付録2 平成21年度卒業研究発表会要旨--近畿大学原子力研究所配属学部学生および大学院生
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(2) 付録2. 卒. 業. 論. 文. 1.電 気 電子 工学科. 松田. 貴光. フ ァイ ンマ ン相 関解 析 に お け る 中性 子源 効 果 の 検討. 永井. 和博. エ ネ ル ギー 問題 に 関す る研 修 会 用 テ キ ス トの製 作. 青田. 晃明. 超 臨 界 水 反 応 容 器 の 特性 評 価. 藤村. 泰之. 超 臨 界 水 処 理 後 の ス テ ン レス 及 び ハ ス テ ロイ の 特 性 評 価. 山口. 翔士. 教 育 用FPGAボ. ー ドを用 い た携 帯 型MCAの. 開 発:ソ フ トウェ ア の構 築. 岡田. 祐弥. 教 育 用FPGAボ. ー ドを用 い た携 帯 型MCAの. 開 発:ハ ー ドウェ ア の構 築. 徳留. 正人. 1-125シ ー ド線 源 探 査 用 フ ロ アモ ニ ター の 開 発. 伊藤. 正悟. 対 電 離 箱 を用 い た 中性 子線 量 測 定 法 に 関す る研 究. 小寺. 慶佑. GM計. 2.生. 数 管 を用 い た 高速 中性 子の検 出. 命 科学 科. 長谷川. 健. エ ネ ル ギー に 関す る ジオ ラマ の 設 計 ・製 作. 畑山. 忠則. DNA二. 重 鎖 切 断 修 復 にお け るXRCC4、DNA-PK、ATMの. 宮内. 大輔. EGS4に. 津波. 拓也. 環 境 ガ ンマ 線 量 率 分 布 の 測 定. 幸泉. 和樹. 近 畿 大 学 原 了炉 照 射 場 に お け る生 物 試 料 の反 応 度評 価. 大沢. 篤志. 原 子力 発 電 所 の被 ば く低 減 活 動 の 最 適 化 に 関 す る一 考 察. よ る粛 エ ナ メル 質 の 吸収 線 量 の 評 価. 120. 機 能 と相 互 関係.
(3) Vol.47(2010). 近畿大学原子 力研 究所年報. フ ァ イ マ ン相 関 解 析 に お け る 中性 子 源 効 果 の 検 討 06-1-036-0034松. 田 貴光. (原子 力研 究 所 第1研. 1.は. 究 室). あ る。即 発 中性 子 減 衰 定数 お よび 相 関 振 幅 は 、反 応. じめ に. 度 や 炉 出 力 を決 定 す るた め の 重 要 な核 的 パ ラ メ ー. 原 子 炉 内 の 核 分 裂 中性 子 線 量 の 時 間 的 変 動 の 統 計 は 、非 ボ ア ソン分 布 を有 す る。 中性 子相 関 解 析 手. タで あ る。. 法 で あ るFeynman一. 4.結. α解 析 は 、こ の 変 動 の ボ ア ソ ン 分. 果 と考 察. 布 か ら の ず れ か ら即 発 中 性 子 減 衰 定 数 α を 推 定 す 図1に. 即 発 中 性 子 減 衰 定 数(縦. 軸)の. 中性 子 源 位. る 。 た だ し 、Feynman一 α解 析 の 理 論 は 、 核 分 裂 中 性 置 依 存 性 を 示 す(横 子 の 寄 与 の み を 考 慮 して 定 式 化 さ れ て い る 。 こ の た. 軸 は 反 応 度 参 照 値)。 中 性 子 源. が 通 常 の 中 央 位 置 の 場 合 、減 衰 定 数 は 反 応 度 の 低 下 め 、原 子 炉 を 駆 動 す る 中 性 子 源 か ら の 直 接 線 の 寄 与 と と も に 増 大 す る。 し か し、検 出 器 に 近 接 した60cm が 大 き い 位 置 に 中 性 子 検 出 器 を 配 置 し た 場 合 、解 析 上 方 位 置 に 中 性 子 源 を 移 動 す る と 、こ の 増 大 傾 向 は 理 論 は 破 綻 し 大 き な 誤 差 を 生 む 可 能 性 が あ る。本 研 失 わ れ 理 論 的 に 破 綻 す る 。 反 応 度 が 一〇.6%Dk/Kの 究 で は 、中性 子 源 を 検 出 器 に 近 接 した 位置 、又 は検 出・ 器 か ら離 れ た 通 常 の 位 置 に 設 置 しFeynman一. 合 を 除 き 、中 性 子源 位 置 に よ る 減 衰 定 数 の 差 異 は 許 α解 容 で き な い ほ ど 大 き い 。 ま た 、 相 関 振 幅Y。 、 につ い 析 を 行 い 、中 性 子 源 か ら の 直 接 線 の 効 果 を 実 験 的 に て も 同 様 の 中 性 子 源 位 置 依 存 性 が 観 察 さ れ た 。以 上 検 討 す る。 2.実. の 結 果 か ら 、信 頼 性 を 有 す るFeynman一. 験方法. α解 析 を 実 施. す る た め に は 、中 性 子 源 か ら の 直 接 線 の 影 響 が 無 視 で き る位 置 へ の 中 性 子 検 出器 の 配 置 が 重 要 で あ る. 近 畿 大 学 原 子 炉 の 二 分 割 炉 心 の 炉 心 中 央 に 中性 子 検 出 器(斑g計. 数 管)を. こ と が 結 論 付 け られ る 。 ま た 、 こ の 直 接 線 の 影 響 を. 設 置 し、 検 出 器 の 検 出 パ. ル ス信 号 の 時 系 列 デ ー タ を 多 チ ャ ン ネ ル ス ケ ー ラ ー(MCS)に. 同 避 し う る デ ー タ 処 理 理 論 の 開 発 も必 要 で あ る。. よ り収 録 し た 。時 系 列 デ ー タ の 収 録 は 、. 反 応 度 の 異 な る3つ れ2つ. 場. の 未 臨 界 状 態 に お い て 、そ れ ぞ. の 中 性 子 源 位 置 に つ い て(合. 計6ケ. ー ス)実. 施 した 。 こ の 中 性 子 源 位 置 は 、 通 常 の 炉 心 軸 方 向 中 央 位 置(検 出 器 か ら の 距 離68cm)と. 中 央 か ら60cm. 上 方 の 位 置(検 出 器 か ら の 距 離8cm)に. 設 定 した。. ま た 、3っ の 未 臨 界 状 態 は 制 御 棒 の 挿 入 位 置 の 変 更 に よ り設 定 し 、そ れ ぞ れ の 未 臨 界 状 態 の 参 照 反 応 度 は ソ ー ス ジ ャ ー ク 法 に よ り測 定 し た 。 3.Feynman一. α解 析 の 方 法. 一 点 炉 動 特 性 モ デ ル を 仮 定 す る と 、ボ ア ソ ン 分 布 か ら の ず れ の 統 計 量 γは 次 の 式 で 表 現 さ れ る[1]。. γ呵1-'ガ. 〕-2Rτ. (1). た だ し、 αは 測 定 対 象 で あ る 即 発 中 性 子 減 衰 定 数 で あ り、rはMCSの. ゲ ー ト時 間 、y∵ は 相 関 振 幅 で. 121.
(4) 付 録2. エネル ギ ー 問題 に 関す る研 修 会 用 テキ ス トの 製 作 08-1-036-0802永. 井和博. (原 子 力 研 究 所 第1研. 1.は. じめ に. 究 室). エ ネ ル ギ ー 事 情 、 ま た発 電 設 備 と して 、 水 力 、 火. 原 子 力 研 究 所 で は 、小 学 校 か ら高 校 ま で の 教 員. 力 、 原 子 力 、 地 熱 、 太 陽 光 、 風 力 、 そ の 他(燃. や 電 力 会 社 の 広 報 担 当 者 に 対 して 原 子 力 や 放 射. 電 池 、マ イ ク ロ水 力)を. 線 に 関 す る研 修 会 を行 っ て い る。研 修 会 は 年 に20. 世 界 と 日本 の 発 電 事 情 を記 載 した(写 真2)。. 回 を超 え 、人 数 は400人. 料. と り あ げ 、 ま と め と して. 余 り とな る。 カ リキ ュ ラ. 教 科 書 や 参 考 書 で は 、 自然 エ ネ ル ギ ー へ の 期 待. ム は これ ま で に も行 わ れ て い た 「 原 子 力 の甚礎 知. が 大 き す ぎ る よ うに 思 わ れ る。 ま た 、 火 力 発 電 は. 識 」、 「 原 子 炉 運 転 」、 「 放 射 線 生 物 」 お よ び 「放 射. 現 在 排 煙 処 理 が な され て い る に もか か わ らず 、そ. 線 の 計 測 実 習 」 に 、最 近 の エ ネ ル ギ ー 問 題 に鑑 み. の こ とに は 全 く触 れ ず 、大 気 汚 染 の 物 質 が 出 る と. 新た に 「 世 界 と 日本 の エ ネ ル ギ ー 事 情 」 の 講 義 が. だ け 記 載 さ れ て い る し、 原 子 力 発 電 に 関 して は 、. 組 み 込 まれ る こ と と な っ た の で 、 「 世 界 と 日本 の. 安 全 性 に対 す る不 安 が あ る との記 述 の み で 具 体. エ ネ ル ギ ー 事 情 」 に つ い て テ キ ス トを製 作 す る こ. 性 に 欠 け て い る 。 この よ うな 不 安 だ け が 残 っ て し. と と した 。. ま うよ うな 箇 所 に つ い て は 、正 確 な 情 報 が 得 られ. 2.方. る よ うな 図 を掲 載 した 。 自然 エ ネ ル ギー に つ い て. 法. 研 修 生 に は理 科 を専 門 と しな い 教 員 も お り、電. は 、過 度 に 期 待 され る こ とが な い よ うに 最 近 の 新. 力会 社 の広 報 担 当者 に つ い て も必 ず しも技 術 系. 聞 記 事 も載 せ る こ と と した 。. 社 員 とは 限 らな い の で 、 テ キ ス トは 中学 ・高 校 の 教 科 書 や 参 考 書(写 真1)の. 内 容 よ りは い く らか. 詳 し くす る と と もに 極 力 最 新 の デ ー タ を 入 れ 、事 実 を 客 観 的 に 記 載 す る こ と と した。 見 開 き2ペ ー ジ 分 で 一 つ の 項 目 を 扱 う こ と と し 、 左 側 に は 、口 人 類 と の 出 会 い ・歴 史 、 回 利 用 の 経 緯 ・ し く み 、. 写 真2.製 4.ま. 回 現 在 の 状 況 を 文 章 で 表 す こ と と し、 右 側 に は 、 デ ー タ な ど図 表 を載 せ る こ と と した 。. 作 したテ キ ス ト. とめ. テ キ ス トは34ペ. ー ジ と な っ た 。 デ ー タ は最 新. の も の を 使 っ て い る の で 、適 時 更 新 が 必 要 と な る 。 ま た 、最 近 の エ ネ ル ギ ー 事 情 は 新 た な 取 組 み や 不 安 定 な 要 素 も あ る た め 、最 新 の 情 報 に 注 目 し て い く必 要 が あ る。. 写 真1.中 3.結. 参 考 文献. 学 ・高 校 の 教 科 書 ・参 考 書. 果. [1]"エ. 掲 載 す る 項 目 は 、エ ネ ル ギ ー 資 源 部 門 で 、石 炭 、 石 油 、 天 然 ガ ス 、 ウ ラ ン 、 自然 エ ネ ル ギ ー 、 バ イ オ マ ス と廃 棄 物 、 新 た な 資 源(オ. ネ ル ギ ー 白 書(2009)"資. 源 エ ネル ギ. ー庁 [2]"[新. イ ル サ ン ド ・メ. 版]講. 座. 電 力 中央 研 究 所. タ ン ハ イ ド レ ー ト)、 ま と め と し て 世 界 と 日本 の. 122. 現 代 エ ネ ル ギ ー ・環 境 論".
