マイクロカロリーメータの誘電体温度計として使用するチタン酸ストロンチウム試料の静電容量と熱容量の測定を行った。

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全面吸収体を用いた超伝導相転移端温度計(TES)型マイクロカロリーメータを用いて、X線に対する応答を測定した。

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低エミッタンスの短パルス高エネルギー電子源として期待されるNa2KSb光陰極半導体材料の高周波電子銃への適応可能性について弊学原子力専攻ライナック研究施設にて研究開発を行っているが、今回カートリッジ型高周波電子銃用アンチモン系光陰極材料Na2KSbの性能向上を目指し物性評価を行った。

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原子力機構ではERLを基盤とした次世代光源の開発を進めている。エミッタンスの極めて小さい電子ビームを得るために、光陰極電子銃を採用している。このような小さなエミッタンスの電子銃では陰極表面の磁場による磁気エミッタンスも問題となる。われわれの電子銃ではエミッタンス補償用のソレノイドにバッキングコイルを設けて磁気エミッタンスを補償している。本報告ではバッキングコイルの効果の実験結果およびParamelaでのシミュレーションについて報告する。

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エネルギー回収リニアック(ERL)を用いた次世代光源のため、DC 500kV 光陰極電子銃開発を進めている。電極サポートロッドをつけた状態で500kV 8時間無放電を2009年11月に達成した後、ビーム生成のため、次の3つの技術開発に取り組んでいる。1. カソード・アノード電極をインストールした状態での500kV高電圧印加、2. ガリウム砒素光陰極の長寿命化のための1x10-9 Pa以下の極高真空の実現、3. 静的寿命の長いガリウム砒素光陰極の準備。本報告では、これら開発課題についての取り組みの現状と、300kVでのビーム生成試験結果について報告する。

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量子ビーム誘起構造変化ダイナミクスの解明は、新しい物質の創製や物質・材料科学にとって極めて重要である。阪大産研では、フォトカソードRF電子銃を用いたフェムト秒時間分解MeV電子顕微鏡の研究を行っている。本大会では、時間分解電子顕微鏡を実現させるためのフォトカソードRF電子銃の開発と時間分解MeV電子線回折の実験結果について報告する。

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スポーク型の超伝導空洞はHOMカップラーや入力カップラーを空洞側面に取り付けることが可能で、従来の楕円型の超伝導空洞に比べ、空洞全長を短くできる可能性がある。そのためレーザーコンプトン光による非破壊核種分析法に用いるエネルギー回収型リニアック(ERL)の超伝導加速器としてスポーク空洞を用いる利点は大きい。そこで電磁波解析コードを用いてERLに適したスポーク空洞形状の最適化計算を行っているが、加速電界に対する最大電界や最大磁界の比率など最適化すべきパラメータが複数あるため、遺伝的アルゴリズムを用いた多目的最適化計算を行っているので、その結果を発表する。

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東京工業大学と産業技術総合研究所では，陽電子消滅分光による極微欠陥イメージング評価を目的とした陽電子加速器の共同開発を進めている。その陽電子加速器システムに使用する小型線形加速器の研究開発について報告を行う。

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微細な加工及び分析技術の開発に利用されてきたMeV級イオンマイクロビームにおいて、装置の小型化とナノビーム化が切望されており、原子力機構では加速レンズによる小型ナノビーム装置の研究開発を行ってきた。これまでに46keVの水素分子イオンビームを160nmに集束することに成功している。本研究では、ビームエネルギー増加を目的として300kV加速管と加速レンズの一体型レンズ系（全長650mm）を開発した。イオン光学計算の結果、ビームエネルギー300kVにおいて130nmのビーム径に集束できる見通しが得られており、実際に300kVを印加するための加速管（電極間距離100mm）を開発し、ビーム形成実験を行うべくその小型装置の構築を行った。詳細は当日発表する。

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九州大学では、FFAG加速器の周回ビーム強度の増強を目的として、空芯コイルによって構成されたバンプ電磁石を新たに開発している。本研究では、製作したバンプ電磁石の性能試験と、性能試験の結果を用いたビーム入射効率の計算を行った。

