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口頭

「ふげん」における確率論的安全評価(4)-ソースターム-

水野 浩一

no journal, , 

ふげん発電所の特徴を踏まえ、シビアアクシデント評価を実施し、プラントの過渡特性及び燃料から環境に放出されるまでの放射性物質(FP)の移行挙動を明らかにした。本評価結果より、代表的な格納容器破損シーケンスであるトランジェント(低圧)+注水失敗(格納容器スプレイ系作動、蒸気放出プール冷却系不作動)シーケンスでは格納容器が破損に至るまでに約1ケ月を要し、また、他のシーケンスにおいても1ケ月以上を要することが明らかとなり、アクシデントマネージメントを実施する上で充分な時間的余裕があることが確認された。また、上記シーケンスにおいて環境に放出される放射性物質(FP)の量は、蒸気放出プールにおけるスクラビング効果及び上昇管におけるFPの付着効果等により、米国Surryプラントの結果(NUREG-1150)と比較すると、よう素で2ケタ、ストロンチウムで1ケタ程度小さくなることが明らかとナリ、シビアアクシ

口頭

Development of LLRF control system for J-PARC RCS

田村 文彦; Schnase, A.; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 高木 昭*; 原 圭吾*; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*

no journal, , 

J-PARCの速い繰り返しのシンクロトロン(RCS)は大強度陽子ビーム電流を扱うために、非常に安定で正確なローレベルRF制御(LLRF)システムを必要とする。MA装荷の低いQ値の空胴が用いられ、2つのハーモニックの重畳のRF信号で空胴がドライブされる。ハーモニックは、加速及びバンチの整形に用いられる。DDSを基本としたフルデジタルのシステムが用いられ、DDSによって生成される各ハーモニック信号の同期は容易である。LLRFシステムのデザイン及び構成について述べる。ビームの安定化のためのフィードバック、ビームローディング補償などから構成される。製作中のモジュール群についても述べる。

口頭

岩石のクリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響

羽柴 公博; 松井 裕哉; 佐藤 稔紀; 瀬野 康弘

no journal, , 

地下構造物の長期的な挙動と安定性を評価するには、岩石の時間依存性挙動の解明が重要である。しかし、岩石の時間依存性や粘弾性的性質に関する研究成果は数多く報告されているものの、時間依存性に及ぼす応力履歴の影響に関する知見は少ない。そこで本研究では、凝灰岩と珪質岩を用いて多段階クリープ試験を行った。第1段階と第2段階のクリープ応力や第1段階のクリープ継続時間を種々変化させて、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響を検討した。その結果、第1段階のクリープの影響により、第2段階の初期クリープ歪速度が小さくなる場合があることがわかった。さらに、第1段階と第2段階のクリープ応力の差が小さく、第1段階のクリープ継続時間が長いほど、第2段階に及ぼす応力履歴の影響が大きくなることがわかった。凝灰岩と珪質岩の試験結果を比較したところ、珪質岩の方が、クリープ挙動に及ぼす応力履歴の影響の程度が大きいことがわかった。

口頭

高分子の放射線加工; 放射線によるモノづくり

玉田 正男

no journal, , 

高分子の放射線加工によるモノづくりでは、高分子材料に電子線などの放射線を照射して生成した活性種により開始されるグラフト重合,橋かけ反応などを利用する。グラフト重合で作製した高性能の金属捕集材は、ホタテなどの海産廃棄物からのカドミウム除去や海水からウランなどの有用金属を回収に利用される。また、橋かけ反応では、ポリ乳酸などの生分解性高分子の耐熱性を向上させることができる。

口頭

植物育種のためのポジトロンイメージング

松橋 信平

no journal, , 

植物ポジトロンイメージング法は、生きた植物内での栄養成分や環境汚染物の動態を動画像として視覚化できる、世界にも類を見ないユニークな研究手法である。この手法は、植物生理学,植物栄養学分野における基礎的な研究において強力なツールとなるが、植物産業分野においても活用できる可能性がある。ポジトロンイメージング画像データの定量的な解析技術を開発することにより、これまで長時間を必要としたり、判断が困難だった機能に着目したスクリーニングへの応用が可能であり、めざましい勢いで競争が繰り広げられている植物の育種産業において、短時間で正確な有用植物を選抜する全く新しい手法を提供できる。

