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論文

Using natural systems evidence to test models of transformation of montmorillonite

Savage, D.*; Wilson, J.*; Benbow, S.*; 笹本 広; 小田 治恵; Walker, C.*; 川間 大介*; 舘 幸男

Applied Clay Science, 195, p.105741_1 - 105741_11, 2020/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:11.68(Chemistry, Physical)

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、粘土を主体とする緩衝材の長期的な安全機能は、モンモリロナイトが存在することによる高膨潤性と低透水性が維持されるかどうかに影響される。多くの場合、安全評価ではモンモリロナイトのイライト化(非膨潤性鉱物)への変質が懸念され、半経験的な速度論モデルによる評価が行われている。一方、近年、化学反応だけでなく、反応と輸送の2つの現象をカップリングしたモデルでの評価もなされている。本研究では、反応-輸送モデルでの評価を行い、既往の半経験的な速度論モデルによる評価と比較した。その結果、反応-輸送モデルでは、半経験的な速度論モデルに比べて、保守側の評価にはなるものの、天然の事例を再現するという観点では課題があることが示唆された。このため、地層処分におけるニファフィールドの長期変遷評価において、反応-輸送モデルを用いた評価を行う場合は、解析結果の解釈にあたり注意を要することが必要である。

論文

Natural systems evidence for the effects of temperature and the activity of aqueous silica upon montmorillonite stability in clay barriers for the disposal of radioactive wastes

Savage, D.*; Wilson, J.*; Benbow, S.*; 笹本 広; 小田 治恵; Walker, C.*; 川間 大介*; 舘 幸男

Applied Clay Science, 179, p.105146_1 - 105146_10, 2019/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:56.2(Chemistry, Physical)

本研究では、モンモリロナイトの安定性における温度及び溶液中のシリカ活量の影響に係る天然事例について評価を試みた。異なる熱力学データベースを用いた熱力学的モデルにより、モンモリロナイトの安定領域は、0$$sim$$140$$^{circ}$$Cの温度領域であると推測された。一方、溶液中のシリカ活量が低い場合、モンモリロナイトの安定領域の一部は、イライトが安定な領域に変わることも示唆された。また、日本の沖合におけるODPサイトで得られた堆積物中の間隙水や鉱物組成に係るデータでは、60$$^{circ}$$C程度の温度までは、モンモリロナイトと非晶質シリカが安定であるが、より高温の条件では、イライトと石英の組み合わせが安定であることも示唆された。一方、百万年を越えるような長期においても、80$$^{circ}$$Cよりも低温の条件では、スメクタイトの一種であるモンモリロナイトは、イライトに変換されないことも示唆された。

論文

Preliminary test of the EA-AGE3 system for $$^{14}$$C measurement of CaCO$$_{3}$$ samples and coral-based estimation of marine reservoir correction in the Ogasawara Islands, Northwestern Subtropical Pacific

國分 陽子; 三ツ口 丈裕*; 渡邊 隆広; 山田 努*; 浅海 竜司*; 井龍 康文*

Radiocarbon, 61(5), p.1593 - 1601, 2019/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Geochemistry & Geophysics)

日本原子力研究開発機構・東濃地科学センターに設置された自動グラファイト化装置AGE3及びペレトロン年代測定装置(JAEA-AMS-TONO)を用いて造礁サンゴ試料の$$^{14}$$C測定を実施した。本研究では、まず、沖縄本島南岸で採取した2つの完新世中期化石サンゴについて、AGE3で調製したグラファイトと従来法(リン酸分解)で調製したグラファイトの$$^{14}$$C測定値を比較した。その結果、AGE3で調製したグラファイトの方がわずかに$$^{14}$$C濃度が高くなる傾向が見られた。この傾向は、AGE3を用いることによって古い試料(例えば10,000 BP)の$$^{14}$$C年代が過小評価される可能性を示唆するが、現代/近代試料への影響は無視できる。そこで、小笠原諸島・父島で採取した現生サンゴに刻まれている1900年代$$sim$$1950年代の年輪から2$$sim$$3年毎に試料を削り出し、これらの年輪試料にAGE3を適用して$$^{14}$$C濃度を測定し、この海域におけるリザーバー年代補正の評価を行った。

