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論文

Post-grouting with colloidal silica at great depth of the Mizunami Underground Research Laboratory, Japan

辻 正邦*; 小林 伸司*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 松井 裕哉

Proceedings of 8th Nordic Grouting Symposium, p.171 - 185, 2016/09

本論文は、瑞浪超深地層研究所(MIU)の大深度地下において実施したコロイダルシリカを用いたグラウト(CSG)の適用性を示している。瑞浪超深地層研究所では、深度300mにおけるポストグラウト試験で3年以上にわたりその耐久性と適用性が確認された。さらに、スウェーデンのプロジェクトとこの試験に関して、CSGの適用性を比較した結果、MIUにおいてスウェーデン式の理論的設計の適用性が示された。これを受け、MIUの深度500mの坑道においてさらなる湧水抑制とグラウチング手法の開発のためにスウェーデン式のグラウチング設計法を用いたCSGを実施し、このポストグラウチングによって湧水の低減が図られ、グラウチングした岩盤の透水係数は10$$^{-9}$$m/sより小さいと評価された。

論文

Overview of particle and heavy ion transport code system PHITS

佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 古田 琢哉; 野田 秀作; 小川 達彦; 岩瀬 広*; 中島 宏; et al.

Annals of Nuclear Energy, 82, p.110 - 115, 2015/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:22.72(Nuclear Science & Technology)

原子力機構が中心となり日欧の複数機関が協力して汎用モンテカルロ粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを開発している。PHITSは、幅広いエネルギー範囲のほぼすべての放射線の挙動を扱うことができ、そのすべてのコンポーネントは1つのパッケージにまとめられ、RIST, OECD/NEA Databank, RSICCを通じて全世界に配布されている。その結果、PHITSユーザー数は国内外で総計1,000名を超え、工学・理学・医学のさまざまな分野で利用されている。本論文では、PHITSの概要について紹介するとともに、イベントジェネレータモードやビーム輸送機能などPHITSに組み込まれた幾つかの重要な機能について解説する。

論文

Comparison of grouting with silica sol in the $"A$sp$"o$ Hard Rock Laboratory in Sweden and Mizunami Underground Research Laboratory in Japan

辻 正邦*; Funehag, J.*; 小林 伸司*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎

Proceedings of 8th Asian Rock Mechanics Symposium (ARMS-8) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2014/10

溶液型シリカは環境影響が少なくかつ開口幅の小さな割れ目にも浸透する。スウェーデンにおいては、溶液型シリカに関する研究や適用例が最近増えており、割れ目の透水性と理論的な浸透長さによってグラウトの設計が行われる。2008年にはエスポ岩盤研究所の深度450mのトンネルにおいて、2010年には瑞浪超深地層研究所の深度300mにおいて溶液型シリカを用いたグラウトが実施された。双方のグラウトの結果を比較すると、割れ目密度の大きい日本においてもスウェーデンのグラウト技術は適用が可能であり、日本特有のグラウト手法もスウェーデンにおけるグラウト品質の向上に役立つと期待される。

論文

Method for the prediction of the effective dose equivalent to the crew of the International Space Station

El-Jaby, S.*; Tomi, L.*; Sihver, L.*; 佐藤 達彦; Richardson, R. B.*; Lewis, B. J.*

Advances in Space Research, 53(5), p.810 - 817, 2014/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:87.58(Astronomy & Astrophysics)

国際宇宙ステーション(ISS)では、組織等価比例計数管(TEPC)を用いてその内部の周辺線量当量が常時モニタリングされているが、TEPCの測定値より乗組員の実効線量当量を簡便に導出する手法はこれまで存在しなかった。そこで、本研究では、PHITSを用いて計算した銀河宇宙線と捕捉陽子線のアルミ遮へい体内でのフラックスと、陽子・中性子・$$alpha$$粒子に対する線量換算係数より、周辺線量当量から実効線量当量に変換する手法を構築した。この手法を用いた解析により、ISS乗組員の実効線量当量は、TEPCで測定した周辺線量当量よりも10%から30%低く、その大部分は銀河宇宙線による寄与であることが分かった。

論文

Particle and heavy ion transport code system, PHITS, version 2.52

佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 野田 秀作; 小川 達彦; 岩瀬 広*; 中島 宏; 深堀 智生; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 50(9), p.913 - 923, 2013/09

 被引用回数:393 パーセンタイル:0.02(Nuclear Science & Technology)

粒子・重イオン挙動解析コードPHITSを改良し、その最新版(バージョン2.52)をリリースした。最新版の主な特徴は、(1)新しい核反応モデルの組込と改良、(2)メモリ共有型並列計算機能の導入、(3).統計誤差計算方法の改良と再開始計算機能の導入、(4)残留放射能計算機能の組込、(5)核データ及び原子データライブラリの改訂、(6)ユーザーサポートツールの強化などである。これらの成果により、PHITSの計算精度・速度・機能などが格段に向上され、そのさらなる利用拡大が期待できる。本稿では、その最新版の特徴と幾つかの実験データに対するベンチマーク計算結果について記載する。

