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報告書

燃料デブリ取り出し時における炉内状況把握のための遠隔技術に関する研究人材育成(委託研究); 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

廃炉環境国際共同研究センター; 東京大学*

JAEA-Review 2021-030, 79 Pages, 2021/12

JAEA-Review-2021-030.pdf:3.82MB

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、令和元年度に採択された「燃料デブリ取り出し時における炉内状況把握のための遠隔技術に関する研究人材育成」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。本研究では、燃料デブリ取り出し時における炉内状況把握のためのモニタリングプラットフォームの構築、およびプラットフォーム上を移動するセンサによる計測・可視化に関する研究開発を行う。また、このような研究課題に参画することによる研究教育、講義等の座学、施設見学、の3つの柱で研究人材を育成することを目的とする。令和2年度は、主に基本設計および要素開発に取り組んだ。

報告書

燃料デブリ取り出し時における炉内状況把握のための遠隔技術に関する研究人材育成(委託研究); 令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 東京大学*

JAEA-Review 2020-028, 68 Pages, 2021/01

JAEA-Review-2020-028.pdf:4.01MB

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、令和元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、「燃料デブリ取り出し時における炉内状況把握のための遠隔技術に関する研究人材育成」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究では、燃料デブリ取り出し時における炉内状況把握のためのモニタリングプラットフォームの構築、およびプラットフォーム上を移動するセンサによる計測・可視化に関する研究開発を行う。また、このような研究課題に参画することによる研究教育,講義等の座学,施設見学、の3つの柱で研究人材を育成することを目的とする。令和元年度は、主に概念設計,試作,コンセプト立案を行った。

論文

福島第一事故由来物質に対する環境モニタリング手法の最先端,3; 事故7年後の福島の放射線分布状況および環境モニタリング技術の最前線

眞田 幸尚

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 61(6), p.453 - 456, 2019/06

福島県で実施されている大規模な放射線モニタリングの情報を整理するとともに、福島第一原子力発電所事故直後からの線量率の変化傾向の考察および住民のニーズに応えるための放射線計測技術の新技術について紹介する。

論文

Intergranular strains of plastically deformed austenitic stainless steel

鈴木 賢治*; 菖蒲 敬久

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 10(4), p.9 - 17, 2019/02

弾性異方性をもつ材料中では、塑性変形が発生した際に結晶間に応力差が生じており、これが材料破壊に深くかかわっていることが知られている。本研究では、高エネルギー放射光回折法を用いて、塑性変形させた材料中の荷重方向の残留応力を結晶方位ごとに調べた。その結果、残留応力はX線的弾性定数(回折面ごとに求められるヤング率)が高い指数では引張残留応力、低い指数では圧縮残留応力が発生していることがわかった。この結果は、材料強度を向上させる際、集合組織のように結晶方位を制御する技術に役立つと考えている。

論文

USVを用いた海底の放射能分布測定システムの開発; 福島沿岸域での海底放射性物質濃度の経年変化傾向の測定例

眞田 幸尚; 宮本 賢治*; 越智 康太郎; 松崎 康治*; 小川 年弘*; 千賀 康弘*

海洋理工学会誌, 24(2), p.9 - 18, 2018/12

大量な放射性核種が海洋に流出した福島第一原子力発電所事故から7年経過した。海底のセシウムの挙動の解明は漁業再開のために必要である。われわれは、海底の堆積物中の放射性セシウム濃度を直接的に計測できる無人観測船を用いた放射線計測システムを開発した。このシステムは自動的に測定ポイントに移動し、堆積物の計測が可能である。検出器の校正は実際のサンプル計測と比較して決定した。このシステムを用いて福島沖の浅海域の放射性セシウム濃度の測定を経時的に実施した。結果から放射性セシウム濃度の分布は変化しているが、全量(インベントリー)としては、放射性セシウムの半減期に従って減少していることが分かった。このようなシステムは簡便に海底の放射性セシウム濃度を測定できるので、海底のセシウムの挙動の解明に役立つ。

