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1
Changes in risk perceptions before and after nuclear accidents; Evidence from Japan
西川 雅史*; 加藤 尊秋*; 本間 俊充; 高原 省五
Environmental Science & Policy, 55(1), p.11 - 19, 2016/01
We quantitatively analyzed changes in residents' perceptions of the net benefits derived from the Kashiwazaki Kariwa Nuclear Power Station (KK) before and after the accident at the Fukushima Daiichi Plant (FD). From this analysis, we found that KK's perceived net benefits declined after the FD accident. This decline resulted from changes in respondents' relative weightings of KK's costs and benefits. We also found that residents living near nuclear facilities are more concerned about health risks from nuclear accidents than the likelihood of such accidents caused by human error. We suggest that a more effective policy entails changing people's relative weighting of nuclear facilities' costs and benefits by protecting lives through enhanced evacuation planning and post-disaster support for rehabilitation, although Japan's current nuclear power policy aims to assuage people's risk perceptions by reducing the probability of nuclear accidents to zero.
2
Effects of $$alpha$$-radiation on a direct disposal system for spent nuclear fuel, 1 Review of research into the effects of $$alpha$$-radiation on the spent nuclear fuel, canisters and outside canisters
北村 暁; 高瀬 博康*
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.1 - 18, 2016/01
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
使用済燃料の再処理を経て生成するガラス固化体の地層処分だけでなく、使用済燃料そのものを深地層中に処分(直接処分)する可能性について、日本の地層処分計画において検討される可能性が出てきている。使用済燃料の直接処分においては、廃棄体中の放射濃度が高く、放射線による影響も高くなる。放射線による影響の可能性の具体例としては、キャニスターの腐食量が増える、放射線によって地下水が変質することで酸化性化学種が生成し還元型地下水が酸化される、使用済燃料の溶解速度が上昇するといったことが挙げられる。安全評価における$$alpha$$線による影響に特に注目し、本研究では使用済燃料、キャニスターおよびキャニスター外部における$$alpha$$線の影響に関する研究をレビューした。
3
Effects of $$alpha$$-radiation on a direct disposal system for spent nuclear fuel, 2; Review of research into safety assessments of direct disposal of spent nuclear fuel in Europe and North America
北村 暁; 高瀬 博康*; Metcalfe, R.*; Penfold, J.*
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.19 - 33, 2016/01
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
使用済燃料の再処理を経て生成するガラス固化体の地層処分だけでなく、使用済燃料そのものを深地層中に処分(直接処分)する可能性について、日本の地層処分計画において検討される可能性が出てきている。使用済燃料の直接処分においては、廃棄体中の放射濃度が高く、放射線による影響も高くなる。放射線による影響の可能性の具体例としては、キャニスターの腐食量が増える、放射線によって地下水が変質することで酸化性化学種が生成し還元型地下水が酸化される、使用済燃料の溶解速度が上昇するといったことが挙げられる。このことから、ガラス固化体の地層処分では問題とならないと思われる放射線による影響について、使用済燃料の直接処分の安全評価では考慮することが必要となる。安全評価における$$alpha$$線照射影響に特に注目して、本研究では直接処分を計画している日本以外の国々の安全評価をレビューした。本レビューは、日本における直接処分の安全評価に適切な論点を明確にした。
4
The Effect of oxidation and crystal phase condition on the ballooning and rupture behavior of Zircaloy-4 cladding tube-under transient-heating conditions
成川 隆文; 天谷 政樹
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.112 - 122, 2016/01
 被引用回数:2 パーセンタイル:14.88(Nuclear Science & Technology)
In order to investigate the effect of oxidation and crystal phase condition on the ballooning and rupture behaviors of cladding tube under simulated loss-of-coolant-accident (LOCA) conditions, laboratory-scale experiments were performed in which internally pressurized non-irradiated Zircaloy-4 (Zry-4) cladding specimens were heated to burst in steam and argon gas conditions. Values of the maximum circumferential strain were normalized by dividing them by engineering hoop stress at the time of rupture. The dependence of the normalized value on burst temperature and the relationship between the normalized value and the length, width and area of rupture opening were evaluated. The correlation between the normalized value and the burst temperature suggested that the fraction of the $$beta$$ phase in Zry-4 cladding specimens affected the strain in the specimens and the oxidation of specimens suppressed the amount of ballooning of the specimens. The relationship between the normalized value and the length, width and area of rupture opening indicated that the length, width and area of rupture opening depended on the crystal phase condition in Zry-4 cladding specimens irrespective of atmosphere in the case of the heating rate of $$sim$$3 K/s.
5
Teleseismic shear wave tomography of the Japan subduction zone
浅森 浩一; Zhao, D.*
Geophysical Journal International, 203(3), p.1752 - 1772, 2015/12
将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある地震・火山活動の潜在的なリスクや超長期の地殻変動を適切に評価するためには、その背景にあるプレートの沈み込みやそれに起因する流体及びマグマの生成・移動等のダイナミクスに関する理解が必要である。本研究では、遠地地震波形データから読み取った多量のS波相対走時残差を地震波トモグラフィー法に適用することにより、日本列島下のマントル遷移層までを対象とした高分解能三次元S波速度構造を初めて推定した。その結果、西南日本下には非地震性のフィリピン海スラブがマントル遷移層まで沈み込んでいることや、太平洋スラブの深部脱水に伴う流体の上昇が西南日本の火成活動やフィリピン海スラブの複雑な構造の形成に関与していることが明らかになった。
6
A New comparison of marine dispersion model performances for Fukushima Dai-ichi releases in the frame of IAEA MODARIA program
Peri$'a$$~n$ez, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Jung, K.-T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B.-I.*; Nies, H.*; Osvath, I.*; et al.
Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.247 - 269, 2015/12
 被引用回数:7 パーセンタイル:21.24(Environmental Sciences)
IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の海洋放出を適用例として実施した。複数の海洋拡散モデルは、モデル間の相違の原因を評価することで比較した。本目的を達成するために逐次的な拡散実験(段階的に計算条件を複雑化させる)を実行した。また、福島第一原子力発電所事故の海洋汚染を再現する数値実験を、$$^{137}$$Csを対象に実施し、シミュレーション結果の海水と堆積物中の放射性物質濃度を観測値と比較した。その結果、モデル間の相違の主な原因は海流場の計算結果によるものであることが判明した。しかしながら、海流場を統一することでモデル間の相違の最大原因を除去したものの、拡散モデルの数値スキーム(差分法または粒子法)およびそれらの数値解法の相違によるモデル間のわずかな差が残った。
7
Supposed existence of Np$$^{4+}$$ in a genuine dissolver solution from the results of extraction simulation by PARC-L code
朝倉 俊英; 宝徳 忍; 森田 泰治
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(12), p.1552 - 1561, 2015/12
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
実使用済燃料の溶液(実溶解液)を用い、実験室規模で、再処理の抽出-分離プロセス実験を、ミキサセトラを抽出器に用いて行った。実験では、Np$$^{(VI)}$$O$$_{2}$$$$^{2+}$$とNp$$^{4+}$$を区別するために、${it n}$-ブチルアルデヒドをNp$$^{(VI)}$$O$$_{2}$$$$^{2+}$$のNp$$^{(V)}$$O$$_{2}$$$$^{+}$$への還元剤として用いた。水相のNp濃度から、NpがU、Puとともに溶解液から抽出されたと考えられる。Np挙動を精査するために、原子力機構の公開抽出シミュレーションコード、PARC-Lを用いて66ケースの計算を行った。その結果、われわれは、溶解液中で60%がNp$$^{4+}$$の場合の計算結果が、実験結果でのNpの抽出-分離挙動を最もよく再現することを見出した。それゆえ、この溶解液は、Npの抽出-分離挙動に影響するのに十分な割合でNp$$^{4+}$$を含んでいた、と考えられた。
8
Mechanical properties and microstructure of dissimilar friction stir welds of 11Cr-ferritic/martensitic steel to 316 stainless steel
佐藤 裕*; 粉川 博之*; 藤井 啓道*; 矢野 康英; 関尾 佳弘
Metallurgical and Materials Transactions A, 46(12), p.5789 - 5800, 2015/12
PNC-FMSとSUS316鋼の異材接合に摩擦攪拌接合(Friction stir welding)を適用し、系統的に強度と組織の評価を実施した。その結果、接合欠陥の生じない健全な継手を得ることができた。なお、本研究の一部は、文部科学省原子力基礎基盤戦略研究イニシアチブにより実施された「摩擦攪拌接合によるNa高速炉心材料の新たな接合技術に関する研究」の成果である。
9
Thermohydraulic responses of a water-cooled tokamak fusion DEMO to loss-of-coolant accidents
中村 誠; 飛田 健次; 染谷 洋二; 宇藤 裕康; 坂本 宜照; Gulden, W.*
Nuclear Fusion, 55(12), p.123008_1 - 123008_7, 2015/12
 被引用回数:2 パーセンタイル:60.43(Physics, Fluids & Plasmas)
水冷却方式のトカマク核融合原型炉について、真空容器の内外における大規模な冷却材喪失事故を解析した。解析により、そのような事故事象に対する原型炉システムの熱水力応答と、さらに放射性物質の閉じ込め障壁への圧力荷重を明らかにした。この解析結果は、真空容器の内と外における冷却材喪失事故は、それぞれ第1の閉じ込め障壁と最終閉じ込め障壁の健全性を深刻に脅かすことを示唆している。真空容器内冷却材喪失事故については、第1壁トロイダル方向全周破断時において、圧力抑制システムが作動しても、真空容器内圧は設計値まで到達することが分かった。真空容器外冷却材喪失事故については、1次冷却系ギロチン破断に起因するトカマクホールへの圧力荷重は極めて大きく、トカマクホールの健全性を深刻に脅かすことが分かった。論文では閉じ込め障壁への荷重の低減方法について議論した。
10
Characterization of high-energy quasi-monoenergetic neutron energy spectra and ambient dose equivalents of 80-389 MeV $$^{7}$$Li(p,n) reactions using a time-of-flight method
岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 大樹; 荒木 祥平*; 八島 浩*; 佐藤 達彦; 増田 明彦*; 松本 哲郎*; 中尾 徳晶*; 嶋 達志*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 804, p.50 - 58, 2015/12
 被引用回数:4 パーセンタイル:15.4(Instruments & Instrumentation)
大阪大学核物理研究センター(RCNP)において、80, 100及び296MeVの陽子に対する準単色中性子のエネルギースペクトルを飛行時間法により測定した。中性子スペクトルは準単色中性子ピーク部と連続部からなり、ピーク収量は陽子エネルギー80$$sim$$389MeVにおいて、0.9$$sim$$1.1$$times$$10$$^{10}$$(個/sr/$$mu$$C)の範囲であり、全体の収量に対するピーク収量の比は、0.38$$sim$$0.48であった。この準単色中性子場を用いて、ビーム軸上(0度)に設置した中性子モニターのピーク部に対する周辺線量当量(応答)を測定するため、全体の応答から、0度と25度のスペクトルの連続部の応答が等しくなる定数kを決定し、この定数で規格化された25度に設置した連続部からなる中性子モニターの応答を差し引く手法を提案した。定数kは、陽子エネルギー80$$sim$$389MeVの範囲において、0.74$$sim$$1.02であった。以上により、これまでの実験の成果と合わせて、RCNPで80$$sim$$389MeVの陽子を$$^{7}$$Liターゲットに入射させて生成する準単色中性子場の特性を示すデータを得ることができた。
11
A Numerical study on local fuel-coolant interactions in a simulated molten fuel pool using the SIMMER-III code
Cheng, S.; 松場 賢一; 磯崎 三喜男; 神山 健司; 鈴木 徹; 飛田 吉春
Annals of Nuclear Energy, 85, p.740 - 752, 2015/11
 被引用回数:5 パーセンタイル:24.73(Nuclear Science & Technology)
Studies on local fuel-coolant interactions (FCI) in a molten pool are crucial to the analyses of severe accidents that could occur for sodium-cooled fast reactors (SFRs). To clarify the characteristics of this interaction, in recent years a series of simulated experiments, which covers a variety of conditions including much difference in water volume, melt temperature, water subcooling and water release site (pool surface or bottom), was conducted at the Japan Atomic Energy Agency by delivering a given quantity of water into a molten pool formed with a low-melting-point alloy. In this study, motivated by acquiring further evidence for understanding its mechanisms, interaction characteristics including the pressure-buildup as well as mechanical energy release and its conversion efficiency, are investigated using the SIMMER-III, an advanced fast reactor safety analysis code. It is confirmed that, similar to experiments, the water volume, melt temperature and water release site are observable to have remarkable impact on the interaction, while the role of water subcooling seems to be less prominent. The performed analyses also suggest that the most probable reason leading to the limited pressurization and resultant mechanical energy release for a given melt and water temperature within the non-film boiling range, even under a condition of much larger volume of water entrapped within the pool, should be primarily due to an isolation effect of vapor bubbles generated at the water-melt interface.
12
Schiff based ligand containing nano-composite adsorbent for optical copper(II) ions removal from aqueous solutions
Awual, M. R.; Eldesoky, G. E.*; 矢板 毅; Naushad, M.*; 塩飽 秀啓; Alothman, Z. A.*; 鈴木 伸一
Chemical Engineering Journal, 279, p.639 - 647, 2015/11
 被引用回数:33 パーセンタイル:1.76(Engineering, Environmental)
A novel Schiff base ligand based nano-composite adsorbent (NCA) was prepared for the detection and removal of copper (Cu(II)) ions in wastewater samples. Upon the addition of Cu(II) ions to NCA at optimum conditions, the clear color was visible to the naked-eye in the detection system. This NCA exhibited an obvious color change from yellowish to dark green in the presence of Cu(II) ions in aqueous solution. The NCA could detect the Cu(II) ions over other foreign ions with high sensitivity and selectivity. For adsorption behaviour, influences several factors such as solution pH, contact time, concentration for Cu(II) ion adsorption was investigated by batch experiment in detail. The results showed that neutral solution pH was suitable to get optimum Cu(II) ions adsorption.
13
Concentration and characterization of organic colloids in deep granitic groundwater using nanofiltration membranes for evaluating radionuclide transport
青才 大介*; 佐伯 大輔*; 岩月 輝希; 松山 秀人*
Colloids and Surfaces A; Physicochemical and Engineering Aspects, 485, p.55 - 62, 2015/11
 被引用回数:1 パーセンタイル:89.99(Chemistry, Physical)
地下水中の有機コロイドの濃縮回収方法を確立するため、逆浸透膜を用いた従来法に加えて、ナノサイズの限外濾過手法について検討を行った。その結果、逆浸透膜法において濃縮に伴う溶存成分の析出が起こる試料に対して、ナノサイズの限外濾過手法を用いて、溶存成分を析出させずに濃縮する手法を構築できた。この手法を用いて、瑞浪超深地層研究所の地下水を濃縮、分析した結果、地下水中の有機コロイドが腐植化の進んだ有機物であることが明らかになった。
14
Multiscale thermodynamic analysis on hydrogen-induced intergranular cracking in an alloy steel with segregated solutes
山口 正剛; 海老原 健一; 板倉 充洋
Corrosion Reviews, 33(6), p.547 - 557, 2015/11
原子炉材料劣化メカニズム研究の一環として、不純物元素(Sb, Sn, P)の粒界偏析を伴うNi-Cr鋼(降伏強度840MPa)の粒界水素脆性メカニズムを調べるため、粒界凝集エネルギーの第一原理計算を行い、破壊靭性試験データと組み合わせた解析を行った。粒界凝集エネルギーの計算には、亀裂の進展中に動きまわり破面形成を助長するように破面吸着するモバイル水素の影響を考慮した。さらに不純物元素の偏析による効果を加えた上で、非常に低い固溶水素濃度(10$$^{-8}$$原子分率)においても20-30%程度の十分な凝集エネルギー低下が生じうることを示した。解析により、水素ガス環境下で生じる低速な粒界破壊に対して測定された限界応力拡大係数$$K_{rm th}$$と粒界凝集エネルギーとのマルチスケールな関係を求め、$$K_{rm th}$$の変化が粒界凝集エネルギー変化によってよくコントロールされていることを示した。
15
Development of operation scenarios for plasma breakdown and current ramp-up phases in JT-60SA tokamak
浦野 創; 藤田 隆明*; 井手 俊介; 宮田 良明; 松永 剛; 松川 誠
Fusion Engineering and Design, 100, p.345 - 356, 2015/11
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
JT-60SAにおけるプラズマ着火及び電流立ち上げシナリオを開発した。真空容器や安定化板等の容器内導体構造物に発生する渦電流はプラズマ着火直後のプラズマ電流値($$sim600$$kA)程度にまで増加し、誤差磁場を強める働きをする。100%及び50%の初期励磁において着火条件を満足するシナリオを作成した。プラズマ位置制御のためには垂直磁場を生成する必要があるが、初期プラズマでは渦電流による逆方向の垂直磁場が大きいため、これを打ち消すための外側コイル電流の最適化を行った。プラズマ電流と鎖交磁束で決まるダイバータ配位への移行条件を検討し、初期励磁から着火、電流立ち上げ、ダイバータ移行をスムーズにつなぐ運転シナリオを作成した。
16
Enhancement of resistance against high energy laser pulse injection with chevron beam dump
谷塚 英一; 波多江 仰紀; Bassan, M.*; Vayakis, G.*; Walsh, M.*; 伊丹 潔
Fusion Engineering and Design, 100, p.461 - 467, 2015/11
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
This paper reports our recent developments on the laser beam dump for the Edge Thomson Scattering System in ITER. The laser-induced damage on the beam dump surface is one of the most severe issues of the beam dump development to be overcome. In order to resolve the damage issue, a new type of beam dump called the chevron beam dump was proposed recently. This paper aims to verify the key concept of the chevron beam dump design. The laser irradiation tests onto flat-mirror-molybdenum sample were carried out. It was clarified that the absorbed energy density of the laser pulses should be the correct figure of the laser-induced damage. Therefore, the concept of the chevron beam dump, that minimizes the absorbed laser energy density per unit area, was validated experimentally. It was concluded that the chevron beam dump enables us to extend its lifetime drastically relative to conventional beam dumps.
17
福島第一原子力発電所事故に関する放射線防護上の課題と提言
山外 功太郎
技術士, 27(11), p.8 - 11, 2015/11
福島第一原子力発電所事故に関する事故調査報告書が、政府, 国会, 民間, 東京電力から相次いで発表された。日本保健物理学会は、これらの報告書を放射線防護の視点で検証し、第二期提言報告書として国内外社会に向けて発表した。これらの報告書から見出された放射線防護上の課題とは何か?原子力事故時における放射線防護体系の目指す方向性とは何か?これらの検証の結果、現在の原子力防災体制に多くの課題が存在することが見出された。
18
Determination of the compound biological effectiveness (CBE) factors based on the ISHIYAMA-IMAHORI deterministic parsing model with the dynamic PET technique
石山 新太郎; 今堀 良夫*; 伊丹 純*; Koivunoro, H.*
Global Journal of Medical Research; F, 15(4), p.1 - 5, 2015/11
ボロン薬剤BPAを投与したがん患者PETデータからCBEファクターを求めるための決定論的石山-今堀モデル(I-Iモデル)を提案している。本論文では、実際のがん患者にBPAを投与後の動的PETデータからシグモイド関数近似を行い、I-Iモデル中のNth/Nmax値を一義的に求められることを示すことで様々な重篤度の患者33ケースで個別にCBEファクターを求めることを示した。
19
中性子ラジオグラフィ
飯倉 寛; 酒井 卓郎; 松林 政仁
波紋, 25(4), p.277 - 282, 2015/11
中性子ラジオグラフィに関する入門講座として、原理の説明から、JRR-3に設置されている熱中性子ラジオグラフィ装置(TNRF)の概要や測定手法の説明、さらに実際に行われている応用研究や技術開発に関して簡潔に紹介したものである。中性子ラジオグラフィは非破壊分析技術として、学術研究だけでなく産業界への応用など、幅広い分野で利用されており、TNRFにおいては利用者の多様なニーズに対応すべく、様々な技術開発が行われてきた。本稿は、中性子利用の初心者に向けて、これらの概要をまとめたものである。
20
Improvement in estimation of first peak power based on non-linear temperature feedback reactivity in criticality accident with instantaneous reactivity insertion
山根 祐一
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(11), p.1425 - 1435, 2015/11
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
核燃料溶液体系に瞬時に反応度が添加されて生じる臨界事故の第1ピーク出力について、計算の簡単さを維持しながら評価精度を向上するために、簡単な方程式を導出した。その方程式は温度フィードバック反応度が核燃料溶液の温度上昇の2次の関数であるとの仮定に基づいている。その方程式によって推定されたピーク出力は実験値に対して1/2から2倍の範囲内にあることが示された。広い範囲の初期添加反応度の値に対する推定の正確さが一点炉動特性解析計算との比較で確認された。この方程式は、第1ピーク出力が小さい添加反応度に対してはピーク出力が添加反応度の2乗に比例し、大きい添加反応度に対しては3/2乗に比例することを示唆している。
21
Consideration of decontamination model for severe accident consequence assessment
Silva, K.*; 岡本 孝司*; 石渡 祐樹*; 高原 省五; Promping, J.*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(11), p.1402 - 1416, 2015/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
A new decontamination model is formed to make further discussion based on realistic assumptions taking into account the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. A sensitivity analysis using the elementary effects method is performed to identify parameters which have large influence on the cost per severe accident. We identify 25 important parameters, and fix most negligible parameters to their medians to form a simplified decontamination model. Calculations of the cost per severe accident with the simplified model and the full model are performed and compared. The differences of the results of the two models are not significant, which ensure the validity of the simplified model.
22
Evaluation of recriticality behavior in the material-relocation phase for Japan sodium-cooled fast reactor
鈴木 徹; 飛田 吉春; 中井 良大
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(11), p.1448 - 1459, 2015/11
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Nuclear Science & Technology)
As the most promising concept of sodium-cooled fast reactors, the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) has selected the advanced loop-type fast reactor, so-called JSFR. Through the evaluation of event progressions during hypothetical Core Disruptive Accident (CDA) under the design extension condition (DEC), a CDA scenario for JSFR has been evaluated. It has already been demonstrated that In-Vessel Retention (IVR) against CDA could be achieved by taking adequate design measures under best estimate conditions. The whole sequence of CDA scenario for JSFR was categorized into four phases according to the progress of core-disruption status. In the third phase, so-called material-relocation phase, the accident events would progress in the subcritical state. However, if the uncertainties about the molten state of core remnant and their discharge behavior outward from core are conservatively superposed, the disrupted core may lead up to recriticality. In the present study, the factors leading to recriticality in the material-relocation phase were investigated using the phenomenological diagrams, and the recriticality behaviors were evaluated through parametric analyses using SIMMER-III/IV codes. The results of parametric analyses suggested that a significant mechanical energy leading to the boundary failure of reactor vessel would not be released even assuming recriticality due to the uncertainties about molten state and discharge behavior. Through the present evaluation of the hypothetical recriticality event, the CDA scenario for JSFR could obtain further robustness from the viewpoint of achieving IVR.
23
X-ray absorption spectroscopy in the heavy Fermion compound $$alpha$$-YbAlB$$_4$$ at high magnetic fields
寺島 拓*; 松田 康弘*; 久我 健太郎*; 鈴木 慎太郎*; 松本 洋介*; 中辻 知*; 近藤 晃弘*; 金道 浩一*; 河村 直己*; 水牧 仁一朗*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 84(11), p.114715_1 - 114715_4, 2015/11
 被引用回数:1 パーセンタイル:69.92(Physics, Multidisciplinary)
$$alpha$$-YbAlB$$_4$$ shows strong valence fluctuation as well as heavy fermion behavior at low temperatures. It has been theoretically suggested that the quantum criticality owing to the valence fluctuation found in Yb ions plays an important role in the peculiar properties of this material. In this work, we measured the X-ray absorption spectra (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) at the L3 edge of Yb ions in high magnetic fields of up to 40 T. It is found that the XAS are almost independent of the magnetic field at 2 K, which proves that there is no significant valence change in this field range. The XMCD spectrum exhibits a distinct negative peak at the low-energy side of the L3 edge as well as the main positive peak near the white line. The negative XMCD peak is attributed to the quadrupole transition between the 2p and 4f states, and gives us microscopic information on the 4f state. This finding supports the recent theoretical proposal that $$|J_Z=pm5/2rangle$$ is the ground state of the localized Yb magnetic moment, where $$J_Z$$ is the z-component of the total angular momentum of Yb$$^{3+}$$.
