pages, 2018/02
JAEA-Technology-2017-033.pdf:28.16MB
原子力機構では、高レベル放射性廃棄物の減容化及び有害度低減のための研究開発を推進している。このうち、加速器駆動システム(ADS)を用いた核変換に係る研究開発を促進するため、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の二期計画として、核変換実験施設(Transmutation Experimental Facility, TEF)の建設が計画されている。TEFは、大強度陽子ビームを液体鉛ビスマスターゲットに入射して核破砕ターゲットの技術開発及び材料の研究開発を行うADSターゲット試験施設(TEF-T)と、陽子ビームをマイナーアクチノイド装荷体系に導入して炉心の物理的特性探索とADSの運転制御経験を蓄積するための核変換物理実験施設(TEF-P)で構成される。本報告書は2つのTEF施設のうちTEF-Pについて、原子炉の設置許可申請のための安全設計についてまとめたものである。
前川 藤夫; 佐々 敏信
エネルギーレビュー, 37(9), p.15 - 18, 2017/08
放射性廃棄物の低減を目指す加速器核変換駆動システム(ADS)の開発に向けて、J-PARC核変換実験施設計画、および世界のADS開発の情勢について紹介する。
J-PARCセンター 核変換ディビジョン
JAEA-Technology 2017-003, 539 Pages, 2017/03
JAEA-Technology-2017-003.pdf:59.1MB
原子力機構では、平成26年4月に公表された「エネルギー基本計画」等を踏まえ、高レベル放射性廃棄物の減容化及び有害度低減のための研究開発を推進している。このうち、加速器駆動システム(ADS)を用いた核変換に係る研究開発を促進するため、大強度陽子加速器施設(J-PARC)の二期計画として、核変換実験施設(TEF)の建設が計画されている。TEFは、大強度陽子ビームを鉛ビスマスターゲットに入射して核破砕ターゲットの技術開発および材料の研究開発を行うADSターゲット試験施設(TEF-T)と、陽子ビームをマイナーアクチノイド装荷未臨界炉心に導入して炉心の物理的特性探索とADSの運転制御経験を蓄積するための核変換物理実験施設(TEF-P)で構成される。本報告書は2つのTEF施設のうちTEF-Tについて、その建設を目指して行った施設の技術設計の内容についてまとめたものである。
佐々 敏信; 武井 早憲; 斎藤 滋; 大林 寛生; 西原 健司; 菅原 隆徳; 岩元 大樹; 山口 和司; 辻本 和文; 大井川 宏之
NEA/CSNI/R(2015)2 (Internet), p.85 - 91, 2015/06
福島第一原子力発電所の事故以降、核変換技術が放射性廃棄物処理に有効な技術として注目されている。日本原子力研究開発機構(JAEA)では、マイナーアクチノイド(MA)の核変換を行うための、鉛ビスマス(Pb-Bi)を核破砕ターゲット及び冷却材に使用する加速器駆動システム(ADS)を提案している。ADSの設計に不可欠なデータを取得するため、原子力機構ではJ-PARC計画の中で核変換実験施設(TEF)の建設を検討している。TEFは400MeV-250kWのPb-Bi核破砕ターゲットを持つADSターゲット試験施設(TEF-T)及び低出力の陽子ビームでMA燃料を装荷した炉心を駆動する核変換物理実験施設(TEF-P)から構成する。TEF-Tでの主な研究項目として、ADS構造材候補の照射試験、Pb-Biターゲットの運転試験及び陽子ビーム窓の寿命を決めるための実験を実施する。ターゲットが定格出力で運転される際には、ターゲット周辺に高速中性子場が形成されるため、これを多目的に利用することも検討している。基礎物理研究や核データ測定などの実験が提案されており、実験ホールの配置概念の検討を進めている。報告では、ADS核変換を実現するためのロードマップとともに、TEF建設のための設計研究活動を報告する。
大井川 宏之; 辻本 和文; 菊地 賢司; 倉田 有司; 佐々 敏信; 梅野 誠*; 斎藤 滋; 西原 健司; 水本 元治; 高野 秀機*; et al.