論文

福島第一原子力発電所における事故対応ワークロード分析に基づく緊急時対応力向上に関する研究

吉澤 厚文*; 大場 恭子; 北村 正晴*

日本原子力学会和文論文誌, 18(2), p.55 - 68, 2019/06

本研究は、東京電力福島第一原子力発電所の緊急時対策本部における事故時のワークロードマネジメントを分析することにより、緊急時対応力向上を目的としたものである。選定した事象は、緊急時対応力が求められた福島第一原子力発電所の3号機におけるHPCIの停止による原子炉注水停止から、原子炉への注水回復を暫定的に回復することに成功した時間帯の緊急時対策本部の対応である。テレビ会議システムの映像を文字起こししたデータを基本データとし、会議録では事実関係の把握が難しい時には、各報告書や調書を参照した。また、ワークロードマネジメントを評価する手法は、Crew Resource Managementの手法を参照した。本研究により、発電所対策本部のワークロードマネジメントの実態が明らかになるとともに、緊急対応力向上のために、発電所対策本部および関係する外部組織に求められる課題が明らかになった。

論文

Unitization for portability of emergency response surveillance robot system; Experiences and lessons learned from the deployment of the JAEA-3 emergency response robot at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants

川妻 伸二; 三村 竜二; 淺間 一*

ROBOMECH Journal (Internet), 4, p.6_1 - 6_7, 2017/02

緊急時対応偵察ロボットの可搬性が重要であることは明らかであった。そのため、日本原子力研究所(現日本原子力研究開発機構: JAEA)が開発したRESQ-Aロボットも可搬性の考慮がなされていた。福島第一原子力発電所事故の発生後、JAEAが当初想定した現場状況に合うようにRESQ-Aロボットを改造した。しかしながら、実際の現場状況は想定を超えており、福島第一原子力発電所の操作員から情報を得て、更なる改造が必要となった。実際の状況は混乱していて、原子炉建屋内には瓦礫が飛散し、仮設のケーブルやホースが敷設されていたため、偵察ロボットは制限された通路を操作員が運べ、短時間で再組み立てを行え、更に保守時の操作員の被爆量提言のため、ケーブルやタイヤもはずせるようにしなければならなかった。JAEAは福島第一原子力発電所操作員の協力を得て、JAEA-3ロボットシステムの再改造を行なった。緊急時対応偵察ロボットが可搬性の観点から分割できるようにしなければいけないというのが教訓であり、緊急時対応偵察ロボットの分割に関する基本方針を策定した。

論文

Magnetic anisotropy and thermodynamic anomaly in the superconducting mixed state of UBe$$_{13}$$ probed by static dc magnetization measurements

清水 悠晴*; 芳賀 芳範; 柳澤 達也*; 網塚 浩*

Physical Review B, 93(2), p.024502_1 - 024502_8, 2016/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:38.57(Materials Science, Multidisciplinary)

Static dc magnetization measurements were performed for a heavy fermion superconductor UBe$$_{13}$$ single crystal. For the fields along the [100] and [110] directions of cubic lattice, a magnetic anomaly was found at a characteristic field $$H_{rm Mag}^{*}$$ within the superconducting mixed state. It was also found that magnetic anisotropy became more significant above this field. The present study shows that the thermodynamic property of superconductivity changes as a function of magnetic field.

論文

オーステナイトステンレス鋼の中性子照射による磁気特性変化に関する研究

根本 義之; 大石 誠; 伊藤 正泰; 加治 芳行

日本保全学会第12回学術講演会要旨集, p.105 - 112, 2015/07

これまで原子炉構造材として使用されるオーステナイトステンレス鋼の中性子照射に基づく材料劣化をき裂等の発生以前の予兆段階で渦電流法、交流磁化法等の磁気的手法により検知する技術開発に関連した研究成果を報告してきた。SUS304等の材料では照射以前から材料中に存在するフェライト相等の磁性相からの磁気信号が、照射による磁気変化の検知を阻害する可能性が考えられるため、本研究では、SUS304照射材の磁気測定を行い、照射量に依存した磁気変化が検知可能であることを確認した。また粒界割れ等の材料劣化と磁気データの相関に関与すると考えられる、照射材の結晶粒界での磁性相生成を透過型電子顕微鏡観察により確認した。以上の成果を報告する。

論文

Fabrication of 8Cr-2W ferritic steel tile for reduction in toroidal magnetic field ripple on JT-60U

工藤 祐介; 沢井 友次; 櫻井 真治; 正木 圭; 鈴木 優; 笹島 唯之; 林 孝夫; 高橋 龍吉*; 本田 正男; 實川 資朗; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 49(96), p.S297 - S301, 2006/12