24
第23回原子力工学国際会議(ICONE-23)報告
高瀬 和之
日本原子力学会誌, 57(11), P. 747, 2015/11
日本機械学会(JSME),米国機械学会(ASME)及び中国原子力学会(CNS)の共同主催による第23回原子力工学国際会議(ICONE-23: The 23rd International Conference on Nuclear Engineering)が2015年5月17$$sim$$21日の5日間、千葉市幕張メッセの国際会議場で開催された。本報は、ICONE-23で行われたテクニカルセッション,パネルセッション,学生セッション並びに基調講演などに関する概要を日本原子力学会員に報告するものである。学会員に対して今後の国際会議での発表や運営に参考になるように、参加者数や発表形式などに重点を置くとともに執筆者の感想を添えた記載を行っている。
25
Study on erbium loading method to improve reactivity coefficients for low radiotoxic spent fuel HTGR
深谷 裕司; 後藤 実; 西原 哲夫
Nuclear Engineering and Design, 293, p.30 - 37, 2015/11
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
潜在的有害度低減高温ガス炉の反応度係数を改善するためのエルビウム装荷法の検討を行った。本炉心では、U-238からの有害度発生を低減するために高濃縮ウランを燃料として用いる。対策がなされない状態では正の反応度係数を持ちうる。そこで、負の反応度係数を得るためエルビウムを炉心に装荷する。Er-167の巨大な共鳴捕獲断面積ピークにより反応度係数の改善が可能である。本研究では、その装荷法について検討した。装荷法としては、被覆粒子燃料の燃料核への混合、燃料粒子・エルビウム粒子の二粒子による装荷、燃料コンパクトを支持する黒鉛心棒への埋め込みを検討した。検討の結果として、エルビウムは減速材温度係数としての働きが主であり、熱輸送の観点から、燃料棒要素への装荷が適していることがわかった。さらに、燃焼末期で負の反応度係数を得るためには、エルビウムの燃焼速度は遅い必要がある。これらのことを考慮して、自己遮蔽効果が強くエルビウムの燃焼を避けられる装荷法が適していると言え、その自己遮蔽効果発生のメカニズムはボンダレンコアプローチにより確認した。その結果、黒鉛心棒へのエルビウム装荷が潜在的有害度低減高温ガス炉の反応度係数の改善には適しており、燃焼末期においても負の反応度係数が得られることがわかった。
26
Study on the behavior of radiolytically produced hydrogen in a high-level liquid waste tank of a reprocessing plant; Comparison between actual and simulated solutions
衣旗 広志*; 山本 昌彦; 田口 茂郎; 駿河谷 直樹; 佐藤 宗一; 小玉 貴司*; 玉内 義一*; 柴田 勇木*; 安齋 喜代志*; 松岡 伸吾*
Nuclear Technology, 192(2), p.155 - 159, 2015/11
東海再処理施設より採取した高放射性廃液を30mL使用して試験を実施した結果、掃気停止状態において、気相部の水素濃度は、水素の爆発下限界である4%よりも低い濃度で平衡状態となっていることが分かった。また、平衡値について、模擬廃液実験から得られたパラメータを用いて計算される予測値と比較した。その結果、平衡値と予測値は同程度のオーダーであり、パラジウムイオンによる水素消費反応が実廃液にも起きていることを確認した。
27
Improved strong scaling of a spectral/finite difference gyrokinetic code for multi-scale plasma turbulence
前山 伸也; 渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 仲田 資季; 沼波 政倫*; 石澤 明宏*
Parallel Computing, 49, p.1 - 12, 2015/11
 パーセンタイル:100(Computer Science, Theory & Methods)
Optimization techniques of a plasma turbulence simulation code GKV for improved strong scaling are presented. This work is motivated by multi-scale plasma turbulence extending over multiple spatio-temporal scales of electrons and ions, whose simulations based on the gyrokinetic theory require huge calculations of five-dimensional (5D) computational fluid dynamics by means of spectral and finite difference methods. First, we present the multi-layer domain decomposition of the multi-dimensional and multi-species problem, and segmented MPI-process mapping on 3D torus interconnects, which fully utilizes the bi-section bandwidth for data transpose and reduces the conflicts of simultaneous point-to-point communications. These techniques reduce the inter-node communication cost drastically. Second, pipelined computation-communication overlaps are implemented by using the OpenMP/MPI hybrid parallelization, which effectively mask the communication cost. Thanks to the above optimizations, GKV achieves excellent strong scaling up to $$sim$$600 k cores with high effective parallelization rate $$sim$$99.99994% on K, which demonstrates its applicability and efficiency toward a million of cores. The optimized code realizes multi-scale plasma turbulence simulations covering electron and ion scales, and reveals cross-scale interactions of electron- and ion-scale turbulence.
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Theory of low-energy behaviors in topological s-wave pairing superconductors
太田 幸宏; 永井 佑紀; 町田 昌彦
Physica C, 518, p.5 - 9, 2015/11
 パーセンタイル:100(Physics, Applied)
トポロジカル超伝導体は、新規量子エンジニアリングへの応用可能性から、着目されている超伝導材料である。その超伝導特性の解明は、超伝導分野における一大テーマとなっている。本講演では、先に我々が実施した非磁性不純物に関する数値解析の結果に触発され、トポロジカル超伝導体の候補とされるCu$$_{x}$$Bi$$_{x}$$Se$$_{3}$$に対する低エネルギー有効理論の構築に関する成果を発表する。先の数値解析では、本物質についてはp波的超伝導挙動とs波的超伝導挙動が混在する可能性が示唆されていた。これは従来の超伝導理論では捉えきらない結果であり、その理解は急務である。そこで、ユニタリー基底変換による高次補正を取り入れた摂動論的アプローチを開発し、p波的挙動が主要となる低エネルギー領域に適用した。その結果、有効ギャップ関数においてp波成分とs波成分の混合を陽に導出することに成功した。得られた成果は、今後の当該物質の応用を提案する基礎理論として重要になると期待される。
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Inverse coherence effects in nuclear magnetic relaxation rates as a sign of topological superconductivity
永井 佑紀; 太田 幸宏; 町田 昌彦
Physical Review B, 92(18), p.180502_1 - 180502_5, 2015/11
 被引用回数:1 パーセンタイル:82.08(Physics, Condensed Matter)
銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった熱応答や電磁応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれる物質群が注目を集めている。そこで、本論文では、トポロジカル絶縁体Bi$$_{2}$$Se$$_{3}$$にCuをインターカレートすることで作成される超伝導体Cu$$_{x}$$Bi$$_{2}$$Se$$_{3}$$がトポロジカル超伝導体であるかどうかを調べるための検出方法を提案した。なお、上記課題の解決にあたり、核磁気緩和率の温度依存性に着目し、そのトポロジカル性が温度依存性に反映されることを明らかにした。その結果、もしこの物質がトポロジカル超伝導体であれば、今までの教科書には存在していなかった全く新しい超伝導コヒーレンス効果が起きることがわかり、核磁気緩和率測定によってトポロジカル超伝導体を検出することができることがわかった。これらの結果は、超伝導体の基礎物性を明らかにするのみならず、よい物性を持つデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。
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Automated control for electric-thermal load following operation in nuclear gas turbine cogeneration system
佐藤 博之; Yan, X.; 角田 淳弥; 寺田 敦彦; 西原 哲夫
Proceedings of International Gas Turbine Congress 2015 (IGTC 2015) (DVD-ROM), p.184 - 190, 2015/11
本報告では、水素電力コジェネレーション高温ガス炉システムを対象に、従来の制御系にタービン回転数制御を加えることで、熱電比0.4を超える熱利用系を有するシステムにおいて熱利用系の負荷変動に追従可能な制御方式を提案した。代表的な熱利用系の負荷変動曲線に対する制御特性評価を行い、原子炉出力を一定に保ち、かつ、高い発電効率を維持した状態での負荷追従運転が可能であることを明らかにし、本提案の有効性を確認した。加えて、提案制御方式の確証を目的としたHTTR接続試験の試験項目を提案した。
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Mechanisms determining the structure of gold-catalyzed GaAs nanowires studied by in situ X-ray diffraction
高橋 正光; 神津 美和*; 佐々木 拓生; Hu, W.*
Crystal Growth & Design, 15(10), p.4979 - 4985, 2015/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:42.58(Chemistry, Multidisciplinary)
The evolution of polytypism during GaAs nanowire growth was investigated by in situ X-ray diffraction. The growth of nanowires was found to start with the formation of zincblende structure, followed by the growth of wurtzite structure. The growth process was well reproduced by a simulation based on a layer-by-layer nucleation mode. The good agreement between the measured and simulated results confirms that nucleation costs higher energy for the stackings changing the crystal structure than for those conserving the preceding structure. The transition in prevalent structure can be accounted for by the change of local growth conditions related to the shape of triple phase line rather than by the change in supersaturation level, which quickly reaches equilibrium after starting growth.
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ナトリウム冷却高速炉を対象とした森林火災に伴う影響要因の分析とフラジリティ簡易評価手法の開発
岡野 靖; 山野 秀将
第8回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR 2015)講演論文集(CD-ROM), p.86 - 91, 2015/10
ナトリウム冷却高速炉(SFR)は事故時における崩壊熱の最終除熱源を大気としており、森林火災等の空気冷却系に影響を及ぼす外的要因によるリスク評価が重要となる。本報では、確率論的リスク評価における事象進展評価への適用を念頭に、森林火災に伴う諸現象とそれに伴うSFRに対する潜在的な影響要因について分析を行い、さらに崩壊熱除去機能の維持に関連する構造物等に対するフラジリティの簡易的評価手法の提案を行う。
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原子力施設の地震リスク評価手法の高度化のための原子力施設建屋・機器の地震応答解析
西田 明美; 五十嵐 さやか*; 坂本 成弘*; 村松 健; 高田 毅士*
第8回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR 2015)講演論文集(CD-ROM), p.108 - 113, 2015/10
計算科学技術を活用した原子力施設の地震リスク評価手法の高度化に資するため、3次元仮想振動台システムを用いた次世代地震PRA手法の開発を進めている。次世代地震PRAは、評価対象サイトに強い地震動を生じうる全ての震源を考慮して、個々の地震動の発生頻度が明らかな地震動群を作成し、これらを入力とする原子力施設の地震応答解析により得られた建屋や機器の応答を耐力と比較することで、直接的に建屋や機器の損傷頻度を評価するものである。これまでに、大洗の原子力施設を対象として次世代地震PRAに資する地震波群200波($$times$$3方向)(以降、ハザード適合地震波という)等を作成している。本論文では、大洗の原子力施設を対象として生成されたハザード適合地震波を入力とする建屋・機器の3次元有限要素モデルによる地震応答解析およびその結果の分析と考察について述べる。解析結果の分析より、質点系モデルでは表現できない同高さ・異なる通りの建屋応答の違いを3次元解析の結果により確認した。また、地震動の違いによるばらつきと位置(方向、部位)の違いによるばらつきを定量的に比較し傾向を確認した。
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ハザード適合地震波による建物の機能損傷の試算
五十嵐 さやか*; 坂本 成弘*; 西田 明美; 村松 健; 高田 毅士*
第8回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR 2015)講演論文集(CD-ROM), p.535 - 541, 2015/10
これまでに、次世代に向けた確率論的地震リスク評価(PRA)に資する入力地震波群として、対象敷地の地震ハザードに調和し、震源特性の不確定性を含む多数の時刻歴地震波群(ハザード適合地震波)を作成している。ハザード適合地震波は様々な震源とその特性を考慮して作成されたものであり、応答スペクトルのばらつきや周期間相関にはこれらの影響が含まれている。本報では、これらが最終的なリスク評価結果である建物機能にどのような影響を及ぼすかを検討するため、比較用の地震波群3ケースのスペクトル適合波群を作成し、一般建物の給水設備システムの損傷確率および年損傷頻度を試算した。その結果、応答スペクトルのばらつきが給水設備システムの損傷確率に大きな影響を及ぼすことを確認した。
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Web3Dと時空間データベースを援用した地下空間開発支援システムの設計とその実装
Xu, Z.*; 山地 宏志*; 佐藤 稔紀; 松井 裕哉; 板倉 賢一*
土木学会論文集,F3(土木情報学)(インターネット), 71(1), p.43 - 55, 2015/10
地下空間開発の過程では、調査・計画・設計・施工の各ステージにおいて膨大な情報が収集される。地下空間の合理的設計・施工を実現するためには、これらの情報を適確に設計施工へとフィードバックすることが重要となる。また、構造物管理の面においてもこれらの情報はその基礎資料となるものである。しかしながら、実際に収集される情報量は余りにも膨大なため、個人の能力でこれらを管理することは不可能に近い。本論文では、WEB3DとRDBMSを援用して4次元仮想現実空間をPC上に構築し、この仮想現実空間内を自由に移動することで、この膨大な情報群を直感的に管理・処理することのできるシステムの基本構造を設計し、その実用性を検証した。
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Chemical reaction of lithium with room temperature atmosphere of various humidities
古川 智弘; 平川 康; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 若井 栄一
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2138 - 2141, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Nuclear Science & Technology)
国際核融合材料照射試験施設(IFMIF)では、ターゲットアッセンブリのバックプレートは、供用期間中に交換される予定である。この交換作業において、バックプレート等のリチウム機器は、周辺の大気成分と化学反応を生じることが想定される。そこで本研究では、当該交換作業期間中における化学反応挙動を評価するために、リチウムと大気、および大気中の主要元素である酸素および窒素の室温における化学反応挙動について、気中の湿度の影響も加味しながら実験的に調べた。
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Development of a high power wideband polarizer for electron cyclotron current drive system in JT-60SA
三枝 幹雄*; 小山 岳*; 松原 史明*; 滝井 啓太*; 佐井 拓真*; 小林 貴之; 森山 伸一
Fusion Engineering and Design, 96-97, p.577 - 582, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
JT-60SA用電子サイクロトロン加熱電流駆動装置で採用が期待される2周波数ジャイロトロン用に110GHzと138GHzで使用可能な大電力広帯域マイターベンド型偏波器の開発を行った。マイターベンドに組み込んだ2種類(偏波面回転用と楕円偏波の軸比制御用)の回折格子の溝の深さは、2周波数に対して数値計算により最適化を行った。低電力試験の結果から、偏波面回転用と楕円偏波の軸比制御用の偏波器を組み合わせて、2周波数で全偏波が発生できる事を確認した。また熱応力の評価は有限要素法で行った。偏波面回転用マイターベンド型偏波器の大電力試験を110GHzで0.24MW、3秒まで行い、偏波器のジュール損失の回転角依存性が理論と矛盾しないことを確認した。
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Development of residual thermal stress-relieving structure of CFC monoblock target for JT-60SA divertor
鶴 大悟; 櫻井 真治; 中村 誠俊; 尾崎 豪嗣; 関 洋治; 横山 堅二; 鈴木 哲
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1403 - 1406, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Nuclear Science & Technology)
Carbon Fibre-reinforced Carbon (CFC) monoblock target for JT-60SA divertor is under development toward mass-production. A CFC monoblock, a CuCrZr cooling tube at the centre of the monoblock and a interlayer were bonded by vacuum brazing in a high temperature, into a target. After the bonding, strong tensile stress was generated in the CFC monoblock around the CuCrZr cooling tube in a room temperature condition due to difference of thermal expansions between CFC and CuCrZr. In the previous trial productions, only half targets passed the acceptance test. In this research, a new structure of the targets was proposed, to reduce residual thermal stress and to depress the degradation of heat removal capacity of the targets, toward the mass-production. Some measures were implemented on the proposed. The effectiveness of the measures were evaluated by numerical simulations. Thermal performance of target mock-ups with the proposed were evaluated.
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Upgrade in catalytic activity of hydrophobic platinum catalysts by irradiation with electron beams
岩井 保則
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1796 - 1799, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
疎水性白金触媒は水蒸気-水素間水素同位体交換反応やトリチウム酸化の用途にて核融合分野で広く使用されている。疎水性触媒の触媒活性は空気中の水蒸気や水ミストのほかに燃焼反応により生成する水にもほとんど影響されない特徴を持つ。一般的に疎水性触媒は多孔性の疎水性高分子に白金を担持することで作成される。日本はスチレンジビニルベンゼンを疎水性高分子とした疎水性白金触媒をトリチウム水処理システムに採用してきた実績を有する。システム規模低減のためには触媒活性の可能な限りの向上が必要である。二種類の疎水性白金触媒を電子線で照射した場合のトリチウム酸化性能の変化を精査した。両方の触媒とも線量の増加とともに疎水性触媒の触媒活性は向上し、500から1000kGyにて総括反応速度係数はピーク値を示し、それ以降の線量では徐々に低下することを見出した。総括反応速度係数のピーク値は未照射の6倍の値を示した。スチレンジビニルベンゼンは放射線に対する耐久性が強く、この程度の線量では機械的強度に影響はなく、簡易に触媒活性を向上可能な有力な方法であることを見出した。
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Welding technology on sector assembly of the JT-60SA vacuum vessel
芝間 祐介; 岡野 文範; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 三代 康彦; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 持田 務*; 森本 保*; 濱田 崇史*; et al.
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1614 - 1619, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
現在、建設中のJT-60SA装置では、高さ6.6m、大半径5mの二重壁トーラス構造で真空容器(150tons)を製作する。容器を10個のセクターに分割して製作し、これら分割セクターの製作が2014年に完了した。製作したセクターを現地で接続する段階にあり、この接続の初期では、セクターを直接突き合わせて溶接接続する。二つのセクター間を溶接接続するためには、溶接に必要な目違いやギャップの許容量を把握するという課題がある。他方、現地の組み立てでは、これらの許容量を満足するように管理されなければならない。本報告では、真空容器の最終セクターを含む組立方法の詳細について報告する。更に、分割製作されたセクターを直接接続する溶接技術、最終セクターの部分モックアップ溶接試験の結果を議論するとともに、現地製作の現状も報告する。
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Development of instrumentation and control systems for the ITER diagnostic systems in JADA
山本 剛史; 橋本 慰登*; 北澤 真一; 谷塚 英一; 波多江 仰紀; 杉江 達夫; 小川 宏明; 竹内 正樹; 河野 康則; 伊丹 潔
Fusion Engineering and Design, 96-97, p.1012 - 1016, 2015/10
 被引用回数:3 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
日本国内機関では、ITER計画において6種類のプラズマ計測装置の調達を担当している。原子力機構では、ITER標準ソフトウェアを用いて、統括制御機能、シーケンス制御管理機能及びデータ収集機能を含むITER計測装置用計装制御システムを開発した。統括制御機能は、センサーの健全性検査、計測条件の設定及び計測条件間の一貫性検査といった計測のための内部処理を管理する。我々は、Python言語を用いてフローチャートからEPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)のコードを生成するツール及びシーケンス制御管理機能を開発した。EPICSは、運転手順のトリガー及び進行を示すために使用される。シーケンス制御管理機能は、EPICSを用いてプラント状態の変化を監視することにより、運転手順の進行を管理する。EPICSと運転手順の関連付けは、上記ツールにより自動的に行われる。我々は、熱電対計測システムに関して、上記の計装制御システムの性能を検証した。また、さらに複雑な計測装置向けに本設計を適用していく予定である。
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Integral test of international reactor dosimetry and fusion file on graphite assembly with DT neutron at JAEA/FNS
太田 雅之; 佐藤 聡; 落合 謙太郎; 今野 力
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1847 - 1850, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
最近、国際原子炉核融合ドシメトリファイル1.0(IRDFF 1.0)がIAEAから公開された。IRDFF 1.0の妥当性を検討するため、IAEAは新しい協力研究計画(CRP)を開始した。本CRPのもとに、我々は、原子力機構FNSのDT中性子源を用いて、疑似円筒のグラファイト体系での積分実験を行った。等価半径31.4cmで厚さ61cmのグラファイト体系をDT中性子源から約20cmの位置に設置した。IRDFF 1.0のドシメトリ反応に対する多くの箔を、体系の中心軸上のグラファイトブロックの隙間に貼り付けた。DT中性子の照射後、ドシメトリ反応の反応率を箔放射化法により測定した。この実験を、実験体系および中性子源を詳細にモデル化して、モンテカルロ計算コードMCNP5-1.40と最近の核データライブラリーENDF/B-VII.1, JEFF-3.2, JENDL-4.0を用いて解析した。IRDFF 1.0をドシメトリ反応の応答関数として用いて計算した反応率と、実験から求めた反応率を比較した。さらに、JENDL Dosimetry File 99を用いて求めた反応率とも比較を行った。IRDFF 1.0を用いた計算結果は実験値との良い一致を示した。
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In-vessel coils for magnetic error field correction in JT-60SA
松永 剛; 武智 学; 櫻井 真治; 鈴木 康浩*; 井手 俊介; 浦野 創
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1113 - 1117, 2015/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
JT-60SA is designed and under construction as fully superconducting tokamak under a combined project of the ITER satellite tokamak program of EU-JA (Broader Approach Activities) and the Japanese national program. One of the main purposes of JT-60SA is the steady-state high-beta operation above the ideal no-wall beta limit. To achieve this, we have designed in-vessel coils, thus error filed correction coils (EFCCs) for a correction of magnetic error fields that affect plasma initiation and induce magnetic island locking. We will report the design of the EFCC in JT-60SA from an engineering and a physics points of view.
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Measurement of Li target thickness in the EVEDA Li Test Loop
金村 卓治; 近藤 浩夫; 古川 智弘; 平川 康; 帆足 英二*; 吉橋 幸子*; 堀池 寛*; 若井 栄一
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1991 - 1997, 2015/10
 被引用回数:5 パーセンタイル:24.73(Nuclear Science & Technology)
国際核融合材料照射施設(IFMIF)では、定格流速15m/s、厚み25mmの液体Li噴流を、40MeV-250mAの重陽子ビームと核反応させて14MeV相当の中性子を発生させるためのターゲットとして採用する計画である。ターゲット厚み変動は10$$^{-3}$$Paの真空下で$$pm$$1mm以内に維持するよう要求される。現在、工学実証・工学設計活動(EVEDA)事業にて建設したEVEDAリチウム試験ループにて、Liターゲットが上記要求値を満たすか確認するためにその厚みを計測している。本発表では、IFMIF条件となる真空度10$$^{-3}$$Pa、Li温度250$$^{circ}$$C、ターゲット平均速度10$$sim$$20m/sのもと、ターゲット厚みを計測した結果を報告する。計測の結果、平均流速15m/sでは、本試験で着目する重陽子ビーム照射中心位置にて、ターゲット厚みは計測時間60秒間の平均値で26.08mmであった。一方、時間変動に関しては、計測時間内での変動振幅の平均および最大は、同条件でそれぞれ0.26mm, 1.45mmであり、全計測波高のうち約99.7%以上が設計要求値以内であった。したがって、リチウムターゲットは大変安定であり、ターゲットに要求される安定性を満足していることがわかった。
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Estimation of the lifetime of resin insulators against baking temperature for JT-60SA in-vessel coils
助川 篤彦; 村上 陽之; 松永 剛; 櫻井 真治; 武智 学; 吉田 清; 池田 佳隆
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2076 - 2079, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Nuclear Science & Technology)
JT-60SA計画は、ITER計画の幅広いアプローチ計画の日欧協力で進められている。JT-60SA容器内コイルは日本で設計・製作を行う。容器内コイル用の樹脂絶縁材には、真空容器のベーキング温度条件(200$$^{circ}$$C, 40000時間)に沿った耐熱性能が要求される。今回、容器内コイル設計に向け、耐熱耐久性の調査を実施し、$$sim$$220$$^{circ}$$C環境で、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂を母材とする7種類の候補樹脂絶縁材の寿命評価を実施した。高温環境下における化学反応速度はアレニウス法で評価する。耐熱耐久試験では、180$$^{circ}$$C, 200$$^{circ}$$C, 220$$^{circ}$$Cの恒温槽で一定期間保持し、その後、絶縁材の重量減少を測定する。樹脂絶縁材の重量減少率の結果を入力にワイブル解析を実施し、その後、アレニウスプロットにより候補樹脂絶縁材の寿命評価を初めて実施した。この結果、容器内コイルの適用温度は169$$^{circ}$$Cであることが分かった。
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Effect of titanium content on mechanical properties and reactivity of titanium beryllide pebbles
金 宰煥; 中道 勝
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1812 - 1816, 2015/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
Titanium beryllium intermetallic compounds, beryllides, have been investigated as a candidate of advanced neutron multipliers in a fusion demonstration reactor. To investigate effect of Be contents in titanium beryllide pebbles on the crush strength and oxidation resistance, the beryllide pebbles with 3 to 10.5 at.% Ti were fabricated. As a result of SEM observation, it was clear that Be phase on the surface identified in Be-3 and 5 at.% Ti while no Be phase found in Be-7 to 10.5 at.% Ti. According to cross-sectional images, moreover, area fraction of Be phase decreased with decrease of Be content in 3 to 9 at.% Ti beryllide pebbles whereas the pebble with 10.5 at.% Ti was mainly consisted of Be$$_{17}$$Ti$$_{2}$$ phase. It was confirmed from crushed tests of the pebbles that ductility increases as increased of Be contents in the pebbles since the existence of Be phase leads to ductile fracture. On the other hand, Be phase on the surface of the pebbles with Be-3 and 5 at.% Ti resulted in increase of the weight gain due to oxidation while other pebbles indicated similar values because the surface of pebbles with 7 to 10.5 at.% Ti consisted of either Be$$_{12}$$Ti or Be$$_{17}$$Ti$$_{2}$$. Accordingly, this existence of Be phase in the pebble leads to increase of ductility while it results in decrease of oxidation resistance on the surface at 1273 K.