(5) Vol.47(2010). 近畿大学原子力研究所年報. 超 臨界 水反応容器 の特性評 価 06-1-036-0004青. 田晃 明. (原 子 力 研 究 所 第 一 研 究 室). 1.目. 的. 4.実. 今 日 、 環 境 問 題 が 取 り上 げ られ る よ う に な り、. 験 結果 反応 容器 の内部 温 度上 昇 に対す る内部圧 力 上. 原 子 力 発 電 が 二 酸 化 炭 素 を排 出 し な い な ど の 観 点. 昇 に つ い て 、 図1に. 示す 。. 33. か ら 優 れ て い る と され て い る。 しか し 、 原 子 力 発. ◆ ◆4.OmI . 電 に お い て 問 題 と な る も の の1つ. ム. と して難 燃 性 低 冨29・3洲. ◆ ◆◆ ◆:::``含:含3'. レベ ル 放 射 性 廃 棄 物 処 理 が あ る 。 こ の 難 燃 性 低 レ 曇25・3・7ml◆. ◆◆ ◆::`ε. 含 含・'°. ベ ル 放 射 性 廃 棄 物 を 超 臨 界 水 に よ り処 理 す る 方 法. 選ll・lll≡ll≡;ll含 塗8°° が 研 究 さ れ て い る 田。 7厘 卿昌. 本 研 究 で は 、 超 臨 界 水 反 応 容 器(内. 容 積:10ml). 13 350400450500. の 基礎 的 な 特 性 評 価 を行 っ た。. 内部温度[℃] 図1内. 2.原. 理. 部 温 度 上 昇 に 対 す る内 部 圧 力 上 昇. こ の 結 果 か ら 、超 臨 界 水 反 応 容 器 の34%以. 2.1超. 臨界 状 態. 上を. 蒸 留 水 で満 たす こ とで 、 超 臨 界水 を生 成 す る こ と. ど の よ うな 物 質 も温 度 と圧 力 に よ り、 固 体 、. が で き る と結 論 す る。. 液体 、 気 体 と さ ま ざ ま な状 態 で 存在 し、 さ ら に 臨 界 点 を 有 す る。 臨 界 点 を 圧 力 、 温 度 と もに 超. 5.今. え た 状 態 を 超 臨 界 状 態 と い う。 超 臨 界 状 態 で は. 超 臨 界水 に な らな い 水 量 を 実験 で きな か った た. 気体 と液体 の 両 方 の性 質 を備 え る。 2.2超. 後 の課 題. め 、3m1前. 臨界 水 の 特徴. 後 の 実 験 を 数 回 繰 り返 す 必 要 が あ る 。. また 、再 現 性 を 確 認 す る た め に も、今 後 も実 験 が. 水 の 臨 界 点:374.2°C、22.1MPaと. 高温高圧. 必 要 で あ る と考 え られ る。 さ らに 、 臨 界 温 度 に お. の た め 非 常 に 高 い 分 解 力 を 持 つ 図。気 体 、液 体 、. い て 臨 界圧 力 とな る水 量 を見 出す こ と も重 要 で あ. 超 臨 界 水 の 物 性 値 の 比 較 を 表1に. る,. 表1超. 物性. 気体. 密度. 0.6∼2. 臨界水の物性比較. こ れ らの 課 題 を 解 決 す る こ と に よ り 、 使 用 した. 超 臨 界状 態. 液体. 200∼900. 600∼1600 10-3. 粘度. 10'5. 10璽5∼10'4. 拡散 係 数. 10-5. 10-7∼10-8. (密 度:kg/m3、. 示 すB1。. 粘 度:Pa・s、. 反 応 容 器 の 圧 力 制 御 が 可 能 と な る と推 察 され る 。. 6.参. <10'9. 考 文 献. [1]DecompositionofRadioactiveOrganic. 拡 散 係 数:m2/s). WasteswithSupercriticalWaterMedium ContainingRuO2,W.Sugiyama,θ. 3.実. 験方法. Nucl.Sci.Tech.,42,2,2005.. 反 応 容 器 に 蒸 留 水 を 入 れ45Nで 度510℃. 、 内 部 温 度500℃. むa孟,J.. 密 閉 、電 気 炉 温. [2]化. に 設 定 し、 電 気 炉 に よ. 学 工 学 会 超 臨 界 流 体 部 会:超. 臨 界 流 体 入 門,. 丸 善 株 式 会 社,2006.. り温 度 を 上 昇 さ せ た 。 そ の 際 の 経 過 時 間 、 内 部 温. [3]佐 古 猛 、 岡 島 い つ み:超. 度 、 電 気 炉 温 度 、 内 部 圧 力 の 上 昇 を 測 定 した 。. 口 刊 工 業 出 版 社,2006.. 123. 臨 界 流 体 の は な し,.
(6) 付 録2. 超 臨 界 水 処 理 後 の ス テ ン レス 及 び ハ ス テ ロイ の 特 性 評 価 06-1-036-0158藤. 村. 泰 之. (原 子 力 研 究 所 第 一 研 究 室). 1.目. 的. 用 い0.2mm/minの. 超 臨 界 水 と は 、 臨 界 点(温 力:22.1MPa)を. 度:374.2℃. 条 件 で 引 張試 験 を 実施 し、 それ. ぞ れ の 応 カー歪 み 曲 線 か ら 、これ ら材 料 の 特 性 を 評 価. 、 圧. した 。. 超 えた 高 温 高 圧 の 水 で あ る。 こ の超. 臨 界 水 の 特 徴 は 、分 子 運 動 が速 い こ と に よ る物 理 的 3.結. な 活 性 が 高 い こ と 、 並 び に 、 水 に も 関 わ らず 誘 電 率 が ア ル コー ル な どの有 機 溶 媒 と 同様 の 値 で あ るた め. 果 及 び考 察. 今 回 の 研 究 で 用 い た 前 述 の4種. 類 の 材 料 につ いて 、. 難 燃 性 有 機 物 を 分 解 しや す い こ と で あ る 【II。 しか し、. 超 臨 界 水 処 理 後 の 特 性 を 評 価 した 結 果 、 非 処 理 の 各. 超 臨 界 水 は 前 述 の 特 徴 を 有 す る め 、 反 応 容 器 に も影. 材 料 に 比 べ 靭 性 が低 下 して い る こ とが わ か った 。 ハ ス テ ロ イC-22に. 響 を 与え る こ と、す な わ ち、 反 応 容 器 の腐 食 が 懸 念 され て い る 。 こ の こ と に つ い て は 、 様 々 な 研 究 が さ. つ いて 、超 臨 界水 処 理 後 の 引. 張試 験 の 結 果 の 局所 伸 び 並 び に全 伸 び の 非処 理 に対 す る 値 の 比 を 図2に. 示す。. 一難 嚢 蓼 織. 1-. 全伸び. 屡 塾450.C(炭. 酸 水+EtOH). . 羅 羅羅幽 蟹 。 図2ハ. 。、. 。 ん. ス テ ロ イC-22の. 。,。81 局 所 伸 び 並 び に全 伸 び. の 非 処 理 に 対 す る値 の比. こ の 結 果 よ り 、 ハ ス テ ロ イC-22に. つ い て は 、局. 所 伸 び 並 び に 全 伸 び が 低 下 して い る こ と が わ か る 。 っ ま り、 靭 性 が 低 下 し て い る と い え る 。 特 に 、 炭 酸 水 とエ タ ノー ル の混 合 水 溶 液 の 条 件 で は 、局 所 伸 び が ほ と ん ど観 測 され な か っ た 。 こ の こ と か ら 、 炭 酸 水 と エ タ ノー ル の 混 合 水 溶 液 の 処 理 後 の ハ ス テ ロ イ 2.実. C-22に. 験方法. 本 研 究 で は 、内 容 積10mLの 試 験 片 を 投 入 後3mlの. 450℃ る30分. もの 考 察 され る。. 超 臨 界水 反応 容 器 に. 水 溶 液 を 添 加 し密 封 し た 。試. 験 片 の 大 き さ は 引 張 部 幅1.2mm、 6.Omm、. つ い て は 、お そ ら く結 晶 構 造 が 変 化 し て い る. 参 考. あ る。 反 応 温 度 は. [1]佐. 引 張 部 厚 さ0.5mmで. 引張部 長 さ. と し、 難 燃 性 有機 物 が 十 分 に 分解 す る と され. 文 献 占 猛 、 岡 島 い つ み:超. 日 刊 工 業 新 聞 仕 、2006.. を 反 応 時 間 と した{・1。 な お 、水 溶 液 に つ いて. [2]DecompositionofRadioactiveOrganic. は 、 難 燃 性 有 機 物 が 分 解 す る プ ロセ ス を 簡 単 に 模 擬. WasteswithSupercriticalWaterMedium. す る た め 、水 、炭 酸 水 、炭 酸 水 と エ タ ノ ー ル(EtOH). ContainingRuO2,W.Sugiyama,K.-C.Park,. の 混 合 水 溶 液 の3種. T.Yamamura,H.Okada,Y.Sugita,H.. 類 を用 い た。. Tomiyasu,J.Nuc1.Sci.Tech.,42(2)(2005).. 超 臨界 水 処理 後 の試 験 片 につ い て 、 引 張 試 験 機 を. 124. 臨 界 流 体 の は な. し、.