JT-60Uでは、大体積運転においてプラズマ加熱の低下,プラズマ対向機器への熱負荷の増大を引き起こすトロイダル磁場のリップル損失を低減するため、フェライト鋼製タイルの導入を図った。JT-60Uでは重水素運転であるため、中性子発生量が低いことから、フェライト鋼として、F82Hの放射化元素の含有成分の制限を緩めた8Cr-2W-0.2V鋼を製作した。製造されたフェライト鋼は焼戻しマルテンサイト構造を示し、十分な、磁気,機械特性であった。鋼板の飽和磁化は573Kで1.7Tであり、予想より低かったものの、JT-60Uの運転では十分有効であることが計算により確認された。8-9Crフェライト鋼の飽和磁化に対する材料条件を調べることは、フェライト鋼を炉内構造物として使用する将来の核融合装置において重要である。

論文

Simultaneous measurement of fluid temperature and phase during water jet injection into high temperature melt

柴本 泰照; 久木田 豊*; 中村 秀夫

Proceedings of 11th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-11) (CD-ROM), 15 Pages, 2005/10

溶融鉛ビスマス中に貫入する水ジェットの挙動について実験的に検討した。両相の混合と相互作用を流体温度と流体相判別を同時測定することで検出した。計測には、本実験のために新たに開発したプローブを使用した。従来研究例の多い融体注入モードにおいては、水中に投入された融体の温度低下によって膜沸騰が不安定になることが、蒸気爆発の原因(トリガリング)であると考えられている。一方、本研究の対象とする冷却材注入モードでは、融体中に注入された水の温度は上昇し続け、これは一般的には膜沸騰を安定化させる効果を持つはずである。しかしながら、本研究の実験においては、水及び融体の初期温度が最も高い場合に最も不安定かつ急速な蒸気生成が起こり、融体注入モードとは明らかに異なる現象が起こっていることが明らかとなった。融体及び水の初期温度とジェット速度を系統的に変えた実験の結果から、このような不安定現象は、融体と水が液液接触した時の界面温度が水の均質核生成温度を超え、かつキャビティ内に大量の飽和水が蓄積されているときに起こることが明らかになった。一方、界面温度が水の均質核生成温度より十分に低い場合には安定な沸騰を維持できることも明らかになった。

論文

Single crystal growth and anisotropic superconducting property of PuRhGa$$_5$$

芳賀 芳範; 青木 大*; 松田 達磨; 中島 邦久; 荒井 康夫; 山本 悦嗣; 中村 彰夫; 本間 佳哉*; 塩川 佳伸; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 74(6), p.1698 - 1701, 2005/06

 被引用回数:46 パーセンタイル:83.85(Physics, Multidisciplinary)

Pu化合物超伝導体PuRhGa$$_5$$の単結晶育成に初めて成功した。磁化及び交流帯磁率測定から、常磁性磁化率及び上部臨界磁場の異方性を決定した。常磁性磁化率が等方的であるにもかかわらず、臨界磁場は2倍程度の異方性があることがわかった。このことは、伝導電子の有効質量が[100]方向と[001]方向で4倍程度異なっていることを示している。

報告書

Corrosion behavior of austenitic and ferritic/martensitic steels in oxygen-saturated liquid Pb-Bi eutectic at 450$$^{circ}$$C and 550$$^{circ}$$C

倉田 有司; 二川 正敏; 斎藤 滋

JAERI-Research 2005-002, 37 Pages, 2005/02

JAERI-Research-2005-002.pdf:20.04MB

加速器駆動核変換システムの核破砕ターゲット及び冷却材として用いられる液体鉛ビスマス中の腐食挙動に及ぼす温度及び合金元素の影響を明らかにするため、450$$^{circ}$$C及び550$$^{circ}$$Cの酸素飽和した液体鉛ビスマス中で、種々のオーステナイト及びフェライト/マルテンサイト鋼について、3000hの静的腐食試験を実施した。腐食深さを、内部酸化を含む酸化膜の厚さ,結晶粒界腐食深さ,形成したフェライト層の厚さの和と定義した。450$$^{circ}$$Cでの腐食深さは、フェライト/マルテンサイト鋼,オーステナイト鋼にかかわらず、鋼材中Cr量の増加とともに減少する。450$$^{circ}$$Cでは3つのオーステナイト鋼で、Ni及びCrの明らかな溶解は起こらなかった。フェライト/マルテンサイト鋼の腐食深さは、550$$^{circ}$$CでもCr量の増加とともに減少する。JPCA及び316ステンレス鋼のオーステナイト系ステンレス鋼の腐食深さは、550$$^{circ}$$CでのNiの溶解に起因するフェライト化によって、フェライト/マルテンサイト鋼より大きくなる。約5%のSiを含むオーステナイト系ステンレス鋼は、保護的なSi酸化膜が形成し、Ni及びCrの溶解を防ぐため、550$$^{circ}$$Cで優れた耐食性を示す。