論文

SfMで作成したDSMによる積雪深推定手法

宮坂 聡*; 宇野女 草太*; 田村 恵子*; 伊藤 嘉高*; 石崎 梓; 眞田 幸尚

日本リモートセンシング学会第63回(平成29年度秋季)学術講演会論文集(CD-ROM), p.81 - 84, 2017/11

空中線量計測と同時撮影を前提として、空中写真を用いたSfM手法により作成した積雪前後のDSMデータを用いて、積雪深の推定手法の評価を行った。本手法による精度は、個別地点における放射線測定データの補正に必要な精度には満たなかったものの、レーザ測量と比較して、一定の相関は認められた。より精度向上が期待できる方法としては、サイドラップを可能にする等の撮影方法の改善及び解像度による精度の違いの検討が考えられる。

論文

福島の環境回復に向けた取り組み,3; 環境放射線モニタリング調査・評価技術の開発

眞田 幸尚

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 59(7), p.418 - 422, 2017/07

東京電力福島第一原子力発電所事故後行われてきた環境中での放射線モニタリングについて概説するとともに、代表的なモニタリングの結果例である有人ヘリコプターを用いた航空機モニタリング及び人手でサーベイメータを用いて行われている地上モニタリングについて紹介し、相互比較を行った例を示す。また、新たな技術開発例として無人機の活用例と課題について説明する。

論文

Operational quantities and new approach by ICRU

遠藤 章

Annals of the ICRP, 45(1S), p.178 - 187, 2016/06

国際放射線防護委員会(ICRP)が提案する臓器・組織の等価線量、実効線量等の防護量は、放射線による人体の被ばくの程度を定量化し、線量の制限や防護の最適化を図るために使われている。人体に対して定義される実用量は測定できないため、国際放射線単位測定委員会(ICRU)は、測定によって防護量を評価するための実用量を開発した。現在使われている実用量は、30年以上も前に定義されたものである。ICRUは、ICRP 2007年勧告における防護量の変更を契機に実用量の検討を行った。その結果、委員会は現在のものに替わる新たな実用量を提案することとした。エリアモニタリングに対しては、ICRU球のある深さで定義する線量から、粒子フルエンスに基づき防護量と関連付けた量に変更する。本発表では、新たに提案する実用量の定義と、それが線量測定の実務に及ぼす影響について検討した結果を報告する。

論文

Irradiation performance of HTGR fuel in WWR-K research reactor

植田 祥平; Shaimerdenov, A.*; Gizatulin, S.*; Chekushina, L.*; 本田 真樹*; 高橋 昌史*; 北川 健一*; Chakrov, P.*; 坂場 成昭

Proceedings of 7th International Topical Meeting on High Temperature Reactor Technology (HTR 2014) (USB Flash Drive), 7 Pages, 2014/10

カザフスタン共和国核物理研究所(INP)のWWR-K照射炉において、実用小型高温ガス炉の通常運転条件下での燃焼度100GWd/t-Uを目標とする高温ガス炉燃料を用いたキャプセル照射試験が実施されている。本照射試験は、国際科学技術センター(ISTC)の枠組のもとで原子力機構とINPが共同で実施する、カザフスタンでは初の高温ガス炉燃料照射試験である。本照射試験では、原子力機構が新たに、HTTRの燃焼度(最高33GWd/t-U)よりも高い100GWd/t-Uへの高燃焼度化設計を施した$$^{235}$$U濃縮度10%未満の低濃縮UO$$_{2}$$燃料核TRISO被覆燃料粒子を用いている。本照射試験に供したTRISO被覆燃料粒子および燃料コンパクト試料は共に、HTTR燃料製造技術にもとづいて日本の原子燃料工業が製造したものである。WWR-Kにおけるヘリウムガススウィープキャプセルおよびガススウィープ設備は共に、INPが設計・製作した。本照射試験は2012年10月に開始され、2015年2月末までに完了する予定である。本照射試験は燃焼度69GWd/t-Uに到達し、新設計のTRISO被覆燃料粒子の健全性を確認した。さらに、燃料設計時に予測した通り、製造時のSiC層破損粒子が照射中に追加破損したことによると考えられる核分裂生成物ガスの放出が観察された。