口頭

Study of cellular radiation response using heavy-ion microbeams

小林 泰彦

no journal, , 

放射線によるエネルギー付与は、ほとんどの場合、荷電粒子によって与えられる。荷電粒子によるエネルギー付与はトラック構造を持ち、時間的・空間的に離散的で、粒子の電荷や運動エネルギー(速度)に依存する。従来のマクロな捉え方による吸収線量やLETといった量では、その不均一性の記述や生物効果の評価基準として不十分である。さらに、バイスタンダー効果のように、同一細胞集団内でヒット細胞から非ヒット細胞に放射線作用が伝達される現象が存在することは、放射線の生物作用をますます複雑なものにしている。マイクロビームはこういった不確実性をできる限り明確にして、個々の細胞に対する真の放射線生物学的効果を追求できる可能性を持ったツールである。そこでわれわれは、重イオンマイクロビームを用いて個別の細胞を狙って正確な個数の重イオンを照射し、その影響を長時間追跡観察するシステムを開発した。低線量放射線被曝において混在する照射細胞と非照射細胞を明確に区別して個々の細胞の放射線応答を解析することにより、バイスタンダー効果や線質効果などの放射線の生物作用の分子機構を明らかにして行く。

口頭

Cu-Cr-Zr合金に及ぼす加工熱処理条件の影響

羽田 一彦; 西 宏; 廣瀬 貴規; 毛利 憲介; 青木 庄治*; 和田 正彦*; 山道 哲雄*

no journal, , 

ITER真空容器内構造機器に使用される構造材料の一つとして、析出強化型銅合金であるCu-Cr-Zr合金の使用が検討されている。本合金は溶体化処理後の焼き入れによりCr-Zrを固溶体化しその後時効処理により微細なCr-Zr析出物を析出させ高強度を得ているが、析出強化型であることからこのときの加工熱処理条件,特に溶体化焼き入れ速度の差異により、大幅に強度特性が変化することが危惧されている。そこで、本研究では、溶体化焼き入れ速度の条件を変化させ、その後時効処理を施した後、引張試験により強度を測定し、本銅合金に及ぼす溶体化焼き入れ速度条件等の影響を調査した。その結果、溶体化焼き入れ速度に関して1$$^{circ}$$C/sと10$$^{circ}$$C/sの間で時効処理後の引張強さが顕著に変化することが判明した。これにより、本合金を材料のみならずHIP等により熱履歴過程を経て部材として製作され、強度部材として溶体化熱処理を施す必要のある場合には、溶体化焼き入れ速度の確認が製品強度を保証するうえで重要であることが明確になった。

口頭

NaCl-2CsCl溶融塩中におけるU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡に関する研究

永井 崇之; 上原 章寛*; 白井 理*; 山名 元*

no journal, , 

現在、溶媒にNaCl-2CsCl溶融塩を用いた使用済核燃料の酸化物電解法プロセスの研究が進められている。このプロセスでは、NaCl-2CsCl中のUO$$_{2}$$$$^{2+}$$等をUO$$_{2}$$等の酸化物形態で陰極に電解析出させ回収する。しかし、電極に炭素系材料を用いるため、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$がCと反応してU$$^{4+}$$を生成する可能性がある。そこで、本研究ではNaCl-2CsCl中のU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡反応を調べ、U$$^{4+}$$共存条件でもUO$$_{2}$$電解析出に影響しないことを確認した。なお、当該環境でMo等の電極を用いた電気化学測定を行った場合、電極材料の腐食溶出が想定されることから、電解分光測定によりU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡電位を求め、W電極を用いたCV測定による結果と比較した。