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太陽電池を用いたビームロスモニターを開発した。実験は、東大35MeVを用いて行った。その結果を報告する。

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阪大産研では、放射線誘起現象の解明を目指し、フェムト秒パルスラジオリシスの開発を行ってきた。現在、パルスラジオリシスの時間分解能向上において、サンプルにおける電子ビームと分析光レーザーの速度差による時間分解能劣化が問題となっている。サンプルにおける時間分解能劣化を解決するためには、縦・横方向電子ビーム分布が最適化された電子ビームによりサンプルを励起し、斜めから分析光レーザーを入射することが不可欠となる。そこで、本研究ではフォトカソードRF電子銃ライナックにおける縦・横方向電子ビーム分布変調の研究を行った。

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フォトカソードRF電子銃LINACを用いたフェムト秒パルスラジオリシスによりドデカン中のジェミネートイオン再結合を研究した。ドデカン中にイオン化された電子の時間挙動を波長1200 nmで測定し、モンテカルロシミュレーションにより解析した。その結果、50ps以前の電子の時間挙動はラジカルカチオンとは大きく異なることが明らかとなった。さらに四塩化炭素溶液では、熱化前の電子も捕捉されることにより初期分布が変化していることが分かった。

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原子力発電所の冷却水や放射線医療などでは、水の放射線化学が重要である。水に放射線が照射されるとイオン化によって電子が生成し、電子は周囲の水分子6個を配向させて水和して安定化することが知られている。また、フェムト秒レーザー多光子励起実験の結果から水和電子の前駆体として水和前電子が存在することが知られている。しかしながら、水和前電子を経て水和電子が生成するまでは1ピコ秒程度の超高速反応であるため、パルスラジオリシス法による水和電子生成過程の観測には至っていなかった。我々は阪大産研のフォトカソードRF電子銃ライナック（時間分解能240fs）を用いて、水和電子の生成過程の観測に成功した。本発表では、電子の拡散ダイナミクスを明らかにするために電子捕捉剤を用いた結果について報告する。

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我々は、原子炉廃止措置におけるレーザー切断技術の基礎研究を行っている。本発表では、大阪大学の自由電子レーザー(FEL)とNd:YAGレーザーを用いた、金属板の切断加工の比較を行った。ジルカロイ4の切断面について観察を行った結 果、FELによる切断面は急峻であるが、Nd:YAGレーザーでは入射面は幅広く、出射面は幅が狭く切断された。FELのパルス幅が約10psであるのに対しNd:YAGレーザーは10nsであり、10ケタ程度のパルス幅の差による熱的影響の違いが明瞭に表れている。講演ではレーザー光の集光や、エネルギーの差も考慮して詳しく比較検討結果を述べる。

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加速器中性子源からのパルス中性子ビームを、中性子カラーイメージインテンシファイアと高速度カメラを用いて飛行時間スペクトル測定するシステムを開発している。システムの測定系の高度化について報告する。

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　セメントの性質において特に重要視されるのが強度である。セメント中の水素の結合状態の分布の情報はセメントの強度に関係する。しかし、セメント内部の水素の結合状態の変化過程を非破壊・非接触で調べることは簡単ではない。そこで、水素との相互作用が大きい中性子を用い、水素の結合状態をイメージングすることでセメントの強度を非破壊・非接触で測定する手法を提供することを目的とした。 その前段階として、実験では二種類のセメントペーストを測定し、長波長側における各々の全断面積の傾きによって水素の結合状態の相違を判定できるかを検討した。

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北大とＫＥＫが共同で行っているＧＥＭ検出器の開発とイメージング研究において、ＧＥＭ検出器の改良タイプの動作試験として、鉄溶接片の中性子透過測定を行った。実験の結果、改良前と比べて、検出効率の増加、最大係数率の増加などの改善が確認された。測定されたデータからは鉄溶接片の溶接部を特定できることも確認された。

