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論文

Temperature of thermal spikes induced by swift heavy ions

松崎 勝太*; 林 宏明*; 中嶋 薫*; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; Toulemonde, M.*; 木村 健二*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 406(Part B), p.456 - 459, 2017/09

Few-nm sized gold, platinum and palladium nanoparticles were deposited on amorphous silicon nitride films. These films were irradiated with 420 MeV Au and 100 MeV Xe ions. Temperature distributions of thermal spikes produced by these ions were evaluated by observing desorption of the nanoparticles from the target surfaces upon ion impact. It was found that the temperature of the thermal spike produced by 420 MeV Au is higher than 100 MeV Xe. The observed temperature of the thermal spike at the entrance surface is slightly lower than that at the exit surface both for 420 MeV Au and 100 MeV Xe ions. These results can be well explained by the inelastic thermal spike model.

報告書

高温工学試験研究炉HTTRにおける溶融ワイヤを用いた制御棒温度計測技術の開発

濱本 真平; 澤畑 洋明; 鈴木 尚; 石井 俊晃; 柳田 佳徳

JAEA-Technology 2017-012, 20 Pages, 2017/06

JAEA-Technology-2017-012.pdf:7.9MB

高温工学試験研究炉(HTTR)の制御棒が原子炉運転中に到達する最高温度を測定するため、制御棒先端に融点の異なる合金ワイヤを設置し、原子炉出力100%の状態から原子炉スクラムを経験した後、ワイヤを制御棒から取出し、ワイヤの溶融状態を確認する体系を構築することとした。本研究で溶融ワイヤを取出すための取出し装置を作製した。取出し装置は、想定どおりに機能し、マニュピレータを用いた遠隔での溶融ワイヤを安全、かつ確実に実施することができ、かつ溶融ワイヤの外観観察も明瞭に実施できたことから、制御棒温度計測技術の開発に成功した。ワイヤの外観を観察した結果、融点が505$$^{circ}$$C以下の融解線が融解し、融点が651$$^{circ}$$C以上の融解線が融解していないことが確認された。したがって、制御棒先端の最高到達温度は、505$$^{circ}$$Cから651$$^{circ}$$Cの範囲にあること、すなわち制御棒は、反応炉スクラム時であっても、制御棒被覆材のAlloy 800Hの使用温度基準(900$$^{circ}$$C)の範囲内で使用できていることが分かった。

論文

Dose responses of irradiated fresh papaya recorded on ESR at different temperature

菊地 正博; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 89, 2015/03

Electron spin resonance spectroscopy (ESR) has been utilized as a detection method of irradiated foods. However, there is a problem on ESR measurement for the water-rich foods. We have examined two techniques to solve the water problem. In two ESR detection methods for fresh fruits, dose response curves of signal intensities were obtained independently. Three responses show the direct proportional relationship, except for main peak signals of freeze-dried powders. In this study, we examined whether $$gamma$$-induced radicals of papaya fleshes are changed after different sample preparations. The right side peak intensity is good agreement with the estimation. $$gamma$$-induced radicals of the side peak are not affected by the sample preparations. This study indicates that the ESR detection methods for fresh fruits are reliable as a quantitative measurement.

論文

Novel pressure phase diagram of heavy fermion superconductor CePt$$_{3}$$Si investigated by ac calorimetry

立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 池田 修悟; 安田 敬*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 74(7), p.1903 - 1906, 2005/07

 被引用回数:61 パーセンタイル:10.42(Physics, Multidisciplinary)

結晶反転対称性のない重い電子系超伝導物質CePt$$_3$$Siの反強磁性・超伝導転移温度の圧力依存性を交流比熱測定によって調べた。常圧で2.2Kである反強磁性転移温度(ネール温度$$T_{rm N}$$)は加圧とともに減少し消滅する。反強磁性臨界圧力$$P_{rm AF}$$は0.6GPaと決定された。一方、超伝導相は常圧から1.5GPaの幅広い圧力領域で存在する。CePt$$_3$$Siの圧力相図は大変独創的で、これまでの重い電子系超伝導物質の圧力相図と大きな違いがある。

報告書

高温照射場の中性子線量計測法の検討

小佐古 敏荘*; 杉浦 紳之*; 工藤 和彦*; 森 千鶴夫*; 飯本 武志*; 四竈 樹男*; 片桐 政樹; 林 君夫; 相原 純; 柴田 大受; et al.