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Hydrophobic platinum honeycomb catalyst to be used for tritium oxidation reactors
岩井 保則; 久保 仁志*; 大嶋 優輔*; 野口 宏史*; 枝尾 祐希; 谷内 淳一*
Fusion Science and Technology, 68(3), p.596 - 600, 2015/10
特願 2010-002025*   公報
トリチウム酸化反応器に適用可能な疎水性白金ハニカム触媒を開発した。ハニカム形状の触媒は圧力損失を減少させることができる。試作した疎水性触媒はメタルハニカム担体と炭化ケイ素ハニカム担体の二種類である。白金微粒子を数ナノメートルに微細化することで微量トリチウムの触媒酸化活性を大幅に向上させることができた。水素濃度は総括反応速度にほとんど影響を与えない。白金表面上への水蒸気と水素の競合吸着の影響から反応速度定数は底値を持つ。底値を示す水素濃度は、乾燥ガス下では100ppmであった。これらのハニカム触媒の活性はペレット状の疎水性触媒と同等であり、疎水性ハニカム触媒のトリチウム酸化反応器への適用可能性を示すことができた。
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JAEA高崎量子応用研究所の研究
玉田 正男
原子力年鑑2016年版, p.148 - 152, 2015/10
高崎量子応用研究所は、昭和38年(1963年)4月に設置された。現在、イオン, 電子線, Co-60$$gamma$$線などの量子ビーム照射施設を有し、中性子,放射光など他の量子ビーム照射施設を含めて横断的な活用を進める量子ビーム利用プラットフォームの一端を担う研究所として、研究開発を進めている。最近の技術移転例は、セシウム除去用カートリッジ型フィルタや吟醸酒製造に適した清酒酵母である。また、最近の実用化例としては、放射線橋かけ樹脂の学校教材化がある。引き続き、アウトリーチ活動などを通じて放射線利用に対する理解促進を図って行く。
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加速器駆動システム(ADS)による核変換の研究開発
大井川 宏之
原子力年鑑2016年版, p.133 - 135, 2015/10
加速器駆動システム(ADS)は、未臨界炉と、大強度陽子加速器で駆動する核破砕中性子源を組み合わせたハイブリッドシステムであり、高レベル放射性廃棄物に含まれるマイナーアクチノイドを効果的に変換することを目的とする。原子力機構はADSの研究開発を進めており、その一環として、J-PARCに核変換実験施設を建設する計画を持っている。
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世界の主要原子力企業、欧州原子力共同体、欧州原子力共同体保障措置、供給サイド・アプローチ、需要サイド・アプローチ、アルゼンチン・ブラジル原子力平和利用協定、ブラジル・アルゼンチン核物質計量管理機関、遠心分離法、欧州原子力共同体設立条約、革新的原子炉・燃料サイクル国際プロジェクト、第4世代原子力システム国際フォーラム、保障措置実施報告書、保障措置情報
田崎 真樹子
軍縮辞典, p.272 - 273, 2015/10
世界の主要原子力企業、欧州原子力共同体、欧州原子力共同体保障措置、供給サイド・アプローチ、需要サイド・アプローチ、アルゼンチン・ブラジル原子力平和利用協定、ブラジル・アルゼンチン核物質計量管理機関、遠心分離法、欧州原子力共同体設立条約、革新的原子炉・燃料サイクル国際プロジェクト、第4世代原子力システム国際フォーラム、保障措置実施報告書、保障措置情報、について解説した。
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基礎架台コンクリート等への放射性物質等の浸透性評価
手塚 将志; 香田 有哉; 藤田 義彦*; 久米 恭*
平成26年度財団法人若狭湾エネルギー研究センター研究年報,17, P. 78, 2015/10
解体撤去物等の汚染レベルに応じた分別管理に資するため、「ふげん」のタービン建屋内に敷設されていた復水器の基礎架台コンクリートを供試体として、予め表面のひび割れ状況等の事前観察を行った上で、供試体内部の汚染状況を調査した。事前観察において、供試体のひび割れは鉄筋腐食により生じたものと推察された。次いで、イメージングプレート(IP)を用いた非破壊の汚染調査を行うとともに、供試体から試料を採取して$$gamma$$線放出核種及び$$beta$$線放出核種の分析を行った結果、供試体の表面から内部に至るまで汚染は認められなかった。また、海水由来と推測される大気中の塩素元素が供試体に浸透しているか否か屋外から採取した試料との比較分析を行い、接液環境以外からの物質の浸透挙動に関して検討を加えた。さらに、ひび割れ範囲の確認方法として、コンクリート探傷剤を用いたひび割れ範囲の可視化を検討したところ、目視で容易に確認できたことから、有効な手法であることが判明した。以上の検討結果に基づき、鉄筋腐食によるひび割れが明らかな基礎架台コンクリートについては、保守性を確保する観点から、表面より最大ひび割れ深さ付近までの範囲は確実に分離・除去すること、次いで分離・除去された表面にひび割れ部が残存していれば、既往報告に示された「浸透汚染が必ずしも否定できない範囲」を特定・分離するロジックを適用すべきであることを示した。
52
埋設技術基準への適合性に係る検討
手塚 将志; 香田 有哉; 藤田 義彦*; 遠藤 伸之*; 久米 恭*
平成26年度財団法人若狭湾エネルギー研究センター研究年報,17, P. 78, 2015/10
「ふげん」には、濃縮廃液を固型化したアスファルト固化体が保管され、それらの中には廃棄体の埋設処分に係る基準(埋設技術基準)に適合しないものも存在する可能性があるため、これらは現状のままでは埋設処分できない。そこで、上記の基準に適合しない可能性のある「アスファルト固型物」が基準に適合するよう「再度処理」することを想定し、具体的方策に関する机上調査に加え、予備的な試験も合わせて行った。机上調査では、アスファルトやアスファルト固化体となった時の性状、「アスファルト固型物」の取り扱いや検査方法等について情報を整理した。机上の調査・検討結果から得られた情報をもとに、ごく小規模な「アスファルト固型物」の模擬体や再度処理を想定した固化体(セメント固化体、充填固化体)を試作し、それらの固化特性や化学的特性に関して予備的な試験を行うことで、今後の「再度処理」の検討に資する知見を得た。以上の調査・検討及び試験の結果を踏まえ、現在の埋設技術基準への適合を図っていくための考え方を整理した。そして、整理した考え方に基づき、今後取り組んでいくべき項目を提示し、3$$sim$$5か年程度の期間を想定したロードマップを作成した。
53
Using LiF crystals for high-performance neutron imaging with micron-scale resolution
Faenov, A.*; 松林 政仁; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; 神門 正城; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 酒井 卓郎; 塩澤 方浩*; et al.
High Power Laser Science and Engineering, 3, p.e27_1 - e27_9, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Optics)
This paper describes an overview of our recent discovery - clear demonstration that LiF crystals can be efficiently used as a high-performance neutron imaging detector based on optically stimulated luminescence of color centers generated by neutron irradiation. It is shown that the neutron images we have obtained are almost free from granular noise, have a spatial resolution of 5.4 $$mu$$m and a linear response with a dynamic range of at least 10$$^{3}$$. The high contrast and good sensitivity of LiF crystals allow us to distinguish two holes with less than 2% transmittance difference. We propose to use such detectors in areas where high spatial resolution with high image gradation resolution is needed, including diagnostics of different plasma sources such as laser and z-pinch produced plasmas.
54
高温工学試験研究炉(HTTR)の内部構造を可視化する; ミューオンを利用した非接触・非破壊検査技術の提案
高松 邦吉
放計協ニュース, (56), p.2 - 4, 2015/10
特願 2010-166333   公報
福島第一原子力発電所の事故前、宇宙線ミューオンを使って原子番号の違いを検出できないか検討した結果、散乱法を用いた宇宙線ミューオンの可視化技術は、黒鉛ブロック, 原子炉圧力容器, ウラン(燃料体), 空気を識別することができた。また、福島第一原子力発電所の事故後、燃料デブリの状況を把握するため、透過法を用いた宇宙線ミューオンの可視化技術を提案した結果、原子力機構のHTTRの原子炉圧力容器(RPV)および原子炉格納容器(CV)の外側から、炉心および炉内構造物を可視化することができた。
55
原子力施設と人材育成
湊 和生
放計協ニュース, (56), 1 Pages, 2015/10
福島第一原子力発電所の事故以降、学生の原子力離れが起きている。大学における研究施設の維持管理が困難になってきている現状と照らし合わせ、大学,産業界,研究機関が協力して、人材の確保と育成をより強力に推し進めることが重要である。
56
サイクロトロンのパルスビーム形成技術
倉島 俊
放射線化学(インターネット), (100), p.49 - 51, 2015/10
サイクロトロンのビームは、イオンの加速に数十MHzの高周波電圧を用いるため、ビームパルスの時間構造は繰り返し周期が数十ナノ秒程度の連続パルスである。一方、放射線化学におけるパルスラジオリシスの実験では、マイクロからミリ秒の繰り返し周期の長いイオンビーム(シングルパルスビーム)が求められる。このため、原子力機構TIARAのサイクロトロンではビームチョッパーを用いたパルスビーム形成技術を開発した。ここで採用した方式は、サイクロトロンの上流側と下流側に設置した2台のビームチョッパーを併用してビームパルス数を大幅に間引きシングルパルスビームを形成するもので、サイクロトロンのマルチターン取り出しの回数を従来よりも削減し、その状態を維持することが必要であった。そこで、加速位相の高精度制御やサイクロトロン磁場の高安定化などの技術開発を行い、マルチターン取り出しの回数をシングルパルスビーム形成に必要な5回程度に抑え、長時間安定に維持することを可能にした。その結果、プロトン65MeV,炭素320MeVなど様々なイオンビームのシングルパルスビームをユーザへ定常的に提供することが可能となった。
57
放射線によるモノづくりに携わって
玉田 正男
放射線化学(インターネット), (100), P. 16, 2015/10
放射線を駆使した研究開発とそのマネジメントに携わって、35年、捕集材による温泉水中のレアメタルの捕集は特にマスコミの注目を受け、数多くの新聞やNHKの「おはよう日本」などのテレビ報道で大きな反響を呼んだ。捕集実験は群馬県にある自然湧出量が日本一である草津温泉で行った。朝8時からの生放送では、6時から現地にスタンバイしたこともあった。また、モノマーを界面活性剤により水に安定に分散して行うエマルショングラフト重合の発案は、捕集材を作製するコストをいかに抑えるかという問題の解決に繋がり、半導体洗浄液中のppbレベルの金属除去フィルターやセシウム吸着材の技術移転の道を切り開くことができた。
58
高温磁気センサの開発
高屋 茂; 荒川 尚*; 欅田 理*
保全学, 14(3), p.81 - 87, 2015/10
高温環境で利用可能な磁気センサを新たに開発した。開発したセンサは、フラックスゲート型センサの一種であり、磁気コア材料として、通常用いられるパーマロイに代わり、キュリー温度が約1000$$^{circ}$$Cと高いパーメンジュールを用いている。またコイルには、耐熱性セラミックコーティングの銅線を用いた。外部磁場の大きさは、微分磁化率のピーク位置の変化により測定する。磁気コアの形状は、微分磁化率のピーク位置の判定を容易にし検出性能を向上させるために、一部で径が細くなっている矩形形状とした。開発した磁気センサの出力は500$$^{circ}$$Cの高温でも良い直線性を示した。さらに、センサの耐久性について検討し、耐熱コイルの性能向上が今後の課題であることを示した。
59
Local structure analysis of KNbO$$_3$$ nanocubes by solvothermal synthesis
米田 安宏; 小原 真司*; 中島 光一*; 永田 肇*; 和田 智志*
Japanese Journal of Applied Physics, 54(10S), p.10NC01_1 - 10NC01_6, 2015/10
 パーセンタイル:100(Physics, Applied)
高エネルギーX線回折実験で得られたデータを元に、2体相関分布関数法を用いてソルボサーマル法で合成されたニオブ酸カリウム(KNbO$$_3$$)ナノパウダーの局所構造解析を行った。ナノ粒子の局所構造は原子揺らぎのために平均構造とは一致していないことがわかった。平均構造は正方晶系でありながら、局所構造は菱面体晶構造を有し、ニオブ原子がNbO$$_6$$八面体ユニットの中心位置からずれており、この原子変位はアニールによる粒成長後も保持されていた。
60
Hydrogenation of $$L$$1$$_{2}$$-type AlNi$$_{3}$$ alloy at high pressure and temperature
遠藤 成輝*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則
Journal of Alloys and Compounds, 645(Suppl.1), p.S61 - S63, 2015/10
 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)
We investigated the hydrogenation of the $$L$$1$$_{2}$$-type AlNi$$_{3}$$ alloy at 3 GPa and 500$$^{circ}$$C using in situ synchrotron radiation X-ray diffraction measurements. An isotropic lattice expansion was observed to have occurred owing to the hydrogenation, and a novel hydride (AlNi$$_{3}$$H$$_{x}$$) was formed. Because of such isotropic lattice expansion, the hydrogen-occupied sites were the body-center sites of the $$L$$1$$_{2}$$ structure (P$$m$$-3$$m$$). In this case, the hydrogen content was calculated to be $$x$$ = 1.0, which is consistent with the experimental results. The AlNi$$_{3}$$H$$_{x}$$ hydride was stable under ambient conditions.
61
Simulation of He embrittlement at grain boundaries of bcc transition metals
鈴土 知明; 山口 正剛
Journal of Nuclear Materials, 465, p.695 - 701, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Materials Science, Multidisciplinary)
体心立法晶の遷移金属の粒界におけるHe脆化がどのような原子論的性質に支配されているかを研究した。我々は密度汎関数法を使った第一原理計算手法とHe偏析のための速度論を組み合わせた計算モデルを構築し、将来建設が予定されている核融合DEMO炉の第一壁の条件でHe脆化の予測計算を様々な金属を対象に行った。その結果、He脆化は中性子照射によるHe発生率だけでなく、粒界でのHe偏析エネルギーに大きく依存することがわかった。また、各元素のHe偏析エネルギーが周期律表において系統的な傾向を示すことが第一原理計算より明らかになった。
62
Oxygen potential measurement of (Pu$$_{0.928}$$Am$$_{0.072}$$)O$$_{2-x}$$ at high temperatures
松本 卓; 有馬 立身*; 稲垣 八穂広*; 出光 一哉*; 加藤 正人; 森本 恭一; 砂押 剛雄*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1296 - 1302, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
(Pu$$_{0.928}$$Am$$_{0.072}$$)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルを1473K, 1773K及び1873Kにおいて気相平衡法により測定した。O/M=1.96以上ではAmが還元、O/M=1.96以下ではPuが還元されることを確認した。
63
The Influences of Pu and Zr on the melting temperatures of the UO$$_{2}$$-PuO$$_{2}$$-ZrO$$_{2}$$ pseudo-ternary system
森本 恭一; 廣岡 瞬; 赤司 雅俊; 渡部 雅; 菅田 博正*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1247 - 1252, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
福島第一原子力発電所の事故に対する廃炉計画の一環として、損傷炉心からのデブリの取出しやその後の保管の検討が進められている。これらの検討にはデブリの熱特性や機械特性を評価し理論的な根拠に基づいた事故シナリオにおける燃料の溶融過程の予測が必要である。本研究では模擬デブリ試料としてU, Pu, Zrの混合酸化物を作製し、燃料の溶融過程を検討する上で重要な熱特性の一つである融点についてサーマルアレスト法によって測定した。得られた結果から模擬デブリ試料の融点に対するPu及びZrの影響について評価した。
64
Chemical interaction between granular B$$_{4}$$C and 304L-type stainless steel materials used in BWRs in Japan
柴田 裕樹; 坂本 寛*; 大内 敦*; 倉田 正輝
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1313 - 1317, 2015/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
炭化ホウ素/ステンレス鋼の系は熱力学的に不安定なことはよく知られており、これらの材料間においておよそ1273Kを超えた温度で化学的相互作用が起こるであろうということを示している。この化学的相互作用は、シビアアクシデントの初期段階において中性子吸収棒の融解そしてそれに続くこれら材料の再配置へと繋がっていく。そしてその際に生成した溶解生成物は制御棒ブレードやジルカロイチャンネルボックスや燃料棒といった周辺の原子力材料と相互作用していき、燃料集合体の崩落へと繋がっていくことが予期される。B$$_{4}$$Cとステンレス鋼との化学的相互作用に関する既往の研究では、粉末またはペレット状のB$$_{4}$$Cが使用されている。しかし日本のBWRの中性子吸収棒には粒状のB$$_{4}$$Cが採用されている。そこで本研究では、日本のBWRで採用されている材料、すなわち粒状のB$$_{4}$$Cとステンレス鋼を用いた試験を実施し、粒状B$$_{4}$$Cとステンレス鋼間の化学的相互作用の反応速度はペレットまたは粉末状B$$_{4}$$Cとステンレス鋼間とは明らかに異なっていることが判明した。
65
Thermophysical properties of americium-containing barium plutonate
田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1285 - 1289, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
BaPu$$_{0.91}$$Am$$_{0.09}$$)O$$_{3}$$を調製し、ペロブスカイト型結晶構造を確認するとともに、音速測定により弾性率及びデバイ温度を求めた。また、熱伝導率を評価し、マトリクスと比較してきわめて小さい値を示すことがわかった。熱伝導率とデバイ温度の関係から、Ba系ペロブスカイト化合物の熱伝導率は原子間結合力の大きさで説明できることを明らかにした。
66
Effect of impurity on dissolution behavior of simulated molybdenum cermet fuels
圷 葉子; 田中 康介; 逢坂 正彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1281 - 1284, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
モリブデンを不活性母材とする高速炉用新型燃料において、湿式再処理での溶解挙動を把握するため、Moサーメット燃料を模擬した種々の組成のモリブデン化合物の試験を実施し、焼結及び溶解率等の特性を評価した。
67
Fundamental experiments on phase stabilities of Fe-B-C ternary systems
須藤 彩子; 西 剛史; 白数 訓子; 高野 公秀; 倉田 正輝
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1308 - 1312, 2015/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
BWRのシビアアクシデントでの制御棒ブレードの崩落進展理解のためには、燃料破損データベースを構築する必要がある。しかし制御棒の主成分であるFe-B-C系の相状態は、特にB, Cリッチな領域において未だ不確実な点が多い。本研究では制御棒ブレード崩落解析の基礎データとして、制御棒ブレードの溶融開始に影響すると考えられる共晶点付近の組成領域のFe-B-C合金3種を作製し、1073K, 1273Kの相状態解明のための試験を行った。XRD及びSEM-EDXの結果は、Fe$$_{0.68}$$B$$_{0.06}$$C$$_{0.26}$$の領域ではJAEA熱力学データベース(JAEA-DB)とは異なり、1273KでFe成分を多く含む相を持つことが明らかとなり、1273KでのCementite相の固溶範囲の再評価が必要であるとの知見を得た。また、溶融開始温度の測定結果から、熱力学解析では3種の合金の間で融解温度に約40Kの差が出ると予想されたが、本実験では、3種の合金すべてが約1400Kで溶融が開始したため、JAEA-DBではCementite相の生成自由エネルギーが過大評価されている可能性があることを明らかにした。
68
SiC coating as hydrogen permeation reduction and oxidation resistance for nuclear fuel cladding
臼井 貴宏*; 澤田 明彦; 天谷 政樹; 鈴木 晶大*; 近田 拓未*; 寺井 隆幸*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1318 - 1322, 2015/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
SiCは高い耐酸化性と水素透過低減の効果があることから、酸化抑制と水素脆化の低減のための手段の一つとして考えられる。本研究ではスパッタを用いてSiCコーティングを施し、非照射の環境で水素透過試験と酸化試験を行った。SiCコーティング済SUS316を用いた水素透過試験の結果、1桁程度の水素透過の低減がみられた。酸化試験にはSiCコーティング済Zry-4及びSUS316を用いた。前者を用いた酸化試験では、SiCコーティングにより酸化による重量増加が1/5程度に減少した。後者を用いた酸化試験でも酸化による重量増加が減少する傾向がみられた。酸化試験後のいくつかの試料ではコーティングの剥離がみられた。これはコーティングと基板の膨張の差によるものと考えられる。コーティングが厚くなるほど酸化による重量増加が減少する傾向がみられた一方、コーティングが薄くなるほど剥離しにくくなる傾向がみられた。
69
Study on minimum wall thickness requirement for seismic buckling of reactor vessel based on system based code concept
高屋 茂; 渡辺 大剛*; 横井 忍*; 神島 吉郎*; 栗坂 健一; 浅山 泰
Journal of Pressure Vessel Technology, 137(5), p.051802_1 - 051802_7, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:69.87(Engineering, Mechanical)
システム化規格概念に基づき、高速炉の原子炉容器の地震座屈の防止に必要な最小板厚について検討した。システム化規格の特徴のひとつは、裕度交換であるが、これを実現するために信頼性設計手法を採用するとともに、原子力プラントの安全性目標から原子炉容器の地震座屈に対する目標信頼度を導出した。地震ハザードも含め必要な入力データを整備し、評価を実施した。その結果、従来の決定論的な設計手法に比べて、最小必要板厚を薄くすることができることが明らかになった。また、各確率変数の評価結果への影響について検討し、地震荷重が支配的な要因であることを示した。
70
原子力機構核図表2014
小浦 寛之
核データニュース(インターネット), (112), p.54 - 61, 2015/10
2015年3月12日に公開した「原子力機構核図表2014」の紹介・解説を行う。原子力機構核図表はこれまで1977年以来10回の公開を重ね、原子核・核データ関係者に広く利用されている。今回の公開で前回まで12ページから16ページへと分量が増えるなど、かなりの部分が改定、追加された。本解説では、核図表の冊子に記載されていない、1976年当時の編集の状況や、今回に至る核種数の変遷などを紹介し、また今回の編集の具体的な役割分担や、新たな諸量を追加した経緯などを紹介する。今回の改定の主要点は、(1)崩壊様式の区分を12種類から23種類に増加、(2)理論予測を$$alpha$$, $$beta$$,自発核分裂に加えて陽子放出を追加、(3)10$$^{-20}$$秒以下の半減期の原子核を新たに追加、(4)陽子・中性子ドリップ線及び$$beta$$崩壊遅発中性子放出限界線を新たに描画、(5)外観図(カラー)を新たに追加、(6)周期表の部分を20年ぶりに更新、(7)核分裂収率を新たに掲載、(8)中性子断面積を表形式から核図表形式に変更、などである。加えて、公開後の配布状況及び核図表を用いた普及活動、WWW版核図表の紹介も行う。
71
Source term uncertainty analysis; Probabilistic approaches and applications to a BWR severe accident
Zheng, X.; 伊藤 裕人; 玉置 等史; 丸山 結
Mechanical Engineering Journal (Internet), 2(5), p.15-00032_1 - 15-00032_14, 2015/10
A suite of methods has been established to quantitatively estimate uncertainties in source term analysis during a nuclear reactor severe accident. The accident sequence occurred at Unit 2 of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant is taken as an example. The approach mainly consists of four steps: screening analysis, random sampling, numerical computation and verification of uncertainty distributions. First, by using an individually randomized one-factor-at-a-time screening method, a group of variables are preliminarily determined as uncertain inputs. Second, appropriate probability distributions are assigned to input variables. Random samples are generated using Latin Hypercube sampling with the consideration of rank correlation. Third, random samples of variables are inputted into MELCOR 1.8.5. Numerical simulation with multiple code runs is implemented. Finally, uncertainty distributions for representative source terms are obtained and verified. The technique of Bayesian nonparametric density estimation is applied to obtain probability density functions of source terms. The difference of probability density functions is evaluated through the comparison based on the Kullback-Leibler (KL) divergence. With the subjective judgment of small enough KL divergence, after a certain number of numerical computations, the uncertainty distributions of representative source terms are considered as stable enough as reliable results.
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Numerical simulation of thermal striping phenomena in a T-junction piping system for fundamental validation and uncertainty quantification by GCI estimation
田中 正暁; 三宅 康洋*
Mechanical Engineering Journal (Internet), 2(5), p.15-00134_1 - 15-00134_20, 2015/10
本報は、流動-構造熱連成解析コード(MUGTHES)の検証を目的として、サーマルストライピング現象の典型問題としてT字合流部での異温度流体混合に対する水流動試験を対象に熱流動解析(流体部の解析のみ)を実施するとともに、MUGTHESによる数値解析結果を基に、T字合流部での温度変動発生メカニズムに対する大スケール渦運動との相互作用に関して調べたものである。MUGTHESによる熱流動解析では、標準スマゴリンスキーモデルによるラージエディシミュレーション法を採用した。解析コードの検証過程では、GCI(格子収束性)評価を実施し、最小二乗法に基づくGCI評価手法の適用性が高いことを示した。また、解析結果から、構造評価に対して影響の大きい主要な温度変動発生メカニズムは、枝噴流前縁から後流領域の境界に沿って主配管表面近傍で形成されるネックレス状渦、枝噴流背後で形成される馬蹄状渦、さらに枝噴流背後のカルマン渦との相互作用によることを明かにした。
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ROSA/LSTF experiment on a PWR station blackout transient with accident management measures and RELAP5 analyses
竹田 武司; 大津 巌
Mechanical Engineering Journal (Internet), 2(5), p.15-00132_1 - 15-00132_15, 2015/10
An experiment on a PWR station blackout transient with accident management (AM) measures was conducted using the ROSA/LSTF under an assumption of non-condensable gas inflow to primary system from accumulator tanks. The AM measures considered are SG secondary-side depressurization by fully opening safety valves in both SGs with start of core uncovery and coolant injection into the secondary-side of both SGs at low pressures. The primary pressure started to decrease when the SG primary-to-secondary heat removal resumed soon after the SG secondary-side coolant injection. The primary depressurization worsened due to the gas accumulation in SG U-tubes after accumulator completion. The RELAP5 code indicated remaining problems in the predictions of the SG U-tube collapsed liquid level and primary mass flow rate after gas ingress. The SG coolant injection flow rate was found to significantly affect the peak cladding temperature and the ACC actuation time through RELAP5 sensitivity analyses.
