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論文

D-T neutron skyshine experiments and the MCNP analysis

西谷 健夫; 落合 謙太郎; 吉田 茂生*; 田中 良平*; 脇坂 雅志*; 中尾 誠*; 佐藤 聡; 山内 通則*; 堀 順一; 和田 政行*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.58 - 61, 2004/03

核融合施設の天井から漏洩した放射線が空気と散乱して、施設周辺の地上に到達する、いわゆるスカイシャンは、核融合施設周辺の放射線安全に最も重要な項目の一つである。そこで原研の核融合中性子源FNSを用いてD-T中性子に対するスカイシャインの実験を2002年3月と2003年3月の2回にわたって実施した。FNS第一ターゲット室の天井のスカイシャインの実験用遮蔽ポート(1m$$times$$1m)を開放し、上空向かって中性子を打ち上げ、散乱中性子及び2次$$gamma$$線の分布を測定した。2002年3月の実験ではHe-3レムカウンタを用いて線源から550mまでの中性子線量率分布と200mまでの2次$$gamma$$線スペクトルを大形NaIシンチレータ検出器及びGe半導体検出器で測定した。2003年3月の実験ではFNS建屋周辺において、NE213シンチレーション検出器を用いた中性子スペクトル測定とBGOシンチレータ検出器を用いた2次$$gamma$$線スペクトル測定を実施した。測定された結果は、JENDL-3.3を用いたモンテカルロ計算(MCNP-4C)とよく一致し、MCNPによる計算がスカイシャインによる線量を十分な精度で評価できることを確認した。

論文

Microstructural development and radiation hardening of neutron irradiated Mo-Re alloys

根本 義之; 長谷川 晃*; 佐藤 学*; 阿部 勝憲*; 平岡 裕*

Journal of Nuclear Materials, 324(1), p.62 - 70, 2004/01

 被引用回数:33 パーセンタイル:9.86(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究においては純Mo及びMo-Re合金(Re濃度2,4,5,10,13,41wt%)を、照射温度681K$$sim$$1072Kで約20dpaまで中性子重照射した試料を用いて研究を行った。微細組織観察において全てのMo-Re合金の照射試料で$$sigma$$相と$$chi$$相の析出物が観察された。また全ての照射試料でボイドが観察され、低温度で照射した試料では転位ループ及び転位が観察された。ビッカース硬さ試験では全ての照射試料において照射硬化が測定され、特にMo-41Reの874K以下で照射した試料において硬化量が大きくなった。これらの結果からMo-Re合金の中性子重照射による微細組織発達と照射硬化及び照射脆化との関連について議論を行い、照射下で使用するMo-Re合金への最適なRe添加量及び熱処理条件を提案した。

論文

Spectroscopic measurement system for ITER divertor plasma; Divertor impurity monitor

杉江 達夫; Costley, A. E.*; Malaquias, A.*; Medvedev, A.*; Walker, C.*

Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/07

本システムは、ダイバータ部での不純物粒子の同定と、粒子流入束の二次元測定等を主な目的としており、プラズマ制御に欠かせない計測システムの一つである。200nmから1000nmの広い波長領域の光を分光計測する。このシステムは、目的の違う異なった三種類の分光器で構成される。(1)不純物の種類をモニターする分光器,(2)粒子束の空間分布を高速測定する分光器、それと(3)イオン温度及び粒子の運動エネルギーを測定する高分散分光器である。二次元測定はダイバータカセット内部にモリブデン製ミラーを設置し、互いに交差する視野と水平ポート及び上部ポートからの視野を使って実現させる。一方、計測用ミラー,観測窓等の計測機器要素が、現存の核融合実験装置に比べて2桁以上高い放射線(中性子,$$gamma$$線等)や高エネルギー粒子にさらされ、反射率や透過率などの性能が劣化することが懸念されている。これらの計測機器要素に対する放射線及び粒子照射効果は、ITER工学R&Dの中で精力的に研究され、多くの基礎データが得られ、耐放射線性機器も開発された。本システムの設計は、それらの結果を十分に反映させて進められている。

論文

In-situ observation of surface blistering in silicon by deuterium and helium ion irradiation