JAERI-Review 2000-017, 78 Pages, 2000/10

JAERI-Review-2000-017.pdf:4.62MB

原研は、高温工学試験研究炉(HTTR)を用いる高温照射研究である「高温工学に関する先端的基礎研究」を平成6年度から実施している。平成9年度には、同研究の推進母体であるHTTR利用検討委員会に「高温放射線下での照射線量評価タスクグループ」が設置された。本報告書は、同タスクグループが、HTTRを用いる高温照射研究に資するため、高温高放射線場における中性子計測器についての開発課題を調査検討した結果をまとめたものである。取り上げた検出器は、日本国内については、(1)小型核分裂計数管、(2)小型核分裂電離箱、(3)自己出力型検出器、(4)放射化検出器、及び(5)光ファイバの、5種類の炉内検出器であり、そのほかにロシアにおける開発状況についても調査した。本報告書の内容は、高温ガス炉の核計装としても役立つものである。

論文

High-speed surface temperature measurements on plasma facing materials for fusion applications

荒木 政則; 小林 正信*

Review of Scientific Instruments, 67(1), p.178 - 184, 1996/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:55.03(Instruments & Instrumentation)

核融合炉用プラズマ対向機器の寿命は、プラズマディスラプションの程度及び回数で決定される。このため、ディスラプション中のプラズマ対向機器表面材料の損耗や損傷を評価する必要がある。材料の溶融・蒸発挙動に関する研究は、いくつか行われているが、表面温度に関する研究は温度計測技術上、多くの課題があったため粗い温度測定がなされているのが現状である。このため、計量研究所と共同で、高電圧ノイズ下における短時間(0.1~3ミリ秒)・高温度(2000$$^{circ}$$C以上)の温度測定技術の確立を目指して、核融合炉で想定される熱衝撃実験を行った。この結果、1)計量研究所にて開発された高速度赤外温度計にノイズ対策を実施することにより、核融合炉環境下に適用できること、2)実験結果は蒸発を考慮した2次元解析とよく一致した。本実験結果をもとに、多素子Ge高速度赤外温度計を設計・製作した。

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:58.15

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

蛍光による温度測定法

久保 真治; 秋野 詔夫; 秋山 光庸*; 杉山 均*

第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集, 0, p.373 - 375, 1994/05

蛍光の残光が温度に依存することを用いた温度分布測定法を開発した。この方法は温度センサたる蛍光体を温度測定する面に塗布し、キセノンフラッシュで励起する。この後に発する蛍光残光の減衰をモノクロCCDテレビカメラで撮影し、その画像から温度を求めるというものである。本測定法開発のためにまず、温度を変化させて蛍光体の定常連続発光を分光計にて調べた。そして、蛍光の残光減衰の温度による変化をテレビカメラにより測定したところ画像の明るさと温度の関係はほぼリニアであった。さらに黄銅製プレートに蛍光体を塗り付けて、プレートの両端に常温で約30$$^{circ}$$Cの温度差をつけて本温度測定法を試みた。その結果、プレートにつけた温度勾配に垂直な等温線を得ることができ、また熱電対で測定したプレートの温度勾配と本方法で得られた温度勾配はほぼ一致していた。従って本温度測定法は伝熱研究に有効に応用できると考えられる。