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除染活動支援と放射線に対する理解支援活動; 原子力機構による環境回復の取組,3
山下 卓哉; 板橋 靖
日本原子力学会誌, 57(10), p.656 - 661, 2015/10
東京電力福島第一原子力発電所事故より3年が経過し、放射性物質に汚染された環境回復のための技術開発が求められている。原子力機構は、事故以来、福島復興に向けて環境汚染への対処のため様々な活動を行ってきた。ここでは、シリーズ解説の第3弾として、原子力機構における除染活動支援の現状と放射線に対する理解支援活動について解説する。
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JUPITERコードによる過酷時炉内構造物内の溶融物移行挙動に関する数値的検討
山下 晋; 徳島 二之; 倉田 正輝; 高瀬 和之; 吉田 啓之
日本機械学会第28回計算力学講演会論文集(CD-ROM), 3 Pages, 2015/10
原子力機構では、過酷事故時炉内状況の詳細な把握に向けて、多相多成分熱流動解析コードJUPITERを開発している。本研究では、JUPITERの形状入力データとして、3次元CADにより作図された詳細な炉心支持構造物を用い、その構造物間での溶融物の移行挙動予備解析を実施した。また、JUPITERの妥当性検証の一環として、模擬炉心支持構造物内での溶融物の流動挙動試験結果との比較検討を行った。その結果、予備解析では、複雑な炉心支持構造物内を溶融炉心が相変化をしながら移行していく挙動や、燃料支持金具等を破損させる挙動等を確認することができた。また、検証計算では、定性的ではあるが、実験結果と比較を行い、境界条件や物理モデルの更なる精度向上が必要であることを確認した。
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Numerical evaluation of the light transport properties of alternative He-3 neutron detectors using ceramic scintillators
大図 章; 高瀬 操*; 春山 満夫; 倉田 典孝*; 小林 希望*; 呉田 昌俊; 中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 鈴木 浩幸; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 798, p.62 - 69, 2015/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.13(Instruments & Instrumentation)
シンチレータを用いたヘリウム3代替中性子検出器内部のシンチレータ光の伝搬特性を光線追跡コードを用いて調査した。検出器の構造は、ガラス基板に積層された薄いセラミックシンチレータ板とそれを囲む光反射管、及びその光反射管の両端に設置された二つの光電子増倍管からなる。管内部のセラミックシンチレータ板の設置を様々に変化させた場合の検出器の両端に現れる光出力を計算し、試験結果と比較した。その結果、管内部の光伝搬特性は、そのセラミックシンチレータの配置、及び光反射管の構造に大きく依存することが判明した。
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Development of a measurement system for the determination of ($$n,gamma$$) cross-sections using multi-nucleon transfer reactions
牧井 宏之; 太田 周也*; 石井 哲朗; 若林 泰夫*; 古高 和禎; 西尾 勝久; 西中 一朗; 千葉 敏; 井頭 政之*; Czeszumska, A.*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 797, p.83 - 93, 2015/10
中性子捕獲断面積を間接的に導出するための、$$gamma$$線測定用のコンプトン抑止型LaBr$$_{3}$$(Ce)検出器と荷電粒子測定用のシリコン$${Delta}E$$-$$E$$検出器から構成される、新しい測定装置の開発を行った。原子力機構タンデム加速器からのエネルギー153MeVの酸素18ビームを$$^{155}$$Gd及び、$$^{157}$$Gd標的に照射して発生する$$gamma$$線と荷電粒子の同時測定を行うことにより、開発した装置の特性試験を行った。大型(直径4インチ、長さ5インチ)のLaBr$$_{3}$$(Ce)検出器を用いることにより、$$^{155}$$Gd($$^{18}$$O, $$^{16}$$O)$$^{157}$$Gd反応及び、$$^{157}$$Gd($$^{18}$$O, $$^{16}$$O)$$^{159}$$Gd反応で生成される複合核からの$$gamma$$線の測定に成功した。得られた結果から新たに開発した測定装置が多核子移行反応を用いた中性子捕獲断面積の導出に極めて有効であることを見出した。
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Ultrasensitive resonance ionization mass spectrometer for evaluating krypton contamination in xenon dark matter detectors
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 797, p.64 - 69, 2015/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Instruments & Instrumentation)
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、クリプトン及びキセノン共鳴イオン化用レーザーの安定性及び操作性向上が必要不可欠である。レーザーシステムの安定化に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれるクリプトン不純物濃度の評価に関する研究を行っている。論文では、共振器を組まない光パラメトリック発生(OPG)光学系を開発し、クリプトン共鳴イオン化に用いる波長212.6nmのレーザー波長安定性が従来の光パラメトリック発振器(OPO)と比較して1桁程度向上した結果を報告した。開発したレーザーにより、純アルゴンガスに不純物として含まれる濃度0.4ppt程度のクリプトン検出に成功した。主成分がキセノンの場合はクリプトン感度が半分程度に低下するが、キセノンに濃度ppt程度以下含まれる極微量なクリプトンの検出が可能な見通しを得た。
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Mechanisms of increasing of the magnetic alloy core shunt impedance by applying a transverse magnetic field during annealing
野村 昌弘; 島田 太平; 田村 文彦; 山本 昌亘; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; 吉井 正人*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 797, p.196 - 200, 2015/10
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
J-PARCシンクロトロンでは高い加速電圧を発生させるために金属磁性体コアを用いた加速空胴を採用している。コアのシャントインピーダンスはビームパワーを高めるために重要なパラメータである。我々は磁場中熱処理を行うことにより、コアのシャントインピーダンスを約50%以上高めることに成功している。本論文では磁場中熱処理を行うことによりコアのシャントインピーダンスが高められるメカニズムについて議論を行っている。具体的には、まず磁場中熱処理により磁化過程が主に磁化回転となることにより、低周波数領域ではコアの損失が低減され、高周波数領域では磁気特性が向上していることを測定結果から示し、次にシャントインピーダンスと磁気特性を表す複素透磁率との関係から、コアのシャントインピーダンスが高められているのはこれらの磁気特性の改善が要因であることを述べている。
80
Progress on multi-nuclide AMS of JAEA-AMS-TONO
國分 陽子; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 眞田 勝樹*; 花木 達美
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 361, p.48 - 53, 2015/10
 被引用回数:3 パーセンタイル:24.73(Instruments & Instrumentation)
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、1997年に加速器質量分析施設であるJAEA-AMS-TONOを設置し、$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be測定を行っている。現在さらに測定核種を増やすため、$$^{26}$$Al-AMSの構築を試みている。本発表では、施設の現状とともに現在取り組んでいる多核種AMSへの試みについて報告する。本施設は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関わる地質環境の長期安定性研究における$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be年代測定を行うため、$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be測定を行っている。現在さらに$$^{26}$$Al年代測定を可能にすべく、$$^{26}$$Al測定のための測定条件の検討及び試験測定を実施している。
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Development of hydrogen behavior simulation code system
寺田 敦彦; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 上地 優; 日野 竜太郎
Proceedings of 6th International Conference on Hydrogen Safety (ICHS 2015) (CD-ROM), 11 Pages, 2015/10
原子力機構では、シビアアクシデント状況下における水素安全の向上に向けて、水素の発生から拡散、燃焼、爆発に至る挙動を予測する水素挙動解析システムの構築を進めている。システムは、研究者, エンジニア等のユーザを支援するために、様々なCFD, FEMコードで構成されている。本報では、水素挙動解析システムの構築に向けた取り組みの一環として、既存試験データを用いた浮力乱流モデル, 凝縮モデルについてのコード検証結果を報告する。
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Grouting for reducing groundwater inflow into a gallery at 500m depth of the Mizunami Underground Research Laboratory, Japan
辻 正邦*; 小林 伸司*; 佐藤 稔紀; 見掛 信一郎
Proceedings of the ISRM Regional Symposium EUROCK 2015 & 64th Geomechanics Colloquium; Future Development of Rock Mechanics, p.35 - 41, 2015/10
瑞浪超深地層研究所では、掘削工事における地下水の湧水量を低減するために岩盤グラウチングが主要技術として用いられてきた。本稿は、深度500mレベルの延長120mの坑道におけるグラウチング工事の概要について報告するものである。先行ボーリング調査を行い、主に超微粒子セメントによるプレグラウチングを行いつつ本坑道の掘削を完了した後は、坑道全体の湧水量が約200から220L/分であり、許容湧水量を満足した。その後、延長16mの区間において新設計(溶液型グラウトの適用、複合動的注入の適用、プレグラウトの外側範囲を改良ゾーンに適用)によるポストグラウト工事を実施した。その結果、これらの新しい設計が効果的であることが確認でき、対象区間の湧水量は35L/分から11L/分に減少した。今回の実積は、既存のグラウチング技術の高度化に役立つものであり、新しい設計技術がプレグラウトの段階から実施されていれば、更なる湧水抑制が可能であったと考えられる。
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Thermal equilibrium and prehydration processes of electrons injected into liquid water calculated by dynamic Monte Carlo method
甲斐 健師; 横谷 明徳; 鵜飼 正敏*; 藤井 健太郎; 渡辺 立子
Radiation Physics and Chemistry, 115, p.1 - 5, 2015/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:15.4(Chemistry, Physical)
放射線によるDNA損傷において、電子衝突電離により発生した2次電子は難修復性DNA損傷の生成に深く関与すると考えられているが、電子の熱化過程が解明されていないことから、その放射線作用は未だ十分には解明されていない。本研究では、電子の熱化過程の全貌解明のために、水中に照射された電子の熱化距離を、液相の回転・フォノン励起断面積を新たに考慮して計算した。この結果、低エネルギー領域、高エネルギー領域ともに、実験値とよく一致した。しかしながら、熱化時間については従来予測より1桁程度長くなることが分かった。このことから、従来予測に反し、電子の熱平衡化と水和前過程は同時に起こり得ることが推測された。水和前電子は解離性電子移行によりDNA損傷を誘発することから、本研究により推測された水和前過程の生成メカニズムは、2次電子によるDNA損傷の高密度化を推測するために役立つことが期待される。
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さらなるイノベーション創出に向けて
玉田 正男
群馬大学理工学部100年史, p.454 - 455, 2015/10
桐生市の前身は絹織物の生産と交易を担った町であり、その歴史的経緯から、群馬大学工学部(群大工学部)は、繊維すなわち高分子材料に関連する化学や材料評価に関する数多くのノウハウや知見ならびに多様な人材を継承している。伝統から創造へ100年にわたる輝かしい研究の歴史を刻んできた群大工学部と先進の量子ビーム技術のノウハウを持つ高崎量子応用研究所との研究協力や人材交流は、新たな発想や従来とは異なった観点から未知の現象の発見、メカニズムの解明、イノベーションの創出や幅広い世代の人材育成などに極めて重要な役割を果たしてきた。これまで以上に関係を密にした協力を推し進め、最先端の研究成果の輩出や産業利用の新たな礎を築いて行きたいと考えている。
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Fuel restructuring behavior analysis of MA-bearing MOX fuels irradiated in a fast reactor
小澤 隆之; 生澤 佳久; 加藤 正人
Transactions of the American Nuclear Society, 113(1), p.622 - 624, 2015/10
廃棄物減容・有害度低減を目指したリサイクルシステムにおいてはMAを高速炉でMA-MOX燃料としてリサイクルする研究開発を進めており、MA含有率は約5wt%と想定されている。このため、MA含有が燃料物性だけでなく燃料挙動に及ぼす影響ついて研究する必要がある。高速炉においてMOX燃料は比較的高い線出力で使用されることから、燃料組織変化が生じ、その結果、中心空孔が形成される。この中心空孔形成は燃料中心温度を低減する効果があるため、燃料溶融防止の観点で重要な燃料挙動である。ここでは、常陽で実施したMA-MOX燃料の照射試験であるB11とB14の結果を用いて、MA含有が燃料組織変化挙動に及ぼす影響を評価した結果について報告する。
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Temporal behavior of unresolved transition array emission in water window soft X-ray spectral region from multiply charged ions
Dinh, T.-H.*; 鈴木 悠平*; 荒居 剛己*; Li, B.*; Dunne, P.*; O'Sullivan, G.*; 藤岡 慎介*; 長谷川 登; 河内 哲哉; 錦野 将元; et al.
Applied Physics Letters, 107(12), p.121101_1 - 121101_5, 2015/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.07(Physics, Applied)
We have characterized the spectral structure and the temporal history of the laser-produced high-Z multi-charged ion plasmas for the efficient water window soft X-ray sources. Strong unresolved transition array (UTA) emission was observed due to 4d-4f and 4f-5g transitions from Au, Pb, and Bi plasmas in the 280-700 eV photon energy region. The temporal behavior of the emission was essentially similar of that of the laser pulse with a slight delay between different transitions. These results provide feedback for accurate modeling of the atomic processes with the radiative hydrodynamic simulations.
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ヒドロキシプロピルセルロースを用いたゲル線量計の開発
廣木 章博
Cellulose Communications, 22(3), p.143 - 145, 2015/09
これまでに報告されているポリマーゲル線量計の多くは、母材とモノマーに再溶解しやすいゼラチンゲルと劇物のアクリルアミドをそれぞれ用いている。そこで著者らは、熱安定性がよく、かつ低毒性の素材から成るポリマーゲル線量計の研究開発に取り組み、放射線架橋ヒドロキシプロピルセルロースゲルとメタクリル酸エステルを用いたポリマーゲル線量計を提案・作製した。本稿では、作製したポリマーゲル線量計が放射線治療線量に相当する2Gy程度で白濁すること、その白濁度合いが線量の増加に伴い増加すること、さらにモノマー組成や脱酸素剤の濃度調節により放射線感度が制御できることなどを紹介した。
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A Sensitive ligand embedded nano-conjugate adsorbent for effective cobalt(II) ions capturing from contaminated water
Awual, M. R.; 矢板 毅; 塩飽 秀啓; 鈴木 伸一
Chemical Engineering Journal, 276, p.1 - 10, 2015/09
 被引用回数:23 パーセンタイル:3.36(Engineering, Environmental)
The organic ligand of N,N(octane-1,8-diylidene)di(2-hydroxyl-3,5-dimethylaniline) was synthesized and anchored onto inorganic mesoporous materials by direct immobilization method for Co(II) ions capturing from waste samples. The interaction of this material with various metal ions was evaluated, and it exhibited distinct color change from whitish to green in the presence of Co(II) ions, detectable even to the naked-eye. The effects of solution pH, contact time, competing ions and initial concentration on Co(II) sorption on NCA were investigated under optimum conditions. The data also clarified that the NCA adsorbent is an efficient and eco-friendly adsorbent for Co(II) treatment. Therefore, the proposed adsorbent can be considered as a potential candidate for Co(II) ions monitoring and removal from wastewater in large-scale operations.
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プルトニウム燃料第二開発室の廃止措置とグローブボックス解体撤去技術開発の状況
木村 泰久; 平野 宏志; 綿引 政俊; 久芳 明慈; 石川 進一郎
デコミッショニング技報, (52), p.45 - 54, 2015/09
日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所プルトニウム燃料技術開発センターのプルトニウム燃料第二開発室は、ウラン-プルトニウム混合酸化物燃料の製造技術開発及びその実証施設として建設・運転されたが、現在廃止措置段階にあり、施設内のグローブボックスの解体撤去を進めている。グローブボックスの解体撤去は、汚染拡大防止用のグリーンハウスを解体撤去対象のグローブボックスの周囲に設置し、空気供給式呼吸保護具であるエアラインスーツを着用した作業員がグローブボックス本体や内装機器を切断する方法で進めている。この方法は多くの実績がありその手順は確立しているものの、作業員の精神的、肉体的負荷は高い。そのため、解体撤去作業の安全性、経済性の向上を目的に、グリーンハウス内で小型重機を活用する新たな解体撤去技術の開発に着手した。本報告では、プルトニウム燃料第二開発室の廃止措置、グローブボックス解体撤去技術開発の現状について報告する。
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表面分析
江坂 文孝
エキスパート応用化学シリーズ; 機器分析, p.119 - 135, 2015/09
固体試料の分析には、固体内部あるいは全体の平均組成を測定する「バルク分析」が古くから用いられてきた。一方、固体表面の組成や化学構造に着目した分析は「表面分析」と呼ばれ、近年、急速に分析法の開発が進んでいる。固体の表面は、気体や液体との相互作用によりバルクと異なる組成を有する場合が多く、それが物性に与える影響も少なくない。また、材料の電気的特性や強度を向上させることを目的に、材料表面に不純物をドーピングしたり、薄膜を形成させたりするなどして表面組成を意図的に変化させた様々な機能性材料が開発されている。このような材料の開発過程では、その物性の把握とともに表面組成を評価するための分析が必要不可欠である。本解説では、種々の表面分析法について、その原理と特徴を述べる。
91
放射性物質移行挙動
日高 昭秀
エネルギーレビュー, 35(9), p.20 - 24, 2015/09
原子炉が運転されると、核燃料物質であるウランやプルトニウムなどが核分裂して核分裂生成物が燃料棒中に蓄積される。炉心が溶融するようなシビアアクシデント時には、核分裂生成物を含む放射性物質が燃料から多量に放出され、原子炉冷却系内や格納容器内を移行し、格納容器が損傷または隔離機能が損なわれた場合には大気中へ放出される。放射性物質は、その間、壁などへの凝縮、重力沈降のような自然現象または格納容器スプレイのような工学的安全設備によって除去される。以上のような様々な過程を経て、環境中に放出される放射性物質の種類と量、放出のタイミングをソースタームと呼ぶ。放射性物質の移行・沈着挙動は、機構論的には、ガス状の放射性物質の付着/蒸発、エアロゾル状の放射性物質の沈着、エアロゾルの成長、工学的安全設備による放射性物質の除去に分類できる。本報では、シビアアクシデント時の放射性物質の移行・沈着挙動について概説する。
92
Nuclear structure of $$^{37,38}$$Si investigated by decay spectroscopy of $$^{37,38}$$Al
Steiger, K.*; 西村 俊二*; Li, Z.*; Gernh$"a$user, R.*; 宇都野 穣; Chen, R.*; Faestermann, T.*; Hinke, C.*; Kr$"u$cken, R.*; 西村 美月*; et al.
European Physical Journal A, 51(9), p.117_1 - 117_9, 2015/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:53.46(Physics, Nuclear)
中性子数20領域の中性子過剰核では、魔法数20が消滅することが知られ、殻構造の変化が起きていると考えられている。この論文では、この領域の殻構造をより直接的に調べるため、$$^{37,38}$$Si核の準位構造を$$^{37,38}$$Al核のベータ崩壊によって調べた結果を報告する。$$^{37,38}$$Alを理化学研究所RIBFを用いて生成し、そこからのベータ崩壊後の$$gamma$$線を観測することによって、$$^{37,38}$$Si核の低励起状態の準位構造を得た。$$^{37}$$Siの717keVと1270keVに強く遷移することから、これらの準位は正パリティ状態と同定された。実験で得られた準位構造は殻模型計算によってよく再現され、717keVと1270keVはそれぞれ$$3/2^+$$, $$5/2^+$$に対応することがわかった。この結果は、最近の殻模型相互作用が与える殻構造変化を確かめるものである。
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On the dynamical approach of quantitative radiation biology
大内 則幸
Evolution of Ionizing Radiation Research, p.41 - 62, 2015/09
コロニー形成法を用いた放射線生物学における定量的なアプローチと、線量-効果関係としての様々な細胞生存曲線について説明する。放射線照射に対する細胞の生存率曲線は、最も基本的な実験データとして利用されているにも関わらず、これまでは経験的な多項式でフィットするだけに留まり、生物メカニズムに基づいた導出例は存在しない。本論文では、たとえ生物種が異なっていたとしても、様々な条件下で生存率曲線が数学的にユニバーサリティを持つことに着目し、コロニー形成法による定量的なアプローチと、線量-効果関係としての様々な細胞生存曲線についての解析結果を示す。関数形がユニバーサリティを持つことは、生物種間を超えて、事象の数学的な普遍性が存在することを示している。また、染色体の構造変化が放射線損傷の修復確率に影響を与える事から、さらに細胞生存曲線の関数形にも影響を及ぼす可能性について述べる。
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Frontier in fusion research, 2; Introduction to modern tokamak physics
菊池 満; 安積 正史*
Frontiers in Fusion Research, 2; Introduction to Modern Tokamak Physics, 402 Pages, 2015/09
本書は、レビューオブモダンフィジックスに2012年に刊行した論文を基礎として現代トカマクプラズマ物理学を記述した大学院生及び研究者向けの教科書である。
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研究施設等廃棄物の処分の概要について
坂本 義昭
原環センタートピックス, (115), p.2 - 12, 2015/09
原子力機構をはじめとして我が国の研究開発機関等から発生する研究施設等廃棄物については、原子力機構が実施主体として浅地中処分に係る埋設事業を進める予定である。この埋設事業では、トレンチ及びコンクリートピット処分対象廃棄物の合計約60万本(200Lドラム缶換算)を50年間で処分を行う事業計画として、これに必要な埋設施設の概念設計等を実施してきている。本講演では、研究施設等廃棄物の埋設事業の概要とともに、浅地中トレンチ埋設施設の遮水シートの性能評価や廃棄体確認技術等にかかる検討状況について概説する。
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国際熱核融合実験炉(ITER)プロジェクトのトロイダル磁場(TF)コイルにおける溶接技術
高野 克敏
配管技術, 57(10), p.7 - 12, 2015/09
原子力機構は、ITER計画における日本の国内機関として、9個のTFコイル、19個のTFコイル構造物の製作を担当している。これらTFコイルに使用される材料は、高磁界及び絶対温度4K(-269$$^{circ}$$C)という特殊な環境下で使用されるため、母材部,溶接部ともに非磁性で高強度・高靱性を併せ持つ材料特性が求められる。そのため、材料は完全オーステナイト・ステンレス鋼が使用されるが、溶接による割れ感受性が高く、健全な溶接品質を保つためには、高度な溶接技術が求められる。原子力機構は、材料及び溶接ワイヤの化学成分、溶接条件の最適化を実施し、試作試験を行った結果、母材部,溶接部ともに要求を満足する材料特性が得られるとともに、健全な溶接品質を確保することに成功した。現在、これらの成果を基に、実機TFコイルの製作が進められている。
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Application of health effect model of NUREG/CR-4214 to the Japanese population and comparison with a latest model
高原 省五; 飯島 正史; 嶋田 和真
保健物理, 50(3), p.172 - 181, 2015/09
U.S. Nuclear Regulatory Commission (USNRC) developed the estimation model of those risks for the use of accident consequence analysis in 1980s and 1990s. This model is still used as a leading model in this field. In this paper, we aimed to explore the differences between the results of risk prediction from the model of USNRC and those from a latest model. To achieve this aim, radiation-induced cancer risks were projected based on the Japanese population statistics using the models developed by USNRC and the latest model, which was developed by U.S. Environmental Protection Agency (USEPA). As compared to the model of USEPA, the lifetime attributable risks of all cancers projected by the model of USNRC were about 30% higher for male and about 35% lower for female in both morbidity and mortality. When the sex-averaged values were compared between them, the difference is within 10%.
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使用済燃料
木村 貴海
放射化学の事典, p.245 - 246, 2015/09
日本放射化学会編「放射化学の事典」の原子力と放射化学に関する一項目として、使用済燃料を解説した。使用済燃料に含まれる核分裂生成物とアクチノイドの放射能、発熱量、中性子放出について、それらの特徴を説明した。
99
炭素-14
安藤 麻里子
放射化学の事典, p.215 - 216, 2015/09
放射化学に興味を持つ大学生以上を対象とした事典において、放射性炭素の性質、発生源、存在量、環境中での変動要因、環境中での物質動態研究における利用について解説する。
100
軽水炉の構造
奥村 啓介
放射化学の事典, p.224 - 227, 2015/09
軽水炉の炉心構造についての解説記事として、PWR及びBWRの燃料, 燃料棒, 燃料集合体, 制御棒, 炉心, 原子炉圧力容器を取り上げ、これらの構造, 材料, 機能などについて平易に説明する。
101
軽水炉における核反応と反応度制御
奥村 啓介
放射化学の事典, p.228 - 230, 2015/09
軽水炉における核反応と反応度制御についての解説記事として、まず、核反応, 中性子増倍率, 臨界, 反応度等の基本項目について解説し、次にPWR及びBWRにおける反応度制御の具体的な方法について平易に説明する。
102
プルトニウム
國分 陽子
放射化学の事典, p.218 - 219, 2015/09
日本放射化学会は、放射化学の基礎、放射線計測、核・放射化学に関連する分析法など放射化学に関する事典を刊行する。その中の第6章環境放射能において、プルトニウムについて分担執筆した。プルトニウムの性質、人体への影響、環境中に放出されたプルトニウム等について解説した。
103
環境放射線モニタリング
武石 稔
放射化学の事典, p.200 - 201, 2015/09
放射化学の事典において「環境放射線モニタリング」を解説した。環境放射線モニタリングとは、環境中の放射線の強さや放射性物質の量を測定し、その分布状況や経時変化などを調べることにより、ヒトおよび環境への放射線の影響を評価することをいう。環境放射線モニタリングは、状況に応じて平常時モニタリングと緊急時モニタリングに分けられる。これらのモニタリングの目的、方法、注意すべき事項に関して記載した。
104
田中貴金属工業の触媒技術
久保 仁志*; 大嶋 優輔*; 岩井 保則
JETI, 63(10), p.33 - 36, 2015/09
田中貴金属工業は純金積み立てのイメージが強いが、主に工業用の材料製造を行っている貴金属メーカーである。化学製品も例外ではなく、貴金属薬液から触媒も手がけており、中でも燃料電池用触媒は世界トップシェアを誇る。本稿では田中貴金属工業の最近の成果である日本原子力研究開発機構と共同開発した核融合施設向けのトリチウム処理に関する疎水性貴金属触媒について概説する。
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Measurement of transient photo-induced changes in thin films at J-PARC; Time-resolved neutron reflectivity measurements of silver photo-diffusion into Ge-chalcogenide films
坂口 佳史*; 朝岡 秀人; 魚住 雄輝; 川北 至信; 伊藤 崇芳*; 久保田 正人; 山崎 大; 曽山 和彦; Ailavajhala, M.*; Wolf, K.*; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031023_1 - 031023_6, 2015/09
アモルファスGeカルコゲナイド/銀の界面において光を照射すると拡散が促進される。非破壊かつ時間分解で観測できるJ-PARC(写楽)の中性子反射率測定を用いて、光照射によってAgが、初期の急速な拡散によるAg-richな層の形成と、緩やかな拡散によるAg-poorな層の形成と、2段階のプロセスを経て拡散が進行していることを明らかにした。
106
Online monitoring of negative muon beam profiles at J-PARC MUSE using a gated image intensifier
伊藤 孝; 髭本 亘; 二宮 和彦*; 久保 謙哉*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036014_1 - 036014_5, 2015/09
We report on negative muon beam imaging at J-PARC MUSE using a newly-developed online muon beam profile monitor. A beam spot of a 3.8-MeV pulsed negative muon beam was clearly visualized in a few minutes. Decay electron background was significantly reduced owing to high-speed gating capability of a gated image intensifier installed in the muon beam profile monitor. A 3D map of negative muon intensity distribution was obtained at around the beam exit in the D2 experimental area, using a movable feature of this instrument.
