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論文

Measurement of prompt neutron decay constant with spallation neutrons at Kyoto University Critical Assembly using linear combination method

方野 量太; 山中 正朗*; Pyeon, C. H.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(2), p.169 - 176, 2020/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

加速器駆動システム(ADS)等の未臨界体系の未臨界度測定手法として、未臨界度と相関のある即発中性子減衰定数(以下、$$alpha$$とする)を、複数の中性子検出器の測定結果を用いて推定する線形結合法を提案し、過去には京都大学臨界集合体(KUCA)においてDT中性子源を用いた検証を行った。本検討では、核破砕中性子源を用いた検証を行い、提案手法が中性子源に対しても頑健に$$alpha$$の測定が可能であることを示した。

論文

The Analysis of thermomechanical periodic motions of a drinking bird

上地 俊*; 上地 宏*; 西村 昭彦

World Journal of Engineering and Technology, 7(4), p.559 - 571, 2019/11

水飲み鳥の動作について熱力学的モデルを論じる。熱力学的モデルから導かれる数学的表現を数値計算の上で明示した。これは機械的な動作と熱力学的な動作の違いに関して基礎的な理解を得ることに助けとなる。機械的な繰り返し動作と熱力学的な繰り返し動作の間には数学的にも物理的にも違いが存在する。この水飲み鳥の工程は本論文で示した手法で環境エネルギー発電に対して適用可能である。

論文

A Noniterative mean-field QM/MM-type approach with a linear response approximation toward an efficient free-energy evaluation

城戸 健太朗

Journal of Computational Chemistry, 40(24), p.2072 - 2085, 2019/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:78.85(Chemistry, Multidisciplinary)

Mean-field treatment of solvent provides an efficient technique to investigate chemical processes in solution in QM/MM framework. In the algorithm, an iterative calculation is required to obtain the self-consistency between QM and MM regions, which is a time-consuming step. In the present study, we have proposed a non-iterative approach by introducing a linear response approximation (LRA) into the solvation term in the one-electron part of Fock matrix in a hybrid approach between MO calculations and a three-dimensional integral equation theory for molecular liquids (MC-MOZ-SCF; Kido $textit{et al.}$, J. Chem. Phys. $textbf{143}$, 014103 (2015)). To save the computational time, we have also developed a fast method to generate electrostatic potential map near solute and the solvation term in Fock matrix, using Fourier transformation (FT) and real spherical harmonics expansion (RSHE). To numerically validate the LRA and FT-RSHE method, we applied the present approach to water, carbonic acid and their ionic species in aqueous solution. Molecular properties of the solutes were evaluated by the present approach with four different types of initial wave function and compared with those by the original (MC-MOZ-SCF). From the averaged speed up ratio, the present approach is 13.5 times faster than MC-MOZ-SCF.

論文

Area ratio method via linear combination of the neutron counts in pulsed neutron experiment

方野 量太

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 6 Pages, 2019/05

加速器駆動システム(ADS)の高精度未臨界度測定に向け、未臨界度と相関のある即発中性子減衰定数($$alpha$$)を測定する手法として線形結合法を提案している。提案手法は、パルス中性子実験において複数の検出器で測定された中性子計数の時間進展を線形結合させることにより、未臨界度測定に誤差をもたらす空間高次モードを低減させ、$$alpha$$を測定する手法である。本研究は、提案手法の更なる可能性検討として、線形結合法によって結合された中性子計数の即発中性子成分と遅発中性子成分の比(面積比)がドル単位未臨界度と等価であることを理論的に示し、数値計算を通じてドル単位未臨界度の測定可能性を示した。本研究によって、高次モードによる誤差を低減させた、未臨界度絶対値測定が可能となると期待できる。

論文

Estimation method of prompt neutron decay constant reducing higher order mode effect by linear combination

方野 量太

Nuclear Science and Engineering, 193(4), p.431 - 439, 2019/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:20.8(Nuclear Science & Technology)

パルス中性子実験によって測定される即発中性子減衰定数に対する高次モードの影響を、線形結合によって低減させる「線形結合法」を提案した。空間高次モードを考慮した時のパルス入射後の中性子計数の時間進展は、複数の指数関数の線形結合で与えられる。しかし、従来法は単一の指数関数によってフィッティングを行うため、測定結果は高次モードに起因する系統的誤差を含んでいた。提案手法は複数の検出器において測定された中性子時間進展を線形結合させることによって、基本モードに対応する指数関数を抽出してフィッティングを行い、したがって高次モードの影響を低減する。適用性検証のため、提案手法を数値計算に適用した。結果は提案手法は高次モードの影響を線形結合によって低減できることを示した。

