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量子論に基づいたマルチスケール計算化学による原子炉冷却系腐食再汚染抑止の基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H03516
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関東北大学

研究代表者

畠山 望  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (50312666)

研究分担者 宮本 明  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 名誉教授 (50093076)
宮本 直人  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60400462)
三浦 隆治  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 助教 (00570897)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード防災 / 原子力エネルギー / シミュレーション工学 / 触媒・化学プロセス / 原子エネルギー
研究成果の概要

原子炉の水冷却配管系において,腐食環境を緩和して放射性元素による再汚染を防ぐための,白金ナノ粒子による被覆処理技術の理論的な研究を行った.有限温度のダイナミックス計算を可能とする独自の超高速化量子分子動力学法に基づき,原子炉環境におけるアノード分極曲線を計算するマクロ電気化学シミュレータ,酸化被膜のメソモデリングと併せて,マルチスケール計算化学による原子炉冷却系の腐食再汚染抑止のための基盤となる理論モデルを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

腐食をメソスケールの孔食構造まで考慮しつつ,実測と比較しうるアノード分極曲線を電気化学的にシミュレーションする研究は,現在のところ他に例を見ない.また,量子分子動力学法により,有限温度下でのダイナミックスを扱った例も極めて少ない.そのような各スケールに適した計算手法のシミュレータを繋ぐマルチスケール計算化学によって,原子炉冷却系における腐食再汚染抑止に資する独自のシミュレーション基盤を確立することができた.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 6件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Experimental and numerical evaluation of temperature variation by frictional heating at the interface between snow and ski2020

    • 著者名/発表者名
      Junnosuke Okajima, Takahiro Okabe, Naoto Miyamoto, Tatsuo Morimoto, Kazuhiko Tsunoda, Nozomu Hatakeyama
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 15 号: 1 ページ: 19-00507-19-00507

    • DOI

      10.1299/jbse.19-00507

    • NAID

      130007818522

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 携帯型キネマティックGNSSを用いたスキージャンプの高精度飛行計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人,山本敬三,森 敏,森本達郎,三浦隆治,畠山 望,宮本 明
    • 雑誌名

      第30回冬季スポーツ科学フォーラム抄録集

      巻: - ページ: 10-10

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] スキー用ワックスのトライボロジー2019

    • 著者名/発表者名
      畠山 望
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 64 ページ: 614-619

    • NAID

      130007728684

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキークラシカルレースにおけるダブルポール滑走中の頭部動作計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人, 竹田正樹, 森本達郎, 三浦隆治, 畠山 望, 宮本 明, Ohtonen Olli, Lindinger Stefan, Linnamo Vesa, Stoggl Thomas
    • 雑誌名

      スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス講演論文集

      巻: -

    • NAID

      130007836369

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular Simulation Analysis for Adhesion Mechanisms Involved in Polyethylene Processed by Cold Spray2019

    • 著者名/発表者名
      Yukie Ishizawa, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Chrystelle Bernard, Jean-Yves Cavaille, Kesavan Ravi, Kazuhiro Ogawa
    • 雑誌名

      ELyT Workshop 2019

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Validation of Wearable Kinematic GNSS Receiver for Cross-Country Skiing2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyamoto, Masaki Takeda, Thomas Stoggle, Olli Ohtonen, Vesa Linnamo, Tatsuo Morimoto, Ryuji Miura, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Masanori Hariyama, Stefan Lindinger
    • 雑誌名

      8th International Congress on Science and Skiing (ICSS 2019)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 焼付き予測のためのメソトライボロジーシミュレータの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大串巧太郎、三浦隆治、鈴木 愛、宮本直人,畠山 望、宮本明
    • 雑誌名

      トライボロジー会議2018春東京 予稿集

      巻: - ページ: 194-195

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Molecular Dynamics Method to Simulate Polymerization Process with Metallocene Catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Miura, Masayuki Miyano, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Tossapol Khamnaen, Sumate Charoenchaidet
    • 雑誌名

      8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキーのレースコース計測2018

    • 著者名/発表者名
      宮本直人、竹田正樹、森本達郎、三浦隆治、畠山 望、宮本 明、Thomas Stoggle、Olli Ohtonen、Teemu Lemmettylla、Vesa Linnamo、Stefan Josef Lindinger
    • 雑誌名

      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018講演論文集

      巻: -

    • NAID

      130007654447

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 計算化学を用いた材料開発とバイオ分野への応用2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,三浦隆治,宮本直人,宮本 明
    • 雑誌名

      Pharm Stage

      巻: 18 ページ: 47-52

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 雪の摩擦に伴うスキー滑走面の温度変化の高精度・高確度計測2018

    • 著者名/発表者名
      岡部孝裕、岡島惇之介、宮本直人、森本達郎、角田和彦、畠山 望
    • 雑誌名

      日本機械学会2018年度年次大会 講演論文集

      巻: -

    • NAID

      130007620285

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] スキーワックス開発を高度化する計算化学と高精度計測2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,岡島淳之介,岡部孝裕,宮本直人
    • 雑誌名

      化学工学

      巻: 82 ページ: 70-73

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] なじみ・焼付きを解析可能なメソトライボロジーシミュレータの開発2017

    • 著者名/発表者名
      大串巧太郎,三浦隆治,鈴木 愛,畠山 望,宮本 明
    • 雑誌名

      自動車技術

      巻: 71 ページ: 83-88

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Graphene-basd ordered framework with a diverse range of carbon polygons formed in zeolite nanochannels2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotomo Nishihara, Hiroyuki Fujimoto, Hiroyuki Ito, Keita Nomura, Hideki Tanaka, Minoru T. Miyahara, Patrick A. Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Kazutaka Ikeda, Toshiya Otomo, Takashi Kyotani
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 129 ページ: 854-862