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Background caused by continuously emitted high-energy neutrons at the chopper spectrometer 4SEASONS
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 原田 正英; 新井 正敏
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.036001_1 - 036001_6, 2015/09
The background that appears in spectra acquired by the chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC was investigated. A continuous background that oscillates in synch with the rotation of the Fermi chopper was observed even when neutrons should be suppressed. The characteristics of the background strongly suggest that high-energy delayed neutrons continuously emitted from the mercury target are its cause.
108
Neutron scattering study of spin fluctuations in La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ by four-dimensional mapping of neutron cross-sections using the 4SEASONS chopper spectrometer
脇本 秀一; 池内 和彦*; 新井 正敏; 藤田 全基*; 梶本 亮一; 川村 奨*; 松浦 直人*; 中島 健次; 山田 和芳*
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034013_1 - 034013_6, 2015/09
Previous neutron results of La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ (LSCO) by TOF measurements revealed that magnetic dynamical structure factor has a maximum at $$sim$$ 18 meV. To clarify the origin of the maximum, we carried out 4 dimensional mapping of dynamical structure factor $$S(Q, omega)$$ to see details of both magnons and phonons. We found that $$x$$ = 0 shows ordinary spin waves while $$x$$ = 0.08 shows a maximum at $$sim$$ 18 meV where $$Q$$-independent phonon branch crosses. This imply that in superconducting compositions phonon may also indirectly related to the superconductivity.
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Neutron diffraction study of 1D quantum spin system Li$$_{2}$$ZrCuO$$_{4}$$ with incommensurate magnetic structure
安井 幸夫*; 井川 直樹; 加倉井 和久
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034012_1 - 034012_6, 2015/09
CuO$$_{2}$$リボン鎖を持つ擬一次元量子スピン系Li$$_{2}$$ZrCuO$$_{4}$$の磁気構造を中性子回折によって調べた。本物質は、およそ7Kにて反強磁性転移を示すが、この転移に伴って強誘電性が誘起されないという特徴を持つ。中性子粉末回折実験の結果、3KにてQ=(0, k, l$$pm$$0.488)および(h, 0, l$$pm$$0.488) (h, k and l=偶数)の超格子磁気反射が観測された。本報ではこれら中性子回折と磁性データから磁気構造を提案し、さらに本物質の反強磁性転移において強誘電性が誘起されない理由について議論する。
110
Progress in bulk texture measurement using neutron diffraction
徐 平光; Harjo, S.; 伊藤 崇芳*; 森井 幸生*; Gong, W.; 鈴木 裕士; 秋田 貢一; 鈴木 徹也*; 友田 陽; Lutterotti, L.*
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.031022_1 - 031022_6, 2015/09
The current status of bulk texture measurements both using angle dispersive neutron diffraction and time-of-flight neutron diffraction at JAEA was briefly reviewed, then the effect of sample orientation coverage in the time-of-flight neutron diffraction on the reliability of reconstructed pole figure on the reliability of reconstructed pole figure was simply compared after the simultaneous Rietveld texture analysis. The similar texture results obtained at different orientation coverage levels suggests that it is possible to reduce the sample rotation times reasonably during the bulk texture measurement.
111
A Crafty utilization of intermediate-angle neutron scattering and contrast variation by water-exchange to study the microstructure of microbial cellulose
Zhao, Y.; 小泉 智*; 近藤 哲男*
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.033002_1 - 033002_6, 2015/09
Incoherent neutron scattering contribution presents a challenge in the structure characterization of many target materials. In this study, we introduce a method of intermediate angle neutron scattering (IANS) to correct the small angle neutron scattering (SANS) data of the water-swollen microbial cellulose (MC) sample, the system of which has significant incoherent contributions from the water solvent, and we describe the effects that the corrections have on the structural analysis. In order to elucidate the structure, the solvent is changed in situ from protonated water to deuterated water to give different scattering contrast, and this water-exchange process has been followed by time-resolved SANS and IANS simultaneously. Our results show that: (1) after incoherent correction, the structure of MC sample is proved to be invariant with solvents; (2) the scattering intensity depends only on the contrast factor, revealing a two-phase system composed of water-resistant crystalline cellulose phase and hydrated phase; (3) The cellulose crystallites have a constant scattering length density of 2.0$$times$$10$$^{10}$$cm$$^{-2}$$, determined by the matching point at which the scattering contrast between the two phases is minimum. This value is consistent with that of 1.9$$times$$10$$^{10}$$cm$$^{-2}$$ estimated from its chemical structure.
112
${it In situ}$ three-dimensional X-ray reciprocal-space mapping of InGaAs multilayer structures grown on GaAs(001) by MBE
佐々木 拓生; 高橋 正光; 鈴木 秀俊*; 大下 祥雄*; 山口 真史*
Journal of Crystal Growth, 425, p.13 - 15, 2015/09
 パーセンタイル:100(Crystallography)
${it In situ}$ three-dimensional X-ray reciprocal space mapping (${it in situ}$ 3D-RSM) was employed for studying molecular beam epitaxial (MBE) growth of InGaAs multilayer structures on GaAs(001). Measuring the symmetric 004 diffraction allowed us to separately obtain film properties of individual layers and to track the real-time evolution of both residual strain and lattice tilting. In two- layer growth of InGaAs, significant plastic relaxation was observed during the upper layer growth, and its critical thickness was experimentally determined. At the same thickness, it was found that the direction of lattice tilting drastically changed. We discuss these features based on the Dunstan model and confirm that strain relaxation in the multilayer structure is induced by two kinds of dislocation motion (dislocation multiplication and the generation of dislocation half-loops).
113
Catchment-scale distribution of radiocesium air dose rate in a mountainous deciduous forest and its relation to topography
安藤 麻里子; 小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 都築 克紀; 西村 周作; 松永 武
Journal of Environmental Radioactivity, 147, p.1 - 7, 2015/09
 被引用回数:5 パーセンタイル:40.55(Environmental Sciences)
福島第一原子力発電所事故起源の放射性Csにより汚染を受けた山間地の小河川集水域を対象として、空間線量率分布を詳細に測定した。GPS連動型放射性自動計測システムKURAMA-IIを用いた連続測定及びNaIサーベイメーターを用いた一定間隔毎の測定により、山間地での空間線量率と地形との関係を明らかにした。2013年8-9月に測定した空間線量率は、標高の高い東向きの斜面で高く、谷と西向きの斜面で低い値を示した。また、狭い範囲であっても斜面方位の違いにより空間線量率が大きく異なっており、空間線量率分布が地形と密接に関連していることが明らかとなった。山間部における線量の評価や放射能の蓄積量の推定においては、その空間分布を考慮することが重要であることが示された。
114
Thermal conductivity of U-20 wt.%Pu-2 wt.%Am-10 wt.%Zr alloy
西 剛史; 中島 邦久; 高野 公秀; 倉田 正輝; 有田 裕二*
Journal of Nuclear Materials, 464, p.270 - 274, 2015/09
 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)
U-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金の熱伝導率は高速炉で用いるマイナーアクチノイド(MA)含有金属燃料の炉心設計に必要不可欠な物性値である。本研究では、2つのU-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金を調製し、測定した比熱及び熱拡散率を用いて熱伝導率の評価を行った。U-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金の比熱は金属U及びU-Zr合金の文献値とほぼ一致しており、Pu及びAm添加に伴う影響は小さいことを確認した。一方、U-20wt.%Pu-2wt.%Am-10wt.%Zr合金の熱伝導率はU-Pu-Zr及びU-Pu-MA-Zr合金の文献値よりわずかに高い値を示した。U-Pu-Zr及びU-Pu-MA-Zr合金の文献値はいくつかの仮定に基づいて算出した熱伝導率であるため、実測値との差は文献値の精度の低さに原因があると考えられる。さらに、MA含有金属燃料の炉心設計に必要な誤差を伴う熱伝導率評価式も提唱した。
115
Feasibility studies on electrochemical recovery of uranium from solid wastes contaminated with uranium using 1-butyl-3-methylimidazorium chloride as an electrolyte
大橋 裕介; 原田 雅幸*; 浅沼 徳子*; 池田 泰久*
Journal of Nuclear Materials, 464, p.119 - 127, 2015/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:24.73(Materials Science, Multidisciplinary)
特願 2007-200772   公報
固体廃棄物からのウランの電気化学的析出の実現性を検討するため、NaF、金属廃棄物中のウランをBMICl(1-butyl-3-methyl- imidazolium chloride)に溶解し、溶液中のウランの電気化学的挙動を調べた。U(VI)イオンはU(V)に-0.8から-1.3Vの範囲で非可逆的に還元されると推察され、この結果に基づき、-1.5Vにおいて定電位電解を実施したところ、F, Cl, N, Oを含むU(VI)とU(IV)の混合物が得られた。この結果から、固体廃棄物中のウランをBMIClによって電解回収できる可能性が示された。
116
Updating of adventitious fuel pin failure frequency in sodium-cooled fast reactors and probabilistic risk assessment on consequent severe accident in Monju
深野 義隆; 鳴戸 健一*; 栗坂 健一; 西村 正弘
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(9), p.1122 - 1132, 2015/09
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
炉心局所事故(LF)はナトリウム冷却高速炉(SFR)におけるシビアアクシデントの一つの要因と考えられてきたことから、LFの拡大に関わる実験研究、決定論的、確率論的安全評価(PRA)が多くの国で実施されてきた。燃料ピンの自然破損(AFPF)は既往PRAにおいて、原子炉運転中の発生頻度の大きさと燃料要素の破損伝播(FEFP)の可能性から、LFの最も支配的な起因事象と考えられてきた。本研究では、最新知見に基づき、最新の異常時運転手順書を反映した日本のSFR原型炉(「もんじゅ」)におけるAFPFからのFEFP(FEFPA)のPRAを実施した。本PRAの起因事象であるSFRのAFPFの発生頻度は最新のAFPFの経験のレビューに基づき、複数の手法を用いてアップデートした。その結果「もんじゅ」におけるAFPFの発生頻度及び炉心損傷頻度(CDF)は、既往PRAと比較して無視し得るレベルまで大幅に低下した。したがって、「もんじゅ」におけるFEFPAのCDFは、発生頻度と結果の重大性の両面からATWSまたはPLOHS事象に包絡され得る。
117
Study on application of kriging to evaluation of radioactivity concentration for ensuring compliance with the criterion of site release
石神 努; 島田 太郎
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(9), p.1186 - 1204, 2015/09
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
我が国における原子力施設の廃止措置では、サイト解放検認手法は解決すべき重要な技術的課題である。クリギングでは放射能濃度の空間的相関を考慮できることに鑑みて、サイト解放検認にクリギングを適用する方法を提案する。放射能濃度推定結果には不確かさが含まれており、それによりサイト解放判断には過誤の確率が存在する。この不確かさを計算する方法を述べるとともに、必要とされる最少の測定点数を求める。提案した手法および従来の統計手法を2つの事例に適用した。その結果、提案した手法は平均放射能濃度を適切に推定すること、また、この手法では、空間的相関が存在する場合に従来の統計手法に比べて必要とされる測定点数が少なくなり、効率的な測定を行えることが分かった。
118
Evaluation of neutron nuclear data on iodine isotopes
柴田 恵一
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(9), p.1174 - 1185, 2015/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:39.32(Nuclear Science & Technology)
次期汎用評価済み核データライブラリーのために$$^{127,128,129,130,131,135}$$Iの中性子核データを$$10^{-5}$$eVから20MeVのエネルギー範囲で評価した。分離共鳴パラメータが存在しない同位体($$^{127,129}$$I以外の同位体)の熱中性子捕獲断面積は、簡易式により決定した。自己遮蔽計算のために、全標的核に対して非分離共鳴パラメータを求めた。一方、分離共鳴領域以上のエネルギーでは、統計模型コードCCONEにより断面積を評価した。中性子と原子核間の相互作用はチャネル結合光学模型ポテンシャルを用いた。ヨウ素同位体の$$gamma$$線強度関数は$$gamma$$線スペクトル測定値を再現するように決定した。計算では、複合核過程に加えて、前平衡及び直接過程を考慮した。評価結果は既存の実験値とよく一致しており、JENDL-4.0を上回る再現性であった。今回得られた結果から、ENDF型式でデータファイルを作成した。
119
Corrigendum; Pulse pileup correction in the presence of a large low-energy background [J. Nucl. Sci. Technol. 2015; 52: 426-433]
Angell, C.
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(9), P. 1205, 2015/09
The present manuscript is an corrigendum to a previously published paper "Pulse pileup correction in the presence of a large low-energy background" [J. Nucl. Sci. Technol. 2015; 52: 426-433].
120
Synthesis of sodium dodecyl sulfate-supported nanocomposite cation exchanger; Removal and recovery of Cu$$^{2+}$$ from synthetic, pharmaceutical and alloy samples
Naushad, M.*; Alothman, Z. A.*; Alam, M. M.*; Awual, M. R.; Eldesoky, G. E.*; Islam, M.*
Journal of the Iranian Chemical Society, 12(9), p.1677 - 1686, 2015/09
 被引用回数:11 パーセンタイル:23.49(Chemistry, Multidisciplinary)
A new surfactant-based nanocomposite cation exchanger, sodium dodecyl sulfate-Th(IV) tungstate (SDS-TT) was prepared by the sol-gel method. The SDS-TT was characterized by FTIR, XRD, TGA, SEM, EDS and TEM. The distribution studies for various metal ions on SDS-TT were performed in different acidic mediums. On the basis of distribution coefficient values, SDS-TT was found to be selective for Cu$$^{2+}$$ metal ion. SDS-TT was successfully used for the quantitative separation of Cu$$^{2+}$$ from the synthetic mixture, pharmaceutical formulation and brass sample.
121
Theoretical study of $$L$$-edge resonant inelastic X-ray Scattering in La$$_2$$CuO$$_4$$ on the basis of detailed electronic band structure
野村 拓司
Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094704_1 - 094704_13, 2015/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:51.48(Physics, Multidisciplinary)
銅酸化物高温超伝導体の典型的な親物質であるLa$$_2$$CuO$$_4$$の銅$$L_3$$吸収端における共鳴非弾性X線散乱(RIXS)を、詳細な電子バンド構造に基づいて理論的に研究する。第一原理電子構造から導出された最局在ワニエ軌道を用いて、精密な強束縛模型を構成し、そこに銅d電子のクーロン斥力を考慮する。反強磁性的な基底状態をハートレー-フォック近似で記述し、RIXSの中間状態における電子相関効果を乱雑位相近似(RPA)の範囲で考慮する。計算されたRIXSスペクトルは、低エネルギーのマグノン励起、$$d$$-$$d$$励起、電荷移動励起を含めて、広いエネルギー領域で実験観測されたスペクトルとよく整合する。特に光子の偏光方向依存性の重要性を強調したい。マグノン励起の強度や$$d$$-$$d$$励起のスペクトル構造は入射光子の偏光方向のみならず、放出光子のそれにも強く依存する。
122
Lifshitz transitions in magnetic phases of the periodic Anderson model
久保 勝規
Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094702_1 - 094702_8, 2015/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:39.73(Physics, Multidisciplinary)
We investigate the reconstruction of a Fermi surface, which is called a Lifshitz transition, in magnetically ordered phases of the periodic Anderson model on a square lattice with a finite Coulomb interaction between $$f$$ electrons. We apply the variational Monte Carlo method to the model by using the Gutzwiller wave functions for the paramagnetic, antiferromagnetic, ferromagnetic, and charge-density-wave states. We find that an antiferromagnetic phase is realized around half-filling and a ferromagnetic phase is realized when the system is far away from half-filling. In both magnetic phases, Lifshitz transitions take place. By analyzing the electronic states, we conclude that the Lifshitz transitions to large ordered-moment states can be regarded as itinerant-localized transitions of the $$f$$ electrons.
123
First-principles study of antimony doping effects on the iron-based superconductor CaFe(Sb$$_{x}$$As$$_{1-x}$$)$$_{2}$$
永井 佑紀; 中村 博樹; 町田 昌彦; 黒木 和彦*
Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.093702_1 - 093702_4, 2015/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:51.48(Physics, Multidisciplinary)
鉄系高温超伝導体の超伝導発現機構は、未だに謎が多く未解明であるが、臨界温度や臨界磁場が高く、産業や原子力分野での応用を念頭においた場合、極めて有力な材料の一つである。CaFe(Sb$$_{x}$$As$$_{1-x}$$)$$_{2}$$は最近新規合成された物質であり、アンチモンのドープによって超伝導転移温度Tcが10K以上上昇するため、その超伝導特性について調べる必要があった。また、アンチモンがヒ素のどのサイトに置換されるかが不明であり、詳細な解析が求められていた。そこで、上記課題に対し、第一原理計算を用いることで、どのヒ素がアンチモンに置換されたときに安定な構造になるかを理論的に詳細に調べた。その結果、これまでの鉄系超伝導体にはないジグザグヒ素構造の部分にアンチモンが入りやすいことがわかった。この結果は、鉄系超伝導体の超伝導転移温度を上昇させる理論的指針となるだけでなく、広く原子力分野の材料研究開発にも資する成果である。
124
Split Fermi surface properties in Ulmannite NiSbS and PdBiSe with the cubic chiral crystal structure
垣花 将司*; 照屋 淳志*; 西村 憲吾*; 仲村 愛*; 竹内 徹也*; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦
Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094711_1 - 094711_8, 2015/09
 被引用回数:5 パーセンタイル:31.73(Physics, Multidisciplinary)
Fermi surface properties of illuminate NiSbS and PbBiSe have been clarified by de Haas-van Alphen effect, resistivity and specific heat measurements. Fermi surfaces were found to split into two, reflecting the non-centrosymmetric crystal structure. The splitting energies have been estimated experimentally. Those are originated from spin-orbit interactions.
125
Josephson effect and point-contact spectroscopy studies of the anomaly observed in the superconducting state of the heavy-fermion compound UBe$$_{13}$$
郷地 順; 住山 昭彦*; 山口 明*; 本山 岳*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦
Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.094714_1 - 094714_5, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:69.92(Physics, Multidisciplinary)
A heavy Fermion compound UBe$$_{13}$$ shows superconductivity below 0.9 K. Earlier study detected an anomaly at 0.7 K deep within the superconducting phase, which was attributed to an additional magnetic phase transition. In this paper, Josephson effect and point-contact spectroscopy have been used to investigate the anomaly in detail. The increase of the Josephson critical current and a continuous drop of the zero-bias conductivity below 0.7 K strongly suggest an enhancement of superconducting order parameter rather than magnetic effects.
126
スペーサによる流路断面変化が流体挙動に及ぼす影響に関する数値シミュレーション
北村 竜明*; 坂本 健作; 高瀬 和之
可視化情報学会誌, 35(Suppl.2), p.59 - 60, 2015/09
超臨界圧水冷却炉の炉心熱設計において、燃料被覆管材料の健全性及び信頼性の観点から被覆管表面最高温度は700$$^{circ}$$Cに制限されている。しかしながら、原子炉の熱効率を向上させるためには炉心出口冷却材温度を上昇させる必要があり、その結果として燃料被覆管表面温度の上昇を招くことが課題となっている。そこで、被覆管表面近傍の熱伝達率を向上させることによって燃料被覆管表面温度の低下を可能にするために、燃料被覆管表面温度が高温になる領域に対して乱れ促進用スペーサを設置することを計画した。本研究では、温度低下の妥当性を調べるために予備的なシミュレーションを行った。その結果、燃料被覆管表面温度の低下に対し、乱れ促進用スペーサが有効であること及び乱れ促進用のベーンの角度が温度低下に大きく影響することがわかった。
127
The Promising features of new nano liquid metals; Liquid sodium containing titanium nanoparticles (LSnanop)
伊丹 俊夫*; 斉藤 淳一; 荒 邦章
Metals, 5(3), p.1212 - 1240, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:85.64(Materials Science, Multidisciplinary)
新しい種類の分散液体は、電子顕微鏡観察により決めたチタンナノ粒子(10nm)を液状ナトリウム中に分散することによって開発された。体積分率は、分析されたチタン濃度(2%)からチタンとナトリウムの密度の0.0088であると見積もられた。この分散液体(チタンナノ粒子を含む液体ナトリウム)の多くの顕著な特徴は、少量のチタンナノ粒子にもかかわらず、原子量のための理想溶液からの3.9%の負の偏差、17%の表面張力の増加、11%の水との反応熱量の減少、そして、水と酸素との化学的反応性の抑制である。水への反応熱の低下はLSnanopの過剰な凝集エネルギーの存在に起因すると思われる。過剰な凝集エネルギーは遮蔽効果に特に重点を置いて、簡単な理論的な分析に基づいて議論した。反応の抑制は、水に対する反応熱の低下や過剰な凝集エネルギー、表面張力、チタン酸化物のプラグとしての役割、LSnanopの表面の負の吸着及び浸透に関連して議論された。
128
Experimental evidence of crystalline hillocks created by irradiation of CeO$$_{2}$$ with swift heavy ions; TEM study
石川 法人; 大久保 成彰; 田口 富嗣
Nanotechnology, 26(35), p.355701_1 - 355701_8, 2015/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:49.93(Nanoscience & Nanotechnology)
UO$$_{2}$$の模擬物質として研究されることが多いCeO$$_{2}$$セラミックス材料に、200MeV Auイオンを斜入射方向から照射し、照射後試料を透過型電子顕微鏡(TEM)で微細観察した。その結果、イオン一つ一つが照射表面に形成するナノサイズの隆起物(ヒロック)が、試料表面に形成されるだけでなく、試料端のクラック面にも形成されることが分かった。試料端のヒロックは、TEMで直接観察することが可能なため、ヒロックの結晶性が本研究で初めて明らかになった。観察されたヒロックは、ほぼ均一で結晶性を有していること、さらには結晶方位が母相と同じことが分かった。さらに、ヒロックが球状形状をしていることが分かったので、表面に入射したイオンの入射点において材料の局所的な溶融を引き起こし、溶融した隆起物が表面張力によって球状に変化したプロセスが示唆された。
129
シミュレーションの信頼性確保のためのガイドラインの策定
田中 正暁
日本原子力学会計算科学技術部会ニュースレター(インターネット), (24), p.16 - 28, 2015/09
シミュレーションの信頼性を確保するために、不確かさ評価を含めたV&Vの実施ガイドの制定が必要となっている。また、福島第一原子力発電所事故の教訓として、シミュレーションの信頼性確保は指摘されるところである。不確かさ評価を含めたV&Vの実施に係わる標準を策定することにより、原子炉の安全性を確保するための計算技術基盤が築かれるようになる。そこで、日本原子力学会におけるガイドラインの策定状況について原子力学会計算科学技術部会のニュースレターにおいて紹介記事を掲載する。
130
高温ガス炉を用いた使用済み燃料の放射性潜在的有害度の低減に関する研究
深谷 裕司; 國富 一彦; 小川 益郎
日本原子力学会和文論文誌, 14(3), p.189 - 201, 2015/09
高温ガス炉を用いた使用済み燃料の放射性潜在的有害度の低減に関する研究を行った。分離変換とは異なり、有害度発生自体を減らすことができる炉心概念という観点からの研究である。有害度発生量を減らすためにはPu, Am, Cmの発生源である$$^{238}$$Uを排除する必要がある。そのため、$$^{238}$$Uに代わる新たな燃料母材を用いた高温ガス炉を提案した。その候補として、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)とトリウムを検討した。核燃料物質としては、濃縮度93%の高濃縮ウランを想定した。この高濃縮ウランを用いることによりその有害度を大幅に低減することができ、天然ウランレベルの有害度レベルまで減衰させるのに必要な冷却期間が800年程度に低減できる。燃料健全性および核拡散抵抗性もYSZによる希釈により保つことができ、核的自己制御性に関してもエルビウム添加により保持できる。熱エネルギー発生量に関しても通常のウラン燃料と同等の発生量が得られる。発電原価も通常のGTHTR300炉心と同等に安価である。本炉心概念では通常のウラン炉心の10万年程度の冷却期間を1%以下の800年程度に低減することができる。
131
アクチノイドと核分裂生成物の一括抽出および逆抽出による相互分離を基礎とする単サイクルプロセスの検討
佐々木 祐二; 津幡 靖宏; 白数 訓子; 森田 圭介; 鈴木 智也
日本原子力学会和文論文誌, 14(3), p.202 - 212, 2015/09
新しい分離概念である「単サイクルプロセス」を開発中である。これは、分離対象のアクチノイドや核分裂生成元素を一括で抽出し、逆抽出によって相互分離を行うものである。ハードな金属やソフト性金属、オキソアニオンを同時に抽出する必要があり、ソフトドナーを持つ強力な抽出剤の利用が求められる。NTAアミドはこれを可能とする一つの抽出剤である。一括抽出した後の逆抽出による相互分離であるが、Pd, Ruは、チオ尿素, システイン, ジエチレントリアミン, トリスアミノエチルアミンなど、Moは、MIDEA, NTAアミド(C2), イミノジメチルリン酸など、Re(Tcの代用)は高いpH条件での水相を用いることで逆抽出可能であることが分かった。
132
$$gamma$$線照射下における希釈海水を含むゼオライト中ステンレス鋼の局部腐食挙動
加藤 千明; 佐藤 智徳; 中野 純一; 上野 文義; 山岸 功; 山本 正弘
日本原子力学会和文論文誌, 14(3), p.181 - 188, 2015/09
福島第一原子力発電所事故の汚染水処理に用いた使用済み吸着塔の局部腐食発生条件に関する基礎的検討として、$$gamma$$線照射下における人工海水を含んだゼオライト中のステンレス鋼(SUS316L)の電気化学試験を行った。ステンレス鋼の自然浸漬電位は$$gamma$$線照射により貴化し、吸収線量率の増加に従いその定常自然浸漬電位が上昇した。一方、ゼオライト共存系では$$gamma$$線照射下の電位上昇が抑制された。この電位上昇は、主に放射線分解で生じるH$$_{2}$$O$$_{2}$$濃度の増加によるものであることを明らにした。ゼオライトは$$gamma$$線照射により生成するH$$_{2}$$O$$_{2}$$を分解し、その電位上昇が抑制されることを明らかにした。ステンレス鋼の局部腐食発生電位は、照射の有無、ゼオライトの種類や接触により大きく変化しないことから、ゼオライト共存は$$gamma$$線照射下において定常自然浸漬電位を低下させ、局部腐食発生リスクを低減できることが期待できることを明らかにした。
133
流路内に設置した模擬スペーサ周りの気泡流挙動とボイド率分布に関する実験と解析
作花 拓*; Jiao, L.; 上澤 伸一郎; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本機械学会2015年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 5 Pages, 2015/09
二相流解析コードTPFITの気泡流解析に対する妥当性の確認を目的として、燃料集合体内サブチャンネルの形状を簡略模擬した円管流路実験装置を使って、流路内を流れる気泡流のボイド率分布をワイヤメッシュセンサで計測し、解析結果との比較を通してTPFITの予測性能を明らかにした。今回は、隣り合う燃料棒とのクリアランスを一定に保つために燃料集合体内に設置されるスペーサの形状を簡略模擬した障害物を流路内に設置し、スペーサ等の障害物が気泡流の挙動に及ぼす影響を実験的及び数値解析的に評価した。この結果、障害物の存在によって流れが加速されるために障害物周囲でボイド率が急激に上昇することや障害物直後に形成される循環流域に小気泡が巻き込まれて停滞することなど、特徴的な挙動を数値的に解析できることを確認した。
134
Perturbation on hyperfine-enhanced $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics associated with antiferroquadrupolar order in PrV$$_2$$Al$$_{20}$$
伊藤 孝; 髭本 亘; 酒井 明人*; 中辻 知*; 辻本 真規*
Physical Review B, 92(12), p.125151_1 - 125151_5, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:82.08(Physics, Condensed Matter)
The nature of multipolar order and hyperfine-enhanced (HE) $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics in PrV$$_2$$Al$$_{20}$$ was investigated using the muon spin relaxation technique. No explicit sign of time-reversal symmetry breaking was found below the multipolar order temperature $$T_Qsim 0.6$$K in a zero applied field as anticipated on the basis of the antiferroquadrupolar (AFQ) order picture proposed by Sakai and Nakatsuji [J. Phys. Soc. Jpn. ${bf 80}$, 063701 (2011)]. Further evidence of the nonmagnetic ground state was obtained from the observation of HE $$^{141}$$Pr nuclear spin fluctuations in the MHz scale. A marked increase in the muon spin-lattice relaxation rate (1/$$T_{rm 1,mu}$$) was observed below 1K with decreasing temperature, which was attributed to the perturbation on the HE $$^{141}$$Pr nuclear spin dynamics associated with the development of AFQ correlations.