論文

Estimation of sensitivity coefficient based on lasso-type penalized linear regression

方野 量太; 遠藤 知弘*; 山本 章夫*; 辻本 和文

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(10), p.1099 - 1109, 2018/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:55.45(Nuclear Science & Technology)

本研究では、炉心核特性の感度係数表に対して、罰則化線形回帰手法adaptive smooth-lassoを考案した。提案手法は、ランダムサンプリングにより得られる多数の微視的多群断面積摂動セットと炉心核特性を用いた線形回帰によって感度係数を評価する。提案手法は、Forward計算のみ実施するため、Adjoint計算の実施が困難な複雑な炉心計算に対しても適用可能である。本研究では微視的多群断面積に対する炉心核特性の感度係数の特徴を考慮した罰則項を提案し、数値計算を通じて提案手法が先行研究の手法と比較してより少ない計算コストで高精度に感度係数を評価できることを示した。

論文

Experimental and statistical study on fracture boundary of non-irradiated Zircaloy-4 cladding tube under LOCA conditions

成川 隆文; 山口 彰*; Jang, S.*; 天谷 政樹

Journal of Nuclear Materials, 499, p.528 - 538, 2018/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:40.19(Materials Science, Multidisciplinary)

For estimating fracture probability of fuel cladding tube under loss-of-coolant accident conditions, laboratory-scale integral thermal shock tests were conducted on non-irradiated Zircaloy-4 cladding tube specimens. Then, the obtained binary data with respect to fracture or non-fracture of the cladding tube specimen were analyzed statistically. A method to obtain the fracture probability curve as a function of equivalent cladding reacted (ECR) was proposed using Bayesian inference for generalized linear models: probit, logit, and log-probit models. Then, model selection was performed in terms of physical characteristics and information criteria, a widely applicable information criterion and a widely applicable Bayesian information criterion. As a result, it was clarified that the log-probit model was the best model to estimate the fracture probability. It was shown that 20% ECR corresponded to a 5% probability level with a 95% confidence of fracture of the cladding tube specimens.

論文

Observation of the interaction between the geodesic acoustic mode and ambient fluctuation in the JFT-2M tokamak

井戸 毅*; 三浦 幸俊; 星野 克道; 神谷 健作; 浜田 泰司*; 西澤 章光*; 川澄 義明*; 小川 宏明; 永島 芳彦*; 篠原 孝司; et al.

Nuclear Fusion, 46(5), p.512 - 520, 2006/05

 被引用回数:77 パーセンタイル:6.31(Physics, Fluids & Plasmas)

重イオンビームプローブ(HIBP)によるポテンシャル揺動と密度揺動の同時計測により、JFT-2Mトカマクの静電揺動スペクトルと揺動粒子束を明らかにした。周波数約15kHzのコヒーレントな測地的音波モード(GAM)をLモード中に同定した。このモードはセパラトリクスから約3cm内側の位置でピークを持ち電場強度が約1.4kV/mである。算出した乱流揺動粒子束は間欠的であることがわかった。密度揺動は、広帯域にわたってGAMにより変調されており、算出した揺動粒子束もGAMの影響をうけていることがコヒーレンス解析で判明した。Hモードでは、GAMが消え、揺動,揺動粒子束も大きく減少している。算出された大きな間欠的バースト的粒子束の原因解明は今後の課題である。

論文

Bispectral analysis applied to coherent floating potential fluctuations obtained in the edge plasmas on JFT-2M

永島 芳彦*; 伊藤 公孝*; 伊藤 早苗*; 藤澤 彰英*; 星野 克道; 高瀬 雄一*; 矢木 雅敏*; 江尻 晶*; 居田 克巳*; 篠原 孝司; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 48(4), p.S1 - S15, 2006/04

