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論文

Positron lifetime measurement on centrifuged Bi $_{3}$ Pb $_{7}$ intermetallic compound

小野正雄; Huang, X. S.*; 柴田康弘*; 井口裕介*; 境誠司; 前川雅樹; Chen, Z. Q.*; 長壁豊隆; 河裾厚男; 楢本洋*; et al.

Proceedings of 1st International Conference on Diffusion in Solids and Liquids (DSL 2005), p.531 - 533, 2005/07

これまでに幾つかの低融点合金系について超重力場下における固体中での原子の沈降による傾斜構造を実現し、金属間化合物Bi $_{3}$ Pb $_{7}$ では分解反応を実現している。本研究では、組成変化が起きない温度条件下で超重力処理を施した金属間化合物(Bi $_{3}$ Pb $_{7}$ , 120 $^{circ}$ C, 90.5万G, 100h)について陽電子消滅寿命測定を行った。その結果、出発試料に比べ平均寿命が延びていることがわかった。超重力場下で空孔が導入され、点欠陥として結晶内に留まっていると考えられる。原子の沈降メカニズムとして、(1)高速な空孔機構,(2)準格子間型機構,(3)1, 2の組合せを考えているが、これらの可能性を示唆する結果である。沈降メカニズムの解明に向けて今後より詳しく調べる予定である。

論文

Sedimentation of substitutional solute atoms in In-Pb system alloy under strong gravitational field; Experiments and simulations

小野正雄; 木下貴博*; 上野秀人*; Huang, X.*; 長壁豊隆; 真下茂

Materials Transactions, 46(2), p.219 - 224, 2005/02

https://doi.org/10.2320/matertrans.46.219

被引用回数：8 パーセンタイル：54.18(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究では、In-Pb系合金について超重力場実験を行い原子の沈降と相平衡について調べた(最大加速度:100万Gレベル,温度:融点直下(固体),出発試料:中間相の相単相(面心正方晶),時間:30-150h)。回収試料は、重力方向にPbの濃度が増加して重力と反対方向にInの濃度が増加する傾斜構造を形成していた。100時間実験後の回収試料では、単相の出発状態から、重力側にPb相、反対側にIn相が出現し、それぞれの同一結晶構造内での格子定数が連続的に変化していることがわかった。以上から、この傾斜構造は原子スケールの傾斜構造であり、置換型溶質原子であるInとPb原子の沈降によって形成されたものであることが確認された。また、時間条件を変えた3つの実験結果(30h, 60h, 150h)から、60時間以下で定常状態に達したことがわかった。沈降プロセスのシミュレーションを行った結果、沈降の拡散係数が、化学ポテンシャルによる一般的な拡散係数の8倍と見積もられた。以上の結果は、この系の沈降の拡散メカニズムが一般的な拡散メカニズムと異なることを示唆している。

論文

Sedimentation of substitutional solute atoms in intermetallic compound of Bi-Pb system under ultra-strong gravitational field

小野正雄; Huang, X.*; 木下貴博*; 上野秀人*; 長壁豊隆; 真下茂

Defect and Diffusion Forum, 237-240(2), p.1101 - 1104, 2005/00

超強重力場下では、凝縮物質中でさえ原子の沈降が生じる。筆者らはこれまでに幾つかの固溶系合金にて置換型溶質原子の沈降を実現している。それでは、他の合金系ではどうなのか?そこで、本研究では、Bi-Pb系金属間化合物(Bi $_{3}$ Pb $_{7}$ )について、実験時間の条件を変えながら超重力場実験を行った。(実験条件:最大加速度1.010 $^{6}$ gレベル,温度:130-150 $^{circ}$ C,実験時間:30-150h,状態:固体)。実験後の試料には組成変化が見られた。また、出発状態ではBi $_{3}$ Pb $_{7}$ であったが、実験後には重力が弱い側にBi相が出現していることがわかった。これらの結果は金属間化合物中でも原子の沈降が起こり、組成変化と構造の変化が起きたことを表している。

報告書

Statistical thermodynamic properties of uranium hexafluoride

小田哲三

JAERI-M 93-052, 49 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-052.pdf:1.11MB

UF $_{6}$ 統計熱力学的諸性質を広い温度領域にわたって計算し、特に200の分子振動準位についての結果は300Kの温度におけるポピュレーション順にテーブル化した。さらに、UF $_{6}$ V $_{3}$ バンドカンターについてのシミュレーションと同位体選択性についての評価を行い、これによると多数のホットバンドによる重畳の結果、スペクトルは準連続的な形状を示すが同位体選択性はわずかながら吸収波長に対して依存性を示すことがわかった。本研究は遠心分離ウラン濃縮プラントの保障措置を目的とした「光吸収濃縮度モニタシステム」の設計に不可欠な情報となるだけでなく、一般の赤外スペクトルの解析にも充分役立つ結果を提供するものである。

報告書

Development of a safeguards evaluation method that has false alarm analysis as a key element and its application to a centrifuge enrichment plant

西村秀夫

JAERI-M 91-219, 98 Pages, 1992/01

JAERI-M-91-219.pdf:2.81MB

有効で効率的な保障措置を実施するためには、保障措置の有効性を評価する保障措置評価法の開発が必要である。本研究では、従来の転用探知確率の他に、誤警報の可能性を系統的に分析することの重要性に着目した評価法を開発し、これを遠心法ウラン濃縮施設へ適用した。まず、遠心機カスケードにおける濃縮過程を記述する数学モデルを公開試料を基に確立し、コンピュータ化した。次に、これを商業規模のモデル施設へ適用し、誤警報を避ける観点から過渡運転、誤操作を含む通常の運転を分析し、また、転用探知の観点から高濃縮ウランの生産が理論上可能なシナリオについて分析した。さらに、主要なアノーマリを摘出し、これを誤りなく判定できるかどうかという観点から遠心法ウラン濃縮施設におけるLFUA法の有効性を検討した。なお、本研究は、JASPASの一環(JA-4)として実施したものであり、本報告書は、その最終結果を記述している。