EUR-21227 (CD-ROM), p.483 - 493, 2005/00
原研では加速器駆動未臨界システム(ADS)を用いた核変換専用システムの研究開発を進めており、これまでに熱出力800MWの未臨界炉を提案してきた。ADSの成立性を検証することを目的に、原研ではシステムの概念設計を含めた多くの研究開発活動が進行中であるか計画中である。陽子加速器の分野では、超伝導LINACが開発されている。鉛ビスマス共晶合金(LBE)を用いた核破砕ターゲットに関しては、材料腐食,熱流動,ポロニウム挙動,材料照射損傷に関する研究が進捗中である。さらに、原研では、J-PARCプロジェクトの一環として、陽子ビームと核燃料を用いてADSの成立性を検証すること及びLBEを用いた核破砕ターゲットと関連する材料に関する技術を確立することを目的とした核変換実験施設の建設を計画している。
beam with Nd:YAG laser in J-PARC富澤 哲男; 秋川 藤志; 佐藤 進; 上野 彰; 近藤 恭弘; 大井川 宏之; 佐々 敏信; 長谷川 和男; Lee, S.*; 五十嵐 前衛*; et al.
Proceedings of 7th European Workshop on Beam Diagnostics and Instrumentation for Particle Accelerators (DIPAC 2005), p.275 - 277, 2005/00
負水素イオンにNd:YAGレーザーを当てると電子が一つはがれて水素イオンに変わる。これがレーザー荷電変換であるが、J-PARCにおけるビームプロファイルモニターや核変換実験施設への低出力陽子ビームの取り出しに応用できる技術である。これらの可能性を確認するために、実際に高周波四重極リニアック(RFQ)出力後のビーム輸送系(MEBT1)に実験装置を設置し、レーザーが当たった時の荷電変換効率を計測した。本稿ではこの実験装置の設置状況とレーザーが当たったすべてのビームが荷電変換した結果を報告する。
近藤 恭弘; 上野 彰*; 池上 雅紀*; 池上 清*
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.69 - 71, 2003/08
J-PARCのリニアックでは、運転開始当初、JHF用に製作された設計ピーク・ビーム電流30mAのRFQを使用する。このRFQの立ち上げ、及び、ビーム実験をKEKにおいて行った。同時に開発されているセシウム不使用負水素イオン源の開発進展に伴い、RFQ加速ピーク・ビーム電流も増加し、ほぼ設計値に到達した。第一期RFQ運転(RFQ出口直後にビーム診系を設置したビーム実験)時10mA,第二期RFQ運転(後続のビーム輸送系MEBTの立ち上げ実験)時25mA,第三期RFQ運転(MEBT内ビーム・モニタ整備後のビーム実験)時29mAにそれぞれ到達した。本発表では、これらの入射条件の異なる各段階での透過率,エミッタンス測定などの実験データを示し、ビームシミュレーションとの比較,検討を行う。
大井川 宏之
原子核研究, 47(6), p.39 - 52, 2003/03
マイナーアクチニド(MA)及び長寿命核分裂生成物(LLFP)は、核燃料サイクルで生じる高レベル放射性廃棄物中にあって長期にわたって毒性を保ち続ける。これらの核種を短寿命又は安定な核種に変換することを目的に、加速器駆動核変換システム(ADS)が提案され、開発されている。本稿では、ADSに関する研究開発の現状,解決すべき技術課題,大強度陽子加速器プロジェクト(J-PARC)における実験計画及び世界各国における取り組みについて解説したものである。
研究炉部
JAERI-Review 2002-033, 215 Pages, 2002/12
JAERI-Review-2002-033.pdf:16.19MB
本報告書は、平成13年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。研究炉部においては、具体的な業務として、原子炉施設の運転保守・整備,照射利用,中性子ビーム実験利用に加えて、新燃料,使用済燃料及び水・ガスの管理を含む技術管理,ラジオアイソトープ製造及び関連する研究・技術開発等を行っている。また、開発途上国との間で、原子炉施設の運転管理,利用技術,安全解析及びラジオアイソトープの製造技術に関する指導等の国際協力を実施している。以上のほか、利用の便を考慮し、付録として研究炉部の組織,業務,研究成果等も集録した。
生物学的効果; フリービーム条件並びにファントム条件での測定(協力研究)山本 哲哉*; 山本 和喜; 松村 明*; 熊田 博明; 岸 敏明; 堀 直彦; 鳥居 義也; 堀口 洋二; 能勢 忠男*