 被引用回数:33 パーセンタイル:22.98(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mトカマクのオーミック加熱プラズマの浮遊ポテンシャル揺動にバイスぺクトル解析を適用した結果について述べる。最外殻磁気面の内側で浮遊電位揺動中に帯状流の一種と考えられている測地的音波の周波数を持つコヒーレントなモードが観測された。二乗バイコヒーレンスの計算によりそのコヒーレントな揺動と背景揺動(ドリフト波乱流揺動を含むと推定)の間に有意な非線形結合が示された。全バイコヒーレンスは、コヒーレントなモードの振幅の2乗に比例していること、及びコヒーレントなモードは一定値$$pi$$のバイフェイズを持つことなどの測定結果は、長谷川-三間モデルによるドリフト波-帯状流系の理論的予測と整合することがわかった。

論文

Polarizance of a synthetic mica crystal polarizer and the degree of linear polarization of an undulator beamline at 880eV evaluated by the rotating-analyzer method

今園 孝志; 広野 等子*; 木村 洋昭*; 斎藤 祐児; 石野 雅彦; 村松 康司*; 小池 雅人; 佐野 一雄*

Review of Scientific Instruments, 76(12), p.126106_1 - 126106_4, 2005/12

 被引用回数:14 パーセンタイル:41.72(Instruments & Instrumentation)

回転検光子法により合成雲母(フッ素金雲母)結晶を用いた反射型偏光子の偏光能の評価を行い、水平偏光モードにおけるAPPLE-2型可変偏光アンジュレータ光源BL23SUビームライン(SPring-8)の直線偏光度を評価した。その結果、入射エネルギー880eV,入射角45$$^circ$$近傍での合成雲母のs偏光及びp偏光反射率はそれぞれ2.6%及び0.013%であった。回転検光子法に基づく解析の結果、合成雲母の偏光能は少なくとも0.997$$pm$$0.002、入射光の直線偏光度(880eV)は0.993$$pm$$0.004であることがわかった。

論文

Observation of nonlinear coupling between small-poloidal wave-number potential fluctuations and turbulent potential fluctuations in Ohmically heated plasmas in the JFT-2M tokamak

永島 芳彦*; 星野 克道; 江尻 晶*; 篠原 孝司; 高瀬 雄一*; 都筑 和泰; 上原 和也; 川島 寿人; 小川 宏明; 井戸 毅*; et al.

Physical Review Letters, 95(9), p.095002_1 - 095002_4, 2005/08

 被引用回数:95 パーセンタイル:6.79(Physics, Multidisciplinary)

JFT-2Mトカマクのオーム加熱プラズマの周辺部で、高速駆動静電プローブにより、ポテンシャル揺動スペクトルを測定した。その結果、二種類のコヒーレントな静電揺動(約1kHzと10-15kHz)を初めて見いだした。これらのモードは、最外殻磁気面の内側に存在する。このうちの高周波のモードは測地的音波(GAM)の特徴を有する。しかし低周波のモードは測地的音波かどうか不明である。バイスペクトル解析により、これらの静電揺動と背景乱流揺動にはパラメトリック変調的な非線形結合がみられることがわかった。すなわち、高周波のGAMモードや背景乱流はこの低周波のモードで変調を受けている(さらに背景乱流はGAMモードからも変調されている)ことを初めて見いだし、この低周波モード(周波数約1kHz)が非線形的に乱流輸送に影響を与えていると推定されることを初めて示した。

論文

Numerical investigation into the linear dependence problem of partition of unity based generalized finite element methods

Tian, R.; 中島 憲宏; 矢川 元基

計算工学講演会論文集, 10(1), p.393 - 396, 2005/05

有限要素解析では、解析対象が連続体として一体的に離散化されていなければならない。原子力プラントのような大規模問題を有限要素解析するときには、すべての構成部品が連続体として定義することは困難である。そのため大規模問題を計算できないなどの問題があった。この問題を解決するために、全体の剛性マトリクス処理において一次従属問題を解決する必要性がある。本論では、数値実験により、この問題を分析し、効果的に1次従属問題を解消する方法を有限要素の内挿関数を明らかにすることにより提言できた。これにより原子力プラントのような大規模問題を精度よく解析する見通しを得た。

