| Project/Area Number |
19K05341
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
小河 浩晃 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (10414559)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井岡 郁夫 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (10354804)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | SIMS / ラマン分光 / ラマン |
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| Outline of Research at the Start |
福島第一原発の廃炉研究に関連し、本研究では、同位体分析の得意なSIMSと、化学形態分析と化学構造分析が得意なラマン分光計とをハイブリッド化することを提案する。SIMSに構造的な制約があるため、ラマン分光計の作動距離は、10-30ｃｍ程度必要である上、高面分解能が要求され、マイクロフォーカス化が不可欠である。SIMS分析中に、in-situで、リアルタイムで同時に、ラマン分析できれば、両者の不得意部分を補うことができる。本研究では、10-30ｃｍの超長距離作動型でマイクロフォーカス化が可能なラマン用の光学系を開発し、分析作業者の被曝低減と作業の効率化を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島第一原発の廃炉関連の研究では、「炉内材料の腐食劣化挙動評価」や「核燃料デブリの解析」が重要であるが、放射線による分析作業者の被曝低減と作業の効率化が求められている。その評価・解析では、化学形態分析、化学構造分析、同位体分析を実施する必要があるが、これら3種を同時分析できる装置は存在しない。本研究では、同位体分析の得意なSIMSと、化学形態分析と化学構造分析が得意なラマン分光計とをハイブリッド化することを提案する。SIMSに構造的な制約があるため、ラマン分光計の作動距離は、30ｃｍ程度（超長距離作動型）必要であると共に、高面分解能が要求され、マイクロフォーカス化が不可欠である。SIMS分析中に、in-situで、リアルタイムで同時に、ラマン分析できれば、両者の不得意部分を補うことができる。本研究では、30ｃｍの超長距離作動型でマイクロフォーカス化が可能なラマン用の光学系を開発し、分析作業者の被曝低減と作業の効率化を図る。また、本件開発光学系のSIMS分析系へ導入を想定した光学設計を行い、「光学系-試料表面」間の作動距離を30cm離した「超長距離作動型」の光学系を構築する。レンズ口径を34mmと通常（5mm程度）よりも大きくすることで、レンズ分解能の向上を図り、作動距離30cmで、レーザー光のマイクロフォーカス化を実現する。前年度までに、レーザー光を62um程度まで絞り込むことができ、また、ラマラマンスペクトル解析に必要となるラマン散乱光のスペクトル位置を予測できるようになった。「レーザー光学系」と「分光器光学系」との間で、ラマン散乱光を検出する上で、多数の技術的な問題が発生してきており、その改善のための対策を実施してきた。本結果で得られた知見は、今後の研究開発に繋げる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
「レーザー光学系」と「分光器光学系」との間で、ラマン散乱光を検出する上で、多数の技術的な問題が発生してきており、その解決策に取り組んでいるため、若干の遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度では、令和4年度までに判明した技術的問題点への改善策に取り組む。最終的には、ラマン散乱光の検出を試みるとともに、これまでに習得したラマン散乱の理論的な知見との比較検討を行う。また、本件の開発光学系をSIMSに導入する方法も検討する。
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