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論文

Yields of strand breaks and base lesions induced by soft X-rays in plasmid DNA

横谷 明徳; 藤井 健太郎; 牛込 剛史; 鹿園 直哉; 漆原 あゆみ; 渡邊 立子

Radiation Protection Dosimetry, 122(1-4), p.86 - 88, 2006/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:38.25(Environmental Sciences)

軟X線により誘発される、DNA損傷の収率を調べた。軟X線のLETは、$$gamma$$線と超軟X線のそれの中間にある。通常のX線発生装置から得られる広いエネルギースペクトルを持つ軟X線は、放射線生物学実験のみならず乳がん検診にも広く用いられている。ICRPの勧告によれば、軟X線の放射線加重係数は$$gamma$$線のそれと同じ1とされている。しかし、そのエネルギースペクトル上には、制動放射により発生する数10keV以下の低エネルギー光子の成分がかなり多い。これらの低エネルギー光子は、光電効果により低速の光電子やAuger電子を多数発生させるためDNAに対してより高密度な電離・励起を与え、複雑なDNA損傷を誘発すると考えられる。われわれはWターゲット,150kVpで運転したX線発生装置より得られる軟X線をDNAに照射し、生じたDNAの鎖切断収率を定量した。さらに、塩基除去修復酵素との反応を利用して定量された塩基損傷の収率についても報告する予定である。

論文

Role of bremsstrahlung radiation in limiting the energy of runaway electrons in Tokamaks

Bakhtiari, M.; Kramer, G. J.*; 武智 学; 玉井 広史; 三浦 幸俊; 草間 義紀; 鎌田 裕

Physical Review Letters, 94(21), p.215003_1 - 215003_4, 2005/06

 被引用回数:38 パーセンタイル:18.1(Physics, Multidisciplinary)

トカマクにおいて発生する逃走電子の制動輻射は逃走電子の最大エネルギーを制限することがわかった。逃走電子の取りうる最小、及び最大のエネルギーはそれぞれ衝突と制動輻射によって決められている。さらに、キセノンのような高Zガスを入射することによって、ディスラプションによって励起された逃走電子電流を逃走電子が第一壁に到達する前に停止しうることがわかった。

論文

Measurement of depth distributions of $$^{3}$$H and $$^{14}$$C induced in concrete shielding of an electron accelerator facility

遠藤 章; 原田 康典; 川崎 克也; 菊地 正光

Applied Radiation and Isotopes, 60(6), p.955 - 958, 2004/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:68.1(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東海研究所の電子リニアックは、核物理研究,放射性同位元素の製造等に用いられる強力中性子,光子及び電子線源として33年間利用され、1993年にその運転を停止した。本研究では、コンクリート遮へい体中に生成された誘導放射性核種量を調査するために、ボーリングにより遮へい体から試料を採取し、$$^{3}$$H及び$$^{14}$$Cの濃度分布を測定した。測定結果は、加速器施設のデコミッショニング,廃棄物管理における有用なデータとして利用することができる。

論文

Applicability study on existing dosimetry systems to high-power Bremsstrahlung irradiation

Mehta, K.*; 小嶋 拓治; 須永 博美

Radiation Physics and Chemistry, 68(6), p.959 - 962, 2003/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.92(Chemistry, Physical)

既存線量計システムの高出力制動放射線への適用性を線量相互比較を通して調べた。5MeV電子加速器から得た高出力制動放射線を用いて数種の線量計をファントム中で4-12kGy照射した。線量計には、3種のアラニン線量計と3種の液体化学線量計(硫酸セリウム,重クロム酸及びエタノールクロロベンゼン)及びグルタミン線量計を用いた。制動放射線に対する線量応答については、Co-60$$gamma$$線の校正曲線から線量値を決定した。いずれの線量計も3線量レベルの値は3%以内でよく一致し、高出力制動放射線にも応用できることが示された。

報告書

Inferring $$Z_{eff}$$ spatial profile from background light in incoherent Thomson scattering diagnostic

内藤 磨; 波多江 仰紀

JAERI-Research 2002-033, 9 Pages, 2003/03

JAERI-Research-2002-033.pdf:0.46MB

トムソン散乱計測機器を用いて、電子温度分布,電子密度分布と同時にプラズマの有効荷電数($$Z_{eff}$$)分布を計測する方法について報告する。通常は正味の散乱光子数を求めるために散乱光からの差し引きだけに使われる背景光のデータは制動放射光の視野積分の情報を含んでいる。シミュレーションによる解析の結果、不純物線からの背景光への寄与が制動放射光の1割以下であれば、この背景光のデータを用いることにより十分な精度で有効荷電数分布を再構成できることを明らかにした。