口頭

放射線抵抗性細菌デイノコッカス由来の新規なDNA修復促進蛋白質PprAのDNAとの相互作用解析と結晶化

安達 基泰; 玉田 太郎; 佐藤 勝也*; 鳴海 一成; 黒木 良太

no journal, , 

放射線抵抗性細菌デイノコッカスは、ヒト細胞の1000倍もの放射線抵抗性を示す。PprAはデイノコッカスより単離された新規なDNA修復促進蛋白質であり、高度放射線抵抗性において最も重要な役割を担っていることがこれまでに報告されている(1)。既にPprAは、別の新規な蛋白質(PprI)の発現誘導下にあること,2本鎖DNAをつなぐ作用(リガーゼ活性)を促進すること、及びDNAに結合能を有することが判明している。本研究では、PprAの構造と機能の関係を解明し、PprAの医療や産業への応用を推進するために、原子分解能レベルの詳細な立体構造解析を目的として研究を推進している。まず、大腸菌発現系を用いて得られたPprAの精製条件の検討を行い、大量調製する方法を確立した。この試料を用いて、結晶化条件をスクリーニングしたところ、微少なPprA単体の結晶化に成功した。PprAとDNAの結合をさまざまな角度から検討した結果、PprAとDNAの複合体において、PprAは1分子のDNA(pUC19,2686bp)に少なくとも280分子結合できることを明らかにした。また、2本鎖DNAの末端あるいはその単鎖部分に切断がある(ニックがある)場合、複数のDNA分子が結合して複合体を形成する可能性を示した。これらのことは、PprAの会合構造と機能発現に関係する重要な知見である。

口頭

SiO$$_{2}$$中のポジトロニウム形成

小室 葉; 平出 哲也; 鈴木 良一*; 大平 俊行*; 村松 誠*

no journal, , 

パラ-ポジトロニウム成分からの消滅$$gamma$$線はほかの過程からの消滅$$gamma$$線に比べ、ドップラー広がりが小さい。パラ-ポジトロニウムからの消滅過程と考えられる初期の成分において短寿命側でドップラー広がりが大きくなる現象(Young-ageブロードニング)があるが、この現象は、ポジトロニウムの熱化、ポジトロニウムの遅延形成の影響によると考えられるが、実験により、遅延形成の存在を示すことに成功した。

口頭

大流量・長期間サンプリングに対するヨウ素捕集材の捕集性能の時間変化

宮内 亨; 小嵐 淳; 三上 智; 小沢 友康*; 横田 友和*; 井坂 圭介*; 秋山 聖光

no journal, , 

現在、東海再処理施設では排気中放射性ヨウ素のモニタリングを活性炭フィルタ(CP-20)及び活性炭カートリッジ(CHC-50)のヨウ素捕集材を用いて実施している。これまで、CP-20, CHC-50のヨウ素捕集材を用いることにより、流量40Lmin$$^{-1}$$以上で1週間にわたるサンプリングに対して90%以上の捕集効率が得られることを確認してきている。しかし、CHC-50の捕集能力の継続性に関するデータはなく、捕集能力及びCHC-50内カートリッジ内に捕集されたヨウ素の挙動がわかっていない。そこで、大流量・長期間サンプリングに対するヨウ素捕集材の適用限界を把握することを目的とし、多段に設置したヨウ素捕集材に捕集される$$^{129}$$I放射能の時間変化を調査した。今回の試験条件ではサンプリング空気量が約700m$$^{3}$$までは90%以上の捕集効率を担保できることがわかった。今後も各種条件において実験を継続していき、本実験データの検証及び現在のモニタリング手法の妥当性の確認を行っていく予定である。

口頭

70MeV/u Krイオン照射によって生成した水中スーパーオキシドの直接観測

田口 光正; Baldacchino, G.*; Pin, S.*; Vigneron, G.*; Hichel, B.*; 小嶋 拓治

no journal, , 

フランスGANIL施設において、酸素飽和した100mMのギ酸ナトリウム水溶液に70MeV/u Krイオン照射を行い、過渡吸収測定を行った。この結果、吸収スペクトルからスーパーオキシドの生成が確認された。また、水溶液中の溶存酸素の有無による生成量の違いから、重イオンによって直接生成する、あるいは水和電子や水素原子, OHラジカルを介して生成するスーパーオキシドのG値をそれぞれ0.53, 0.23と見積もった。

