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廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2026-016, 64 Pages, 2026/06
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、令和元年度から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、さまざま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・基盤的研究およ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、令和4年度に採択された研究課題のうち、「革新的アルファダスト撮像装置と高線量率場モニタの実用化とその応用」の令和4年度から令和6年度分の研究成果について取りまとめたものである。ここでは、二つの検出器の開発を実施している。一つ目は、作業員の安全の確保のための
線核種の炉内の分布を明らかにする技術の実現を目指し、スミヤろ紙上に付着するより細かい
線核種を含む、微細なダストの詳細な分布を可視化することを可能にする技術の開発である。令和6年度末までに、発光波長が500-800nmかつ5.5MeVのアルファ線入射で、発光量が70,000光子相当の材料開発といった目標値を満たす材料の開発などを実施することができた。あわせて、
粒子とそれ以外の粒子との判別方法を確立し現場適用ができた。二つ目の検出器は、光ファイバーを用いた超高線量率場での線量率モニタの開発であり、これまでよりも線量率の測定下限値を低くでき、当初の目標値(下限値)よりも低い線量率である1mSv/h未満から測定が可能になった。また、上限値も1kSv/h以上までの線量率が測定でき、非常に幅広いダイナミックレンジを有した検出器の開発に成功し、現場適用が決定した。加えて、放射線で発電する放射線電池などへの応用も検討した。あわせて、学生を含む若手研究者に対する活躍の場も提供できた。
廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2025-048, 56 Pages, 2026/02
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5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、令和4年度に採択された研究課題のうち、「革新的アルファダスト撮像装置と高線量率場モニタの実用化とその応用」の令和5年度分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、二つの検出器の開発を実施している。一つ目は、作業員の安全の確保のための
線核種の炉内の分布を明らかにする技術の実現を目指し、スミヤろ紙上に付着するより細かい
線核種を含む微細なダストの詳細な分布の可視化を可能にする技術の開発である。令和4年度の研究開始時は資材等の準備からはじまり、優れた位置分解能と高感度化を目指した検出素子などの材料開発や光検出器などのハード及びソフトウェアの準備を順調に行うことができた。また、令和5年度末までに発光波長が500-800nmかつ5.5MeVの
線入射で、発光量が70,000光子相当の目標値の中に入る材料開発などを実施することができた。さらに、画像から
、
線等との分別ができるようなアルゴリズムの開発を進めることができた。二つ目は、光ファイバーを用いた超高線量率場での線量率モニタの開発である。こちらについても、高感度化を目指した検出素子などの材料開発及びシミュレーション体系の構築とその解析ができた。モニタとしての実証試験も実施して、20mSv/h未満から1kSv/h以上までの線量のダイナミックレンジを有することがわかり、現場適用に対応可能な検出器の開発が進められた。
廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2024-016, 61 Pages, 2024/12
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4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・基盤的研究およ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、令和4年度に採択された研究課題のうち、「革新的アルファダスト撮像装置と高線量率場モニタの実用化とその応用」の令和4年度分の研究成果について取りまとめたものである。ここでは、2つの検出器の開発を実施している。1つ目は、作業員の安全の確保のための
線核種の炉内の分布を明らかにする技術の実現を目指し、スミヤろ紙上に付着するより細かい
線核種を含む微細なダストの詳細な分布を可視化することを可能にする技術の開発である。初年度にあたることから研究開始時は資材等の準備から始まり優れた位置分解能、高感度化を目指した検出素子などの材料開発、光検出器などのハードおよびソフトウェアといった準備を順調に行うことができた。令和4年度末までに発光波長が500-800nmの目標値の中に入る材料の開発などを実施することができた。2つ目の検出器は、光ファイバーを用いた超高線量率場での線量率モニタの開発である。こちらについても、高感度化を目指した検出素子などの材料開発およびシミュレーション体系の構築といった準備を順調に行うことができた。そして目標発光波長である650-1,000nmを満たす当該材料の開発を行うことができた。加えて、モニタとしての実証試験も実施して、80mSv/h未満から1kSv/h以上までの線量のダイナミックレンジを有することが分かり、現場適用に対応可能な検出器の開発が進められた。
廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2022-065, 111 Pages, 2023/03
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3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、平成30年度に採択された「アルファダストの検出を目指した超高位置分解能イメージング装置の開発」の平成30年度から令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和3年度が最終年度となるため4年度分の成果を取りまとめた。本研究は、スミヤろ紙上に付着するより細かい
線核種を含む微細なダストの詳細な分布を可視化することを可能にする技術の開発を目的の1つとする。この目的を満たすためには、これまでの研究から、シンチレータ信号の効率化と、発光した信号の収集効率の向上が必要であり、その工夫を行い、位置分解能10
m以下を達成することができた。これらの研究課題の過程で、新たなシンチレータ材料の創成が期待でき、上記の
ダストモニタのみならず、多くの応用が期待できた。特に当該研究に関連して、非常に高い線量率場における線量率の分布を、光ファイバーを用いて測定できるかもしれないとの着想を得た。そこで、光ファイバーを用いた高線量率モニタの実証についても、最大数kSv/h程度の線量率下の環境で実施することができた。
廃炉環境国際共同研究センター; 東北大学*
JAEA-Review 2021-044, 58 Pages, 2022/01
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、平成30年度に採択された「アルファダストの検出を目指した超高位置分解能イメージング装置の開発」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、廃炉のある段階から作業員が実際に炉内に立ち入る際に、体内被曝の影響が指摘されるアルファ線を放出する核種を含むダストやデブリについての、形状や核種を観測するための装置や素材の開発を目的としている。さらに、作業員が立ち入る前の高線量率場での分布測定についても計測するための装置や素材についても、その開発を目的とする。令和2年度には、これらの目的に対して、前者は撮像カメラ、エネルギー測定部位、および、それらを統合したシステム開発と実証を行うことができた。また、後者についても、令和元年度に引き続き、新しい赤色・近赤外発光シンチレータ材料の開発と実証試験を行うことができた。
池田 隆司
Journal of Chemical Physics, 141(4), p.044501_1 - 044501_8, 2014/07
被引用回数:19 パーセンタイル:55.74(Chemistry, Physical)通常水分子の変角振動によるとされている1600cm
付近に現れるピークが超臨界水の偏光ラマンおよび偏光解消ラマンスペクトルでは消失することが実験により観測されている。一方赤外吸収スペクトルには対応するピークが明瞭に現れることが観測されている。本研究では第一原理分子動力学と分極理論を組み合わせることにより赤外吸収スペクトルとラマンスペクトルの解析法を構築した。我々の計算法により水の赤外・ラマンスペクトルの上記の奇妙な振る舞いが再現されることを示した。通常の水で1600cm
に観測されるラマンスペクトルのピークの起源を議論した。
石井 敏満; 大岡 紀一; 那珂 通裕; 金谷 邦雄; 齋藤 順市; 岡本 芳三*
Proceedings of 6th Far-East Conference on Nondestructive Testing (FENDT '02), p.273 - 278, 2002/00
原子力施設において、安全上重要な構造物や機器は、原子炉停止中の検査は元より、運転中にも状態を監視して健全性を確保することが重要であり、それには各種の非破壊試験法を適切に応用する必要がある。また、原子力施設では、原子炉の運転に伴う放射線や高温の環境により検査員が接近できない場所にも多くの機器が設置されており、これらを監視するためのリモートセンシング技術を応用した非破壊試験法の確立が急務となっている。本報では、最近リモートセンシング技術として注目されている、赤外線サーモグラフィを原子力施設の機器や構造物の診断に応用した例として、赤外線サーモグラフィによりJMTRの機器や構造物の熱画像データを取得し、機器の運転状態や構造物の内部状態との対応について評価することにより、非破壊試験法としての有効性を検討した結果について紹介する。
-SiC growth by ion ImplantationZhang, Z.; 鳴海 一雅; 楢本 洋; 山本 春也; 宮下 敦巳
Journal of Physics D; Applied Physics, 32(17), p.2236 - 2240, 1999/09