論文

Evaluation of nonlinear effects in the 3-GeV rapid cycling synchrotron of J-PARC

發知 英明; 野田 文章*; 谷 教夫; 木代 純逸*; 町田 慎二*; Molodojentsev, A. Y.*

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.916 - 918, 2005/00

本講演では、J-PARC RCS内に存在する非線形磁場を考慮したトラッキングシミュレーションを示し、誘起されたベータトロン共鳴の補正手段を議論する。

論文

Study of drift wave-zonal mode system based on global electromagnetic landau-fluid ITG simulation in toroidal plasmas

宮戸 直亮; Li, J. Q.*; 岸本 泰明

IAEA-CN-116/TH/8-5Rb (CD-ROM), 8 Pages, 2004/11

グローバル電磁ランダウ流体コードを用いて、トカマクプラズマ中の電磁的イオン温度勾配駆動乱流-帯状モード系を調べた。トカマクプラズマ中では2種類の帯状流、すなわち低安全係数領域における静的な帯状流及び高安全係数領域におけるgeodesic acoustic mode(GAM)と呼ばれる振動帯状流、が存在しうる。静的な帯状流が乱流輸送を効率的に抑制する一方、振動帯状流による乱流抑制は弱い。そのため、静的帯状流が駆動される低安全係数領域では帯状流が乱流を圧倒するが、振動帯状流が駆動される高安全係数領域では乱流は活発なままである。

論文

Ion species control in high flux deuterium plasma beams produced by a linear plasma generator

Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 西 正孝

Review of Scientific Instruments, 75(11), p.4374 - 4378, 2004/11

 被引用回数:40 パーセンタイル:13.89(Instruments & Instrumentation)

低エネルギー・高フラックスのコンパクトなプラズマ源の作る重水素イオンビーム中のイオン種の制御について研究した。このプラズマ源は核融合炉のプラズマと対向壁との相互作用の研究用に開発したものである。本研究では、プラズマ源中の重水素圧力,アーク電流,制御用磁場などの放電パラメータを変化させることにより、重水素イオン種D$$^{+}$$, D$$_{2}$$$$^{+}$$, D$$_{3}$$$$^{+}$$の割合を制御できることを見いだした。低い重水素圧力の場合ではD$$^{+}$$イオンが主になり、中間の磁場と高い重水素圧力の条件ではD$$_{2}$$$$^{+}$$が生成されやすい。また、強い磁場と大きなアーク電流がD$$_{2}$$$$^{+}$$からD$$_{3}$$$$^{+}$$への変換を容易にする。これらの放電パラメータの適切な調節により、D$$^{+}$$, D$$_{2}$$$$^{+}$$、及びD$$_{3}$$$$^{+}$$のそれぞれについて、単一成分の割合が80%を超えるビームを得る方法を確立した。また、この中でD$$_{3}$$$$^{+}$$の生成には磁場の制御が重要な役割を果たしていることを見いだした。

論文

Evaluation of the resistance of ${it Euglena gracilis}$ to ion beam radiation

林 浩孝*; 和田 成一; 舟山 知夫; 鳴海 一成; 小林 泰彦; 渡辺 宏*; 古田 雅一*; 上原 赫*

Journal of Eukaryotic Microbiology, 51(3), p.321 - 324, 2004/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:92.45(Microbiology)

宇宙ステーションのような閉鎖系での食糧確保と二酸化炭素の吸収,酸素の供給に最も有望な生物種の一つであるユーグレナに対し、模擬宇宙線としてさまざまなLET値を有する重イオンビームを照射して放射線抵抗性を調べた。最も致死効果の高いLET=196keV/$$mu$$mのイオンビームに対しても40Gyまでの線量域では生育に影響がないことから、宇宙基地での利用が可能であることがわかった。照射後生存率におけるRBE(生物学的効果比)のLET依存性を調べた結果、ユーグレナ細胞は哺乳動物細胞や植物細胞とは異なる放射線応答機構を有することが示唆された。

論文

ディジタルH$$infty$$推定器を応用した異常反応度検知システムの開発

鈴木 勝男; 鈴土 知明; 鍋島 邦彦

日本原子力学会和文論文誌, 3(1), p.24 - 33, 2004/03

本論文ではディジタル最適H$$infty$$推定器を用いて異常反応度の実時間検知を行うシステムについて議論する。本システムは、反応度バランス法に基づき検知するもので、正味反応度推定器,フィードバック反応度推定器、及び反応度バランス回路から構成される。正味反応度推定器及びフィードバック反応度推定器には、それぞれH$$infty$$最適フィルターが用いられた。正味反応度推定器は特に、非線形核動特性を考慮して設計した。また、高速増殖炉の実験炉「常陽」の数値シミュレーションを用いて、本システムの性能が評価された。その結果、本システムは典型的な反応度外乱1¢を0.1¢の精度で数秒以内に検知し、実用に適用できることを確認した。

