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報告書

平成25年度・26年度原子力科学研究所年報

原子力科学研究所

JAEA-Review 2018-036, 216 Pages, 2019/03

JAEA-Review-2018-036.pdf:19.22MB

原子力科学研究所(原科研)は、保安管理部, 放射線管理部, 工務技術部, 研究炉加速器管理部, 福島技術開発試験部, バックエンド技術部の6部、原科研福島技術開発特別グループ(平成25年度)及び計画管理室で構成され、各部署は、中期計画の達成に向け、施設管理, 技術開発などを行っている。本報告書は、今後の研究開発や事業推進に資するため、平成25年度及び平成26年度の原科研の活動、並びに原科研を拠点とする安全研究センター, 先端基礎研究センター, 原子力基礎工学研究センター(平成25年度: 原子力基礎工学研究部門), 量子ビーム応用研究センター(平成25年度: 量子ビーム応用研究部門), 原子力人材育成センターなどが原科研の諸施設を利用して実施した、研究開発及び原子力人材育成活動の実績を記録したものである。

報告書

Update of JAEA-TDB; Update of thermodynamic data for zirconium and those for isosaccahrinate, tentative selection of thermodynamic data for ternary M$$^{2+}$$-UO$$_{2}$$$$^{2+}$$-CO$$_{3}$$$$^{2-}$$ system and integration with JAEA's thermodynamic database for geochemical calculations

北村 暁

JAEA-Data/Code 2018-018, 103 Pages, 2019/03

JAEA-Data-Code-2018-018.pdf:5.66MB
JAEA-Data-Code-2018-018-appendix1(DVD-ROM).zip:0.14MB
JAEA-Data-Code-2018-018-appendix2(DVD-ROM).zip:0.15MB
JAEA-Data-Code-2018-018-appendix3(DVD-ROM).zip:0.19MB

最新の熱力学データのレビューを行い、選定された値を高レベル放射性廃棄物およびTRU廃棄物の地層処分の性能評価に用いるための熱力学データベース(JAEA-TDB)に収録した。今回のレビューでは、(1)ジルコニウムの水酸化物および加水分解種の熱力学データについて、経済協力開発機構原子力機関(OECD/NEA)が公開した熱力学データベースと比較しつつ熱力学データを選定した。また、(2)金属イオンのイソサッカリン酸錯体の熱力学データについては、最新のレビュー論文を基に、選定値のレビューと内部整合性の確認を行ったうえで採用した。さらに、(3)アルカリ土類元素、ウラン(VI)イオンおよび炭酸イオンから構成される三元錯体の熱力学データについて、文献情報を暫定的に追加した。そして、(4)地球化学計算用に整備された熱力学データベースとの統合を実現させた。選定値の内部整合性は著者が確認した。更新したJAEA-TDBを有効活用するために、PHREEQCおよびGeochemist's Workbenchといった地球化学計算コード用フォーマットを整備した。

論文

JAEA-AMS-TONOにおける$$^{129}$$I/$$^{127}$$I比測定の整備

岡部 宣章; 藤田 奈津子; 松原 章浩*; 三宅 正恭; 西尾 智博*; 西澤 章光*; 磯崎 信宏*; 渡邊 隆広; 國分 陽子

JAEA-Conf 2018-002, p.51 - 54, 2019/02

高レベル放射性廃棄物処分の安全評価では、処分した放射性核種が漏洩し、地下水によって輸送されることを想定した「地下水シナリオ」が重要になる。放射性核種は漏出までの時間が長いほど放射壊変によって危険度が低下するため、処分場周辺の地下水流速が遅い方が安全評価上有利である。そのためには、地下水の年代測定等によってその滞留時間を把握する必要がある。滞留時間の長い地下水を対象とした年代測定法として、$$^{129}$$I/$$^{127}$$I比年代測定法がある。日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、$$^{129}$$I/$$^{127}$$I比による地下水の年代測定を行うため、AMS装置(JAEA-AMS-TONO)の整備を開始した。本発表では、平成28年度までの測定技術や前処理方法の整備について報告する。

論文

JAEA-AMS-TONOの20年のあゆみ

國分 陽子; 藤田 奈津子; 松原 章浩*; 西澤 章光*; 西尾 智博; 三宅 正恭; 石丸 恒存; 渡邊 隆広; 尾方 伸久; 島田 顕臣; et al.