(7) Vo1.47(2010). 近畿大学原子力研究所年報. 教 育 用FPGAボ. 1.は. ー ドを 用 い た 携 帯 型MCAの. 05-1-036-0168山. 口. 翔士. (原 子 力 研 究 所. 第2研. 究 室). 3.ソ. じめ に. 近 年 、 原 子 力 ・放 射 線 に 対 す る 関 心 は 高 ま っ て. 開 発:ソ. フ トウェ ア の 構 築. フ トウェ ア の 開発. 今 回 開 発 し た シ ス テ ム は 、USBGPS2、EDX-005か. き て い る 。 しか し放 射 線 と い うの は 目 に 見 え な い. ら の デ ー タ 受 信 と 処 理 を 主 と し 、 ス レ ッ ド問 に お. 性 質 故 に 、学 習 して理 解 す る まで に相 応 の根 気 と. け る デ ー タ と管 理 情 報 を 共 有 す る こ とで 、 計 測 、. 期 間 が 必 要 と され る。 こ れ は 放 射 線 教 育 の 場 に お. 設 定 情 報 デ ー タ を 一 括 管 理 す る 様 に 構 築 した 。. いては. EDX-005とPC問. ・ 般 受 講 生 の 興 味 の 減 衰 に 繋 が りや す い 。. に お け る 通 信 方 法 は2種. 類存在. 加 え て 、 放射 線 関 連 学 は 内 容 的 に 多 く、学 習 者 に. し て お り、 コ ン フ ィ グ レー シ ョ ン な ど の ビ ッ ト通. 混 乱 を 招 く 恐 れ が あ る 。 初 級 コ ー ス を 修rし. 信 が 必 要 な 場 合 はD2XXド. た受. ラ イ バ イ ン タ フ ェー ス. 講 者 が 更 に 放 射 線 を 学 ぼ う とす る と 、 受 講 で き る. で 通 信 を 行 い 、FPGAか. らPCに. 向 か っ て デ ー タを. 講 義 と して 専 門 者 用 教 育 し か な い こ と が 多 い 。 こ. 転 送 す る 場 合 は バ ー チ ャ ル コ ム ポ ー ト(VCP)イ. の 為 、 中級 者 受 講 ・ 者 の 多 くは 、初 級 者 向 け 講 習 を. ン ター フ ェー ス で 通 信 を行 っ て い る。. 繰 り返 し 受 け る の が 現 状 と な っ て い る 。 こ れ は 、 4.実. 初級 者 向 けの計測 装 置 が安価 で 容易 に作 成す る こ とが 可 能 な 反 面 、 中級 者 以 上 向 け の 装 置 の 作 成. 験 結果. 完 成 した シ ス テ ム の 性 能 評 価 を 行 う 為 、4つ. の. に は、 手 間 や 技 術 を要 す る 為 で あ る。 よ って 、 中. 動 作 試 験 を 行 っ た 。FPGA→PC間. に お け るデ ー タ ロ. 級 者 向 け の 教 育 教 材 が 成 立 せ ず 開 設 講 座 も少 な. ス状 況 を把 握 す る た め の 通 信 試 験 、 パ ル サ ー を用. くな っ て しま うの が 現状 で あ る。 そ れ を解 決 す る. い たMCAの. た め に は 、初 級 者 向 け と専 門 者 向 け教 育 の 間 を何. 作試 験 及 び 計 数 率 特 性 測 定 を行 な っ た。. 線 形 性 試 験 、 標 準 線 源 を 用 い たMCA動. 4つ の 動 作 試 験 を 行 な っ た 結 果 、FPGA→PC問. 段 階 か の 教 育 レベ ル に 区 分 す る 必 要 が あ る 。 こ の 為 、廉 価 に作 成 出 来 る中級 者 向 け放 射 線 測 定機 器. お け る デ ー タ ロ ス は0.5%以. は 必要 不 可 欠 で あ る。. を 持 ち 、10k[cps]の. に. ドで あ り、良 い 直 線 性. 高 計 数 率 条 件 下で もシ ステ ム. が 問 題 な く動 作 す る こ とが 確 認 で き た。. そ こ で 本 研 究 で は 、 放 射 線 の ス ペ ク トル 計 測 を 行 う際 に 必 要 と な るマ ル チ チ ャ ン ネ ル 波 高 分 析 器(MCA)を. 、 安 価 なFPGA教. 5.ま. 育 用 ボ ー ドを 利 用 し. とめ. 今 同 開 発 したMCAは. て 開 発 す る。. 、安 価 で 構築 す る こ とが 可. 能 で 、試 験 測 定 の結 果 、非 常 に 良 い直 線 性 を持 ち 、 2.ハ. 高 計 数 率 条 件 下 に お い て も 問題 な く動 作 す る事. ー ドウ ェ ア の 構 築. 今 回 開 発 し たFPGA教 MCA(MultiChannelAnalyzer)は. が 確 認 で きた。 これ は 中級 者 向 け の放 射 線 測 定装. 育 用 ボ ー ドを 用 い た. 置 と して 価 格 的 に も性 能 的 に も 充 分 価 値 が あ る. 一一 般 的 なMCAと. と考 え られ る。. は 異 な り、 サ ン プ ル ホ ー ル ド回 路 を 置 か ず に 高 速 ADCを. 用 い た リ ニ アPCM変. 処 理 は 全 てFPGAで. 換 を行 い 、 タイ ミン グ. 行 っ て い る。 ま た 、MCAシ. ステ. ム の 処 理 部 の 一部 お よ び 表 示 部 は 市 販 のPCを. 用. い て 実現 した。. 125.
(8) 付 録2. 教 育 用FPGAボ. ー ドを 用 い た 携 帯 型MCAの. 06-1-036-0100岡. 田. (原 子 力 研 究 所 第2研. 1.は. じめ に. ー ドウ ェ ア の 構 築. 祐弥 究 室). 3.ソ. 近 年 、「原 子 力 ル ネ サ ン ス 」の ム ー ブ メ ン トに 伴 い 、. 開 発:ハ. フ トウェ ア 構 成. xilinx社. 製FPGA用. 統 合 開 発 環 境ISEを. 用いて. 原 子 力 ・放 射 線 に 対 す る 関 心 が 高 ま っ て き て い る 。. FPGAの. 回 路 デ ー タ の 作成 を行 な っ た。 開 発 言 語 は. 専 門研 究 者 で な い者 に とっ て は 、 一 種 禁 忌 に似 た感. VHDLを. 用 い た 。MCAの. 覚 で 捉 え ら れ て き た と い う歴 史 的 背 景 か ら正 し い 実. ら の 入 カ ク ロ ッ ク を 信 号 源 と して 任 意 の 時 間 幅 の ク. 像 を 知 る と い う こ と に 非 常 に 大 き な 関 心 が 寄 せ られ. ロ ッ ク を 再 生 成 す る タ イ ミ ン グ ジ ェ ネ レー タ 、 任 意. て い る。 放 射 線 測 定 に お い て は. の 時 間 幅 の ロ ジ ッ ク を 生 成 す る ゲ ー トジ ェ ネ レー タ 、. 加 え て 、 放 射線 の. 「種 類 」 と 「数 」 に. 「エ ネ ル ギ ー 」 は 欠 か す こ と の 出. 同路 作成 を す る為 に、 外 部 か. 入 力 信 号 を 数 え る カ ウ ン タ256個. が 必 要 とな る。 さ. 来 な い 重 要 な パ ラ メー タ の一 つ で あ るが 、 放 射 線 の. ら に カ ウ ン タ で ス ト レー ジ し た 計 数 情 報 は そ の ま ま. 「エ ネ ル ギ ー 」 に ま で 注 視 し て 教 育 を 行 な う機 関 は. で は オ ー バ ー フ ロ ー し て し ま うの で 、 一 定 時 間 毎 に. 数 少 な い 。 理 由 は い くつ か あ る が 、 放 射 線 の エ ネ ル. PCへ. ギ ー を測 定 す る為 の 装 置 に廉 価 な物 が な く、 高 価 な. ッ トを 行 な う。PCと. 専 門 者 向 け 機 材 を購 入 す る 必 要 が あ る 。本 研 究 で は 、 こ れ を 解 消 す べ く 、 安 価 な 教 育 川FPGAボ EDX-005を. 収 集 した 計 数1青報 を 送 信 し、 カ ウ ン タ の リセ. ASCIIフ. の 通 信 は 、RS232Cを. 用いて. ォ ー マ ッ トで 行 な っ た 。. ー ド. 利 川 して 、 ス ペ ク トル 測 定 を 行 な う際 に. 必 要 と な る マ ル チ チ ャ ン ネ ル 波 高 分 析 器(MCA)の. 4.性. 開. 能調 査. 構 築 し たMCAを. 発 及 び性 能 評 価 につ い て 述 べ る。. 性 能 評 価 す る 為 、FPGA-・PC問. の通. 信 にお け る デ ー タ ロス 率 の測 定 、 パ ル サ ー を用 い た 線 形 特 性 調 査 、HP-Ge検 出 器 に よ る6°Coと137Csの. 2.ハ. ー ドウ エ ア 構 築. γ. 線 エ ネ ル ギ ー ス ペ ク トル の 測 定 、 シ ン チ レー シ ョ ン. 一 般 的 なMCA(MultiChannelAnalyzer)は. 、ADC. 検 出 器 に よ る高 計数 率 測 定 を行 な っ た。. の前 に サ ンプ ル ホ ー 一ル ド回 路 が 配 置 さ れ て お り 、 こ. そ の 結 果 、EDX-005/MCAシ. ス テ ムの デ ー タ ロス 率. れ に よ り通 常MCAは. 非 麻 痺 型 の 不感 時 間 を生 じる。. はFPGA→PC間. 今 同 開 発 し たMCAは. 、 サ ン プ ル ホ ー ル ド回 路 を 置 か. っ た 。 ま た 、 線 形 特 性 調 査 で 得 られ た デ ー タ か ら 良. ず に 高 速ADCを. 川 い て リニ アPCM変. て の タ イ ミン グ処 理 をFPGAに. 換 を 行 な い 、全. な っ て い るが 、信. 号 の パ ル ス 幅 に 一 定 の 時 間 幅(∼300ns以 を 必 要 と す る 。ADCは. 富+通. MB40578を. 用 い た 。MB40578のAD変. ∼5 .OVに. 限 られ る 為 、入 力 パ ル ス を2.5V程. 題 な く動 作 して い る こ と が 確 認 で き た 。 ま た 、. ある. 10[kcps]の. 換 領 域 は2.5V. 題 な く動 作す る こ とが確 認 で きた 。. 5.ま. の入. 力 前 に 加 算 器 に よ る ベ ー ス ア ッ プ 回 路 を 実 装 した 。 辺 回 路 の 接 続 概 要 を 図1に. 脚 ⊥. 図1:FPGAとADCの. 円 以 下(2009年12月. 用 い てMCAを. 開発 す 総 額5万. 現 在)で 構 築 可 能 で 、 か っ 構 築. の 際 に 特 別 な 技 術 を 必 要 と し な い ハ ー ド ウ ェ ア/ソ. 帖L. 一dπ 鴇. ー ドEDX-005を. る こ と が 出 来 た 。 ま た 今 同 開 発 したMCAは F評 コr 、III一. M晶1:「 一. とめ. 教 育 用FPGAボ. 示す。. ワロ ヨ. 高計 数 率 条 件 下 にお い て もシ ス テ ム が 問. 度ベー. ス ア ッ プ す る 必 要 が あ る 。 そ こ で 、MB40578へ. ADC周. ペ ク トル 測 定 で は 、 得 られ た エ ネ ル ギ ー ス ペ ク トル か ら求 め た エ ネ ル ギ ー 校 正 直 線 よ り、 シ ス テ ム が 問. 一L程度). の 高 速8bitAI)Cで. 下であ. い 直 線 性 を 持 つ こ と が わ か っ た 。 γ線 エ ネ ル ギ ー ス. よ り行 な っ た 。こ の 為 、. 不 感 時 間 は 生 じな い 構 造 のMCAと. の 通 信 に お い て 、 概 ね0.5%以. 1「1. フ トウ ェ ア 構 成 と な っ て い る。 こ れ よ り、 価 格 的 に. 喫一 一. も性 能 的 に も 中 級 者 向 け の 放 射 線 測 定 用 装 置 と して. ■匹II. レ. :1. 十 分 価 値 が あ る と 考 え られ る 。. ll日. 周辺回路接続概 要図. 126.