論文

Length change in organic insulators after reactor irradiation at 5K

渡辺 光男; 前田 裕司

J.Nucl.Mater., 133-134, p.800 - 804, 1985/00

 パーセンタイル:100

超電導マグネット用絶縁材であるGFRP積層材を、5Kで原子炉照射を行い沿層方向と貫層方向の寸法変化および回復過程を測定した。寸法変化の測定は交流レシオブリッジを使用してキャパシタンス法で行った。4.5$$times$$10$$^{8}$$Radの照射量に対して、貫層方向の寸法変化($$Delta$$l/l)は、2.3$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$であった。この値は純Alの照射による寸法変化と比べて40倍であり、また銅の室温と4.2Kの間の熱収縮の値の約70%になる。寸法変化は異方性があり、貫層方向は沿層方向に比べて2.7~3.7倍の大きい変化を示した。貫層方向の照射後の寸法変化は200Kまでは回復し、それ以上の温度では大きな逆回復(長さが増加する)が現われた。照射によって生した寸法変化のマグネットに対する機械的?乱(絶縁材料のスリップ、はく離、クラック等)への影響および逆回復について議論した。

論文

Evaluation of thermocouple fin effect in cladding surface temperature measurement during film boiling

鶴田 隆治; 藤城 俊夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(7), p.515 - 527, 1984/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:40.9(Nuclear Science & Technology)

反応度事故時の燃料挙動を調べる上で被覆管表面温度は重要な情報を与えるため、温度測定に付随する熱電対のフィン効果の程度を知る必要がある。本報では、燃料棒が高温となる膜沸騰状態において熱電対のフィン効果を評価するための式を導出し、自然対流ならびに強制対流の場合を例にとってその結果を示した。さらに、種々の太さの熱電対による温度測定実験を行い、酸化膜厚から評価した温度降下が導出した評価式による結果と良く一致することを示した。以上の結果に基づき、自然対流条件下において被覆管温度が1000$$^{circ}$$Cを超える場合、線径0.2mmおよび0.3mmの熱電対(Pt-Pt・13%Rh)による温度降下はそれぞれ約120$$^{circ}$$Cおよび約150$$^{circ}$$Cとなることを示し、また、線径・被覆管温度とともにフィン効果が増し、とりわけ強制対流条件下やクエンチ点近傍のような蒸気膜が薄い場合にフィン効果は大きくなることを確認した。

論文

核融合炉超電導マグネット用絶縁材の5K原子炉照射による寸法変化,I; 有機絶縁材

渡辺 光男; 前田 裕司

低温工学, 19(6), p.385 - 393, 1984/00

核融合炉用超電導マグネットは液体He温度で高電磁力応力下で高速中性子および$$gamma$$線を受ける。構成材の一つである有機絶縁材は、放射線に敏感であり大きな寸法変化が予想される。しかし今まで低温照射を行い寸法変化を測定した例はない。我々は有機絶縁材であるGFRP積層材を5Kで原子炉照射を行い寸法変化を測定した結果、$$phi$$$$_{f}$$・t:1.2$$times$$10$$^{1}$$$$^{7}$$n/cm$$^{2}$$照射で?l/l=0.3~2.3$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$の大きな寸法変化をしていることが解った。この寸法変化は有機絶縁材の破損やマグネットに対して擾乱(スリップ,はく離,クラック等により)をまねく等、核融合炉用超電導マグネットの性能に重大な影響を与える。本報では5K原子炉照射したGFRP積層材の寸法変化の測定法,測定結果について述べ、これらの寸法変化がマグネットに与える影響について考察した。

