ＪＡＥＡ技術シーズ集
第２版

ＪＡＥＡ

技術シーズ集第２版

発行

2016年10月

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究連携成果展開部
http://www.jaea.go.jp

本書の全部または一部の無断転載、改変を禁じます。

日本原子力研究開発機構

JAEA技術シーズ集第２版

日本原子力研究開発機構

表紙写真は、従来の和紙工芸（左上）に新たな利用を提供する吹付和紙技術（JAEA特許）で製作した照明オブジェです。

技術シーズ集第2版の発刊にあたり

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構（以下「当機構」）は、「原子力国立研究開発法人日本原子力研究開発機構（以下「当機構」）は、「原子科学技術を通じて、人類社会の福祉及び国民生活の水準の向上に資する」
力科学技術を通じて、人類社会の福祉及び国民生活の水準の向上に資ことを使命とし、 原子力に関する我が国唯一の総合的研究開発機関としてする」ことを使命とし、原子力に関する我が国唯一の総合的研究開発機関
としての活動を行っております。
の活動を行っております。

その研究開発活動の結果、さまざまな産業上応用可能な技術が開発さその研究開発活動の結果、さまざまな産業上応用可能な技術が開発され、れ、当機構は出願中を含む特許を約５００件保有しております。原子力科
当機構は出願中を含む特許を約５００件保有しております。 原子力科学
学技術は、多種多様な要素技術の集積であるため、当機構で開発した技技術は、多種多様な要素技術の集積であるため、当機構で開発した技術
術の中には原子力分野以外にも、広く応用可能な技術があると思われまの中には原子力分野以外にも、 広く応用可能な技術があると思われます。
す。
昨年度、 これら技術について産業界をはじめとする外部の方々にご活
昨年度、これら技術について産業界をはじめとする外部の方々にご活用
用いただきたいと考え、技術シーズ集を作成いたしました。
このたび、平成28 年 4 月に当機構の一部の組織が国立研究開発法人量子科学技術研究いただきたいと考え、技術シーズ集を作成いたしました。
このたび、平成28年4月に機構の一部の組織が国立研究開発法人量子科学技術研究開
開発機構 （以下、 「量研機構」） へ統合され、 併せて、 当機構の所管する発機構（以下、「量研機構」）へ統合され、併せて、当機構の所管する一部
一部の特許等知的財産を量研機構へ移管したため、 その変化を反映させの特許等知的財産を量研機構へ移管したため、その変化を反映させまし
まして技術シーズ集第 2 版を作成いたしました。 また、 活用が見込まれるて技術シーズ集第2版を作成いたしました。また、活用が見込まれる非特非特許技術の一部も新たに加えました。
許技術の一部も新たに加えました。
企業、大学及び研究機関の関係者の皆様におかれましては、本シーズ集
企業、大学及び研究機関の関係者の皆様におかれましては、本シーズを通じて当機構の技術をご理解いただき、
共同研究、 技術移転等の活用集を通じて当機構の技術をご理解いただき、共同研究、技術移転等の活についてご検討いただけましたら幸いに存じます。
用についてご検討いただけましたら幸いに存じます。
また、 当機構では、 特許以外に当機構の職員等が発表した学術論文等
また、当機構では、特許以外に当機構の職員等が発表した学術論文等の研究成果、
国内外の原子力技術資料等を保有し、 公開しております。
の研究成果、国内外の原子力技術資料等を保有し、公開しております。ごご興味をお持ちの方は当機構研究連携成果展開部までご連絡をください
興味をお持ちの方は当機構研究連携成果展開部までご連絡をくださいまますようお願い申し上げます。
すようお願い申し上げます。
この技術シーズ集を端緒といたしまして当機構の技術が皆様方に少しでこの技術シーズ集を端緒といたしまして当機構の技術が皆様方に少しでもお役に立つことができましたら我々のこの上ない喜びでございます。
もお役に立つことができましたら我々のこの上ない喜びでございます。

平成28年10月
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究連携成果展開部
部長 大森 和之

技術シーズ集の手引き
原子力機構は、 共同研究、 受託研究、 技術移転、 施設利用などにより、豊かな未来社会の実現に貢献したいと考えています。
本技術シーズ集に収録されている技術の詳細につきましては末尾の連絡先（研究連携成果展開部） までお問い合わせください。
１ また、 原子力機構では以下のような技術協力プログラムを用意しています。
産学連携の全体については http://tenkai.jaea.go.jp/ をご参照ください。
（１） 共同研究 http://tenkai.jaea.go.jp/collaboration.html
原子力機構と企業、 大学、 公設試等と共同して研究開発を行い、 その成果を活用することができます。 この共同研究では、 原子力機構の持つ大型研究装置を利用できます。
（２） 受託研究 http://tenkai.jaea.go.jp/collaboration.html
企業、 大学等からの委託により研究開発や調査を行います。
（３） 委託研究 http://tenkai.jaea.go.jp/collaboration.html
原子力機構は特定の課題について研究の委託を行います。
（４） 施設利用 http://tenkai.jaea.go.jp/facilities.html
加速器など原子力機構が保有する 10 の大型施設を企業が単独で利用できる 『施設供用制度』 を設けています。 成果公開、有償が原則ですが、ご要望により成果非公開の選択もできます。
（５） 技術移転 http://sangaku.jaea.go.jp/literary.html
原子力機構が所有する研究成果の技術移転を積極的に進めています。
特許や実用新案等の実施を認め、 必要に応じて、 技術者による指導を行います。
（６） 成果展開事業 http://sangaku.jaea.go.jp/1-4_tenkai/tenkai.html
原子力機構の保有技術の実用化を目的とした技術開発の資金支援及び研究協力を行う制度があります。 テーマは公募で決定します。

２ 技術情報（１）特許
http://sangaku.jaea.go.jp/cgi‐bin/search.cgi（２）報告書、学術論文
http://jolissrch‐inter.tokai‐sc.jaea.go.jp/search/servlet/interSearchなどをご参照ください。

〒319‐1195茨城県那珂郡東海村大字白方２番地４
日本原子力研究開発機構 研究連携成果展開部
Tel:029‐284‐3420 Fax：029‐284‐3679
E‐mail: seika.riyou@jaea.go.jp

日本原子力研究開発機構技術シーズ集目次

1 ライフサイエンス
1-1 放射化法による99Mo/99mTc製造プロセス
1-2 放射性同位元素(RI)溶液を利用したがん治療装置
1-3 人体内の癌組織や骨の形状を３次元可視化するX線撮影方法
1-4 造影剤の製造方法
1-5 熱中症発症リスクを警告及び監視する装置
2 環境関連2-1 エマルションフロー法による レアメタル等の回収
2-2 エマルション流の制御を利用した有価物の回収技術
2-3 希土類等金属抽出剤（DOODA)
2-4 新規な金属イオン抽出剤（MIDOA)
2-5 新規な金属イオン抽出剤（NTA)
2-6 希土類金属及び鉛イオンの分離回収用抽出剤
2-7 三価ランタノイドと三価アクチノイドの分離方法
2-8 逆ミセルを利用して、希薄な金属廃水からナノ粒子を製造する方法
2-9 簡便・低コスト・高効率な揮発性有機化合物（VOC)の除去技術
2-10 黒雲母を用いた希土類元素の濃縮方法
2-11 放射線を使った貴金属の回収と回収物の効果的な活用
2-12 溶液中のルテニウムを揮発分離するための電解セル装置
2-13 塩素化エチレン類の脱塩素方法及び脱塩素装置
2-14 ポリイオン等を利用した土壌中セシウムの移行抑制と道路除染の新手法
2-15 フェロシアン化物に吸着した放射性セシウムの安定化処理方法
2-16 水溶液添加による水中からの放射性セシウムの除染
2-17 セシウムイオン吸着剤
2-18 イオン液体を用いた廃棄物の除染、ウランの回収法
2-19 電解凝集法による除染廃液等からの放射性物質の除去
2-20 セメントを使わない放射性廃棄物の固化処理方法

3 ナノ・材料
3-1 放射線加工ゲルを用いた吹付和紙
3-2 ハイドロゲル塗工和紙及び消臭和紙
3-3 レーザー用遮光シート
3-4 短時間で大量にプラスチックレンズ等の光学部材を着色する技術
3-5 軽くて錆びないチタン製刃物の製造方法
3-6 超短パルスレーザー光を用いたステンレス鋼表面の応力腐食割れ防止方法
3-7 高温環境での機械強度に優れた酸化物分散強化型(ODS)鋼
3-8 耐食性と高温強度に優れた酸化物分散強化型(ODS)高Cr鋼
3-9 高温強度に優れる酸化物分散強化型(ODS)鋼をパイプ状に精密加工する技術
3-10 耐粒界腐食性に優れた超高純度ステンレス鋼
3-11 粒界制御型耐照射性SUS３１６相当鋼及びその製造方法
3-12 シリサイド析出強化型の高耐久性Ni基耐熱合金
3-13 マイクロ波吸収・発熱効果を利用した金属酸化物粉末の製造方法
3-14 金属酸化物粒子の製造方法
3-15 シリカ／ポリマー複合型イミノ二酢酸系キレート吸着剤
3-16 白色発光材料，溶媒センサー
3-17 金属ナノ粒子分散による液体アルカリ金属の活性抑制技術
3-18 ナノテクノロジを利用した新しい発光材料
3-19 高性能傾斜材料の製造方法
4 機械・装置
4-1 直動式ポンプ装置
4-2 熱交換装置
4-3 セラミック製熱交換器
4-4 水管ボイラ内の堆積物除去方法及び装置
4-5 グローブ交換治具
4-6 グローブポート用の閉止栓
4-7 マグネチックスターラ及びそれに用いる撹拌容器
4-8

高周波を用いたビニールシート溶着装置における電極部の冷却機構

4-9

回転式粉体圧縮成型機

4-10 漏電遮断器のテストボタン誤操作防止カバー及びそれを用いた漏電遮断器
4-11 水質測定システム及び差圧調整弁

4-12 磁気軸受シャフトシステム
4-13 廃熱を有効に利用する多段フラッシュ型海水淡水化システム
4-14 水素爆発防止装置
4-15 重量構造物を鉛直方向に免震支持する空気ばね
4-16 AWJ切断工法による水中切断状態判定監視システム
4-17 ストロンチウム９０を利用した熱電変換システム
4-18 弁機構部交換式サイホン制御弁
5 情報
5-1 不揮発性磁気ランダムアクセスメモリ
5-2 停電時の社内ネットワークを維持する蓄電池内蔵ハブ
5-3 非常時の輻輳に強いネットワーク通信回線技術
5-4 周囲環境の変化に影響を受けない光無線通信システム
5-5 拡張現実感技術を利用した施設設備解体作業の管理・支援システム
5-6 プラント作業に利用する拡張現実空間を構築・利用するためのツール
5-7 無線タグ（RFID）を用いた廃棄物の一元管理システム
5-8 全ての放射線の物質内での動きを再現する計算コードPHITS
5-9 緊急時環境線量情報予測システムWSPEEDI
5-10 川による土砂の運搬を考慮した地形変化の数値シミュレーション方法
6 計測
6-1 中性子回折による機械部品内部の残留応力分布測定技術
6-2 コンパクト電磁流量計
6-3 耐熱磁気センサ
6-4 リモートパーティクルカウンター
6-5 気泡を識別できる異物微粒子検出法
6-6 熱物性測定装置
6-7 瞬時・高密度伝熱面温度・熱流束同時計測技術
6-8 モニタカメラ映像による液状物質の液位測定・監視
6-9 ひずみ制御による超高サイクル疲労試験技術6-10 超音波による温度ならびに構造物の欠陥の測定方法
6-11 高視認性超音波検査装置
6-12 液体金属中の目視検査用超音波センサ

6-13
6-14
6-15
6-16
6-17
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6-21
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6-27
6-28
6-29
6-30
6-31
6-32
6-33

強磁性管の渦電流探傷システム
小口径配管検査時のノイズ低減法
配管表面温度・減肉量、流体温度の同時測定法
電磁超音波探傷におけるノイズ低減法
孔内起振源を用いた簡易弾性波トモグラフィ試験
ボーリング孔遮水試験法
地磁気地電流データの自動ノイズ除去法
家庭用放射線メータ
薄型放射線表面汚染検出器
周囲の汚染に影響を受けない放射性セシウム検出器
電流測定でエネルギー分布を得る放射線検出器
放射線検出器用圧力容器システム
エネルギー弁別・位置検出型α線計測装置
プルトニウム取扱施設の放射線管理へのイメージングプレートの適用
チェレンコフ光を用いた炉内監視システム
自己出力型の小型ガンマ線検出器
減速型中性子スペクトル測定器の減速材構造
中性子個人線量当量測定器
中性子とガンマ線を同時に検出する臨界事故警報装置用検出器
火災感知器の結露による誤報を防止するための取付け台座
気密容器内の物理量の測定方法

7 分析
7-1 キャピラリー電気泳動法を用いる高純度試料精製法
7-2 ウランに対する高感度迅速分析法
7-3 大強度パルス中性子を利用した放射化分析
7-4 中性子回折・散乱による物質の構造と磁性の解析
7-5 ガンマ線による核物質の非破壊検知・分析
7-6 プロトン導電性セラミックスを用いた水素濃度計
7-7 高感度ガス分析装置
7-8 環境分離型天秤
7-9 廃棄物の微量ウラン量を測る技術
7-10 高速炉の破損燃料を検知するレーザー共鳴イオン化質量分析装置

ライフサイエンス

No.

放射化法による99Mo/99mTc製造プロセス

1-1

99Moの娘核種である 99m Tcは、核医学検査薬として利用(全体の約60%)されています。このため、ウラン(235U)を用いない放射化法による99Mo/99mTc製造プロセスを構築し、ライフイノベーション
分野に貢献していきます。

技術の特徴
放射化法の課題であった「低い99Mo放射能」を解決した下記の要素技術等を確立し、総合技術として99Mo/99mTc製造システムを構築。
技術①：高密度MoO3ペレットの製造技術
技術②：高純度かつ高濃度の99mTc溶液の抽出技術
技術③：高いMo吸着量を有するMo吸着剤の製造技術及びMoリサイクル技術
原料準備・加工

照射・溶解
内筒(MoO3ペレット装荷)

98Mo濃縮MoO 粉末
3照射用ペレット（98%濃縮）
Mo溶液

供給

Mo回収

Mo吸着剤回収病院（診断）

モリブデン酸ナトリウム溶液

分離・抽出・濃縮

再利用

溶媒側
99mTc

分離

輸送
(ジェネレータ出荷)

99Mo吸着水相側: 99mTc

輸送(99mTc製剤出荷): Mo

99mTc抽出高濃度99mTc溶液：原子力機構保有技術

従来技術との比較
高純度・高濃度の99Mo/99mTc製造

１２ プルトニウム等の核分裂性物質が発生しない(核不拡散の課題解決)
３ 放射性廃棄物の低減・減容
４ 資源の有効利用
５ 安価な製造・処理コスト

研究のステージ
試作検討段階（実証試験段階）
Ver.2.1

利用分野
総合技術
１ 核医学検査薬の安定供給
個別技術
１ 素材の製造技術
２ 化学プラント(分離・精製)
３ 資源リサイクル

知財関連情報( )内は共願人

技術①：特許第5569834号（㈱化研）、特開2013-127446（エコデザイン㈱）特願2014-247586（金属技研㈱）技術②：特許第5598900号、特開2013-035714（㈱千代田テクノル）
技術③：特許第5590527号、特開2013-210309（太陽鉱工㈱、㈱アート科学）
特許第5736563号（㈱アート科学）

seika.riyou@jaea.go.jp

放射性同位元素(RI)溶液を利用した
がん治療装置ライフサイエンス

No.

1-2

加速器や原子炉で作ったRI溶液を球面状に配置することで、がんを狙い撃ちできる装置です。小型加速器が開発される昨今では、粒子線治療などより安価で効果的です。

技術の特徴

体に当たっても害のない太陽光でも集めれば火をつけることができます。

ガンマ線などは集めることができませんが、RI（例えばマンガン５６）を球面状にたくさん並べれば、太陽光の様にがんを数秒で焼く事ができます。位置精度が高いので、正常組織を傷つけません。再発しても再発のたびに何度でも焼けば良いのです（粒子線治療は1回しかできません）。
MRI、X線CT等で位置確認
RIは原子一つ一つが言わば加速器です。5万個の小型加速器を作って組み立てて小型化するのは不可能です
が、5万個のRIを置くだけなら簡単です。寿命の短いRI溶液を原子炉や加速器で作りながら治療しますので、RIの寿命が尽きてなくなる心配もありま
せん。

原子炉・
加速器

シャッターで照射時間をコントロール

従来技術との比較
１ 短時間で高精度の治療
２ 寿命によるRI交換不要
３ 単純な構造

Ver.2.1

加速器や原子炉で作った溶液状のRIを配管に流すだけ

利用分野
１ がん治療及び一部の外科手術
２ 放射線加工３ 滅菌処理研究のステージ

知財関連情報基礎研究段階
（アイディア段階）

特許第5403605号
特許第5441096号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス

人体内の癌組織や骨の形状を３次元可視化 ライフサイエンス
No. 1-3
人体内の癌組織や骨の形状を３次元可視化
するX線撮影方法
No. 1-3
するX線撮影方法
電流測定でエネルギー分布を得る放射線検出器（transXend）を用いシンプルかつ低被ばくで電流測定でエネルギー分布を得る放射線検出器（transXend）を用いシンプルかつ低被ばくで人体内の癌組織や骨を３次元可視化します。
人体内の癌組織や骨を３次元可視化します。

技術の特徴
技術の特徴
人体内の癌組織の位置や大きさ（癌組織を識別するための造影剤が集まった
人体内の癌組織の位置や大きさ（癌組織を識別するための造影剤が集まった
位置や大きさ）と骨を精度良く３次元可視化する測定法です。数回（最小２回）
位置や大きさ）と骨を精度良く３次元可視化する測定法です。数回（最小２回）のX線透過撮影と３次元形状測定（レーザー等で）を組み合わせ従来のX線CTのX線透過撮影と３次元形状測定（レーザー等で）を組み合わせ従来のX線CTと比較して約1/500の低被ばく化を目指しています。
と比較して約1/500の低被ばく化を目指しています。

X線検出器（イメージングプレート）
検出器はtransXendを応用した複層構造
X線検出器（イメージングプレート）
検出器はtransXendを応用した複層構造

X線源
X線源
３次元形状
測定センサ
３次元形状
測定センサ

測定方法のイメージ測定方法のイメージ
健康診断時のX線透過写真撮影を人が何回か向きを変えて撮影するようなイメージ
健康診断時のX線透過写真撮影を人が何回か向きを変えて撮影するようなイメージ

人体内の癌組織を模擬した実験結果例
人体内の癌組織を模擬した実験結果例
模擬物質とした軟組織、骨組織、癌組織の位置、模擬物質とした軟組織、骨組織、癌組織の位置、サイズが高精度に計測できます。
サイズが高精度に計測できます。

従来技術との比較
従来技術との比較
１ 被検体（人体）全周にわたる測定不要
１ （高速かつ低被ばくな測定を実現）
被検体（人体）全周にわたる測定不要
２ （高速かつ低被ばくな測定を実現）
従来のX線CT装置よりも小型化が可能
２ 従来のX線CT装置よりも小型化が可能

研究のステージ
研究のステージ
試作検討段階試作検討段階Ver.2.1
Ver.2.1

利用分野
利用分野
人体用X線CT
人体用X線CT
・癌組織の位置及び寸法診断
・癌組織の位置及び寸法診断
・健康診断による癌の早期発見
・健康診断による癌の早期発見

知財関連情報知財関連情報１ 特許第5920770号

１ 特許第5920770号
特許第 5920770 号
２
１ 特許第5779819号（上記transXend検出器）
２ JAEA技術シーズ集
特許第 5779819
号 （上記 transXend 検出器）
３
6-23２
特許第5779819号（上記transXend検出器）
JAEA 技術シーズ集
6-23
３ JAEA技術シーズ集
３
6-23

seika.riyou@jaea.go.jp
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス

No.

造影剤の製造方法

1-4

本技術は、高磁場中に置かれた試料に特定の周波数の高周波をあてるとそのエネルギーを吸収（共鳴吸収）する原理を用いた核磁気共鳴(NMR: Nuclear Magnetic Resonance)装置において、高解像度の生体画像等を得るために、NMR検出信号強度向上に有効な造影剤に関するものです。

技術の特徴
動的核スピン偏極(DNP: Dynamic Nuclear Polarization)法とは、電子スピン共鳴と核磁気共鳴の技術を融合することにより、核偏極度＊を数百倍以上に増大させる技術です（図1）。
本技術では、図2のように紫外線照射によってDNP装置内の極低温試料中にフリーラジカルを発生させ、それを用いて核偏極を起こさせます。生じたフリーラジカルは試料溶融とともに消失するため、毒性等の懸念が払拭できます。
*原子核がもつ微小な磁石である核スピンの向きが揃っている割合のことで、この核偏極度が高い
ほど、NMR検出信号強度も高まります。

**生体内核磁気共鳴画像

図１

従来技術との比較
１ 核緩和が遅くなり長時間計測が可能
２ ラジカル摂取による生体影響の懸念払拭
３ 光ファイバーを用いることで最小限の装置
改造で本手法が実現

Ver.2.1

図２

利用分野
１ in vivo MRIによる代謝研究・医療診断
２ 高感度液体NMR分光による分子構造研究

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第5224461号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス

熱中症発症リスクを警告及び監視する装置 No.