135
Magnetization plateaus by reconstructed quasispinons in a frustrated two-leg spin ladder under a magnetic field
杉本 貴則*; 森 道康; 遠山 貴巳*; 前川 禎通
Physical Review B, 92(12), p.125114_1 - 125114_6, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:82.08(Physics, Condensed Matter)
The quantum phase transitions induced by a magnetic field are theoretically studied in a frustrated two-leg spin ladder. Using the density-matrix renormalization-group method, we find some magnetic phase transitions and plateaux in two different cases of strong and weak rung couplings. With the strong rung coupling, the three magnetization plateaux are found at 1/3, 1/2, and 2/3 due to the frustration. Those can be understood in terms of a quasi-spinon reconstructed from the singlet and the triplets of spins on a rung. The plateau at 1/2 corresponds to the valence bond solid of the quasispinons, while the plateaux at 1/3 and 2/3 can be associated with the array of quasi-spinons such as soliton lattice. This is different from the usual Bose-Einstein-condensation picture of triplons. Our results will be useful to understand magnetization curves in BiCu$$_{2}$$PO$$_{6}$$.
136
Large trigonal-field effect on spin-orbit coupled states in a pyrochlore iridate
植松 大介*; 佐賀山 基*; 有馬 孝尚*; 石川 洵*; 中辻 知*; 高木 英典*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 石井 賢司
Physical Review B, 92(9), p.094405_1 - 094405_6, 2015/09
 被引用回数:6 パーセンタイル:31.63(Physics, Condensed Matter)
The half-filled topmost valence band of Ir$$^{4+}$$ in several iridates such as Sr$$_2$$IrO$$_4$$, IrO$$_2$$, and CaIrO$$_3$$ has been proposed to originate mainly from the spin-orbit coupled $$J_{rm eff}=1/2$$ states. In pyrochlore iridates $$R_2$$Ir$$_2$$O$$_7$$ ($$R$$: rare earth), some exotic electronic states are theoretically proposed by assuming $$J_{rm eff}=1/2$$ states. However, the octahedral coordination around Ir is trigonally distorted, which may affect the energy level scheme of Ir $$5d$$ states. Here, we report spectra of resonant elastic and inelastic X-ray scattering in Eu$$_2$$Ir$$_2$$O$$_7$$ at the Ir $$L$$ edges. A large suppression of the magnetic scattering signal at the Ir $$L_{rm II}$$ edge supports the $$J_{rm eff}=1/2$$ picture rather than the $$S=1/2$$ one. The inelastic scattering spectrum indicates that the magnitude of the trigonal field on the Ir$$^{4+}$$ states is evaluated to be comparable to the spin-orbit interaction. The energy diagram of the $$5d$$ state is proposed based on the simple cluster model.
137
High intensity single bunch operation with heavy periodic transient beam loading in wide band RF cavities
田村 文彦; 發知 英明; Schnase, A.*; 吉井 正人*; 山本 昌亘; 大森 千広*; 野村 昌弘; 戸田 信*; 島田 太平; 長谷川 豪志*; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 18(9), p.091004_1 - 091004_8, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Physics, Nuclear)
J-PARC RCSは2バンチ加速するように設計されているが、MLFの中性子実験やMRビームを用いたミューオン実験において、RCSでの大強度シングルバンチ運転が必要とされるようになった。シングルバンチ運転においては、広帯域RF空胴に生じる奇数次のウェーク電圧成分によりバケツの歪みが生じ、縦方向のビームロスを生じるために、ビーム強度は制限されていた。このため、奇数次のウェーク電圧成分を補償するために、追加のフィードフォワードシステムをインストールした。追加されたシステムは、偶数次のフィードフォワードシステムと同様の構成である。この論文では、追加のフィードフォワードシステムの機能、調整手法、調整結果の詳細について報告する。フィードフォワードによる奇数次成分の補償により、縦方向のビームロスが消失した。また、シングルバンチ加速でのビーム品質は、フィードフォワードによる補償によって、2バンチ運転のものと同様に保たれていることを、縦方向および横方向のビーム測定により確かめた。2.3$$times$$10$$^{13}$$ppbという大強度のシングルバンチ運転が可能となった。
138
Excitation energy dependence of fragment-mass distributions from fission of $$^{180,190}$$Hg formed in fusion reactions of $$^{36}$$Ar + $$^{144,154}$$Sm
西尾 勝久; Andreyev, A. N.*; Chapman, R.*; Derkx, X.*; D$"u$llmann, C. E.*; Ghys, L.*; He${ss}$berger, F. P.*; 廣瀬 健太郎; 池添 博*; Khuyagbaatar, J.*; et al.
Physics Letters B, 748, p.89 - 94, 2015/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:31.06(Astronomy & Astrophysics)
Mass distributions of fission fragments from the compound nuclei $$^{180}$$Hg and $$^{190}$$Hg formed in fusion reactions $$^{36}$$Ar+$$^{144}$$Sm and $$^{36}$$Ar+$$^{154}$$Sm, respectively, were measured at initial excitation energies of $$E^*$$($$^{180}$$Hg)=,33$$-$$66 MeV and $$E^*$$($$^{190}$$Hg)=,48$$-$$71 MeV. In the fission of $$^{180}$$Hg, the mass spectra were well reproduced by assuming only an asymmetric-mass division, with most probable light and heavy fragment masses $$bar{A}_{rm L}$$/$$bar{A}_{rm H}=$$79$$/$$101. The mass asymmetry for $$^{180}$$Hg agrees well with that obtained in the low-energy $$beta^textrm{+}$$/EC-delayed fission of $$^{180}$$Tl, from our earlier ISOLDE(CERN) experiment. Fission of $$^{190}$$Hg is found to proceed in a similar way, delivering the mass asymmetry of $$bar{A}_{rm L}$$/$$bar{A}_{rm H}=$$83$$/$$107, throughout the measured excitation energy range. The persistence as a function of excitation energy of the mass-asymmetric fission for both proton-rich Hg isotopes gives strong evidence for the survival of microscopic effects up to effective excitation energies of compound nuclei as high as 40,MeV. This behavior is different from fission of actinide nuclei and heavier mercury isotope $$^{198}$$Hg.
139
Observation of new neutron-deficient isotopes with Z$$ge$$92 in multinucleon transfer reactions
Devaraja, H. M.*; Heinz, S.*; Beliuskina, O.*; Comas, V. F.*; Hofmann, S.*; Hornung, C.*; M$"u$nzenberg, G.*; 西尾 勝久; Ackermann, D.*; Gambhir, Y. K.*; et al.
Physics Letters B, 748, p.199 - 203, 2015/09
 パーセンタイル:100(Astronomy & Astrophysics)
In deep inelastic multinucleon transfer reactions of $$^{48}$$Ca +$$^{248}$$Cm we observed about 100 residual nuclei with proton numbers between Z =82 and Z =100. Among them, there are five new neutron-deficient isotopes: $$^{216}$$U, $$^{219}$$Np, $$^{223}$$Am, $$^{229}$$Am and $$^{233}$$Bk. As separator for the transfer products we used the velocity filter SHIP of GSI while the isotope identification was performed via the $$alpha$$-decay chains of the nuclei. These first results reveal that multinucleon transfer reactions together with here applied fast and sensitive separation and detection techniques are promising for the synthesis of new isotopes in the region of heaviest nuclei.
140
The Numerical analysis of the capping inversion effect in a convective boundary layer flow on the contaminant gas dispersion
中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康
Procedia Earth and Planetary Science, 15, p.560 - 565, 2015/09
局所域高分解能大気拡散モデルは、建物・地形効果に加え、温度成層効果も考慮できるようになっており、代表的な大気安定度に対しては基本性能は実証されている。今回は、温度条件を様々に変えることで各種大気不安定境界層乱流を作り出し、風洞実験結果と比較検証を行った。さらにそれぞれのケースにおいて大気拡散計算も行い、摩擦速度に対する対流速度スケールの比を基にプルーム拡散の濃度分布パターンの類型化を行った。その結果、そのスケール比が0.34を上回る弱不安定時ではプルームの着地はかなり風下側で見られたが、それを下回るような強不安定時ではいち早く着地することなどが分かった。
141
Formative mechanism of inhomogeneous distribution of fractures, an example of the Toki Granite, Central Japan
笹尾 英嗣; 湯口 貴史*; 伊藤 康人*; 井上 貴至*; 石橋 正祐紀
Proceedings of 10th Asian Regional Conference of International Association for Engineering Geology and the Environment (IAEG ARS 2015) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2015/09
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、割れ目ネットワークの理解は物質移動特性を評価する上で重要な課題である。本報告では、土岐花崗岩を事例として、割れ目の不均一な分布の成因を検討した。土岐花崗岩では、浅部に低角度および高角度傾斜の割れ目の多い部分があるが、深部では割れ目の数は減少し、高角度傾斜割れ目が卓越する。また、高角度傾斜割れ目の密度分布は不均一である。熱年代学および古地磁気学的研究からは花崗岩形成初期には冷却速度が速く、地磁気方位がばらつくことが明らかになった。これらのことから、花崗岩は急速冷却期に不均一に歪が分布し、その結果として脆性領域に達した際に歪分布に基づいて、不均一に割れ目が形成されたと考えられる。このことから、割れ目ネットワークの理解には、花崗岩冷却過程の理解が必要である。
142
IFMIF原型加速器(LIPAc)入射器の現状
神藤 勝啓; 市川 雅浩; 高橋 博樹; 近藤 恵太郎; 春日井 敦; Gobin, R.*; Sen$'e$e, F.*; Chauvin, N.*; Ayala, J.-M.*; Marqueta, A.*; et al.
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.493 - 495, 2015/09
日本原子力研究開発機構核融合研究開発部門では、加速器駆動型中性子源を用いた核融合炉材料開発施設である国際核融合炉材料照射施設(IFMIF)の工学実証のための原型加速器の開発を青森県六ケ所村で進めている。この加速器は入射器、RFQ及び超伝導リナックで構成された重陽子線形加速器であり、9MeV/125mAの連続ビーム生成を目指している。入射器はフランス原子力庁サクレー研究所(CEA Saclay)で開発され、2012年秋まで100keV/140mAの陽子及び重陽子の連続ビーム試験を行った。この入射器を青森県六ケ所村の国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)に搬送し、2013年末より入射器の据付作業の開始、2014年11月に陽子ビームの生成に成功した。その後、イオン源のコンディショニングを行いながらビーム試験を実施してきた。本発表では六ヶ所サイトで実施してきたビーム試験の結果など入射器の現状について報告する。
143
原子力機構AVFサイクロトロンにおける大面積イオンビームのリアルタイム横方向強度分布計測のための蛍光体の探索
百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 江夏 昌志; 山田 尚人
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.420 - 423, 2015/09
高崎量子応用研究所イオン照射研究施設TIARAのAVFサイクロトロンでは、多重極電磁石を用いて大面積で均一な強度分布を有するイオンビームを形成するための技術開発を進めているが、材料照射試験等で要求される高強度(1$$sim$$10nA/cm$$^2$$)でのビーム強度分布が調整時の低強度(約10pA/cm$$^2$$)の分布とは異なる場合があった。これは、通常ビーム調整に利用している蛍光板(三菱化学製DRZ-High)の発光強度が飽和しないようビーム電流を大幅に下げるために用いるアテネータ(多孔金属板)によってビームの位相空間分布が変化することに起因すると考えられる。そこで本研究では、様々なビーム強度においてリアルタイムでの強度分布調整を可能にするため、数10$$sim$$数100cm$$^2$$の大面積での利用が可能な蛍光体を探索した。実験では、10MeV陽子ビームを用いて、フッ化カルシウム結晶やポリエチレンナフタレートフィルム等の発光強度を調べた。その結果、これらの蛍光体がDRZ-Highと比べてより高い強度のビームで利用可能であり、複数の蛍光体を使い分けることによって、$$10^{-3} sim 10^1$$nA/cm$$^2$$の広範な強度においてリアルタイムでのビーム調整が可能となった。
144
JAEA AVFサイクロトロンの位相制限スリットによるビーム位相制限の評価
宮脇 信正; 福田 光宏*; 倉島 俊; 柏木 啓次; 奥村 進
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.706 - 708, 2015/09
サイクロトロンのビームエネルギー幅を狭くすることは、ビーム引出し効率の改善やマイクロビーム等のビーム応用に必要である。一般にサイクロトロンでは、ビームの位相幅を狭くすることでビームのエネルギー幅を狭くでき、そのためには位相制限スリットによるビーム位相幅の制限が有効である。そこで、幾何軌道解析モデルを構築してビーム位相幅の制限に必要な半径方向のビーム位置と位相の関係を定式化した。このモデルの正しさを実証するため、JAEA AVFサイクロトロンにおいて、位相制限スリットの半径方向の位置と通過したビームの位相分布の関係を測定し、モデル計算の結果と比較した結果、両者はほぼ一致した。これにより、加速ハーモニックス(${it h}$)1ではスリット位置に依存してビーム位相とその幅が変化するが、${it h}$=2では最初の加速の位相差による電圧差でビーム位相幅が圧縮する位相バンチング効果が生じてスリット位置の変化に伴うビームの位相とその幅の変化が小さくなることが分かった。ビーム位相幅を狭くするためには、${it h}$毎に位相制限スリットの半径方向の位置とビーム位相分布の関係に基づいてスリット位置を変更する必要があることが判明した。
145
FT3L金属磁性体コアのシャントインピーダンスに対する考察
野村 昌弘; 山本 昌亘; 島田 太平; 田村 文彦; 大森 千広*; 戸田 信*; 長谷川 豪志*; 原 圭吾*; 吉井 正人*
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1096 - 1110, 2015/09
J-PARCの2つのシンクロトロン(RCS, MR)では高い加速電圧を発生させるために、加速空胴に金属磁性体コア(FINMET)を採用している。更に大強度の陽子ビームを加速するためには、この金属磁性体コアのシャントインピーダンスを高めることが重要である。Ring RFグループでは磁場中熱処理を行うことにより、高いシャントインピーダンスを持った加速器用の大型の金属磁性体コア(FT3L)の開発に成功している。磁場中熱処理を行うことにより磁化過程が主に磁化回転となることは知られており、FT3L金属磁性体コアのシャントインピーダンスは磁化過程が磁化回転となることにより高くなっている。本発表では理想的な磁化回転の場合のコアのシャントインピーダンスに対する考察を行う。具体的には、シャントインピーダンスで表されるコアの等価回路の損失と磁化回転の場合のコアの損失の計算を対応させることにより、シャントインピーダンスに対応する物理量を考察する。更にその結果から、シャントインピーダンスのコアを構成しているリボンの板厚及び透磁率依存性を示す。
146
IFMIF/EVEDA加速器制御系データ収集系の開発状況
宇佐美 潤紀; 高橋 博樹; 小向 聡*
Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.760 - 763, 2015/09
IFMIF/EVEDA加速器(LIPAc)制御系の開発は、EUと原子力機構(JAEA)が共同で進めているが、全体監視などを行う中央制御システム(CCS)についてはJAEAが主体となって行っている。また、EUが開発した機器制御系とCCS間はEPICSを介してデータ授受が行われる。JAEAでは、CCSにおける開発要素の1つとしてPostgreSQLを用いたLIPAcの全EPICSデータの保管と参照を行うシステム(データ収集系)の開発を進めている。一方、欧州では機器単体試験においてBEAUTY (Best Ever Archive Toolset, yet)を用いてデータ収集を行うため、CCSのデータ収集系においては、「BEAUTYとのデータの互換性確保」、「複数のサーバ機による収集データを一括で画面参照」、「データ収集とバックアップ作業の平行化」を考慮する必要があり、現在は前者2つについて対応を進めている。そして、入射器のコミッショニングにおいて、開発したデータ収集系の実証試験を行っている。データ収集系は、入射器,放射線モニタ等のデータを収集しており、CSS(Control System Studio)を用いたGUIによるデータ参照も可能である。本件では、入射器のコミッショニングにおける実証試験の結果をもとに、データ収集系開発の現状について報告する。
147
Influence of contaminants from spent fuel pools at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station on the reprocessing process
粟飯原 はるか; 北脇 慎一; 野村 和則; 田口 克也
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1076 - 1083, 2015/09
The water in the spent fuel pools at TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Station contains sea water and rubbles. When the spent fuels stored in the pools will be reprocessed, it has possibility that these contaminants enter the reprocessing process with the spent fuels. Therefore it is meaningful to estimate the influence of contaminants on reprocessing process in advance. The purpose of this study is to evaluate the behavior and influence of contaminants on the extraction process of spent fuel reprocessing by using simulated contaminants. Contaminants were dissolved into the heated nitric acid and solvent extraction using TBP was performed to obtain distribution ratios. The estimated amount of contaminants accompanied with the spent fuel is low values and solvent extraction tests showed that the distribution ratios of every major element were very low in any case. Also to evaluate the influence of sulfate and chloride ions on uranium and plutonium extraction, Ce(IV) was used for simulated Pu to predict extraction behavior. And then U and Pu test was conducted in order to confirm the simulated test result. Obtained distribution ratio suggests that contaminants will not affect the extraction process.
148
A Study on the application of ${it N,N}$-dialkylamides as extractants for U and Pu by continuous counter-current extractors
伴 康俊; 宝徳 忍; 津幡 靖宏; 筒井 菜緒; 松村 達郎
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1147 - 1152, 2015/09
${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)-2,2-ジメチルプロパンアミド(DEHDMPA)、${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)ブタンアミド(DEHBA)及びこれらの劣化生成物のZr, Mo, Ru, Rh, Pd及びUに対する一段のバッチ抽出試験を行い、劣化生成物はいずれの金属元素も抽出しない結果を得た。さらに、連続向流プロセスにおけるDEHDMPA及びDEHBAのU及びPuに対する分離能力を計算コードで評価すると共に、UフラクションにおけるU及びU-PuフラクションにおけるU及びPuの濃度の実験値と計算値がほぼ同じ値を示すことを確認した。これらの結果は分離プロセスにおける抽出剤としてのDEHDMPA及びDEHBAの適用性、並びにプロセスの分離能力の評価における計算コードの有用性を支持している。
149
Application of turbidity measurement for evaluation of two-phase separation in ${it N}$,${it N}$-dialkylamides-nitric acid systems
筒井 菜緒; 伴 康俊; 袴塚 保之; ト部 峻一; 松村 達郎
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1153 - 1157, 2015/09
${it N}$,${it N}$-ジアルキルアミドは使用済燃料の湿式再処理に用いられているリン酸トリブチルの代替抽出剤として有望であるが、有機相と水相の二相分離の定量的評価はまだなされていない。本研究では、濁度測定を用いてその定量的評価を行った。ドデカンで希釈した${it N}$,${it N}$-ジ(2-エチルヘキシル)-2,2-ジメチルプロパンアミド(DEHDMPA)と硝酸ウラニルを含む硝酸溶液をよく撹拌し、濁度及びウランの分配比の測定を行った。DEHDMPA、ウラン及び硝酸濃度の増加に伴い有機相中の濁度は増加した。濁度は時間の経過に伴い減少したが、ウランの分配比の変化はわずかであり、観測された濁度はウラン分配比に大きな影響を与えないことが示された。これらの結果は、二相分離の観点からDEHDMPAは硝酸中のウラン抽出剤として機能し得ること、及び濁度が抽出挙動評価の指針の一つになり得ることを示している。
150
A Study on adsorption properties of ion-exchange resins bearing ${it N,N,N}$-trimethylglycine to Ru(III), Rh(III) and Pd(II) for developing separation techniques from high-level liquid waste
鈴木 智也; 嶋崎 翔馬*; 森田 圭介; 佐々木 祐二; 小澤 正基*; 松村 達郎
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1539 - 1543, 2015/09
${it N,N,N}$-trimethylglycineを官能基とするイオン交換樹脂(AMP03)の硝酸水溶液中のRu, Rh, Pdに関する吸着挙動を明らかにするために、吸着試験を行った。その結果、AMP03はPd(II)に関して高い吸着能を有することが明らかになった。一方、RuやRhに関しても低硝酸濃度での吸着が見られた。さらに、Ru(III), Rh(III), Pd(II)に関するAMP03の吸着能の制御が可能か、水相にtriethylamine, thiourea、またはbetaine anhydrousを加えることで検討した。結果として、本研究におけるtriethylamineの添加条件では、Ru(III)及びRh(III)に関するAMP03の吸着能の大幅な向上が確認された。Pd(II)に関しては、ほとんど変化がなかった。一方、thiourea及びbetaine anhydrousについては、Pd(II)に関する吸着能の大きな低下が確認された。Ru(III)及びRh(III)の吸着能についての変化も確認されたが比較的に、わずかなものであった。これらの結果は、AMP03及び各配位子の利用によって、AMP03へのRu, Rh, Pdの効率的な吸脱着が可能であると示唆している。
151
Development of a fast reactor for minor actinides transmutation, 1; Overview and method development
竹田 敏一*; 宇佐美 晋; 藤村 幸治*; 高桑 正行*
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.560 - 566, 2015/09
本研究は、環境負荷低減のための研究開発国家プロジェクトの一環として2013年に開始されたものである。Na冷却型高速炉における効率的かつ安全なMA核変換技術の確立を目指しており、核変換効率と安全性を両立させる炉心概念の構築を、関連核特性の予測精度改善と合わせて実施している。具体的には、安全性や核変換効率の予測精度を改善するために、MA核変換における核種ごとの寄与を抽出評価する手法を考案し、核変換特性の予測精度を詳細分析してきている。また、予測精度の改善には核変換特性関連の実験データに対する解析精度を解析システムに反映することが効果的であり、そのために「常陽」、PFR等で取得された種々の実験データを収集整理し、整合性を確認することによって信頼性の高いMA実験データベースの構築を進めている。本発表では、当該プロジェクトの概要とともに、高速炉によるMA核変換に係る手法の開発と数値解析結果等について説明する。
152
Development of nitride fuel cycle technology for transmutation of minor actinides
林 博和; 西 剛史*; 佐藤 匠; 倉田 正輝
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1811 - 1817, 2015/09
原子力機構では、マイナーアクチノイド(MA: Np, Am, Cm)など長寿命核種の核変換に関する研究を実施している。階層型燃料サイクル概念に基づき、核変換専用の加速器駆動システム(ADS)を用いてMA核変換を行う方法については、ウランを含まない窒化物燃料を用いることが検討されている。MAの核変換率を向上させるためには、使用済燃料を処理し、残存するMAを回収して再利用することが必要であり、その燃料サイクル技術の研究開発は重要である。本論文では、原子力機構で実施している窒化物燃料と乾式再処理法を用いた燃料サイクルに関する研究の現状及び今後の予定を紹介する。
153
Development of a fast reactor for Minor Actinides (MAs) transmutation, 3; Evaluation of measurement data with MA transmutation
杉野 和輝; 竹田 敏一*
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.573 - 581, 2015/09
Reduction in uncertainty of Minor Actinide (MA) cross-section data is indispensable for a development of the transmutation technology, which is represented by the study on MA transmutation core concept. One of the most effective measures to attain the desire is to utilize MA irradiation test data with cross-section adjustment technique. For this purpose, most of the available integral data containing MA contributions have been compiled. This paper describes an investigation on improvement of MA cross-section data using the cross-section adjustment method. In order to enhance the reliability of the adjustment, two or more independent MA irradiation test data, which are represented by those measures in Joyo, PFR and Phenix, are utilized.
