Unveiling the effects of Mn, Cr, Al, and Si on the low-temperature tempering behaviors of high-carbon martensite

Zhang, Y.*; 丸澤 賢人*; 工藤 航平*; 諸岡 聡; Gong, W.; Harjo, S.; 宮本 吾郎*; 古原 忠*

Journal of Materials Science & Technology, 275, p.250 - 259, 2026/12

https://doi.org/10.1016/j.jmst.2026.04.015

This study examines how substitutional alloying elements (Mn, Cr, Al, and Si) influence low-temperature tempering reactions in high carbon martensitic steels. Through comprehensive experimental techniques including neutron diffraction et al., the work clarifies how alloying modifies tempering kinetics by affecting carbon diffusion and phase nucleation. Al and Cr strongly suppress martensite tetragonality reduction and carbon redistribution, while retained austenite decomposes in two stages that are selectively delayed by different alloying elements. Overall, the tempering sequence and kinetics are shown to be governed by alloying-dependent control of carbon mobility and phase transformations.

Directional fast neutron detectors for neutron source surveys over large areas

弘中 浩太; 小泉 光生; 持丸 貴則*; 高橋 時音; 山西 弘城*; 若林 源一郎*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1090, p.171675_1 - 171675_7, 2026/10

https://doi.org/10.1016/j.nima.2026.171675

Directional fast neutron detection is critical for efficient neutron source surveys in nuclear security applications. In this study, we investigate detector geometries and measurement strategies that enable neutron source localization using plastic scintillation detectors without neutron moderation. Two detector configurations were developed: a rod-shaped scintillator equipped with photomultiplier tubes (PMTs) at both ends and a plate-shaped scintillator instrumented with four PMTs at its corners. Angular response measurements to incident neutrons and rectilinear scanning measurements relative to a neutron source were performed. Both detectors exhibited clear angular dependence in neutron count rates attributable to detector geometry. Rectilinear scanning measurements enabled identification of the point of closest approach to the source along the scan path and estimation of the source--detector distance. For the plate-shaped detector, analysis of relative PMT signal strengths provided additional directional information, enabling three-dimensional localization of the neutron source using a single detector. These results demonstrate that plastic scintillation detectors, when combined with appropriate geometries and scanning strategies, can achieve neutron source localization --- which is a key capability for mobile neutron source survey applications.

Chemisorption behavior of CsOH vapor on UO under high temperatures and various water vapor concentrations

Mohamad, A. B.; 中島 邦久; 井元 純平*; 高野 公秀

Journal of Nuclear Materials, 631, p.156826_1 - 156826_12, 2026/09

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2026.156826

It is estimated that considerable amounts of Cs remain in the reactors at the Fukushima Daiichi nuclear power plant and may react with the reactor materials such as UO fuel as reported by our previous paper. In order to understand the chemisorption behavior of CsOH vapor on UO fuel, chemisorption tests between CsOH vapor on UO under different water vapor concentrations and temperatures were performed. As predicted by the thermodynamic analysis, the experimental result indicated that, under the poor water vapor condition, chemisorption to form CsUO occurred even at 1273 K. On the other hand, as predicted by the thermodynamic analysis, the experimental result indicated that, under the rich water vapor condition, chemisorption to form CsUO occurred at 1273 K and 1473 K. Therefore, this study demonstrates the crucial role of thermodynamics in predicting the conditions under which chemisorption occurs. In addition, it was suggested that the chemisorption rate of CsOH vapor on UO pellet was considerably higher than that onto type 304 stainless steel.

Real-time inversion of radioactive source distribution using air dose rate measurements via least absolute shrinkage and selection operator method