1-5

これまで、作業者の自己申告やWBGT（暑さ指数）に基づく間接的な熱中症のリスク管理であったものを、作業者の体温をモニタリングすることで、客観的に熱中症の発症リスクの高まりを作業者に警告するとともに、遠方にいる監視者にリアルタイムで作業者の身体情報を伝送するシステムです。

技術の特徴
特徴
以下のシステムで、作業者の熱中症リスクを回避します。
・作業者の鼓膜温を連続的にモニタリングし、熱中症の発症リスク管理を行う上で客観的な判断情報となる作業者の核心温（深部温）を予測し、危険性を判定
・警報または音声で作業者へ警告
・無線通信や電話通信回線等を利用し、監視者に複数の作業者の身体情報を送信し監視用端末上に表示(右下図）・身体情報には、心拍数、運動量、作業者の姿勢を含めることが可能
・骨伝導マイク・スピーカーを用いた無線通信で監視者と連携
警告

警報

装着状況
従来技術との比較
１ センサーの装着が容易（肉体的・精神的負荷が小さい）
２ 可視化された情報を基に熱中症の発症リスク管理が可能
３ 複数作業員に対して、遠隔かつリアルタイムで熱中症リスク管理が可能

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

最新型の耳掛けタイプ

監視端末の表示例
利用分野
１ 防護服を着用する環境
・原子力施設（保守、点検、廃止措置等）
・消防、警察（消防服、NBC用防護服）
２ 建設現場（アスベスト等除去現場等）

知財関連情報特許第4961618号（共願：㈱日本環境調査研究所、ワイマチック㈱）特許第5842237号
seika.riyou@jaea.go.jp

エマルションフロー法によるレアメタル等の回収

環境関連
No. 2-1“エマルションフロー法”とは、油のような水と混じり合わない溶媒を用いて、水に溶けている
溶存成分と水に懸濁・浮遊している固形成分の両方を、コンパクトでシンプルな装置を使って、低廉、簡便、迅速に回収・除去できる新しい手法です。

技術の特徴

水と油が混合・乳濁した流れ（エマルション流）の発生と消滅を、ポンプ送液だけで簡便に制御できる点が特徴です（下図を参照）。
溶媒、抽出剤、ｐＨ、添加塩類などの制御により、さまざまな金属を抽出できます。

（上）

（下）

従来技術との比較
１ 廃液処理コストを従来法の5分の1以下
２ 処理スピードは従来法の10倍以上
３ 装置サイズを従来の10分の1以下にコンパクト化
４ 排水に油分が混入しないので、環境にやさしい

Ver.2.1

利用分野
１ レアメタルの回収・リサイクル
２ 工業排水の浄化
３ 貴金属類の回収研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（実証プラントによる試験）

特許第5565719号
特許第5305382号
seika.riyou@jaea.go.jp

エマルション流の制御を利用した有価物の回収技術

環境関連
No. 2-2油のような水と混じり合わない溶媒を用いて目的成分を分離・精製する溶媒抽出では、まず水と油を混合して目的成分の抽出を促した後、排水のために水と油を分離します。この技術は、エマルショ
ン流（水と油の乳濁流）の制御により、送液のみで高効率な溶媒抽出を実現する新しい手法です。

技術の特徴

水と油が混合・乳濁した流れ（エマルション流）の発生と消滅を、ポンプ送液だけで簡便に制御できる点が特徴です。 オリジナル技術と比較して、処理する水溶液の装置内での滞留時間を長くできる、水溶液中の固形成分を積極的に捕捉して回収できる、などの新し
い工夫がなされた発展型です。
溶媒、抽出剤、ｐＨ、添加塩類などの制御により、さまざまな物質（溶存成分、固形成分）を抽出・回収できます。

発展型エマルションフロー
装置に設置する固形成分のトラップ部位

従来技術との比較
１ 廃液処理コストを従来法の5分の1以下
２ 処理スピードは従来法の10倍以上
３ 装置サイズを従来の10分の1以下にコンパクト化
４ 排水に油分が混入しないので、環境にやさしい研究のステージ
実証プラントによる試験段階
Ver.2.1

利用分野
１ レアメタル等の回収・リサイクル
２ 工業排水の浄化
３ 油水の分離
４ 固液分離（固形成分の回収）

知財関連情報特開2016-012369
seika.riyou@jaea.go.jp

環境関連
No. 2-3

希土類等金属抽出剤（DOODA)

新規な有機化合物、ジオキサオクタンジアミド（DOODA）はアクチノイド元素やランタノイド元素と結合して、有機相に高い回収率で分離することができます。

技術の特徴
DOODAは簡単な合成法で合成できます。
CH2

H2C

+

2HN(C8H17)2

C8H17

N

O

O

H2C
C

C8H17

CH2

O

C

C8H17

N

C8H17

O

DOODA化合物

DOODAは高濃度の硝酸水溶液中にあるアクチノイド、ランタノイド元素を効率よく分離できることが分かりました。下に硝酸濃度と元素の分配比との関係を示しています。分配比が100を超えると、一度の抽出試験でほ100％
回収できることを示しています。
一度で100%程度の回収率が期待できる
3

102

Aqueous phase:
HNO3
2

10

ランタノイド分配比/ D

アクチノイド分配比/ D

10Organic phase:
0.1M DOODA-C8/
n-dodecane

101
U(VI)
Pu(IV)
Am(III)
0

10

100

10-1

-1

10

(a)

10-2
-1
10

0

10

硝酸濃度/ M

従来技術との比較
１ あらゆる有機溶媒に溶解可能２ 高い硝酸濃度で効果はより大きい
３ 有機合成が簡単で、人件費などのコストが低いVer.2.1

101

Aqueous
Aqueousphase:
phase:HNO
HNO
3Organic3 phase:
Organic
phase /
0.1M
DOODA-C
8
0.1M DOODA/
n-dodecane
n-dodecane 25oC
Temperature:

1

10

10-2
-1
10

(a)
0

10

Sc
Y
La
Nd
Eu
Bi
1

10

硝酸濃度/ M

利用分野
１ レアメタルの回収、再利用
２ 放射能の除染技術研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第5354586号
seika.riyou@jaea.go.jp

新規な金属イオン抽出剤（MIDOA)

環境関連
No. 2-4

新規有機化合物、メチルイミノジオクチルアセトアミド（MIDOA）は、塩酸溶液中の金属イオン（Pdなど）を高収率で抽出できることがわかりました。本技術はMIDOAの合成方法及び金属の回収方法です。

技術の特徴
MIDOA化合物は下記のような構造で、メチルイミダゾールから室温で簡便に合成できます。
C8H17

CH2
N
C

N
C8H17

O

CH3
CH2
O

C

C8H17
N
C8H17

MIDOA構造

一度で100%程度の回収率が期待できる
MIDOAはPd, Os, Pt, Au, Hgを高収率で抽出する能力があります。
試料を溶解した塩酸溶液そのままから有機相に回収できます。
塩酸濃度と各元素の分配比との関係です。 分配比が100を超えると、一度の抽出試験でほぼ100%回収できます。

従来技術との比較
１ あらゆる有機溶媒に溶解可能
２ 合成が簡単、低コスト
３ Pd, Os, Pt, Au, Hgを効率よく回収研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ レアメタルの回収、再利用
２ 新規抽出剤利用

知財関連情報特開2014-025144
特許第5682889号（共願：茨城大学）
seika.riyou@jaea.go.jp

環境関連
No. 2-5

新規な金属イオン抽出剤（NTA)

新規有機化合物、ニトリロトリアセト（NTA）アミドの簡便な合成法及び利用法を開発しました。
塩酸溶液中のIn, Ga, Te, Bi, Re, Pdを高収率で簡便に回収できます。

技術の特徴

NTAアミドは高い塩酸濃度の溶液中にあるIn, Ga, Te, Bi,
Re, Pdを効率よく回収できることが分かりました。

NTA
一度で100%程度の回収率が期待できる

3

10

102

左に塩酸濃度と各元素の分配比との関係を示しています。
分配比が100を超え
ると、一度の抽出試
験でほぼ100%回収
できます。

1

10

2

分配比（D）

分配比（D）

10
100

(c)
-1

10

10-2
-1
10

1

10

Ga
In
Sb
Bi
Te

0

10
HCl濃度(M)

1

10

100
-1
10

従来技術との比較
１ あらゆる有機溶媒に溶解可能
２ 合成方法が簡単
３ In, Ga, Te, Bi, Re, Pdを効率よく回収研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

Re
Ru
Ir
Pd
Pt

(b)
0

10
HCl濃度(M)

1

10

利用分野
１ レアメタルの回収、再利用
２ 新規抽出剤利用

知財関連情報特開2014-152382
特開2014-105200（共願：和光純薬工業㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

希土類金属および鉛イオンの分離回
収用抽出剤

環境関連
No. 2-6

溶媒抽出法は金属イオンを分離する技術の１つです。この溶媒抽出法における金属分離の成否は、用いる抽出剤が大きな鍵を握っています。本発明では従来の工業用抽出剤より優れた抽出分離能を有するジグリコールアミド酸型新規抽出剤を開発しました。

技術の特徴

ジグリコールアミド酸型抽出剤の特徴

R1
R2

N

OH

O
O

O

R1,R2は同一又は異種のアルキル基

ジグリコールアミド酸型抽出剤① ワンステップで容易かつ安価に合成可能② 様々な金属イオンに対して高い選択性と結合力を有する③ C, H, O, Nの軽元素のみで構成されている④ 化学的に安定で、繰り返し利用が可能⑤ 水への溶解性が極めて小さい

希土類金属の相互分離

鉛イオン(Pb)の抽出分離

102

100

101

80

Pb

抽出率 / %

分配比

Cu

100
10-1
10-2

60

Cd
Zn

40

Mn
Co

20

Ni

10-3

La

Pr Sm Gd Dy Er Yb
Ce Nd Eu Tb Ho Tm Lu

希土類金属

従来の工業用抽出剤より、希土類金属に対する抽出分離能が優れている

従来技術との比較
１ 希土類金属に対して高い抽出分離能
２ 特に隣接軽希土の相互分離に有効
３ 鉛イオンに対して高い抽出分離能研究のステージ
試作検討段階（抽出剤の提供可能）
Ver.2.1

0

2

3

4

pH

一般的な遷移金属の中から、鉛のみを選択的に抽出可能

利用分野
１ レアメタルの湿式製錬
２ 廃棄物からレアメタルのリサイクル
３ 有害金属の除去

知財関連情報特許第5035788号、特許第5487506号
特許第5679158号、特許第5679159号
特許第5569841号、特開2013-202460
seika.riyou@jaea.go.jp

三価ランタノイドと三価アクチノイドの
分離方法

環境関連
No. 2-7

原子力利用により発生する放射性廃棄物中に含まれ、化学的に性質が似ているため相互分離が難しいとされる元素群（三価ランタノイドと三価アクチノイド）を、特別な前処理をせずに分離・回収できる方法です。

技術の特徴
 本技術は、化学的に安定・安価な活性炭やカーボンナノチューブなどの炭素材料を用いて、三価ランタノイドと三価アクチノイドの簡便な分離方法を提案するもの。

炭素材料を充填した円筒容器（カラム）に通液するだけ！！

 廃液の酸濃度をpH1.0-4.0に調整すること
のみで分離可能。
 炭素材料は、日常的、工業的に各種用途で利用されており、廃棄物処理についてもその方法が確立されている。
ポンプ

ある炭素材料を用いた分離試験例

従来技術との比較
１ 確立された方法は現状では無い
２ 特別な試薬や前処理が必要無い
３ 酸性条件下で分離可能研究のステージ
基礎研究段階Ver.2.1

ランタノイドが先に通過！

利用分野
１ 原子力
（放射性廃棄物処分のための前処理）
２ 分析

知財関連情報特許第5515093号
seika.riyou@jaea.go.jp

逆ミセルを利用して、希薄な金属廃水からナノ粒子を製造する方法

環境関連
No. 2-8

逆ミセルと呼ばれる分子集合体を利用して、金属などのナノ粒子（ナノメートル=10億分の1メート
ルのサイズの微粒子）を精製させる方法です。目的成分が希薄で不純物が多い廃液からも、粒径制御された目的成分のナノ粒子を製造することが可能です。

技術の特徴

界面活性剤

抽出

有機相の分取還元剤を添加抽出剤

各金属の抽出率 （％）

AuCl４-

100
80
60

Auのみを高選択的に抽出してナノ粒子化

水相： 1 M HCl 水溶液
有機相：5 mM AOT + 10 mM TODGA40

AOT：AerosolOT
TODGA：テトラオクチルジグリコールアミド

20
0 Fe

Cu

Ni

Zn

Pd

Pt

Au

模擬廃液中の金属従来技術との比較
１ 従来法とは異なり、目的とする金属だけを選択的に抽出してナノ粒子にできる
２ 従来法とは異なり、ナノ粒子にしたい
金属の濃度が薄い場合でも適用できる研究のステージ
試作検討段階（ラボスケールでの試験）
Ver.2.1

高抽出能、高分離能を実現する協同効果

平均粒径 5 nm
逆ミセル法で作製した金ナノ粒子のTEM（透過型電子顕微鏡）写真

利用分野
１ 廃水からの高付加価値材料の製造
２ 金属に対するナノテクノロジー

知財関連情報特許第5120929号
特許第5382563号
seika.riyou@jaea.go.jp

簡便・低コスト・高効率な揮発性
有機化合物（VOC）の除去技術

環境関連
No. 2-9

人体に悪影響を及ぼす揮発性有機化合物（VOC）を含む排ガスなどを、水と油の両方と混合・乳濁させることで、親水性VOCと親油性VOCを同時に高効率除去できる新しい技術です。ガスを送り込むだけで、簡便・小型な装置で、低コスト、高効率にVOCを除去できます。

技術の特徴
従来のVOC除去装置は、活性炭などの充塡材への吸着を利用するもの、燃焼により分解するもの、微生物により生分解するものなどが知られていますが、VOC除去効率が低く、高コストで大型といった問題がありました。本発明は、親水性VOCと親油性VOCの両方を、小型装置で簡便・低コストかつ高効率に、同時に除去できる技術です。

ポンプ

水、油との乳濁混合を利用した排ガス中VOCの除去装置
従来技術との比較
１ より高いVOC除去効率
２ より低い初期コスト、運転コスト
３ よりコンパクトな装置
４ より簡便でメンテナンスも容易

研究のステージ
試作検討段階（ベンチプラント）Ver.2.1

利用分野
１ 親水性VOC（イソプロピルアルコールなど）の除去
２ 親油性VOC（トルエンルなど）の除去
３ 親水性VOCと親油性VOCの同時除去

知財関連情報特開2014-42866（共願：和光合成樹脂㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

環境関連
No. 2-10

黒雲母を用いた希土類元素の濃縮方法

希土類元素（レアアース）は工業製品の性能向上に不可欠な元素群ですが、分離精製が難しい
ために生産性の向上が望まれています。今回の方法はレアアースを希薄な溶液から、天然鉱物を利用して濃縮する新しい技術です。

技術の特徴
天然鉱物である黒雲母を利用して，レアアースの希薄溶液から実用的なpH範囲で濃縮・回収できることが特徴です。

K

K

K

K

Eu

K

Eu

Eu
H2O

BSE

100μm

黒雲母におけるレアアース（ユーロピウム：Eu）濃縮の概念図
黒雲母中の微細な亀裂中に存在しているカリウム（K）がEuによって置換されることにより黒雲母中にEuが濃縮される

黒雲母の電子顕微鏡写真

Eu

100μm

黒雲母中のレアアース（ユーロピウ
ム：Eu）の濃度分布（濃縮後）

様々なpH条件におけるEuの収着率
溶液のpHが4以上の場合，溶液中のほぼ100%のレア
アース（ユーロピウム：Eu）が黒雲母に濃縮される

従来技術との比較
１ 天然鉱物を利用した初のレアアース濃縮方法
２ 特殊な薬剤が不要で環境負荷が少ない
３ レアアース産出国以外の国でも利用可能

Ver.2.1

利用分野
１ レアアースの回収・リサイクル
２ 資源・素材分野
３ 環境保全分野

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階（Eu、Gd）

特開2013-204104
seika.riyou@jaea.go.jpᨺᑕ⥺䜢౑䛳䛯㈗㔠ᒓ䛾ᅇ཰䛸ᅇ཰≀䛾ຠᯝⓗ䛺ά⏝⎔ቃ㛵㐃1R 

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No. 2-12溶液中のルテニウムを揮発分離するための電解セル装置

溶液中に溶けているルテニウム（Ru：白金属元素の一つ）を効率的に揮発分離できる電解セル装置を開発しました。

技術の特徴
従来の方法では、四酸化物（RuO4）すべてが揮発するわけではなく、一部は電解液に溶解し、その一部は未反応のRuと反応して二酸化物（RuO2）として沈殿するため、その処理には時間を要していました。
本技術の電解セル装置を用いることにより、溶液内において還元反応によって二酸化物が微粒子として沈殿することを防止でき、 これまで以上に迅速にRuを揮発分離することが
できます。
電極

ガラス管

6本挿入

RuO4(気体)
対極
作用極

RuO4(溶解)Φ120×1t×120H

RuO4(溶解)

120

ガラス
フリット

H

円筒の作用極を
容器内の最も外側に配置し対極を、
ガラスフリットを介して作用極に近接するように配置す
る電解セル

Φ120

Φ

RuNO(lll)
RuO2(沈殿)
電極の表面電位1.5V～

本技術では、自然電位を約１V程度に維持できる構造となっており、沈殿を防ぐことができる

使用済燃料からの再処理工程溶液

揮発分離の原理

従来技術との比較
１ 従来10％以上のRuが粒子になっていたが、本技術ではほとんどのRuを揮発２ 従来法の10倍以上の速度で電解可能

Ver.2.1

実用規模の電解セル

利用分野
１ 白金族元素（Ru)の回収（リサイクル）
２ 高放射性廃液ガラス固化処理運転の安定化

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第5754705号
seika.riyou@jaea.go.jp

塩素化エチレン類の脱塩素方法及び
脱塩素装置

環境関連
No. 2-13

有害で難分解性の塩素化エチレン（テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン等）を水に溶解させて電気分解を行います。溶解した塩素化エチレンが特殊電極と接触することによって、無害なエチレンに分解する技術です。電気分解であるため、通電を止めれば反応も停止するため安全です。

技術の特徴
+

pH調整剤
水酸化ナトリウム（NaOH）-

陽イオン交換膜

O2

エチレン

H2

分解

H2O
Cl O2

Cl -

H+

エチレン

C2H4

HCl

HCl

H+

Cｌ

Cl NaCl

Cｌ

H
+4Cl-

C=C
H

H
エチレン

図-1の処理原理では、テトラクロロエ
チレンの塩素を電極表面で発生した水素と置換（電解還元処理）すること
により無害なエチレンへ処理できます。

H2

Cl テトラクロロエチレン+4e- +4H+

テトラクロロエチレン

H2O

OH -

NaCl

H

Cｌ
C=C

C2Cl2
陰極
極（
陰
モネル合金
金）
）

ＤＳ
Ｅ電
電極
極）
）
陽極
極（
（
DSE

Cl -

Cｌ

テトラクロロエチレン

DSE電極

電解液
水酸化ナトリウム溶液

図-1 処理原理

-

P

+

硫酸
ナトリウム

陽イオン交換膜（隔膜）
熱交換器

P

LI
M

D
S
E

電極

モネル電極

HCl水槽

隔膜電解処理槽P
排水

図-2は、処理システムの概略系統になります。処理規模に応じてシステム
構成を見直すことも可能です。

P

P
中和槽
図-2 処理システム概略

従来技術との比較
１ 分解処理操作が簡単
２ 環境排出基準まで分解可能
３ 二次廃棄物の発生が少ない
４ 安全性が高い

Ver.2.1

利用分野
１ 環境廃液中の塩素化エチレンの分解
２ 放射線管理区域内の塩素化エチレン廃液の処理研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特開2013-039270（共願：荏原工業洗浄㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ポリイオン等を利用した土壌中セシウムの移行抑制と道路除染の新手法

環境関連
No. 2-14

福島の環境回復のための新しい技術として、ポリイオン等の高分子化合物を利用したセシウム
移行抑制技術及び道路除染技術を開発しました。土壌からの泥水流・粉塵の発生量が1/10以下に減少し、道路除染技術では、従来法で50％程度の除染率が90％以上に向上しました。