被引用回数:14 パーセンタイル:54.21(Physics, Applied)Si(100)基板に150keV
C
イオンを、低温で9.0
10
/cm
まで注入して非晶質なSi+C層を形成後、熱処理による固相結晶成長過程を、X線回折法、フーリエ赤外分光法によって調べた。その結果、以下の結論を得た。(1)化学量論比を考慮してイオン注入を行うことにより、Si中で、結晶性の
-SiCを形成できる。(2)固相結晶成長させる場合、大量イオン注入の条件下でも、基板を非晶質状態に保つことが重要で、その後の熱処理過程に影響を与える。
横山 淳; 横山 啓一; 藤沢 銀治
Chemical Physics Letters, 237, p.106 - 110, 1995/05
被引用回数:13 パーセンタイル:44.94(Chemistry, Physical)オクタフルオロシクロブタンの赤外多光子解離反応ダイナミックスを光分解片並進分光法を用いて研究した。分解反応(cyclo-C
F
2C
F
)で放出される生成物の相対運動エネルギーは、31kJ/molにピークを持つ分布を示し、出口障壁(逆反応の活性化エネルギー)の約30%が運動エネルギーへ変換されることがわかった。ab initio分子軌道法計算により得られた遷移状態構造をもとに、切れていくCF
基とCF
基の間に反発力が働き、生成物であるC
F
が回転励起するというモデルを用いて出口障壁の運動エネルギーへの変換割合を求めた。その結果は、実験値とよく一致し、cyclo-C
F
の分解反応は、二つのC-C結合が段階的に切れるメカニズムで進むことを明らかにした。
横山 淳; 横山 啓一; 藤沢 銀治
Bulletin of the Chemical Society of Japan, 68, p.3355 - 3363, 1995/00
被引用回数:3 パーセンタイル:27.80(Chemistry, Multidisciplinary)標題分子の赤外多光子解離反応機構を光分解片並進分光法を用いて研究した。初期光分解反応としてHCl脱離およびC-Cl結合解離が競争的に起こり、その分岐比は0.66対0.34であることがわかった。この分岐比はRRKM計算の結果と一致した。また、分解前の分子の平均励起エネルギーはC-Clの結合解離エネルギーより14~36kcal/molだけ大きいことがわかった。さらに、二次光分解としてC
HF
ClラジカルのC-Cl結合解離およびCF
CFCl分子のC=C結合解離が観測された。
横山 淳; 横山 啓一; 藤沢 銀治
Journal of Chemical Physics, 100(9), p.6487 - 6491, 1994/05
被引用回数:31 パーセンタイル:73.44(Chemistry, Physical)2-クロロ-1,1,1,2-テトラフルオロエタン(CF
CHClF)の赤外多光子解離反応における反応機構とダイナミックスを光分解片並進分光法を用いて研究した。初期分解反応として、三中心HCl脱離反応(CF
CHClF
CF
CF+HCl)及びC-Cl結合解離反応(CF
CHClF
CF
CHF+Cl)が競争的に起こり、分解する分子の74%がHCl脱離反応で分解することがわかった。また、HCl脱離反応による分解生成物の運動エネルギー分布の測定から、三中心HCl脱離反応のポテンシャルエネルギー曲面には数kcal/molの出口障壁が存在することを明らかにした。
小田 哲三
JAERI-M 93-052, 49 Pages, 1993/03
UF
統計熱力学的諸性質を広い温度領域にわたって計算し、特に200の分子振動準位についての結果は300Kの温度におけるポピュレーション順にテーブル化した。さらに、UF
V
バンドカンターについてのシミュレーションと同位体選択性についての評価を行い、これによると多数のホットバンドによる重畳の結果、スペクトルは準連続的な形状を示すが同位体選択性はわずかながら吸収波長に対して依存性を示すことがわかった。本研究は遠心分離ウラン濃縮プラントの保障措置を目的とした「光吸収濃縮度モニタシステム」の設計に不可欠な情報となるだけでなく、一般の赤外スペクトルの解析にも充分役立つ結果を提供するものである。
C永野 哲志; 中嶋 悟*; 中山 真一; 長田 和男*; 妹尾 宗明
Clays and Clay Minerals, 40(5), p.600 - 607, 1992/00
被引用回数:33 パーセンタイル:74.76(Chemistry, Physical)高レベル廃棄物処分場周辺及び核種の移行経路となる岩石亀裂中には、人工バリア材や含鉄鉱物から溶出した鉄が酸化物・水酸化物として多量に存在する。放射性核種はこれらの鉄化合物に固定されることが期待されるが、その固定能は鉄化合物の種類だけでなく結晶性にも大きく左右される。従って、結晶性を含めた鉄化合物の存在形態を把握することは重要な課題である。本研究はこれらの目的のために固定能の大きいと考えられるゲーサイト(FeOOH)について、結晶化に伴う色の変化を測色法、可視及び赤外分光法等の手法により定量的に調べたものである。
中嶋 悟
日本電子ニュース, 27(1-2), p.12 - 17, 1987/02
天然の岩石の構成物質である鉱物については、X線マイクロアナライザーによって数
mオーダーでの元素分布が知られるようになったが、今後は、これらの元素がどのような状態で存在するかについての情報も必要とされる。その1つの分析法として、鉱物の顕微赤外分光法は、非破壊で鉱物の微小領域の結晶構造や水の存在状態、多原子価元素の価数等の情報が得られ、鉱物の生成条件や2次的変化などの推定に有効である。フーリエ変換型顕微赤外分光計を用いて、天然の鉱物の20
