平成26年3月博士課程修了予定者論文発表会

平成26年1月6日（月）　　会場： 原子炉工学研究所　北2号館　6階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
9：00 11：00	寺田　和司	井頭政之 千葉　敏	Pd同位体の中性子捕獲反応に関する系統的研究
本研究では、長寿命核分裂生成物である107Pd及び核分裂炉で生成されるPd安定同位体(104-106,108,110Pd)について、核変換処理技術の研究開発で重要な中性子捕獲断面積を高精度で提供することを目的とした。そこで、107Pdの中性子捕獲断面積を熱中性子から200 keVの中性子エネルギー領域で測定し、また、104-106,108,110Pdの中性子捕獲断面積と中性子捕獲ガンマ線スペクトルを入射中性子エネルギー15-100 keVの領域及び550 keVで測定した。さらに、広い入射中性子エネルギー領域で104-108,110Pdの中性子捕獲断面積を高精度で予測するために、測定で得られたデータを基に中性子捕獲断面積の評価計算を行った。評価計算の結果は測定値を良く再現するものであり、広い入射中性子エネルギー領域で信頼性の高い104-108,110Pdの中性子捕獲断面積を得ることができた。

平成26年1月6日（月）　　会場： 原子炉工学研究所　北1号館　1階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
11：00 13：00	中瀬　正彦	竹下健二 齊藤正樹	テーラー渦誘起型液々向流遠心抽出システムの高度化研究 (Study on liquid-liquid countercurrent centrifugal extraction system with Taylor vortices)
使用済み核燃料中の希土類・白金族元素といった有価金属の高効率抽出分離を目指して、テーラー渦誘起型液々向流遠心抽出器の高度化研究を実施した。本抽出器一台でミキサセトラ複数台分の性能発現を確認し、多段化挙動に及ぼす諸因子(運転条件、溶液条件、回転内筒の濡れ性等)の影響を分散流動解析、抽出実験と抽出速度計測によって解明した。また、分離に及ぼす抽出速度の影響を解明し、抽出速度が遅く分散性が悪い系であっても少量の試薬添加で多段化が可能であることを見出した。更に連続逆抽出の成立性を確認し、逆抽出に酸を必要とする系では完全逆抽出に必要な酸の体積と濃度を大幅に削減可能であることを明らかにし、本装置の適応できる系を拡張した。得られた知見を総合し、テーパー状の流動場で良好な油水分散流動とそれに伴う多数の理論段形成を確認した。以上により、本抽出器を用いることで小型・コンパクトな抽出分離プロセス成立が可能である。

平成26年1月6日（月）　会場：原子炉工学研究所　北2号館　6階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
11：00 13：00	関根　恵	林崎規託 小栗慶之	電子ビームイオン源への多核種入射用レーザーイオン源の開発 (Development of a laser ion source for injection of various species into an Electron beam ion source)
米国ブルックヘブン国立研究所の重イオン加速器施設には相対論的重イオン衝突型加速器（RHIC）とNASA宇宙放射線研究所（NSRL）が配置され、近年整備された新しい電子ビームイオン源から得られた重イオンビームを用いた各種実験が行われている。電子ビームイオン源は荷電数増倍装置として機能するため、プライマリーイオン源からの低価数シードイオンの供給が不可欠である。これまでは真空アークイオン源やホローカソードイオン源が使用されてきたが、得られるイオンの種類が限られるため、十数種類の重イオン核種を1秒以下で切り替え可能なレーザーイオン源を新しく開発した。電子ビームイオン源用のレーザーイオン源は世界初であり、その原理実証機を試作して基礎実験を行い、その結果を反映した実機を製作した。また、パルスソレノイドを用いたビーム整形方法を考案し、ビームエミッタンスの向上について究明した。

平成26年1月6日（月）　会場：原子炉工学研究所　北１号館　１階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
13：00 15：00	鈴木　智也	池田泰久 塚原剛彦	沈殿法に基づく再処理法構築のためのU (VI)高選択沈殿剤の探索及びU(VI)選択性発現因子の解明に関する研究
新規使用済核燃料再処理法として、硝酸水溶液中のU(VI)を選択的に沈殿させうる化合物を利用した方法が検討されている。しかし、U(VI)/Pu(IV)共存系において、沈殿剤添加直後にU(VI)とPu(IV)の共沈物が生成し、プロセスを複雑化させてしまう。本研究では、U(VI)高選択沈殿剤を見出すため、環状尿素化合物のU(VI)及びU(IV)(Pu(IV)の模擬)に関する沈殿能を評価し、沈殿能制御因子について検討した。その結果、高融点のU(VI)沈殿物を形成する低疎水性の化合物がU(VI)高選択沈殿剤であると示唆された。条件を満たす化合物を探索したところ、2-imidazoridoneとtetrahydro-2-pyrimidoneが見つかった。これらのU(VI)及びU(IV)への沈殿能を評価したところ、U(VI)に極めて高い選択性を示し、本プロセスの沈殿剤として有用であることがわかった。

