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論文

Radiation imaging using an integrated radiation imaging system based on a compact Compton camera under Unit 1/2 exhaust stack of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

佐藤 優樹; 寺阪 祐太

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(6), p.677 - 687, 2022/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS) went into meltdown after being hit by a large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake on March 11, 2011. Measuring and understanding the distribution of radioactive contamination inside the FDNPS is essential for decommissioning work, reducing exposure to workers, and ensuring decontamination. This paper reports the visualization tests of radioactive contamination in the Unit 1/2 exhaust stack of the FDNPS using a compact Compton camera. Fixed-point measurements were conducted using only a Compton camera and moving measurements using an integrated radiation imaging system (iRIS) that combines a Compton camera with a simultaneous localization and mapping device. For the moving measurements, an operator carrying the iRIS acquires data continuously while walking in a passage near the stack. With both types of measurements, high-intensity contamination was detected at the base of the stack, and detailed three-dimensional (3D) visualization of the contamination was obtained from the moving measurement. The fixed-point measurements estimated the source intensity of the contamination from the reconstructed contamination image acquired by the Compton camera. Furthermore, workers can experience the work environment before actual work by importing a 3D structure model into a virtual reality system displaying the contamination image.

報告書

無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発(委託研究); 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

廃炉環境国際共同研究センター; 海上・港湾・航空技術研究所*

JAEA-Review 2021-049, 67 Pages, 2022/01

JAEA-Review-2021-049.pdf:7.54MB

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、令和2年度に採択された「無人航走体を用いた燃料デブリサンプルリターン技術の研究開発」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。本研究は、日英共同研究体制の下、耐放射線性を持ちつつ中性子検出効率を向上させた中性子検出器と、強力な切削能と収集能を持ったエンドエフェクタ並びにマニピュレータを融合させた燃料デブリサンプリング装置を開発し、それらを無人航走体へ搭載させた燃料デブリサンプリングシステムを構築することを目指すものである。さらに、システム位置を同定する測位システムと、光学カメラ、ソナー、今回開発する中性子検出器の計数情報を仮想現実システムへ投影させる技術を開発し、遠隔操作技術の向上に貢献する技術開発を行う。

報告書

先端計測技術の融合で実現する高耐放射線燃料デブリセンサーの研究開発(委託研究); 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

廃炉環境国際共同研究センター; 高エネルギー加速器研究機構*

JAEA-Review 2021-042, 115 Pages, 2022/01

JAEA-Review-2021-042.pdf:5.18MB

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「先端計測技術の融合で実現する高耐放射線燃料デブリセンサーの研究開発」の平成30年度から令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和2年度が最終年度となるため3年度分の成果を取りまとめた。本研究は、冠水した燃料デブリの分布状況及び臨界性を「その場」で測定・分析することを目的として、小型のダイヤモンド中性子センサーと、回路設計により耐放射線性を向上した集積回路を開発して中性子計測システムを構築し、マルチフェイズドアレイ・ソナーや表層下部音波探査装置(SBP)とともに、ROV(日英共同研究で開発)に設置し、PCV模擬水槽で実証試験を行う。

報告書

先端計測技術の融合で実現する高耐放射線燃料デブリセンサーの研究開発(委託研究); 令和元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; 高エネルギー加速器研究機構*

JAEA-Review 2020-058, 101 Pages, 2021/02

JAEA-Review-2020-058.pdf:5.58MB

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「先端計測技術の融合で実現する高耐放射線燃料デブリセンサーの研究開発」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、冠水した燃料デブリの分布状況及び臨界性を「その場」で測定・分析することを目的として、小型(200$$mu$$m$$times$$5$$sim$$10$$mu$$m厚)のダイヤモンド中性子センサーと、回路設計により耐放射線性を向上した集積回路を開発して中性子計測システムを構築し、マルチフェイズドアレイ・ソナーや表層下部音波探査装置(SBP)とともに、ROV(日英共同研究で開発)に設置し、PCV模擬水槽で実証試験を行う。

論文

Image-based view selection for shape comparison of mode water regions in virtual reality spaces

