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廃炉環境国際共同研究センター; 産業技術総合研究所*
JAEA-Review 2023-003, 72 Pages, 2023/06
JAEA-Review-2023-003.pdf:4.87MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等を始めとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和元年度に採択された研究課題のうち、「耐放射線性ダイヤモンド半導体撮像素子の開発」の令和元年度から令和3年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、極めて高い耐放射線性が確認されているダイヤモンド半導体素子を利用して、耐放射線性可視光固体撮像素子の実現を目標として研究開発を行うものである。開発目標として、ダイヤモンド金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)をベースとして電荷結合素子(CCD)の基本動作となる電荷転送動作を確認する。また、ダイヤモンド固体撮像素子が可視光における感度を得るために、中性不純物準位を用いた革新的ダイヤモンドフォトダイオードを試作し評価を行う。
廃炉環境国際共同研究センター; 海上・港湾・航空技術研究所*
JAEA-Review 2022-070, 70 Pages, 2023/03
JAEA-Review-2022-070.pdf:5.27MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等を始めとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和2年度に採択された「無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発」の令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、日英共同研究体制の下、耐放射線性を持ちつつ中性子検出効率を向上させた中性子検出器と、強力な切削能と収集能を持ったエンドエフェクタ並びにマニピュレータを融合させた燃料デブリサンプリング装置を開発し、それらを無人航走体へ搭載させた燃料デブリサンプリングシステムを構築することを目指すものである。さらに、システム位置を同定する測位システムと、光学カメラ、ソナー、今回開発する中性子検出器の計数情報を仮想現実システムへ投影させる技術を開発し、遠隔操作技術の向上に貢献する技術開発を行う。
廃炉環境国際共同研究センター; 海上・港湾・航空技術研究所*
JAEA-Review 2021-049, 67 Pages, 2022/01
JAEA-Review-2021-049.pdf:7.54MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和2年度に採択された「無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発」の令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、日英共同研究体制の下、耐放射線性を持ちつつ中性子検出効率を向上させた中性子検出器と、強力な切削能と収集能を持ったエンドエフェクタ並びにマニピュレータを融合させた燃料デブリサンプリング装置を開発し、それらを無人航走体へ搭載させた燃料デブリサンプリングシステムを構築することを目指すものである。さらに、システム位置を同定する測位システムと、光学カメラ、ソナー、今回開発する中性子検出器の計数情報を仮想現実システムへ投影させる技術を開発し、遠隔操作技術の向上に貢献する技術開発を行う。
Vu, TheDang; 宍戸 寛明*; 相澤 一也; 小嶋 健児*; 小山 富男*; 及川 健一; 原田 正英; 奥 隆之; 曽山 和彦; 宮嶋 茂之*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1006, p.165411_1 - 165411_8, 2021/08
被引用回数：1 パーセンタイル：17.58(Instruments & Instrumentation)We found that the sizes of the Gd islands determined from the transmission image correlated strongly with those determined from the SEM image. We demonstrated the CB-KID could be used to identify (1) tiny voids in a thermally sprayed continuous Gd
O
film in and (2) various mosaic morphologies and different eutectic microstructures in Wood's metal samples. The fact that the CB-KID system could be used to identify features of samples with a wide distribution of sizes and thicknesses is promising for real application of the device for imaging samples of interest to material scientists. Operating the CB-KID at higher temperatures appreciably improved the efficiency for simultaneously identifying the X and Y positions of hotspots. We also compared the detection efficiency with the PHITS simulations. We now plan to improve the detection efficiency by increasing the thickness of the 
B neutron conversion layer
中村 龍也; 川崎 卓郎; 藤 健太郎; Harjo, S.; 坂佐井 馨; 相澤 一也
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011097_1 - 011097_6, 2021/03
J-PARC MLFのTAKUMI回折計のためのシンチレータ2次元中性子検出器を開発した。この検出器モジュールは有感面積32
32cmであり従来のSENJU型検出器の1.5倍の面積を有する。TAKUMIの中性子入射スペクトルに対応したシンチレータ厚さの最適化、新開発の高速低ノイズ回路の装填、ヘッド部の光収集効率の改良が施された。この検出器3台からなる1バンクを当該装置の後方散乱位置に配置され高ToF分解能、2次元での回折測定が可能となった。
Vu, TheDang; 宍戸 寛明*; 小嶋 健児*; 小山 富男*; 及川 健一; 原田 正英; 宮嶋 茂之*; 奥 隆之; 曽山 和彦; 相澤 一也; et al.