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バルク磁性体内部の磁区挙動解明は更なるモーターの性能向上に必要であるが、従来の測定手法ではバルク体内部の磁区をを直接測定することは不可能であった。これに対して近年開発が進められている中性子スピン干渉計による磁気イメージング法はこれを可能とすることが期待されている。このような背景の中バルク磁性体の磁区挙動解明への第一歩として、深さ方向に対して単純な磁区構造を持つ磁性薄膜の磁区の可視化を実施し、磁区の2次元イメージの取得に成功した。

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最近、申請者はフレキシブルな中性子スーパーミラーシートを発明しており、このシートの形状を精密制御することで安価で量産可能な2次元中性子集光デバイスの製作法を確立し、新しい実験手法の発見へ繋げることを目指している。その現状を報告する。

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中性子偏極ミラーを実際の偏極中性子散乱実験で利用する際には、低い外部磁場で高い偏極性能が得られることが重要である。Fe/Si、Fe/Ge等の組み合わせの多層膜が中性子偏極ミラーとしてよく用いられるが、Fe/Ge多層膜の界面に薄いSi層を積層させて得られるFe/Si/Ge/Si多層膜では中性子偏極性能を得る為に必要な外部磁場が低く抑えられることが知られている。このメカニズムを解明する為にFe/Si、Fe/Ge、Fe/Si/Ge/Si多層膜に対して中性子偏極反射率、磁化、応力測定を行った。その結果、中性子偏極性能を得る為に必要な外部磁場の大きさは膜応力の大きさに依存し、成膜において膜応力を減少させることの重要性が示された。さらに、これらの多層膜に対してXPS測定を行った結果、Fe/Si/Ge/Si多層膜ではSiがGe層全体に分布していることがわかった。SiとGeとは比率によらず固溶体を形成することが知られており、これが膜応力の蓄積を妨げているのではないかと考えられる。

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我々が J-PARC MLF に建設を予定している中性子共鳴スピンエコー分光器群 (VIN ROSE) のためのビームラインについて，放射線量やビーム特性のシミュレーションが進められている．前回の発表に引き続き，その現状を報告する．

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本研究では、軸受の中でも最も一般的に使われている転がり軸受の１つである深溝玉軸受の転動体球 を対象に、中性子線や放射光によるX 線回折を利用して、内部にかけての残留応力を測定し、物体内 で起きている破壊・劣化現象を高精度に分析する。残留応力は部材の疲労を示す有力なパラメータで あるが、実際の回転機器診断において測定されている外部から得られるパラメータ（軸受の劣化によ って生じるノイズであるAcoustic Emission(AE)信号、振動加速度信号、及び軸受中の油膜内摩耗粒 子数）と応力変化を複合させることでそれぞれのパラメータの相関を解明し、信頼度の高い診断手法 の確立を目指すものである。

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本研究は、透過性が高くエネルギー弁別が可能なパルス中性子の特性を生かし、共鳴吸収に着目して、定量的な材料分析を行うことを目的とした。検出器としては、京都大学で開発が進められているμPICを用い、J-PARCのNOBORUにて、実験を行った。ビスマスやインジウム、タンタルなど、共鳴吸収断面積の大きな物質を測定し、材料分析の定量性を確認した。

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エネルギー回収型リニアック(ERL)をベースとしたレーザーコンプトンγ線(LCS-γ線)は、大強度かつ優れた単色性を有することから、原子核共鳴蛍光散乱(NRF)と組み合わせることで、任意の核種の非破壊測定を可能にする。われわれは、コンパクトERLにおいて、LCS-γ線の発生と核種の非破壊測定の実証試験をH23年度から開始する予定で、その準備を進めている。本報告では、γ線の発生と測定について、シミュレーションの結果を報告する。

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原子力発電所（軽水型原子炉施設）の炉心を模擬できる電子加速器を利用 した水化学試験装置の製作に当たっての技術課題に取り組む。 本技術は、原子力発電所の被ばく低減、構成材料及び燃料健全性の維持・向上並びに放射性廃棄物発生量低減のための水化学研究への利用を目指す。 なお、電子加速器を利用する利点としては、費用、期間、許認可手続き、 放射化、放射性廃棄物等の問題で実機の原子炉や実験用原子炉を使用して 実施できない研究に対応可能なことである。