技術の特徴

泥水流・粉塵の発生量が1/10以下に減少→熊谷組が福島県飯舘村で実証試験

ポリイオン水の散布で固化した土壌片

従来法で50%程度の除染率が90%以上に向上→福島県川内村での道路除染などで活躍

ポリイオン水による道路除染の新技術

従来技術との比較
１ 泥水流・粉塵の発生量が1/10以下に減少
２ 従来法で50％程度の除染率が90％以上に向上

研究のステージ
実用化段階（現地実証試験段階）
環境省の除染技術探索サイト（DTOX）に登録
Ver.2.1

利用分野
１ 土壌からのセシウムの移行抑制
２ 道路等の人工物の除染

知財関連情報特開2013-185941（共願：茨城大学、北海道大学）
特開2013-242161（共願：茨城大学）
特開2014-006111
seika.riyou@jaea.go.jp

環境関連
No. 2-15

フェロシアン化物に吸着した
放射性セシウムの安定化処理方法

難溶性フェロシアン化物は、福島第一原発事故で発生した放射性セシウムの吸着材として利用されています。しかし、保管条件によっては有害なシアン化合物が発生する可能性があります。
シアン化合物を安易に分解して無害化すると、放射性セシウムの遊離が懸念されます。本件はジオポリマーを用いて、シアン化合物の分解と同時にセシウムを固定化できる新しい処理方法です。

技術の特徴
ジオポリマー*1材と混ぜ合わせて難溶性フェロシアン化物をペレット状などに固めた後(下左写真)、難溶性フェロシアン化物の分解温度(300～400℃)以上で焼成します。
ジオポリマーは耐熱性があり、焼成によるひび割れや脆化が生じません(下右写真)。
ジオポリマーはセメントと同様に、固化したい対象物を目的に合わせた大きさや形に整えることができます。
焼成前試料

焼成後試料

500˚C

① 有害なシアン成分が分解できることを確認しました。
② 水と接触してもセシウムはほとんど溶出しません。（右図）(セメントで固めて焼成したものは、水との接触でほとんどのセシウムが溶出しました。)*1ジオポリマー

100%
セシウムの溶出率

焼成処理により、

80%
60%
40%
20%
0%

5.0%

2.2%

ジオポリマー
GP/0.6
GP/0.9
固化物

セメント
OPC
固化物

非晶質アルミノシリケート系の無機固型化材料。
石炭灰や粘土鉱物などのアルミノシリケート材とアルカリの混合・養生により硬化する。

従来技術との比較
１ 難溶性フェロシアン化物の分解に伴って遊離したセシウムを固定化し、溶出を低減
２ 耐熱性を有し、加熱による脆化が生じない

Ver.2.1

利用分野
１ 難溶性フェロシアン化物の安定化処理
２ 有機系吸着材の安定化処理研究のステージ

知財関連情報基礎研究段階

特開2015-138000
seika.riyou@jaea.go.jp

環境関連
No. 2-16

水溶液添加による水中からの放射性セシウムの除染

放射性セシウムに汚染された水の除染を能率よく行う技術です。フェロシアン化カリウム溶液を加えると、水中の遷移金属とフェロシアン化カリウムが反応し、フェロシアン化物の沈殿が生成します。このフェロシアン化物沈殿がセシウムを吸着し、水中のセシウムを除染できます。

技術の特徴
フェロシアン化カリウム水溶液■フェロシアン化カリウム
食品添加物としても使用されています。鉄イオンとの反応によりできた沈殿物がセシウム除染にしばしば使われるプルシアンブルーです。

添加30分混合後セシウム汚染水
微量の金属（マンガン、鉄、
コバルト、ニッケル、亜鉛）を含んだ水にフェロシアン化カリウム水溶液を添加します。
必要量
フェロシアン化カリウム

沈殿物の回収フェロシアン化物沈殿が水中の放射性セシ
ウムを吸着します。

例)
ポリマーによる回収

0.063 μg

2×10-9μmol/L
Cs-137に100 Bq/kgで汚染された水 1万 Lを除染するために必要な量
金属（鉄など）従来技術との比較
１ 一般的な試薬を使用するため、薬品のコストが安い
２ 水中の金属を利用するため、廃棄物量が少ない
３ 60Coなど遷移金属核種も除染できる研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

利用分野
１ 排水の放射性セシウム除染処理

知財関連情報特開2014-048164
seika.riyou@jaea.go.jp

環境関連
No. 2-17

セシウムイオン吸着剤

水への分散性が高く、素早く高効率でセシウムイオンを吸着する高分子ー無機ハイブリッド
微粒子材料です。多糖が形成するゲル微粒子中でフェロシアン化物を結晶化させることによって、短時間で多量のセシウムイオンを吸着出来る材料を実現しました。

技術の特徴

セシウムイオンを選択的に吸着するプルシアンブルーをゲル微粒子中で合成することにより、ゲル微粒子ープルシアブルー複合体を合成出来る点が特徴です。

非常に高い分散性を示し、高効率でセシウムイオンを吸着することが出来ます。

従来技術との比較
１ 高セシウムイオン吸着速度
２ 高セシウムイオン吸着量
３ 高い水分散性研究のステージ
基礎研究開発Ver.2.1

利用分野
セシウムイオンの吸着除去

知財関連情報特開2015-147860（共願：京都大学）
seika.riyou@jaea.go.jp

イオン液体を用いた廃棄物の除染、ウランの回収法

環境関連
No. 2-18

イオン液体は、イオンのみで構成される塩で、低融点,不揮発性、高導電性といった性質を持つ
溶媒で、本手法は、これを処理媒体として使用し、より安全かつ環境負荷の少ない方法で放射性廃棄物を除染し、ウランを回収する技術です。

技術の特徴

環境負荷の少ない環境調和型溶媒（グリーンソルベント）として知られているイオン液体
を処理媒体として使用し、ウランにより汚染した金属類をクリアランスレベル（放射性廃棄物として扱う必要のないものを判断するレベル）までウランを除去するとともにイオン液体に溶け出したウランを固体として回収する方法です。

陰極

陽極

イオン液体
UO2
UO22+
溶解した
ウラン

ウランが溶解したイオン液体

汚染した金属類
陰極に析出したウラン

従来技術との比較
１ 腐食性,揮発性がなく、安全性が高い
２ 繰り返し使用が可能で、環境負荷が少ない

研究のステージ
基礎研究段階Ver.2.1

利用分野
１ 廃棄物の除染
２ 核燃料再処理

知財関連情報特許第4753141号
seika.riyou@jaea.go.jp

電解凝集法による除染廃液等からの放射性物質の除去

環境関連
No. 2-19

電解凝集法とは、液中の汚染物質を電気化学的に分離・除去する技術であり、化学薬品を使用しないため環境にやさしく、コンパクトで簡易的な装置で優れた性能を発揮します。この技術を除染技術に適用できるように高度化に成功しました。

技術の特徴

放射性物質に吸着性のあるゼオライト等の粒子は、粒が細かい程吸着性能が良くなりま
すが、粒が細かい粒子は一般的に回収が困難です。電解凝集法は、微細粒子を効率的に凝集、沈殿、除去できるため、放射性物質の迅速な除去が可能となります。
装置構成は特殊な電極と電源のみで、非常にコンパクトで簡便です。

陽極

陰極

凝集促進剤

M
②凝集促進剤による大粒化

H2

吸着粒子
セシウム等の
汚染物質

M3+

①吸着

微粒子

M(OH)3
水酸化物フロック

電解凝集法によりセシウムを凝集・沈殿
させた例

OH-

電解凝集法による汚染物質の除去プロセス

従来技術との比較
１ 短時間で大量処理が可能
２ 凝集剤等の化学薬品を使用しないので、環境にやさしい３ 装置サイズのコンパクト化と工程の簡素化
４ フィルタ等が不要であり、廃棄物の低減化

Ver.2.1

利用分野
１ 除染廃液の浄化
２ 地下水や池、湖等の除染
３ 工業排水の浄化研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特開2013-142573（共願：㈱イガデン）
seika.riyou@jaea.go.jp

セメントを使わない放射性廃棄物の固化処理方法環境関連
No. 2-20

セメントはアルカリ性であることから、固化する放射性廃棄物等にアルミニウムや鉛が含まれている場合、セメントと反応しガスが発生し固化することが難しくなります。
本方法では、中性の固化剤を用いることで、アルミニウムや鉛を含む放射性廃棄物でも安定に固化できます。

技術の特徴○ セメントを使わず放射性廃棄物を固化できます。
○ 酸化マグネシウムとリン酸二水素ナトリウムの反応により、中性の固化体が出来ます。
（NaH2PO4+MgO+5H2O→MgNaPO4・6H2O）○ 中性の固化体が出来るため、アルカリと反応するアルミニウムや鉛を含む
放射性廃棄物でも安定して固化することが出来ます。
○ 従来のセメント混練装置と同等の装置構成で、固化体を作ることが出来ます。
○ 取扱いの容易な一般の材料を使うため、特殊な装置構成は不要です。
○ セメントより、固化時間が短いため、短時間で固化体を作ることが出来ます。

ホッパ

モーター
撹拌
装置

酸化マグネシウム
供給配管

容器

図 固化体の外観

従来技術との比較
１ セメントと反応するアルミニウム等を含む廃棄物でも、前処理不要
２ 放射性廃棄物をそのまま固化できるので、放射性物質の拡散が低減可能
３ セメントよりも短い時間で固化可能研究のステージ
基礎研究段階Ver.2.1

図 混練装置の⼀例

利用分野
１ 放射性廃棄物処理施設
２ 原子力発電プラント
３ 有害・産業廃棄物処理施設

知財関連情報特許第4787998号
seika.riyou@jaea.go.jp

放射線加工ゲルを用いた吹付和紙

ナノ・材料
No. 3-1

和紙の原料液を吹きつけることで、和紙の質感と風合いを損なうことなく、和紙の立体オブジェ
や和紙被覆の壁板等の建設資材を製作できます。

技術の特徴
手漉き和紙の原料液に放射線照射で改質した高吸水性ハイドロゲルを添加することで適度な粘性をもたせ、スプレーガンで吹付けた際に和紙材が流れ落ちにくくしました。立体的な型への吹付けやパネルなどの建築資材に吹付けて乾燥させることで、和紙の風合いがそのままで、骨組部材のないランプシェードや
立体オブジェなどの室内装飾品や新規建築資材を製作できます。

立体型への吹付け作業

伝統的手漉き作業

壁パネルへの吹付け作業

従来技術との比較
１ 骨組工程がなくシームレスな立体形状物
２ 質感、風合い、外観 等が優れた和紙被覆の木材、ガラス、アクリル等のパネル製品

Ver.2.1

利用分野
１ インテリア・照明器具
２ 室内装飾３ 建築素材研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第5386741号
特許第5376337号
seika.riyou@jaea.go.jp

ハイドロゲル塗工和紙及び消臭和紙

ナノ・材料
No. 3-2

和紙に高吸水性ハイドロゲルを塗工したり、更に消臭剤とハイドロゲルを混ぜた層を挟み込むことで、高性能・高機能な和紙が得られます。

技術の特徴
１．ハイドロゲル塗工和紙
放射線照射で改質した高吸水性ハイドロゲルを和紙の両面に塗工し、内部に浸透させることで、和紙本体の吸水率を一定に保ち、和紙の欠点である湿度による伸縮を防止できます。これにより壁紙や金箔用裏打ち用紙に最適な新機能の製品が製造できます。また、抗菌剤を混入することで抗菌性も付与できます。
２．消臭和紙消臭剤としてヨウ素アニオン交換樹脂及び効果持続安定剤としてトルマリンとハ
イドロゲルを混入した和紙の層を、更に薄いハイドロゲル塗工和紙でサンドイッチ
することで、水洗いも可能な高機能性消臭和紙を実現しました。

高機能性消臭和紙の実施形態断面図

従来技術との比較
１ “水分安定性があり、湿度に強い”
高性能和紙
２ “抗菌性や消臭性を有する”高機能な和紙が得られる研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ 印刷・紙器材料、住宅素材・インテリア
２ 保存箱、運送資材
３ 医薬品・化粧品、病院、介護関係

知財関連情報特許第4899160号（共願：石川製紙㈱）特許第5229829号（共願：石川製紙㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-3

レーザー用遮光シート

レーザー作業現場にて作業区域を容易に確保することを目的に開発したレーザー光の遮断に優れ、軽量で持ち運びが容易な仕切り材です。

技術の特徴
高出力レーザーを産業界や原子力施設の廃止措置等に利用する場合は、レーザーの種類に応じた安全対策を講じることが義務付けられています。その一つとしてレーザー管理区域を設定し、区域への立入制限をします。この仕切シートを用いることで、容易にレーザー管理区域を設定することができます。
レーザー光の減衰層とシート自体が容易に損傷しないよう一般の溶接作業などに用いられる
スパッタシート同等の性能を有する耐熱層と耐炎層を張り合わせた３層構造
レーザー光①製品はカーテン状での使用を想定②厚さ：3 mm以下
③レーザー光強度減衰率
OD6（1/1000000に減衰）以上④波長：可視域 ～ 赤外域

従来技術との比較

利用分野

１ 現場にて容易に設置可能
２ すぐれたレーザー光減衰性能
３ 耐熱・耐炎性をあわせもつ

１ 一般のレーザー加工産業
２ 原子力施設の廃止措置

研究のステージ

知財関連情報実用化段階（活用され始めた段階）

特開2015-202600（共願：ウラセ㈱）Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

短時間で大量にプラスチックレンズ等の光学部材を着色する技術

ナノ・材料
No. 3-4

短時間で大量処理が可能な放射線照射により、所要の青色光カット率が確実に得られるようプラスチックレンズ等光学部品を着色します。

技術の特徴

プラスチック基材自体が発色するので、従来の染色法のように色素粒子による視界の鈍化がなく、高コントラストで、くっきりと見えるレンズが製作できます。
放射線照射後に発色が安定化するまで所定の時間（例えば100日）が必要なので、照射線量と製品の青色光カット率の関係を数値データベース化し予測計算することで、確実な照射条件を提供できます。このデータベースは、ハードコートなどのコーティ
ング材付のプラスチックレンズにも対応可能です。
また、本法は既に使用中の眼鏡レンズを着色加工するサービスも可能です。

照射量比較
100
90
80
70
透 60
過 50
率
40
％
30
20
10
0

ブルー光
低減

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

製品例

波長nm
通常レンズ〔無色〕

５kGy照射レンズ

従来技術との比較
１ 高品質
２ 染料工程の廃液発生がない
３ 簡単な処理工程管理

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

25kGy照射レンズ

利用分野
１ 眼鏡メーカ
２ ファッション・スポーツ用品
３ ＬＥＤ等光学機器、材料メーカ

知財関連情報特許第5509424号、特許第5322063号
特開2014-153620、特開2015-191147（4件共願：㈱サンルックス）
seika.riyou@jaea.go.jp

軽くて錆びないチタン製刃物の製造方法

ナノ・材料
No. 3-5

単一の刃物素材としては不適だが、軽い・錆びない・着色可能なチタン金属を利用し、クラッドメタル（合わせ板）製の２種類の刃物を実現しました。

技術の特徴
鋼に比べて柔らかいため、チタンだけでは刃物としての切れ味が劣ります。
そこで、

１. 刃先がステンレス鋼のチタン
金属クラッドメタル製の刃物機構の「チタン系金属の肉盛溶接方法」の技術を使用して、銅合金等の中間層を介在させるとともに、同機構の持つ「異材継ぎ手の製造方法」の技術を使用して、クラッド素材の内部の酸素除去を行うことにより、層間剥離の起こりにくいチタン
クラッド刃物を製作しました。

チタンクラッド刃物の実施例（陽極酸化処理で着色）

２. 刃先がセラミック粒子複合材のチタン金属クラッドメタル製の刃物
チタン粉末に硬質物質（炭化ケイ素）を分散させた複合チタン合金を刃先とし、チタン
金属をクラッドした刃物を製作しました。

従来技術との比較
チタン材料は軽量、耐食性、耐久性に優れ、刃物に活用したい材料であるが、他の金属との接合性が悪く、利用できなかった。

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ 包丁
２ ナイフ
３ 理容鋏

知財関連情報特許第5354202号（共願：武生特殊鋼材㈱）特許第5858398号（共願：武生特殊鋼材㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

超短パルスレーザー光を用いたステン
レス鋼表面の応力腐食割れ防止方法

ナノ・材料
No. 3-6

超短パルスレーザー光をステンレス鋼の表面に集光照射することで、その表層を蒸発除去することが出来ます。ステンレス鋼の表面が引っ張り残留応力状態にある場合、ハロゲンイオンや放射線照射により割れが発生することが知られています。蒸発除去により割れに強い表面にすることが可能です。

技術の特徴
切削や溶接などの加工が無くては大型構造物の製造・建設は出来ませんが、このような加工を行うと材料強度は著しく下がります。
ナノ秒パルスレーザーを使い水中でのレーザーパルス照射による表面に圧縮応力導入することで割れを防止する技術が実用化されています。 しかし、水を使うことで装置を防水構造にする必要があることや、水を嫌う対象の場合は制限があります。
超短パルスレーザー蒸発は、水を使うことなく乾燥大気中で引っ張り残留応力の存在す
る表面を除去するもので、割れ防止として、効果的な手法です。
引っ張り残留応力が残っているステン
レス鋼表面は応力腐食割れが発生

超短パルスレーザー光による表層の蒸発除去

500m

シュラウド表面100µm

冷間加工により生じた
表面硬化層

炉心シュラウド（SUS316L）のひび割れ

従来技術との比較
１ 水を必要としない
２ 問題となる表面を除去するため応力が残留しない

Ver.2.1

利用分野
１ 溶接部分の応力腐食割れ防止
２ 放射能汚染した表面のクリーニング

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階（実証機による試験）

特許第4528936号
seika.riyou@jaea.go.jp

高温環境での機械強度に優れた
酸化物分散強化型(ODS)鋼

ナノ・材料
No. 3-7

600℃超の高温で長期間使用しても材料の劣化が進みにくく、且つ加工性等の工業材料に必要な性能も具備した従来にない耐熱鋼です。本素材を高温部材に適用することで、飛躍的な長寿命化が期待できます。鉄鋼材料の組織を原子レベルで制御することで究極の耐熱材料の開発に成功しました。

技術の特徴
高温環境で長時間使用しても、強度劣化が生じにくい特徴があります。従来の耐熱鋼に比べて、高温下での破損寿命が千倍以上に改善します。特に材料に加わる力が100MPa以下の条件で、効果が著しく１万倍以上の破損寿命の改善も期待できます。
 代表的化学組成 (wt%) ： Fe-0.13C-9Cr-2W-0.2Ti-0.35Y2O3

従来技術との比較
１ 高温強度部材の千倍以上の破損
寿命の改善→ 素材の薄肉化、 部材の長寿命化
２ 商用のODS鋼に比べて、加工性が非常に優れている研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

利用分野
１ 原子炉の燃料被覆管
２ 核融合炉材料
３ 火力発電材料
４ その他高温部材

知財関連情報特許第3753248号
特許第4413549号
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-8

耐食性と高温強度に優れた
酸化物分散強化型(ODS)高Cr鋼

600℃以上での耐食性、高温強度と靱性の3特性全てにおいて優れた性能を実現することは、
これまでの耐熱鋼では困難でした。しかし、本技術を用いたODS高Cr鋼ではこれを実現することが可能です。

技術の特徴

高温強度、靱性、耐食性を並立させた耐熱鋼を実現

200

・代表的化学組成(wt%)：Fe-0.13C-11Cr-0.4Ni-1.4W-0.2Ti-0.35Y2O3
10

700℃

高温強度高い＆長寿命

ODS鋼
ODS高Cr鋼

100
90
80
70
50

通常の耐熱鋼
高温強度低い
＆短寿命

100

靱性が高い
(変形はするが壊れにくい)

8●製造方法最適化▲従来法

60●製造方法最適化▲従来法

衝撃吸収エネルギー, E (J)Stress,  / MPa
高温強度 (クリープ破断応力,
 [MPa])300

1000
破断までの時間, t [h]

6

4

2

0
-200

靱性が低い
(変形せずに壊れやすい)

-100

0

100

200

300

温度, T (℃)

本技術で製造したODS高Cr鋼は、従来の耐熱鋼では並立の難しかった、耐食性、高温強度、靱性の3特性にいずれにおいても、優れています。
ODS高Cr鋼

SUS316

従来技術との比較
１ ステンレス鋼に匹敵する耐酸化性
２ 耐照射性に優れ、通常の耐熱鋼を凌駕する高温強度
３ 室温でも良好な靱性

Ver.2.1

酸化物の分散だけでなく、耐食性に寄与するCrをはじめとした組成調整の実施(高Cr化)や、製造方法の最適化によって実現した、高耐食性・高強度鋼です。

利用分野
１ 高速炉燃料被覆管や核融合炉※高温・中性子照射環境

２ 火力プラントなど研究のステージ

知財関連情報試作検討段階

特開2015-000992
seika.riyou@jaea.go.jp

高温強度に優れる酸化物分散強化型(ODS)鋼をパイプ状に精密加工する技術

ナノ・材料
No. 3-9ODS鋼は、600℃超の高温で長時間使用しても、強度が劣化しにくい特徴があります。その反面、従来の鉄鋼材料に比べて加工性が劣ることが課題でした。本技術は、この課題を解決し安定的に高品質で細径・薄肉のODS鋼管を製造することを可能とするものです。