(9) Vol.47(2010). 近畿大学原子 力研究所年報. 1-125シ. ー. ド線 源 探 査 用 フ ロ ア モ ニ タ ー の 開 発 06-1-036-0085徳. 留. 正人. (原 子 力 研 究 所 第3研). 1.は. じめ に. 最 近 盛 ん に な っ て い る 前 立 腺 が ん の プ ラキセラピ ーで は 、 γ線 源 と して1-125が. 用 い られ る が 、 そ れ ら は. 図1にt2=0.2[cm]の. 時 、tlを 変 化 させ た 場 合 の 計. 算 結 果 を 示 す 。 図1よ. り 、 エ ネ ル ギ ー が 高 い γ線 は. カ バ ー を 通 過 す る 確 率 は 高 い が 、PSF到. 小 さくて 本 数 が 多 い の で 、埋 め込 み 手術 の 際 の 脱 落. され る 確 率 が 低 い 為 、 む し ろ1-125の. に 伴 う線 源 の 紛 失 が 問 題 と な る。 こ の た め 、 手 術 後. 検 出 効 率 が 高 い こ とが わ か る。. に 脱 落 を チ ェ ッ ク す る 必 要 が あ り、 現 場 か ら サ ー ベ. 3.設. イ 作 業 の 効 率 向 上 に 有 効 な ツー ル の 開 発 の 要 望 が あ っ た 。 そ こ で 、 今 同PSFを. 線 源 探 査 用 フロアモニターを 検 討 し 、 試 作 を 行 っ た 。 2.1-125,Cs-137,Co-60に H25の. 対 す る検 出 効 率 の評 価. γ 線 の エ ネ ル ギ ー は35keVで. 1mmのPSFを. シ ー ト状 に 並 べ る こ と に よ り、 幅30㎜. 長 さ300mmの. 有 感 領 域 を 実 現 し 、 こ の シ ー トを 多 層. ル したPSFの. どの. 両 端 は それ ぞれ 光 電 子 増 倍 管 に接 続 さ. れ 、 同 時 計 数 を 行 う こ と に よ り、 雑 音 成 分 の 混 入 を. よ く用 い られ る γ線 源 の 場 合 に 比 べ て 著 し く エ ネ. 低 減 した。. ル ギ ー が 低 い 。Cs-137等. 4.動. ンファイハ㌧(PSF)を. 採 用 した。 直 径. 化 す る こ と に よ り実 用 的 な 感 度 を 確 保 し た 。 バ ン ド. あ り、. Co-60(1.17MeV,1.33MeV)やCs-137(662keV)な. γ線 の 方 が 、. 計仕様. 前 述 の 評 価 か ら 検 出 器 に はPSFを. 用 い た 簡 易 型 の1-125. 達 後 に 吸収. の 検 出 に フ ラスチック・シンチレーショ. 用 い た 例 が あ る が 、 そ れ をr-125. 作試 験. 近 畿 大 学 病 院 に て 、 実 際 の 治 療 に 用 い られ る. γ線 の 検 出 に 応 用 す る場 合 、 エ ネ ル ギ ー が 低 い た め. H25シ. に 検 出器 の 有 感 部 に到 達 す る確 率 が 低 い こ とが 懸. Am-241か. 念 され た 。 そ こ でPSF検. し た 。 そ の 結 果 を も と に 試 作 器 の 性 能 を 予 想 した 所 、. 出器 の 、 異 な るエ ネル ギ ー. の γ線 に 対 す る 検 出 効 率 ε を 次 式 に よ り評 価 し た 。 ε=exp(一. μ ・11)×[1-exp(一. (1)式 でtl,t2は. ら放 出 され る60keVγ. 放 射 能11MBqの1-125シ. μ ど"・12)](1). そ れ ぞ れ カ バ ー(入. ー ド線 源 に よ る 検 出 部 の 動 作 試 験 を 行 い 、. 下1cmの. 射 窓)とPSF有. ー ド線 源 を 検 出 部 の 中 央 直. 所 に 配 置 した 場 合 に 、 約13000cpsの. 計数. 率 が 得 ら れ る と評 価 され た 。 そ の 場 合 の バ ッ ク グ ラ. 感 部 の 厚 さ 、 μ は γ線 の 減 弱 係 数 、 μ。1、 は エネルキ㌧ 吸. ウ ン ド計 数 率 は50∼70cpsで. 収 係 数 で あ る[1]。 右 辺 前 半 は 、 γ線 が カ バ ー を 通. 度 と良 好 で あ っ た 。. 過 す る 確 率 、 後 半 は 到 達 した γ線 がPSFに. 5.ま. 吸 収 され. る確 率 で あ る。. あ りS/N比. は 約200程. とめ. 動 作 試 験 の 結 果 、 試 作 器 は 十 分 なS/N比 ﹁O沖ロ 一 口ΦO峠ΦO沖 一〇コ [{{ 一〇 一ΦコOく. 10.015. 線 との感 度 比 を決 定. 線 源 を 検 出 可能 で あ る こ とが確 認 され た 。 また 、核 医 学 検 査 の 現 場 で 試 用 を し て 貰 っ た と こ ろ 、1-125 以 外 の 放 射 性 薬 剤(Sr-89,Tc-99m等)の. 汚 染検査 に. も 十 分 な 性 能 を 有 して い る と の 評 価 を 受 け た 。. 参 考 文 献 [1]J.H.HubbellandS.M.Seltzer``TablesofX-Ray MassAttenuationCoefficientsandMassEnergyAbsorptionCoefficients",NISTIR5632(1995). 127. で1-125.
(10) 付 録2. 対 電 離 箱 を用 い た 中性 子 線 量 測 定 法 に 関す る研 究. 1.は. 06-1-036-0167伊. 藤. (原 子 力 研 究 所. 第3研. 正悟 究 室). っ た 。 ま ずDN/DG=1と. じめ に. い う 場 を 想 定 し 、Ref[2]を. 参 照 し てTE-TE電. 対 電 離 箱 法 は 、 中 性 子 と γ線 の 混 合 場 に お い て 両. 離 箱 の コ バ ル. ト校 正 定 数 を. 者 の 吸 収 線 量 を分 離 し て よ い 精 度 で 測 定 す る こ と. 33.1[nC/Gy],C-CO2,電. が で き る 。 しか し 、 中 性 子 の エ ネ ル ギ ー が10MeV. と仮 定 した 。 ま た 、 各 々 の 相 対 感 度 と そ の 不 確 か さ. を越 え る よ うな 場 合 に は そ の適 用 が 困 難 で あ っ た 。. を以 下 の様 に 設 定 した。. そ こ で 、 この 制 限 を克 服 す る ひ とつ の 可 能 性 と して 、 適 当 な γ線 遮 蔽 を 付 加 したT型. 乃τ=1,△. 乃τ/乃 τ=0.05. 乃ど=1,△. 乃θ 峨. ・{. 検 出 器 を 従 来 のU. 離 箱 の そ れ を115.6[nC/Gy]. 聯鳥. ・=0.05. 型 検 出 器 の 代 わ り に 川 い る と い う 手 法 を 検 討 した 。 2.対. 電 離 箱 法 の 改 良 とそ の評 価. 従 来 の 対 電 離 法 で は 、T型 検 出 器 信 号Ruに. γ=0.95,△. 評 価 結 果 を 図1に. 検 出 器 信 場RTとU型. γ線 吸 収 線 量DGを. 示 す 。 従 来 の 方 法 で は 、 中性 子 エ. ネ ル ギ ー が 増 加 す る につ れ て 著 し く 精 度 が 低 下 す. 関 す る(1)(2)式 を 解 く こ と に よ り、. 中 性 子 吸 収 線 量DNと. γ/γ=0.05. るが 、 新 しい 方 法 で は 、 そ の 精 度 は 中性 子 エ ネル ギ ー に ほ と ん ど依 存 して い な い こ と が 分 か る 。. 求 め る。. Rτ=kiDN+hlD(,(1). イ. Ru=kuDN+huD(,(2). 中 性 子 エ ネ ル ギ ー が10MeVを す よ うにkuの. 超 え る と 、 図1に. 示. エ ネ ル ギ ー 依 存 性 が 大 き く な り近 似. が 成 り立 た な く な る た め に 、 新 し い 方 法 が 提 案 さ れ て い る[1]。 こ の 方 法 で は 、U型 常 のT型. 検 出器 の代 わ りに通. 検 出 器 に 適 当 な γ線 遮 断 を 付 加 して γ線 に. 対 す る 感 度 を 下 げ た も の を 採 川 し、 こ の 遮 断 付 きT 型 検 出 器 と 通 常 のT型. 検 出器 との信 号強 度 差 を利 用. す る 。 こ の 場 合 、 遮 断 付T型. 検 出 器 信 号 をR'Tと. す. る と 次 の よ う な 式 が 成 りた っ 。 R'T=kTDN+γ. 乃τD(}(3). こ こ で 、"γ"は. γ線 の 減 衰 率 を 示 す 記 号 で あ る 。 0. (1)式 と(3)式 を 組 み 合 わ せ て 解 く こ と に よ り、中 性 子 の エ ネ ル ギ ー が10MeVを 10MeV以. む. . 超 え る よ うな 場 合 に も 、. . 下 の場 合 と 同程 度 の 精 度 で 中性 子 吸 収 線. 図1中. 中性 子 線 量 の 不 確 か さ. 研 究 で は 、 従 来 の 方 法 と新 し い 方 法 の 両 方 に つ い て 、. 3.ま. な 式 を 算 出 し た 。 そ れ ら を(4)式 と(5)式 に 示 す 。. と め. 当性 を 検 討 し た 。 評 価 式 を 導 川 し、 典 型 的 な 条 件 に. つ. 対 しそ の 適 用 性 を 確 認 した 。 ま た 、 予 備 的 で は あ る. 曲 痔一[1zDσ!Vhた 一乃ん ペ+[蒜 ,イ77σ]ム レ+[舞. . 新 し く提 案 され て い る 中性 子線 量 評 価 方 法 の 妥. 中 性 子 吸 収 線 量 評 価 の 不 確 か さ を 評 価 す る 一般 的. +[舞 テ鶉. む. 性 子 感 度 の エ ネ ル ギ ー 依 存 性 と、 評 価 した. 量 を決 定 す る こ とが で き る 可能 性 が あ る。 そ こ で本. つ. . Neu七ronEnergy(MeV). 司 △砺・ 螺. が 原 子 炉 照 射 場 に て 実 験 を行 い 理 論 と矛 盾 の な い 結 果 が 得 られ て い る。 今 後 、 こ の 手 法 に よ り簡 単 に. 牙 ムゲ. 高 い 精 度 で 高 エ ネ ル ギ ー の 中 性 子線 量 を評 価 す る こ とが 可 能 に な る と期 待 され る。. 従 来 の 方 法(4). 蝋 一附 齢. ぺ(1≒ ジ[略 三 昏レ. 参 考 文 献 [1]A.Nohtomieta1.,NuclearInstrumentsand MethodsA(2009),doi:10.1016/j.nima.2009.12.047. 新 しい 方法(5) 従 来 の 方 法 と新 しい 方 法 の 妥 当性 を 比 較 す る た め. [2]M.Hoshietal.,phys.Med.Bio1.,Vbl.33,No.4. に 、 図1の. (1988)pp.473. デ ー タ を 用 い て 以 下 の 様 な粗 い評 価 を行. 128.