154
Comparative study of Sr adsorbents for radioactive contaminated water on severe accident
高畠 容子; 柴田 淳広; 野村 和則
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.2099 - 2104, 2015/09
The radioactive contaminated water has accumulated at Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station after the severe damage by the events accompanying the earthquake and tsunami. The concentration of Ca in the accumulated water is higher than that of Sr. Because of their chemical similarity, the secondary radioactive waste from Sr decontamination process will contains Ca more than Sr. Therefore, the volume of the secondary waste will increase more unnecessarily. Three kinds of Sr adsorbents; SW-KAZLS, the Hydrous titanic acid and SrTreat,were characterized and assessed from the viewpoint of Sr decontamination for radioactive contaminated water. The amount of Sr in SW-KAZLS showed the highest Sr selectivity. Since the Hydrous titanic acid was the hardest adsorbent of three, it is applied well to adsorption tower. The amount of Sr in SrTreat was favorable, and it could be applied to decontamination for the radioactive contaminated water of low Sr concentration.
155
Development of a fast reactor for minor actinides transmutation, 2; Study on the MA transmutation core concepts
藤村 幸治*; 大木 繁夫; 竹田 敏一*
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.592 - 598, 2015/09
The objective of this study is the efficient and safety transmutation of long-lived minor actinides using sodium cooled fast reactors. MA transmutation fast reactor core concepts which harmonize efficient MA transmutation with core safety were developed. We reduce sodium void reactivity which is increased due to the higher MA content by optimizing key core parameters of axially heterogeneous core with sodium plenum. We also introduced indices of "the effective void reactivity" by assuming the axial coolant sodium density change distribution for ULOF (unprotected loss of flow) accident. These indices were introduced based on observation of sluggish transient behavior for the fast reactor core with the upper sodium plenum. The homogeneous MA loaded core was designed whose effective void reactivity is negative while achieving the amount of MA transmutation more than the two times to that achieved in previous studies.
156
Core design study on actinide-burning fast reactors
大木 繁夫
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.464 - 473, 2015/09
As one of the options for future nuclear reactor use, this study deals with actinide-burning fast reactor core design based on the knowledge accumulated during the development of Japan Sodium-cooled Fast Reactor (JSFR). The 750-MWe JSFR core was chosen as a reference, and its modification to the pancake-type core was investigated. Plutonium degradation during multiple recycling, a key point in core design for burning mode, was considered. It was found that a large fuel pin diameter and high burnup as in JSFR is still preferable for better core economic performance with a transuranic (in particular, plutonium and minor-actinide (MA)) consumption rate of 200-300 kg/GWe y. The possible MA content in core fuel was evaluated depending on the nuclide composition as 5-3 wt% in heavy metal. These actinide-burning capabilities were acceptable for incinerating both plutonium and MA stockpiles in a hypothetical burning-mode scenario evaluation. This paper describes the relationship between the core design parameters and the actinide-burning capabilities, offering useful information for future optimization of core design and scenario studies.
157
Conceptual study of a plutonium burner high temperature gas-cooled reactor with high nuclear proliferation resistance
後藤 実; 出町 和之*; 植田 祥平; 中野 正明*; 本田 真樹*; 橘 幸男; 稲葉 良知; 相原 純; 深谷 裕司; 辻 延昌*; et al.
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.507 - 513, 2015/09
高い核拡散抵抗性を有するプルトニウム燃焼高温ガス炉(クリーンバーン炉)の概念が日本原子力研究開発機構から提案されている。高い核拡散抵抗性に加え、更なる安全性向上を目的とし、ZrC被覆を施したPuO$$_{2}$$-YSZ TRISO燃料を導入したクリーンバーン炉の概念検討を行う。本研究では、ZrC被覆を施したPuO$$_{2}$$-YSZ TRISO燃料の製造に関する基盤技術を確立するために製造試験を行う。また、クリーンバーン炉の成立性を確認するためにセキュリティの定量評価、燃料と炉心の設計、及び原子炉の安全評価を行う。本研究は、東京大学,日本原子力研究開発機構,富士電機、及び原子燃料工業により、2014年度から2017年度まで行われる。本発表では、全体計画、及び2014年度に得られた成果について報告する。
158
Behavior of high burnup advanced fuels for LWR during design-basis accidents
天谷 政樹; 宇田川 豊; 成川 隆文; 三原 武; 杉山 智之
Proceedings of Annual Topical Meeting on Reactor Fuel Performance (TopFuel 2015), Part.2 (Internet), p.10 - 18, 2015/09
高燃焼度領域での燃料性能を向上させるとともに既設の原子炉の安全性を向上させるため、高耐食性被覆管や核分裂生成ガス放出を抑えたペレットで構成された改良型燃料が事業者や燃料メーカによって開発されてきた。このような改良型燃料の現行の規制基準や安全裕度の妥当性を評価するため、またこれらに係る将来の規制のためのデータベースを提供するため、原子力機構はALPS-IIと呼ばれる新しい研究プロクラムを開始した。このプログラムは、欧州から輸送された高燃焼度改良型燃料を対象とした反応度事故(RIA)模擬試験及び冷却材喪失事故(LOCA)模擬試験から主に構成されている。本論文では、このプログラムの概要及び現在までに得られているRIA及びLOCA模擬試験結果について述べる。
159
Accumulation of gadolinium isotopes in used nuclear fuel
須山 賢也; 鹿島 陽夫
Proceedings of International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2015) (DVD-ROM), p.273 - 282, 2015/09
日本における福島燃料デブリの臨界安全管理技術開発においては、FPを考慮した燃焼度クレジットの可能性が議論されてきた。OECD/NEA原子力科学委員会 臨界安全性ワーキングパーティー傘下の燃焼度クレジット臨界安全性専門家会合では、BWR燃料を対象とした国際燃焼計算ベンチマーク"Phase-IIIB"及び"Phase-IIIC"を実施してきた。これらのベンチマークでは、$$^{155}$$Gdの計算値の差が大きく、参加者の大きな注目を集めてきた。筆者等は、燃焼中のガドリニウム同位体の蓄積に関する付加的な検討を行った。冷却時間がなければ、$$^{155}$$Gdの集合体平均量は可燃性毒物棒におけるガドリニウム同位体の燃焼特性に依存する。しかしながら、数年の冷却で$$^{155}$$Gdは$$^{155}$$Euの放射性崩壊で劇的に増加し、可燃性毒物棒のガドリニウム同位体量の重要度は低下する。このことは、$$^{155}$$Gdのより良い評価のためには、可燃性毒物棒の燃焼の取扱よりも、$$^{155}$$Eu生成に係わるパラメータやデータが重要であることを示している。
160
Nuclear criticality safety standard for a fuel reprocessing plant assuming burnup credit published by the Atomic Energy Society of Japan
中島 健*; 板原 國幸*; 奥野 浩
Proceedings of International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2015) (DVD-ROM), p.496 - 502, 2015/09
本論文では、2015年4月に日本原子力学会から発刊された「再処理施設の臨界安全管理における燃焼度クレジット適用手順:2014」(AESJ-SC-F025: 2014)の概要を述べる。同学会からは、既に60を超える標準が発刊されたが、その多くは、原子炉または廃棄物に対するものであった。また、10年前に同学会から発刊された「臨界安全管理の基本事項: 2004」(AESJ-SC-F004: 2004)では、臨界安全に関する基本的な考え方、核燃料を取り扱う施設の一般的な臨界安全の管理について記していたが、燃焼度クレジット採用の手順は含まれていなかった。この標準では、燃焼度クレジットを再処理工場に適用する上でこれら施設及び設備の設計、管理及び運転・保守に関わる者に対して具体的な手順を明確にして、臨界の防止に役立てることを目的にしている。
161
Study on criticality control of fuel debris by Japan Atomic Energy Agency to support Nuclear Regulation Authority of Japan
外池 幸太郎; 山根 祐一; 梅田 幹; 井澤 一彦; 曽野 浩樹
Proceedings of International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2015) (DVD-ROM), p.20 - 27, 2015/09
安全規制の観点で、福島第一原子力発電所における燃料デブリの臨界管理は、臨界を防止する決定論的な管理ではなく、臨界の影響を緩和するリスク管理の形態をとることになろう。原子力規制委員会・規制庁はこの課題に取組むために研究計画を策定した。日本原子力研究開発機構の安全研究センターでは、同規制委員会・規制庁の委託を受け、燃料デブリの臨界特性の解析、臨界リスク評価手法の開発、及びこれらを支援する臨界実験の準備を開始した。
162
Criticality characteristics of MCCI products possibly produced in reactors of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station
外池 幸太郎; 大久保 清志; 高田 友幸*
Proceedings of International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC 2015) (DVD-ROM), p.292 - 300, 2015/09
福島第一原子力発電所1$$sim$$3号機の原子炉には溶融炉心コンクリート相互作用(MCCI)を経て生じた多孔質の燃料デブリが相当量存在しているかもしれない。このような核分裂性物質を含む低密度のMCCI生成物は、中性子減速能が大きいことから、特に冠水状態において、臨界管理に十分に配慮しなければならない。本発表ではMCCI生成物の臨界特性を解析した結果を示すが、これは廃炉作業中の臨界リスク評価に資するものである。解析結果は、コンクリート中に結合したあるいはコンクリート中に閉じ込められた水分が、臨界の発生確率の観点及び冷却水への中性子毒物注入による影響緩和の実効性の観点で、リスクを押し上げることを示唆している。
163
Live-cell imaging study of mitochondrial morphology in mammalian cells exposed to X-rays
野口 実穂; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳; 成田 あゆみ; 藤井 健太郎
Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.101 - 103, 2015/09
 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)
It is well known that radiosensitivity of cells is dependent on cell cycle phases. In general, cells are most radiosensitive in M phase and most resistant in late S phase. Cell cycle-dependent radiosensitivity seems to be involved in DSB repair ability which is varied in each cell cycle. Maeda et al. reported that radiation induced cell death depends on not only DSB induction and its repair in a cell nucleus but also damaging cytoplasm, suggesting that cytoplasm may play an important role in the radiobiological responses. Mitochondria, a kind of major organelles, are distributed throughout cytoplasm. They are continuously fusing or dividing. Mitochondrial morphology is also known to change dynamically depending on cell cycle. In this study, to investigate whether mitochondrial morphology relates to cell cycle-dependent radiosensitivity, we analyzed kinetics of mitochondrial morphology after irradiation of X-rays. Fragmented mitochondria were found to accumulate in proliferating cells irradiated with X-rays. Cell population with fragmented mitochondria increased with time after irradiation. When cells irradiated in M phase, cell population with fragmented mitochondria also increased with time after irradiation. These results suggest that the changes of mitochondrial morphology are not significantly related to the cell cycle phase at which the cells are irradiated, and might have little association with cell cycle-dependent radiosensitivity.
164
Visualisation of cell cycle modifications by X-ray irradiation of single HeLa cells using fluorescent ubiquitination-based cell cycle indicators
神長 輝一; 野口 実穂; 成田 あゆみ; 坂本 由佳; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳
Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.91 - 94, 2015/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:24.73(Environmental Sciences)
To explore radiation effects on the mammalian cell cycle, it would be essential to trace single cells as live cell images observed by a time-lapse imaging technique. HeLa-FUCCI cells are one of useful model cell lines to visualize cell cycle because their nucleus show different colors. We irradiated the cells with X-rays of 5 Gy. The cells were incubated for 48 hr in a small incubator set on a fluorescent microscope to track about 40 cells. Most of the irradiated cells underwent cell division at M phase, and then progressed into G1 phase. However, about a half of the cell population showed a significantly longer period toward cell division, indicating that G2 phase was prolonged (G2 arrest) by irradiation. The elongation of G2 phase was more prominent for irradiation to cells in S/G2 phase than those in G1 phase. The observed cell cycle modification suggests that G2/M checkpoint system control the cycle to ensure repairing DNA damage.
165
Real-time observation of irradiated HeLa-cell modified by fluorescent ubiquitination-based cell-cycle indicator using synchrotron X-ray microbeam
成田 あゆみ; 神長 輝一; 横谷 明徳; 野口 実穂; 小林 克己*; 宇佐美 徳子*; 藤井 健太郎
Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.192 - 196, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Environmental Sciences)
動物培養細胞の細胞周期に依存した放射線照射影響に関する知見は、そのほとんどが照射された細胞集団を統計学的手法により解析したものである。本研究は、照射された細胞一つを顕微鏡下で直接追跡することにより、刻々と変化する照射細胞の挙動をリアルタイムで観察する手法を確立することを目的とした。照射細胞には細胞周期が判別できるFUCCI(Fluorescent Ubiquitination-based Cell CycleIndicator)発現HeLa細胞(ヒトがん細胞)を用いた。また、照射には細胞一つ分まで大きさが調整できる放射光X線マイクロビームを利用した。さらに照射した細胞を長時間観察するために、細胞を培養しながら観察可能なタイムラプス顕微鏡を立ち上げ、照射した個々の細胞の分裂の様子を追跡した。その結果、G1期で照射した細胞では周期の遅延が認められなかった。それに対してS/G2期にある細胞に照射を行ったところ、明確な周期遅延が観察された。以上から、顕微鏡下での長時間観察によって、放射線照射された細胞への影響をリアルタイムで観察することができた。
166
Demonstration of the high collection efficiency of a broadband Mo/Si multilayer mirror with a graded multilayer coating on an ellipsoidal substrate
市丸 智*; 竹中 久貴*; 並河 一道*; Gullikson, E. M.*; 圓山 桃子; 奥 哲*
Review of Scientific Instruments, 86(9), p.093106_1 - 093106_7, 2015/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:75.42(Instruments & Instrumentation)
EUV分光のための広帯域Mo/Siグレーディッド多層膜ミラーを製作した。このミラーは、波長15nm$$sim$$17nm、有効エリア1100$$sim$$1500mm$$^{2}$$において平均16%という、直径1インチの標準的なMo/Si多層鏡より約4倍大きい反射率を有しており、この波長領域でのEUV蛍光計測に使用可能であることを示している。
167
Chemistry of the heaviest elements
永目 諭一郎
Science and Culture, 81(9-10), p.248 - 258, 2015/09
Chemical studies of the heaviest elements with atomic numbers $$Z geq $$ 101 provide not only crucial and challenging opportunities to advance our understanding of properties of matter at the limits of existence but also those to elucidate the influence of relativistic effects on atomic electrons and to architect the periodic table of the elements at the farthest reach. These elements are all man-made ones synthesized at accelerators using nuclear reactions of heavy-ion beams with heavy element target materials. As both half-lives and production rates of these nuclides are rapidly decreasing, they are usually available in quantities of only a few atoms or often one atom at a time. Here, we briefly introduce recent highlighted chemistry experiments conducted by state-of-the-art rapid chemical separation apparatuses.
168
BL04「ANNRI」における元素分析法の開発
藤 暢輔; Huang, M.; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎; 海老原 充*
四季, 28, P. 4, 2015/09
中性子核反応測定装置ANNRIは、高検出効率の即発$$gamma$$線検出装置、高性能なデータ収集系等を備えているほか、広いエネルギーレンジの中性子を用いることができる。中性子を用いた非破壊分析法の一つである即発$$gamma$$線分析(PGA)は、非破壊・多元素同時・バルク分析などの特徴を持つため貴重な試料や破壊が困難な試料の分析に有効である。ANNRIではパルス中性子を用いることができるため、中性子捕獲反応における共鳴を使った分析(中性子共鳴捕獲分析法)も行うことができる。物質・生命科学実験施設MLFから得られる大強度パルス中性子と大立体角を持つゲルマニウム検出器等を用いることによってゲルマニウム検出器でも中性子共鳴捕獲分析を行うことを可能とし、2つの手法を融合した新しい手法を確立した。これによってPGAと中性子共鳴捕獲分析の2つの結果が同時に得られるだけでなく、2つの分析手法の融合による相乗効果が得られる。つまり、PGAでも中性子共鳴捕獲分析でも測定が困難であるものでも分析できるようになった。本論文では、開発した手法について混合標準試料を用いた実験をもとにその特長についての解説を行う。
169
Surface stress measurement of Si(111) 7$$times$$7 reconstruction by comparison with hydrogen-terminated 1$$times$$1 surface
朝岡 秀人; 魚住 雄輝
Thin Solid Films, 591(Part.B), p.200 - 203, 2015/09
Siなど半導体最表面は、表面ダングリングボンドの数を減少させるように独自の再構成構造を示すことから、バルクとは異なる独自のストレスが存在すると考えられてきた。我々はSi(111)7$$times$$7再構成表面に水素終端処理を施すことによって1$$times$$1バルク構造を作製し、最表面構造の違いによるストレスの実測を試みた。その結果、これまで理論計算でのみ得られていたSi(111)7$$times$$7再構成構造に存在する引張応力を実測することに成功し、成長形態と密接な関係がある表面ストレスの評価を可能とした。
170
Interaction between ultra-trace amount of cesium and oxides studied by total-reflection X-ray photoelectron spectroscopy
馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵; 和泉 寿範
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 13, p.417 - 421, 2015/09
 被引用回数:1
微量のアルカリ金属元素と酸化物表面の相互作用に関する研究は、不均一触媒, 化学反応促進剤, 高強度電子源の開発などにとって重要なテーマとなっている。また、セシウムと酸化物表面の相互作用を解明することは、粘土鉱物, 土壌などに吸着した放射性セシウムの除去法の開発にとっても重要となっている。そこで本研究では、放射性セシウムの原子数に相当する極微量の非放射性セシウムと二酸化ケイ素, 酸化アルミニウムなど酸化物表面の化学結合状態を、放射光を用いた全反射X線光電子分光法により調べた。その結果、吸着層の厚みが0.01層以上では、吸着量によらずセシウムと酸化物は、ファン・デア・ワールス結合に基づく弱い相互作用で結合していることが分かった。一方、放射性セシウムの原子数に相当する0.002層程度の極微量セシウムになると、セシウムと基板の分極が小さくなり共有結合性が増すことから、この結合状態の変化が放射性セシウムが脱離しにくい原因のひとつであると考えられる。
171
Calculation of reactor kinetics parameters with Monte Carlo differential operator sampling
長家 康展
Annals of Nuclear Energy, 82, p.226 - 229, 2015/08
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Nuclear Science & Technology)
微分演算子サンプリング法を用いて原子炉動特性パラメータ$$beta_mathrm{eff}$$$$Lambda$$を計算する手法をレビューした。微分演算子サンプリング法で計算した結果と反復核分裂確率法で計算した結果を比較し、微分演算子サンプリング法による結果は、反復核分裂確率法による結果と統計誤差の範囲内で一致することを確認した。また、核データライブラリJENDL-4.0の$$beta_mathrm{eff}/Lambda$$値に対する予測精度を調べた。その結果、JENDL-4.0は、U-233体系を除いてよい予測精度を与えることが確認できた。JENDL-4.0のU-233の核データについては再検討の余地があることを示唆しているが、さらなる議論については詳細な感度解析が必要である。
172
Recent developments of JAEA's Monte Carlo code MVP for reactor physics applications
長家 康展; 奥村 啓介; 森 貴正
Annals of Nuclear Energy, 82, p.85 - 89, 2015/08
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Nuclear Science & Technology)
原子力機構で開発されているモンテカルロコードMVPの最近の開発状況について述べる。MVPの基本機能と炉物理分野で有用な機能についてレビューし、最近実装された新機能についても解説する。
173
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
 パーセンタイル:100(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。
174
Corrigendum to "Real time observation of oxygen chemisorption states on Si(001)-2$$times$$1 during supersonic oxygen molecular beam irradiation"
寺岡 有殿; 吉越 章隆
Applied Surface Science, 346, P. 580, 2015/08
 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)
We have performed experiments on surface chemical reactions using a supersonic O$$_{2}$$ molecular beam. Translational kinetic energy values of the O$$_{2}$$ molecules have been estimated by calculations. I had made a mistake in the calculations. We had calculated the translational kinetic energy with gas constant R = 1.134$$times$$10$$^{-4}$$ eV/K. However, R = 8.617$$times$$10$$^{-5}$$ eV/K is correct. Consequently, the correct translational kinetic energy values can be obtained by multiplying those in the published article by a factor of 0.76. Even if they are corrected, conclusions and the points of arguments are as they are except the translational kinetic energy values themselves.
175
Large-pore diameter nano-adsorbent and its application for rapid lead(II) detection and removal from aqueous media
Shahat, A.*; Awual, M. R.; Khaleque, M. A.*; Alam, M. Z.*; Naushad, M.*; Chowdhury, A. M. S*
Chemical Engineering Journal, 273, p.286 - 295, 2015/08
 被引用回数:43 パーセンタイル:0.85(Engineering, Environmental)
The detection and removal of lead (Pb(II)) ions in water is essential for both human health and the natural environment. This study reported the feasibility of the large-pore diameter nano-adsorbent for capturing low level Pb(II) ions from aqueous solutions in a batch system, in order to comply with the toxicity limit for discharging wastewaters. The proposed Pb(II) detection system has good characteristics with high sensitivity and selectivity, robustness, easy operation, portability and use of a small sample volume. The competing ions effect was assessed with spiked samples and the nano-adsorbent exhibited high selectivity to Pb(II) ions with optimum color formation and the detection procedure can be easily applied to rapid on-site Pb(II) ions monitoring.