論文

Conceptual design of tokamak high power reactor (A-SSTR2)

西尾 敏; 飛田 健次; 牛草 健吉; 小西 哲之

プラズマ・核融合学会誌, 78(11), p.1218 - 1230, 2002/11

経済性と環境安全性に優れたトカマク炉(A-SSTR2)の概念設計を行った。ITER-FEATとほぼ同じサイズのコンパクトさで、4GWの高い核融合出力を得るべく、規格化ベータ$$beta_{N}$$=4及びトロイダルコイルの最大経験磁場23Tを設定した。60MW,1.5MeVの負イオン中性粒子ビーム電流駆動と約80%のブートストラップ電流で定常運転を行う。装置構成上の特徴はセンターソレノイド(CS)コイルが排除されている点である。CSコイルを排除してもプラズマ着火及び電流立ち上げが可能であることを1.5D輸送コードTOPICS及びASTRAコードを用いたシミュレーションにより示した。最大磁場23Tのトロイダルコイルに作用する強大な電磁力を支持するために、CSコイルを排除したトーラス中心領域に支持構造部及び中心支柱を配置し許容応力を満足する構造解を見いだした。ポロイダルコイルは6個と簡素化されているが、三角形度0.4,楕円度1.8のプラズマ平衡配位が得られている。ERRATO-Jコードの評価では、導体壁をr/a=1.2の位置に置くことで$$beta_{N}$$=4までキンクモード(n=1,2)が安定となる。TOPICSで得られた分布では、最大出力時においてもバルーニングモードは安定であることが確認されている。垂直位置不安定性については、バナジウム合金製の5cm厚の鞍型安定化シェルの設置により、不安定性の成長率を40Hzと抑制することができ、フィードバック制御の見通しが得られた。

論文

Photofission of $$^{209}$$Bi at intermediate energies

羽場 宏光; 笠岡 誠*; 五十嵐 学*; 鷲山 幸信*; 松村 宏*; 大浦 泰嗣*; 柴田 誠一*; 坂本 浩*; 古川 路明*; 藤原 一郎*

Radiochimica Acta, 90(7), p.371 - 382, 2002/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.95(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

最大エネルギー(E$$_{0}$$)=450-1100MeVの制動放射線を$$^{209}$$Bi標的に照射し、生成核質量数領域56$$leq$$A$$leq$$135において総計63核種の光核分裂収率を測定した。これらの収率値に、most probable charge(Z$$_{p}$$)をAの一次関数Z$$_{p}$$=RA+S,分布の半値幅FWHM$$_{CD}$$をAによらず一定と仮定したガウス関数を最小二乗フィットさせ荷電分布を求めた。Z$$_{p}$$並びにFWHM$$_{CD}$$値は、E$$_{0}$$$$geq$$600MeVで変化せず一定でR=0.421$$pm$$0.001, S=0.6$$pm$$0.1, FWHM$$_{CD}$$=2.1$$pm$$0.1c.d.であった。これらの荷電分布パラメータを基に収率データがある質量数で質量収率を求めた。得られた対称的質量収率分布はガウス関数で再現でき、その半値幅(FWHM$$_{MD}$$)とmost probable mass(A$$_{p}$$)はそれぞれFWHM$$_{MD}$$=33$$pm$$1m.u.,A$$_{p}$$=96$$pm$$1m.u.であった。本研究で得られた$$^{209}$$Biの荷電分布,質量収率分布は、$$^{197}$$Auの同様の実験結果並びに光子誘起核内カスケード理論計算PICA3/GEM(Photon-induced Intranuclear Cascade Analysis code combined with the Generalized Evaporation Model)と比較しながら議論する。

報告書

超臨界水冷却固体増殖ブランケットシステムの概念検討

榎枝 幹男; 小原 祥裕; 秋場 真人; 佐藤 聡; 秦野 歳久; 古作 泰雄; 黒田 敏公*; 菊池 茂人*; 柳 義彦*; 小西 哲之; et al.