技術の特徴
ODS鋼など加工性が必ずしも良好ではない材料を薄肉細管状に加工することができます。本技術は、加工途中のODS鋼の材料組織を精緻に制御できるので、寸法精度に優れるだけでなく、ODS鋼管の強度特性が優れる
特徴があります。

高温強度に優れる究極の鉄鋼材料“ODS鋼”を精密に製管する技術

従来技術との比較
１ 細径・薄肉のODS鋼管を安定的に製造できる唯一の技術
２ ODS鋼特有の強度の異方性を解消することで、周方向および軸方向ともに優れた強度を実現

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

利用分野
１ 原子炉の燃料被覆管
２ 核融合炉材料
３ 火力発電材料
４ その他高温部材

知財関連情報特許第3073981号
特許第3672903号
特許第3171185号
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-10

耐粒界腐食性に優れた超高純度
ステンレス鋼

材料の腐食性に影響を及ぼす有害不純物を極力取り除き、耐食性を向上させた超高純度（Extra High Purity: EHP)オーステナイト系ステンレス鋼です。

技術の特徴
第１段階でＣａハライドを用いた精製、第２段階で電子ビーム炉を用いた精製により、有害不純物量100ppm以下の超高純度ステンレス鋼を溶製する。
下の写真のように、沸騰硝酸中で従来ステンレス鋼（SUS304ULC）は腐食されるが、EHPステンレス
鋼（SUS310EHP ）ではほとんど
腐食は認められない。

溶接による耐食性の劣化も少なく、溶接金属に同じ
EHPステンレス鋼（共材）を用いることができ、別途溶接金属を用意する必要がない。
熱影響部

母材

SUS304ULC

EHPステンレス鋼の溶接継手
SUS310EHP
溶接金属

沸騰硝酸中腐食試験の結果

従来技術との比較
１ 耐粒界腐食
２ 耐応力腐食割れ
３ 溶接割れ抵抗性研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

溶接継手表面の沸騰硝酸中腐食試験の結果

利用分野
１ 硝酸の製造、リサイクル施設用材料
２ 厳しい腐食環境下で稼働する化学プラント
用材料

知財関連情報特許第5756935号（共願：㈱神戸製鋼所、㈱コベルコ科研）
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-11

粒界制御型耐照射性ＳＵＳ３１６相当鋼及びその製造方法

簡便な加工熱処理により耐照射性及び耐食性を向上させた耐照射性SUS316相当鋼を実現
しました。

技術の特徴

原子炉炉心に使用される材料として耐照射性SUS316鋼が開発されているが、より高出
力、長寿命の原子炉炉心に適応できる材料が求められています。
この耐照射性SUS316鋼へ簡便な加工と熱処理を施すことにより、この材料の耐照射性
及び耐食性の向上を実現しました。
耐照射性SUS316鋼を容体化処理し、その後僅かな冷間加工を施し(3%)、更にその後容体化処理温度以上の温度で熱処理を行うことにより、鋼中に存在する粒界の性質が変わり、この粒界の性質の変化が耐照射性と耐食性の更なる向上に寄与しています。

耐照射性と耐食性を向上させる加工熱処理プロセス

従来技術との比較
本技術の適用により、腐食されやすい粒界の密度が、54%から17%に飛躍的に減少研究のステージ
試作検討段階（照射試験として、電子線照射試験及びHeイオン照射試験を実施）Ver.2.1

容体化処理後の粒界組織(腐食されやすい粒界の密度が高い)

加工熱処理処理後の粒界組織(腐食されやすい粒界の密度が減
少すると共に、その粒界が腐食されにくい粒界で分断されている)

利用分野
原子炉炉心等、放射線照射下で使用される部材
化学プラント等、腐食環境下で使用される部材

知財関連情報特許第5205577号（共願 ：北海道大学、東北大学）
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-12

シリサイド析出強化型の高耐久性
Ni基耐熱合金

超高純度（Extra High Purity: EHP)溶製技術により、有害不純物を極力取り除き偏析を抑制した高Cr-W-Si系のNi基耐熱合金です。 900℃の実用温度域で、耐食性、耐放射線性、耐摩耗性が要求される環境に適用できます。

技術の特徴
耐熱合金のナイモニックPE16TMやインコネルTMは、析出相（’やM6C）
により強化されています。開発合金の析出強化相はG相（Wリッチ、
Siリッチ、Niシリサイド）であり、下図に示すように高温での安定性が優れており、高温での延性低下を抑制できます。

下図は、高速増殖炉の照射環境を模擬したイオ
ン照射試験の結果です。
改良SUS316鋼（PNC316)には、照射により多量の空孔が、’系Ni基耐熱合金でも空孔が生成しました。本Ni基耐熱合金では、空孔生成が抑制され体積膨張（スエリング）はほとんどなく、良好な耐照射性を示します。

空孔

1100

空孔

900

’粗大化域

600

’安定域

700

200nm

100nm

800

G相安定域

時効温度、℃

1000

PNC316鋼
スエリング量3.4%‘系Ni基EHP合金（PE16相当）
スエリング量0.2%500
空孔

Ni基耐熱合金の析出強化
相の安定域

50nm

耐照射性の比較評価例

G系Ni基EHP合金
スエリング量0.01%以下

従来技術との比較
１ 耐食性
２ 耐放射線性
３ 耐摩耗性研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

利用分野
１ 高放射線下使用材料
２ 高温部材知財関連情報特許第5572842号(共願：㈱神戸製鋼所)
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-13マイクロ波吸収・発熱効果を利用した
金属酸化物粉末の製造方法

金属硝酸塩または酸化金属硝酸塩をマイクロ波加熱により効率的に脱硝し、金属酸化物粒子を得るため、生成物である金属酸化物粒子を溶液に添加し、マイクロ波で加熱、脱硝する
新しい手法です。

技術の特徴

金属の種類によってマイクロ波加熱で酸化物を得られるものと得られないものがあります。
例えば銅の硝酸塩水溶液については、マイクロ波加熱により酸化銅を得ることができますが、ニッケルの硝酸塩水溶液では、マイクロ波加熱では酸化ニッケルを得ることが難しく、未脱硝体となることが問題です。
そこで、あらかじめ溶液にマイクロ波感受性の高い金属酸化物を添加し、マイクロ波を照射することで効率的に脱硝反応を進行させることが可能となります。

マイクロ波
通常のマイクロ波
加熱
中間生成物のマイクロ波感受性が低いため、脱硝が進行しない。

酸化ニッケル添加によるマイク
ロ波加熱
酸化ニッケルのマイクロ波感受性が高いため、脱硝が進行する。

酸化ニッケル粉末
硝酸ニッケル水溶液

中間生成物（未脱硝体）

従来技術との比較
１ 金属硝酸塩の溶液をマイクロ波加熱により効率的に脱硝
２ 添加量の増加により脱硝時間は約２分の１に低減可能

Ver.2.1

未脱硝体

酸化ニッケル

生成物（酸化ニッケル粉末）

利用分野
１ 金属酸化物粉末の合成
２ マイクロ波加熱・処理研究のステージ

知財関連情報試作検討段階（小規模試験設備）

特許第5555869号
seika.riyou@jaea.go.jp

金属酸化物粒子の製造方法

ナノ・材料
No. 3-14

金属酸化物粒子の原料である金属硝酸塩の溶液にカーボン粒子を添加することにより、マイクロ波
加熱で短時間で効率よく粉末を製造することができ、また、製造される粒子の特性を調整することができる新手法です。

技術の特徴
原料溶液中にマイクロ波吸収性の高いカーボン粒子を添加し（下図参照）、マイクロ波
加熱装置により金属酸化物粒子を製造するまでの加熱処理時間が短縮できます。

原料溶液（硝酸銅）

金属酸化物粒子（酸化銅）

従来技術との比較
１ マイクロ波加熱時間が従来の2分の1
２ カーボン粒子添加により粒径調整可能
３ 従来（液相処理＋熱処理）に比べてプロセスが簡略

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

SEM写真（カーボン粒子1.2g添加）
カーボンを添加することにより、マイクロ波加熱のみの場合に比べ微細な粒子径を持つ粉末が得られます。

利用分野
１ 粉末の合成
２ 化学プロセス
３ 蒸発乾固処理

知財関連情報特許第5861183号（共願 ：広島大学）
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-15

シリカ／ポリマー複合型イミノ二酢酸系
キレート吸着材

多量のナトリウムと微量の金属元素を含む溶液から、微量の金属元素の分析を阻害している
ナトリウムのみを取り除く新しい手法です。従来のキレートディスク方式に比べ、カラム方式を用いることで迅速な処理が可能となるとともに、簡便な装置を用いることができます。

技術の特徴
 微量の金属元素のみを選択的に吸着するシリカ／ポリマー複合型イミノ二酢酸系キレート吸着材（SiO2 iminodiacetic
acid resin：SIDAR）を用います。

10 µm

SIDARの外観

 多量のナトリウムと微量の金属元素を含む溶液をSIDARへ通液すると、ナトリ
ウムのみが通過し、微量の金属元素は吸着されます。

カラムの外観 その後、ここへ硝酸（３M）を通液すると、吸着された微量金属元素が脱着され、微量金属元素のみ含む溶液が得られます。また、吸着剤も再生されます。

図１ 微量金属元素の分離装置

0.5

10
*

0.4

Feed

Eluent 3M HNO

3

o

3

8

Al(III)
Ce(III)
Co(II)
Eu(III)
Mg(II)
Nd(III)Sm(III)
Na(I)
pH

0.2

6

pH

C/C

Wash solution(pH=3 HNO )DeadVolume0.3

ナトリウムのみ
吸着剤を通過

4

0.1

0

10μm

2

0

5

10

Bed Volume

15

20

0

微量金属元素のみ含む溶液（吸着剤再生）図２ 微量金属元素の分離挙動

従来技術との比較
１ 金属元素の吸着速度が速く、迅速な処理が可能２ 一般産業で用いられるカラム等を利用可能であり、コストを削減

研究のステージ
試作検討段階（ラボスケール実証試験）
Ver.2.1

利用分野
１ 海水中の微量金属元素の分析
２ 低レベル放射性廃液の分析
３ 海水中の有用金属元素の回収

知財関連情報特開2014-025779（共願：芝浦工大）
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノ・材料No. 3-16

白色発光材料，溶媒センサー

金化合物を液状化して白色発光体にしました。この発光体をさまざまな有機溶媒に添加し、発光色による溶媒識別を可能にしました。

技術の特徴
⽩⾊パネル・⽩⾊光源としての利⽤例
金（I）チオシアン酸化合物を液状化してガラス板上に滴下する。
ガラス板を挟んだ状態にして、冷却しブラックライトをあてると白色に発光する。

この化合物少量をさまざまな有機溶媒に添加し、冷却しブラックライトをあてると溶媒に応じて異なる発光色を示す。

金でなくても金属塩であればイミダゾリウム塩を用いて液体化できます。

1滴(10L未満)
垂らす（凍結）＠蛍光灯

365 nm照明下
滴下後，展開する

ブランク@365 nm

365 nm照明下

図１

365 nm(ブラックライト)
イオン液体

アセトニトリル

ジクロロメタン
図２

従来技術との比較
１ 単体で白色発光可能
２ 発光色で溶媒識別Ver.2.1

利用分野
１ イルミネーション，ディスプレイ
２ 化学センサー

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階（少量試作）

特許第5522352号
seika.riyou@jaea.go.jp

アセトン

金属ナノ粒子分散による液体アルカリ金属の活性抑制技術

ナノ・材料
No. 3-17

本技術は液体金属中に分散した金属ナノ粒子の原子間相互作用を利用し、液体アルカリ金属
自身の化学的活性度を抑制する技術に関する発明です。

技術の特徴

ナノ粒子分散アルカリ金属のイメージ
粒子の周囲のナトリウム原子ナトリウムとナノ粒子（遷移金属）との組合せにより実現

ナノ粒子

原子間相互作用
原子間結合力
電荷状態が変化

ナノ粒子の周囲にアルカリ金属（ナトリウム）が原子間結合を起こし、強く結合している。

ナトリウムとナノ粒子分散ナ
トリウムの燃焼挙動の比較：
ナノ粒子分散ナトリウムは燃焼温度が低下し、燃焼が自己終息する抑制効果が現れている。
従来技術との比較

利用分野

１ 液体アルカリ金属の活性を抑制する技術はなかった
２ 安全設備の負担が低減

１ 高速炉（冷却材）への適用
２ NAS電池
３ 液体アルカリ金属の反応抑制研究のステージ

知財関連情報基礎研究段階Ver.2.1

特許第3930495号、特許第4258818号
特許第5364948号、特開2015-034765（前記４件共願：三菱重工業㈱）、特許第3935870号
seika.riyou@jaea.go.jp

ナノテクノロジを利用した新しい発光材料

ナノ・材料
No. 3-18

本技術は照明などに用いられる発光体にニッケル、チタニウムなどのナノ粒子を10-100ppm添加し、好適な発光材料及びその発光材料を用いた発光体及び発光方法に関する発明です。

技術の特徴

ナトリウムランプの使用イメージ

ニッケル粒子分散ナトリウム

無添加ナ
トリウム
従来技術との比較
１ 発光に要する励起エネルギーが少ない
２ 励起エネルギーに対する発光輝度が非常に高い研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

ナノ粒子分散ナトリウムを発光材料として用いたナトリウム灯（発光体例）

利用分野
１ 照明技術２ ランプ技術

知財関連情報特許第4258818号（共願：三菱重工業㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

高性能傾斜材料の製造方法

ナノ・材料
No. 3-19

本発明は、二つ以上の異なる元素または同位体により構成される材料に、地上の1万倍以上の強い遠心力を加えることで結晶状態を変化させ、材料特性を向上させる方法です。

技術の特徴a) 標準状態b) 圧力場下c) 遠心加速度場下
遠心力

：重い原子
：軽い原子
等方的に圧縮一次元格子歪み (原子位置のシフト)

図1 強い遠心加速度場下の特異な結晶状態

a)

b)

c)

遠心力

0.5mm

図2 バンドギャップが原子スケールで連続的に傾斜したSe-Te半導体固溶体a)遠心処理後のSe70Te30半導体円板状試料断面の顕微鏡写真、b）組成、
c）Se及びTe の3d電子の結合エネルギー得られる効果：1) 組織(結晶)の微細化 →例えば、熱電材料の性能指数向上が期待されます。
2) 異方性組織の導入 →例えば、傾斜機能材料が得られます(図２)。

従来技術との比較
微粉末の焼結等に比べ、原理的に密度が高い材料が得られる

研究のステージ
基礎研究
Ver.2.1

利用分野
１ 熱電材料の性能指数向上
２ 広い温度範囲で平均効率が高い熱電発電
３ 任意の電磁波の波長範囲での光エミッタ/センサ

知財関連情報特許第5130605号（共願：熊本大学）
J. Appl. Phys. 101, 113502 (2007)
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-1

直動式ポンプ装置

各種気体や液体を高圧供給するための工業用の高圧ポンプ等に好適なポンプで、摺動摩擦が少なく、脈動の小さい直動式ポンプです。

技術の特徴
摺動摩擦を低減し、ピストンの時間当たりの移動量を等しくして、吐出流量変化率を抑え、脈動の少ない点が特徴です（下図を参照）。
・ピストンを直動式、ピストンリングの採用により摺動摩擦を低減。
・左右にピストンを配置した往復駆動により、脈動を抑制。
・接液部にSiC等の耐食部材の採用により、高温、強腐食性流体の移送が可能。
ピストンリング

高温の高温の直動式ポンプ概念図

試作ポンプ

従来技術との比較
１ 摺動摩耗の低減
２ 脈動の抑制
３ 高温、強腐食性流体の移送が可能

利用分野
工業用高圧ポンプ研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（試作機による信頼確証試験）

特許第5114716号

Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-2

熱交換装置

1000℃近い熱媒体が流入する熱交換装置において、外部からの冷却水を用いることなく、
圧力容器に炭素鋼など、安価な汎用材料の使用を可能とする技術です。

技術の特徴
高温で使用される熱交換装置では、圧力容器への耐熱材料適用、又は、内部への保温材施工が必要でした。

圧⼒容器

1000℃近
い熱媒体
（高温）

主流の
1%程度

圧⼒容器
上部

流量
調整弁

提案
技術に
よる
温度
圧⼒容器 分布
下部

熱媒体
（低温）

0

圧⼒容器用材料の温度制限

伝熱部

そこで、圧力容器の内側に熱利用の終わった低温の熱媒体の一部を流入させることで圧力容器温度の大幅な低減を可能としました。

400

従来
技術に
よる
温度
分布
800

圧⼒容器温度（℃）
従来技術との比較

利用分野

１ 圧力容器温度を400oC低減
２ 炭素鋼等の汎用材料を圧力容器に使用可能

１ 高温ガス炉用熱交換装置
２ 廃棄物処理プラント等、産業用の高温熱交換装置（蒸気発生器等）

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階

特開2014-185815

Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-3

セラミックス製熱交換器

耐熱性、耐食性に優れた材料であるセラミックスの特徴を生かしたプラント用熱交換器です。
高温ガス炉*から供給される約950℃の高温熱と化学反応により水の熱分解を行う水素製造装置に必要な熱交換器のほか、広い産業分野での各種熱交換器に使用可能です。
* 黒鉛減速ヘリウムガス冷却型原子炉

技術の特徴

多孔セラミックスブロックをタイロッドで連結一体化し、ばねの力で気密を確保する構造を工夫することにより、接合が難しく、金属と熱膨張率が異なるセラミックス材料を構造材として利用する上での課題を克服しました。これにより、硫酸を高温ヘリウムガスの熱で蒸発させるような高温、強腐食性の環境で用いることのできるセラミックス製熱交換器を考案しました（下図参照）。
硫酸分解ガス (SO3,H2O)
He

約950℃のヘリウム(He)ガス
多孔円筒型
SiCブロック
断熱材
タイロッド
耐圧容器

硫酸
(H2SO4)

従来技術との比較
１ 高温、強腐食性流体への適用
２ 高い熱交換効率３ 優れた構造信頼性

Ver.2.1

利用分野
原子力産業、航空宇宙、化学産業等研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第4742233号（共願：㈱東芝）
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-4

水管ボイラ内の堆積物除去方法及び装置

水管ボイラ内の堆積物を容易に除去できるドライアイスを用いた除去方法と装置です。複雑な構造の表面に付着した物の除去にも応用できます。

技術の特徴
ドライアイスと圧縮空気とを混合・噴射させ、水管ボイラ内の堆積物を剥離・除去する技術です（下図参照）。
ノズルは、ジョイント・延長方式を採用し、大小様々なボイラに使用できるよう柔軟性を持たせています。

空気圧縮機

30～60度
ノズル部

ドライアイス供給

除去前

除去後

除去前

除去後

装置概要図

③
②
①

⑥
⑤
④

⑨
⑧
⑦ ⑩

水管ボイラの構造
堆積物除去前後

従来技術との比較
１ 複雑かつ狭隘な構造に適用可
２ 既設備への損傷なし
３ 大小様々なボイラへ適用可研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ ボイラ
２ 機器の洗浄３ 塗装・錆・堆積物等の除去

知財関連情報特開2015-218981（共願：㈱グリーンテックジャパン）
川崎ほか、ボイラ研究No.391,8-14,2015
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-5

グローブ交換治具

押込式グローブ交換タイプの「グローブボックス」において、グローブ交換を行う際は、グローブ
交換治具を用います。本技術は従来の交換治具で懸念されていた押込時におけるインナーリン
グ（グローブをポートに取り付ける部品）の曲りを解消し、安全性をより強化したものです。

技術の特徴

従来のグローブ交換治具は、押込み中にインナーリングが曲がり、一時的に気密性が損なわれる恐れがありました（図１参照）。新たに考案した改良型では、インナーリング取付部を「拘束ガイド」にて保持させることで、インナーリングが曲がっても真直ぐに戻る構造としました（図２参照）。なお、インナーリング取付部は原子力施設においては、汚染検査等を容易にするため、従来品同様に回転できる構造にしています。

インナーリングが曲がる
接続点（ベアリングのみ）
インナーリング取付部の角度が変わる
図１ 従来品のグローブ交換治具
曲がっても真
直ぐに戻る

拘束ガイド

回転する

図２ 改良型のグローブ交換治具

従来技術との比較
従来のグローブ交換治具は、押込み時にインナーリングの曲がりが発生することがあったが、改良型は、曲がることなく押込める構造であり、かつ、作業性を損なっていない。