報告書

フェライト磁場計算コードFEMAGの開発

浦田 一宏*

JAERI-Data/Code 2003-005, 36 Pages, 2003/03

JAERI-Data-Code-2003-005.pdf:2.96MB

将来の核融合装置の設計において、低放射化フェライト鋼をプラズマ対向材料、及びリップル低減デバイスとして使用することを計画している場合、プラズマに対する誤差磁場評価、及びリップル低減検討を行うために、フェライト磁場の計算が必要となる。しかし、フェライト鋼磁気特性(B-Hカーブ)の非線形性から収束計算が不可欠となるため、設計ツールとして要求される計算の高速実行は難しくなる。トカマク装置の特徴である強いトロイダル磁場中ではフェライトが磁気飽和することから、磁場源である磁荷分布を一意的に決定することができる。さらに実際に使用するフェライト板形状は薄板に限られ、またその薄板の配置がトロイダル磁場に沿うことからも、計算の高速化を図ることが可能となる。以上のようなトカマク装置特有の状況を活用することにより、高速なフェライト磁場計算コード「FEMAG」を開発した。本報告書は、「FEMAG」コードの定式化,「FEMAG」コードの使用法、及び「FEMAG」コードの妥当性検討(3次元有限要素法コードとの比較、及びJFT-2M装置における磁場実測値との比較による)を詳述したものである。計算実行例として、現在原研で計画を進めているJT-60改修装置設計における各種検討結果を示した。

論文

Modelling the effect of incorporated halogenated pyrimidine on radiation-induced DNA strand breaks

渡邊 立子; Nikjoo, H.*

International Journal of Radiation Biology, 78(11), p.953 - 966, 2002/11

 被引用回数:35 パーセンタイル:89.13(Biology)

ブロモウラシルやヨードウラシルといったハロゲン化ピリミジン(HP)をDNAに導入すると、放射線照射に対する細胞致死の感受性が増加することがよく知られている。この原因として、HPの導入によるDNA鎖切断収率の増加と修復の阻害が提唱されている。本研究の目的は、DNA鎖切断収率の増加の程度、その原因、損傷の複雑さを調べることにより、DNA損傷と細胞致死を関連付けることである。このため、X線照射によるDNA鎖切断の生成過程のモデル化にモンテカルロ法を用い、DNA鎖切断の収率と損傷のスペクトルを計算した。HPによるDNA鎖切断増加のメカニズムとしては、水和電子とHPの反応,HPの電離・励起,HP以外の塩基からHPへの電子の移動を仮定した。この結果、仮定したすべての経路によって鎖切断が増加し、HPへの電子の移動が大きく収率の増加に寄与すること、HPの導入によって切断の複雑度が増すことが示された。さらに、DNA鎖切断と細胞致死のデータの比較により、DNA二本鎖切断の細胞致死への関与が支持された。

論文

Demagnetization of undulator magnets irradiated high energy electrons

備前 輝彦*; 田中 隆次*; 浅野 芳裕; Kim, D. E.*; Bak, J. S.*; Lee, H. S.*; 北村 英男*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 467-468(Part1), p.185 - 189, 2001/07

 被引用回数:39 パーセンタイル:92.51(Instruments & Instrumentation)

2GeVの電子を照射したときのアンジュレーター磁石の磁場強度変化を測定した。測定は、(1)磁石配列,(2)磁石の形状,(3)磁力の向き,(4)標的物質,(5)磁石組成,(6)製作者の相異、の各項目について行った。照射はSPring-8の真空防止型アンジュレーターを模擬した形状で実施した。それらの結果について報告した。

論文

Effects of defect morphology on the properties of vortex system in Bi$$_{2}$$Sr$$_{2}$$CaCu$$_{2}$$O$$_{8+delta}$$ irradiated with GeV heavy ions

黒田 直志; 石川 法人; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*

Physical Review B, 63(22), p.224502_1 - 224502_5, 2001/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:48.74(Materials Science, Multidisciplinary)