矢野 緑里; 伊藤 貴之*; 田中 裕介*; 松岡 大祐*; 荒木 文明*; Czauderna, T.*; Stephens, K.*

Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.201 - 208, 2020/10

気候モデルの調整には複雑な過程が必要なため、可視化を用いた分析は気候モデルやそのモデルの変数、出力結果を評価・理解する上で重要な役割を果たす。仮想現実(VR)技術は3次元可視化に効果的であり、近年、よりさまざまな科学データの可視化分析に用いられている。しかし、ユーザーの操作方法や観察対象の形状の特徴によってはVR空間の利点をうまく活用できない状況がある。そこで、そうした状況を解決するために画像ベースの視点選択手法を提案し、モード水領域の形状をもとにシミュレーションと観測の海洋状態の差異を把握することを目指す。この視点選択では、シミュレーションデータと観測データから抽出したモード水領域の形状を比較するときの評価基準を考慮している。本論文では、この視点選択手法を2種類の形状比較事例に適用し、比較形状の類似度合いについて考察した。

報告書

先端計測技術の融合で実現する高耐放射線燃料デブリセンサーの研究開発(委託研究); 平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉国際共同研究センター; 高エネルギー加速器研究機構*

JAEA-Review 2019-040, 77 Pages, 2020/03

JAEA-Review-2019-040.pdf:4.61MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30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「先端計測技術の融合で実現する高耐放射線燃料デブリセンサーの研究開発」について取りまとめたものである。本研究は、冠水した燃料デブリの分布状況及び臨界性を「その場」で測定・分析することを目的として、小型(200$$mu$$m$$times$$5$$sim$$10$$mu$$m厚)のダイヤモンド中性子センサーと、回路設計により耐放射線性を向上した集積回路を開発して中性子計測システムを構築し、マルチフェイズドアレイ・ソナーや表層下部音波探査装置(SBP)とともに、ROV(日英共研で開発)に設置し、PCV模擬水槽で実証試験を行う。

論文

Radiation imaging using a compact Compton camera mounted on a crawler robot inside reactor buildings of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

佐藤 優樹; 寺阪 祐太; 宇津木 弥*; 菊地 弘幸*; 清岡 英男*; 鳥居 建男

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(9-10), p.801 - 808, 2019/09

 被引用回数:29 パーセンタイル:98.74(Nuclear Science & Technology)

The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), operated by Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc., went into meltdown in the aftermath of a large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake of 11 March 2011. Measurement of radiation distribution inside the FDNPS buildings is indispensable to execute decommissioning tasks in the reactor buildings. We conducted a radiation imaging experiment inside the reactor building of Unit 1 of FDNPS by using a compact Compton camera mounted on a crawler robot and remotely visualized gamma-rays streaming from deep inside the reactor building. Moreover, we drew a radiation image obtained using the Compton camera onto the three-dimensional (3-D) structural model of the experimental environment created using photogrammetry. In addition, the 3-D model of the real working environment, including the radiation image, was imported into the virtual space of the virtual reality system. These visualization techniques help workers recognize radioactive contamination easily and decrease their own exposure to radiation because the contamination cannot be observed with the naked eye.

論文

A 3D radiation image display on a simple virtual reality system created using a game development platform

佐藤 優樹; 寺阪 祐太; 小澤 慎吾*; 谷藤 祐太; 鳥居 建男

Journal of Instrumentation (Internet), 13(8), p.T08011_1 - T08011_10, 2018/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:34.8(Instruments & Instrumentation)

The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), operated by Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc., suffered a meltdown after a large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake on March 11, 2011. The measurement of radiation distribution inside FDNPS buildings is indispensable for executing appropriate decommissioning tasks in the reactor's buildings. In addition, it is extremely important to accurately predict the location of radioactive contamination beforehand because the working time is limited owing to radiation exposure to workers. In this paper, a simple virtual reality (VR) system that can detect radioactive substances in virtual space has been developed to simulate real working environments. A three-dimensional (3D) photo-based model of the real working environment, including an image of the radioactive substance, was imported into the virtual space of the VR system. The developed VR system can be accessed using a smartphone and a cardboard goggle. The VR system is expected to be useful for preliminary training of workers and for recognizing radioactive hotspots during decommissioning of the work environment.

論文

Contributions to the decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station by JAEA Naraha Remote Technology Development Center

大道 博行; 川妻 伸二; 小島 久幸; 石原 正博; 中山 真一

Proceedings of 54th Annual Meeting of Hot Laboratories and Remote Handling (HOTLAB 2017) (Internet), 8 Pages, 2017/00

Naraha Remote Technology Development Center of Japan Atomic Energy Agency has started full operation on April 1st 2016. We describe the role, details of the facility including mock-ups and virtual reality system coupled with the robot simulation techniques for mainly the decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. We also emphasize our own research and development to encourage and to contribute to facility utilization. The facility is open for domestic as well as foreign users who wish to contribute to the decommissioning as well as revitalization of Fukushima.