Ver.2.1

利用分野
グローブボックスを使用する産業界全般（原子力、バイオテクノロジー、有毒性物質
取扱等）

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特開2014-205220
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-6

グローブポート用の閉止栓“グローブポート用の閉止栓”とは、使用目的を達成し供用を終了したグローブボックスの維持管理に必要なグローブ点検、交換作業を省略可能とした、密閉式のグローブポートカバーです。

技術の特徴

閉止栓はボルトオン方式で装着可能です本体
グローブボックス

グローブポート
雌ネジ × ４

取付ボルト

パッキン

閉止栓 主要構成図
グローブ
閉止栓

取付模式図
・グローブポートの雌ネジ（既設）を利用し簡単に取り付けることができます。
・閉止栓とグローブボックス（パネル部）の接触部にパッキンを入れグローブポート
部を完全に密閉します。
・グローブが劣化した場合でも汚染を外部に漏洩させません。

Ver.2.1

従来技術との比較

利用分野

類似無し

１ 医科学 （細菌 ウイルス分野）
２ 化学 （毒物 生物化学分野）

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第4757675号
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-7

マグネチックスターラ及びそれに用いる
撹拌容器

分析セル(マニプレータでの操作)やグローブボックス内での取扱いに適した、マグネチックスター
ラ(磁石式攪拌器)及びそれに使用する撹拌容器を開発しました。

技術の特徴[マグネチックスターラ(本体)]○撹拌子(磁石)は、通常は水平方向で回転させて使用しますが、これを縦の状態で回転させる技術を考案しました。
○電気系統部品(駆動モーター等)を密封構造とし、試薬による暴露や浸食が防止され、耐久性(耐腐食性)が向上し、長寿命化を実現しました。
[撹拌容器]○ビーカー型から試験管型に変更しました。これにより省スペース化を実現し、一台の装置で同時に8試料の撹拌、抽出操作を行うことが可能になりました。
○マニプレータ等でも取扱い易い形状となり、遠隔操作性が向上しました。
○撹拌容器の開口部は、撹拌子を容易に出し入れできる形状を考案しました。
・最大8試料の同時処理が可能
・遠隔操作で扱い易い形状

・撹拌子が縦の状態で回転する
方法を考案

開口部の形状撹拌子の取り出し手順

・電気系統を密封構造従来技術(市販品)

従来技術との比較
１ 作業処理が従来技術(市販品)の8倍
２ 耐久性が向上(従来1年程度→5年上)
３ 遠隔操作に適した形状研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

外観写真

本件で開発した装置

利用分野
マニプレータやグローブボックスで、遠隔操作により放射性物質の分析業務を行っている分野全般

知財関連情報特許第2972192号
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-8高周波を用いたビニールシート溶着装置における電極部の冷却機構

ビニールシートの溶着作業で広く使用されている高周波ウェルダは、長時間作業を行った際に電極自体が熱を持ち、溶着不良が発生します。電極に冷却機構を付加することで不良の発生を防止し作業性を向上させました。

技術の特徴

高周波ウェルダの溶着原理：
高周波ウェルダは、上下2枚の電極で溶着させたい素材を挟み込み、電極間に高周波を加えることにより、素材自身の分子を激しく振動させた際に発する熱を用いて素材の溶着を行う装置です。
課題：
長時間溶着作業を行うと次第に電極自身の温度が上昇し、素材の温度制御が難しくなることから溶断等の不良が発生し、長時間溶着作業を行うことができませんでした。

本機構を採用した高周波ウェルダ
電極部拡大

上側電極

課題解決策：①高周波ウェルダの下側電極を支持する部材として、アルミニウム等の熱伝導率の良い素材を用いることとしました。
②上記①の部材中にヒートパイプを設置し、より積極的に放熱を行うこととしました。

従来技術との比較
１ 電極の熱を効率的に放熱することが可能
２ 長時間の溶着作業が可能

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

下側電極

ヒートパイプ（下側電極支持部材内に配置）

下側電極支持部材（熱伝導率の良い素材）

利用分野
１ シート素材の加工（例：テント加工等）
２ 食品等の梱包、包装

知財関連情報特許第3823154号（共願：山本ビニター㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-9

回転式粉体圧縮成型機

間欠噴霧機構のある下方より噴霧する臼下部噴霧方式により、コンパクトで量産性に優れた
回転式粉体圧縮成型機のダイス内壁に適量の潤滑剤を均一に噴霧・塗布する技術です。

技術の特徴

回転盤の径方向に設けた管を通して潤滑剤をダイス内面に均一に噴霧・塗布すると同時に、余分な潤滑剤は上部の集塵装置で回収します。

図１ 回転式粉体圧縮成型機（試験機）の外観

図３ 臼下部噴霧方式
図２ 噴霧装置の外観

従来技術との比較
１ 回転盤の上方から噴霧する従来方式に比べ、回転盤の上表面への飛散量・付着量は減少
２ ダイス内周面及び下杵の上端面への潤滑剤の均一な塗布が可能

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

利用分野
１ 核燃料ペレットの成型
２ 医療品の錠剤の成型
３ 食品、電子部品、機械部品等の成型

知財関連情報特開2014-136230（共願：木村化工機㈱、㈱菊水製作所）
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-10

漏電遮断器のテストボタン誤操作防止
カバー及びそれを用いた漏電遮断器

漏電遮断器には作動確認のために用いる「テストボタン」があり、テストボタンを押すことで実際に漏電遮断器が作動します（電源が遮断）。テストボタンに誤って触れるなどして誤操作することを防ぐために、「誤操作防止カバー」を開発しました。

技術の特徴「誤操作防止カバー」は、複数の漏電遮断器や配線用遮断器（以下、総称して「遮断器」という。）が配置された分電盤（図１参照）において有効です。
通常、テストボタンは指で押して操作する構造（図２参照）であることから、誤って触れること等による誤操作の可能性がありました。
本技術は、操作穴を介した操作とする構造により、誤って触れることを防止するものです。また、取付も端子カバーに挟むだけの容易なものです（図３参照）。

操作穴
部拡大図

誤操作防止カバー単体（透明アクリル製）
A-A断面図

取付状態
操作穴

テストボタン

図１ 分電盤内部

誤操作防止カバー

端子カバー

取付状態

図２ テストボタンの操作

従来技術との比較
１ 遮断器の誤操作防止が可能
２ 遮断器への取付が容易
３ 製造コストが安い

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

精密ドライバー
等で操作誤操作防止カバー操作時

図３ 誤操作防止カバー

利用分野
１ 制御盤内などの漏電遮断器全般
２ 制御盤内などの配線用遮断器全般
３ 一般家庭向けの配線用遮断器全般

知財関連情報特開2014-229454
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-11

水質測定システム及び差圧調整弁

高圧状態にある地下水などのpHなどの物理化学パラメータを測定する場合、溶存ガスの脱ガスによる値の変化を防止するため、高圧環境下に測定電極を設置して測定を行う必要があります。しかしながら、耐圧性測定電極は、急激な圧力変化があると故障してしまいます。

技術の特徴
本技術は、バルブ開閉時の急激な液体の流入を抑制し、ウオーターハンマー現象による圧力変化を緩慢にすることで配管に接続した各種計測機器内の水圧が外圧と等しくなると液体が通常流速で流れる差圧調整弁です（下図参照）。高差圧環境下にある配管などで使用することができます。
水質測定用電極での使用例
差圧調整弁

水質測定用電極

高圧
地下水
バルブ

高圧
地下水

フローセル

差圧調整弁の写真

接続ねじ

Oリング or パッキン
バネ

遮水板
リーク用細溝

従来技術との比較
高差圧環境条件で使用する各種機器において，急激な圧力変化を抑制できる

研究のステージ
実用化段階（地下研究施設において使用）
Ver.2.1

利用分野
１ 水処理
２ 機械・工業
３ 環境調査知財関連情報特開2014-145648（共願：㈱ダイヤコンサルト）
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-12

磁気軸受シャフトシステム

磁気軸受シャフトシステムとは、大型ガスタービンを支持する磁気軸受を傾斜配置することで、回転軸の振動振幅を低減させ、翼端すき間を低減する新しい方法です。

技術の特徴

磁気軸受すき間低減

補助軸受すき間低減

磁気吸引力増加

磁気吸引力消滅時回転軸振動振幅低減

従来技術との比較
１ 翼端すき間を1.5mmから1.0mmに低減
２ ヘリウムガスタービンの効率を0.4%向
上、圧縮機効率を2%向上

Ver.2.1

回転軸振動振幅低減

利用分野
１ 高温ガス炉用ヘリウムガスタービン
２ 天然ガスパイプライン用圧縮機

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階（実証プラントによる試験）

特許第4709986号
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-13

廃熱を有効に利用する
多段フラッシュ型海水淡水化システム

多段フラッシュ型海水淡水化システム（MSF）において、廃熱を有効利用するために、複数の加熱セクションを有する濃縮海水加熱器及び段階的に蒸発負荷を増加させた熱回収部を導入することにより、高温ガス炉等の熱源からの熱回収率が増大し、淡水製造量を向上させる
技術です。

技術の特徴
MSFでは、通常、濃縮海水加熱器の海水出口温度を高めることで淡水製造量が増加します。一方で、熱回収部で回収される熱量も増加し、濃縮海水加熱器の海水入口温度が上昇するため、濃縮海水加熱器での高温ガス炉等の熱源から熱回収量が低下します。
そこで、複数の加熱セクションを有する濃縮海水加熱器を導入し、高温ガス炉等からの熱を段階的に回収し、また、各加熱セクションに応じて蒸発負荷を増加させた熱回収部を導入します。以上により、高温ガス炉等の熱源からの熱回収率を増加し、淡水製造量を向上させます。
飲料水

Water distillate

Heatingwater
Brine
濃縮海水加熱器
bypassheater

熱回収部

Incrementally-loaded MSF（段階的に回収熱量を増加）
Heat Recovery Section

放熱部

Heat Rejection Section

加熱セクション①

T1, P1T1', P1'
T2', P2'

Makeup
Cooling

補充

冷却用seawater
海水T3', P3'

Heatersection 1

加熱
セクション②Heatersection 2

T2, P2

加熱Heaterセクション③section3

T3, P3

Recirculatingbrine pumppressure
減圧弁
reducer

Brine
塩水の排水
blowdown

加圧水
Pressurizer

海水

Cooling water
reject
冷却用海水
coolingseawater

の排水

高温ガス炉
等の熱源

加圧水
Closed water
冷却器
loop

HeliumPrecooler

多段フラッシュ型海水淡水化システム
従来技術との比較
高温ガス炉を熱源として想定した場合
１ 淡水製造量は約1.5倍増加
２ 熱回収量は60%⇒100%
３ 従来MSFに比べ50%以上の淡水製造コストダウン研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1pump

利用分野
１ 高温ガス炉ガスタービン発電システム
２ 多段フラッシュ型海水淡水化システム全般

知財関連情報特開2014-151302
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-14

水素爆発防止装置

動的機器を一切使わずに漏洩した水素の燃焼爆発を防止するため、触媒を用いて水素を空気中の酸素と反応させて無害な水蒸気に変換する小型・軽量な水素－酸素結合装置です。

技術の特徴
ハニカム構造セラミックスに貴金属（白金、パラジ
ウム等）を担持し、貴金属の触媒作用で水素と酸素を大気圧、常温の下で反応させて水蒸気に変
換。

消炎

消炎部材
水蒸気

水蒸気
水素火炎

優れた触媒性能、耐熱性を有する自動車用排気ガス浄化用セラミックス触媒（ダイハツ工業製インテリジェント触媒）を改良⇒耐放射線性を確認済み

触媒部材
 水素と空気中の酸素が穏やかに反応○水素は流れ方向に反応が進んでその量が減少することから、貴金属量を段階的に増加し、反応量を一定に制御。これにより過度の温度上昇を抑制し、爆発の危険性を低減。
○万が一、触媒部材内で水素燃焼が発生しても、触媒部材の入口/出口側に消炎機能を有する部材を配置して水素火炎を消炎。

流路管
（触媒等を
収納する
管路）

触媒部材内
の貴金属量
を段階的に
増量

水素火炎

消炎部材

水素－空気
混合ガス

消炎

水素－空気
混合ガス

○屋内、屋外に容易に設置可能

従来技術との比較
１ 常温から水素－酸素の再結合が可能で低コスト２ 水素の燃焼拡大を阻止
３ 屋内、屋外に容易に設置可能研究のステージ
試作検討段階（触媒の改良試作及び性能
評価、消炎部材の消炎確認試験中）
Ver.2.1

利用分野
１ 水素ステーションなどの水素取扱い設備
における安全対策（水素燃焼爆発対策）
２ 原子力発電所の安全対策（水素燃焼爆発
対策）

知財関連情報特開2015-013768（共願：ダイハツ工業㈱）特開2015-014499（共願：ダイハツ工業㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-15

重量構造物を鉛直方向に免震支持する空気ばね

原子力発電施設等における建物を対象とする上下方向免震装置として好適な小型で高強度のローリングシール型の空気ばねを開発しました。簡略な構造を実現したため、製作性、保守性、信頼性の向上及び低コスト化を達成しました。

技術の特徴• 空気ばねは、外筒、内筒、ダイアフラムで構成します。図1に空気ばねの概略構成図を示します。
• ダイアフラムは、すり鉢状または円筒状のゴ
ム膜で（図2参照）、外筒と内筒の環状の隙間において上下方向にＵ字型に折り返した
状態で円滑に動くように設置します• ダイアフラム両端のビード部をそれぞれ外筒、内筒に締結金具により気密性を保つように設置することで高圧化を実現しました。
• 従来技術では、セルフシール構造を採用するため、構造が複雑になります。本空気ばね
は、締結金具を用いることで、構造の簡略化を実現しました。製作性、保守性が向上するとともに、コストダウンが図れます。
• 空気ばねを免震装置として用いる際には、内筒上部のオリフィスを通る空気流の圧力
損失により、減衰機能を持たせることができます。

従来技術との比較
１ 大重量の構造物の免震支持が可能な
高圧仕様
２ 簡略な構造で、製作性、保守性が向
上、低コストで高い信頼性
３ 免震装置の減衰機能を付加研究のステージ
実用化段階（ダイヤフラム径約Φ600mm、圧力約8MPa規模）
Ver.2.1

ダイアフラム
締結金具

空気室
補強リブ
外筒

オリフィス
補助タンク

内筒

隙間

図1 空気バネ概略図

ビード部

ダイアフラムビード部

図2 ダイアフラム断面図

利用分野
１ 重量構造物の鉛直方向免震装置（積層ゴムと併用し3次元免震装置）
２ 橋梁等の支承

知財関連情報特許第5648787号（共願：清水建設㈱、㈱三協社、㈱シンコー）
seika.riyou@jaea.go.jp

機械・装置No. 4-16

AWJ切断工法による水中切断状態判定監視システム

研掃材を高圧水に混合して噴射することで対象物を切断するAWJ(アブレイシブウォータージェット)切断工法を水中で使用する際、研掃材に起因する濁水の影響でカメラ等による切断状態の良否判定が困難な場合でも、発生する音響や振動により切断状態を正確に判定できる監視システムです。

技術の特徴
配管等を切断する際、切断が良好な場合と不良な場合では、切断時に発生する音響や、振動の周波数や強度の特徴が異なることに着眼し、カメラ等を用いることなく、集音マイク
や振動センサにより周波数等の特性を解析して切断状態を判定します。
音響振動解析ソフト
濁水状態での切断

集音マイク
集音マイクや振動センサで取得した各周波数の
強度を解析
周波数特性
切断前

切断
良好

切断
不良

切断
良好

切断不良
切断良好

音響
振動

管の中にAWJの切断ヘッドを挿入
し、回転させて円周を切断

従来技術との比較
１ 切断作業と同一環境下(水中)に集音マイクを設置し、切断時の音響の周波数等から切断状態を判定可能
２ 切断対象物に振動センサを設置し、切断時の振動周波数等から切断状態を判定可能研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

切断状態に応じて、特異な
周波数特性

利用分野
１ 船舶の解体、保守作業
２ 原子炉を含む原子力施設における水中解体作業

知財関連情報特許第5187942号（共願：三井住友建設㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ストロンチウム90を利用した
熱電変換システム

機械・装置
No. 4-17

地層処分する高レベル放射性廃棄物の固化体中の発熱源として問題になるストロンチウムを回収し発電に利用するシステムです。船舶、遠隔地電源用として、燃料補給不要、低メンテナンス負荷、
コンパクト高出力な発電システムを提供する技術です。

技術の特徴
熱源及び熱電変換システムの概念

アルカリ金属
熱電変換部

•
•
•

ハステロイ被覆管に使用済み燃料から回収したストロンチウムを利用した
フッ化ストロンチウムを熱源として充填する。
ハステロイ被覆管は銅熱媒体と熱間等方圧加圧加工により接合する。
下部にβアルミナ発電素子を利用したアルカリ金属熱電変換部を設置する。

従来技術との比較
１ ストロンチウム利用により廃棄物発熱量を73%削減
２ 地層処分必要堆積1/5
３ 低メンテナンス負荷
４ コンパクト高出力発電システム

Ver.2.1

利用分野
１ 定置型電源
２ 船舶用電源
３ 離島用電源研究のステージ

知財関連情報概念検討段階特許第5093520号
seika.riyou@jaea.go.jp

弁機構部交換式サイホン制御弁

機械・装置
No. 4-18

当該制御弁は、真空の吸引力とサイホンの原理を利用した槽間の送液等に用いることができる
３方切替弁です。本体を2分割で構成し、故障が発生する可能性のある駆動部側だけをワンタッチ方式で交換できるようにした新しいサイホン制御弁です。

技術の特徴
真空＋サイホンの原理 を利用・移送路に弁が不要
・当該制御弁が接液することなく送液可能

操作圧ライン

換気ライン
真空ライン

サイホン制御弁外観

弁座リーク状態
測定用圧力計

本体サイズ（単位：mm）
W：108×D：108×H201（W、D：継ぎ手部除く、
H：持ち手含む）

故障する可能性のある駆動部側（図内：2分割B）をワンタッチ方式で交換可能。各ラインの配管を取り外すことなく、交換が行えます。

サイホンラインリーク計測口⇦系統例

供給圧(kPa)

060

弁の連通状態サイホンラインと
換気ライン

3路遮断
(連通なし)

サイホンラインと真空ライン

プロセス状態

換気

サイホン

真空

弁座部拡大

140

弁座のリーク状態をリーク計測口から真空度を計測することで確認でき、弁座の健全性を容易に判断することができます。

基本的な操作順： 換気 → 真空 → サイホン → 換気
送液
貯槽内換気
（プロセス状態） 貯槽内換気 送液準備

従来技術との比較
１ 本体２分割構成による交換性の向上
２ 圧力計による弁座リーク状態の測定を行うことで当該制御弁の健全性の確認が可能

Ver.2.1

利用分野
１ 原子力施設
２ 非接触で送液する必要のある溶液等の移送工程
３ 化学薬品工場研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第4867026号
seika.riyou@jaea.go.jp

㻌不揮発性磁気ランダムアクセスメモリ
㻌㻌情報No. 5-1

動作中の待機電源が不要となる不揮発性磁気メモリ（MRAM）を、従来の半導体メモリ（DRAM）と同等の集積密度で実現するための新しい動作原理と基本的な設計デザインを提供します。

技術の特徴
磁壁を用いたMRAMでDRAMと同等の8F2 メモリセルを実現する素子構造㻌

b

c
a

c
b
a
Gate

・磁性細線（黄色）のくびれ（㻞カ所）に磁壁をトラップ㻌→ 0/1の情報を不揮発保持㻌・書き込みを電流誘起磁壁移動、読み出しをスピン起電力で実現㻌→ 磁場フリー㻌
・情報の読み出し・書き込みをトランジスタ㻝個で制御㻌→ 8F2クラスの小型化セル㻌
・トンネル接合を用いないため酸化膜の劣化フリー㻌→ 書き換え耐性無限大㻌
・（磁壁移動距離㻟㻜㻌㼚㼙）㻛（磁壁速度㻝㻜㻜㼙㻛㼟）～㻜㻚㻟㻌㼚㼟㼑㼏㻌→ 㻳㻴㼦帯域の高速動作㻌㻿㻾㻭㻹等キャッシュメモリの不揮発高集積化用途に最適㻌
従来技術との比較
１㻌 新原理（スピン起電力）を用いることで、㻌 㻌 不揮発性（省エネ）かつ小型化を両立
２㻌 書き換え耐性が原理的にほぼ無限大
３㻌 3次元化、多値化等の発展性を有する研究のステージ
基礎研究開発（理論実証段階）
Ver.2.1