五十嵐 慎一; 武藤 俊介*; 田辺 哲朗*; 相原 純; 北條 喜一

Surface & Coatings Technology, 158-159, p.421 - 425, 2002/09

低角度入射電子顕微鏡法を用いて、シリコンブリスタリングのその場観察を行った。重水素照射により形成されるブリスターの大きさ,密度は、電子線照射領域内では領域外より明らかに小さいことがわかった。これは高エネルギー電子線による電子励起により、シリコン不飽和結合の重水素による終端化が抑制されたためである。また、フラックスが高いと、ブリスターが形成されるより前に、フレーキングが起きることも明らかにした。さらに、重水素照射では、注入重水素の最大飛程よりさらに浅いところで、重水素終端された欠陥が形成され、そこで劈開が起こり、ブリスターとなることを明らかにした。

論文

Validation and sensitivity analysis of a new atmosphere-soil-vegetation model

永井 晴康

Journal of Applied Meteorology, 41(2), p.160 - 176, 2002/02

大気-土壌-植生モデルの詳細,妥当性試験及び感度解析について記述する。モデルは、大気,土壌及び植生についての一次元多層モデル及び植生層内の日射及び長波放射伝達を計算するスキームにより構成されている。モデルの性能試験として、大気と地表面の相互作用に関する野外実験CASESの実測データを用いて、小麦畑における地表面フラックスの32日間の変動について計算値と測定値の比較を行った。また植生パラメータに対する感度解析も行った。その結果、モデルは測定値を良好に再現できたが、放射伝達及び気孔抵抗計算スキームを改良する必要性も示唆された。

報告書

JMTR改良LEU炉心の核的な照射場特性の評価; 炉心中性子束分布及び中性子スペクトルのLEU炉心との比較

長尾 美春; 竹本 紀之; 武田 卓士

JAERI-Tech 2001-069, 83 Pages, 2001/10

JAERI-Tech-2001-069.pdf:4.76MB

JMTRでは、第142運転サイクル(2001年11月)から、炉心構成を従来のLEU炉心(LEU燃料を27本装荷した炉心)から改良LEU炉心(LEU燃料を29本装荷した炉心)に変更する。そこで、この炉心構成の変更が照射試験に対して及ぼす影響を検討するため、照射場の核的な特性について連続エネルギーモンテカルロコードMCNPにより解析を行った。その結果、燃料領域において高速中性子束は従来のLEU炉心とほぼ同じであること、熱中性子束は燃料領域で数%増加すること、中性子スペクトルは大きな相違がないことを確認した。また、第144運転サイクルからは運転日数が増加することに伴い、1サイクルあたりの中性子照射量は10数%増加する。

報告書

MEU6炉心の核的な照射場特性の評価; 炉心中性子束分布及び中性子スペクトルの混合炉心との比較

長尾 美春; 小向 文作; 田畑 俊夫; 武田 卓士; 藤木 和男

JAERI-Tech 99-063, 57 Pages, 1999/08

JAERI-Tech-99-063.pdf:2.78MB

JMTRの炉心構成を、第125運転サイクル(98.11.17~)から、従来の混合炉心(MEU燃料2体、LEU燃料20体及びLEUフォロワ燃料5体装荷した炉心)をMEU6炉心(MEU燃料6体、LEU燃料16体及びLEUフォロワ燃料5体を装荷した炉心)に変更した。そこで、今回の炉心構成の変更に伴う照射試験に対しての影響を検討するため、核的な照射場特性の変化について解析を行った。MEU6炉心の核的な照射場特性は、従来の混合炉心とほぼ同等あり、照射試験に対して大きな影響を与えないことを確認した。