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2011年3月11日に起きた東日本大震災により生じた福島第一原子力発電所事故により、多くの放射性物質が東北地方に拡散された。東北大学では、3月15日に災害対策本部を立ち上げ、空間線量、食品等の放射性物質濃度のモニタリングを開始した。また、福島県での土壌汚染に対応して土壌汚染の調査とそれらの除染に着手した。

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東北大学の災害対策本部では、仙台市にある東北大学大学病院のモニタリングポストでの連続測定に加え、降下物、雨水の放射能濃度の測定、スペクトルサーべーメータによる定点測定、県南部を中心とする12市5町でのシンチレーションサーベイメータでの測定を開始した。

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シイタケなどのきのこ類やタケノコは、カリウムと似た化学的性質のセシウムを顕著に取り込む性質がある。福島県に隣接する宮城県南部において採取されたシイタケとタケノコからも福島第一原子力発電所事故由来と考えられるセシウム134、セシウム137が食品衛生法の暫定基準値以下ではあるが検出されている。本研究では、イメージングプレート、電子顕微鏡、PIXE元素分析法等を用いて、シイタケとその原木、タケノコおよびその生育土壌を分析し、放射性セシウムの移行、濃度分布、そのカリウム濃度分布との相関などについて議論する。

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　福島第一原子力発電所の事故後、東京都をはじめとする各地で飲料水等で食品衛生法の暫定基準値を上回る放射性物質が検出されている。宮城県でも事故後、水道源水、井戸水牛乳等の飲料についての放射性物質の測定を開始した。その結果、事故直後では食品衛生法の暫定基準値をはるかに下回るヨウ素131が検出されたものの、現在は検出されない程度にまで減少している。これらの飲料への放射性物質の移行について検討を行った。

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福島第一原子力発電所の事故により大気に排出された放射性物質が福島県北部に隣接する宮城県にも降下し、宮城県で採取された野菜類からもそれが原因と考えられるセシウム１３７等が検出された。全て食品衛生法の暫定基準値以下ではあるが、県内の採取位置や野菜の種類によって、放射能濃度はまちまちであった。その要因について議論する。

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福島第一原子力発電所事故の影響で、放射性物質に汚染された校庭や田んぼの放射線量を低減させるため、実証試験を開始し、土壌の除染技術を開発した。

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福島第一原子力発電所事故の影響で、放射性物質に汚染された校庭や田んぼの土壌粘土について化学的性質（吸着形態など）の特徴を明らかにし、洗浄条件の検討、および洗浄後に粘土中のセシウムに対する安定化処理に関する実験結果について報告する。

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アンジュレータの短周期・強磁場化の為、高温超伝導バルク磁石を用いたスタガードアレイアンジュレータを提案している。このアンジュレータに強磁性体を組み合わせることで更なる強磁場化、磁場分布の均一化が達成できるという計算結果を得たので報告する。

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パルスレーザー技術は除染，応力腐食割れに関連する残留応力の除去や配管内流動挙動の把握など原子力分野において広く適用されている．原子炉液体金属中の状態観察では超音波探傷が使用され，その音響波の受信特性改善・向上には音響センサ面の微細構造を制御する必要がある．そこで，本研究では，こうした音響特性改善を見据え固体の表面物性に対するレーザーパラメタ（エネルギー強度等）の影響を考察する．

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従来、不均一な試料の化学組成や結晶構造を調べるには、微小Ｘ線ビームによるＸＹ走査が不可欠と考えられていたため、非常に長い測定時間を必要とした。本研究では、走査を必要としない迅速イメージング技術を開発した。

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京都大学原子炉実験所ではこれまでに研究炉原子炉を用いて315症例の硼素中性子捕捉療法を実施してきた。一方、サイクロトロンで加速した30MeV陽子とベリリウムターゲットの組み合わせを用いた熱外中性子源の開発が進み、治療に適応可能な熱外中性子束を得ることができた。本発表ではサイクロトロンを用いた熱外中性子源の概要について発表する。

