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報告書

STACY(定常臨界実験装置)施設の更新に係るモックアップ試験(給排水システムの性能確認)

関 真和; 前川 知之; 井澤 一彦; 曽野 浩樹

JAEA-Technology 2017-038, 52 Pages, 2018/03

JAEA-Technology-2017-038.pdf:4.6MB

日本原子力研究開発機構では、溶液燃料を用いるSTACY(定常臨界実験装置)施設を「棒状燃料と軽水減速材を用いる熱中性子炉用臨界実験装置(STACY更新炉)」に更新する計画を進めている。これまでのSTACYは、炉心タンクへ供給する溶液燃料の体積を調整する液位制御方式を採用していたが、STACY更新炉は、炉心タンクへ減速材の給水量を調整する水位制御方式を採用する。この水位制御について、これまでに行った基本設計の妥当性を検証するため、実機とほぼ同一構造の設備・機器を用いた給排水系モックアップ試験装置を製作した。モックアップ試験では、最大給水流量の制限、給水流量の調整、給水停止等の性能確認を行った。本書では、STACY更新炉給排水系のモックアップ試験の結果について報告する。

論文

Surface modifications of hydrogen storage alloy by heavy ion beams with keV to MeV irradiation energies

阿部 浩之; 徳平 真之介*; 内田 裕久*; 大島 武

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part A), p.214 - 217, 2015/12

ニッケル水素電池の負極材として広く使用されている水素吸蔵合金LaNi$$_{4.6}$$Al$$_{0.4}$$に対して、keVからMeVオーダー領域での重イオン照射を行い表面改質を図った。これまでに、水素吸蔵合金に対してイオン照射することで水素吸蔵能が向上すること、表面付近に形成された酸化被膜等により吸蔵能が影響されることを明らかにしている。そこで今回は、酸素イオンを選択し、試料表面付近に酸素注入できるkeVから内部まで侵入させることのできるMeVオーダーまでのエネルギーで、1$$times$$10$$^{16}$$cm$$^{-2}$$までのフルエンスを照射した。その結果、酸素イオン照射した試料は水素吸蔵初期反応速度が未照射に比べ数倍向上すること、表面付近に酸素を導入できるkeVオーダーの照射はMeVオーダーの照射に比べて水素吸蔵初期反応速度の向上に有用であることが判明した。

論文

Hardness modification of Al-Mg-Si alloy by using energetic ion beam irradiation

植山 大地*; 齋藤 勇一; 石川 法人; 大村 孝仁*; 千星 聡*; 堀 史説*; 岩瀬 彰宏*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 351, p.1 - 5, 2015/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:40.75(Instruments & Instrumentation)

We have irradiated Al-Mg-Si alloy with 5.4 MeV-16 MeV several ion species at room temperature so far, and have found that ion irradiation is a useful tool for controlling the surface hardness for the alloy. In the present study, we tried several experiments as some applications of ion beam irradiation for hardness modifications of the alloy. Main results are as follows; (1) the combination of ion beam irradiation and the subsequent thermal aging are effective for the hardness modification of the alloy, and (2) designated regions and areas of the specimen can be hardened by changing the energy of ion beam and producing the irradiated area and unirradiated area of the surface. Then, we can expand the possibility of the ion beam irradiation as a new process for the three-dimensional hardness modification of Al-Mg-Si alloy.

論文

Characterization of F$$^{+}$$-irradiated graphite surfaces using photon-stimulated desorption spectroscopy

関口 哲弘; 馬場 祐治; 下山 巖; Nath, K. G.

Surface and Interface Analysis, 38(4), p.352 - 356, 2006/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:8.09(Chemistry, Physical)

部分電子収量(PEY)法と光刺激イオン脱離(PSID)法とを組合せた新しいX線吸収端微細構造(NEXAFS)分光法の開発を行った。その開発された検出器を用いてF$$^{+}$$イオン照射により表面修飾を施したグラファイト最表面における結合配向を調べた。PEY法により測定されたフッ素1s内殻励起準位の角度依存NEXAFSスペクトルには大きな偏光角度依存は認められなかった。それに対し、飛行時間質量分析法によりF$$^{+}$$イオンを検出し、その収量を縦軸とするNEXAFSスペクトルを得た。F$$^{+}$$イオン収量スペクトルは吸収スペクトルと異なり=C-Fサイトに由来する$$sigma$$*(C-F)励起において強度増強された。またそのピークのみピーク面積が顕著に偏光角度に依存した。イオン脱離と二次電子放出のそれぞれの観測深さを見積もり考察を行った。イオン収量XAFSは表面敏感であり、電子収量XAFSはバルク敏感であると結論した。またH$$^{+}$$イオンやF$$^{+}$$イオンの収量XAFSスペクトルも表面構造や解離・脱離過程に関して有用な知見を与えることもわかった。