口頭

東海再処理施設における処理運転時の排気中放射性ヨウ素の連続監視

三上 智; 宮内 亨; 小嵐 淳; 小沢 友康*; 横田 友和*; 井坂 圭輔*; 秋山 聖光

no journal, , 

東海再処理施設では排気筒から排出される放射性ヨウ素の放出状況を連続監視しているが、使用済燃料のせん断・溶解処理運転時には、同時に放出される放射性希ガス(Kr-85)の影響で放射性ヨウ素の連続監視が一時的に困難となる。処理運転に伴うKr-85の影響を最小限に抑え、放射性ヨウ素の放出量を継続的にモニタリングできる装置を開発した。本装置を実際の処理運転時に適用し基本的性能の有効性を確認した。

口頭

軟X線平面結像ラミナー型回折格子の開発

小池 雅人; 佐野 一雄*; 笹井 浩行*

no journal, , 

現在CCDに代表される固体撮像素子の急速な進歩に伴い、フェムト、アト秒に至る高速多波長同時測光の必要性から写真乾板に代って固体撮像素子を用いた「平面結像型分光器」が脚光を浴びている。その代表的なものとして原田らが最初に開発した機械刻線不等間隔溝球面回折格子を用いた平面結像型斜入射分光器があり、筆者らによって平面結像型のホログラフィック回折格子も開発され、多くの研究現場で活躍している。しかしながら、焦点曲線の変曲点付近を近似的に結像平面として用いるため、分解能に自ずと限界があり、数千の分解能を得ることは一般に困難である。また、回折効率の低下が障害となって、数keV領域への拡張も未だに達成されていない。ここでは、軟X線平面結像型ホログラフィック球面回折格子分光器の最近の進歩と平面回折格子を用いた平面結像型分光器の高分解能化,数keV領域への短波長化の試みについて述べる。

口頭

反射高速陽電子回折によるSn/Ge(111)表面の構造と相転移の研究

深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦

no journal, , 

Ge(111)-c2$$times$$8表面上にSn原子を$$frac{1}{3}$$原子層蒸着させると、低温において3$$times$$3構造を示す。Sn原子は$$T_{4}$$サイトに吸着することが知られているが、その垂直位置についてはまだよくわかっていない。また、この表面は、220K以上では$$sqrt{3}timessqrt{3}$$構造に相転移するが、その詳細も明らかでない。本研究では、反射高速陽電子回折を用いて、ロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度解析から、3$$times$$3構造におけるSn原子の配置と220Kにおける相転移について調べた。110Kにおけるロッキング曲線を測定し、解析を行った結果、最表面は単位格子内の3つのSn原子のうち、1つが他の2つより高い1アップ2ダウンモデルから構成されていることがわかった。また、293Kにおけるロッキング曲線を測定したところ、110Kの曲線とほとんど同一であることがわかった。この結果から、表面原子の平衡位置が変化しない秩序・無秩序相転移であることがわかった。さらに、全反射領域におけるRHEPD強度を測定したところ、220K以下で強度異常が観測された。この変化は、表面フォノンのソフト化を考慮に入れることにより説明できる。

口頭

放射線グラフト重合による電解質膜の合成; 基材の影響

浅野 雅春; Chen, J.; 八巻 徹也; 吉田 勝

no journal, , 

前照射・後グラフト重合により種々のフッ素系高分子基材へのスチレン/ジビニルベンゼン(97/3vol%)のグラフト重合性及び機械的特性を検討した。グラフト重合の基材として、PTFE,電子線架橋PTFE(cPTFE), PFA, FEP, ETFE, PVDF, PVFなどを用いた。その結果、グラフト重合性はFEP, cPTFE, PFA, PTFEなどの炭化フッ素系高分子基材に比べて、PVDF, PVA, ETFEなどの炭化フッ素・炭化水素系高分子基材の方が高いことがわかった。この原因として、炭化フッ素系高分子に比べて、炭化フッ素・炭化水素系高分子では、ラジカルの生成量が多いこと、さらに基材高分子膜の自由体積が大きいために膜内へのモノマーの浸透が速いことなどが考えられる。これらの膜をスルホン化して得た電解質膜の引っ張り強度はPFA, ETFE, PVDFなどの基材で、ナフィオン112(20MPa)より高い値を示した。伸び率ではナフィオン112に比べてすべての基材で低い値を示したが、通常、伸び率で100%以上、引っ張り強度では15MPa以上であれば、燃料電池用高分子電解質膜としての強度には問題ないことから、この値をクリアーするcPTFE, PFA, ETFE, PVDFなどは電解質膜の基材として有望であることがわかった。