論文

X線及び中性子回折法による残留応力測定技術

鈴木 裕士

熱処理, 46(1), p.11 - 18, 2006/02

X線回折法による非破壊応力測定技術は、ひずみゲージなどの機械的計測法に代わる測定技術として、工業分野から研究開発分野に至るまで、さまざまな分野に応用されている。最近では、放射光から得られる高エネルギーX線や中性子線を用いた新しい応力測定技術が開発され、材料表面直下や材料深部など、実験室系では測定が困難であった領域・条件における残留応力評価が可能になっている。本解説では、これら特性X線,高エネルギーX線,中性子線による残留応力測定技術について、その基本原理と幾つかの応用例について解説した。

報告書

保健物理-研究と管理,No.47; 2004年度

東海研究所保健物理部; 那珂研究所管理部安全管理課; 高崎研究所管理部安全管理課; 大洗研究所保安管理室放射線管理課; 関西研究所管理部安全管理課; むつ事業所管理部保安管理課

JAERI-Review 2005-028, 232 Pages, 2005/08

JAERI-Review-2005-028.pdf:13.23MB

本報告書は、日本原子力研究所の東海,那珂,高崎,大洗,関西研究所及びむつ事業所における2004年度の保健物理部門の業務について、保健物理研究及び放射線管理業務の2部門に分けて概要を記述したものである。

報告書

ワンススルー型微小試料密度測定装置の開発

小野澤 淳; 串田 輝雄; 金澤 浩之

JAERI-Tech 2004-061, 39 Pages, 2004/11

JAERI-Tech-2004-061.pdf:8.64MB

照射済み燃料に生じるスエリング(体積膨張)は、照射による核分裂生成物(FP)のペレット内への蓄積によって発生する。スエリング率は、照射中の中性子束密度に依存するため、ペレットの中心部と外周部ではその値が大きく異なる。これらを詳細に比較するためには、ペレットから採取した幾つかの微小試料(数mgから数十mg)の密度を正確に測定する必要があるが、原研・燃料試験施設における現有の放射性試料対応型密度測定装置では、微小試料の密度を高精度で測定するのは困難である。このような背景のもとに、高い放射能を有する微小な試料の密度を、遠隔操作によって高精度かつ容易に測定を可能とするワンススルー型微小試料密度測定装置を開発した。本開発では、$$phi$$3$$times$$1tmmの試料における密度値1%TD以下,標準偏差0.05以内を目標精度とした。形状,重量,密度の異なる金属標準試料及びセラミック標準試料を用いた種々の特性試験の結果において、当該装置に期待される十分な性能を有することが確認できた。また、可動部をモーター駆動することにより測定にかかわる一連の流れを自動化し、遠隔操作にて容易に密度測定が可能となった。今後、本装置をホットセル内に設置する予定である。

報告書

保健物理-研究と管理,No.46; 2003年度

東海研究所保健物理部; 那珂研究所管理部安全管理課; 高崎研究所管理部安全管理課; 大洗研究所保安管理室放射線管理課; 関西研究所管理部安全管理課; むつ事業所管理部保安管理課

JAERI-Review 2004-024, 209 Pages, 2004/11

JAERI-Review-2004-024.pdf:26.17MB

本報告書は、日本原子力研究所の東海,那珂,高崎,大洗,関西研究所及びむつ事業所における2003年度の保健物理部門の業務について、保健物理研究及び放射線管理業務の2部門に分けて概要を記述したものである。

論文

X-ray diffraction study on GaAs(001)-2$$times$$4 surfaces under molecular-beam epitaxy conditions

高橋 正光; 米田 安宏; 水木 純一郎

Applied Surface Science, 237(1-4), p.219 - 223, 2004/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:30.88(Chemistry, Physical)