論文

Ion beam surface modification of Y-TZP and effects of subsequent annealing

本橋 嘉信*; 柴田 大受; Harjo, S.*; 佐久間 隆昭*; 石原 正博; 馬場 信一; 沢 和弘

Proceedings of 14th International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering Congress Transactions of Materials and Heat Treatment Vol.25 No.5, p.1032 - 1036, 2004/10

高温で超塑性特性を示す3Y-TZP(3mol%イットリア含有正方晶ジルコニア多結晶体)に、日本原子力研究所東海研究所のTANDEM加速器を用いて+11価,130MeVのZrイオンを照射した。照射によるはじき出し損傷はTRIMコードにより解析し、照射による機械的特性及び破壊様式の変化,その後の焼き鈍しの影響,微小硬度計の押込み深さと照射表面からの深さとの関係について検討を行った。その結果、照射直後の試験片では、表面に圧縮応力が生じ、硬さと破壊靭性の増加が観察された。また、その後の焼き鈍しでは温度の増加に伴いこれらの変化が徐々に緩和した。これらの原因としては、照射により粒界間の結合力が弱められたためであると考えられる。

論文

Visualization of chemical modification of pore internal surfaces using fluorescence microscopy

前川 康成; 鈴木 康之; 前山 勝也*; 米澤 宣行*; 吉田 勝

Chemistry Letters, 33(2), p.150 - 151, 2004/02

 被引用回数:4 パーセンタイル:22.56(Chemistry, Multidisciplinary)

PET膜へのイオンビーム照射により作製したイオン穿孔膜は、直径が0.01-10$$mu$$mと、膜厚に対する孔径が小さく、孔径分布が狭い微細孔を有するため、分離膜やナノリアクターへの応用が期待できる。このイオン穿孔膜の分離膜機能を向上させるために、化学修飾法による微細孔内壁の化学構造と表面特性の制御を試みた。メンブレンフィルター用ろ過器に孔径0.31, 0.54$$mu$$mのイオン穿孔膜をセットし、微細孔内へ蛍光色素を有する1-(bromomethyl)pyreneの反応溶液を導入することで、微細孔内壁のカルボキシル基をアルキル化した。孔径が大きくなるにつれて蛍光,励起スペクトル強度の増加が観察された。蛍光顕微鏡観察より、イオン穿孔膜の微細孔に対応した位置から蛍光が観察されることから、蛍光色素が微細孔内壁に化学固定化できることが確認できた。

論文

SR励起加工

寺岡 有殿

ナノテクノロジー大事典, p.340 - 351, 2003/12

我が国における放射光を用いた微細加工の研究の現状をレヴューした。SR励起加工を大項目とし、その下に中項目としてSR励起表面改質,SR励起結晶成長,SR励起エッチングを設けた。中項目のSR励起表面改質の下に小項目としてSRガス励起表面改質とSR直接励起表面改質を設け、中項目のSR励起結晶成長の下に小項目としてSR励起原子層エピタキシーとSR励起化学的気相成長を設け、中項目のSR励起エッチングの下にSR直接励起エッチング,SRガス励起エッチングとSRアブレーションを設けてレヴューした。

報告書

Proceedings of the 3rd International Symposium on Material Chemistry in Nuclear Environment (MATERIAL CHEMISTRY '02, MC '02); March 13-15, 2002, Tsukuba

MC'02企画委員会

JAERI-Conf 2003-001, 451 Pages, 2003/05

JAERI-Conf-2003-001.pdf:30.73MB

第3回材料化学国際シンポジウム(Third International Symposium on Material Chemistry in Nuclear Environment, MC'02)が、平成14年3月13日~15日の3日間、原子力基盤技術クロスオーバー研究の一環として、筑波研究交流センターで開催された。これまで、当該シンポジウムは原子力材料クロスオーバー研究グループが中心となって第1期(89~93),第2期(94~98)の各節目にそれぞれMC92,MC96として開催され、今回の第3期では計算科学及び陽電子ビームクロスオーバー研究グループと合同でMC'02として開催した。MC'02では、特に発電炉,再処理,核融合,加速器等の原子力技術の高度化に不可欠な複合環境用材料の課題と材料開発,計算科学,環境適応性評価技術等の最新技術開発動向に関して、国際的な専門家を集めて活発な討論が行われた。

報告書

BATAN; 多目的研究炉RSG-GASの燃料破損検出システムの改修

春山 満夫; 蔀 肇; 中村 清

JAERI-Tech 2003-025, 29 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-025.pdf:2.16MB