想定応用分野利用分野
情報通信

知財関連情報特許第5626741号、特許第5649198号
特許第5305547号（3件共願 ：㈱日立製作所）

㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㻌 㼟㼑㼕㼗㼍㻚㼞㼕㼥㼛㼡㻬㼖㼍㼑㼍㻚㼓㼛㻚㼖㼜㻌停電時の社内ネットワークを維持する
蓄電池内蔵ハブ情報
No. 5-2

複数のＰＣ間を通信ケーブルとスイッチングハブで物理的に接続・構築されている社内ＬＡＮ設
備において、商用停電発生時にスイッチングハブの電源喪失でネットワークが寸断されることを防止する蓄電池内蔵型のハブに関する技術です。

技術の特徴
現在、一般的なスイッチングハブ（HUB）は、商用電源コンセントから給電しています。
停電対応用のHUBとして通信用のEthernetケーブルに電力を重畳してHUB自体の電源を供給するPoE（Power on Ethernet）用給電機能付HUBが市販されていますが、既設のPoE非対応HUBが多数存在することから、商用電源停電時にはネットワークが寸断されてしまいます。また、PoE給電距離には最大100ｍの制約があります。
本技術は、既設のPoE非対応HUBに蓄電池内蔵の小型UPSを付属させることで、停電中のハブ機能を確保し、ネットワークを維持する技術です。
PoE用給電機能付HUB

小型UPS
給電

内蔵蓄電池へ充電

給電

PoE非対応HUB（商用コンセントからの給電不要）

従来技術との比較
１ PoE非対応の既設のHUB機能を
停電時にも維持
２ PoEの給電距離に関する制約（100m以下）を解消

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

想定応用分野
利用分野
信頼性の高い通信ネットワークが必要
な企業、研究機関、病院、自治体機関など

知財関連情報特許第4761155号（共願：㈱日立産機システム）
seika.riyou@jaea.go.jp

非常時の輻輳に強いネットワーク通信
回線技術

情報
No. 5-3

インターネット回線を利用するＴＶ会議システムにおいて、非常時等の輻輳（ふくそう）下で発生する「音切れや映像切れ」は伝送情報の欠損（パケットロス）によるものです。本技術は、自動的にパケットロスの少ない回線に切り替えることで、安定した通信を確保します。

技術の特徴

インターネット回線で通信を行う場合、現在の技術では、複数ある通信ルートのうち伝送状態が最も良好な伝送ルートが自動的に選定されますが、その後の通信状況の如何によらず固定されます。下図に示す①（緑の矢印）のように、通信経路の途中に輻輳等の障害が生じた場合、パケットロスにより通信の品位が低下します。
本技術は、パケットロスが発生した場合、パケットの送信を再度要求し、ロスしたパケットを修復します。併せて、下図②（赤の矢印）に示すように別の伝送ルートによる送受信
系を起ち上げ、待機します。パケットロスが更に増大した場合、待機中の送受信系に切り替え、通信の安定性を確保します。

①②
従来技術との比較
１ 専用の通信回線を設置することなく非常時に強い通信回線を確保
２ 既存のネットワーク回線を設備改造せずに利用可能Ver.2.1

想定応用分野
利用分野
信頼性の高い通信ネットワークが必要
な企業、研究機関、病院、自治体機関など

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第5794631号
seika.riyou@jaea.go.jp

周囲環境の変化に影響を受けない
光無線通信システム情報
No. 5-4

本システムは、同一の情報をパターン信号と点滅信号に変換して同時送信します。受信時に、周囲環境の変化に応じて最適な信号が自動的に選択されるため、安定した無線通信が可能です。

技術の特徴
受信画像をリアルタイムに解析してセンサ計測値に変換

LEDパターン信号
送信信号をカメラで受信

パターン１

パターン２

各LEDの点灯・消灯させる
パターンを変化させてセンサ
計測値を発信します。

LED点滅信号
多数のLEDを配置

点灯
温度計等の
各種センサ
従来技術との比較
１ 信号の同時並列処理が可能
２ 送信機に対する制御信号が不要
３ 水中における無線通信が可能

Ver.2.1

消灯

配置したLED全体が点滅する
時間間隔や回数等によりセンサ
計測値を発信します。
想定応用分野利用分野
１ 原子力プラント状態監視
２ 災害時の遠隔情報取得

研究のステージ

知財関連情報試作品による性能試験段階

特開2016-066957（共願 ：池上通信機㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

拡張現実感技術を利用した施設設備
解体作業の管理・支援システム

情報
No. 5-5

拡張現実感技術を利用し、施設・設備の解体撤去工事に係る解体手順の表示や解体記録の管理及び解体撤去物の運搬時の敷設設備との干渉評価を行うシステムです。

技術の特徴
例えば、このようなことができます。
1．現場にてタブレットPCに対象設備を写しながら、解体箇所や解体手順を表示すると共に、三次元CADモデルを使用して解体進捗状況を記録することができます。

重畳表示

解体対象設備

解体禁止

切断箇所

実映像

三次元CADモデル

PC画面表示2．レーザーレンジファインダでスキャンすることで解体撤去物及び敷設設備の三次元形状モデルを作成し、運搬時に敷設設備との干渉状態や仮置きイメージを表示することができます。
解体物の形状モデル
仮想作業（マーカ付）

カメラ

タブレットPC）

三脚

従来技術との比較
１ 解体箇所、解体手順を表示させ、作業の明確化が図れる
２ 解体した箇所を記録し、解体進捗の管理を効率化が図れる
３ 運搬や仮置き時の干渉等の事前評
価ができる

Ver.2.1

解体撤去物と作業エリアの干渉状況のシミュレーション表示

想定応用分野
利用分野
以下の保守メンテナンス作業への利用
１ 原子力関連プラント
２ 化学関連プラント研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第5019478号
特許第5322050号
seika.riyou@jaea.go.jp

プラント作業に利用する拡張現実空間を構築・利用するためのツール

情報
No. 5-6

拡張現実感技術を使用したシステムをプラント保守等の現場作業に活用するため、空間内の作業者のトラッキング（位置や向きの追尾）に使用するマーカ及びプラント内のマーカ位置を自動的に計測しコンピュータに入力するツールです。

技術の特徴
拡張現実感技術をプラント内作業に利用するため、プラント内に貼り付けたマーカを作業者が所持するタブレットＰＣとカメラで認識させています。そこで、
１．従来は遠方用マーカと近傍用マーカを別々に使用したが、遠方及び近傍からでも作業者の位置と向きをトラッキングできるマーカを考案しました。
２．従来はプラント内に貼り付けたマーカの位置をあらかじめ計測して、その座標をコン
ピュータに入力していた作業を、カメラとレーザー距離計を組み合わせたシステムでマーカの位置を自動的に計測し、コンピュータに入力することで、労力を軽減することができました。

遠近両用マーカ

システム

プラント内にマーカを貼り付け従来技術との比較
１ 従来の遠方用マーカと近傍用
マーカを一元化
２ マーカーの三次元位置座標を自動的に計測しPCへ入力することで労力を削減

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

作業員

プラント内三次元位置の計測及び入力システム

想定応用分野
利用分野
以下の保守メンテナンス作業への利用
１ 原子力関連プラント
２ 化学関連プラント

知財関連情報特許第4747345号

seika.riyou@jaea.go.jp

無線タグ（RFID）を用いた廃棄物の一元管理システム

情報No. 5-7

本発明は、原子力施設から発生する放射性廃棄物を、無線タグ（RFID)を用いて、その発生から容器への収納、焼却、減容処理及び廃棄体としての封入並びに処分までの一連の過程において、廃棄物1個単位で一元的に管理することを目的としたものです。

技術の特徴
特徴③：非接触（遠隔）で情報の読み書きが可能→容器からの放射線による被ばく低減→安全性の向上

特徴①：管理対象物品とその管理情報が一体となって移動
特徴②：携帯情報端末にDBを持たせることにより、LAN環境でなくてもデーター
参照が可能

従来技術との比較
１ 廃棄物本体と内容物等の管理すべき
情報を一体管理することが可能
２ データ通信環境（LAN等）が整っていない
環境でも廃棄物の情報を管理可能
３ 複数の廃棄物を遠隔で一括管理することが可能（作業の効率化、被ばく低減等）

Ver.2.1

想定応用分野利用分野
１ 原子力発電所等から発生した放射性廃棄物の一元管理２ 福島第一原子力発電所の事故に伴い発生した除染廃棄物の管理

研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（試験運用例あり）

特許第5187896号（共願：㈱NESI）
seika.riyou@jaea.go.jp

全ての放射線の物質内での動きを再現する計算コードPHITS

情報
No. 5-8

放射線は、物質中で核反応や電離を起こしながら複雑な動きをします。原子力機構が中心となって開発しているPHITSコードは、国産の核データライブラリや核反応モデルを使って、全ての放射線の物質内での挙動を精度よく再現することができます。

技術の特徴

PHITSは，放射線施設設計，医学物理計算，放射線防護研究，宇宙線・地球科学分野など，放射線に関連する様々な分野で2,000名以上の研究者・技術者に幅広く利用されています。コードを入手するには，年10回程度開催しているPHITS講習会（参加費無料）に参加していただくか，原子力コードセンターに申請していただく必要があります。より詳細な情報は，PHITSホームページ（http://phits.jaea.go.jp/indexj.html）をご参照ください。

従来技術との比較
１ 全ての放射線の挙動を解析可能
２ 様々な計算機能
３ 最新の核反応モデルや核データライブラリを搭載
４ 講習会の充実と高い操作性

想定応用分野
利用分野
１ 放射線施設設計
２ 医学物理計算
３ 放射線防護研究
４ 宇宙線・地球惑星科学
５ 放射線計測器設計研究のステージ

知財関連情報

完成技術（随時，新しい機能を追加中）

T.Sato et al. J. Nucl. Sci.
Technol. 50, 913-923 (2013)

Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

情報
No. 5-9緊急時環境線量情報予測システム
WSPEEDIWSPEEDIは、世界の任意の場所での放射性物質の環境放出に対し、大気拡散・地表沈着
及びそれによる公衆の被ばく線量を迅速に予測できる計算システムです。正確な予測を行う
ための詳細な大気拡散予測モデルと、迅速性を担保する支援システムにより構成されています。

技術の特徴

Webブラウザのシステム操作

気象庁の地球規模数値
予報データ(GPV)

気象予報

WSPEEDI

MM5
広域

地理データ

局地

領域気象モデル気流、乱れ、降雨、雲量等の詳細予測

３次元気象場

GEARN
放出情報

広域

粒子拡散モデル
濃度、沈着量、被ばく線量の高精度予測

局地

高度な計算モデル

広域・局地３次元出力

多様な可視化機能
左：汚染の２次元分布図
右：ガス拡散の３次元動画

従来技術との比較
１ 高分解能・高精度の拡散・沈着予測
２ 局地域及び広域汚染情報の同時提供
３ Webベースの操作画面と予測情報の多様な可視化機能研究のステージ
実用化段階（実事故への適用実績）
Ver.2.1

想定応用分野利用分野
１ 大気汚染物質の拡散予測
２ 火山灰や火山ガスの拡散予測
３ 化学プラントからの漏洩物の拡散予測
４ 有害微小生物の飛来予測

知財関連情報寺田他：日本原子力学会和文論文誌,
7, 257-267 (2008)
seika.riyou@jaea.go.jp

情報
No. 5-10

川による土砂の運搬を考慮した
地形変化の数値シミュレーション方法

川による土砂の運搬は、長い時間をかけて大地を削って低くする原動力となります。本方法は、将来の地形を予測するために、川による土砂の運搬を取り入れたシミュレーション方法です。

技術の特徴
川は、土砂を運搬することで、長い時間をかけて大地を削り、下流では土砂を積もらせて平野をつくります。そのスピードや水のはたらきについては、これまでの調査・研究である程度わかってきており、数値シミュレーションで将来の地形について予測する試みが始
まっています。
本方法では、数式化した川の水による土砂の運搬過程に基づいて、大地が変化するような長期間の地形変化を数値シミュレーションによって再現することができます。
川の土砂運搬の考え方（縦断方向）

川の合流と土砂運搬計算の考え方

運ぶ（短距離）点Pの集水域（水が集まる範囲）

削る
削る

運ぶ

土砂：

大

中

運ぶ（長距離）

削る
削られる

支流2

小

上流

D

本流 C

支流1
A

P

B

１回の計算で、本流・支流のA～D点の土砂はそれぞれ合流後も下流へ運搬される

中流
標高（m）
開始時(原面)

現在(実測)

5万年経過

10万年経過40万年経過60万年経過80万年経過100万年経過

川の形状（縦断方向）のシミュレーション結果例

20万年経過30万年経過

軟質岩

硬質岩

砂れき層

（100万年前の推定地形面
からスタート）
軟質岩

硬質岩

軟質岩

硬質岩

上流からの距離（km）

従来技術との比較
１ 川の合流点で土砂が運ばれにくかった問題点を改善
２ 下流での土砂の堆積過程がスムーズに再現可能

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

想定応用分野利用分野
１ 長期地形変化
２ 侵食・堆積プロセス

知財関連情報特許第5422833号（共願：JX日鉱日石探開㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-1

中性子回折による機械部品内部の残留応力分布測定技術

中性子残留応力測定法は、機械部品の表面から数十mm内部までにわたる残留応力分布
が、非破壊・非接触で測定できる技術です。高温・低温下や荷重下などの模擬実働環境下における測定も可能です。

技術の特徴
 １辺１ｍ程度までの大型機械・構造物の表面から内部にわたる残留応力分布が非破壊・非接触測定できます (測定可能な深さは、鉄鋼では約50mm、アルミ合金では約100mm)。
 対象材料は、金属、セラミックスなどの結晶質材料です。
 測定領域は入射スリット及び受光コリメータで定義し（約1mm3～10mm3程度）、試料を走査することで分布が得られます。
 高温下、低温下、荷重下での測定も可能です。

直径500mm、厚さ28mm溶接配管
外面から内面にかけての残留応力測定

既に、自動車部品や溶接継手等の健全性評価、製造条件検討、また、構造材料の変形機構解明などのために、産業界、学術界の方々に利用されています。最近では、鉄筋
コンクリート内の鉄筋の応力測定も行っています。

従来技術との比較
１ 約50mm深さ(鉄鋼の場合)までにわたる
残留応力分布を非破壊・非接触測定
２ 1m程度の大型部品内部の測定可能
３ 温度や荷重環境下での測定可能研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

エンジンブロック使用前後の残留応力測定利用分野
１ 機械部品の残留応力評価
２ 溶接、熱処理などの施工条件最適化
３ 不具合原因の究明
４ 機械構造用材料の変形機構解明

知財関連情報鈴木ほか、溶接学会論文集, 29, 294-304, 2011
林ほか、材料 Vol.60, 624-629, 2011
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-2

コンパクト電磁流量計

管路を流れる液体金属や電解質等の導電性流体に磁場をかけ、発生する起電力から流量を測定する電磁流量計です。環状流路や配置上流量計の設置が困難な場合でも適用可能なコンパク
トな流量計を提供します。

技術の特徴
コンパクト電磁流量計の概念

ヨーク（鉄心） 励磁コイル
電極
管路
電磁流量計

•
•
•

電磁ポンプ等の環状流路という条件において、精度が良い測定を行うことが可能な電磁流量計を検討した。
従来タイプと比較して配置がコンパクトなため通常の配管に対しても有効。
磁場解析により有効性を確認した（下図）。

従来技術との比較
１ 環状流路に適用可能
２ 流量計の配置スペースの大幅削減

Ver.2.1

利用分野
液体金属等導電流体の流量計

研究のステージ

知財関連情報概念検討段階特許第4359664号（共願：㈱東芝）
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-3

耐熱磁気センサ

高温環境（200～600℃）及び放射線環境で利用可能な小型かつ低消費電力の磁気センサです。

技術の特徴

 高温環境（200℃～600℃）及び放射線環境で利用可能な磁気センサです（下左図）。
 素子の大きさが約1.8×0.6×0.2 cmと小型です。
 高温環境で利用可能な一般的な磁気センサは従来ありませんでした
が、磁気コア材料を一般的に使用されるパーマロイから高キュリー温度
材料のパーメンジュールに変更し、微分透磁率の特性（下右図）に着目した検出原理を採用することにより、200℃～600℃の高温環境でも利用可能な磁気センサを実現しました。

従来技術との比較
１ 高温環境で安定した磁気測定が可能
２ 素子に半導体を使用していないことから
放射線環境でも安定して利用可能
３ 小型かつ低消費電力研究のステージ
基礎研究開発（最終段階）
Ver.2.1

利用分野
１ 高温・放射線環境での磁気測定
２ 非破壊劣化診断
３ 非接触型スイッチ

知財関連情報特許第3889016号
特許第4822540号（日鉄住金テクノロジー㈱）保全学、14(3) (2015) pp.81-87
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-4

リモートパーティクルカウンター

屋外或いは室内の空気中にはハウスダスト、花粉やPM2.5などの有害な微粒子などが浮遊しています。これらの微粒子をレーザーで写真撮影し、その数量や粒子径をすばやく測定できる
新しい測定技術です。また、観測した微粒子がどんな種類かをも特定することが可能です。

技術の特徴

遠方の空気中に浮遊する微粒子の撮影方法は、基本的にカメラのフラッシュ撮影と同じです。フラッシュ光の代わりにレーザー光を使い、高速シャッターのカメラを用いて数100mまで離れた空気中の微粒子を下図のように自由に写真撮影できます。この画像か
ら、微粒子の数と粒子の大きさ、微粒子の種類まで測定することができます。

ャッ
シ
速
高
メラ
カ
ー
タ
微粒子の写真撮影200m遠方
微粒子の量、種類をすぐに測定可能！
粒径分布 ↓

空気中
の塵の写真

測定原理図
従来技術との比較
１ 従来では不可能な遠方の空気中の微粒子の濃度、種類をリアルタイム
で測定可能
２ 従来法では計測できない空気中の微粒子の流れ、動きも計測可能

研究のステージ
実用化段階（民間企業で実用化実績有）Ver.2.1

利用分野
１ クリーンルームの清浄度計測
２ 黄砂、PM2.5、花粉、火山灰、空気中のダスト等の浮遊状況、環境計測等
３ 噴霧器、スプレーの飛沫粒子計測

知財関連情報特許第5115912号、特許第3963381号
特許第4229325号、特許第5046076号
seika.riyou@jaea.go.jp

気泡を識別できる異物微粒子検出法

ライフサイエンス
計測
No. 6-5

従来、光やレーザーを用いて液体中の不純物粒子或いは異物微粒子を検出する際に、気泡と微粒子の識別が困難なため気泡をも微粒子として計測する計数誤差が発生します。しかし、X線とレーザーを用いると、気泡を除いて液体中の微粒子のみを正確に計数することが可能になります。

技術の特徴※フローセル中にX線と光（レーザー）を照射して、透過するX線、光量から液体中の微粒子と気泡を識別して微粒子のみを検出する。

測定原理図

信号図
※透過するX線に対して微粒子と気泡では正反対の透過信号を出力する。これを利用して、透過光量で微粒子、気泡を検出し、透過X線で、微粒子と気泡を識別する。

従来技術との比較
１ 液体中の気泡を計数、計測しない
２ 金属系微粒子から有機物微粒子まで気泡以外の微粒子を計測可
３ 液体中の微粒子の物質組成も測定、または同定可能

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ 食品、医薬品、産業製品関係の液体物の清浄度、異物管理
２ タービン潤滑油等の劣化、異物計測
３ 噴霧器、スプレーの飛沫粒子計測

知財関連情報特開2014-190902（共願：㈱プラントテクノス）
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-6

熱物性測定装置

レーザフラッシュ法を用いた高温（例えば2000℃）までの熱拡散率・比熱容量測定において、低温領域から高温領域測定時に、放射温度計の交換作業を行わずに連続的に測定できるシステムです。

技術の特徴
熱拡散率と同時に比熱容量を測定するには、標準物質と測定試料の2試料にレーザを照射し、その時の温度上昇カーブを同時に測定する必要があり、放射温度計などの測温用光学系は、非常に高精度な位置調整が必要になります。
⊿ Tr：参照試料温度上昇

受光素子

測定試料

集光レンズ
レーザー照射
受光素子

参照試料
光路

プリアンプ

⊿ Tm：測定試料温度上昇

放射温度計
経過時間

室温から例えば2000℃まで測定するには低温用と高温用の2台の放射温度計が必要となり、通常は、測定途中で放射温度計の交換作業を行います。
本発明はビームスプリッタにより、低温成分（長波長）と高温成分（短波長）の光（赤外
高温用線）を分配させることにより、
放射温度計の交換作業なしで高感度測定ができます。

従来技術との比較
１ 放射温度計の機械的な入替えをしないため、その都度の精密な位置調整が不要
２ 低温から高温まで連続的な測定が可能

研究のステージ
実用化段階（特注製品）
Ver.2.1

低温用

利用分野
１ 高温耐熱材料開発
２ 原子力燃料材料開発
３ 基礎物性研究

知財関連情報特許第4812026号（共願：京都電子工業㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