口頭

ITERに向けたセシウム添加型大面積負イオン源におけるビーム一様性のフィルタ強度依存

関 孝義; 花田 磨砂也; 戸張 博之; 井上 多加志; 高戸 直之*; 水野 貴敏*; 畑山 明聖*; 柏木 美恵子; 谷口 正樹; 渡邊 和弘; et al.

no journal, , 

セシウム添加型負イオン源において、負イオンビーム強度分布の非一様性の原因の一つと考えられるフィルタ強度とビーム強度分布との相関関係について調べた。その結果、フィルタ強度を下げることによって、ビーム強度を低減することなく、ビーム強度の長手方向分布の偏差を27%から13%まで低減できることがわかった。

口頭

重い電子系超伝導物質の高圧下比熱測定による研究

立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 植田 泰輝*; Thamizhavel, A.*; 中島 美帆*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦; Knebel, G.*; et al.

no journal, , 

私達のグループでは強相関電子系希土類・アクチノイド化合物の高圧研究を行うため、熱電対を用いた高圧下交流比熱測定システムの構築を行ってきた。本講演では私達のシステムを紹介し、重い電子系超伝導物質CePt$$_3$$Siと当研究グループで発見された超伝導物質UIrについての測定例を報告する。両方の物質ともに結晶構造に反転対称性がなく、新規な形の超伝導が実現していると推測されている。CePt$$_3$$Siの反強磁性秩序状態は0.6GPa近辺で消滅するが超伝導相は1.5GPaまで幅広い圧力範囲で存在し、他のCe系圧力誘起超伝導物質と異なる特質が明らかとなった。UIrについては高圧下で複数の強磁性相が存在することが電気抵抗測定から示唆されており、現在比熱測定を通して熱力学的相図の作成を行っている。これについて報告し、磁性と超伝導の関係について議論する。

口頭

The Large-scale numerical analysis of nuclear power plant in distributed computational environments

南 貴博; 松原 仁; 山岸 信寛; 長谷川 幸弘; 青柳 哲雄; 中島 憲宏; 谷 正之

no journal, , 

平成17年度、高度計算機技術開発室でチームを組み、"SC '05 HPC Analytics Challenge"に参加し、"honorable mention"を受賞した。当該研究では、原子力プラントのフルスケール数値シミュレーションの実現に向けた第一ステップとして、原子炉及び冷却系装置を含む複雑な系を、組み立て構造解析という新たな手法を取り入れることにより、シミュレーションすることに成功した。国際会議SC '05においては、この研究成果をパネル及びリーフレットを使い、特にグリッド利用の観点からデモンストレーションする。

口頭

粒子線治療用線量評価システムの研究開発

熊田 博明; 山本 和喜

no journal, , 

研究用原子炉、JRR-4の医療照射設備を利用してホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の臨床研究が行われている。日本原子力研究開発機構では、BNCTによる中性子ビーム照射によって患者に付与される吸収線量を数値シミュレーションによって正確に評価することのできるBNCT線量評価システム(JCDS)を開発している。JCDSは、患者のCTデータ及びMRIデータをもとに患者3次元モデルを作成し、モンテカルロ輸送計算コード、MCNPを使って線量評価を行うソフトウェアである。JCDSは種々の検証を経て、2003年から実際のBNCTの臨床研究に適用されている。現在JCDSは随伴線束計算による最適照射条件予測技術、微細ボクセルモデルでの計算技術等の開発により、より高精度な線量計算を効率的に実行するための高度化を進めている。JCDSの特徴と最近の高度化について報告を行う。

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