m領域での状態分析を試みた。岩石の割れ目(水みち)周辺での鉱物の水和現象などの研究は、岩石中での物質移動に関与した水の役割を明らかにできよう。また、地層中に存在する微量天然有機物のキャラクタリゼーションは、酸化還元条件に敏感な元素の還元による固定を調べる上で重要である。これらの研究は、顕微赤外分光法で可能となろう。
大和田 謙
Spectrochimica Acta, Part A, 35A(11), p.1283 - 1288, 1979/00
硝酸ウラニル錯塩、UO
(NO
)
・6H
O,UO
(NO
)
(NO
)
(NH
)
,K
UO
(NO
)
F
,K
UO
(NO
)
(CN)
の赤外線スペクトルを4000~30cm
の波数範囲で測定した。2,3の補正項を含む原子価力場を仮定して基準振動の解析を行い、これにもとづいて各錯塩の骨格振動の帰属を行った。その際、各錯塩のU=0,U-NO
およびU-L(L=H
O,NH
,F,CN)結合に関する近似的な力の定数を得た。また、錯塩中のU=0結合に及ぼす配位子の影響(配位子効果)を調べるため、U=0結合における1
n-分子軌道の重なり積分を計算し、これとU=0伸縮振動の力の定数との関係を検討した。
大和田 謙
Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 40(7), p.1369 - 1374, 1978/07
被引用回数:20四塩化ウラニル錯塩(K
UO
Cl
,3H
O,Rb
UO
Cl
,H
O,(NH
)
UO
Cl
,4H
O)の赤外線吸収スペクトルを4000~30cm
の波数範囲で測定し、更に外圏イオン(K
,Rb
,NH
)を無視して(UO
Cl
)
イオンについての基準振動の解析を行った。この解析には、改良Urey-Bradley力場ならびに改良原子価力場を用い、ウラン-酸素(U-O)結合およびウラン-塩素(U-Cl)結合に関する各種の力の定数を得た。また、得られた力の定数に基づいてU-O結合に及ぼす配位子の影響を考察した。ウラニルイオンに配位子が結合すると、配位子からウラン原子へ電荷の移動が起こり、これによってU-O結合が弱められる結果となることが推論され、さらに、配位子からウラン原子への電荷の移動量は簡単な経験式(2次曲線)によって近似的に算出しうることが示された。
大和田 謙
Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 39(9), p.1601 - 1605, 1977/09
被引用回数:62カリウム4臭化ウラニル(K
UO
BR
)およびセシウム4臭化ウラニル(Cs
UO
Br
)の赤外吸収スペクトルを4000cm
~30cm
の波数範囲で測定した。また本化合物の外圏イオン(K
、Cs
)を無視し、UO
Br

)イオンのみの基準振動の解析を行った。解析には補正項を含むUrey-Bradley力場および原子価力場を採用し、ウラン-酸素(U-O)およびウラン-臭素(U-Br)結合に関する各種の力の定数を決定した。これらの力の定数のうちとくに2個のU-0結合間の相互作用の力の定数に注目し、これと2結合間の相互結合分極率との関係について議論した。
吾勝 常勲; 石森 富太郎
Radiochem.Radioanal.Lett., 18(2), p.51 - 59, 1974/02
小型グローブボックスに30l容量の蒸発罐を設け、この中でアルカリ性とした廃液を蒸発させる。蒸発罐の蓋に赤外線ヒーターをとりつけ、液の上面から加熱する。グローブボックスの換気気流はたえずヒーターと液面の間を通り、フィルターろ過後スタックから排出される。このとき、蒸発水は復水せず、換気気流ではこばれる。蒸発後残査はせっこうで固化した。2年間に約400lの廃液を処理して、ミストの発生、塩の昇華、突沸、爆発を防止する条件を考えた。また換気気流の放射線汚染のないことを確認して、この方法の安全性を確かめた。
曽我 猛; 大和田 謙; 岩崎 又衛
Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 35(6), p.2069 - 2074, 1973/06
被引用回数:3RbF-UF
系の複フッ化物の遠赤外吸収スペクトルを波数範囲500cm
-30cm
で測定した。その結果、390cm
-340cm
及び200cm
付近に観測された強い吸収帯は、UF
及びアルカリ金属-ウラン(IV)複フッ化物のスペクトルの検討から、それぞれU-F伸縮振動及びF-U-F変角振動に帰属された。また、120cm
以下に内部錯イオンと外部イオンの相互作用によって生じる格子振動が観測された。ルビジウム-ウラン(IV)、ナトリウム-ウラン(IV)及びカリウム-ウラン(IV)複フッ化物について、U-F伸縮とF-U-F変角の力の定数の近似値を各化合物内でUF
の構造が部分的に保持されていると仮定して求めた。また、それらから導かれるU-F原子間距離をBadger's ruleによって求めた。
大和田 謙
Applied Spectroscopy, 21(5), p.332 - 335, 1967/00
抄録なし
single crystals after gamma-ray irradiation下司 和男; 高木 豊
Japanese Journal of Applied Physics, 3, p.126 - 127, 1964/00
抄録なし