その場表面X線回折法により、GaAs(001)-$$(2times4)$$再構成表面を詳しく調べた。試料は、他の解析用真空槽に搬送することなく、分子線エピタキシー条件下でそのまま測定に付した。一定のAs圧下において、GaAs(001)-$$(2times4)$$構造の$$beta$$相に相当する範囲内で基板温度を上げていきながら、多数のX線回折パターンを測定した。545$$^circ$$Cまでの比較的低い温度では、測定されたX線回折パターンは$$beta$$2(2$$times$$4)表面とよく一致した。しかしながら、585$$^circ$$Cでは、$$(2times4)$$周期性をなお保ちながら、$$beta$$2(2$$times$$4)とは異なる回折パターンが得られた。この変化は、Asダイマーが一部脱離し、$$beta$$2(2$$times$$4)と$$alpha$$2(2$$times$$4)とが混在した表面になったことにより説明できる。

報告書

国際原子力総合技術センターの活動; 平成13年度

国際原子力総合技術センター

JAERI-Review 2003-003, 81 Pages, 2003/05

JAERI-Review-2003-003.pdf:3.48MB

本報告書は、日本原子力研究所国際原子力総合技術センターの平成13年度の業務概要をまとめたものである。東京研修センター及び東海研修センターにおいて実施した研修並びに技術交流推進室が実施した業務の内容を中心に、研修のための技術開発や運営管理などについて述べた。両研修センターでは、年度当初に計画した国内及び国外向けの研修をおおむね予定どおりに実施したのに加え、臨界事故後の法改正に関連して国の要請により実施した原子力専門官研修も第3回目を迎えた。また、12年度より開始した原子力保安検査官研修及び原子力特別防災研修も2年目を迎えた。本年度の修了者の合計は1,310名であった。発足後6年目を迎えた技術交流推進室では、アジア・太平洋原子力技術交流にかかわる業務及び国際研修にかかわる計画立案等を進めるとともに、第3回アジア地域原子力人材養成ワークショップを開催した。これらの活動のほかに、研修内容の改善に資するための技術開発や関連研究も進めており、着実な成果を上げている。

論文

Automatic measurement of low level contamination on concrete surfaces

立花 光夫; 伊藤 博邦; 島田 太郎; 柳原 敏

Proceeding of International Waste Management Symposium 2002 (WM '02) (CD-ROM), 8 Pages, 2002/00

廃止措置の最終段階では、建屋構造物の確認測定が必要であるが、精度良い放射能測定には多くの費用が生じると言われている。そこで、建屋表面の低レベル放射能汚染を自動測定するために、2層型検出器とその駆動機構(RAPID)を開発した。RAPIDは,予め設定した測定計画に従って移動し、コンクリート表面の放射能測定を自動で実施できる。RAPIDを用いて特性評価試験を行った結果、$$^{60}$$Coに対する検出限界値は測定時間30秒で0.14Bq/cm$$^{2}$$であった。また、RAPIDを実際の測定作業に適用した結果、測定効率は5m$$^{2}$$/hであり、作業員による直接測定のおよそ2倍であることがわかった。

論文

Spatial and energy distributions of skyshine neutron and $$gamma$$ radiation from nuclear reactors on the ground-air boundary

Orlov, Y. V.*; Netecha, M. E.*; Vasiljev, A. P.*; Avaev, V. N.*; Vasiliev, G. A.*; Zelensky, D. I.*; Istomin, Y. L.*; Chevepnin, Y. S.*; 野村 靖

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(Suppl.1), p.598 - 602, 2000/03