平成26年1月6日（月）　会場：原子炉工学研究所　北１号館　１階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
15：00 17：00	Rueanngoen Areerak (国際大学院 プログラムC)	矢野豊彦 小栗慶之	Neutron Irradiation Induced Damage of Silicon Nitride-Related Ceramics and Their Recovery Behavior （窒化ケイ素関連セラミックスの中性子照射損傷とその回復挙動）
Four kinds of hot-pressed silicon nitride-based ceramics were neutron-irradiated up a fluence of 8.5 × 1024 n/m2 (E > 0.1 MeV) at 563 K. Macroscopic length changes of α- and β-SiAlON and α-Si3N4 were similar in magnitude, and almost double that of β-Si3N4. The macroscopic volume change was slightly larger than unit cell volume change. No obvious microcracking, voids formations, or loop formation were observed in neutron irradiated specimens. It suggested that the induced defects in silicon nitride-based ceramics were considered to be point or point-like defects. Swellings were mostly recovered by thermal annealing up to 1473 K. Recovery rates were analyzed at each isothermal step, and activation energies of volume recovery were estimated from Arrhenius plots. HREM microstructures of thermally annealed specimens confirmed that neutron irradiation induced defects were mostly annihilated.

平成26年1月6日（月）　会場：原子炉工学研究所　北１号館　１階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
18：00 20：00	小林　知裕	矢野豊彦 池田泰久	高速炉用炭化ホウ素制御材の微構造制御による高性能化
高速炉の運転期間中，炭化ホウ素（B4C）ペレットの発熱による熱衝撃と核変換によるヘリウムが原因でB4C制御材が短期間のうちに破損することが問題となっており，高速炉の安全性および安定性からB4C制御材の長寿命化が望まれている．本研究では，新規B4C制御材としてカーボンナノチューブ（CNT）を強化材としたB4C/CNT複合材料を作製し，高速炉用制御材としての特性を評価した．その結果，CNTの添加によりB4C/CNT複合材料の強度，破壊靭性および熱伝導率が向上し，B4C単体と比較して高い耐熱衝撃性を有することを明らかにした．

平成26年1月7日（火）　会場：原子炉工学研究所　北１号館　１階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
13：00 15：00	Topan Setiadipura (国際大学院 プログラムA)	小原　徹 加藤之貴	Study on Optimization of Start-up in OTTO Cycle Pebble Bed Reactors （OTTOサイクルぺブルベッド型原子炉の原子炉起動の最適化に関する研究）
Study on optimization of start-up in Once-Through-Then-Out (OTTO) cycle Pebble Bed Reactors (PBR) is performed. Optimum fuel management performance in the start-up condition is important for the practical deployment of PBR. Development of computer code called MCPBR (Monte Carlo based burnup analysis code for Pebble Bed Reactors) was performed in the initial part of the research. MCPBR able to perform neutron transport and depletion calculation of the OTTO cycle PBR covering whole of its fuel management scheme from start-up to equilibrium condition. The use of Monte Carlo method for neutron transport analysis opens the possibility to perform design and analysis of any complex and sophisticated PBR design. For small size PBR, the research shows that a 30% more efficient HM-loading can be achieved by applying mixed scheme where the fuel pebble is mixed with certain ratio with the graphite ball homogeneously in whole core at the start-up.

平成26年1月7日（火）　会場：原子炉工学研究所　北１号館　１階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
15：00 17：00	Arnoldus Lambertus DIPU (国際大学院 プログラムA)	加藤之貴 小原　徹	High Temperature Carbon Dioxide Reduction in Tubular Solid Oxide Electrolysis Cells for a Carbon Recycling Ironmaking System
低炭素エネルギーシステムとして、高温ガス炉を利用した炭素循環エネルギーシステム（Active Carbon Recycling Energy System、ACRES）の実証研究を行った。ACRES成立の重要事項である二酸化炭素（CO2）の電気分解還元による一酸化炭素製造（CO）を実験的に検討した。個体酸化物電気分解セル（Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC）として管型SOEC（直径0.8 cm有効触媒面積22cm2）を作成した。こセルを用いて高温CO2電気分解実験を行った。カソード｜電解質｜アノードを種々検討し、Ni-YSZ|YSZ|LSM-YSZの構成で900℃において最大の電解電流2 mA/cm2 を得た。CO2還元によりFaraday則に準じてCO,酸素の製造が実証、確認された。ACRES概念を現行製鉄プロセスの主流である高炉に応用した場合の効果をSOECの実験データを元に検討した。高温ガス炉（HTGR）600 MWtを用い高温ガス炉からの高温熱950℃熱出力を電気分解の加熱源、電力源として併用する方式で評価を行った。HTGR2～3基で高炉1基の所用エネルギーが賄えると試算され。HTGRをもとにしたACRESが高炉のコークス利用、二酸化炭素排出の大幅な削減に寄与しうることを明らかにした。

