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論文

Depth profiles of radioactive cesium in soil using a scraper plate over a wide area surrounding the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant, Japan

松田 規宏; 三上 智; 下浦 享*; 高橋 純子*; 中野 雅和; 島田 清貴*; 宇野 騎一郎; 萩原 成朝; 斎藤 公明

Journal of Environmental Radioactivity, 139, p.427 - 434, 2015/01

 被引用回数:42 パーセンタイル:4.57(Environmental Sciences)

Depth profiles of radioactive cesium from the Fukushima accident in soils was obtained using a scraper plate three times between December 2011 and December 2012. In most of the obtained depth profiles, it was possible to fit the concentration to a function of mass depth as either an exponential or sech function. By using those functions, following three parameters were estimated: (1) relaxation mass depth $$beta$$ (g cm$$^{-2}$$), (2) effective relaxation mass depth $$beta$$$$_{eff}$$ (g cm$$^{-2}$$), and (3) 1/10 depth L$$_{1/10}$$ (cm). It was observed that depth profiles at some study sites deviated from the typical exponential distributions over time. Downward migration rate V (kg m$$^{-2}$$ y$$^{-1}$$) estimated by the sech function were in good agreement with those found by a realistic approach using a diffusion and migration model.

論文

Ion and neutron beam analyses of hydrogen isotopes

久保田 直義; 落合 謙太郎; 沓掛 忠三; 近藤 恵太郎*; 洲 亘; 西 正孝; 西谷 健夫

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.227 - 231, 2006/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:57.94(Nuclear Science & Technology)

水素同位体は、プラズマ対向機器の表面領域において、燃料粒子リサイクリングやプラズマ運転条件を考えるうえで重要な役割をはたす。この点に着目して、日本原子力研究所FNSでは、2002年から核融合炉関連機器のための元素分布分析を開始している。本研究では、表面領域での水素同位体挙動を明らかにするために、D-Tプラズマに曝されたTFTRタイル内のトリチウム深さ分布分析をFNSにて行った。イオンビームを用いた核反応分析の結果、4種類の元素すなわち重水素,トリチウム,リチウム6及びリチウム7が検出された。測定されたエネルギースペクトルから各元素の深さ分布を計算したところ、重水素とリチウムが表面から1$$mu$$mまで一様に分布しているのに対し、トリチウムは0.5$$mu$$mにピークを持つ分布であることがわかった。また、TFTRタイルの表面領域は深部に比べて1桁高い量のトリチウムを保持していることがわかった。

論文

Re-emission of heavy water vapour from soil to the atmosphere

横山 須美; 野口 宏; 一政 祐輔*; 一政 満子*

Journal of Environmental Radioactivity, 71(3), p.201 - 213, 2004/01

 被引用回数:8 パーセンタイル:77.44

核融合施設では、大量のトリチウムを扱うため、周辺の公衆の被ばく線量評価を行ううえでは、施設から放出されたトリチウムの環境中での挙動を調べておく必要がある。特に施設から放出されたトリチウムが土壌に沈着した後、再放出される過程については、あまりデータが得られていないことから明らかにしておく必要がある。本報告書では、特にトリチウム水(HTO)の土壌からの再放出を調べるために、HTOの代わりに重水(HDO)を用いて、土壌に沈着したHTOの再放出過程を模擬した野外実験を行った結果について報告する。実験には、ビニールハウス内でHDOに上面をばく露した土壌(ばく露土壌)及びあらかじめ重水を均一に混合した土壌(重水混合土壌)を用い、土壌を薄く分割して、任意の時間ごとにこれらの土壌水分中HDO濃度の深さ分布の時間変化を調べた。その結果、ばく露土壌及び重水混合土壌の両方の表層土壌水分中重水濃度の低下が著しいものの、ばく露土壌の方が重水混合土壌に比べて、低下割合が大きかった。さらに、交換,蒸発及び拡散過程を考慮した簡易なHTO環境移行モデルを用いて本実験結果の解析を行った結果、モデルは比較的実験結果と良い一致を示すことがわかった。