JAERI-Research 2002-011, 56 Pages, 2002/05
JAERI-Research-2002-011.pdf:3.17MB
本研究では、JRR-4熱外中性子ビームに対する放射線生物学的評価によりその特性を明らかにし、熱外中性子ビームによる開頭BNCTに向けた課題と方向性について検討する。熱外中性子ビームについて、フリービーム条件と水ファントム条件での物理線量測定並びに生存率測定を行い、BNCTにおける各線量成分(速中性子線量,窒素線量,
線量,ホウ素線量)とそれぞれの生物学的効果比(RBE
,RBE
,CBE
)を算出し、混合中性子ビーム及び従来の熱中性子線主体の熱中性子ビームと比較した。ホウ素線量に対する生物学的効果比CBEでは、ホウ素化合物による違いも検討に加えた。フリービーム条件では、
B存在・非存在下の全ての細胞生存率測定において、同一物理線量に対して熱外中性子ビームで最も高い細胞致死効果を認めた。JRR-4熱外中性子ビーム,熱中性子ビームI、熱中性子ビームIIのそれぞれに対するビーム単独RBE値は1.22
0.16,1.230.16,1.210.16,RBE値は2.500.32,2.340.30,2.080.28,CBE値は3.990.24,3.040.19,1.430.08であった。本研究で示したRBEの実験的決定法は異なるBNCT臨床研究間の中性子ビーム比較に応用できる。
研究炉部
JAERI-Review 2001-048, 216 Pages, 2002/02
JAERI-Review-2001-048.pdf:17.83MB
本報告書は、平成12年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。研究炉部においては、具体的な業務として、原子炉施設の運転保守・整備,照射利用,中性子ビーム実験利用に加えて、新燃料,使用済燃料及び水-ガスの管理を含む技術管理,ラジオアイソトープ製造及び関連する研究・技術開発等を行っている。また、開発途上国との間で、原子炉施設の運転管理,利用技術,安全解析及びラジオアイソトープの製造技術に関する指導等の国際協力を実施している。以上のほか、利用の便を考慮し、付録として研究炉部の組織,業務,研究成果等も収録した。
研究炉部
JAERI-Review 2000-036, 263 Pages, 2001/03
JAERI-Review-2000-036.pdf:19.89MB
本報告書は、平成11年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。研究炉部においては、具体的な業務として、原子炉施設の運転保守・整備,照射利用,中性子ビーム実験利用に加えて、新燃料,使用済燃料及び水・ガスの管理を含む技術管理,ラジオアイソトープ製造及び関連する研究・技術開発等を行っている。また、主として開発途上国との間で、原子炉施設の運転管理,利用技術,安全解析及びラジオアイソトープの製造技術指導等の国際協力を実施している。以上のほかに、利用の便を考慮し、付録として研究炉部の組織,業務,研究成果等も集録した。
荘司 時雄*; 吉田 忠
JAERI-Tech 2000-005, p.37 - 0, 2000/02
JAERI-Tech-2000-005.pdf:1.44MB
平成7年~平成9年にタンデム加速器に設置した3台のチェンバーの制御回路を作成した。これらのチェンバーはタンデム加速器からのビームを利用して、照射及び核物理実験用に用いられている。実験目的に適合させるために、それぞれのチェンバーは試料の移動、交換、ビームの遮断、ビームの絞り、ファラデーカップの制御などの機構を有している。これらの制御回路は基本的に同じ回路方式を採用しており、一部のチェンバーにはパーソナルコンピューターによる制御機構をとり入れている。
研究炉部
JAERI-Review 99-032, p.232 - 0, 2000/02
JAERI-Review-99-032.pdf:11.62MB
研究炉部は、JRR-3M及びJRR-4の各施設を運転管理し、利用に供するとともに、JRR-2の廃止措置、関連する研究・技術開発を実施している。本報告書は、平成10年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。研究炉部においては、具体的な業務として、原子炉施設の運転保守・整備、照射利用、中性子ビーム実験利用に加えて、新燃料、使用済み燃料及び水・ガスの管理を含む技術管理、関連する研究・技術開発等を行っている。また、JRR-2の廃止措置及び開発途上国との間で原子炉施設の運転管理、照射技術、安全解析を中心に国際協力を実施している。以上のほかに、利用の便を考慮し、付録として研究炉部組織、業務、研究成果等も集録した。