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加速器型BNCT（ホウ素中性子捕捉療法）システムの実用化に必要とされる加速器技術について，過去および現在の研究開発事例も踏まえ，多角的に検討する。

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本研究はブラッグピーク領域(数MeV/u)の重イオン衝撃により水蒸気から放出される二次電子線のエネルギー及び角度分布を測定し、既存の理論と比較しうる高精度な二次電子生成二重微分断面積を求め、さらに、得られた断面積を用いて重イオンの水中におけるトラック構造をモンテカルロ法により解析することを目的とする。6.0-15.0 MeV/u He²⁺に続いて6.0 MeV/u C⁶⁺入射で断面積を測定し、ブラッグピーク領域のイオン-水分子衝突において起こりうるすべての相互作用(弾性散乱、電離、励起)を考慮した重イオントラック計算コードを開発した。その際、放出二次電子が続いて起こす弾性散乱、電離、励起、電荷移行は電子輸送コードKURBUCを用いている。本講演では二次電子放出特性とトラック構造、動径線量分布の詳細を報告する予定である。

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レーザー駆動による生物実験装置を開発し、短時間幅・高ピーク電流の陽子線を照射した場合の放射線影響を評価した。エネルギー2MeVの陽子線をピーク線量率1×10^7 Gy/s (= 0.2 Gy/20ns)でヒトがん細胞(HSG)に照射し、細胞生存率に関するRBEを測定した結果を報告する。

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深部ガンに注射針を挿入し，その先端に取り付けた小型重金属標的に静電加速器からの陽子ビームを照射し，発生する特性X線によって治療を行う方法について，注射針内陽子ビーム輸送，X線スペクトル測定，軸方向X線強度分布測定等の予備的結果について報告する．

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イメージング用小型加速器熱中性子源の開発の為、空間分解能に関わる幾何学的因子L/Dを指標とした減速材サイズの最適化およびコリメータ径・位置の変化による熱中性子束への影響についてシミュレーションコードMCNPXを用いて計算した。

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J-PARCの中性子源及びミュオン源では200kWのビームコミッショニングを開始した。その結果、世界的に見ても非常に安定した大強度のパルス中性子源の連続運転を行うことが可能となった。震災の影響を解消した後に、いよいよ300kWの連続運転を目指す。

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京都大学研究用原子炉(KUR)は、日本唯一の大学付置中型熱中性子研究炉であり、全国共同利用制度の下に、大学関係者を主とした研究者に研究の場を提供してきたばかりでなく、多くの学生が訪れる教育の場として大きな役割は果たしてきた。このたび、原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ　研究炉・ホットラボ等活用研究プログラムとして実施された「京大炉（KUR）及びホットラボの利用高度化に関する研究（平成２０～２２年度）」の成果を報告する。

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本手法では冷中性子源の形状を減速材とボイドの2値で表し，その形状を微小変形させながら冷中性子束強度が最大になる最適形状を探索する．その際，形状の微小変形後の冷中性子束強度を摂動法で評価することにより探索の高速化を図った．

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1次元MOCコードの加速のためのGMRESにおいて、有効な前処理である平均自由行程を用いた手法を2次元MOCコードに拡張し、その有効性を確認した。

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MOCにおいて、内部反復収束性を向上する手法を考案した(2011年春の年会)。検証計算を通し、考案した手法の妥当性を確認する。

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燃料装荷パターンは組み合わせ数の大きい組み合わせ問題であり、様々な最適化手法が適用されてきた。本研究ではこれまで適用例の少ない蟻コロニー最適化法を燃料装荷パターン最適化問題に対して適用し、その適用性を評価した。

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逐次網羅的探索手法によって1群ずつ群数を変化させることで、燃料棒単位詳細メッシュBWR炉心核計算に適したエネルギー群構造を決定した。また、そのエネルギー群構造の統計的評価を行った。

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　燃料集合体境界面間の3次元応答行列をモンテカルロ燃料集合体解析コードで直接評価する直接応答行列法による炉心核特性解析手法を開発している。本手法に基づく炉心解析システムとサブチャンネル解析を、燃料集合体解析と炉心解析の二段階解析の枠内で結合させるモデルを開発した。

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