Shi, W.*; 町田 昌彦; 岡本 孝司*; Luo, X.*; Feng, W.*; Liu, X.*

Reliability Engineering & System Safety, 272, Part1, p.112538_1 - 112538_18, 2026/08

http://doi.org/10.1016/j.ress.2026.112538

深刻な原子力事故時における緊急対応の信頼性は、放射性線源分布をリアルタイムで確実に監視できるかどうかに大きく依存する。しかし、この安全機能は、監視の死角を生じさせる物理的制約や動的な放出を追跡するには静的手法が不十分であるという問題によって大きく制約されている。本研究では、線源推定の信頼性およびロバスト性を向上させるため、時間正則化を導入したLASSO回帰に基づく動的再構成フレームワークを提案する。具体的には、スライディングウィンドウ型の時間ペナルティ機構を導入し、時間ステップ間の線源変化に対してノルム制約を課すことで、物理的連続性を確保する。また、放射線遮蔽や時間的に変動する強度によるバイアスを補正するため、寄与行列および測定ベクトルを正規化した。検証には、内部遮蔽を有する二室モデルを用い、PHITS(モンテカルロシミュレーション)を用いて実施した結果、遠隔測定データから動的線源を高精度に再構成できることが示された。時間正則化は、空間エイリアシングを抑制し、状況認識能力を向上させる。スライディングウィンドウ幅(正則化なし)の場合、ホットスポット位置は大きく変動し、平均絶対誤差の変動量は約であった。一方、では空間的一貫性が改善され、誤差変動量は程度まで低減した。比較解析の結果、精度と計算コストのバランスの観点からが最適であることが示された。本研究は、困難な条件下においても線源位置および強度を高精度で追跡可能とする、動的ハザード評価のためのより信頼性の高い手法を提示するものである。提案手法は、原子力施設における緊急時管理のレジリエンスと安全性を向上させる意思決定支援ツールとしての活用が期待される。

視界不良・高線量下での空間認識のための超音波可視化技術(委託研究); 令和6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; 大阪大学*

JAEA-Review 2026-010, 87 Pages, 2026/07

JAEA-Review-2026-010.pdf:4.87MB

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(1F)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6年度に採択された研究課題のうち、「視界不良・高線量下での空間認識のための超音波可視化技術」の令和6年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究では、1F廃炉における燃料デブリ取り出しにおいて、取り出し作業中に想定される視界不良・高線量環境下における空間認識が可能な技術として、超音波フェイズドアレイ(以下、「PA」という。)による可視化手法を確立することを目的とする。空中・水中両方での物体形状の可視化技術の開発を目指し、プロジェクトを実施研究グループごとに、(1)超音波PA計測による空中・水中での物体形状の可視化(大阪大学)、(2)空中超音波PAデバイスの開発(日本大学)、(3)高フレームレートPAによる粒子浮遊環境下での可視化スキームの構築(東北大学)、(4)高強度ガンマ線環境に対応する超音波計測手法の開発(大阪大学)の4項目に分けて研究・開発を実施する。

高放射線耐性を有する無線データ伝送用チップセットの要素開発(高周波アナログ回路開発) (委託研究); 令和6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; 東京科学大学*

JAEA-Review 2026-005, 51 Pages, 2026/07

JAEA-Review-2026-005.pdf:3.06MB

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(1F)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6年度に採択された研究課題のうち、「高放射線耐性を有する無線データ伝送用チップセットの要素開発(高周波アナログ回路開発)」の令和6年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、1Fの原子炉格納容器および圧力容器内において使用可能な無線通信システムの構築を目的とし、耐放射線性を有する回路技術の要素開発を行うものである。要素開発は「高周波アナログ回路開発」と「ベースバンド回路開発」の二つのサブテーマの連携により実施される。本研究では、高周波アナログ回路開発を担当し、耐放射線性を有するシリコンCMOS集積回路技術に加え、ダイヤモンド半導体を用いて各種回路を設計・実装する。シリコンCMOS高周波アナログ回路では、電力増幅器、低雑音増幅器、ミキサ、可変利得増幅器などの高周波アナログ信号処理回路を開発する。ダイヤモンド半導体では、電力増幅器および電源回路についてデバイスから開発する。最終的には、通信速度2.5Mbps以上、積算線量1MGy以上に耐える無線通信用チップセットの試作部品の実現を目指す。

Implementation of ideal cascade model for uranium enrichment to nuclear fuel cycle simulator