国際科学技術センター(ISTC)のプロジェクトとして「原子炉放射線の大気中散乱(スカイシャイン)実験研究」が、中性子と$$gamma$$線との混在場でのスカイシャインベンチマーク問題の設定を目的にロシアのRDIPE(原子炉研究開発機構)、カザフスタンのIAE NNC RK及び日本原子力研究所により行われた。本発表は、実験に使われた2つの研究炉RA炉とIVG.1M炉からの大気中へ放出される放射線の測定及び炉から1.5kmまでのスカイシャイン放射線の測定について述べたものである。炉から放出される放射線は、炉心上側3高さ位置で高速・熱中性子束及び$$gamma$$線線量率の径方向分布が、放射化検出器及び熱蛍光線量計で測定された。また、中性子スペクトルが閾及び放射線化検出器で測定された。炉から1.5kmまでのスカイシャイン放射線については、高速・中速・熱中性子束、中性子・$$gamma$$線線量率及び中性子・$$gamma$$線スペクトルが、種々の検出器を用いて測定された。スカイシャイン放射線は、気象条件(気圧、温度、湿度)に依存すること、また、中性子線量率の方が8~20倍$$gamma$$線線量率より大きいことが実験的に確かめられた。測定データは計算手法の検証に使用される。

論文

SiC-based fibers synthesized from hybrid polymer of polycarbosilane and polyvinylsilane

出崎 亮*; 成澤 雅紀*; 岡村 清人*; 杉本 雅樹; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 伊藤 正義*

Key Engineering Materials, 164-165, p.39 - 42, 1999/00

ポリカルボシランとポリビニルシランをブレンドしたハイブリッドポリマー繊維に真空中電子線を照射して不融化処理を行い、焼成してSiC系繊維を合成した。そのセラミックス化の過程を、ガス分析、ラジカル測定、FT-IR測定、TG-DTA測定などから調べた。

論文

Irradiation and ESR analysis temperature dependence of the gamma-ray response of alanine-polystyrene dosimeters

小嶋 拓治; 森下 憲雄; 伊藤 久義; S.Biramontri*

Applied Radiation and Isotopes, 47(4), p.457 - 459, 1996/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:40.53(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

冷凍食品照射における工程管理や超電導磁石使用の大型加速器施設で用いられている材料・機器部品等の劣化診断を目的とした線量測定、またレファレンス線量計としての信頼性確保のため、アラニン線量計の多様な条件下における特性を明らかにすることが望まれている。そこで、アラニン-ポリスチレン線量計のガンマ線応答について、線量5kGy照射温度-196~+30$$^{circ}$$C、及び線量範囲0.1~10kGy、ESR測定温度0~+50$$^{circ}$$Cの条件下の特性を調べた。照射温度依存性については、すでに報告した温度係数+0.24%/$$^{circ}$$C(0~+70$$^{circ}$$C)が-15$$^{circ}$$Cまで適用できることが確認されたが、-78$$^{circ}$$C及び-196$$^{circ}$$Cではこの係数を用いた補正値より実際の応答は約8%低い値となった。また、ESR信号強度は測定温度にボルツマン定数に基づく絶対温度の逆数の関数で依存し、線量に依らず0~+50$$^{circ}$$Cの測定温度範囲で平均-0.25%/$$^{circ}$$Cの係数をもつことがわかった。

論文

Characteristics of various film dosimeters for ion beams,III; Design and development of dosimetry system for irradiation of film dosimeters

小嶋 拓治; 須永 博美; 滝沢 春喜; 橘 宏行

JAERI TIARA Annual Report 1994, p.71 - 73, 1995/00

イオンビームを利用する研究開発において、放射線の照射効果の比較・評価及び照射の制御のためには、共通の尺度である吸収線量の正確な測定とともに試料内の深さ方向の線量分布の評価が不可欠である。今回は、前者について、走査ビームにより得られるフルエンスが均一な照射場における熱量及び電荷測定の同時比較により、粒子エネルギーの測定及びビームモニターとしての電荷測定法における不確かさの評価に関する研究を行った結果について報告する。予備実験結果に基づき、本研究の実験を可能とする、複合材料耐環境性試験装置に付属する照射治具及び計測システムを設計・製作した。これを用いたH$$^{+}$$ 20MeVビームの粒子エネルギーは、18.94MeV($$pm$$0.8%)であり公称値により近くばらつきも少なかったことから、予備実験で得られた測定上の問題点はほぼ解決されたと考えられる。今後は、本治具・計測システムを用いたデータを集積する。

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