JAERI-Tech 2001-078, 120 Pages, 2001/12

JAERI-Tech-2001-078.pdf:8.3MB

本報告書は、経済的競争力の強化と技術的な堅実さの維持を両立する原型炉ブランケットの概念構築を目的として行われた平成12年度の原型炉ブランケット設計会議での作業内容をとりまとめたものである。平成11年度の核融合会議戦略検討分科会の議論等から、原型炉の果たすべき使命に関して見直しがなされ、経済的な競合性を有する実用炉の原型であり、それと同じ材料と設計を使用して商業的に魅力ある動力炉の原型であるから、原型炉で、実用化に必要な技術はすべて開発し実証する、と結論付けられた。この見直しを受けて、過去数年にわたるプラズマ研究や炉工学技術開発の進展を勘案して、開発目標として再設定をし、原型炉としてA-SSTRで提案された超臨界水冷却方式の固体増殖ブランケットを目標とし、その概念検討を行った。本概念検討の結果、除熱,発電,燃料増殖,遮蔽などの基本的な性能に関して、超臨界水冷却固体増殖ブランケットの実現可能性が示された。また、電磁力に関する検討,超臨界水による腐食防止に関する予備調査,トリチウム生成挙動と回収方式の検討,冷却発電システムの検討,モジュール製作性の検討,遠隔保守着脱機構,交換計画の検討などを行い、今後解決するべき検討課題を明らかにした。

論文

Measurement of photoneutron spectrum due to gas bremsstrahlung at the insertion decive beamline of SPring-8

浅野 芳裕

Advanced Photon Source International Workshop on Radiation Safety at Synchrotron Radiation Sources, p.1 - 7, 2001/04

SPring-8のビームラインには最大8GeVのエネルギーを持つ制動放射線が混入してくる。この高エネルギー$$gamma$$線と遮蔽体であるビームライン構造物との光核反応によって中性子が発生する。この光核反応中性子スペクトルを測定した。また得られたスペクトルや、ハッチ外での光核反応中性子線量とモンテカルロシミュレーション計算結果と比較し、良い一致を得られた。このことから、今までビームライン建設を進めるうえで、ガス制動放射線による光核反応中性子線量と精度良く評価できるようになった。

報告書

核融合動力炉A-SSTR2の物理検討

西尾 敏; 牛草 健吉; 植田 脩三; Polevoi, A.*; 栗田 源一; 飛田 健次; 栗原 良一; Hu, G.; 岡田 英俊*; 村上 好樹*; et al.

JAERI-Research 2000-029, 105 Pages, 2000/10

JAERI-Research-2000-029.pdf:4.19MB

本論文は、定常トカマク核融合原型炉SSTR、コンパクトで高出力の改良型定常トカマク動力炉A-SSTR及び環境適合性を高め稼働率向上を目指した大型核融合動力炉DREAM等の設計をベースに、高い経済性、稼働率を有し環境適合性に優れた小型で大出力の高効率核融合動力炉A-SSTR2のプラズマ物理の成立性を論じたものである。JT-60で得られている実験データをもとにこれからの炉心プラズマ研究の進展を予測して、主半径6.2m、小半径1.5mでプラズマ電流が12MAの高磁場トカマクとし、規格化$$beta$$値4で4GWの核融合出力とした。超伝導コイルは高温超伝導を用いた高磁場コイルとし、最大経験磁場を23Tとした。超伝導マグネット系の簡素化及び強い電磁力支持の観点から、中心ソレノイドコイル無しの設計とするとともに、分解・保守用大型水平ポートを想定して、ポロイダル磁場コイルを装置の上下に6個の設置することとした。このような著しく簡素化されたコイル系で、プラズマの平衡、形状制御性、着火、12MAまでの非誘導電流駆動立ち上げ、ダイバータを検討し、A-SSTR2概念の成立性が明らかにされている。

論文

Characterization and evaluation studies on some JAERI dosimetry systems

小嶋 拓治; 須永 博美; 橘 宏行; 滝沢 春喜; 田中 隆一

IAEA-TECDOC-156, p.91 - 98, 2000/06

アラニン線量計を主として、原研で開発し使用している数種類の線量測定システムについて、線量率、放射線照射中の温度、線量計読み取り時の温度や素子の方向等が、線量応答に与える影響を定量的に明らかにした。これらにより、$$^{60}$$Co$$gamma$$線、0.15~3MeV電子線及び制動放射X線のリファレンス/トランスファー線量計あるいはルーチン線量計としての特性を評価した。これとともに、線量相互比較を通じて、これらの線量測定システムにより与えられる線量値の信頼性をチェックした。本成果は、1995年より行われたIAEAの研究協力計画「放射線プロセスにおける品質保証のための大線量測定システムの特性研究と評価」の一環として得られたものである。