報告書

$$gamma$$線照射下高温高圧純水中の軟鋼の腐食の測定

作本 彰久; 後藤田 正夫*

JAERI-M 82-055, 51 Pages, 1982/06

JAERI-M-82-055.pdf:1.29MB

$$gamma$$線照射下高温高圧純水中の軟鋼SS41の腐食挙動を測定するために、3金属電極法による直線分極法およびクーロスタット法の検討を行った。軟鋼の腐食速度におよぼす$$gamma$$線の照射効果は浸潰初期に大きいことがわかった。XPSを用いて表面皮膜の粗成を調べた結果、$$gamma$$線を照射した場合にだけO$$^{2}$$$$^{-}$$、OH$$^{-}$$以外に第3の酸素化合物、OX、およびグラファイト様物質が生成することがわかった。$$Gamma$$線照射の場合には腐食の機構が異なると推論される。

報告書

液体ヘリウム温度で中性子照射した試料の長さ変化の測定

渡辺 光男; 前田 裕司

JAERI-M 9407, 22 Pages, 1981/03

JAERI-M-9407.pdf:0.7MB

液体ヘリウム温度で中性子照射した試料の長さ変化の測定装置を開発した。長さ変化は試料と電極間で構成される電気容量の変化を検出することによって測定する。本論文は液体ヘリウム温度で長さ変化の測定方法について詳細に述べる。5Kで中性子照射した純Alの長さ変化の回復を10~100Kの温度領域で測定を行なった。回復は格子定数の測定結果と良く対応をし、これらについて議論した。また、この測定方法を利用して、Al-Ge合金の熱膨張の測定を行なった。

報告書

再冠水実験のための熱電対取付法の検討

杉本 純

JAERI-M 6985, 36 Pages, 1977/03

JAERI-M-6985.pdf:1.02MB

再冠水実験における発熱体表面温度測定用の熱電対の取付法について検討した。再冠水実験で従来用いられてきた取付法は、クエンチ時刻を正しく評価できない可能性があったので、各種の熱電対取付法をテストし、好ましい取付法を見い出し、再冠水実験に使用することを提案した。

口頭

Development of a sensor for in-situ measurement of hydrogen peroxide in irradiation field by using frequency dependent complex impedance analysis

塙 悟史; 端 邦樹; 内田 俊介; 西山 裕孝

no journal, , 

原子力プラントの冷却水は原子炉内部で放射線を受け分解し、水中には過酸化水素などの酸化剤が生成される。過酸化水素は、応力腐食割れ(SCC)の発生やき裂進展などプラントの経年劣化現象の主要因子であり、その場の濃度の定量評価は高経年化プラントの健全性を評価する上で重要である。しかし、過酸化水素濃度の定量評価は、従来の技術ではサンプリング水の分析による必要があり、熱的に不安定な過酸化水素のその場評価は難しい。周波数依存複素インピーダンス(FDCI)測定によれば、材料表面の酸化皮膜の性状変化を把握することが可能であり、Cole-Coleプロットの低周波数側半円が過酸化水素濃度に対してリニアな相関を示すことが最近の研究で明らかになっている。原子力機構では、FDCI測定を応用した照 射環境下でも使用できる過酸化水素濃度のその場測定センサーの開発を進めている。本発表では、上記センサーの開発計画を紹介する。

口頭

Status of resonance absorption imaging in RADEN, J-PARC

甲斐 哲也; 松本 吉弘*; Parker, J. D.*; 瀬川 麻里子; 篠原 武尚; 廣井 孝介; Su, Y.; Zhang, S.*; 林田 洋寿*; 及川 健一; et al.

no journal, , 

The first neutron beam was provided to the energy-resolved neutron imaging system, RADEN, of J-PARC in November 2014. Test/demonstration measurements of the resonance absorption imaging carried out so far will be presented. Element enhanced images of copper and zinc in 1- and 2- euro coins, cobalt, manganese and tungsten in a commercially available lithium-ion battery were obtained by the neutron resonance absorption imaging by using a gas electron multiplication (GEM) neutron detector. A test measurement of neutron thermometry was also carried out. Neutron resonances of copper, manganese and platinum were measured at different temperatures by using the GEM neutron detector. Doppler broadenings of the resonances were recognized.

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