瞬時・高密度
伝熱面温度・熱流束同時計測技術

ライフサイエンス
計測
No. 6-7

伝熱面上の流れを乱さずに、500Ｈｚ以上の高速度で変化する伝熱面温度・熱流束分布を高空間分解能で計測できる技術です。

技術の特徴
１．伝熱面内に設置する高密度・高感度温度センサと熱伝導逆問題解析
手法の組合せにより表面温度・熱流束の同時計測
２．伝熱面表面の流れを乱さない非接触式計測
３．センサ間隔0.2mm以下の高密度配置と10-7sの高い時間応答性

2ミクロン以下 個別金属線と共同金属膜により伝熱面内に温度センサ群を形成。
微細個別金属線を用いることで高密度配置が可能
接合点(温度センサ)
1

共同金属膜（銅）2 スパッタリングによる共同金属膜形成により温度センサを加熱面から深さ2μm未満に近接設置し、高い時間応答性を実現

温度センサ

3

50m

伝熱体
（銅）
- V3 +- V2 +- V1 +

スパッタリング製膜前の観察結果（φ50μm温度センサを1mmに6点の密度で設置）

絶縁層つき個別金属線(コンスタンタン)

従来技術との比較
１ 流動を乱さない非接触式計測が可能
２ センサー間隔0.2mm以下の高密度
計測が可能
３ 500Hz以上の高速過渡現象の計測が可能

Ver.2.1

利用分野
流体の温度変化を高速で測定する用途

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第5305354号
seika.riyou@jaea.go.jp

モニタカメラ映像による
液状物質の液位測定・監視

ライフサイエンス
計測
No. 6-8

溶融炉に設置した固化容器内の液面をモニタカメラで撮影し、その映像信号をコンピュータに入力して、その画像処理により固化容器内の液位を測定・監視する方法です。

技術の特徴
モニタカメラで液状物質が貯留されている
容器内を撮影し、その画像を数値処理して、容器内の液位を容易にかつ精度よく算出します。
非接触形なので、測定対象が高温や有害物質等である場合に有効です。

液位モニター（PC画面）
１：容器
２： 液面
２ａ： 液面画像
５： 撮像装置（モニタカメラ）
９ ：基準線
９ａ： 基準線画像
１１： 結像面
１２ ：映像Ｏ： 画像中心位置
Ｘ０： 画像中心位置から基準線画像までの距離
Ｘ１： 画像中心位置から液面画像までの距離
Ｈ ：液位Ｈ０：容器底面から結像面までの距離
Ｈ１：基準線から結像面までの距離

従来技術との比較
１ 容器内に測定治具等を入れることなく、精度良い測定が可能
２ 高温や有害物質等の測定が可能

Ver.2.1

利用分野
１ 原子力プラント
２ 化学プラント
３ 製鉄所

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第3059692号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-9ひずみ制御による超高サイクル
疲労試験技術高温に加熱した金属材料のひずみ（変形量）をコントロールしつつ、引張・圧縮の力を与えて、高サイクル疲労試験データを取得できる新しい試験技術です。本試験技術により、高温における金属材料の高サイクル疲労強度を評価することができます。

技術の特徴
１．油圧駆動機構により金属材料に高速（最大100サイクル／秒）の繰返し負荷（引張・圧縮力）を与えます。
２．レーザ変位計と押当て型ひずみ計を併用し、繰返し負荷時の金属材料のひずみ（変形量）を制御します。
３．金属材料の高温加熱は、高周波誘導加熱コイルを使用します。
試験片つかみ部

上部ロッド
レーザ
変位計

10
材料 316FR
試験温度 550℃

全ひずみ範囲（%）

押当て型ひずみ計

金属材料
試験片
加熱
コイル

○ 本試験技術によるデータ 6～79Hz△ 既存データ 0.03～1.4Hz

1

自動スライドステージ

→

下部ロッド
（油圧駆動機構によりロッドが上下に変動）
0
1.0E+02

疲労試験部

1.0E+04

1.0E+06

1.0E+08

φ26

φ6破損繰返し数（Nf）※○印が本試験技術によるデータ

高サイクル疲労試験データ（一例）
金属材料試験片の形状（一例）

従来技術との比較
１ 試験データの取得期間が10～100分の1に短縮
２ 10億サイクル域の疲労試験
データ取得が可能
３ 高信頼性のデータ取得が可能

Ver.2.1

利用分野
１ 化学プラントや火力プラントの構造設計
２ 高温流体を用いるプラントの構造設計研究のステージ

知財関連情報実用化段階（設計用データ取得中）

特許第4061341号（共願：㈱島津製作所）
seika.riyou@jaea.go.jp

1.0E+10

超音波による温度ならびに構造物の欠陥の測定方法

ライフサイエンス
計測
No. 6-10

液体中に挿入した金属棒に超音波を伝搬させて、液体の温度分布ならびに構造物に生じた欠陥を同時に計測する新たな計測手法です。

技術の特徴

温度によって金属棒を伝わる超音波の速度が変化することを利用し、反射境界からの信号を計測することで、液体の温度分布を計測することができます。

超音波センサ金属棒

液体

また同時に、金属棒の先端から放射される超音波を利用し、構造物の欠陥も計測
できます。

反射境界①
②
③

入力（超音波センサ発信）

④

境界①から
の反射信号
境界②から
の反射信号

構造物（容器等）

境界③から
の反射信号

欠陥
（キズ等） 境界④から

の反射信号
欠陥からの
反射信号

従来技術との比較
１ 熱電対が使用できない高温および腐食液体中で利用可能
２ 温度と欠陥の同時計測が可能
３ 液体金属でも適用可能

Ver.2.1

0

時間

利用分野
１ 化学プラント２ 溶鉱炉施設

研究のステージ

知財関連情報基礎研究段階（計測原理確認）

特開2015-102481
seika.riyou@jaea.go.jp

高視認性超音波検査装置

ライフサイエンス
計測
No. 6-11

超音波を用いて可視化を行う超音波検査装置において、ノイズ成分を低減する受信センサ構造を発案し、高い視認性が得られる超音波検査装置を提供する技術です。

技術の特徴
 受信センサ構造に遮音機能を追加し、受信信号のノイズ成分を低減しました。
 水中試験において、検査対象との距離が800mm離れたところから、幅3mmの
直線ターゲットを区別可能であることを確認しました。
写真

超音波検
査装置

高視認性超音波検査装置のイメージ
本超音波検査装置による可視化の例
従来技術との比較
受信信号のノイズ低減による視認性向上

研究のステージ
基礎研究段階Ver.2.1

利用分野
１ 魚群探知など水中探査２ 超音波エコー検査

知財関連情報特開2015-187576（共願：三菱ＦＢＲシステムズ㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

液体金属中の物体の目視検査用
超音波センサライフサイエンス
計測
No. 6-12

超音波を使って高温かつ不透明な液体金属中の物体を可視化するセンサです。ビデオカメラのように動画が撮影できるリアルタイムセンサと写真機にように高精細な静止画が撮影できる高解像度センサの２種類があります。

技術の特徴

200℃までの高温かつ不透明な液体中の物体を画像化できます。

一コマ目

二コマ目

三コマ目

四コマ目

M16のナット

リアルタイムセンサによる液体金属ナトリウム
中での動画撮影の例【センサの原理】
アレイ状に配置
した超音波素子を使って、物体を画像化します。

従来技術との比較
１ 高温（約200℃まで）かつ不透明な液体中での微細な傷の目視検査が可能
２ 液体中の物体の3D画像撮影

研究のステージ
実証段階
Ver.2.1

高解像度センサによるスリットの画像化例（水中で画像化例）

利用分野
１ 高速増殖炉の炉内検査
２ 不透明な液体中の各種検査

知財関連情報特許第4911630号、特許第4953177号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-13強磁性管の渦電流探傷システム

通常の渦電流探傷法（ECT）と間接磁場を利用した渦電流探傷法（RF-ECT）を組み合わせ、かつ、多数の検出コイルを環状に配置することにより、強磁性体の管に生じたキズの有無を精度よく検査できる渦電流探傷システムです。

技術の特徴
炭素鋼などの強磁性体でできた管のキズの検査には、通常の渦電流探傷法（ＥＣＴ）では検査プローブの反対側（外側）にあるキズを検知できないため、間接磁場を利用した渦電流探傷法（RF-ECT）が用いられますが、管の内側にあるキズと外側にあるキズの識別が困難で、さらにキズの検出性能（周方向の分解能）にも課題がありました。

コイル

ケーブル

検査プローブの構造

励磁コイル

励磁/検出コイル

励磁コイル

RF-ECT＆ECT用（検出コイルは兼用）

多数の検出コイルを環状に配置

通常の渦電流探傷法（ECT）と間接磁場を利用した渦電流探傷法（RF-ECT）を組み合わせることにより、管の内側にあるキズと外側にあるキズの識別を可能にするとともに、多数の検出コイルを環状に配置することにより、キズの大きさ（周方向の広がり）を把握することができます。

従来技術との比較
１ 強磁性材の管の渦電流探傷において、内外面のキズの識別が可能
２ かつ、キズの周方向広がりを把握可能

Ver.2.1

利用分野
非破壊検査（渦電流探傷）研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（実証試験中）

特許第5158644号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-14

小口径配管検査時のノイズ低減法

小口径配管を検査する際に、渦電流探傷等の検査プローブと配管との摩擦による振動を吸収することにより、ノイズを抑制し精度よく検査できるようにします。

技術の特徴
小口径配管のキズの有無を検査するために、配管内に検査用プローブを挿入すると、プ
ローブのケーブルは配管との摩擦により自励振動（スティック・スリップ現象）を生じる場合があります。この振動が検査信号のノイズとなり、キズの検出性を低下させる原因になっていました。

センサ

ケーブル

検査プローブの構造

縮んだ状態

配管
摩擦力

配管内での検査プローブの挙動

伸びた状態

振動吸収（バネ）機構

検査プローブとケーブルの間にバネ機構を取り付け、ケーブルに生じた自励振動をバネ機構で吸収することにより、検査プローブの振動を抑制し、ノイズを低減させることができ、キズ信号を精度よく検出することができます。

従来技術との比較
ノイズを抑制し必要な信号（キズによる信号）を精度よく検出

Ver.2.1

利用分野
小口径配管の非破壊検査（渦電流探傷、超音波探傷、
目視検査、寸法検査など）研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（実証試験中）特許第4161114号
seika.riyou@jaea.go.jp

配管表面温度・減肉量、流体温度の同時測定法

ライフサイエンス
計測
No. 6-15１対の電磁超音波探触子のみで、配管の表面温度及び減肉量、配管内を流れる流体温度を同時に測定する手法です。

技術の特徴
配管を挟んで１対の電磁超音波探触子を取り付けることで、コイルの電気抵抗から配管
表面温度を、配管内面で反射した超音波の伝搬時間から配管厚さを、配管（流体）を通過した超音波の伝搬時間から流体温度を３つ同時に測定できます。

磁石
コイル
渦電流
金属 超音波（配管）

磁場
配管への取り付け例

電磁超音波探触子の原理①コイルの電気抵抗から
配管表面温度を計測②配管内面で反射した
超音波の伝搬時間から配管厚さを計測流体③配管（流体）を通過した
超音波の伝搬時間から
流体温度計測計測原理図

従来技術との比較

利用分野

１対のセンサで、配管の表面温度及び減肉量、配管内を流れる
流体温度を同時に測定可能

プロセス計装（温度測定）
配管点検（減肉測定）

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階

特許第5110591号

Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

電磁超音波探傷におけるノイズ低減法

ライフサイエンス
計測
No. 6-16

電磁誘導により物体中に超音波を生じさせ、キズの有無を検査する電磁超音波探傷において、ノイズの影響を低減し、キズの信号を強調する手法です。

技術の特徴
電磁超音波探傷法は、非接触・高温物体の検査を得意とする反面、信号レベルが小さい
ためノイズの影響を受けやすい欠点がありました。
電磁超音波探触子
送信波
反射波

位置Ａ

位置Ｂ

（実線）

（点線）

キズ

位置Aで
受信した
信号

位置Ｂで
受信した
信号

位置Ａー位置Ｂの信号
位置Ａと位置Ｂの信号には、それぞれキズ信号とノイズが含まれますが、ノイズは位置によらずほぼ一定であるのに対し、キズ信号は探触子とキズの距離によって変化します。わずかに離れた位置で収録した２つの信号の差をとることで、ノイズを低減し、きず信号を強調することができます。

キズ信号

従来技術との比較

利用分野

ノイズの中からキズによる信号を精度よく抽出

非破壊検査（超音波探傷）研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（実証試験中）特許第4117366号

Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

孔内起振源を用いた
簡易弾性波トモグラフィ試験

ライフサイエンス
計測
No. 6-17“孔内起振源”は、空気圧を用いて岩盤に掘削されたボーリング孔の孔壁をたたき、ボーリング
孔内の所定の場所・時間に四方に弾性波を発生させる装置です。本装置を用いることで、弾性波トモグラフィ調査を短時間で簡便に行うことを可能とします。

技術の特徴
簡便に弾性波トモグラフィ調査を可能とする技術であり、専門業者で無くても取り扱え、掘削工事の合間に調査を行うことが可能となったことで、これまでデータ取得が困難であった坑道掘削中の岩盤内における変化を捉えることが可能となったのが特徴です。
（下図を参照）。掘削後の長期間における岩盤の挙動の調査にも対応します。

坑道掘削時の弾性波トモグラフィ調査の進め方のイメージ（鳥瞰図）孔内起振源の断面図

弾性波トモグラフィ調査システムの概要

従来技術との比較
１ 弾性波トモグラフィ調査システム全体
コンパクトかつ取り扱いも容易
２ 点源としての位置・時刻の精度が向上
した四方への弾性波の発生が可能

研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

発振子としての孔内起振源のボーリング孔内への挿入の模様

利用分野
１ 岩盤の調査技術

知財関連情報特許第5273568号（共願：サンコーコンサルタント㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-18

ボーリング孔遮水試験法

地下水調査、資源開発、土木工事など、全てのボーリング孔は、調査目的終了後に環境への影響を与えないように埋戻（閉塞）す必要があります。本技術は閉塞したボーリング孔の遮水性能を評価するための試験装置、試験方法及び解析方法に関するものです。

ボーリング孔

ロッド

センサー
容器

注水ポンプ

ポンプ注水流量 →

技術の特徴

加圧注水
区間

加圧注水
区間

注水停止
区間

観測圧力 →

パッカー

注水兼圧力
計測ポート

圧力計測
ポート

圧力ビルド
アップ区間

ブレーク圧力（打設した閉塞材
強度の検査のために使用する）

圧力フォール
オフ区間

Horner plot解析区間（打設した閉塞材
浸透率の検査のために使用する）

経過時間 →

閉塞材

1.8
1.6

この傾きｍから透水係数
を求める

1.4
1.2
m(傾き)=0.4bar=0.04MPa

岩盤⊿P1(bar)

1
0.8
0.6
0.4

実験室での実測例

0.2
0

閉塞材を埋設したボーリング孔に試験装置をセットし、パッカーで孔を塞いでから水を圧入し、その圧力変化を測定することにより埋設したボーリング孔の透水性と閉塞材の強度を測定できる装置です。

従来技術との比較
国内外においてボーリング孔内に打設した閉塞材の遮水性を原位置で測定、評価する方法はない

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1-0.2
1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E+01

1.E+02

1.E+03

1.E+04

Horner time(-)

注水ポンプで注入流量を上げた時の圧力の上昇と、注水を停止させた後の圧力の低下から、この圧力の時間応答を解析します。

利用分野
地下水・石油・天然ガス・地熱・温泉・金属・土
木・科学調査などのボーリング孔掘削工事を伴う全ての分野

知財関連情報特許第4756213号（共願：帝石削井工業㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

地磁気地電流データの自動ノイズ除去法

ライフサイエンス
計測
No. 6-19

地熱・金属鉱床等の資源探査や地震・火山防災のための地下構造調査に用いられる地磁気
地電流法の観測データを、高品質で取得するための方法です。

技術の特徴
新しいスタッキング法(注)を使ったこの方法では，単位観測期間ごとにデータ品質の評価値を求め，それに基づいた重み付きスタッキングを行うことで，効率的に高品質データが得られます。
（注）スタッキング：

目視による編集
スタッキング結果

観測データ

新しいスタッキング
による結果

従来技術との比較
１ 作業者の技術レベルに依存しない
自動処理
２ データ処理作業時間の短縮
３ ノイズ低減効果の向上

研究のステージ
実用段階
Ver.2.1

見掛比抵抗[log10(Ω･m)]

従来の自動編集
スタッキング結果

ほぼ同レベル

見掛比抵抗[log10(Ω･m)]

見掛比抵抗[log10(Ω･m)]

見掛比抵抗[log10(Ω･m)]

同じような信号の時系列データにおいて、対応する時間のデータ同士を足し合わせ、S/N比を大きくする処理法。

利用分野
１ 地熱、金属鉱床等の資源探査
２ 地震、火山防災等の地下構造調査 等

知財関連情報特許第4512790号（共願：日鉄鉱コンサルタント㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-20

家庭用放射線メータ

福島第1原発事故以来、簡便で高信頼性の放射線メータが求められており、“家庭用放射線メータ”は放射線に関する知識がない方でも放射線量が正常であるかが一目でわかるような表示になっています。

技術の特徴■ 放射線検出器にフォトダイオード（放射線や光が当たると微弱電流が発生）を用いることにより、長寿命で安価かつ高信頼性のものとなります。
■ 測定した放射線量をバーグラフ化するとともに、自然放射線量の目安となる
イラストと対比させてわかりやすく表示し、特に家庭用に適します。

電源スイッチを押すだけで計測スタート
1年間に自然から受ける放射線量の目安をイラストで表示（例えばブラジル・カラ
バリ市は10ﾐﾘｼｰﾍﾞﾙﾄ）
測定した1時間あたりの放射線量をバーグラフで表示

放射線を検知するとＬＥＤが点灯従来技術との比較

利用分野

１ 安価であること
２ 操作（取扱）が簡単である（専門知識が不要）
３ 維持費が安価

１ 家庭用に常備する
２ 学校の教育用
３ 公共の場の放射線メータ

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第4448944号
特許第5761794号

Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-21

薄型放射線表面汚染検出器

従来の汚染モニタは、計測器等の制約から大型化する傾向にあり、設置場所の制約、装置移動が困難である等の問題があった。この問題点を解決するため、プラスチックシンチレーションファ
イバー（以下「PSF」という。）を用いたシート状の薄くて大面積のγ線汚染モニタを開発しました。

技術の特徴
従来はGM計数管またはプラスチックシンチレータと光電子増倍管を組み合わせた厚みのある大きな筐体の検出器が必要でしたが、ＰＳＦを折り返して検出器をシート状にしています。ＰＳＦの両端に伝送された光を同時係数回路で処理し、ノイズを排除し、検出精度を高めています。

試作機

測定原理
γ線

シンチレーション光

シンチレーション光ファイバー

PMT

PMT

※

同時計数回路従来技術との比較
１ 検出器がシート状で薄くて大面積なので、小型、軽量で設置や移動に便利
２ 専門施設における表面汚染検出器として十分な感度と良好なエネルギーレスポン
スを確保

Ver.2.1

利用分野
原子力発電所等における放射線管理（汚染管理）に使用

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第3463018号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-22

周囲の汚染に影響を受けない
放射性セシウム検出器

東京電力福島第一原子力発電所の事故による環境中の放射性セシウムの中で、134Csが２本のエネルギーを持ったガンマ線を同時に放出するのを利用し、遮蔽体などを用いないで周囲からのガンマ線を遮断できる新しい検出器です。

技術の特徴

134Cs

本装置の構成例です。①同時計数される２本のガンマ線をデジタ
ルオシロスコープ上の時間情報で解析し134Csを弁別する。また、②遠くの134Csからのガンマ線が2つの検出器に入る可能性はほとんどないが、近いとその可能性が非常に高い(注)ことを利用し、試料中の134Csを測定、あるいは環境中でその場測定します。
134Csの半減期は137Csより短いが、 137Csは計測されないので、高汚染区域では今後も十分に利用可能です。
134Cs(注) ２個のγ線検出器の同時計数を行うことで、測定装置の検出効
率は、各検出器の検出効率の積となる。１個のγ線検出器の検出効率
は、検出器と被検体との距離の２乗に反比例するため、本発明の測定装置では距離の４乗に反比例することになります。

ガンマ線計測部（シンチレータ）
デジタルオシロスコープ
-40

-60

-80

-100

-120

-140

-160

0

20

40

ch1

従来技術との比較
１ 測定試料の遮蔽包囲体が不要
２ 時間解析で弁別するため、スペクト
ル解析などが不要

研究のステージ
試作検討段階（デモ機で実証済み）
Ver.2.1

60

80

100

ch2

利用分野
１ 134Csを含む放射性物質の除染作業
２ 134Csを含む放射能汚染のマッピング
３ 樹木などの非破壊その場測定

知財関連情報特開2014-025895
RADIOISOTOPES Vol.64 (2015)
No. 5, p.311-318

seika.riyou@jaea.go.jp

電流測定でエネルギー分布を得る
放射線検出器ライフサイエンス
計測
No. 6-23

小型の素子や材料を配列したシンプルな検出器で、高い放射線量においてもＸ線やガンマ線の強度（エネルギー）を瞬時に測定可能です。 医療用X線装置や産業用X線CT装置などへの応用が可能です。