論文

円管内乱流の直接数値計算

佐竹 信一*; 功刀 資彰

日本機械学会論文集,B, 64(617), p.65 - 70, 1998/01

円筒座標系の乱流直接数値シミュレーションコードを開発した。本コードの特徴は、円筒座標系で特異点である中心軸上(r=0)の物理量を用いないように、系方向の運動量フラックス(q$$_{r}$$=r$$times$$u$$_{r}$$)を変数としたスタガード格子のコントロール・ボリューム法で離散化されている点にある。本コードの妥当性を検証するため、発達した円管内乱流についての直接数値シミュレーションを実施した。その結果、円管中心でのレイノルズせん断応力及び乱流強度は従来の解析結果と比較して良い一致を得た。また、レイノルズ応力の収支式に連続の式及び運動方程式と整合の取れる定式化を行った結果、乱流諸量の収支残差がほぼゼロの良質な乱流統計量分布が得られた。本解析結果は、乱流モデル構築や検証のための直接シミュレーションデータベースとして提供する予定である。

論文

Pacifichem'95参加記

新井 英彦

放射線と産業, 0(69), p.36 - 37, 1996/00

1995年12月17日から同月22日までホノルルで開かれた1995環太平洋国際化学会議に出席して得た印象や新しい研究の動向について解説的にまとめた。同会議には、7000余名の参加者があり、筆者はこの中の環境への放射線利用に関するシンポジウムに参加して研究発表を行った。このシンポジウムでは、新型のコンパクトな電子加速器の発表やポーランド、ウクライナ、中国における排煙の電子線処理プラントの建設計画の発表やダイオキンに汚染された土壌の電子線処理計画など、注目すべき発表が数多くあったので、本報告ではこれらの要点をまとめた。

論文

Radiation induced electric conductivity of alumina insulator and its application to radiation dosimetry in high energy and high flux neutron field

大山 幸夫; 中沢 哲也; 野田 健治; 前川 洋

KEK-Proceedings-95-1, 0, p.293 - 302, 1995/06

アルミナ等の絶縁体における照射誘起電気伝導の現象を加速器等で発生する強力な高エネルギー中性子に対する線量測定に応用することの可能性を検討した。高エネルギー中性子による吸収線量はKERMA係数に対応し、中性子反応で生ずるエネルギーと中性子のまま持ち出されるエネルギーの差で計算される。高エネルギーではほとんど電子励起として絶縁体の価電帯電子を伝導帯に励起する。これによって電気伝導度が変化し、照射線量と一定の関係を持つことから線量計への応用が考えられる。FNSで行った14MeV中性子に対するアルミナの照射誘起電気伝導実験の結果からその応用の可能性を検討した。

報告書

Development of BERMUDA: A radiation transport code system, Part III; A One-dimensional adjoint neutron transport code

鈴木 友雄*; 長谷川 明; 田中 俊一; 中島 宏

JAERI-Data/Code 94-002, 22 Pages, 1994/07

JAERI-Data-Code-94-002.pdf:0.63MB

高精度の遮蔽計算を行うコードシステムの完成を目標に、その計算手法の基礎を確立するため、1~3次元の各形状に対する放射線輸送コードシステムBERMUDAを開発した。本コードシステムでは、空間に関する直接積分法とエネルギーに関する多群モデルとを組み合わせて、定常状態での輸送方程式を数値的に解き、中性子、ガンマ線あるいは随伴中性子の各線束の空間、角度、エネルギー分布を求めている。平成4年に第I部中性子輸送コードがJAERI1327に、平成5年に第II部ガンマ線輸送コードがJAERI-M93-143に報告された。本報告書は第III部として、随伴中性子束計算用の1次元球体系用の輸送コードの開発について報告している。計算式の導出、計算法の概要とコードの適用性テストについて述べると共に、主目的としては、コード使用マニュアルとして、ジョブ制御文と入力データの準備、さらに出力データの概略について述べている。

報告書

医療照射における熱中性子束測定技術

横尾 健司; 鳥居 義也; 鯉淵 薫; 市村 茂樹; 大浦 博文*; 笹島 文雄; 前島 猛*; 茂垣 隆久*; 関根 勝則*; 高橋 秀武

JAERI-M 94-058, 45 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-058.pdf:1.25MB