平成26年1月7日（火）　会場：原子炉工学研究所　北2号館　6階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
15：00 17：00	TREENUSON Weerachon (国際大学院 プログラムC)	木倉宏成 赤塚　洋	Study on accurate flowrate measurement on the double bent pipe using ultrasonic velocity profile method （二重曲がり管における超音波流速分布計測法を用いた高精度流量計測に関する研究）
The reduction of the uncertainty in feed water systems can increase core thermal power of existing light water reactors (LWRs). Ultrasonic velocity profile (UVP) method can measure accurate flowrate without long inlet length by multiple transducers. In this study, optimization for the number of transducers regarding inlet length is carried out. 　UVP method can obtain a flow velocity profile on a line. Signal processing using fast Fourier transform (FFT) method for the profiles in a cross-section of pipe can imply necessary number of transducers. Consequently, the new signal processing technique can estimate the number of transducers to obtain accurate flowrate using experimental results obtained in double bent pipe apparatus, and it is confirmed by Computational Fluid Dynamics (CFD) calculations.

平成26年1月7日（火）　会場：原子炉工学研究所　北１号館　１階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
17：00 19：00	Zamengo Massimiliano (国際大学院 プログラムC)	加藤之貴 高橋　実	A study on an enhanced composite material for a Magnesium Oxide-Water chemical heat pump
新しい高伝熱性化学蓄熱材料の開発を行った。従来から酸化マグネシウム／水反応系（MgO/H2O）が350℃程度の排熱を貯蔵（蓄熱）し再利用できる系として研究されてきている。しかし、従来MgO/H2Oの系の課題はMgO材料が伝熱性に乏しく、効率的な蓄熱、熱出力が困難であった。そこで高伝熱性化のために膨張化グラファイトとMgO材料とを混合することを提案し、その効果を実証した。EGとMgOの原料である水酸化マグネシウム（Mg(OH)2）を混合した新蓄熱材料（EM）を開発した。実験的にEMにおいてのMg(OH)2とEGの混合方法、混合比、圧縮方法などの最適化を進めた。成形材料の基本形として材料のタブレット化（直径7-10㎜×高さ4-7㎜）に成功した。作成した材料は充填層型反応器（内径48㎜×高さ49㎜）に充填し反応性試験を行った。EMタブレットは従来のMgO材料に対して、脱水反応（蓄熱操作）が後者が反応完了に90分以上かかるのに対し、前者は40分程度と半減した。これはEMの混合により材料の伝熱性の向上し、反応熱の供給が促進されたことと結論できた。材料の最適化を進めEM:Mg(OH)2混合比 = 1 : 8程度が最適であることを実証した。充填層の熱伝導度を別途測定し、Mg(OH)2材料に比して3倍以上になることを確認した。この蓄熱材料を50MWe級の小型原子炉に応用したところ、熱需要変動に応じて化学蓄熱をすることで負荷平準化に貢献できることを示した。

平成26年1月7日（火）　会場：原子炉工学研究所　北2号館　6階会議室

開始時刻／ 終了時刻	発表者氏名	指導教員	論　　文　　題　　目
17：00 19：00	今道　祥二	松本義久 赤塚　洋	DNA二重鎖切断修復におけるXRCC4の役割とリン酸化を介した制御機構の研究 The role of XRCC4 on DNA double-strand breaks and the regulation through phosphorylation
放射線によって生じるさまざまなDNA損傷の中で、DNA二重鎖切断(DSB)は最も重篤で、放射線生物効果に密接に関わると考えられている。DSBの主な修復機構として、非相同末端結合(NHEJ)と相同組換えがある。XRCC4は、NHEJにおいて最終的にDSBをつなぐ、DNA ligase IVの機能を制御する分子である。当研究室では、XRCC4がDSBのセンサーであるDNA-PKによってリン酸化されることを見出し、その部位を明らかにしてきた。本研究は、XRCC4のリン酸化を介した制御機構とその意義を明らかにすることを目的として行った。結果として、XRCC4のリン酸化制御におけるDNA-PKおよび類縁分子ATMの役割を明らかにした。また、リン酸化部位を欠損するXRCC4を発現する細胞におけるγ線および中性子線による突然変異頻度の解析結果から、リン酸化が複雑なDSBの修復に重要な役割を担うことが示唆された。