報告書

ITBL棟における可視化環境とその利用

安原 裕子*

JAERI-Data/Code 2004-009, 31 Pages, 2004/12

JAERI-Data-Code-2004-009.pdf:8.42MB

コンピュータで科学技術計算を行った結果出力されるデータを視覚化する可視化技術は、計算科学のうえで非常に重要な技術の一つであり、近年さまざまな可視化ソフトウェアが数多く開発され、利用されている。計算環境の大規模化,高性能化に伴い、データ容量は年々大きくなり、より複雑な現象を扱うことが多くなってきている。数値のみのデータではなく、3次元表示や立体表示を行うことで、現象をより直感的に把握することができ、また理解も深まることから、さらなる研究の発展が期待されている。日本原子力研究所(以下、原研と略す)関西研究所にある、ITBL棟のビジュアリゼーション室には、3面スクリーンのVR(Virtual Reality)システムを始め、簡易VRシステム,Mixed Realityシステム,alchemyといった装置群が設置されており、メガネやヘッドマウントディスプレイを装着することで、簡単にVirtual Realityの世界を体験することが可能である。本報告書では、上記の可視化環境の紹介と、それらの利用状況,今後の課題等について報告を行う。

論文

Development of Decommissioning Engineering Support System(DEXUS) of the Fugen Nuclear Power Station

井口 幸弘*; 兼平 宜紀*; 立花 光夫*; Johnsen, T.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(3), p.367 - 375, 2004/03

新型転換炉ふげん発電所は、2003年に運転を終了し、現在、廃止措置の準備が進んでいる。「ふげん」では、廃止措置のためにエンジニアリング支援システムを、3次元CADや仮想現実(VR)などの最新のソフトウェア技術を用いて開発しており、解体計画の作成に利用している。特に、VR技術による被ばく線量評価システムを開発し、試行した。本支援システムは、放射性廃棄物の定量化,放射能インベントリの可視化,解体工程のシミュレーション,放射線環境下での作業量評価、及び廃止措置の最適化等に用いるものである。また、作業者の教育訓練及び一般の理解を得るのにも有効である。

論文

教育教材の新しい試みとして; 光速度の世界とバーチャルリアリティー,スターボウ

上島 豊

第8回ビジュアリゼーション・カンファレンス論文集(CD-ROM), 12 Pages, 2002/10

特殊相対性理論はアインシュタインが発見したことで有名である。それは、超高強度レーザーと物質の相互作用に関する我々の研究において最も重要な理論の1つである。その理論の名前はよく知られているが、その世界を理解することは非常に難しい。それゆえ、相対性理論の世界を体験するためのソフトウェアをOPENGL Scene GraphというOPEN SOURCEのライブラリを用いて開発した。このソフトウェアは、通常の表示方式の他に偏光フィルター方式の簡易バーチャルリアリティー表示モードにも対応している。このソフトウェアを使うと相対論効果による視野のひずみ現象やドップラーシフトなどを体験することができる。これらの相対論的現象は、グラフや式では理解することが難しい。このソフトウェアと簡易バーチャルリアリティー装置を使い、いしかわe-サイエンス2002と原研木津サイエンスキャンプ2002のほか多くの原研木津地区の見学者に対して特殊相対性理論の世界を紹介し、多くの人に興味を持っていただいた。

論文

Measurement and control system for the ITER remote handling mock-up test

岡 潔; 角舘 聡; 瀧口 裕司*; 阿向 賢太郎*; 田口 浩*; 多田 栄介; 尾崎 文夫*; 柴沼 清

Fusion Technology 1998, 2, p.1701 - 1704, 1998/00

核融合実験炉(ITER)では、D-T燃焼により炉内機器は放射化されるため、遠隔機器による保守・交換作業が必要となる。これら遠隔機器のうち、炉内に軌道を敷設する軌道・展開装置、ブランケットを取扱うビークル型マニピュレータ、また、炉内底部に設置されるカセット式ダイバータの搬送装置に関して、実規模大のモックアップ試験装置がそれぞれ製作されている。今回、これらの遠隔機器を操作するうえで重要となる、遠隔機器全体の計測・制御装置の概念設計及びモックアップ試験時の計測システムの製作を行った。各遠隔機器は階層構造化され、それぞれの制御システムの統合化を目指した設計がなされ、計測システムは、データ収集装置、映像制御装置、3次元画像モニタリング装置等の開発を行い、これらの性能評価と設計の妥当性を確認した。