原研とインドネシア原子力庁(BATAN)との取決め「付属書III炉物理及び技術の分野における協力」に基づく技術協力の一環として、燃料破損検出システム(FFDS)の改修が多目的研究炉RSG-G.A.Siwabessy(RSG-GAS)においてジョイントワークにより実施された。システムは遅発中性子検出法を採用している。改修に対する設計上の要求は、(1)現用システムのユニット及び手持ちの予備品を出来るだけ長く使うこと、及び、(2)メンテナンスの困難なユニットをメンテナンスの容易なものまたは市場で入手容易なものと置き換えること、である。改修したシステムは、従来のものより約2倍高い遅発中性子感度とともに多重監視を可能とすることによって、より高い信頼性を実現した。本報告では、改修したシステムの仕様,設置,調整方法及び特性並びに高出力炉運転におけるFFDSとしての運用方法を述べる。

論文

Chemical modification of a poly(ethylene terephthalate) surface by the selective alkylation of acid salts

Li, J.; 前川 康成; 八巻 徹也; 吉田 勝

Macromolecular Chemistry and Physics, 203(17), p.2470 - 2474, 2002/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:44.3(Polymer Science)

イオン穿孔膜の高機能化のためには、微細孔表面の親水性や電荷量が重要である。そこで、PETイオン穿孔膜微細孔の親水性を制御する目的で、膜表面上のカルボン酸塩の選択的アルキル化による親水性PET膜表面の化学修飾を試みた。KF触媒下、臭化アシルを求電子試薬として用いると、アルキル化反応の進行に伴って膜表面の疎水性が増加した。アルキル化試薬の化学的導入は、フッ素試薬との反応においてフッ素由来のXPSスペクトルから確認できた。蛍光試薬との反応により、表面の励起,発光スペクトルのピーク強度が指数関数的に増加した。このことから、カルボン酸塩のエステル化は、反応後期まで阻害されることなく進行することが示唆された。さらに、アルキル化反応による接触角と蛍光スペクトル変化の比較から、反応の初期に、親水性表面の疎水性が回復していることが明らかとなった。

論文

Present status of the innovative basic research on high-temperature engineering using the HTTR

数土 幸夫; 星屋 泰二; 石原 正博; 柴田 大受; 石野 栞*; 寺井 隆幸*; 奥 達雄*; 本橋 嘉信*; 田川 精一*; 勝村 庸介*; et al.

Proceedings of OECD/NEA 2nd Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High-temperature Engineering, p.39 - 50, 2001/00

原研では、高温における照射によって、従来は実現できなかった新素材の創製,新しい化学反応プロセスの開発,炉内計測技術開発等を目指した高温工学に関する先端的基礎研究を進めている。本発表では、これまでの予備試験結果として、(1)新素材・材料開発(高温高性能SiC半導体の中性子転換ドーピング,高温酸化物超電導体の照射改質,耐熱型炭素・SiC系複合材料の機構解明),(2)高温放射線化学(高温放射線場の特異反応等),(3)高温炉内計装技術開発(耐熱・耐放射線光ファイバ)に関する最近の成果概要を総括するとともに、HTTR照射試験に向けての国際協力を視野にいれた今後の計画を報告する。

論文

Conversion of JRR-4 fuel to LEU

渡辺 終吉; 中島 照夫; 海江田 圭右

JAERI-Conf 99-006, p.119 - 124, 1999/08

研究炉燃料の低濃縮化計画により、JRR-4は1998年7月、低濃縮燃料に転換した。核熱水力設計の結果ウラン密度は3.8g/cm$$^{3}$$に決められた。この濃縮度低減化は、同様の性能を維持しつつ、炉心の構造、寸法及び燃料数を変更することなく達成された。さらに、原子炉施設、利用設備の改造が行われた。JRR-4は1998年9月に最大出力に到達した。原子炉の性能は、予測通り非常によい性能を示している。

論文

高分子の照射効果に関する国際会議に出席して

瀬口 忠男

放射線と産業, 11(81), p.48 - 49, 1999/03

放射線照射効果と高分子というタイトルで国際シンポジウムがドイツのドレスデンで98年9月に開催された。30ヵ国から120名の研究者が集まり、イオンビーム、電子、$$gamma$$線、レーザー、プラズマ等の照射効果を討論した。最近の研究の動向、研究課題等について解説した。

論文

Polymer modification by improved irradiation technology

瀬口 忠男; 八木 敏明; 石川 俊一*; 佐野 裕子*

Conference Proceeding RadTech Asia'99, p.496 - 500, 1999/00

ポリカルボネート(PC)及びポリサルホン(PSF)は高温で$$gamma$$線照射すると、3~4kGyの少ない線量で硬度が50~60%も上昇することを見いだした。この原因は、PC,PSFのガラス転移温度で高分子の充填密度が上がり固定されるためと解釈した。一方、室温照射では、硬度は線量とともに低下した。照射条件を大きく変えることにより、高分子に新規特性を付与することができ、新しい照射利用を開くものである。