原子炉を用いたほう素中性子捕捉療法(Boron Neutron Capture Therapy: BNCT)による脳腫瘍の医療照射を行うため、原研では、JRR-2熱中性子柱に中性子医療照射設備を整備し、1990年8月に第1例目の医療照射を実施した。以来1993年3月までに、15回の医療照射を行っている。それに伴い、患者の患部照射量を把握するうえで必要な測定装置の整備を進めてきた。整備された測定器は、全線放射化量測定のための$$beta$$-$$gamma$$同時計数装置と、熱中性子束のリアルタイム(同時)モニタリングのための同時モニタ測定装置である。これらの測定装置を用いた測定技術について報告する。

論文

YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{x}$$ films irradiated by 120MeV oxygen ions

数又 幸生; 岡安 悟; 有賀 武夫

Japanese Journal of Applied Physics, 33(2), p.1012 - 1017, 1994/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$Ox膜に酸素イオンを照射して、超電導特性の変化を調べた。照射量1.3$$times$$10$$^{14}$$O$$^{+}$$/cm$$^{2}$$迄、臨界温度に変化はなかった。しかしヒシテリシス曲線から求めた$$Delta$$M及び不可逆曲線は、大きく変化した。照射による帯磁率の減少を、磁束侵入長の増加として解釈した。磁化の時間緩和から磁束の運動に対する活性化エネルギーを算出した。照射による活性化エネルギーの減少と$$Delta$$Mの減少との間に相関性を見い出した。

論文

Ion irradiation effects in EuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$ thin film

石川 法人; 岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫; 前田 裕司; 鶴 浩二*; 道上 修*

J. Supercond., 7(1), p.241 - 242, 1994/00

C軸配向したEuBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{y}$$超伝導薄膜について、ピニング機構のHeイオン照射効果を調べた。ピニングの強さを表わす磁束の活性化エネルギーを磁場中抵抗の温度依存性から見積った。flux creep modelが成り立つと考えられる低抵抗領域における活性化エネルギーは、Heイオンの照射量の増加にしたがって減少し、ピニング特性が劣化することが分かった。さらに我々は、臨界電流密度の照射量依存性を測定し、それがT$$_{c}$$の殆ど変化しない低照射量領域(~10$$^{14}$$cm$$^{-2}$$)ですでに減少し、Heイオン照射による点状欠陥がピニングセンターとして機能しない、という結論を得た。

論文

Effect of temperature and flux change on the behavior of radiation induced dislocation loops in pure aluminum

實川 資朗; 北條 喜一

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.221 - 225, 1994/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:50.71(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉ではパルス運転に伴う温度や中性子束の変動が大きい。これらの変動が組織変化に与える影響を推定するため、純アルミ中に電子線照射で生ずる転位ループの挙動に対する、これらの変動の影響を調べた。加速電圧400kVの電子顕微鏡を用い、観察と同時に照射を行いながら、温度と電子線束を変動させた。はじめに、150$$^{circ}$$Cで照射も行い転位ループを形成させた。次いで、温度を室温に低下させると新たな転位ループが形成された。再度温度を150$$^{circ}$$Cまで上昇させると、はじめに形成されたサイズの大きいループは成長したが、後で室温にて導入したループは殆ど成長しなかった。ここで電子線束を低下させ損傷速度を下げると、サイズの小さいループは収縮した。このようなループ成長のサイズ依存性は、転位ループのバイアスがサイズ依存性を持つことを示す。

報告書

Development of BERMUDA, a radiation transport code system, Part I; Neutron transport codes

鈴木 友雄; 長谷川 明; 田中 俊一; 中島 宏

JAERI 1327, 110 Pages, 1992/05

JAERI-1327.pdf:4.53MB

核融合炉遮蔽ベンチマーク実験の解析,一般の原子炉施設等の高精度の遮蔽計算を行うコードシステムの完成を目標に、その計算手法の基礎を確立するため、1~3次元の各典型的形状に対する放射線輸送コードシステムBERMUDAを開発した。本コードシステムでは直接積分法と、エネルギーに関する多群モデルを組合わせて定常状態での輸送方程式を数値的に解き、中性子、ガンマ線、あるいは随伴中性子の各線束の空間、角度、エネルギー分布を求めている。コードの適用性テストはFNSを用いて行ったベンチマーク実験の解析によって行った。本報告書の第I部では、4個の中性子輸送コードBERMUDA-1DN、同-2DN、同-2DN-S16及び同-3DNの使用マニュアルとして、計算法、適用性検討結果、群定数ライブラリー、使用に際してのジョブ制御文と入力データの準備について述べた。