JAEA-Conf 2018-002, p.5 - 8, 2019/02

日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所JAEA-AMS-TONOは、平成9年3月に5MVの加速器(NEC製ペレトロン15SDH-2)を有する加速器質量分析装置を導入し、平成29年で20年を迎えた。本発表では、JAEA-AMS-TONOのこれまでのあゆみについて紹介する。現在、土岐地球年代学研究所では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として行う深地層の科学的研究のうち、地質環境の長期安定性に関する研究の基盤となる年代測定技術の開発を行っている。その中で、JAEA-AMS-TONOは放射性炭素をはじめとする数種の年代測定が可能であり、その中核施設としての役割を担っている。これまで放射性炭素やベリリウム-10、アルミニウム-26測定により、断層の活動性や津波の痕跡、気候変動に関する研究、地表面の侵食速度や岩石の露出年代を求める研究に貢献している。

論文

20年目を迎えたJAEA-AMS-TONO

石丸 恒存

JAEA-Conf 2018-013, p.13 - 16, 2019/02

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターの保有する加速器質量分析装置、JAEA-AMS-TONOが平成29年で20年目を迎えるため、本発表ではこれまでの歩みと現況を紹介する。平成9年3月の導入後、まず炭素-14測定の整備を進め、平成25年度にベリリウム-10測定、平成27年度にはアルミニウム-26測定が可能となっている。また、これらは機構内で利用するだけでなく、原子力機構の「施設供用制度」により、外部からの測定依頼の受け入れも行っている。現在は、さらに測定核種を増やすべく、塩素-36,ヨウ素-129の測定に向けた整備・検討を進めている。これまで装置が稼働できない時期があるなど幾つかの曲折はあったものの、着実に実績を積み重ねることができている。

論文

Waste management in a hot laboratory of Japan Atomic Energy Agency, 1; Overview and activities in chemical processing facility

野村 和則; 小木 浩通*; 中原 将海; 渡部 創; 柴田 淳広

International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering (Internet), 13(5), p.209 - 212, 2019/00

Chemical Processing Facility of Japan Atomic Energy Agency is a basic research field for advanced back-end technology developments with using actual high-level radioactive materials. Most of them were treated properly and stored in the liquid waste vessel, but some were not treated and remained at the experimental space as a kind of legacy nuclear waste, which we must treat in safety and dispose if we continue research activities in the facility. Under this circumstance, we launched a collaborative research project called the STRAD project, which stands for Systematic Treatment of Radioactive liquid waste for Decommissioning, in order to develop the treatment processes for wastes of the nuclear research facility. In this project, decomposition methods of certain chemicals, which have been directly solidified without safety pretreatment but may cause a troublesome phenomenon, is developing and a prospect that it will be able to decompose in the facility by simple method. And solidification of aqueous or organic liquid wastes after the decomposition has been studied by adding cement or coagulants. Furthermore, we treated experimental tools of various materials with making an effort to stabilize and to compact them before the package into the waste container. It is expected to decrease the number of transportation of the solid waste and widen the operation space. The project is expected to contribute beneficial waste management outcome that can be shared world widely.

報告書

平成28年度楢葉遠隔技術開発センター年報

福島研究開発部門 福島研究開発拠点 楢葉遠隔技術開発センター

JAEA-Review 2018-014, 52 Pages, 2018/12

JAEA-Review-2018-014.pdf:5.62MB

楢葉遠隔技術開発センターは、試験棟と研究管理棟から構成され、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所(1F)の事故後の廃炉作業に向けて必要となる各種試験設備が設置されている。廃炉作業に携わる企業や研究開発機関、教育機関など幅広い利用者がこれらの試験設備を用いて遠隔操作ロボットの特性把握や性能評価を通じてロボット開発など効率的にできるほか、多くの企業が一堂に会して展示会、廃止措置に係る有識者の会議開催など様々な利用ができる拠点として、平成28年4月より本格的な運用を開始した。平成28年度の施設利用件数は38件である。また、建設当時から多くの方々の関心を集め、平成28年度には4,212名の視察・見学者を受け入れた。今後も引き続き幅広い分野での利用を受け入れるとともに、利用者のニーズを的確に反映した試験設備の拡充を進めて利用促進を図り、1Fの廃止措置及び福島復興における遠隔技術の研究開発拠点として展開してゆく。本報告は、当センターにおいて平成28年度に実施した遠隔技術開発、緊急時対応遠隔機材の整備と訓練、要素試験エリア等の利用状況などの活動状況についてまとめたものである。

論文

光ルミネッセンス測定装置への密封$$beta$$線源の導入と放射線管理; 日本原子力研究開発機構土岐地球年代学研究所での例

徳安 佳代子; 古田 定昭*; 國分 陽子; 梅田 浩司

日本放射線安全管理学会誌, 15(1), p.80 - 87, 2016/07

地質試料の年代測定を行うため、日本原子力研究開発機構土岐地球年代学研究所に光ルミネッセンス測定装置(Riso TL/OSL DA-20)が導入された。本装置では、試料に人工放射線を繰返し照射して試料に蓄積された線量を求めるため、密封線源を装置へ据付ける必要がある。しかし、本装置の放射線管理に関する情報はほとんどない。そこで本稿では、線源を受入れるまでの流れを紹介するとともに、線源の据付や使用における放射線管理について報告する。