論文

Control of fusion power in a steady-state tokamak reactor

栗原 良一; 西尾 敏; 植田 脩三; Polevoi, A. R.; 青木 功; 安島 俊夫*; 岡田 英俊*; 長谷川 満*; 牛草 健吉

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.3, p.553 - 557, 2000/00

商業発電炉は、日中や季節ごとの電力需要の変化に応じて炉の出力制御が可能である方が望ましい。従来、自己点火プラズマの核融合炉にとって出力制御は容易でないと考えられてきた。本論文は、将来の定常核融合動力炉において核融合出力制御が可能であることを明らかにした。原研で検討している革新的定常核融合炉A-SSTR(定格出力4.0GW)を例に、外部から容易に制御できる加熱電流駆動パワー,電子密度,プラズマ電流を変化させることにより、どの程度、核融合出力を変化させることができるか、電流駆動解析コードACCOME及び1.5D輸送コードTOPICSを用いて評価した。その結果、定格運転パラメータからプラズマ電流を25%、電子密度を38%、加熱電流駆動パワーを25%の範囲で変化させ、定格核融合出力の66%まで下げられることを明らかにした。

論文

Feasibility and social acceptability of tokamak fusion reactor

関 泰

New Energy Systems and Conversions, p.355 - 359, 1999/00

この10年間のITERの概念設計活動と工学設計活動により核融合実験炉は直ちに建設に着手できるまでに実現性が高まった。実験炉の次にはSSTR(定常トカマク炉)が原型炉として想定される。トカマク型動力炉が社会に受け入れられるには、環境影響、安全性と経済性の面でほかのエネルギー源と競合できなければならない。最近、我が国において提案された磁気閉じ込め核融合炉概念を紹介し、社会受容性を議論する。そして社会受容性を得るためにの研究開発の方向を明らかにする。

論文

Collisional relaxation of an electron velocity distribution function in ultra-fast laser irradiation

山極 満; Koga, J. K.; 匂坂 明人*; 永島 圭介

Plasma Physics and Controlled Fusion, 41(2), p.265 - 270, 1999/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:90.52(Physics, Fluids & Plasmas)

超短パルスレーザー照射完全電離プラズマにおいて加熱される電子の速度分布関数の衝突緩和について2次元非線形フォッカー-プランク解析を行った。トンネリングイオン化あるいはATI(above-threshold ionization)を経て生じる電子振動及び電子-イオン衝突による逆制動輻射加熱に対する電子-電子衝突の効果について検討を行った。電子-電子衝突の有無による低エネルギー電子の個数の差異はレーザーパルス後でも数10%に達し得ることを見いだした。これは、低速電子による再結合率評価において電子の自己衝突効果を無視し得ないことを示している。さらに、本研究では、電子の1次元エネルギースペクトルのほか、速度分布関数の2次元構造についても論議した。

論文

定常トカマク核融合炉:SSTRおよびA-SSTR

菊池 満

プラズマ・核融合学会誌, 74(9), p.944 - 946, 1998/09

SSTRは1990年に原研が実施した、定常トカマク炉の概念検討であり、自発電流(ブートストラップ電流)を最大限に利用したものである。一方、A-SSTRは、SSTRの検討結果をベースにしつつ、経済性の観点で改善を行うためのに大幅な合理性を図ったものである。A-SSTRでは、高温超電導体を低温で用いることにより、高磁界を発生させ、トカマク本体をコンパクト化するとともに、2台設置による共通設備の合理化、熱効率の改善による高性能化を目指している。

論文

Consideration of high T$$_{c}$$ superconductor application to magnets for tokamak fusion reactors

安藤 俊就; 礒野 高明; 中嶋 秀夫; 菊池 満; 辻 博史

Fusion Technology 1998, p.791 - 794, 1998/00

最近の高温超伝導体の発展に伴い、その核融合炉への適用について考察した。その結果、定常トカマク型動力炉(SSTR)のトロイダル・コイルにおいて、16.5Tの磁場を従来の4.5Kの温度での運転を20Kまで上げて運転できることが示された。さらに30Kの温度での運転も、今後の高温超伝導体の開発の進展で可能であり、核融合炉が低コストで運転できることが示された。

論文

Application of HIP bonding to first wall panel fabrication made from reduced activation ferritic steel F82H