(11) Vol.47(2010). 近畿大学原子 力研 甕所 年報. GM計 数管 を用い た高速 中性子 の検 出 08-1-036-0801小. 寺. (原 子 力 研 究 所. 【は じ め に 】. 慶 佑. 第3研. 究 室). 【測 定 結 果 と考 察 】. 近 年 、 放 射 線 治 療 で 用 い ら れ るX線. 発 生装 置 の 高 エ. Fig.2に. 測 定 され た 計 数 率 と コ ン バ ー タ 厚 さ の 関 係. ネ ル ギ ー 化 と 照 射 方 法 の 高 度 化 に 伴 い 、 これ ま で は. を 示 す 。 コ ン バ ー タ厚 さ が 増 す に つ れ て 計 数 率 が 増. あ ま り注 目 さ れ な か っ た 中 性 子 に 対 す る 被 曝 を 考. 加 し て お り 、1140μmの. 時 に は コ ンバ ー タ無 しの場. 慮 す る 必 要 が で て き て い る 。 し か し 、 γ線 や β 線 の. 合 に 比 べ て お よ そ25%増. 加 した値 とな っ た。中性 子. サ ーベ イ メ ー タは 使 わ れ る こ とが あ る もの の 、 中性. が コ ン バ ー タ に 入 射 す る こ と に よ り 発 生 した 反 跳. 子検 出 用 の もの は ま だ 一 般 的 で は な い 。. 陽 子 の うち エ ネ ル ギ ー の 高 い もの が マ イ カ 窓 を 透. そ こで 、計 数 管 の 中 で最 も古 典 的 な放 射 線 検 出 器 で. 過 し てGM管. あ り、 放 射 線 に よ る 気 体 の 電 離 作 用 を 利 用 して 放 射. 応 して い る と考 え られ る。 更 に コ ンバ ー タ を厚 く し. 線 の 強 さを 測 定 す る装 置 で 、電 離 作 用 に よ っ て 引 き. て1710μmと. 起 こ され た"電. よ る霞 圧 パ ル ス の 数 を. らな か っ た。 これ は 、反 跳 陽 子 が コ ンバ ー タ 内で 停. 数 管 で 、高 速 中 性 子 を. 止 し てGM管. 子 な だ れ"に. 計 数 す る検 出 器 で あ るGM計. 測 定す る可 能 性 につ い て 検 討 した。. して も 、1140μmの. 時 と ほ とん ど 変. の 有 効 領 域 に屈 か な い事 象 が 相 対 的. に 増 加 し て い る 為 だ と考 え ら れ る 。. 【測 定 方 法 】 端 窓 型GM管. の 有 効 領 域 に 達 す る事 象 の 増 加 に対. 200-一. の マ イ カ 窓 に 厚 さ190μmの. 一一 一. 一 …. 一. 一 一 一 一一. 一一. … …-T-一. 一. 一一 ・. ポ リプ ロ. ピ レ ン 板 を 中 性 子 コ ン バ ー タ と し て 密 着 させ た 。 ホ リ プ ロ ピ レ ン板 に は 水 素 が 含 ま れ て い る 為 で あ る 。 そ の 数 を 増 や し な が ら252Cf(∼2.3MBq)か. らの 中性. 子 線 と γ線 に 対 す る 総 計 数 率 を 測 定 し 、 波 高 分 布 も 観 測 した 。GM管. の マ イ カ 窓 の 厚 さ は2.5mg/cm2、. 有 効 直 径 は50mmで. あ る 。252Cfか. を 落 とす 為 に 、 線 源 とGM管. ら の γ線 の 強 度. の 問 に 厚 さ50mmの. 鉛 ブ ロ ッ ク を 配 置 し た 。Fig.1に. 実験 装 置 の セ ッ ト. ア ップ を 示 す 。 Pbblock. 発d. /. ypr◎糊 曾醗C◎nve縫er. α 一252. 市 販 の 端 窓 型GM計. 数 管 に 中性 子 コ ンバ ー タ と し. て ポ リプ ロ ピ レ ン 板 を 取 り付 け る こ と に よ り、 中 性 子 を 検 出 す る こ とが で き る こ とが わ か っ た。 ポ リプ ロ ピ レ ン 板 の 厚 さ を 増 す こ と に よ り、 中 性 子 の 検 出 Fig.1Experimentalsetup. 効 率 の 増 加 が 観 測 され た が 、 お よ そ1mmよ し て も そ れ 以 一L増え な か っ た 。. 129. り厚 く.
(12) 付 録2. エ ネ ル ギ ー に 関 す る ジオ ラマ の 設 計 ・製 作 05-1-033-0140長. 谷 川. 原 子 力 研 究 所 第1研. 【研 究 の 目 的 】 主 に 小 ・中 学 生 を 対 象 と し て エ ネ ル ギ ー の し くみ(私. 健 究室. た ち の 生 活 の 中 で の エ ネ ル ギ ー 利 用). を 容 易 に 理 解 で き る よ うに 、 ジ オ ラ マ とパ ソ コ ン に よ る 解 説 画 面 を 設 計 ・製 作 す る 。 【結 果 】 こ の ジ オ ラ マ は 炭 鉱 や 油 田 な どエ ネ ル ギ ー 資 源 と 火 力 発 電 所 や 原 子 力 発 電 所 な ど発 電 施 設 の 模 型 を 配 した もの で あ り、 ジ オ ラ マ に 附 属 す る 解 説 画 面 は そ れ ら 資 源 や 施 設 に つ い て パ ソ コ ン の 画 面 上 で パ ワ ー ポ イ ン トを 使 っ て 説 明 す る も の で あ り 、 前 年 度 に 製 作 され て い た が 、 そ の 後 エ ネ ル ギ ー に 関 す る イ ベ ン トや 原 子 力 研 究 所 で 展 示 す る 中 で 改 善 す べ き 点 が 上 が っ て い た の で 、 ジ オ ラ マ の 改 良 と解 説 画 面 の 作 り直 し を 行 っ た 。 ジ オ ラ マ と解 説 画 面 が 組 み 合 わ さ っ た 展 示 物 が 概 か れ て い る 事 例 と し て 、飛 鳥 歴 史 公 園 館 、 奈 良 国 立博 物館 、 お よび 大 阪 科 学 技 術 館 を調 査 した。 飛 鳥 歴 史公 園館 に あ る ジ オ ラマ は 飛 鳥 方 面 に あ る 古 代 の 遺 跡 に 関 す る も の で 、 押 し ボ タ ン の 手 前 に 該 当 す る 遺 跡 や 建 物 の 名 称 と写 真 が 貼 り付 け られ て い た 。 ジ オ ラ マ の 横 に は 飛 鳥 地 方 の 四 季 の 移 り変 り を 見 る こ との で き る デ ィ ス プ レイ が 置 か れ て い た(写. 真1)。. 奈 良 国 立 博 物 館 に は 仏 像 の 紹 介 を 行 うデ ィ ス プ レイ. が あ り、タ ッ チ パ ネ ル 式 で 見 た い 画 面 を 選 択 で き 、:音声 に よ る 説 明 が な さ れ る も の で あ っ た 。 ま た 、 大 阪 科 学 技 術 館 の 原 子 力 の コ ー ナ ー に は 原 子 力 発 電 所 の 模 型 が 置 か れ て あ り、 押 し ボ タ ン に よ り各 機 器 の 模 型 に 取 り付 け られ たLEDが 点 灯 す る もの で 、 音 声 に よ る解 説 が付 い て い る が 、 個 々 の 設 備 で な く原 子 力 発 霞 全 般 に 関 す る も の で あ っ た 。 これ ら の ジ オ ラ マ や デ ィ ス プ レイ を 参 考 に ジ オ ラ マ と 画 面 の 改 良 を 行 っ た 。 前 年 度 に 製 作 され た ジ オ ラ マ に は 押 し ボ タ ン に よ り各 模 型 に 取 り付 け ら れ たLEDラ ンプ が 点 灯 す る よ うに な っ て い た が 、 こ の 押 し ボ タ ン の 手 前 に 実 際 の 発 電 所 や 油 田 な どの 写 真 を 貼 り付 け た 。 ま た 、 資 源 の うち バ イ オ マ ス エ ネ ル ギ ー と し て 抜 け 落 ち て い た 「 伐 採 後 の木 材 」 の 模 型 を 追 加 した 。 解 説 画 面 に つ い て は 、 ス ラ イ ドシ ョ ー 形 式 に 画 面 を 一 定 の 時 間 間 隔 で 移 り変 わ る よ うに して い た た め 、 画 面 を 選 択 で き な い 、 画 面 数 と文 字 数 が 多 い とい う感 想 を 得 て い た の で 、 全 面 的 に 見 直 し、 最 初 の 画 面 で 見 た い 画 面 を マ ウ ス の ク リ ッ ク で 選 択 で き る よ うに し、選 択 で き る項 目は ジオ ラマ の 中 に あ るエ ネ ル ギ ー や 発 電 模 型 に 限 定 した。 それ に よ っ て 画 面 数 を 減 らす こ と が で き た 。 ま た 画 面 は 文 字 を 極 力 少 な く し て 写 真 や 図 を 多 用 し、 新 た に 音 声 に よ る解 説 を つ け る こ と と し 、 自 分 の 声 で 吹 き 込 み を 行 っ た 。 10月 末 に 行 わ れ た 第12回. 近 畿 大 学 原 子 力 展 に お い て ジ オ ラ マ を 展 示 した(写. 真2)。. 入場. 者 か ら は 押 しボ タ ン と画 面 が 連 動 す れ ば も っ と 良 い と い う意 見 も 出 て お り、 こ れ は 今 後 の 課 題 で あ る。 原 子 力 展 は 入 場 者 が 多 い の で 大 き な デ ィ ス プ レイ を 使 っ た が 、 原 子 力 研 究 所 の エ ネ ル ギ ー 学 召 室 に 常 設 展 示 す る 場 合 は タ ッチ パ ネ ル 式 の 小 さ な もの で 良 い と思 わ れ る 。. 130.
(13) Vol.47(2010). 近畿大学原子力研究所年報. DNA二. 重 鎖 切 断 修 復 に お け るXRCC4、DNA-PK、ATM. の 機 能 と相 互 関 係 05-1-033-0063畑 原子力研究所 【 研 究 の 目的 】 放 射 線 に よって 生 じるさまざ まな 影 響 の 原 因 としてDNA損 同 組 み 換 え(HR)、 非 相 同 末 端 再 結 合(NHEJ)の2つ 最 終 段 階 で あるDNA末. でXRCC4がDNA二. 忠則. 第3研. 究室. 傷 が 考 え られ 、特 に 、DNA二. 断 は 細 胞 の 生 死 に 最 も深 く関 わ って い ると考 え られ て い る。DNA二 形 成 し、NHEJの. 山. 重鎖切. 重 鎖 切 断 の 修 復 機 構 として 、相. が あ る。XRCC4はDNAIigaseIVと. 複合体を. 端 の 結 合 反 応 を 司 ると考 え られ て い る。これ まで の 研 究. 重 鎖 切 断 の セ ン サ ー 分 子 で あ るDNA-PKに. よって リン酸 化 され ることが 明 ら. か に され 、リン 酸 化 の 部 位 も分 か っ て い る。昨 年 度 の 白石 、福 田 の 卒 業 研 究 に お い て 、DNA-PKと ATMが. 相 互 に補 い な が らXRCC4を. リン 酸 化 す ることに より、DNA修. 可 能 性 を 示 す 結 果 が 得 られ た 。更 に 、原 子 炉 照 射 とX線 たDNA損. 傷 はDNA-PK、ATM、XRCC4の. 復 の 効 率 や 精 度 を上 げて いる. 照 射 の 結 果 の 比 較 か ら、中性 子 線 で で き. 連 携 に よる修 復 が 難 しい 、あ るい は 修 復 しても 間 違 い. を 起 こ しや す い とい う可 能 性 が 考 え られ た 。本 研 究 で は 、これ らの 可 能 性 を 検 討 す る た め に 、 DNA-PK、ATMの. 阻 害 剤 を用 い た 実 験 と突 然 変 異 頻 度 の 測 定 を行 っ た 。. 【 方 法】 (1)材 料:今 回 用 い た 細 胞 は 、マ ウスL5178Y由 来 のXRCC4欠 ベ クター を 導 入 したM10-CMV細 胞 、正 常XRCC4cDNAを DNA-PKに M10-SA細. 損 変 異 株M10細. 胞 に コン トロー ル. 導 入 したM10-XRCC4細 よって リン酸 化 され るセ リン を ア ラニ ン に 置 換 した 変 異 型XRCC4cDNAを. 胞、 導 入 した. 胞 で あ る。. (2)放 射 線 照 射:近 畿 大 学 原 子 炉 お よびX線 (3)6-thioguanine(6TG)耐. 発 生 装 置 を用 い て 行 った 。. 性 を 指 標 と し た 突 然 変 異 頻 度 測 定:照 射 した 細 胞 を5P9/m1の6TG. 存 在 下 で ア ガ ロ ー ス を 含 む 培 地 に ま き 、 で き た コ ロ ニ ー を 数 え る こ と に よ り突 然 変 異 頻 度 を 測 定 した 。 【結 果 と考 察 】 以 下 に 、 原 子 炉 で 照 射 し た 細 胞 で の 突 然 変 異 頻 度 測 定 実 験 の 結 果 を 示 す 。18.5倍 6.74倍. の 突 然 変 異 の 増 加 が 認 め られ た 。 今 後 、X線. っ た り、PCRや. と の 比 較 、 変 異 型XRCC4と. あ るい は の 比 較 を行. シ ー ク エ ン シ ン グ に よ り ど の よ うな 変 異 が 生 じて い る か 調 べ た りす る こ と で 、. 中性 子 線 に よ るDNA損. 傷 の 特 徴 を 明 ら か に で き る と思 わ れ る 。 表1.6TG耐. 論6TG照. *NDは. 射. コ。ニー 数. 性を 指標 と した 突 然 変 異 頻 度 測 定結 果 播種 細胞 数. 平 均コ。ニー. コ。ニー 形 成率6T研. の 害ll合. コロニー ができなか ったため 、算出 不能 であることを示 す 。また、その とき、6TG+の 割合 は最 大値 を示 して いる。. 131. 照射1。よる増 力ロ.