論文

3-45MeV/u ion beam dosimetry using thin film dosimeters

小嶋 拓治; 須永 博美; 瀧澤 春喜*; 花屋 博秋; 橘 宏行*

Radiation Physics and Chemistry, 68(6), p.975 - 980, 2003/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.71(Chemistry, Physical)

低LET放射線に対する特性が明らかになっている4種のフィルム線量計を3-45MeV/uのイオンビームに応用した。低LET放射線を基準とした線量計の相対応答は、いずれもおよそ1から10MeV/(mg/cm$$^{2}$$)であり、阻止能が高くなるにしたがって徐々に小さくなる。特性を明らかにしたこれらの線量計によるイオンビーム線量測定における不確かさは、フルエンス測定における不確かさを$$pm$$2%含んで$$pm$$5%(1$$sigma$$)より良かった。特性を明らかにしたGaf線量計を用いることにより、それぞれ1及び10$$mu$$mより良い空間分解能で平面及び深度方向の線量分布測定ができることがわかった。

論文

Variation of $$^{14}$$C, $$^{137}$$Cs and stable carbon composition in forest soil and its implications

Guo, J.; 安藤 麻里子; 天野 光

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(1), p.223 - 229, 2003/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:49.5(Chemistry, Analytical)

本研究では、$$^{14}$$Cの表層環境中挙動を評価するために、茨城県内3地点の未攪乱森林土壌において、有機物含有量、$$delta$$$$^{13}$$C値,$$^{14}$$C,$$^{137}$$Csの土壌中深度分布を測定・解析した。$$^{137}$$Cs比放射能のピークは3地点でともに地表から5-10cmの所に存在した。$$^{137}$$Csのフォールアウトは1963-1964年に最高値を示していたことが知られていることから5-10cmの深さが1964年近くに対応していることがわかる。$$^{14}$$C比放射能は、高速燃焼-二酸化炭素吸収-液体シンチレーション測定法により測定した。$$^{14}$$C比放射能も同様に上層10cmまでにピークが存在したが、そのピークは$$^{137}$$Csのピークよりも上方にずれる傾向を示し、$$^{14}$$Cが$$^{137}$$Csより地表を循環する傾向が強いことを示唆している。

論文

Measurements of the depth profile of the refractive indices in oxide films on SiC by spectroscopic ellipsometry

飯田 健*; 富岡 雄一*; 吉本 公博*; 緑川 正彦*; 塚田 裕之*; 折原 操*; 土方 泰斗*; 矢口 裕之*; 吉川 正人; 伊藤 久義; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(2A), p.800 - 804, 2002/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:43.88(Physics, Applied)

SiCは高周波、高パワー,高温,放射線照射下等、過酷な環境下で動作する素子用材料として優れた物性を持つ。また熱酸化で表面にSiO$$_{2}$$層が形成されMOS構造が作製できるが、酸化層/SiC界面には欠陥が多いため、物性値から期待される性能が得られない。そこで本研究では、分光エリプソメーター(SE)を用いて、その界面欠陥の発生原因を光学的に追究した。試料には、SiC基板を乾燥酸化して得た60nm程度の酸化膜を用いた。これをHF溶液を用いて斜めにエッチングし、酸化膜の光学的周波数分散特性を、膜厚をパラメータとして測定した。得られた値は、セルマイヤーの式を用いたカーブフィッティング法により、屈折率に変換した。その結果、SiC上の酸化層の見かけの屈折率は、Si酸化膜より小さくなった。また、屈折率は酸化膜厚の減少と共にも小さくなり、膜厚が1nm程度では1にまで近づいた。この屈折率の膜厚依存性は、酸化層がSiO$$_{2}$$層と高屈折率界面層から成ると仮定することで説明できる。このことから、酸化層/SiC界面には屈折率の高い界面中間層が存在し、それらが界面欠陥を発生させていると推定された。