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2017.12.055

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 携帯型キネマティックGNSSを用いたスキージャンプの高精度飛行計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人,山本敬三,森 敏,森本達郎,三浦隆治,畠山 望,宮本 明
    • 学会等名
      第30回冬季スポーツ科学フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Advanced Logistics Transport System (ALTRaS) Research Project2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Hatakeyama
    • 学会等名
      Vehicle Technology International Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキークラシカルレースにおけるダブルポール滑走中の頭部動作計測2019

    • 著者名/発表者名
      宮本直人, 竹田正樹, 森本達郎, 三浦隆治, 畠山 望, 宮本 明, Ohtonen Olli, Lindinger Stefan, Linnamo Vesa, Stoggl Thomas
    • 学会等名
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 摩耗・焼付きリスクの低減、トライボシミュレータの開発2019

    • 著者名/発表者名
      畠山 望、大串巧太郎、三浦隆治、鈴木 愛、宮本直人、宮本 明
    • 学会等名
      SIP「革新的燃焼技術」公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Simulation Analysis for Adhesion Mechanisms Involved in Polyethylene Processed by Cold Spray2019

    • 著者名/発表者名
      Yukie Ishizawa, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Chrystelle Bernard, Jean-Yves Cavaille, Kesavan Ravi, Kazuhiro Ogawa
    • 学会等名
      ELyT Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of Wearable Kinematic GNSS Receiver for Cross-Country Skiing2019

    • 著者名/発表者名
      Naoto Miyamoto, Masaki Takeda, Thomas Stoggle, Olli Ohtonen, Vesa Linnamo, Tatsuo Morimoto, Ryuji Miura, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Masanori Hariyama, Stefan Lindinger
    • 学会等名
      8th International Congress on Science and Skiing (ICSS 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 焼付き予測のためのメソトライボロジーシミュレータの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大串巧太郎、三浦隆治、鈴木 愛、宮本直人,畠山 望、宮本明
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018春 東京
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of Molecular Dynamics Method to Simulate Polymerization Process with Metallocene Catalyst2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Miura, Masayuki Miyano, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Tossapol Khamnaen, Sumate Charoenchaidet
    • 学会等名
      8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 実践的産業応用に貢献するデータ駆動型マルチスケール・マルチフィジックス計算化学2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望
    • 学会等名
      基礎工学研究科附属未来研究推進センター研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 雪の摩擦に伴うスキー滑走面の温度変化の高精度・高確度計測2018

    • 著者名/発表者名
      岡部孝裕、岡島惇之介、宮本直人、森本達郎、角田和彦、畠山 望
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シンタリングによる触媒劣化シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望、三浦隆治、宮本直人、宮本 明
    • 学会等名
      第12回触媒劣化セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高精度GNSSを用いたクロスカントリースキーのレースコース計測2018

    • 著者名/発表者名
      宮本直人、竹田正樹、森本達郎、三浦隆治、畠山 望、宮本 明、Thomas Stoggle、Olli Ohtonen、Teemu Lemmettylla、Vesa Linnamo、Stefan Josef Lindinger
    • 学会等名
      日本機械学会シンポジウム:スポーツ工学・ヒューマンダイナミクス2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 再循環系配管構造材のアノード分極シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,三浦隆治,鈴木 愛,宮本 明,伊藤 剛,細川秀幸,佐々木麻由
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年春の年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] すべり軸受の損傷におけるメソトライボロジーシミュレータの開発2017

    • 著者名/発表者名
      大串巧太郎,ボノー・パトリック,三浦隆治,鈴木 愛,宮本直人,畠山 望,宮本 明,梶木悠一朗,倉部陽平
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017春 東京
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale Modeling of Electro-Mechanical Coupling in Electroactive Polymers2017

    • 著者名/発表者名
      Ai Suzuki, Ryuji Miura, Nozomu Hatakeyama, Jean-Yves Cavaille, Gildas Diguet, Gael Sebald
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Simulation Analysis for Adhesion Mechanisms Involved in Polyethylene Processed by Cold Spray2017

    • 著者名/発表者名
      Yukie Ishizawa, Kenji Inaba, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Kazuhiro Ogawa, Chrystelle Bernard, Jean-Yves Cavaille, Olivier Lame, Kesavan Ravi
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Simulation Study for Nano-Car Molecule on Au Surface2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Inaba, Yukie Ishizawa, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto
    • 学会等名
      Fourteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation of Initial Conformability and Seizure on Tribo-Test Machine2017

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Okushi, Patrick A. Bonnaud, Ryuji Miura, Ai Suzuki, Naoto Miyamoto, Nozomu Hatakeyama, Akira Miyamoto, Tomomi Honda
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 計算化学手法に基づくスキーワックスの開発と評価2017

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,宮本直人
    • 学会等名
      日本化学会R&D懇話会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 触媒劣化-原因、対策と長寿命触媒開発-2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,三浦隆治,鈴木 愛,宮本 明
    • 総ページ数
      295
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      9784781313146
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] in silico創薬におけるスクリーニングの高速化・高精度化技術2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,三浦隆治,鈴木 愛,宮本 明
    • 総ページ数
      540
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861046889
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御2018

    • 著者名/発表者名
      畠山 望,大串巧太郎,三浦隆治,鈴木 愛,宮本 明
    • 総ページ数
      1192
    • 出版者
      テクノシステム
    • ISBN
      9784924728806
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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