(14) 付録2. EGS4に. よ る歯 エ ナ メ ル 質 の 吸 収 線 量 の 評 価 06-1-033-0010宮 原子力研究所. 【 研 究 の 目的 】 歯 エ ナ メル 質 の 電 子 ス ピン 共 鳴(ESR)測. 内. 大輔. 第3研. 究室. 定 は 、放 射 線 事 故 時 の 線 量 評 価 な ど の 生 物 学 的 線 量 評. 価 法 として 有 用 で あ る。従 前 の 関 連 研 究 に 、歯 エ ナ メル 質 の 吸 収 線 量 デ ー タか ら全 身 の 被 ば く線 量 (実 効 線 量)を 算 定 す るた め に 、シ ミュレー ション 計 算 を 行 っ た もの が あ る(Takahashi,2001)。 しか し、 当 時 は コン ピュー タの 処 理 能 力 の 関 係 か ら、歯 の 部 分 を馬 蹄 型 で 一体 化 した もの として 扱 っ て い た 。 本 研 究 で は 、EGS4モ ンテ カ ル ロシミュ レー シ ョンコー ドを 用 い て 歯 エ ナ メル 質 の 吸 収 線 量 評 価 シ ステ ム を構 築 した 。具 体 的 に は 、32本 の 画 を 設 定 し、さらに 歯 を 頬 側 ・舌 側 の2つ に分 けることに より、 照 射 条 件(入 射 方 向 、エ ネ ル ギ ー)に よる 口腔 内 の 線 量 分 布 の 違 い を評 価 す るシ ミュ レー シ ョン シス テ ム を設 計 し、被 ば く状 況(条 件)とESRの 測 定 結 果 との 関 連 の 検 討 に 資 す ることとした 。 【方 法 】 1)EGS4シ. ミュレ ー ション コー ド. EGS4(ElectronGammaShowercode,veL4)は. 米 国 ス タン フ ォ ー ド直 線 力口速 器 セ ン タ ー. (SLAC)で 開 発 され た 、放 射 線 の 物 理 挙 動 を 忠 実 に 表 現 す るとされ るモ ンテ カ ル ロシ ミュ レー ション コ ー ドで 、WINDOWSのMS-DOSプ ロンプ トで 実 行 可 能 な プ ログ ラム で ある。計 算 に あ た っ て は 、計 算 体 系 の ① 断 面 積 デ ー タ(物 質 の 組 成)と ② 幾 何 学 的 形 状 をプ ログ ラミング す る必 要 が あ る。 2)歯 の解 剖 学 デ ー タ ① 物 質 組 成:IAEA(国. 際 原 子 力 機 関)及 び ドイツGSF(放. 射 線 防 護 研 究 所)の シ ミュレー ション 計. 算 デ ー タベ ー ス 、② 幾 何 学 的 形 状:医 学 書(解 剖 学)、 人 体 歯 列 模 型 。 3)MIRDフ ァン トム 人 体 形 状 を表 す た め にMIRDフ ァン トム(MedicalInternalRadiationDose)を 用 い た。MIRD ファン トム は 、核 医 学 検 査 の 内 部 被 曝 線 量 評 価 を行 う目的 で 開 発 され た コン ピュー タシミュレー ション 用 の 数 式 フ ァン トム(人 体 模 型)で あ り、各 臓 器 ・組 織 は 楕 円 柱 や 回 転 楕 円 体 と平 面 で 構 成 され る。 MIRDフ ァン トム は 歯 を持 た な い の で 、2)で 得 られ た 情 報 をもとに 、以 下 の 通 りに 歯 を 設 定 した 。 ① 先 行 研 究 の 馬 蹄 型 の 歯 を64分. 割 す る(上 下16本. ず つ 、頬 側 ・舌 側)。. ② 奥 歯 を 円 柱 で 設 定 す るな ど現 実 に より近 い 形 とし、材 質 を エ ナ メル 質 と象 牙 質 に 分 け る。 【結 果 及 び 考 察 】 馬 蹄 型64分 割 モ デ ル に お い て 、ビ ー ム状 で 前 方 入 射 ・ 側 方(右 側)入 射 した 場 合 に 得 られ た 結 果 を まとめ る(光 子 エ ネ ル ギ ー は 、30keV(歯. 科X線. の 実 効 エ ネル ギ ー)、100keV、200keVと. (1)入 射 部 に位 置 す る歯 に お け る頬 側 と舌 側 の 吸 収 線 量 の 比(表1)は 、30keVで あ るが 、100keVで. した)。. は6倍 強 と顕 著 で. は 差 は ほ とん ど無 くな る。(2)右側 入 射 に お ける入 射 部 及 び 反 対 側 に位 置 す る奥. 歯 の 線 量 の 比 は 、30keVで. 反 対 側 の 線 量 は ほ とん ど 無 視 で きるの に 対 し、100keV、200keVで. 右 ・頬 側 、舌 側 、左 ・舌 側 、頬 側 と次 第 に 小 さくな るもの の 、最 小 で も0.23倍. は. で あ った 。. 以 上 より、各 部 位 の 歯 の 頬 ・舌 側 の 吸 収 線 量 か ら被 曝 状 況 が 推 定 で きる可 能 性 が 明 らか とな っ た。. 表1入. 射部の歯が受 ける吸収線量 の割合(%). 表2右. 光 子 エ ネ ル ギ ー(keV) 30. 前 方. 頬. 86.4. 舌. 13.4. 右 側. 頬. 85.8. 舌. 12.7. 比 6.5. 6.7. 100 45.2 38.9 38.4 32.2. 比 1.2. 1.2. 200 45.5 41.5 35.7 31.7. 側入射 の場合の奥歯の吸収線量. エネ ルギ. 比. (keV). 1.1 1.1. 右 ・頬. 右 ・舌. 左 ・舌. 左 ・頬. 30. 8.5E-1. 1.3E-1. 3.1E-3. 5.1E-4. 100. 3.8E-1. 3.2E-1. 1.OE-1. 8.7E-2. 200. 3.6E-1. 3.2E-1. 1.3E-1. 1.1E-1. 数 値 は 、歯 全体 の 吸収 線 量 に対す る比。. 132.
(15) Vo1.47(2010). 近畿大学原子力研究所年報. 環境 ガ ンマ線量 率分布の測 定 06-1-033-0038津 原 子 力研 究 所. 波. 拓也. 第2研. 究室. 【 研 究 の 目的 】 近 年 、「 原 子 力 ル ネ サ ンス 」の 流 れ の 中 で 、原 子 力 ・ 放 射 線 に 対 す る社 会 的 関 心 が 高 まっ て きて い る。高 等 学 校 学 習 指 導 要 領 に 「 原 子 力 」、「 放 射 線 」の 文 言 が 盛 り込 まれ て い る事 もあ り、公 開 講座 や 研 修 会 等 へ の 学 校 教 員 の 参 加 も盛 ん で 関 心 も高 い 。上 記 の ような 状 況 に お い て 、放 射 線 は 「目 に 見 え な い 」「 臭 い が 無 い 」な ど 、知 覚 が 不 可 能 な 事 もあ り、これ まで に 放 射 線 教 育 を受 け た 事 の な い 者 に とって は イメー ジ が 持 ち に くく、充 分 な 理 解 を しな い ま ま講 座 ・ 研 修 会 を 受 け て しまい 、「 わ か らな い 」 故 に 受 講 者 が 興 味 を 減 じて しまう可 能 性 は 否 定 で きな い 。この ような 問 題 を解 決 す る に は 、放 射 線 と 日常 生 活 を 繋 ぐ 「わ か りや す い 」教 材 が 効 果 的 で ある と考 え られ 、そ の 一 候 補 として 環 境 放 射 線 量 率 の 二 次 元 分 布 図 が 挙 げ られ る。 本 研 究 室 で は 、これ まで に 簡 易 な 可 搬 型 放 射 線 位 置 測 定 シス テ ム を構 築 し、紀 伊 半 島 ・山 口県 中 西 部 の 環 境 ガ ンマ 線 量 率 分 布 を 測 定 、ガ ン マ 線 量 率 の 二 次 元 分 布 図 の 作 成 を行 な って きた 。今 回 、 同 シス テ ム を用 い て 四 国 の 環 境 ガ ンマ 線 量 率 の 測 定 を 行 な っ た の で 、これ まで の 測 定 結 果 との 比 較 を試 み た 。 【実 験 ・結 果 】 本 研 究 で は 新 た に 構 築 した 放 射 線 測 定 シ ステ ム を 用 い て 、紀 伊 半 島 の 道 路 上 に お け る放 射 線 量 率 を測 定 した 。放 射 線 検 出 器 に は ア ロカ社 のNaI(Tl)シ ンチ レー ション サ ー ベ イメー タTCS-171を 用 い 、TCS-17ユ の レコー ダ ー 出 力 をマ イコン 基 盤 に よりパ ー ソナ ル コン ピュー ター(PC)に 取 り込 み 、PC にUSB接. 続 したGPS受. 信 機 か ら得 られ るGPS情. 報 と共 に1秒. 感 部 分 は 車 の 座 席 シ ー ト上(道 路 面 か ら約60∼70[cm]上. ご とに 記 録 した 。放 射 線 検 出 器 の 有. 方 の 位 置)に 置 き、30∼60[km/h]程. 速 度 で 走 行 しな が ら測 定 を行 な っ た 。測 定 は2009年8月7∼13日. 度の. に 行 な った 。. 測 定 に よ り得 られ た 放 射 線 量 率 デ ー タ は 、GoogleMapsAPIを 用 い て 地 図 上 に表 示 した。そ の 結 果 、四 国 の 環 境 ガ ン マ 線 量 率 は お お ま か に 東 側 が 高 く 、西 側 が 低 い 傾 向 と な っ た 。ま た 、 今 回 の 測 定 デ ー タ と紀伊 半 島 に お け る環 境 ガ ンマ 線 量 率 の 測 定 デ ー タ を比 較 した結 果 、 紀伊 半 島 に 比 べ て 四 国 に お け る ガ ン マ線 量 率 が 低 くな る傾 向 に あ る こ とが わ か っ た。 更 に測 定 結 果 を 地 質 毎 で 比 較 した 結 果 、 図1に. 示 す よ うに 、 中 央 構 造 線 以 南 に 位 置 す る 中 生 代 白 亜 紀 近. 辺 の堆 積 岩 地 質 地 域 に お い て 四 国東 部 ∼ 紀 伊 半 島 中部 の ガ ンマ 線 量 率 が 高 く な る傾 向 に あ る こ とが わ か った 。. 陶 `＼﹀の唱 OO二 ①佃 雨﹂ ①ooo(︻ 08. 06. 0.4. 02. 岨} 且ongitudeldegree1置ongitude【degree1. 図1:地. 質 毎 の放 射 線 量率 分布. 133.