論文

Status of JRR-4 modification works

中島 照夫; 番場 正男; 舩山 佳郎; 桜井 文雄; 堀口 洋二; 海江田 圭右

Proc. of 6th Meeting of the Int. Group on Research Reactors, p.51 - 56, 1998/00

JRR-4は、軽水減速冷却、濃縮ウランETR型スイミングプール型で熱出力3.5MWである。1965年1月28日臨界以来、1996年1月12日まで幅広い研究者により多くの実験が継続して行われた。JRR-4改造工事は、炉心改造、利用施設設備、原子炉設備の更新のため1996年10月開始した。RERTR計画に従って、新燃料は、形状寸法を変えることなく20%濃縮シリサイド燃料を製作している。利用施設は、BNCTの医療照射施設、短寿命用放射化分析装置、大口径照射装置を設置する。また、計測制御設備更新、原子炉建家改修など多くの工事も行われている。計画は、順調に進められており、1998年7月の再臨界を予定している。

論文

Experimental study of modification of neutron spectrum using filters

小林 久夫*; 松本 哲夫*; 松林 政仁; J.S.Brenizer-Jr.*; J.T.Lindsay*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.37 - 40, 1996/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:56.1(Instruments & Instrumentation)

熱中性子ビームに対するフィルターの効果を実効エネルギーを用いて実験的に研究した。実験に使用した研究用原子炉は、立教大学RUR、JRR-3M及びミシガン大学FNRであり、フィルターを現在使用している研究炉としてヴァージニア大学UVRを取り上げた。中性子エネルギーのスペクトルシフトを試験するためのフィルター材としてはベリリウム、ビスマス及び鉛を使用した。実験の結果、熱中性子の実効エネルギーは冷却システムを持たないフィルターシステムの使用により容易にサブサーマル領域の10meVへ下げられることが分かった。さらに、これらの材料が従来より中性子ラジオグラフィ用ビームの$$gamma$$線フィルター材として使用されていることから、これらのフィルターを使用している装置においてはエネルギースペクトルシフトの影響を再検討する必要があることが示唆された。

報告書

Annual report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute, No.28; April 1, 1994$$sim$$March 31, 1995

大阪支所

JAERI-Review 95-015, 67 Pages, 1995/10

JAERI-Review-95-015.pdf:2.01MB

本報告書は、大阪支所において、平成6年度に行われた研究活動をまとめたものである。主な研究題目は、レーザー有機化学反応の研究と放射線加工技術の基礎研究であり、本報告書では以下の研究活動について詳細に述べる。レーザー光による物質変換、レーザー光による高分子の表面化学反応、放射線重合による微細加工、放射線による金属微粒子の合成、線量測定および照射施設の運転・管理。

報告書

JRR-2の運転と利用の成果

JRR-2管理課

JAERI-Tech 94-014, 279 Pages, 1994/08

JAERI-Tech-94-014.pdf:11.08MB

JRR-2は昭和35年10月1日、初臨界に達して以来、30年以上にわたり、原子力用燃料・材料の照射試験、RIの生産、中性子ビームを利用した中性子回折実験、医療照射(BNCT)等原子力における研究・開発の広範な分野に利用されてきた。この間、熱遮蔽軽水系への重水漏洩をはじめとする種々のトラブルが発生したが、その都度、その当時の最新技術を駆使し、関係者の努力により一つ一つ解決し、このような長期にわたる利用運転を可能にしてきた。しかし、平成6年4月、経年劣化等を考慮し、短期間利用運転へと運転形態を変更した。この節目の時期にあたり、JRR-2における30年以上にわたる運転管理、保守整備、改造及び利用についての成果をまとめた。

報告書

Annual report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, Japan Atomic Energy Research Institute, No.26; April 1, 1992 - March 31, 1993

大阪支所

JAERI-M 94-017, 58 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-017.pdf:1.65MB

本報告書は、大阪支所において、平成4年度に行われた研究活動をまとめたものである。主な研究題目は、エキシマレーザー光照射による高付加価値化合物の合成、高機能性付与のための高分子表面改質、電子線による重合反応、$$gamma$$線による金属微粒子の合成および線量測定の研究などである。

論文

第8回イオンビームによる金属表面改質国際会議の印象記

楢本 洋

Isotope News, (474), p.28 - 29, 1993/12

1993年9月12$$sim$$17日まで、金沢市で開催された8th International Conference on Surface Modification of Metals by Ion Beamsなる国際会議に、国内組織委員として参加した当人による学述的印象記である。特に会議全盤の動向と将来の展望について、論文査読、会議報告、討論等を通して得られた項目について記述した。つまり本テーマの動向は、新規物質開発へ向けた基礎的アプローチと従来物質の改質研究ではイオン・アシスト厚膜研究へとの2極分化が中心的印象である。

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