論文

Analyses of iron and concrete shielding experiments at JAEA/TIARA with JENDL/HE-2007, ENDF/B-VII.1 and FENDL-3.0

今野 力; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 太田 雅之

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2178 - 2181, 2015/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:43.49(Nuclear Science & Technology)

原子力機構TIARAでの40, 65MeV中性子入射鉄、コンクリート遮蔽実験の解析を最新の高エネルギー核データライブラリJENDL/HE-2007, ENDF/B-VII.1, FENDL-3.0を用いて行った。計算では、MCNP5とそれぞれ原子力機構,ブルックヘブン国立研究所, IAEAから公開されているJENDL/HE-2007, ENDF/B-VII.1, FENDL-3.0のACEファイルを用いた。計算結果から以下のことがわかった。(1)JENDL/HE-2007を用いた計算は実験値とよく一致、(2)ENDF/B-VII.1を用いた計算は実験体系の厚さが厚くなると実験値を大きく過大評価、(3)FENDL-3.0を用いた計算は鉄体系の実験値とよく一致したが、コンクリート体系の実験値を過大評価。ENDF/B-VII.1とFENDL-3.0の核データのいくつかは修正が必要である。

論文

Relationships between sediment concentrations from $$^{10}$$Be analysis and morphometric aspect in Sangun catchment Area, Fukuoka Prefecture, Japan

Pachri, H.*; 三谷 泰浩*; 池見 洋明*; 中西 隆之介*; 國分 陽子

Journal of Geological Resource and Engineering, 3(4), p.163 - 172, 2015/09

福岡県三郡流域では斜面崩壊の寄与を土砂移動のタイムスケールで定量化することが困難であった。本稿では、AMS測定によるベリリウム-10を利用し、宇宙線生成核種を用いた方法がどのような地形プロセスに関する情報を与えるかについて述べる。河川堆積物に蓄えられた宇宙線生成核種濃度は河川系を介して輸送中の堆積物の配合量に応じて、増加または減少することを前提とした。ベリリウム-10濃度を流域の短期土砂混合率を決定するために利用し、三郡流域の地形情報とベリリウム-10分析による土砂濃度の関係、数年のタイムスケールにおける景観の変化への斜面崩壊の寄与について議論した。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状; 平成25年度

松原 章浩; 藤田 奈津子; 西澤 章光*; 三宅 正恭*; 西尾 智博*; 大脇 好夫*; 眞田 勝樹*; 國分 陽子; 石丸 恒存

第27回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.47 - 51, 2015/03

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおける加速器質量分析(JAEA-AMS-TONO)ではAMS装置(NECペレトロン15SDH-2;最大加速電圧5MV)の運用開始(平成10年度)以降、$$^{14}$$C測定を基盤として、$$^{10}$$Beや$$^{26}$$Alなどの宇宙線生成核種を用いた地層科学研究への応用に向け、多核種AMS化を進めている。ここでは、平成25年度の運用状況、装置状況について報告する。

口頭

活断層露頭における黒色土の放射性炭素年代の深度分布によるイベント認定の試み

安江 健一; 廣内 大助*; 松原 章浩; 國分 陽子

no journal, , 

地層処分のサイト選定や原子力施設の耐震評価においては、断層の活動時期の把握が重要である。活断層の活動時期を正確に把握するためには、断層周辺の堆積物について確度の高い堆積時期の決定が必要である。そのため、本研究では、断層周辺の黒色土を用いて、深度方向に連続的な放射性炭素年代の分布を明らかにし、活断層の活動に係るイベントの認定について検討した。測定試料は、横ずれ活断層である阿寺断層のトレンチ壁面から採取された黒色土である。測定の結果、約1万$$sim$$2千年前の値が得られ、深度が浅くなるに連れて若くなる傾向が認められたが、一部で速度が速くなる部分(約7,500年前、約2,000年前)や年代値が逆転する部分(約6,000年前、約4,000年前)が存在する。これらは、断層変位の低下側での堆積量の増加、断層変位や地震動による崩壊に伴う下位層の混入が考えられる。このように、黒色土の放射性炭素年代測定を連続で行うことで、これまで見落とされていた地質イベントも検出できる可能性がある。本結果の解釈については、阿寺断層全体の活動セグメントの問題も踏まえて慎重に検討する必要がある。