論文

A Simple model of supersonic molecular beam injection

Song, X. M.*; 杉江 達夫; 芳野 隆治

プラズマ・核融合学会誌, 76(3), p.282 - 287, 2000/03

トカマクプラズマへの超音速分子ビーム入射の簡単なモデルを開発した。HL-1M(中国のトカマク)、JT-60U、及びITER規模のプラズマに対してこのモデルを適用し、水素粒子のプラズマ中への侵入長、及び粒子供給分布を評価した。その結果、侵入長、及び粒子供給分布は、プラズマの電子密度分布と電子温度分布の形に大きく依存することが明らかになった。また、HL-1Mに対して計算で得られた侵入長は、実験結果とよく一致した。

論文

土壌沈着重水の大気への再放出

横山 須美

プラズマ・核融合学会誌, 73(12), P. 1354, 1997/12

トリチウムの代わりに重水を用いた野外実験において、土壌沈着重水の大気への再放出を調べた結果をまとめたものである。トリチウム水(HTO)が大気へ放出された場合、土壌への沈着及び再放出は公衆被ばく線量を評価する上で重要である。実験では、重水を土壌試料にばく露し、ばく露時間及び再放出開始時間(日中または夜間)が土壌水分中重水濃度の深さ分布及び再放出率の時間変化にどのような影響を与えるかを調べた。この結果、重水ばく露終了直後の土壌水分中重水濃度は深さ方向に指数関数的に減少すること、ばく露時間が短い方が重水濃度分布の勾配が大きいこと、再放出率は、日中か夜間に開始したかに関係なく、初期に最も高くなること、このときの再放出率は、ばく露時間が短く、日中に再放出を開始した方が大きくなること等がわかった。

論文

Study on dosimetry systems for a few tens MeV/u ion beams

小嶋 拓治; 須永 博美; 滝沢 春喜; 橘 宏行

JAERI-Conf 97-003, 00(00), p.492 - 494, 1997/00

イオンビームの吸収線量及びその試料内の分布を測定するため、全吸収型カロリメータ、ファラデーカップ、及び$$^{60}$$Coガンマ線・0.15~3MeV電子線に対する線量応答特性が明らかな数種のフィルム線量計から構成される線量測定システムの開発を進めている。このため、TIARAのAVFサイクロトロンから得られる数10MeVのイオン(価数:+1~+8)の均一フルエンス場(100$$times$$100mm$$^{2}$$)で、これらを同時に照射する装置を設計・製作した。これを用い、カロリメータ及び加速器に付属するエネルギー分析器の値を比較することにより、電流測定における不確かさを評価した。また、簡便な吸収線量(分布)測定のため、フィルム線量計の応答特性を調べるとともに、積層したフィルムを用いた測定から得られた深部線量分布の結果を計算と比較した。

論文

Depth profile of trapped charges in oxide layer of 6H-SiC metal-oxide-semiconductor structures

吉川 正人; 斉藤 一成*; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 吉田 貞史*; 奥村 元*; 高橋 芳博*; 大西 一功*

Journal of Applied Physics, 80(1), p.282 - 287, 1996/07

 被引用回数:21 パーセンタイル:28.49(Physics, Applied)

希釈したフッ酸中でのエッチング時間を変えることにより、斜めにエッチングした酸化膜を、6H-SiC基板上に作製し、それを用いて6H-SiC MOS構造を形成した。酸化膜の関数として、ミッドギャップ条件に対応するゲート電圧の変化を調べるために、高周波C-V特性の測定を行った。その結果、負電荷が6H-SiC/SiO$$_{2}$$界面近傍に蓄積し、正電荷が界面から40nmの領域に発生することがわかった。6H-SiCのカーボン面及びシリコン面上の固定電荷の深さ方向分布を調べたが、特別な違いは認められなかった。これらトラップ電荷の原因が、酸化膜中のカーボン関連の化合物の存在と合せて議論された。

論文

Micro profile of the chemical structure in ion-beam irradiation effects for some polyolefins

浜 義昌*; 加藤 厚樹*; 浜中 健一*; 松本 英哉*; 工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 矢田谷 文夫*