阿部 拓海; 鈴木 大河*; 岡村 知拓*; 中瀬 正彦*

Annals of Nuclear Energy, 232, p.112224_1 - 112224_7, 2026/07

https://doi.org/10.1016/j.anucene.2026.112224

Reprocessed uranium is important for sustainable nuclear fuel use. It contains isotopes such as U-232, U-234, and U-236, which influence enrichment and later nuclear fuel cycle steps. To evaluate these effects, nuclear fuel cycle simulators require cascade models capable of handling multi-isotopic uranium. In this study, an ideal cascade model based on the matched abundance ratio cascade was implemented in a nuclear fuel cycle simulator NMB4, developed by the Institute of Science Tokyo and Japan Atomic Energy Agency. A three-component approximation was introduced to simplify calculations. Validation against numerical solutions and experimental data showed good agreement. Compared with the simple coefficient method, the ideal cascade model improved predictions for isotopes such as U-232 and U-236, which affect radiation, separative work, and actinide production. These results demonstrate that the new model enhances the accuracy of reprocessed uranium evaluation, aiding future fuel cycle planning.

Optimization of microwave power in ESR dosimetry of tooth enamel in Japanese macaques

林 哲平*; 山下 琢磨*; 光安 優典*; 小野 健太*; 岩見 聡音*; 木野 康志*; 関根 勉*; 岡 壽崇; 高橋 温*; 清水 良央*; et al.

International Journal of Radiation Biology, 102(7), p.888 - 895, 2026/07

https://doi.org/10.1080/09553002.2025.2534998

福島第一原子力発電所事故によって放出された放射性核種による長期的な慢性被ばくによる生物影響を調べている。放射線によって野生ニホンザルの歯のエナメル質中に生じる炭酸ラジカルを電子スピン共鳴(ESR)装置で測定することで、個体の被ばく線量を推定している。本研究では、マイクロ波出力や掃引速度などのESR測定条件を検討した。

Operational challenges of positive pressure systems for radiation protection in medical facilities

松本 智紘*; 田邊 翔太*; 山本 知佳*; Zhao, T.*; 澤野 豊明*; 野中 沙織*; 加藤 秀之*; 山口 文恵; 高原 省五; 田中 知明*; et al.

Journal of Radiological Protection, 46(3), p.032501_1 - 032501_10, 2026/07

https://doi.org/10.1088/1361-6498/ae80d3

During nuclear disasters, shelter-in-place (SIP) is often a safer alternative to evacuation for patients in medical facilities who may be particularly vulnerable. In Japan, medical institutions located near nuclear facilities have been equipped with positive-pressure systems (PPS), designed specifically for radiation protection. However, operational protocols to execute and manage SIP and PPS remain poorly defined. This study aimed to investigate the challenges in implementing SIP at the time of nuclear catastrophe while maintaining essential clinical functions. A case study was conducted at the Matsue Red Cross Hospital, located within an urgent protective action planning zone. Data were gathered through participation in the hospital's nuclear disaster countermeasures committee and through analysis of meeting minutes, facility documents, and technical specifications. The findings revealed a fundamental conflict between the technical requirements of PPS and the continuity of clinical services. Four critical sub-challenges were identified: (1) the unavoidable presence of certain staff and patients in non-protected zones within the hospital; (2) the potential inability to maintain sufficient positive pressure in protected zones during active clinical service; (3) the difficulty in regulating indoor temperature and humidity as a consequence of PPS operation; and (4) the increased risk of external radiation exposure in the vicinity of PPS units when outdoor ambient dose rates are elevated. For facilities that already have PPS installed, further investigations into PPS operations and the development of countermeasures are necessary. Furthermore, when installing PPS in the future, it is desirable for the government, hospitals, and installation companies to thoroughly discuss operations and design systems to minimise the impact on hospital functions.

NMR evidence for full-gap spin-triplet superconducting state in UBe

南 晶子*; 松野 治貴*; 森田 恭平*; 松木 麟太朗*; 小手川 恒*; 播磨 尚朝*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*; 藤 秀樹*

Journal of the Physical Society of Japan, 95(7), p.074711_1 - 074711_11, 2026/07

https://doi.org/10.7566/JPSJ.95.074711

We performed Be-NMR measurements on UBe to probe its superconducting state. The Knight shift behavior indicates spin-triplet pairing with anisotropic spin susceptibility reduction below , providing strong evidence for a triplet state. The data support a multiband, fully gapped model, and symmetry analysis suggests an order parameter, consistent with a fully gapped spin-triplet topological superconductor.