酸化物超伝導体の磁束系に及ぼす柱状欠陥の形態依存性について調べた。まずTEMによる観察の結果、GeVイオンによって生成される柱状欠陥は、電子的阻止能が大きい時は、連続的な、直径のそろった1本のトラックであるが、阻止能が小さくなるに従い、直径に大きな分布を持った構造になる。このような柱状欠陥形態に依存して、磁束のグラス転移の様子も変化する。阻止能の大きなイオンによって生成された欠陥は、Bose-glass転移をもたらすのに対し、阻止能の小さなイオンによる欠陥は、Bose-glass転移とくらべて、大きな臨界指数を持った、vortex glass転移をひきおこす。

論文

Photodissociation dynamcis of CBrClF$$_{2}$$ at 157.6nm, 2; A Theoretical study using wave packet propagation

横山 啓一; 横山 淳; 高柳 敏幸

Journal of Chemical Physics, 114(4), p.1624 - 1630, 2001/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:12.67(Chemistry, Physical)

新しいレーザー同位体分離手法の開発につながる結合選択的光分解反応の例として、CBrClF$$_{2}$$の波長157.6nmにおける真空紫外光分解の動力学を波束の時間発展を量子学的に計算することにより調べた。実験的に観測されている3体解離反応(CBrClF$$_{2}$$→Br+Cl+CF$$_{2}$$)の存在を理論的に確認し、波束の運動を通してその動力学的機構を明らかにした。

論文

トカマクにおける強磁性体製真空容器の作る磁場の評価

中山 武*; 阿部 充志*; 田所 孝広*; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 佐藤 正泰; 仙石 盛夫

プラズマ・核融合学会誌, 74(3), p.274 - 283, 1998/03

核融合炉構造材の候補材として、低放射化材であるフェライト鋼が有力視されている。しかし、フェライト鋼は強磁性体であるために、磁場閉じ込め装置であるトカマク装置の真空容器として用いると、大きな誤差磁場を発生することが懸念されている。この研究では、フェライト鋼であるF82Hを日立製作所所有の小型トカマクHT-2装置に組み込み、フェライト鋼の作る磁場を実測するとともに3次元磁場解析コードMAGFiCで評価した。フェライト鋼のポート開口部付近の磁気軸で作る主半径方向磁場は約50Gと評価される。この磁場は、トロイダル磁場リップルを打ち消す方向の磁場である。

論文

Effect of sensitizing heat treatment on fatigue crack growth properties at liquid helium temperature

鴻巣 真二*; 木代 智博*; O.Ivano*; 布谷 嘉彦; 中嶋 秀夫; 辻 博史

Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, 18(6), p.671 - 678, 1995/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:19.54(Engineering, Mechanical)

核融合装置での超電導磁石支持構造材として、新たにオーステナイトステンレス鋼(12Cr-12Ni-10Mn-5Mo-0.2N)を開発した。このステンレス鋼造材を用いて、4.2Kでの疲労き裂進展特性を測定した。構造材が溶接により熱履歴を受けることは避けられないので、鋭敏化熱処理を行った材料を用いて測定、比較し、その影響を調べた。その結果、最大荷重(Pmax)で規格化したき裂開口荷重Pop/Pmaxは、鋭敏化熱処理により大きくなることが見い出された。

論文

New charge state of neptunium observed by Moessbauer emission spectroscopy in aged AmO$$_{2}$$

佐伯 正克; 中田 正美; 正木 信行

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(8), p.864 - 866, 1994/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:27.94(Nuclear Science & Technology)

約15年前に入手したAm-241線源を用い、発光メスバウア分光法により線源中のNpの化学状態を調べた。200Kではほぼ4価と5価の状態のみであり,これまでの報告と比較して、線源の化学形は二酸化物であると結論した。80Kでは小さいが新たな第3の吸収が認められた。7Kでは第3の吸収は4価の吸収より大きくなったが、第3の吸収と4価の吸収の和と5価の吸収の比は温度によらず一定であった。第3の吸収の異性体シフトは核外電子密度が高い側へシフトしているが、4価の範囲内に入っていること、及び強い温度依存性を持つことから、Amを置換して格子点に入ったNpであるが、近くに電子を捕捉した酸素空孔が存在している状態であり、長期間保管中に自己放射線損傷が進み、検出されるようになった状態であると結論した。

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:53.02(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。

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