報告書

CCS-I, A Code to analyze a dynamic behavior of uranium enrichment process in a centrifuge cascade; An Application to the safeguards effectiveness assessment

岡本毅*; 西村秀夫

JAERI-M 90-031, 89 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-031.pdf:2.22MB

CCS-Iコードは、遠心分離法ウラン濃縮カスケードの設計計算及びその起動・停止等の過渡時の動特性計算を行い、製品の濃縮度調整のための各種操作技術を検討する等のために開発した汎用型コードである。これらの諸機能のため、本コードは、保障措置システムの有効性評価のために利用することができる。すなわち、設計濃縮度を超える濃縮ウランを生産する手段が用いられた場合のカスケードの状態を精度よくシミュレートできるので、保障措置システムが検知すべき異常指標を同定することができる。また、誤警報の検討に用いることもできる。さらに、カスケードの濃縮特性から、適時査察の頻度について知見を得ることができる。本報告書は、遠心分離法カスケードのモデル化について述べるとともに、コードの概要並びにコードをカスケードの動特性シミュレーションに用いる場合の利用方法等について記述している。

論文

Effectiveness of safeguards in a centrifuge enrichment plant

西村秀夫; 岡本毅*

31st Annual Meeting Proc. of Nuclear Materials Management,Vol. 19, p.518 - 523, 1990/00

遠心分離濃縮工場に適用すべき基本的な保障措置法については、現存する工場及び当時建設中または計画中のものに関して研究したヘキサパータイト・プロジェクトがあり、頻度限定無通告(LFUA)査察を実施すべきであると結論された。この手法を将来の大型商用濃縮工場に適用することは、当該工場が大きな濃縮能力を有すること及び商業上並びに核不拡散上より多くの機微な情報を有することから十分な研究が必要である。本論文では、申告値を超える高濃縮ウランを生成することが理論的に可能な方法について、モデル工場の遠心分離カスケードをシミュレーションコードCCS-Iを用いて解析し、保障措置が検知すべき異常を示す。合せて、誤警報を発生する可能性のある原因について、正常操業時及び事故事のカスケードの動的振舞いを考慮して検討する。そして、異常を検知し、かつ、誤った判断をしないという観点から保障措置の有効性を評価する。

報告書

Dynamic behavior and control of product enrichment in a centrifuge cascade; A Study of the process simulation as a basis of safeguards design

岡本毅*; 鈴木篤之*; 西村秀夫

JAERI-M 89-059, 18 Pages, 1989/05

JAERI-M-89-059.pdf:0.76MB

遠心分離法ウラン濃縮プラントの保障措置についてはHEXAPARTITEプロジェクトにおいて議論が行われ、「頻度限定・無通告」方式による査察を行うことで合意が得られている。大型商用施設に対しても同様の手法が採用されると考えられるが、このような施設では濃縮能力の拡大、機微な情報を保護することの重要性から、適用すべき保障措置の態様については十分な検討が必要とされる。本報告は、遠心分離法による大型商用ウラン濃縮プラントの保障措置システム設計のために行った、モデル施設の工程シミュレーション研究の結果得られた成果の一部を取りまとめたものである。まず、起動時の過渡特性について解析し、次にカスケードの特性パラメータの操作によるプロダクト濃度の変動を調べた。この結果、90%までのカスケード効率低下を許容することで、核燃料として必要な核種濃縮度の低濃縮ウランの生産が可能であることが分かった。

論文

Hydrodynamic characteristics of a single stage annular type centrifugal extractor

藤根幸雄; M.Kluth*; J.Lamla*; H.Goldacker*

Proc. of the Symp. on Solvent Extraction 1989, p.141 - 146, 1989/00

新型の同心円筒型遠心抽出器「M12E-IV」の飛沫同伴量(エントレインメント)を硝酸-30%TBP/nDD系で測定した。操作条件の影響を検討して流量比O/A1、全流量3000ml/hr以下、回転速度6000rpm以下の範囲で良好な性能が得られることを示した。また、性能向上のためには堰(Weir)の位置を最適にする必要があることを明らかにした。

論文

On the particle size distribution of hydrolyzed plutonium(IV) polymer

市川富士夫; 佐藤忠

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 84(2), p.269 - 275, 1984/00

https://doi.org/10.1007/BF02036966

被引用回数：6 パーセンタイル：56.93(Chemistry, Analytical)

4価プルトニウムの加水分解重合体コロイドの粒度分布を超遠心法により測定した。毎分回転数5000~65000で1~25時間遠心による沈降率を遠沈管内壁への吸着率で補正して相対的粒度分布を求めた。生成直後には直径1m程度の微細粒子が全体の半分を占めるが、1年後には粒径の大きな方へ分布が移行し、数10mのものが優位を占めることがわかった。

報告書

遠心分離法による低濃縮施設に対するダイナミック計量管理の適用性の研究,1

猪川浩次

JAERI-M 9173, 42 Pages, 1980/11

JAERI-M-9173.pdf:1.92MB

遠心分離法式による濃縮施設において、カスケード・ホールを査察対象としないままに、カスケード内で転用が発生しないことを保証できるような保証措置システムを検討している。一案として本報告書では、再処理施設及びMOX施設に於て成功を収めているダイナミック計量管理システムの適用の可能性と、その有効性について定性的に、一部半定量的に検討した。結果として、適用可能性があり、かつ、有効であることが明らかとなった。

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