論文

VHTRCにおけるデジタル非線形H$$_{infty}$$推定器による反応度推定実験

鈴木 勝男; 鍋島 邦彦; 山根 剛; 藤井 義雄*

日本原子力学会和文論文誌, 2(4), p.408 - 417, 2003/12

原子炉の安全運転や反応度異常の早期検知のためには、オンライン連続的な炉心反応度の監視が必要である。日本原子力研究所の高温ガス炉臨界実験装置(VHTRC)において、デジタル非線形H$$infty$$推定器を用いた反応度推定実験を行った。実験方法について、反応度の投入方法,サンプリング周期とアンチエリアシングフィルタ仕様,実験回路やデジタル非線形H$$infty$$反応度推定器の設計を述べた。次に、種々の反応度投入に対する出力応答試験の核計装信号のサンプリングデータを入力とするデジタル非線形H$$infty$$推定器の反応度推定結果について議論した。その結果、VHTRCの高出力運転及び低出力運転における動的反応度が、真値からほとんど遅れることなく、精度0.05¢$$sim$$0.1¢の範囲で良好に推定された。また、デジタル非線形H$$infty$$推定器により、周期Ts=10msのデータサンプリングの実時間推定が実現できることを確認した。本実験の結果から、実機のオンライン実時間反応度計として、デジタル非線形H$$infty$$反応度推定器が適用可能である見通しを得た。

論文

Electronic structure and the Fermi surface of PuCoGa$$_5$$ and NpCoGa$$_{5}$$

眞榮平 孝裕; 堀田 貴嗣; 上田 和夫; 長谷川 彰*

Physical Review Letters, 90(20), p.207007_1 - 207007_4, 2003/05

 被引用回数:93 パーセンタイル:6.7(Physics, Multidisciplinary)

最近発見されたプルトニウムをベースとした超伝導物質PuCoGa$$_{5}$$及び同一の結晶構造を持つNpCoGa$$_{5}$$の電子構造とフェルミ面を相対論的バンド理論を用いて明らかにする。PuCoGa$$_{5}$$に対しては、CeMIn$$_5$$(M=Ir and Co)と類似の大きな体積を持つ円柱状フェルミ面を見いだした。一方、NpCoGa$$_5$$のフェルミ面はUMGa$$_5$$とよく似ている。これらの類似性は$$j$$-$$j$$結合描像に基いて議論され、HoCoGa$$_5$$型のf電子化合物における超伝導機構を理解するヒントを与える。

論文

Relativistic band-structure calculations for CeTIn$$_5$$(T=Ir and Co) and analysis of the energy bands by using tight-binding method

眞榮平 孝裕; 堀田 貴嗣; 上田 和夫; 長谷川 彰*

Journal of the Physical Society of Japan, 72(4), p.854 - 864, 2003/04

 被引用回数:71 パーセンタイル:9.37(Physics, Multidisciplinary)

最近発見された重い電子系超伝導物質CeTIn$$_5$$(T=Ir and Co)の物性を明らかにするために、相対論的線形化APW法を用いて電子構造とフェルミ面を明らかにする。相対論的バンド計算により得られたエネルギーバンド構造は、フェルミ面近傍におけるCe4$$f$$とIn5$$p$$成分の混成によって理解されde Haas-van Alphen効果の実験結果ともよく一致する。しかし、CeTIn$$_5$$における磁性や超伝導を微視的観点から理解しようとするとき、バンド計算法に基づく解析は一般に困難である。そこでわれわれは、CeTIn$$_5$$の主要なフェルミ面を構成するCe4$$f$$とIn5$$p$$成分に着目し、$$f$$-$$f$$$$p$$-$$p$$及び$$f$$-$$p$$軌道間のホッピングを考慮した、強束縛模型の構築を行った。このモデルを用いて、CeIrIn$$_5$$とCeCoIn$$_5$$の物性について議論する。また、CeTIn$$_5$$における物性の違いについて、結晶場効果の必要性を指摘する。

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