Superconductor Science and Technology, 34(1), p.015010_1 - 015010_10, 2021/01
被引用回数：3 パーセンタイル：25.71(Physics, Applied)We demonstrated that a four-readout superconducting neutron imaging system shows good spatial heterogeneity and linearity using the delay-line method. We examined the precise pattern of a B-dot-array absorber and found the X-direction pitch (Px) = 250.7 um with a scatter of (Hx)= 5.4 um and the Y-direction pitch (Py)= 249.1 um with a scatter of (Hy)= 3.4 um while the B dot array was fully extended toward the X direction across the detector sensitive area. We consider that this demonstrates detection with good spatial homogeneity and conclude. The transmission-imaging system is suitable for use at pulsed neutron facilities. We also reported a clear transmission image of tiny screws and nuts, and ladybug (insect). We recognize that further efforts to improve the detection efficiency are necessary to make using the detector more practical.
Vu, TheDang; 西村 和真*; 宍戸 寛明*; 原田 正英; 及川 健一; 宮嶋 茂之*; 日高 睦夫*; 奥 隆之; 曽山 和彦; 相澤 一也; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 1590, p.012036_1 - 012036_9, 2020/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Engineering, Electrical & Electronic)Our CB-KID neutron imager detects high spatial resolution neutrons transmission images by using a delay-line technique. We found that the number of events was remarkably increased with increasing the detector temperature until close to the critical temperature Tc. We investigated the properties of CB-KID at near Tc. We observed systematic changes of neutron signals as a function of the detector temperature from 4 K to Tc. The simulations modeled the sequential physical processes for B(n,
)
Li reactions and energy deposition by particles within CB-KID, including neutrons, 
He particles, Li particles, photon and electron transport.
中村 龍也; 藤 健太郎; 筒井 紀彰; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨
Journal of Instrumentation (Internet), 12(12), p.C12025_1 - C12025_9, 2017/12
被引用回数：2 パーセンタイル：10.63(Instruments & Instrumentation)J-PARC/MLFに建設が予定されている新タンパク単結晶装置のための高位置分解能、大面積という特徴を有した位置敏感型シンチレータ中性子検出器を開発した。
Li:ZnSシンチレータが装填されたプロトタイプ検出器は波長シフトファイバ技術を用いて製作されている。当該検出器は位置分解能2.5mm、中性子有感面積320320mm
を有している。発表では装置の概要と検出器の試験結果について報告する。
豊川 秀訓*; 佐治 超爾*; 川瀬 守弘*; Wu, S.*; 古川 行人*; 梶原 堅太郎*; 佐藤 真直*; 広野 等子*; 城 鮎美*; 菖蒲 敬久; et al.
Journal of Instrumentation (Internet), 12(1), p.C01044_1 - C01044_7, 2017/01
被引用回数：4 パーセンタイル：20.83(Instruments & Instrumentation)アルミニウムショットキーダイオードセンサとフォトンカウンティングASICsを組み合わせたCdTeピクセル検出器の開発を行っている。このハイブリッドピクセル検出器は、200マイクロメートル200マイクロメートルのピクセルサイズで、19ミリメートル20ミリメートルまたは38.2ミリメートル40.2ミリメートルの面積で設計された。フォトンカウンティングASIC SP8-04F10Kは、プリアンプ,シェーパ, 3レベルのウィンドウタイプのディスクリミネータ、および各ピクセルが24ビットカウンタを備えている。そしてウィンドウコンパレータを用いてX線エネルギーを選択するフォトンカウンティングモードで精密に動作し、10095ピクセルのシングルチップ検出器が20
Cで実現している。本研究では、本検出器の性能を評価するため、白色X線マイクロビーム実験のフィージビリティスタディを行った。珪素鋼試料に白色X線を照射し、照射位置を走査しながらラウエ回折を測定した。その結果、各位置で隣接する画像間の差を用いることで試料内の粒界の観察に成功した。
井口 一成; 江坂 木の実; Lee, C. G.; 伊奈川 潤; 江坂 文孝; 小野寺 貴史; 福山 裕康; 鈴木 大輔; 桜井 聡; 渡部 和男; et al.