176
NACSIS-ILLログ分析に基づく無料デジタル化資料に関する考察
藤江 雄太郎*; 小島 由香*; 長屋 俊
大学図書館研究, (102), p.34 - 43, 2015/08
無料デジタル化資料を取り巻く現状の課題の把握を目的とし、NACSIS-ILLで無料デジタル化資料を案内し謝絶されたログを分析対象として、案内されている無料デジタル化資料の傾向について分析を行った。その結果、無料デジタル化資料はWeb上の広い範囲に散在し、特に国内の無料デジタル化資料の6割程度は、NDL-Search, CiNii Articles, J-GLOBAL, J-STAGEの各サイトに加えて検索エンジンで検索すれば発見可能な資料であることがわかった。また、これらのサイトはメタデータ連携が部分的で、収録状況の詳細が明示されていないことがわかり、発見性低下の要因になっていることが推測される。
177
Hydrochemical disturbances measured in groundwater during the construction and operation of a large-scale underground facility in deep crystalline rock in Japan
岩月 輝希; 萩原 大樹; 大森 一秋; 宗本 隆志; 尾上 博則
Environmental Earth Sciences, 74(4), p.3041 - 3057, 2015/08
 被引用回数:6 パーセンタイル:22.61(Environmental Sciences)
岐阜県瑞浪市の超深地層研究所において、深度500mまでの坑道掘削及び維持管理時の地下水の水理・化学変化の観測を行った。その結果、水位低下や深部地下水の湧昇に伴う地下水の水質変化とそのプロセスを把握することができた。また、観測結果から大規模地下施設を結晶質岩に建設する時の留意点を整理することができた。
178
Tracking the fate of particle associated Fukushima Daiichi cesium in the ocean off Japan
Buesseler, K. O.*; German, C. R.*; 本多 牧生*; 乙坂 重嘉; Black, E. E.*; 川上 創*; Manganini, S. M.*; Pike, S.*
Environmental Science & Technology, 49(16), p.9807 - 9816, 2015/08
 被引用回数:4 パーセンタイル:40.55(Engineering, Environmental)
福島第一原子力発電所の115km南東の沖合の定点において、水深500m(上層)と1000m(下層)の2層にセジメントトラップを設置し、3年間にわたって沈降粒子を採取した。採取した沈降粒子は主に鉱物で構成されており、沈降粒子の多くは定点周辺の陸棚域の海底を起源としていると推測された。沈降粒子中の$$^{137}$$Cs/$$^{210}$$Pb比を福島周辺海域の堆積物の値と比較した結果、沈降粒子は水深120m以浅の陸棚上部と500m以深の陸棚斜面の2種類の堆積物で構成していることがわかった。本研究で観測した沈降粒子による放射性Csの輸送量は、同原子力発電所の100km東で観測した先行研究での値に比べて一桁高かった。この観測点による違いは、放射性Csを沈着した陸棚堆積物が、南東向きの底層流によって沖合へと運ばれたためと推測された。ただし、この陸棚-沖合間の放射性Csの水平輸送量は、陸棚上の堆積物中に存在する放射性Csのごく一部であることから、この過程が福島第一原子力発電所周辺の海底における放射性Csの蓄積量を急速に減少させる能力は低いと考えられる。
179
Physicochemical and ion-binding properties of highly aliphatic humic substances extracted from deep sedimentary groundwater
斉藤 拓巳; 寺島 元基; 青柳 登; 長尾 誠也*; 藤嶽 暢英*; 大貫 敏彦
Environmental Science; Processes & Impacts, 17(8), p.1386 - 1395, 2015/08
 被引用回数:1 パーセンタイル:81.07(Chemistry, Analytical)
堆積岩系深部地下水より抽出された腐植物質は脂肪鎖および硫黄含有量に富み、サイズも小さく、表層環境由来の腐植物質とは異なっていた。一方、この深部地下水腐植物質のプロトン解離性官能基量は表層腐植物質と同程度であるにも関わらず、銅イオンの結合量は小さくなった。NICA-Donnanモデルの適用から、このような銅イオンの小さな結合量が、低pHにおいて、銅イオンが化学的に均質なカルボキシル基に単座配位で結合していることに起因することが示唆された。そして、pHの増加にともなって、結合モードから、単座から、カルボキシル基とアルコール性水酸基が関わる多座配位に変化することが分かった。本研究は、表層環境由来の腐植物質と比較して、深部地下水腐植の物理化学的性質やイオンとの反応性が異なることを示すものである。
180
Changes in chemical composition caused by water-rock interactions across a strike-slip fault zone; Case study of the Atera Fault, Central Japan
丹羽 正和; 水落 幸広*; 棚瀬 充史*
Geofluids, 15(3), p.387 - 409, 2015/08
 被引用回数:2 パーセンタイル:68.95(Geochemistry & Geophysics)
断層破砕帯における水-岩石反応に伴う化学組成変化について明らかにするため、本研究では、中部日本の阿寺断層の破砕帯露頭を対象に、断層岩の化学組成分析を行った。粘土鉱物や炭酸塩鉱物の安定同位体組成分析からは、破砕帯の断層ガウジが地表付近で形成されたことを示し、変形構造解析に基づく破砕帯の発達過程と整合的である。全岩化学組成分析の結果、本研究では、粘土鉱物の形成に伴うSi, Na, Kや軽希土類元素の減少、断層活動によって混入してきた玄武岩岩片の変質に伴う炭酸塩鉱物の沈殿、その炭酸塩鉱物との錯体形成に伴う重希土類元素の濃集を確認することができた。
181
超高圧中性子回折装置PLANET(BL11)
服部 高典
波紋, 25(3), p.231 - 237, 2015/08
PLANETは高温高圧実験に特化された飛行時間型の中性子ビームラインである。種々の高圧装置を用いることで、0-20GPa, 77K-2000Kにわたる広い温度圧力範囲での中性子回折実験が可能である。きれいなデータを取得するために、ビームラインには入射スリットと受光スリットが装備してあり、高圧アセンブリからの寄生散乱が除去可能である。$$Delta$$d/d=0.6%の高い分解能、0.2-8.4${AA}$の広いデータ取得可能dレンジおよび高い寄生散乱除去性能により、高温高圧下での結晶および液体の高精度な構造決定が可能となっている。
182
Numerical analysis of organ doses delivered during computed tomography examinations using Japanese adult phantoms with the WAZA-ARI dosimetry system
高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 伴 信彦*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 甲斐 倫明*
Health Physics, 109(2), p.104 - 112, 2015/08
 被引用回数:1 パーセンタイル:63.13(Environmental Sciences)
日本国内でのCT検査による患者の臓器線量を正確に評価するため、CT線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIの線量計算では、成人日本人のボクセルファントム及び放射線輸送計算コードPHITSを用いた数値解析で整備した臓器線量データを利用する。このデータの解析を進めるため、CT装置内の寝台における線量分布等の測定結果に基づき、各種装置でのX線放出特性をPHITSで数値的に模擬する技術を開発した。典型的な撮影条件について、PHITSと日本人ボクセルファントムを用いた解析結果より臓器線量を計算し、既に利用されている他のCT線量評価システムによる結果と比較した。その結果、日本人ボクセルファントムを用いた解析で得た線量データを利用した場合、数学人体模型に基づく線量データを利用した他のシステムよりも、人体形状を適切に考慮して臓器線量を導出できることが検証された。また、欧米人の体格に基づくボクセルファントムによる計算結果や日本人体型を模擬した物理モデルを用いた実測結果と比較した。これらの比較検証により、本研究で開発した数値解析法で得られる臓器線量データは、日本人の体格特性を考慮したシステムWAZA-ARIに十分適用できることを確認した。
183
Adsorption kinetics, isotherms, and thermodynamic studies for the adsorption of Pb$$^{2+}$$ and Hg$$^{2+}$$ metal ions from aqueous medium using Ti(IV) iodovanadate cation exchanger
Naushad, M.*; Alothman, Z. A.*; Awual, M. R.; Alam, M. M.*; Eldesoky, G. E.*
Ionics, 21(8), p.2237 - 2245, 2015/08
 被引用回数:25 パーセンタイル:6.24(Chemistry, Physical)
In the current study, Ti(IV) iodovanadate cation exchanger (TIV) was synthesized and applied for the removal of Pb$$^{2+}$$ and Hg$$^{2+}$$ metal ions from the aqueous medium. The adsorption studies were performed by the batch techniques and adsorption parameters viz. contact time, pH, initial metal ion concentration, and temperature were also investigated. The optimum adsorption of Pb$$^{2+}$$ and Hg$$^{2+}$$ were observed at pH6. The pseudo-second order equation represented the adsorption kinetics with high correlation coefficient. Langmuir model showed the best fitting to the isotherm equilibrium data, with a maximum adsorption capacity of 18.8 mg/g for Pb$$^{2+}$$ and 17.2 mg/g for Hg$$^{2+}$$.
184
放射線で加工したプラスチックが学校教材に
長澤 尚胤; 田口 光正
Isotope News, (736), p.47 - 50, 2015/08
学校教育現場ではプラスチックに対する放射線照射効果を理解するための学校教材が求められていたものの、市場にはほとんど無かった。放射線架橋技術を活用して生分解性プラスチックであるポリ($$varepsilon$$-カプロラクトン)に耐熱性や形状記憶性を持たせた学校教材を企業と共同開発した。本教材を通じて、学生達が放射線の照射効果を体験し、熱収縮チューブ, 電線ケーブル被覆材, 自動車ラジアルタイヤ, 創傷被覆材の製造など放射線加工技術が社会で利用させていることを理解できる。
185
核融合炉におけるトリチウムの効率回収に向けた疎水性白金触媒の開発
岩井 保則; 久保 仁志*; 大嶋 優輔*
Isotope News, (736), p.12 - 17, 2015/08
原子力機構は田中貴金属工業と共同で核融合炉の実現に向けてトリチウムを回収するための新たな疎水性白金触媒の開発に成功した。核融合向けに必要であった触媒の耐放射線性、耐熱性について、無機物質を基材に疎水化処理を施す新たな触媒製法の開発により耐放射線性の目安となる530kGyの放射線照射に対して性能劣化がないこと、また通常使用される温度の70$$^{circ}$$Cを大きく上回る600$$^{circ}$$C超の耐熱性確保にも成功し、これまでの技術的課題を解決した。さらに、この方法で作製した触媒は、従来の約1.3倍に相当する高い交換効率を達成することも確認した。本報告は疎水性触媒による核融合炉安全性の向上につき概説する。
186
大強度パルス中性子ビームを用いた新しい非破壊元素分析法の開発
藤 暢輔; 海老原 充*; Huang, M.; 木村 敦; 中村 詔司; 原田 秀郎
Isotope News, (736), p.22 - 26, 2015/08
中性子核反応測定装置(ANNRI)は、J-PARC MLFに設置された即発$$gamma$$線測定実験のための装置であり、主に核データ測定、天体核物理および元素分析の研究開発が行われている。中性子ビームを用いた元素分析法には2つの代表的な手法があり、一つは中性子捕獲$$gamma$$線のエネルギーを用いる即発$$gamma$$線分析(PGA)、もう一つは飛行時間法(TOF)から得られる中性子エネルギーを用いる中性子共鳴捕獲分析である。ANNRIでは大強度パルス中性子ビームと高効率Ge検出器を用いることによって、前述の2つの元素分析法を融合した新しい元素分析法を行うことができる。新しい手法では3次元スペクトル(TOF-PGAスペクトル)を解析することによって従来法では解析が困難な場合でも正確な値が得られることを混合標準試料の測定結果によって示した。今後は非破壊分析が望まれる様々な分野において用いられるものと期待している。
187
「ICRP Publication 116 外部被ばくに対する放射線防護量のための換算係数」; 概要と改訂のポイント
遠藤 章
Isotope News, (736), p.34 - 37, 2015/08
2015年3月、日本アイソトープ協会から、「外部被ばくに対する放射線防護量のための換算係数」が出版された。本書は、国際放射線防護委員会ICRP Publication 116 (ICRP116) "Conversion Coefficients for Radiological Protection Quantities for External Radiation Exposures"の翻訳書で、放射線防護に関するICRP 2007年基本勧告に基づいて計算された外部被ばくに対する人体の臓器ごとの吸収線量や実効線量の換算係数を収録したものである。本書で提供される換算係数は、線量評価や遮へい計算などの放射線防護の実務はもとより、添付されたCD-ROMで提供されるデータは研究資料としても有用である。本稿では、ICRP116の内容を放射線防護の実務との関係に触れながら紹介する。
188
Synthesis of Be-Ti-V ternary beryllium intermetallic compounds
金 宰煥; 中道 勝
Journal of Alloys and Compounds, 640, p.285 - 289, 2015/08
 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)
Beryllium intermetallic compounds (beryllides) such as Be$$_{12}$$Ti and Be$$_{12}$$V are the most promising advanced neutron multipliers in demonstration power reactors. We developed a new combined plasma sintering and rotating electrode method for the fabrication of beryllide rods and pebbles. Previously, we prepared a beryllide pebble with a Be-7.7 at.% Ti composition as the stoichiometric value of the Be$$_{12}$$Ti phase; however, Be$$_{17}$$Ti$$_{2}$$ and Be phases were present along with the Be$$_{12}$$Ti phase that formed as the result of a peritectic reaction due to re-melting during granulation using the rotating electrode method. This Be phase was found to be highly reactive with oxygen and water vapor. Accordingly, to investigate the Be phase reduction and applicability for fabrication of electrodes prior to granulation using the rotating electrode method, Be-Ti-V ternary beryllides were synthesized using the plasma sintering method. Surface observation results indicated that increasing plasma sintering time and V addition led to an increase in the intermetallic compound phases compared with plasma-sintered beryllide with a Be-7.7 at.% Ti composition. Additionally, evaluation of the reactivity of samples with water vapor at high temperature revealed that specimens with larger fractions of Be phases experienced larger weight gains and H$$_{2}$$ generation rates because of oxidation, as Be$$_{12}$$Ti and Be$$_{12}$$V phases have a similar oxidation tendency.
189
Determination of the Compound Biological Effectiveness (CBE) factors based on the ISHIYAMA-IMAHORI deterministic parsing model with the dynamic PET technique
石山 新太郎; 今堀 良夫*; 伊丹 純*; Koivunoro, H.*
Journal of Cancer Therapy, 6(8), p.759 - 766, 2015/08
ダイナミックPET法により計測された脳腫瘍患者の腫瘍ならびに正常細胞中に静脈注射された10BPA薬剤の濃度からBNCT治療のためのCBEファクターの導出を石山-今堀モデルを用いて精度よく算出することができた。
190
Matrix diffusion and sorption of Cs$$^{+}$$, Na$$^{+}$$, I$$^{-}$$ and HTO in granodiorite; Laboratory-scale results and their extrapolation to the in situ condition
舘 幸男; 蛯名 貴憲*; 武田 智津子*; 斎藤 登志彦*; 高橋 宏明*; 大内 祐司*; Martin, A. J.*
Journal of Contaminant Hydrology, 179, p.10 - 24, 2015/08
 被引用回数:5 パーセンタイル:22.61(Environmental Sciences)
結晶質岩中の核種移行評価においてマトリクス拡散と収着現象の理解は重要である。スイスのグリムゼル原位置試験場から採取した花崗閃緑岩試料を用いて、Cs$$^{+}$$, Na$$^{+}$$, I$$^{-}$$とHTO(トリチウム水)の拡散・収着挙動が、透過拡散試験とバッチ収着試験により調査された。得られた実効拡散係数(De)は、Cs$$^{+}$$, Na$$^{+}$$, HTO, I$$^{-}$$の順となった。容量因子($$alpha$$)と分配係数(Kd)も、同様の傾向を示した。Cs$$^{+}$$, Na$$^{+}$$に対する二重プロファイルは、試料表面部のKdの増加によって解釈され、表面分析によって試料表面部の擾乱を受けた黒雲母鉱物の高い間隙率と収着容量の増加に起因することが確認された。二重プロファイルから得られたKdは、バッチ収着試験で得られた粉砕試料のKdの粒径サイズ依存性と関連付られた。グリムゼル試験場で実施された原位置長期拡散試験で得られた試験結果は、室内実験結果とそれらの原位置条件への外挿によって推定された移行パラメータによって良好に解釈された。
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Comparative modeling of an in situ diffusion experiment in granite at the Grimsel Test Site
Soler, J. M.*; Landa, J.*; Havlova, V.*; 舘 幸男; 蛯名 貴憲*; Sardini, P.*; Siitari-Kauppi, M.*; Eikenberg, J.*; Martin, A. J.*
Journal of Contaminant Hydrology, 179, p.89 - 101, 2015/08
 被引用回数:7 パーセンタイル:13.42(Environmental Sciences)
マトリクス拡散現象は結晶質岩中の核種移行遅延プロセスとして重要である。スイスのグリムゼル原位置試験場において花崗岩マトリクス中の原位置長期拡散(LTD)試験を行った。試験孔内にHTO, Na $$^{+}$$, Cs $$^{+}$$を含むトレーサ溶液を循環させ、2年半の間、トレーサ濃度の減衰が観測された。拡散期間終了後に、オーバーコアリングによって、岩石中のトレーサ分布が分析された。岩石中の拡散深さは、HTOで20cm、Na $$^{+}$$で10cm、Cs $$^{+}$$で1cm程度であった。これらのデータセットに対し、拡散・収着モデルによる解釈が、複数のチームによって、異なるコードを用いて実施され、実効拡散係数(De)と岩石容量因子($$alpha$$)が導出された。複数のチームによる評価結果は、観測データを概ね再現可能であり、掘削影響による表面部分のDeと$$alpha$$の値が、岩石マトリックス部に比べて大きいことを示唆した。一方で、HTOの結果は実験データと解析結果に大きな乖離が認められ、この点は今後の詳細な検討が必要である。
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Investigating the gap between actual and perceived distance from a nuclear power plant; A Case study in Japan
加藤 尊秋*; 高原 省五; 本間 俊充
Journal of Disaster Research, 10(4), p.627 - 634, 2015/08
This study investigates the factors of the gaps between perceived and actual straight line distances to the Kashiwazaki-Kariwa NPP. Randomly selected adult citizens living in the two municipalities were surveyed in 2005, 2010 and 2011. Geographical and personal attributes, as well as experiences of the events that highlighted nuclear safety were the three groups of factors considered in this study. The Niigataken Chuetsu-oki earthquake hit the NPP between the first and the second surveys. The Fukushima nuclear accident in March 2011 happened between the second and the third surveys. Before the Fukushima accident, overestimation of the straight line distance was common among the respondents and geographical attributes affected the bias between actual and perceived straight distances. After the Fukushima accident, underestimation became common and personal attributes became more influential as the factor of the perceived-actual distance gap.
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Radiocaesium activity concentrations in parmelioid lichens within a 60 km radius of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant
土肥 輝美; 大村 嘉人*; 柏谷 博之*; 藤原 健壮; 坂本 義昭; 飯島 和毅
Journal of Environmental Radioactivity, 146, p.125 - 133, 2015/08
 被引用回数:3 パーセンタイル:51.19(Environmental Sciences)
東京電力福島第一原子力発電所(FDNPP)事故から約2年後に福島県内で採取した地衣類ウメノキゴケ類の放射性セシウム($$^{134}$$Csと$$^{137}$$Cs)濃度を測定した。これらの地衣類は、FDNPPから60km圏内16地点で採取したもので、9種類44試料である。これらの地衣類試料から、$$^{134}$$Cs濃度で4.6から1000kBq kg$$^{-1}$$, $$^{137}$$Cs濃度で7.6から1740kBq kg$$^{-1}$$が検出された。地衣類試料のうち主要な2種である、${it Flavoparmelia caperata}$${it Parmotrema clavuliferum}$では、地衣類中の$$^{137}$$Cs濃度と採取地点の$$^{137}$$Cs土壌沈着量の関係に強い正相関が示された。したがって、${it Flavoparmelia caperata}$${it Parmotrema clavuliferum}$は、福島県内で放射性セシウム降下物のbiomonitoring種として活用できる可能性が高い地衣類種であると考えられる。
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Determination of low-level radiostrontium, with emphasis on ${it in situ}$ pre-concentration of Sr from large volume of freshwater sample using Powdex resin
富田 純平; 山本 政儀*; 野崎 天生; 谷村 嘉彦*; 大石 哲也
Journal of Environmental Radioactivity, 146, p.88 - 93, 2015/08
 被引用回数:1 パーセンタイル:81.07(Environmental Sciences)
An improved analytical method was developed for determining of low levels of radiostrontium in environmental freshwater samples. Emphasis was placed to the in situ pre-concentration of radiostrontium with Powdex resin in large volumes (100-300 L) of freshwater samples from many locations without using of deleterious substances such as NaOH and mineral acids. Measuring electric conductivity (EC) of water samples enabled the estimation of the amount of Powdex resin required for quantitative recovery of Sr from the large water samples in the field. The Powdex resin that adsorbed Sr was brought back to the laboratory, and Sr adsorbed in the resin was eluted by 8 M HNO$$_{3}$$ together with Sr carrier added. Strontium was radiochemically separated by the cation exchange method for $$beta$$ counting after removal of most of the Ca using Ca(OH)$$_{2}$$ precipitation. Through the procedure the Sr chemical yield was 88% on average. This analytical method was verified by analyzing 170 L of water samples with different salinity values, to which a known amount of $$^{90}$$Sr was added. The detection limits of $$^{90}$$Sr activities obtained using the 170 L water samples was estimated to be approximately 0.1 mBq L$$^{-1}$$ for a counting time of 100 min. The method was also applied to environmental samples collected from Ibaraki and Fukushima prefectures; their $$^{90}$$Sr activities ranged from 0.16 to 0.93 mBq L$$^{-1}$$.
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Comparison of Ne and Ar seeded radiative divertor plasmas in JT-60U
仲野 友英; JT-60チーム
Journal of Nuclear Materials, 463, p.555 - 560, 2015/08
 被引用回数:3 パーセンタイル:24.73(Materials Science, Multidisciplinary)
JT-60Uでは、アルゴンよりもネオンを入射した場合に、ダイバータプラズマの放射パワーが増大する傾向にあることが示されている。本研究では、この理由を調べるため、ダイバータプラズマ中のネオンイオンとアルゴンイオンの放射過程を分光学的に調べた。ネオンを入射した場合には、ダイバータプラズマ中でNe$$^{8+}$$と電子の体積再結合が観測された。この体積再結合に伴う放射はダイバータプラズマの冷却に大きく寄与し、特に、ダイバータプラズマが非接触状態である場合には、ダイバータプラズマ中の総放射パワーの50%に達した。一方でアルゴンを入射してもアルゴンイオンからの放射パワーはダイバータプラズマの総放射パワーの10%以下と小さかった。ダイバータプラズマ中ではアルゴンイオンの体積再結合は観測されておらず、体積再結合の有無がアルゴンイオンとネオンイオンのプラズマ冷却への寄与の違いであると推測される。
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Development of creep-fatigue evaluation method for 316FR stainless steel
永江 勇二; 高屋 茂; 浅山 泰
Journal of Pressure Vessel Technology, 137(4), p.041407_1 - 041407_5, 2015/08
 パーセンタイル:100(Engineering, Mechanical)
In the design of fast reactor plants, the most important failure mode to be prevented is creep-fatigue damage at elevated temperatures. 316FR stainless steel is a candidate material for the reactor vessel and internal structures of such plants. The development of a procedure for evaluating creep-fatigue life is essential. The method for evaluating creep-fatigue life implemented in the Japan Society of Mechanical Engineers code is based on the time fraction rule for evaluating creep damage. Equations such as the fatigue curve, dynamic stress-strain curve, creep rupture curve, and creep strain curve are necessary for calculating creep-fatigue life. These equations are provided in this paper, and the predicted creep-fatigue life for 316FR stainless steel is compared with experimental data. For the evaluation of creep-fatigue life, the longest time to failure is about 100,000h. The creep-fatigue life is predicted to an accuracy that is within a factor of 2 even in the case with the longest time to failure. Furthermore, the proposed method is compared with the ductility exhaustion method to investigate whether the proposed method gives conservative predictions. Finally, a procedure based on the time fraction rule for the evaluation of creep-fatigue life is proposed for 316FR stainless steel.
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Decontamination and volume reduction of cesium-contaminated soil by combining soil solidification with interpolyelectrolyte complex and wet classification
山下 祐司*; 柳瀬 信之; 永野 哲志; 三田村 久吉; 長縄 弘親
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 305(2), p.583 - 587, 2015/08
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)
セシウムに汚染した土壌の除染と減容化の方法を検討した。土壌をポリイオンコンプレックス溶液で固化し湿式分級によりいくつかの粒径サイズに分けた。各サイズの$$gamma$$線スペクトロメトリーによる結果から、未処理の土壌に比べ、粗い土壌粒子の放射能濃度の割合は減少し、一方、0.075mm以下の土壌粒子の割合は増加した。このことから、放射性セシウムが蓄積している細かな土壌粒子が土壌固化と分級により粗い土壌粒子の表面から除去され、洗浄液に保持されることが分かった。
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Magnetic excitations of spin nematic state in frustrated ferromagnetic chain
大西 弘明
Journal of the Physical Society of Japan, 84(8), p.083702_1 - 083702_4, 2015/08
 被引用回数:6 パーセンタイル:39.73(Physics, Multidisciplinary)
By exploiting density-matrix renormalization group techniques, we investigate the dynamical spin structure factor of a spin-1/2 Heisenberg chain with ferromagnetic nearest-neighbor and antiferromagnetic next-nearest-neighbor exchange interactions in an applied magnetic field. In a field-induced spin nematic regime, we find gapless longitudinal and gapped transverse spin excitation spectra, in accordance with quasi-long-ranged longitudinal and short-ranged transverse spin correlations, respectively. The gapless point coincides with the dominant longitudinal spin correlation, whereas the gap position exhibits a characteristic field dependence contradicting the dominant transverse spin correlation.
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蒸気発生器伝熱管内蓄水量測定実験と蓄水量評価モデル
山路 達也*; 小泉 安郎; 山崎 康平*; 大竹 浩靖*; 長谷川 浩司*; 大貫 晃*; 金森 大輔*
混相流シンポジウム2015講演論文集(USB Flash Drive), 2 Pages, 2015/08
PWR小破断冷却材喪失事故時に、過渡的な炉心水位低下をもたらすことが懸念されている、蒸気発生器上昇流側U字管内冷却水滞留を調べることを目的として、凝縮を伴う垂直管内気液対向流の蓄水挙動を実験により調べた。実験は、内径18mm、長さ4mの垂直円管を試験流路として、蒸気と水を用いて圧力0.1MPaの下で行われた。透明管による可視化、及び、真鍮管を用いた蓄水量定量評価の2種の実験を行った。流路下端入口で液が流下できない条件であっても、蒸気は流路を上昇するにつれ凝縮されて流速を減じるため、管路上方で凝縮液流下の状態となり、管路内に二相混合水位が形成され、管路内に凝縮水滞留を生じることを実験的に把握した。さらに実験結果をもとに、蓄水量評価モデルを導出し、蓄水挙動を適切に表現できることを確認した。
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環境回復の取組の概要と遠隔放射線モニタリング; 原子力機構による環境回復の取組,1
米谷 雅之; 眞田 幸尚
日本原子力学会誌, 57(8), p.517 - 522, 2015/08
東京電力福島第一原子力発電所事故より3年が経過し、放射性物質に汚染された環境を修復するための技術開発の加速化が求められている。原子力機構は、事故以来、福島復興に向けて環境汚染への対処のため様々な活動を行ってきた。ここでは、シリーズ解説の第1弾として、原子力機構における活動の概要及び放射線分布を測定するための遠隔放射線モニタリング手法の現状と課題について解説する。