(16) 付 録2. 近畿大 学原子炉 照射場 にお ける生物試 料の 反応 度評価 06-1-033-0052幸 原 子力研究所. 泉. 和樹. 第2研. 究室. [研 究 の 目的] 近 畿 大 学 原 子 炉 で は 、中 性 子 線 、γ線 の 低 線 量 率 で の 放 射 線 の 生 物 学 的 影 響 を 評 価 す る 実 験 が 行 わ れ て い る。この 場 合・ 、原 子 炉 の 中 央 ス トリン ガ ー 部 分(照 射 場)に 生 物 試 料 を 挿 入 す ると、原 子 炉 に 反 応 度 的 な 影 響 を 与 え ることに な る。また 、原 子 炉 に は 核 的 制 限 値 が あ っ て 、運 転 中 の 試 料 の 出 し入 れ す る試 料 の 最 大 の 負 の 反 応 度 は0.05%δk/k以. 下 で あ り、実 験 物 に よる最 大 の 負 の 反 応. 度 は0.3%δk/k以 下 とな っ て い る。しか し、挿 入 前 の 試 料 の 反 応 度 評 価 は 明 確 な もの で は な く過 去 の 試 料 か ら経 験 的 に 行 わ れ て お り、系 統 的 に まとまっ た デ ー タが な い 。そ こで 本 研 究 で は 、反 応 度 の 系 統 的 な評 価 を行 い 、原 子 炉 の 運 転 管 理 上 必 要 な デ ー タを収 集 す ることを 目的 とす る。. [方法] 本研 究では、まず 、正 ペリオ ド法により、調整 棒及 びシム安全棒 の反 応度積 分 曲線 を求 めた。試 料が挿 入され ていない場合 の原子 炉臨界状 態での制御 棒位 置 と試料 挿入 時の制御棒位 置を比較 し、反応度積分 曲線より生物試料 の反応度を評価 した。 [結 果] 制 御 棒 の あ る範 囲 を一 気 に 引 き抜 き、正 ペ リオ ド法 を 用 い てそ の 引 き抜 き量 に応 じた 反 応 を求 め た 。この 制 御 棒 の 引 き抜 き量 と反 応 度 の 関 係 が 、反 応 度 積 分 曲 線 で あ り、調 整 棒 の 反 応 度 積 分 曲線 を 図1に. 示 す 。次 に 、生 物 の 主 要 素 で あ る水 試 料 を原 子 炉 に 挿 入 した 場 合 の 水 試 料 の 量 と臨 界 状. 態 に お け る制 御 棒 位 置 及 び 反 応 度 の 関 係 を 表1に. 示 す 。水 試 料 は 遠 心 チ ュー ブ50mlの. 容 器 に入. れ 、10m1か ら50m1ま で 変 化 させ た 。反 応 度 は 試 料 な しの 場 合 と試 料 挿 入 時 の 調 整 棒 の 変 化 量 か ら 調 整 棒 の 反 応 度 積 分 曲 線 を用 い て 求 め た 。この 表 より、試 料 な しの 場 合 に 比 べ 、試 料 を10ml挿. 入し. た 場 合 の 反 応 度 は 大 きく変 化 す る。これ は 、遠 心 チ ュー ブ に よる反 応 度 効 果 で ある と考 え られ る。さ らに 水 試 料 を加 え て い った 場 合 、単 調 に増 加 す るもの の 、大 きな 変 化 が 現 れ な い ことが わ か る。また 、 水 試 料50mlの. 場 合 で も、運 転 中 の 試 料 の 出 し入 れ の 核 的 制 限 値 で あ る0.05%δk/k以. 下 で あ ること. を確 認 した 。そ の 他 の 生 物 試 料 の 反 応 度 は 当旧 発 表 す る。. 表1水. 図1調. 整 棒等 価反応度校正 曲線. 134. に対する反応度. 水の量. シム 安 全 棒. 調整棒. 反応度. (ml). (%). (%). (δk/k). 試料なし. 84. 0. 0. 10. 85. 28. 2.9×10-4. 20. 85. 29. 3.0×10-4. 30. 85. 31. 3.2×10-4. 40. 85. 33. 3.6×10-4. 50. 85. 36. 4.1×10-4.
(17) Vol.47(2010). 近畿大学原 子力研究所 年報. 原子 力発電 所の被 ば く低減活 動の最適 化に関す る一考察 04-1-43-129大 原 子 力研 究 所. 沢. 篤志. 第3研. 究室. 【研 究 の 目的 】 放 射 線 防 護 の 基 本 原 則 の1つ に 最 適 化 が あ り、被 ば くは 経 済 的 ・ 社 会 的 要 因 も考 慮 し合 理 的 に 低 く抑 え るべ きとす るALARA(AsLowAsReasonablyAchievable)原. 則 が あ る。原 子 力 発 電 所 の. 放 射 線 業 務 従 事 者 の 被 ば く線 量 に つ い て み ると、我 が 国 に お い て は1980年 られ た が 、そ の 後 は ほ ぼ 横 ば い で 推 移 して い る(1人 で は1990年. 代 以 降 も漸 減 傾 向 に あ り、1998年. 代 に 大幅 な低 減 が図. 当 た りの 平 均 線 量1mSv/年)。. 以 降 、我 が 国 の1人. 一 方 、欧 米 諸 国. 当 た りの 平 均 線 量 は 欧 米 諸 国. よりも高 い 状 態 が 続 い て い る。これ らを 踏 まえ 、経 済 産 業 省 原 子 力 安 全 ・ 保 安 院 は 、2004∼6年. 度に. 欧 米 諸 国 と線 量 の 差 異 が 生 まれ る 要 因 と線 量 低 減 化 の 課 題 を 明 らか に す る 目的 で 、我 が 国 と欧 米 諸 国 の 原 子 力 発 電 所 の 被 ば く実 態 調 査 を行 い 、さらに 、2007∼9年 効 性 の あ る線 量 低 減 、ALARAに. 度 に 中 長 期 的 な 観 点 か ら、実. 関 す る情 報 共 有 、事 業 者 の 取 り組 み に 対 す る規 制 の 関 与 等 に よる. 最 適 化 が 必 要 との 判 断 か ら、ALARA検 査 の 導 入 に 向 けて 制 度 設 計 を含 む 検 討 を 行 って い る。 これ らの 状 況 を踏 まえ 、本 研 究 で は 、我 が 国 の 原 子力 発 電 所 で 行 わ れ て きた 被 ば く低 減 活 動 の 具 体 例 を分 析 す ることに より、最 適 化 の 視 点 か ら被 ば く低 減 活 動 の あ り方 に つ い て 考 察 す る。 【方 法 】 被 ば く低 減 活 動(放 射 線 管 理 活 動)の 具 体 例 を 分 析 す るた め に 、① 日本 保 健 物 理 学 会 研 究 発 表 会 の 要 旨集(1985∼2009年)か. ら被 ば く低 減 活 動(主 に 放 射 線 管 理 活 動)の 事 例 の 収 集 、② 電 力 会. 社 の 放 射 線 管 理 担 当 者 か ら聞 き取 り調 査 を 行 った 。 【 結 果 と考 察 】 1)被 ば く線 量 低 減 方 策 の 分 類:原 子 力 発 電 所 に お け る被 ば く線 量 低 減 方 策 は 、① 構 造 ・ 材 料 、② 水 化 学 、③ 放 射 線 管 理 活 動 に 大 きく分 け られ る。① 、② の 実 施 に は 大 きな 資 金 が 必 要 で 経 営 的 判 断 と も関 連 す る。線 源 管 理 は 放 射 線 管 理 に お い て 優 先 す る事 項 で あ り、主 として1980年 代 にハ ー ド面 の 対 策 が 取 られ て お り、この 時 期 に 線 量 が 漸 減 した ことと一 致 す る。③ の 放 射 線 管 理 活 動 は い わ ば ソフ ト面 の 対 策 で あ り、状 況 の 違 い に より、同 じ対 策 で 同 様 の 効 果 が 得 られ るか 難 しい 面 が あ る。 2)抽 出 され た 放 射 線 管 理 活 動 の 例:文 献 調 査 に より、大 分 類 として ■ ド記 の 点 が 列 挙 で きる。 ① 作 業 方 法 の 改 善:作 業 の 自 動 化 ・ 遠 隔 操 作 、設 備 の 改 着 ② 作 業 環 境 の 改 善:線 量 率 が 高 い 部 分(配 管 な ど)へ の 遮 へ い 措 置 や 除 染 ③ きめ 細 や か な 放 射 線 管 理:線 量 低 減 に 対 す る作 業 員 の 意 識 向 上 、目標 線 量 の 設 定 ④ 高 線 量 率 作 業(工 事)の 選 定 と対 策 3)聞 き取 り調 査 内 容:線 量 低 減 の た め の 管 理 を 品 質 保 証(PDCA)の. 観 点 か ら整 理 す る と、① 作 業. に 応 じた 線 量 低 減 対 策 ・計 画 線 量 の 立 案 → ② 線 量 低 減 対 策 の 作 業 要 領 へ の 取 り込 み → ③ 作 業 中 の放 射 線 管 理 の徹 底 → ④ 線 量 低 減 対 策 の 評 価 ・計 画 線 量 と実 際 の 線 量 の レ ビュ ー の サ イク ル か らな ると言 える。. 表 項. 線 量 低 減 へ の 取 組 み 内 容(例). 日. 内. 容. クラット対 策. ・ 運 転 中 の給 水 系 へ の 酸 素 注 入 、… 次 冷 却 材 の. 除染 ・. ・ 高 線 量率 配 管 、一 次 冷 却 材 ポンプ 等 の 除 染. 意 識 の 乖 離 も見 られ た 。被 ば く線 量 が 大 きい 原 因 は 工 事 量 ・作 業 量 で あ り、個 々 の 工 事 ・ 作業. 遮へい. ・ 原f炉 格 納 容 器 、高 線 量率 配 管 等 の遮 へ い. 自動 化 ・. ・ 制 御 棒 駆 動 機 構 の 自動 交換 装 置. あた りの 被 ば く線 量 は 諸 外 国 と同 レベ ル にあ り、. 遠隔化. ・ 蒸 気 発 生 器 室 内 作業 ロボット. 定 期 検 査 の あ り方(実 施 頻 度 と項 目)につ い て 検. 設備改 善. 溶 接 箇 所 の 削 減(→ 作 業 量の 低 減). 規 制 側 は 検 査 の 導 入 な ど規 制 の 強 化 で 被 ば く低 減 が 図 られ ると考 え て い る が 、事 業 者 側 は. 最 適pH管. す で に 被 ば く低 減 活 動 は 十 分 に 行 っ て い るとし、. 討 の 余 地 が ある。. 135. 理.
(18) 2. 付録. 136.