Radiation Measurements, 40(2-6), p.363 - 366, 2005/11
被引用回数：11 パーセンタイル：59.76(Nuclear Science & Technology)保障措置環境試料のパーティクル分析において、フィッショントラック法による核分裂性物質を含む粒子の検出法はサブミクロン粒子まで対応できることから特に重要である。演者が開発した方法は、粒子をポリカーボネートフィルタの上に捕集した後、フィルタを溶解,乾燥してフィルム(検出器)にすることで粒子を検出器の中に閉じ込める。熱中性子照射した後、検出器をエッチングすることで粒子を検出する。この方法は操作が簡単であり、粒子を容易に高感度で検出することができる。しかし、エッチングにより、フィルムの表面近傍に存在している粒子が脱落する可能性があるので、適切なエッチング条件を決めることは重要である。今回は、エッチング時間とウランの濃縮度の関係を調べた結果、高濃縮度ほどエッチング時間を短くする必要があることがわかった。
臼田 重和; 安田 健一郎; 桜井 聡
Journal of Alloys and Compounds, 271-273, p.58 - 61, 1998/00
被引用回数：10 パーセンタイル：57.33(Chemistry, Physical)燃料サイクル施設におけるアクチノイドの挙動を検知するために、線を含む放射線の同時計測法を研究してきた。今までに、,
,
線の波形弁別のためにはZnS(Ag)、NE102A及びNaI(Tl)又はBGOを組合わせたホスウィッチ検出器が優れていること、さらに,()線及び速又は熱中性子の波高・波形弁別のためにはZnS(Ag)及びアントラセン又はLiガラスの組合わせが適していることを報告した。最近、ZnS(Ag)からの出力パルスの立上り時間を光学フィルターである程度調整できることを見出した。例えば、シャープカットフィルターを用いると立上り時間をより遅く、反対にバンドパスフィルターはより速くすることができる。これらはホスウィッチを構築する場合、好都合である。本発表では、光学フィルターを適用した改良型ホスウィッチ検出器の特性について述べる。
D.L.Smith*; 池田 裕二郎; 宇野 喜智; 前川 藤夫
Proc. of 9th Int. Symp. on Reactor Dosimetry, 0, p.138 - 145, 1996/00
高速中性子照射した水の中には主として
O(n,p)反応によりNが生成され、Nは半減期7.3秒で崩壊し6.1MeVの線を放出する。既知の反応断面積からその線の測定により中性子場の強度をモニターできる。また、感度の異なる反応を有する元素を水に溶解することで広範囲の中性子束モニターが可能である。概念の妥当性をD-T中性子源FNSを用いて実験的に確かめた。水循環ループの一端をD-T中性子源の前面に設置し、中性子源から30mの地点で循環流から放出される線を測定した。純水にYCl
を溶解し、O(n,p)Nに加えて
Y(n,n')
Y及び
Cl(n,p)S反応も測定した。流速・流量、距離を用い中性子源強度を導出した結果、既存のモニターの値と誤差の範囲で一致した。本実験により、循環流体ドシメトリー法は、ITER等のD-T燃焼核融合実験装置の中性子発生モニターのみならず任意の高速中性子場ドシメトリーに有効であることが示された。
, and rays with phoswich detectors臼田 重和; 阿部 仁; 三原 明
Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.437 - 439, 1994/00
被引用回数：13 パーセンタイル：68.87(Chemistry, Physical)薄膜のZnS(Ag)シンチレータは減衰時間が遅く、線のみに感度を持つ。NE102Aやスチルベンのような有機シンチレータの減衰時間は速く、又無機シンチレータNaI(Tl)、BGOのそれは両者の中間であり、それぞれ及び線の感度が高い。これらのシンチレータを組合せて、、及び線の同時計測のためのホスウィッチ検出器を開発した。必要に応じ、シンチレータの間にNDフィルターを挿入し、それぞれの波高がダイナミックレンジ内に納まるように調整した。開発されたホスウィッチは、いずれも優れた波形弁別特性を示し、立上り時間スペクトルのピークのテイリングも少なかった。本検出器は放射体を含む放射線モニター用として有用であろう。
, and rays臼田 重和; 阿部 仁; 三原 明
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 340, p.540 - 545, 1994/00
被引用回数：26 パーセンタイル：87.84(Instruments & Instrumentation)、及び線を同時に計測するためのホスウィッチ検出器を開発した。即ち、及び()線計測用ZnS(Ag)/Au Mylar/NE102A、ZnS(Ag)/Au Mylar/BGO及びZnS(Ag)/NaI(Tl)並びに、及び線計測用ZnS(Ag)/Au Mylar/NE102A/BGO及びZnS(Ag)/NE102A/NaI(Tl)ホスウィッチである。これらは線計測用のZnS(Ag)薄膜、ZnS(Ag)と立上り時間が異なる及び線計測用シンチレータを2重または3重に組合せたものである。Au Mylar(金マイラー蒸着膜)は、必要に応じ、光学的NDフィルターとしてZnS(Ag)からの蛍光透過度を低下させるため使用し、それぞれのシンチレータの波高がダイナミックレンジ内に納るように調整した。開発されたホスウィッチの特性を波形弁別法で調べたところ、各放射線について優れた分解能を示すとともに、テイリングも少なかった。