論文

Virtual environment for integrated design support (VINDS) for conceptual design of a space power reactor core

吉川 栄和*; 高橋 信*; 長松 隆*; 武岡 智*; 久語 輝彦; 土橋 敬一郎

PHYSOR 96: Int. Conf. on the Physics of Reactors, 1, p.B92 - B101, 1996/00

原子炉の概念設計では、様々な技術分野の専門家グループによる協同作業が必要である。それには、各技術者グループの設計活動を効率的に支援する計算機システムを構築する必要がある。本システム(VINDS)は、3次元グラフィックス、数値計算処理、人工知能技術等の最新の情報処理技術を利用するとともに、仮想現実技術をもとにしたヒューマンインターフェースをもつシステムに、設計に関する諸タスクを統合することを目指したものであり、宇宙用原子炉の概念設計を対象に構築したのである。VINDSシステムで提案された方策は、各工学解析計算の実行するための協同作業環境の構築に貢献するものである。本研究は、京大との協力研究による成果である。

口頭

"VRdose" (Exposure Dose Evaluation System with Virtual Reality); A Good history in MTO area between HRP and Japan

井口 幸弘; Johnsen, T.*; Szoke, I.*

no journal, , 

2017年で日本が加盟50周年を迎えるハルデン計画と日本のマンマシン(MTO)分野での良好な事例として、仮想現実技術による線量評価システム、VRdoseの開発の歴史と現状について報告する。

口頭

Radiation image display on a simple virtual reality system

佐藤 優樹; 小澤 慎吾*; 谷藤 祐太; 鳥居 建男

no journal, , 

The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), operated by Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc., went into meltdown after the large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake of March 11, 2011. Radiation distribution measurements inside the buildings of the FDNPS are indispensable to execute the decommission tasks because the information would be important to predict risk to workers and to decrease the amount of radiation exposure. In this work, we developed a simple virtual reality (VR) system that can perceive the radioactive substances in the virtual space reproducing working environments. The VR was developed with Unity 5.6 which is a game development engine. The developed VR will be experienced using a smartphone and a cardboard goggle. The advantage of using smartphones is that it has a gyro sensor, which users can use to look over the VR space. In addition, it is owned by many users. The VR system is expected to be useful for preliminary training of workers and recognition of radioactive hot spots in the decommissioning work environment.

口頭

Virtual reality; ISCN's effective capacity-building tool

Rodriguez, P.; 鈴木 美寿; 花井 祐

no journal, , 

人材育成は組織の健全性を維持するために重要である。退職、健康上の理由、その他避けがたい理由による人材の質の低下については対策を取り、理解の促進、情報の継承など、価値のある知識や経験については共有されるべきである。バーチャルリアリティ(VR)は、現実世界の知識や経験を得るというニーズに対応するための一つのツールであり、人材育成を行う際に活用が可能である。日本原子力研究開発機構(JAEA)・核不拡散・核セキュリティ総合支援センター(ISCN)は、2016年にVRを利用した教育訓練に関する取り組みを開始した。ISCNのVRシステムは、コンピュータ技術により3次元のトレーニング環境を提供することが可能であり、トレーニング参加者は、VRシステムが構築する仮想空間の中でトレーニングを受けることが可能となる。また、トレーニング参加者は仮想空間内の対象物を操作し、また様々な行動を仮想空間内で試行することも可能である。本論文は、ISCNがVRを人材育成ツールとして効果的に活用している事例を紹介する。また特定のテーマについて、VRを利用することによる利点などを論じる。本ツールは、国内計量管理制度(SSAC)に関するトレーニングにおいて実際に活用しており、その有効性が確認されている。本ツールを活用することで、トレーニング参加者を放射線被ばくをゼロの状態で適切な環境に置くことが可能となり、保障措置概念のみならず核物質を検認する手法についてトレーニング参加者が効果的に学ぶことができる。

口頭

台風の影響を観察するためのVRシステム

Yang, A.*; 矢野 緑里; 神山 翼*; 伊藤 貴之*

no journal, , 

気象データの可視化にはスカラ場とベクトル場の2次元可視化手法が多用されてきたが、気象現象の立体的なメカニズムを理解するには3次元的な可視化による理解が不可欠である。仮想現実(VR)技術を用いて気象のシミュレーション結果を可視化することで、ある気象状況下を没入的に観察することができる。本発表では、台風の立体的な構造を観察するためのVRシステムを提案し、等値面でスカラ場、流線でベクトル場を同時に可視化することで、台風の全体像や中心付近の動きを効果的に観察することができた。

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