口頭

AMSによる低濃度ベリリウム-10及びアルミニウム-26測定のための試薬等の選定

國分 陽子; 松原 章浩; 藤田 奈津子; 西尾 智博*; 大脇 好夫*; 眞田 勝樹*; 西澤 章光*; 三宅 正恭*

no journal, , 

ベリリウム-10及びアルミニウム-26は、岩体の露出年代や侵食速度などを求めるために加速器質量分析法で測定される。近年、これらの核種を深度方向測定し、その生成量の分布から高い精度での年代値を求める方法が行われており低濃度の測定が求められている。本研究では、測定時のブランク評価や試料調製に用いる試薬中の$$^{10}$$Be及び$$^{26}$$Alを測定し、低濃度測定に有効な試薬の選定を試みた。測定ブランクの評価に用いる酸化物、また測定試料を作製する際に用いるキャリア及びプロセスブランクの評価に用いる原子吸光分析(AAS)用または誘導結合プラズマ発光分光及び質量分析(ICP)用標準溶液について比較を行った。酸化ベリリウムは和光純薬製及び三津和化学製の2種類を比較した。$$^{10}$$Be/$$^{9}$$Be比は、10$$^{-14}$$$$sim$$10$$^{-15}$$レベルであり、和光純薬製より三津和化学製の方が低い値を示した。また、キャリア等として用いるBe標準溶液は4種類を比較した。Merck製のものは、和光純薬製及び関東化学製に比べ、半分程度低かった。

口頭

ベリリウム同位体を用いた山地流域の土砂動態に関する検討

池見 洋明*; Pachri, H.*; 國分 陽子; 三谷 泰浩*; 黒木 貴一*

no journal, , 

本研究では、河川の土砂動態について検討するため、花こう岩の山地流域に分布する土砂の$$^{10}$$Beの分析を行った。土砂生産の状況が異なると判断された2つの流域(福岡県多々良川水系宇美川上流の小流域)において、河床堆積物および斜面物質のサンプリングを実施し、その5つに対して、JAEA-AMS-TONOでベリリウムの同位体分析を行った。流域Aの各サンプルの$$^{10}$$Be含有量は3.1$$pm$$0.5$$sim$$5.5$$pm$$0.9 ($$times$$10$$^{4}$$ atoms/g)と誤差の範囲内で同程度の値を示したのに対して、流域Bは8.7$$pm$$1.9 ($$times$$10$$^{4}$$ atoms/g)と比較的高い値を示した。これは、流域Bの河床堆積物サンプルが流域Aよりも地上に長く露出していたことを示している。流域Aは、斜面崩壊などにより、比較的$$^{10}$$Be含有量の小さい深部の土砂が混入した可能性がある。

口頭

R&Ds on remote technology and radiation measurements in JAEA towards the decommissioning of FDNPP

佐藤 優樹; 冠城 雅晃; 寺阪 祐太; 三枝 純; 川端 邦明; 若井田 育夫; 鳥居 建男

no journal, , 

The development of radiation measurement methods in the high dose-rate environment is requested to accelerate implementation of decommissioning of the FDNPP. We are now developing the technology which can measure the 3D distribution of the contamination level with radioactive substances inside the building of FDNPP. Light-weight portable gamma camera is to be developed, and is used for drones that can remotely measure the radiation distributions in the high radioactive fields where workers are not allowed to enter and remain there. Radiation hard sensors that can measure the shapes and nuclide distributions of residual debris inside the reactor pressure vessel (RPV) and primary containment vessel (PCV) are also to be developed. Multi-layer silicon strip detector (SSD) is one of the candidate sensor, which can measure the above information on the debris because SSD can measure the energies and incident directions of the $$gamma$$-rays emitted from the debris. Fast-decay scintillator which has the high density and superior radiation hardness are also developed for measurement of the $$gamma$$-rays emitted from the debris. We are now investigating the radiation hard optical fibers which can transmit the scintillation light under high dose-rate environment. We introduce our recent study about such radiation imaging technology and sensing technology of fuel debris.

口頭

炭酸共存条件におけるウランのモンモリロナイトへの収着に対するモデル適用性

杉浦 佑樹; 舘 幸男; 陶山 忠宏*; 浜本 貴史*

no journal, , 

わが国には、炭酸濃度の比較的高い地下水環境が存在する。ウラン(U(VI))は炭酸錯体を形成することで収着分配係数(K$$_{d}$$)が低下するため、その影響を定量的に評価する必要がある。原子力機構が整備を進めている収着データベース(JAEA-SDB)から既存のU(VI)のモンモリロナイトへの収着データを複数抽出し、モデルパラメータの導出と炭酸共存条件における収着モデルの適用性の評価を行った。得られたモデルパラメータは、炭酸濃度を変化させた試験結果を良好に再現することができ、炭酸錯体形成によりK$$_{d}$$が低下するものの、一部は三元錯体として収着している可能性が示唆された。また、モデルパラメータ導出に用いていないデータセットの再現に成功し、モデル化の方法の妥当性及びモデルにより炭酸共存の影響を予測・評価できる可能性が示された。

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