論文

ISSCREM: International Space Station Cosmic Radiation Exposure Model

El-Jaby, S.*; Lewis, B. J.*; Tomi, L.*; Sihver, L.*; 佐藤 達彦; Lee, K. T.*; Johnson, A. S.*

Proceedings of IEEE Aerospace Conference 2013 (Internet), 18 Pages, 2013/03

国際宇宙ステーション(ISS)の軌道と太陽活動周期から、ISS内に滞在する宇宙飛行士の被ばく線量を評価する半経験モデルISSCREMを開発した。本モデルは、組織等価ガス比例計数管(TEPC)で測定した銀河宇宙線(GCR)及び捕捉放射線(TR)による実用線量当量を、それぞれ精度10%及び20%の範囲内で再現することが可能である。また、報告者が行った放射線輸送計算コードPHITSを用いた解析結果と組合せることにより、宇宙飛行士のリスク評価で必要となる実効線量当量も導出することができる。

口頭

治療用重粒子線ブラッグピーク付近における水分解,3; 一次元コードHIBRACと三次元コードPHITSの比較

前山 拓哉*; 山下 真一; Baldacchino, G.*; 田口 光正; 工藤 久明*; Sihver, L.*; 村上 健*; 勝村 庸介

no journal, , 

これまで治療用重粒子線のブラッグピーク付近におけるヒドロキシルラジカル($$^{.}$$OH)収量を測定し、高エネルギー重粒子線で顕著となる入射イオンの核破砕反応の寄与をシミュレーションにより定量的に検討してきた。しかしシミュレーションコードには計算時間が短く実用上有用な一次元決定論的コードと汎用性が高くより現実に近い計算の行える三次元モンテカルロコードとがあり、その比較は必ずしも十分行われていない。そこで本研究では測定した$$^{.}$$OH収量を説明することでこれらのコードの違いを抽出し、双方の長所と短所について検討した。

口頭

Recent upgrade of the PHITS code and its applications

佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 岩瀬 広*; 野田 秀作; 小川 達彦; 中島 宏; 深堀 智生; et al.

no journal, , 

原子力機構が中心となって開発している放射線挙動解析コードPHITSは、任意の体系内におけるさまざまな放射線の挙動を解析可能なため、工学・医学・理学など多様な分野で幅広く利用されている。その最新版には、(1)最新の核内カスケードモデル、(2)統計マルチフラグメンテーションモデル、(3)高エネルギー光核反応、(4)JENDL-4.0を用いて再評価した核データライブラリ、(5)メモリ共有型並列計算機能、(6)インストーラーなどのユーザー補助ツール など、多様な新機能が搭載されている。発表では、それらの新機能について詳しく解説するとともに、PHITSを中性子や重イオン線量評価に応用した例を幾つか紹介する。

口頭

Astronaut dose estimation using the PHITS code in combination with realistic models of the Kibo module and the MATROSHKA phantom

佐藤 達彦; 永松 愛子*; 武田 和雄*; 仁井田 浩二*; Puchalska, M.*; Sihver, L.*; Reitz, G.*

no journal, , 

宇宙飛行士の被ばく線量評価は、長期宇宙滞在を計画するうえで極めて重要となる。そのため宇宙航空研究開発機構(JAXA)は、欧州宇宙機構(ESA)などと協力して、国際宇宙ステーションきぼうモジュール内に人体ファントムMATROSHKAを設置し、その被ばく線量を計測した。本研究では、原子力機構が中心となって開発している粒子線輸送計算コードPHITSに、JAXAが開発したきぼうモジュールモデル及びChalmers工科大学が開発したMATROSHKAファントム数値モデル(NUNDO)を組合せ、測定結果のシミュレーションによる再現精度を検証した。その結果、臓器線量などの測定値と計算値は比較的よく一致することがわかり、PHITSが宇宙飛行士被ばく線量に適応できることを実証した。

口頭

スウェーデンのエスポ硬岩研究所と瑞浪超深地層研究所における溶液型グラウトによるグラウチングの比較研究

辻 正邦*; 小林 伸司*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; Johan, F.*

no journal, , 

溶液型グラウトは、微細な亀裂に浸透可能なグラウト材料である。ただし、トンネル工事における岩盤グラウチング材としての実績は少ない。近年、スウェーデンでは溶液型グラウトによる岩盤グラウチング技術の研究開発が進んでおり、亀裂開口幅分布の推定および理論式によるグラウト浸透距離の算定に基づくグラウト設計手法が開発されている。2008年には、エスポ硬岩研究所の深度450mの坑道、TASSトンネルの掘削において溶液型グラウトを用いたプレグラウチングが実施された。一方、2010年には、瑞浪超深地層研究所の深度300mステージにおいて溶液型グラウトによる原位置試験が実施された。本報告では、両者を比較して類似点・相違点を抽出し、今後の課題を示した。

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