- coincidence measurements and its application to in-beam experiments峰原 英介; 大島 真澄; 稲村 卓*; 橋爪 郎*; 熊洞 宏樹*
Proc.Int.Symp.on Nuclear Spectroscopy and Nuclear Interactions, p.8 - 9, 1984/00
原研物理部ではタンデム加速器からの重イオンビームを用いた-コインシデンス実験の為にコンプトンサプレッションアレイを開発製作し、実験に使用し始めた。この装置は3組のNsI-Ge(HP)検出系から構成されている。ターゲットの周囲は直接NaIに入る線をおさえる為にヘビーメタルでシールドされている。使用したGe(HP)は十数%の検出効率で分解能は
Co1.33MeV線で2~3keVFWHMのものであった。NaIは前面のコーナーが切り落とされた形状をしているが最外寸は160160250mmで、これに5インチのフォトマルチプライヤーが取り付けられている。本装置の性能はRi,
Yb(NiNi)Mo(Cl,4np)Ce反応からの線測定によって十分に良好であることが確認された。
吉田 廣*; 阪井 英次
JAERI-M 82-191, 72 Pages, 1982/12
本報告は半導体検出器により得られた、環境ガンマ線スペクトル・データを解析するためのプログラムについて述べたものである。これらはマルチチャネル波高分析器(MCA)とミニコンピュータより成るシステムにより、ガンマ線スペクトルのデータを自動的に収集し解析するために作製したプログラムを更に拡張して本目的のために開発したものである。拡張したプログラムの主なものは(1)MCAメモリ内のデータを直接解析して光電ピークの面積を算出し、ディスク上のライブラリ・データ中の、光電ピーク・エネルギーと核種により定まるそれぞれの係数をそれぞれのピ-ク面積の値に乗じ、存在する核種の放射能強度およひ空間線量率を算出する。(2)ディスクに記入されたMCAのデータに対して同様の解析を行い、結果をディスクに記入する。(3)これらのデータの積算と解析を平行して自動的に行うもの、等である。
近藤 育朗; 桜井 淳
Journal of Nuclear Science and Technology, 18(6), p.461 - 472, 1981/00
被引用回数：9 パーセンタイル：73.22(Nuclear Science & Technology)炉中性子スペクトルの実験的評価を、臨界実験装置の中性子場に組合せ箔法を適用し、中間エネルギ領域に重点を置いて行った。unfoldingのためSAND-IIコードを用い、これによりスペクトル評価を行う過程で問題点の解明を行った。使用した箔の放射化断面積データはすべてENDF/B-IVからとった。(n,)検出器に対する自己遮蔽補正は各々の放射化断面積データに対して行った。その際、吸収効果のみを考慮するか散乱効果も加えるかは検出器の特性によった。ユーロピウムとルテシウムの適用の可否は、崩壊データの選択により定まることが明かとなった。評価スペクトルの独立性は、中間エネルギ及び熱中性子領域に関する限り得られたと云える。本評価作業は、臨界実験装置JMTRCの代表点3ケ所を対象に行い、熱領域・中間領域の結合係数,熱中性子温度及び中間領域の単位レサジー中性子束レベルを各々2%,15%,及び5%の精度で得た。
近藤 育朗
NUREG/CP-0004, p.653 - 666, 1977/10
JMTRCを使って、炉内中性子スペクトルの実験的評価を行なった。組合せフォイル法による測定のデータ処理はSANDIIをベースにした方法をとり、対象エネルギ範囲は熱~高速領域とした。共鳴検出器に関する自己遮蔽補正は、すべてオリジナルの断面積データに対して行なった。その際主共鳴の巾により散乱効果を含めるか否かを決定した。ANISNによるスペクトル計算と実測との間には、沢定的な相違はないが、比較の鍵となるべき数100keV附近のスペクトル形状は、しきい検出器の組合わせ方に大きく依存する。このことは、しきい検出器の利用に関しては、断面積の外、崩壊データを含め、最終的に得られる放射能値として、更に高い精度が要求されることを示している。
田坂 完二
Journal of Nuclear Science and Technology, 9(7), p.430 - 432, 1972/07
抄録なし
Spectrum from Ge(Li) Detectors馬場 宏; 岡下 宏; 馬場 澄子; 鈴木 敏夫; 梅澤 弘一; 夏目 晴夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 8(12), p.41 - 50, 1971/12
被引用回数：24抄録なし
Cf線源の更新に伴う中性子放出率の決定と作業の安全対策星 勝也; 西野 翔; 吉田 忠義; 土子 泰弘*; 須藤 雄大*
no journal, ,
核燃料サイクル工学研究所において校正や試験に使用するCf-252中性子線源(999MBq)を更新した。旧線源は国家計量標準研究所においてマンガンバス法による放出率の校正を受けていたが、今回の更新では、ボナー球やロングカウンタを用いた測定によって自社施設において放出率を決定した。併せて、高線量率の線源を取り扱う際の安全管理の方法、並びに更新当日の作業について報告する。