(19) Vol.47(2010). 修. 十. 近畿大学原子 力研究所 年報. 論. 文. 総合理工学研究科 エ レク トロニ クス系工学 専攻. 三好. 温子. 博十前期課 程. 加速器駆 動未臨界炉体 系 にお け るファイ ンマ ンーα解析 の適用. 137.
(20) 付 録2. 加速器駆 動未臨界炉体 系 における ファイ ンマ ンー α解 析の適用 ApplicationofFeynman一. αAnalysistoAccelerator-DrivenSubcriticalSystem. 08-3-334-0412三. 1.は. 好. 温 子(量. 子 エ ネ ル ギ ー 工 学 研 究 室) を 図1、. じめ に. 未 臨 界 体 系 に お け る 制 御 棒 位 置 を 表1. に示 す 。. 確 率 論 的 反 応 度 測 定 手 法 で あ る フ ァイ ン マ ン ー α 相 関 解 析 法 は 、未 臨 界 原 子 炉 や 核 燃 料 施 設 の 未 臨 界 度 監 視 法 と し て 広 く採 用 され て き た 。 た だ し、 同 法 は 定 常 中 性 子 源 を 前 提 と して い る た め 、加 速 器 が パ ル ス ビー ム モ ー ドで 運 転 され た加 速 器 駆 動 未 臨 界 炉 体 系 に対 して は 適 用 す る こ と は 出 来 な い 。Pasitら. は、相関解析. の ゲ ー ト時 間 を パ ル ス 周 期 の 整 数 倍 に 設 定 し た 場 合 、通 常 の フ ァ イ ン マ ン ー α 解 析 式 に よ っ て 相 関 量Yを. 表現 し うる こ と を 理 論 的 に 明 ら. か に し た1)。 しか し 、 彼 ら の 理 論 は 遅 発 中 性 子 を 無 視 して お り、 パ ル ス 打 ち 込 み に よ る 遅 発 中 性 子 成 分 の励 起 の 検 討 は行 われ て い な い。 本 研 究 で は 、 京 都 大 学 臨 界 集 合 体(C架. 台)の. 加 速 器 駆 動 未 臨 界 炉 にお い て フ ァ イ ンマ ン ー α 解 析 を 行 い 、こ の 理 論 結 果 の 妥 当性 を 実 験 的 に 再 検 証 す る と と も に 、遅 発 中性 子 成 分 に 対 す る 階 差 フ ィ ル タ 適 用 の 有 効 性 を 検 討 し、 そ の 結 果 を 報 告 す る。 2.実 験 と解 析 方 法 京 都 大 学 臨 界 集 合 体(C架. 台)の 加 速 器 駆 動 未. 臨 界 炉 体 系 に お い て 、4系. 統 の 中性 子 検 出 器. (BF3計. 数 管)B1∼B4を. 設 置 し、 時 系 列 デ ー. タ を 収 録 した 。 加 速 器 は パ ル ス 周 期1msで 転 し、 ゲ ー ト時 間 を パ ル ス 周 期lmsの. ケー ス. 整数倍. α 相 関解析 を行 っ. 9臼. た 。加 え て 、通 常 の フ ァ イ ン マ ン ー α 解 析 だ け. りO. で な く階 差 フ ィル タ を適 用 した 解 析 も行 っ た。. (b. よ. 7・. り駆 動 した 体 系 に お い て も 、 フ ァ イ ン マ ン ー α. パ ノレス. 制 御 棒 位 置 に お い て も 、 未 臨 界 体 系 で も3つ パ タ ー ン を 設 定 した 。. 月 旨1」 そ 缶IJ棒 イ 立置. C2,C3S4-S6. 中 性 了一 源. ド限 下限. 上限 下限. 上限 上限. (1msec). 下限. 下限. 下限. 下限. 上限. 上限. 下限 下限. 下限 下限. 上限 下限. 固定 中性 子源. 相 関 解 析 と 階 差 フ ィ ル タ の 適 用 を 実 施 した 。 体 系 と して 未 臨 界 体 系 を6つ(ケ ー ス1∼3、 ケ ー ス5∼7) 、臨 界 体 系 を1つ(ケ ー ス4)を 設 け た 。. 御 棒 の位置. 中 性 子源 (周 期)C1. FO. ま た 比 較 の た め に 、 固 定 中 性 子 源(Am-Be)に. 都大学 臨界集合 体実験 装置 C架 台平面 図 表1制. 運. 11. に 設 定 して フ ァ イ ン マ ン. 図1京. 階 差 フ ィ ル タ2)を 適 用 す る と 、Yに. の. 相 当す る. 相 関 量 σ は 次 の 式 で 表 され る。. 砿(7)一 痢. 未 臨 界 体 系 に お い て は未 臨 界 体 系 実 験 体 系. 138. 評+圭. 〆 〕/叫+2Rτ.
(21) Vo1.47(2010). 近畿大学原子力研究所年報. 2次214.86士2.89. 5. ー. …(1) 5一. αア. ー2αrl-3α. 3 一. 1. =. σ. τ メ. ε 2. 表4検. ア. 一一 一θ. 十θ. 6. 出 器B3に. お ける. 未 臨 界 体 系 に お け る 減 衰 定 数[1/s]. -2Rτ. ケー ス (中性 子 源). α7ワ. 階差. 減 衰定数. 参照値. 0次60.61±3.04. …(2). 1 1次204.62土3.55(パ ル ス). (1)、(2)式 を 最 小 自 乗 フ ィ ッ トす る と 、減 衰 定 数. 2次203.70士3.88 211.90±2.00. α と 、Yの. 0次179.14土3.785. 飽 和 値 で あ るY。c、 不 感 時 間 τ が 得. 1次213.73±3.64(固 定). られ る 。 た だ しRは 3.結. 計 数 率 で あ る。. 2次218.52士4.13. 果 および 考 察. 表5検. 未 臨 界 体 系 に お け る ケ ー ス1、5の 時系列デ ー タ の 解 析 結 果 か ら評 価 し た 減 衰 定 数 と パ ル ス 中 性 子 法 で の 参 照 値 を 表2∼5に 表5に. お け る検 出 器B4、. 出 器B4に. 未 臨 界 体 系 に お け る 減 衰 定 数[1/s] ケー ス 階差 減 衰 定数. 示す。. 参照値. (中性 子源). パ ル ス ビー ム 源 に. 0次111.36士7.52 11次. お い て は 、参 照値 よ りも階 差 フ ィル タを 適 用 し. 443.92土54.77(ハ ル ス). た結 果 は 過 大 評 価 とな っ て い る、 こ の こ とは 、. 2次433.53士62.70. 検 出 器 の 位 置 依 存 性 に 関 係 す る も の と考 え ら. 0次. れ る 。B4は. お ける. 51次. パ ル ス 中 性 子 源 か ら燃 料 集 合 体 を. (固 定). 挟 ん で 真 向 か い に あ る こ と か ら 、 パ ル ス 中性 子. 178.48±3.01. 214.70士5.00 207.89士2.65. 2次. 211.37±3.09. 源 か らの 即 発 中性 子 の 影 響 が 少 な い こ と が 予 測 され る 。 ま た 表2∼5に. お け る パ ル ス 中性 子 源 駆 動 未 4.ま. 臨界 体 系 で は 、固 定 中性 子 源 駆 動 体 系 で の 結 果. とめ. 階 差 フ ィル タ適 用 前 の 減 衰 定数 の値 は 、パ ル. お よび パ ル ス 中 性 子 法 に よ る参 照 値 と …致 し て い な い 。 し か し、階 差 フ ィ ル タ を 適 用 す る と 、. ス 中性 子源 だ けで な く固定 中性 子源 にお い て. これ ら の 不 一一 致 は 解 消 した 。 こ の こ と よ り、 パ ル ス 中 性 子 源 にお い て 階 差 フ ィ ル タ の 適 用 は. も 一 致 し て い な い 。 しか し本 研 究 で は 、 階 差 フ. 有 効 で あ る と い え る。. イ ル タ を 適 用 す る こ とに よ りパ ル ス ビー ム 中. 表2検. 出 器B1に. 性 子源 で の フ ァイ ン マ ン ー α 相 関 解 析 法 を適. お ける. 未 臨 界 体 系 に お け る 減 衰 定 数[1/s] ケー ス. 階差. 減 衰定数. 用 出 来 る こ とが 確 認 で き た。. 参照値. (中性 子 源) 0次143.17土5.65. 5.参. 11次 224.11士7.72(パ ル ス). [1]1.Pasit,YKitamura,J.Wrightand. 2次221.60土8.47214. 0次. 51次. TMisawa,.4η. .40土2.00 187.25±. ・2.90. η.曲oZ」. 動 θ㎎7∼32,. 986(2005).K.Morietal,Preparationof. 214.63」:4.54. (固 定)2次. 考 文 献. SuperconductingYBCOThickFilm,. 213.71土5.00. JJARVbl.38,No.3(1988)p.1102 [2]KengoHashimoto,TomoakiMoriand. 表3検. 出 器B2に. おける. NobuoOhtani.,"Reductionof. 未 臨 界 体 系 に お け る 減 衰 定 数[1/sl ケー ス (中性 子 源). 階差. 減衰定数. Delayed-NeutronContributionto Variance-to-MeanRatiobyApplication. 参照値. ofDifferenceFilterTechnique",♂ 5bZ%oゐ1zo云36,555(1999).. 0次47.38±2.83209.20士1.00 11次199 .06士3.74(パ ル ス) 2次204.26士3.93 50次176.47士3.50 (固 定)1次212.34±2.76 139一. 翫oZ.
(22) 2. 付録. 140.
(23) Vol47(2010). 博. 近畿大学原子 力研究所年報. 士. 論. 文. 総 合 理 工 学研 究 科 エ レク トロニ クス 系 工 学 専 攻. 谷中. 裕. 博 士後 期 課 程. 未 臨界原子 炉体系 に対す る反応度測 定の高度化 に 関す る研 究. 谷 中裕 氏 は 、 平成16年4月. に 旧原 子 炉 工 学 科 最 後 の 卒 論 研 究 学 生. と して原 子 力 研 究 所 に 配 属 され た 後 、 大 学 院 在 籍 期 間 も含 め6力 年 に わ た り近 畿 大 学 原 子 炉 等 を使 用 した 炉 物 理研 究 を推 進 して こ られ ま した。平 成22年1月. に は 、これ ら研 究 成 果 の集 大 成 と して博 士 学. 位 論 文 を ま とめ られ 、 同年3.月. に近 畿 大 学 博 士(工. 学)を. 取 得 され. ま した。原 子 力 研 究 所 配 属 院 生 と して は初 め て の 学位 取 得 者 で あ り、 今 後 の 大 学 院 後 期 課 程 進 学 者 の 道 筋 の 開拓 とい う観 点 か ら本 研 究所 に とっ て も大 変 意 義 深 い6力 年 の 足跡 で した。 平 成22年4.月. には、. 日本 原 子 力 研 究 開発 機 構 に入 社 され 、 現 在 は高 速 増 殖 原 型 炉 「もん じゆ」 の特 性 試 験 の解 析 に従 事 され て お り、新 進 気 鋭 の研 究 者 と し て今 後 の活 躍 が 期 待 され て お ります 。 以 下 に 、博 士 論 文 公 聴 会 で 配 布 され た 論 文 要 旨 を掲 載 し、 そ の功 績 を称 え た い と思 い ます 。 研 究 成 果 は原 子 力 学 会 論 文 誌 上 に多 数 出版 され てお り、 当年 報 で は そ の 一 編 を再 掲 して お ります 。(指 導 教 員 橋 本 憲 吾 記). 麓 灘騨. 繋灘 お ま け!(学. 部4年. 当時). 141.
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