古谷 一幸; 榎枝 幹男; 秦野 歳久; 佐藤 聡; 黒田 敏公*; 高津 英幸

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.2023 - 2029, 1998/00

 被引用回数:13 パーセンタイル:26.61

核融合原型炉用ブランケットの構造材として日本が検討を進めている低誘導放射化フェライト鋼であるF82Hによるブランケット構造体製作技術開発の一環として熱間静水圧加圧合法(HIP接合法)を適用した原型炉用ブランケット第一壁小型パネルの製作を実施した。小型パネルは、長さ250mm、幅120mm、厚さ18mmの板状で、8$$times$$8mm、肉厚1.5の矩形冷却管を10本内蔵する複合構造体である。製作された小型パネルに有為な変形は確認されず、寸法精度は良好であった。また、金相観察、SEM観察等よりHIP接合界面における接合不良等の欠陥は確認されず、EPMA分析からも良好な接合状態であることを示す結果が得られた。これらの結果より、HIP接合法が、F82Hによる原型炉用ブランケット構造材の製作手法として十分に適用可能の見通しを得た。今後は上記小型パネルに冷却水ヘダー、熱電対等を装備した試験体による高熱負荷試験を行い、熱機械特性等の評価を実施する。

論文

Intense coherent bremsstrahlung light source utilizing compact electron accelerators

峰原 英介; 田中 英一*

Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., P. 119, 1997/00

自由電子レーザーは、クライストロン等のマイクロ波の発振管の原理を可視光やもっと短波長の電磁波の発生に応用したものである。電子エネルギーは基本的には波長と直接的な電子ビームの関係式があり、厳しい制限を課しているが、アンジュレーター周期等を短くし、電子のバンチを波長程度に短くすれば小型の高出力電子加速器を自由電子レーザー駆動源として動作させることが可能である。発振させるためには、大電流が狭い空間に閉じ込められている必要があるが、これが満たされず、発振に必要な増幅率を確保できなくても有用な、強度の大きな、短波長の電磁波が利用できる。小型の高出力電子加速器を用いて、空間的または時間的に可干渉である遠赤外域から硬X線域までの広い範囲の電磁波を生成できることを議論し、この新しい光源を提案する。小型の高出力電子加速器は、電子ビームが高品質であることが必要であるので、具体的には20MeVから10MeV程度の超伝導リニアック及び静電加速器を想定している。アンジュレーターは、発生波長によって結晶格子、超格子及び通常型プレナーアンジュレーター等を利用することが可能である。

論文

Error field analysis of steady state tokamak reactor with ferromagnetic (F82H) blanket

竹治 智; 森 雅博; 菊池 満; 二宮 博正; 實川 資朗; 伊藤 孝雄; 栗山 正明; 岸本 浩

16th IEEE/NPSS Symp. on Fusion Engineering (SOFE '95), p.1214 - 1217, 1995/06

定常トカマク炉SSTRのブランケット材の有力候補である低放射化フェライト鋼(F82H)は、強磁性体である為、強磁性効果によるプラズマや装置への影響を詳細に分析する必要がある。ここでは、強磁性体ブランケットにより発生する不整磁場について、不整磁場分布及びそのモード解析を行い、不整磁場によるプラズマ閉じ込めへの影響を評価した。不整磁場は、ポート部で強く発生し、離れるに従って指数関数的に減少する。プラズマ閉じ込めに最も影響が大きいと思われる径方向の不整磁場は、ポート端部で~600G、プラズマ中心で~5Gである。プラズマ表面でのトロイダルモード数=1、ポロイダルモード数=2の不整磁場は約0.4Gであり、プラズマ崩壊(ロックトモード)発生の予測値とほぼ等しい。このことは、更に若干の工夫を加えることにより、ロックトモードを回避できる可能性があることを示している。

報告書

Calculation of air activation in an electron linac facility using the EGS4 code system

遠藤 章

JAERI-Tech 95-004, 19 Pages, 1995/02

JAERI-Tech-95-004.pdf:0.83MB

高エネルギー電子加速器施設では、電子ビームがターゲットに入射したとき発生する制動放射線による光核反応で、空気中の原子が放射化される。本研究では、電磁カスケードモンテカルロコードEGS4を用い、100MeV電子が銅ターゲットに入射したとき発生する制動放射線スペクトルを求め、空気中に生成される$$^{11}$$N、$$^{13}$$C、$$^{15}$$Oの濃度を計算した。計算で得られた濃度は、実測値とファクター2以内で一致し、モンテカルロ法で得られる制動放射線スペクトルが、電子加速器施設における誘導放射能の評価に有効であるとが示された。

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