研究炉部
JAERI-Review 98-027, 205 Pages, 1999/01
JAERI-Review-98-027.pdf:8.95MB
研究炉部では、JRR-2、JRR-3M及びJRR-4の各原子炉施設を運転管理し、利用に供するとともに関連する研究・技術開発を実施している。本報告書は、平成9年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。具体的業務として、運転・保守・整備・照射利用・中性子ビーム実験利用に加え、新燃料・使用済燃料及び水・ガスの管理を含む技術管理・関連する研究・技術開発並びに放射線管理等を行っている。また、主として開発途上国との間で、原子力施設の運転管理・照射技術・安全解析等を中心に国際協力を鋭意実施している。以上のほかに、利用の便を考慮し、付録として研究炉部の組織、業務、研究成果等も集録した。
研究炉部
JAERI-Review 98-007, 220 Pages, 1998/03
JAERI-Review-98-007.pdf:10.76MB
研究炉部は、JRR-2,JRR-3M及びJRR-4の各原子炉施設を運転管理し、利用に供するとともに、関連する研究・技術開発を実施している。本報告書は、平成8年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。具体的業務として、運転・保守・整備・照射利用・中性子ビーム実験利用に加え、新燃料・使用済燃料及び水・ガスの管理を含む技術管理、関連する研究・技術開発並びに放射線管理等を行っている。また、主として開発途上国との間で、原子力施設の運転管理・照射技術・安全解析等を中心に国際強力を鋭意実施している。以上のほかに、利用の便を考慮し、付録として研究炉部の組織、業務、研究成果等も集録した。
Li(p,n) reaction中尾 徳晶*; 中島 宏; 中尾 誠*; 坂本 幸夫; 中根 佳弘; 田中 進; 田中 俊一; 中村 尚司*
JAERI-Data/Code 98-013, 46 Pages, 1998/03
JAERI-Data-Code-98-013.pdf:2.14MB
原研高崎研の90MV-AVFサイクロトロンに設置された、ビーム状準単色中性子発生装置において、43及び68MeV陽子のLi(p,n)反応により生じる中性子を用いて、厚さ183cmまでのポリエチレン遮蔽体を透過する中性子の測定を行った。中性子のエネルギースペクトルを、BC501Aシンチレーション検出器及びボナーボール検出器を用いて、中性子反応率分布を、核分裂計数管及び固体飛跡検出器を用いてそれぞれ測定した。また、中性子レムカウンターを用いて、中性子線量当量を測定した。本報告書は、ベンチマーク計算に供するために、これら実験データを数値によって公開したものである。
桜井 文雄; 大友 昭敏; 掛札 和弘; 海江田 圭右
KAERI/GP-128/98, p.205 - 221, 1998/00
JRR-3Mの中性子ビームは、その質及び強度が世界のトップレベルであることから、各種中性子散乱実験装置は100%活用されている。また、各装置に対する利用申込みはマシンタイムの約2倍に達している。このような状況から、研究炉部においては、今後も安定な冷中性子ビームの利用を達成するため、今年度冷中性子源減速材容器の交換を実施する。さらに、より高度な実験要求に応えるため新装置の開発を実施するとともに、より多くの研究者がJRR-3Mの中性子ビームを使用する実験ができるように、既設中性子導管のスーパーミラー導管への交換を計画している。以上のJRR-3M中性子ビーム利用に関する研究炉部の活動について報告する。
研究炉部
JAERI-Tech 97-059, 177 Pages, 1997/12
研究炉部は、JRR-2,JRR-3M及びJRR-4の各原子炉施設を運転管理し、利用に供するとともに、関連する研究・技術開発を実施している。本報告書は、平成7年度における当部の業務を記したものであり、種々の技術的事項についても詳細に説明している。具体的業務として、運転・保守・整備・照射利用、中性子ビーム実験利用に加えて、新燃料・使用済燃料及び水・ガスの管理を含む技術管理、関連する研究・技術開発並びに放射線管理等を行っている。また、主として開発途上国との間で、原子炉施設の運転管理・照射技術・安全解析等を中心に国際協力を鋭意実施している。以上のほかに利用の便を考慮し、付録として研究炉部の組織、業務、研究成果等も集録した。