Proceedings of of the Yayoi Symposium on Ion-Beam Radiation Chemistry; NIRS-M-101, HIMAC-007, 0, p.9 - 12, 1994/00

ポリエチレンなどのポリオレフィンにイオン照射したときの化学構造変化をマイクロFT-IRで測定し、イオン透過方向のプロファイルを解析した。二重結合生成のプロファイルはブラッグカーブに近似していた。

論文

Initial boronization of JT-60U tokamak using decaborane

西堂 雅博; 荻原 徳男; 嶋田 道也; 新井 貴; 平塚 一; 小池 常之; 清水 正亜; 二宮 博正; 中村 博雄; 神保 龍太郎*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 32(7), p.3276 - 3281, 1993/07

 被引用回数:53 パーセンタイル:9(Physics, Applied)

JT-60Uにおいて、プラズマ不純物の低減を図ることを目的に、デカボランを用いたボロンコーティングを2度実施した。ボロンコーティングにより作製されたボロン被膜の膜厚、元素組成及びその分布を走査型電顕、オージェ電子分光法、核反応解析法により測定し、以下の事が明らかになった。(1)デカボラン吹き出し口付近の膜厚は80nmであるのに対して、トロイダル方向に約180°離れた場所での膜厚は約2nmとうすく、不均一な分布となっている。(2)H濃度は約10%である。(3)ボロン含有量は90%以上であり、H以外含まず純度が高い。これら膜の特性と、プラズマ不純物低減効果との関係について考察した。

口頭

Estimation of depth profile of radiocesium in soil based on characteristics of $$gamma$$-ray spectra obtained by airborne radiation monitoring

越智 康太郎; 佐々木 美雪; 石田 睦司*; 佐藤 友彦*; 濱本 昌一郎*; 西村 拓*; 眞田 幸尚

no journal, , 

2011年の福島第一原子力発電所(Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, FDNPP)事故により、大量の放射性セシウムが大気中に放出された。文部科学省は、事故による環境への影響を評価するために、FDNPP周辺で空間線量率の測定を行ってきた。しかし、除染が行われ、事故から6年が経過したにも関わらず、依然としてFDNPP近傍のエリアでは、空間線量率が高いままである。この結果は、効率的な除染方法の提案が喫緊の課題であることを示している。土壌中放射性セシウムの深度分布に関する情報は、効率的な除染のために重要である。多くの場合、土壌中放射性セシウムの深度分布を把握するのは、土壌試料の採取及び測定という観点から煩雑である。放射線監視技術開発グループでは、広範囲の汚染されたエリアの空間線量率分布を迅速にモニタリングする手法として、無人ヘリコプターやマルチコプター(ドローン)などの無人機を用いた放射線計測技術を開発してきた。本発表では、土壌中放射性セシウムの深度分布を、無人放射線測定により得られた $$gamma$$線スペクトル上の特徴から推定する方法について報告する。

口頭

Distribution of radionuclides near the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station

飯島 和毅; 佐々木 隆之*; 的場 大輔*; 土肥 輝美; 藤原 健壮

no journal, , 

本研究では、サイト内の分布を推定するため、6本の放射性プルームの軌跡に沿って、オフサイト表土中の複数の放射性核種濃度を評価するとともに、空間・表土深さ方向の分布の特徴を検討した。オフサイトで認められたSr-90とPu-238のインベントリーの分布傾向は、以前オンサイトで認められた傾向と整合的であった。したがって、オンサイトの放射性核種インベントリーの分布傾向は、オフサイトの分布傾向に基づき推測可能と考えられた。表層から深さ約10cmにかけて、Cs-137濃度は急激に減少し、それより深いところでは緩やかに減少した。これは、Cs-137が浅いところで強く吸着されていることを示している。驚いたことに、Pu-239+240のプロファイルは、Pu-238とは異なり、Am-241と同様であった。これは、Am-241は親核種であるPu-241の分布傾向を反映しており、Pu-239+240とPu-241の主たる沈着イベントがPu-238と異なることを示していると考えられた。

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