報告書

核融合実験炉用第1壁模擬試験体の電子ビーム照射実験,I

鈴木 哲; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 伊勢 英夫*; 横山 堅二

JAERI-M 91-085, 20 Pages, 1991/05

JAERI-M-91-085.pdf:0.98MB

核融合実験炉用第1壁は定常熱負荷に耐えるため、強制冷却構造をもつことが要求される。そこで矩形冷却チャンネルをもつ放射冷却型・伝導冷却型第1壁模擬試験体に対して、電子ビームによる熱サイクル実験を実施した。この結果、核融合実験炉第1壁の一般熱負荷部を模擬した熱サイクル実験においては、放射冷却型試験体、伝導冷却型試験体のどちらにも健全性をそこなうような損傷は認められなかった。しかし、第1壁高熱負荷部を模擬した熱サイクル実験においては、放射冷却型第1壁模擬試験体のアーマタイル支持用のスリーブが溶融した。このため、今回の実験に用いた試験体は健全性を維持することができず、支持構造に改善の必要があることが判明した。

論文

Magnetization of ceramic Y-Ba-Cu-O and Bi-Sr-Ca-Cu-O after neutron irradiation

高村 三郎; 関野 甫; 松島 秀夫; 小桧山 守*; 星屋 泰二; 住谷 圭二*; 来島 秀次*

Japanese Journal of Applied Physics, 30(1A), p.L18 - L20, 1991/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:46.54(Physics, Applied)

Y-Ba-Cu-OおよびBi-Sr-Ca-Cu-O焼結体を約60$$^{circ}$$Cで1.8$$times$$10$$^{18}$$n/cm$$^{2}$$まで中性子照射を行い、照射による磁化の変化を調べた。外部交流磁場によって履歴を生ずるが、その大きさから臨界電流を算出することができる。臨界電流は照射によって増加する。1$$times$$10$$^{18}$$n/cm$$^{2}$$の照射量で約2倍に達し、照射量の増加に伴って臨界電流は減少する。これは中性子照射によって生成したカスケード損傷領域が互いに重複して磁束線に対するピン止め効果が減少したためである。

論文

Pinning strength of Bi-Sr-Ca-Cu-O superconductor after ion irradiation

高村 三郎; 有賀 武夫; 星屋 泰二

Japanese Journal of Applied Physics, 28(7), p.L1118 - L1120, 1989/07

 被引用回数:13 パーセンタイル:40.26(Physics, Applied)

Bi-Sr-Ca-Cu-O系高温超電導体薄膜を400KeV-Heイオン照射し、電気抵抗法による臨界電流の磁場中測定を行った。照射欠陥による磁束線のピンニング強さを調べるための一つの実験手段として、磁場中冷却の場合と零磁場冷却の場合について測定を行ったところ、照射したものは著しい差が現れた。これらの実験から照射により生成した磁束線のピンニング強さに分布があることを確認した。またピンニング強さを求めた。

報告書

環境パラメータによるガンマ線場変動の考察

高田 和正*; 斎藤 公明; 森内 茂

JAERI-M 84-101, 46 Pages, 1984/06

JAERI-M-84-101.pdf:1.33MB

環境パラメータ(気圧、気温、湿度、土壌の組成及び密度)の変化が線束、線量、エネルギースペクトルなどのガンマ線諸量に及ぼす影響をモンテカルロ法によるガンマ線輸送計算コード(YURI)を用いて調べた。自然環境中の大気及び土壌はともに半無限媒質であると考え、(a)空中点線源、(b)地表面一様分布線源に対してガンマ線諸量を計算した。(b)及び(a)の線源については地表面付近ばかりでなく、高度500m以下の範囲で計算を行なった。計算結果の検討から、上記3種類の線源については気圧及び気温による空気密度の変化の影響が非常に大きく、加えて(c)の線源では土壌中の水分量も大きく影響することがわかった。

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