技術の特徴◇検出素子と放射線を吸収しやすい材料
を直列に複数配置し一つの検出器を構成します。（図１）
低エネルギー放射線は、手前側の検出素子でのみ信号が出力されます。
高エネルギー放射線は、貫通力が高く、全ての検出素子から信号が出力されます。この違いを利用し、瞬時に放射線強度を計測します。

図１ 検出器イメージ◇検出素子としては、半導体、シンチレータなど、測定する放射線の強度、検出器の大きさ等、測定ニーズに応じて様々な構成が可能です。
◇本検出器を人体のＸ線ＣＴに適用した場合の模擬実験結果では、丸い部分（造影剤模擬）が明瞭に識別できました。（図２）
低Ｘ線量でも画像が得られるため、被ばく低減も図れます。

(a)従来検出器(b)本検出器

図2 人体中造影剤の画像化結果（４か所の薄い白丸部が造影剤、数値は濃度比）

従来技術との比較
１ ニーズに合わせた校正が可能
２ 医療Ｘ線ＣＴの解像度向上
３ 物質組成の特定が可能

Ver.2.1

利用分野
１ 人体用X線CT
２ 産業用X線CT
３ 原子力施設計装
４ ホームランドセキュリティ
５ 手荷物検査研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第5779819号
seika.riyou@jaea.go.jp

放射線検出器用圧力容器システム

ライフサイエンス
計測
No. 6-24

本システムは放射線、例えば中性子、ガンマ線またはX線の入射位置または二次元分布を計測するために使用するものです。数100から1000チャンネル以上に及ぶ高速の微小信号を低雑音で個別読み出しにより測定することを可能にします。

技術の特徴
本システムは放射線検出用ガスを封入する圧力容器1-3、検出信号を電気パルスに変換する検出素子5、高速微小電気信号を圧力容器から多チャンネルで取り出すフィードスルーピン配列4a、圧力容器外側に取り付けられる多チャンネル信号増幅電子回路基板6より構成されます。

本システムの特徴は、放射線を検出するためのガス圧力容器、信号検出素子及び信号増幅電子回路が多チャンネルのフィー
ドスルーピン配列を介して一体化されていることです。
ガス圧力容器は高圧力密封構造になっており、放射線検出用混合ガスの高い純度を長期間にわたり維持することができます。
３つの主要な構成機器を一体化構造にすることより、多チャンネルの高速、微小電気信号を各チャンネル毎に個別に、極めて少ない減衰且つ低雑音の状態で信号処理できることにあります。このことにより、高い位置検出分解能を実現することを可能にします。

従来技術との比較
１ 抵抗減衰方式は信号の波高から位置を検出するため、高速、低雑音対応が困難であった。
２ 多ピンコネクタと多芯ケーブルを介して、電子回路に接続する方式は、構造が大きくなり、安定作動が難しかった。

研究のステージ
実用化段階(パルス中性子散乱実験装置に設置)
Ver.2.1

利用分野
１ 中性子散乱実験における二次元
イメージング用検出器
２ X線、ガンマ線の二次元分布測定

知財関連情報特許第4314373号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
エネルギー弁別・位置検出型α線計測装置 No. 6-25
α線のエネルギー分布（エネルギースペクトル）と放射能分布（計数分布）が同時かつリアル
タイムに取得できる技術※で、汚染管理に役立てることができます。また、本技術は、様々なα線測定器（サーベイメータ、放射能測定装置、ダストモニタ）に適用が可能です。
※ 例：α線のエネルギー弁別が可能なシンチレータと位置検出型光検出器（光電子増倍管等）を組み合わせた測定装置

技術の特徴
 α線計測による汚染管理において、その妨害因子となるラドン（Rn）子孫核種（天然の放射性核種）が多く混在する環境であっても、微量のプルトニウム（Pu）やウラン（U）などの核燃料物質の有無をその場で迅速に検知・評価することができます。
 検出領域（検出面）をデータ上で任意の数に分割することが可能で、細かく分割すること
で、汚染の状態（形状）のイメージングも同時にできます。
＜活用例１＞空気集塵ろ紙中の微量なPuの検知 （PuとRn子孫核種の放射能比≒1：50、測定時間；5分）
Rn子孫核種の計数に埋もれてPuの計数が確認できず ⇒ 汚染の確認が困難

本技術

汚染部位

汚染部位の検知

Puの計数領域にまとまった計数あり● 全計数▲ 全計数のうちPuによる計数

Puの計数領域
汚染がない部位

ろ紙全体のα線スペクトル＜既存技術＞ 表面障壁型半導体検出器

エネルギー分布の確認

計数分布の確認

測定領域を限定することでPuによる計数の有無が確認できる汚染の有無及びその状態（形状）が確認できる＜活用例２＞汚染状態のイメージング
本技術

分布︓2次元分布
値 ︓発光量の積算値
測定︓バッチ処理

検出面：5cm×5cm＜既存技術＞ オートラジオグラフィ
注意：画像は白黒反転画像

分布︓２or3次元分布
値 ︓計数値
測定︓リアルタイム

試作機（可搬型）

従来技術との比較
１ 汚染評価に必要な情報（エネルギース
ペクトル及び放射能分布）を一回の測定で、採取可能２ 試料を採取することなく、その場で迅速に（5分以内に）汚染の有無が評価可能
３ 様々な放射線測定装置に適用可能研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ 施設放射線管理
２ 環境放射線モニタリング
３ 原子力防災

知財関連情報特願2015-028396（共願：北海道大学）
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-26

プルトニウム取扱施設の放射線管理へのイメージングプレートの適用

イメージングプレート(IP)は、測定対象物から放射させたα線によって受けたエネルギーに比例して発光する。この現象を利用し、プルトニウム(Pu)の位置と放射能強度の両分布を同時に評価することができる。また、自然放射性物質との弁別も可能である。

技術の特徴
右図のように、放射能の強度に応じた分布を確認することができる。また、下図のように、ある一定の発光量と面積を閾値として、
自然放射性物質とPuを判別できる。さらに、判別したPuのスポット毎に放射能の定量が可能である。
IPの読み取り時における解像度によって検出下限放射能が変化し、解像度50μmで約0.02Bq、解像度100μmで約0.026Bq、解像度200μmで約0.039Bqである。(60分測定)

粉末状のPuを測定した
場合の画像

α線のエネルギーに比例した発光量

100

面積の閾値
10

1

Pu判別の閾値
0.1

0.01

0.001
-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

検出されたPuの中心位置 (pixel)

従来技術との比較
１ 高解像度の位置情報
２ 放射線に比例した数値データを直接取得
３ 自然放射性物質とPuの弁別など定量的な解析が可能４ ベータ線やガンマ線にも適用可能

Ver.2.1

利用分野
１ 放射能分布の特定
２ 除染の効果確認
３ 放射性物質の可視化研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第5499384号
seika.riyou@jaea.go.jp

チェレンコフ光を用いた炉内監視システム

ライフサイエンス
計測
No. 6-27

燃料要素近傍のチェレンコフ光の画像を取得し、画像の濃淡値と計算で求めたチェレンコフ光に起因する光子数を関連づけることで、原子炉出力や、チェレンコフ光＊に起因するベータ線やガンマ線などの炉心内の情報を得ることができます。

技術の特徴*水中で光の速度より早い粒子があると、そのショックで衝撃波が発生し、その時に出る光。

システム構成カメラ、カメラ制御装置、ビデオキャプチャボード及び画像解析用PC で簡便に解析が可能。

KUR炉心内の監視実証
燃料要素の熱出力[MW]

6.0
5.0
4.0
3.0
推定値

2.0

実測値

1.0
0.0
10:54:20

 解析範囲を任意に選択。
 KUR炉心での解析実績。

従来技術との比較
１ 炉心内の観察により、核的情報が取得可能
２ 原子炉出力又は使用済み燃料集合体のチェレンコフ光に寄与する核分裂性物質に関する情報が取得可能

研究のステージ
実用化段階（システムの試作機完成）⇒ 軽水炉への適用実証
Ver.2.1

10:55:29

10:56:38
時間

10:57:48

10:58:57

 原子炉出力の監視が可能。
 燃料要素の燃焼度も推定可能。

利用分野
１ 試験研究炉を用いた照射研究
・照射試験中の核的情報
２ 核セキュリティ
・使用済み燃料要素の監視
３ 軽水炉の安全対策(炉心監視)

知財関連情報特開2014-062739（共願 ：伊藤忠テクノソリューションズ㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-28

自己出力型の小型ガンマ線検出器

大容量電源の配線がなくてもガンマ線を測定できる放射線検出器です。計測部が細径で狭く入り組んだ箇所で測定ができます。エミッタ材の選択により、高温環境下での測定も可能です。

技術の特徴

ガンマ線を照射すると、エミッタから光電子及びコンプトン電子が放出され、計測する出力電流からガンマ線量を測定。
耐放射線性
ケーブル

エミッタ

数十～百数十mm

外観写真

数mm

電流計
（測定用）

コレクタ

絶縁材

出力校正曲線(例)

芯線

電流計
（補償用）

135mm

φ3.5mm○ガンマ線量の測定範囲は、>10Gy/h（形状により測定範囲は変更可）。
○エミッタ材を選択することにより、高温での使用が可能。
○放射線に強いケーブルを使用。

従来技術との比較

利用分野

１ 応答性の良い測定ができる
２ 中性子の影響を受けにくい
３ 交換の必要な部品が無い

１ 高放射線環境の線量評価
２ ガンマ線発生源の位置探索研究のステージ

知財関連情報試作検討段階

特開2014-085119（共願：助川電気工業㈱）Ver.2.1

seika.riyou@jaea.go.jp

減速型中性子スペクトル測定器の減速材構造

ライフサイエンス
計測
No. 6-29

幅広いエネルギー範囲の中性子スペクトル（中性子エネルギー分布）を簡易に推定できる測定器です。検出器内部に組み込む減速材に様々な工夫を加えることにより中性子のエネルギーの弁別性能を向上させました。

技術の特徴

上図は、本発明の中性子検出器の原理図です。検出器に入射した中性子が内部の減速材で減速され低いエネルギーの中性子（１eV程度の熱中性子）となり散乱されることで、中心軸に設置してある熱中性子検出器で検出される方式です。
入射する中性子のエネルギーにより減速材中の透過距離が変わるので、長軸の熱中性子検出器に長さ方向の位置を検出する機能を待たせることで、中性子のエネルギーが分かります。
本発明では、このような方式の中性子検出器にポリカーボネートとポリエチレンの2段の減速材構造や熱中性子吸収用カドミウム板を設置する等の工夫をすることで、中性子のエネルギー弁別する性能を向上させました。

従来技術との比較
１ 従来は複数の測定器による評価を必要としていたが、本測定器１つで測定可能
２ 測定及びセットアップにかかる時間を短縮
３ 市販のエレクトロニクス機器の利用が可能

Ver.2.1

利用分野
１ 放射線管理計測（中性子）２ 加速器物理工学
３ 核データ評価

研究のステージ

知財関連情報

実用化段階（試作機有）

特許第4670068号
seika.riyou@jaea.go.jp

ライフサイエンス
計測
No. 6-30

中性子個人線量当量測定器

中性子のエネルギーと入射する角度によって大きさが変化する中性子被ばくを管理するため、
個人線量当量を精度よく測定できるよう設計された装置であり、中性子分布が不明な環境下において作業者の被ばく量の校正の基準とする線量当量を評価することができます。

技術の特徴

中性子による個人線量当量は、入射する中性子のエネルギーだけでなく、その非対称的な人体構造の結果として入射角度にも依存します。
本装置は、人体に特有のエネルギー・入射角度に配慮した線量当量の測定が可能なように構造が工夫されており、中性子分布が不明な作業環境等において高精度の線量当量測定を可能にします。

○計算
■実験

相対感度

ボロン
ポリエチレン

3He検出器○計算■実験

ボロンゴム層○計算■実験

ポリエチレン

外観写真（左）と内部構造図（右）入射角度（°）

方向特性（実線は理想カーブ）

従来技術との比較
従来の線量当量率サーベイメータ
が、入射角度に依存しない「周辺線量当量」を測定するのに対し、本装置は入射角度に依存する「個人線量当量」を測定研究のステージ
試作検討段階Ver.2.1

利用分野
中性子発生施設等における従事者の放射線防護

知財関連情報特許第4150831号
seika.riyou@jaea.go.jp

中性子とガンマ線を同時に検出する臨界事故警報装置用検出器

ライフサイエンス
計測
No. 6-31

本装置は，不慮の臨界事故の際に事象の発生を速やかに検知し施設内に退避警報を発する
臨界事故警報装置に使用する放射線検出器であり、事故によって生成される放射線（中性子とγ線）を、両者の区別なく検出することができます。

技術の特徴

臨界事故警報装置に使用する放射線検出器には、ガンマ線用検出器と中性子用検出器の二種類があり、これまでは発生源と設置検出器の間にある施設の遮へい構造に応じて使い分けていました。
新たに開発した検出器「中性子・ガンマ線非弁別式検出器」は、従来のγ線検出器（プラスチックシンチレータ）に、カドミウム（Cd）とポリエチレンからなるケーシングを取り付けることで中性子検出感度を付加したもので、施設の遮へい構造に関係な
く、中性子とγ線のいずれか又は両方を検出することができます。

従来技術との比較
１ 従来検出器の持つγ線検出感度を損なうことなく中性子検出感度を付加
２ 任意の遮へい構造の場所で利用が可能

研究のステージ
実用化段階（東海再処理施設で実働中）
Ver.2.1

利用分野
再処理施設等における臨界警報設備

知財関連情報特許第4189505号（共願：㈱東芝）
seika.riyou@jaea.go.jp

火災感知器の結露による誤報を防止するための取付け台座

ライフサイエンス
計測
No. 6-32

一般に鉄筋コンクリート造建物の火災感知器は、天井に設けられた埋め込みボックスに直付けされていますが、感知器と天井の間に台座を介在させることにより、感知器内部への結露水の侵入を防ぐことができます。

技術の特徴＜結露の発生原因と誤報のメカニズム＞
従来の取付け方法は、天井面に直付けのため、埋め込みボックス又は天井面からの結露水が浸入し易い状態にありました。

共通線端子

誤報
「結露水が感知器内部に浸入して、集積回路基板や端子間に付着し、感知器の誤作動が発生します。」

ライン線端子
集積回路基板

端子部用貫通穴

内部構造断面図

結露の水滴が集積回路基板に付着し作動回路
を構成

確認灯

＜感知器取付け台座の効果＞
１ 天井面からの結露水などが感知器
本体裏側に浸入することを防止します。
２ 感知器を埋め込みボックス・配管経路から隔離することにより、結露水 感知器取付け台座
・材質：SUS・板厚：1mmの侵入を防止します。

ケーブル引込部の密閉＊感知器ベース部及び感知器内部への結露水の浸入を防止する。

ケーブル縛りのＲ型＊天井部より、伝ってきた
結露水を滴下させる。

従来技術との比較
１ 誤作動の減少に伴い、火災監視機能の信頼性が向上
２ 低コストで施工も簡単

Ver.2.1

利用分野
１ 消防設備（自動火災報知設備）の設置
２ 工場・プラントにおける検出器等の設置

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第5158653号
seika.riyou@jaea.go.jp

気密容器内の物理量の測定方法

ライフサイエンス
計測
No. 6-33

本発明は、気密性が要求される容器内に収納される物質の物理量（温度、圧力等）を気密性を維持しながら測定することを目的としたものです。

技術の特徴

課題
信号線を引き出すことができない（信号線を引き出すと気密が維持できなくなる）
特徴②
データ取り出しのための信号線をつながなくともデータを無線伝送で取得することが可能

課題解決策及び特徴①
容器内にセンサーと記録部を一体化させた装置を留置することにより、信号線の引き回しが不要

従来技術との比較
１ 気密性を維持しつつ必要な情報を収集
２ メモリー中の測定データを遠隔で回収可能
３ センサーの選定により必要なデータを収集

研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
気密性等が要求される容器内の物理量測定→設備改造をすることなく、容易に測定可能
例：化学反応容器、生物反応容器

知財関連情報特許第4644871号
seika.riyou@jaea.go.jp

分析
No. 7-1

キャピラリー電気泳動法を用いる
高純度試料精製法“キャピラリー電気泳動法”とは、導電性の液体を満たしたキャピラリー（毛髪程度の内径のガラス管）の中で、物質の移動速度の差を利用して分離を行う方法で、極少量の試料に対して、高い分離性能が得られる方法です。本技術では試料溶液の注入・泳動方法を新しく開発しました。

技術の特徴
本技術では、試料注入量の増量と分離性能の向上を両立させる手法を開発し、従来技術では分離できない不純物の除去に成功しました。環境・生体試料などの貴重な試料に対して有効です。
＜概略＞

キャピラリー内部の様子
移動方向

キャピラリー（内径50 μm）
数nL~数μL
注入
試料溶液

精製前

＋極 電源 －極数十 kV

試料溶液を濃縮液ではさむ-+
目的物と不純物を一緒に濃縮→

電極
泳動液槽
＋極

←濃縮部分を陽極側へ戻す

極少量の試料を毛細管内で分離精製する＜適用例＞

試料溶液を追加注入後，濃縮→精製前 純度：82%

不純物を除去不純物

発光強度

繰り返して濃縮5050

5

6 7 8 9 10
泳動時間/分05１ 試料の高純度化（99%）が可能
２ 短時間（10分程度）で精製可能
３ 極少量の試料量（1μL）でも精製可能
４ 有機溶剤を使用せず環境負荷が低い

研究のステージ
試作検討段階分離液と交換し，泳動により分離
-

+
精製後

6 7 8 9 10
泳動時間/分

従来技術との比較

Ver.2.1

-

+

100

100

0

精製後 純度：99%

繰り返し

－極

目的物と不純物を分離

目的物

不純物

濃縮液

利用分野
１ 環境分野での貴重な試料の精製
２ 医学分野での生体試料の精製
３ 研究機関等での試薬精製

知財関連情報特開2014-048252
seika.riyou@jaea.go.jp

分離液

分析
No. 7-2

ウランに対する高感度迅速分析法

本技術では、環境試料や放射性廃棄物試料中のウランを分析するための新しい試薬を開発しました。“キャピラリー電気泳動法”という毛細管を用いる分析法に使用することにより、従来技術と比較して簡易かつ、(1)安全、(2)分析時間の短縮が見込まれます。

技術の特徴
本技術では、従来の試薬と比較して、蛍光部位を導入することによって10万倍以上の高感度検出が可能となり、ウランと選択的に結合する構造を見出したことにより、共存物質の影響を受けにくい分析が可能になりました。
従来の試薬開発したウラン分析用試薬

O||
U
CO32||
O①蛍光部位導入による高感度検出①低感度②ウランに対する
選択性無し

UO22+
Cs＋

UO22+

②ウランと選択的に結合する構造（共存物質の影響を受けにくい）

Sr2+(1) 安全（高感度）Secondary

Chelating moiety
ウランとの結合部位
Emissive moiety
高感度検出のための
発光部位

ウラン用分析試薬
(2) 分析時間短縮

分析廃液

試料

共存妨害物質

発光強度

2010 mL → 0.05 mL

1 L → 0.01 L

分析時に扱う廃液量を1/100以下に削減

従来技術との比較
１ 蛍光による高感度２ ウランに対する高選択性

Ver.2.1CO32-ウラン
0.3 μg/L

10
0

20

25
泳動時間/分

利用分野
１ 環境試料のウランの分析
２ 原子力分野でのウランの分析研究のステージ

知財関連情報試作検討段階

特許第5834274号（共願：埼玉大学）
seika.riyou@jaea.go.jp30

分析
No. 7-3

大強度パルス中性子を利用した
放射化分析

中性子を利用した２つの多元素同時・非破壊元素分析法を、J-PARCの大強度パルス中性子を用いる事により融合し、その相乗効果によって従来法では測定困難な元素でも分析できる手法を開発しました。

技術の特徴

開発した手法の優位性を示すため、Co, Ag,
Au, Cd, Taを含む混合試料を測定しました。
従来法ではCoの分析が困難であるのに対し、開発した手法では正確にCoを分析することができました。Co以外の元素でも同様の効果が期待でき、分析対象も広がりました。

従来法
Coに他の元素が混じっている
正確な定量が困難
Co+Au+(Ta)

陽電子消滅
Co+Cd+Ta+F
Co+Cd+Ta+(Au)

Co+Au
+Ta

Co+Ag
Co+Au

Cd+F

電磁波エネルギー

融合された非破壊元素分析法によって得られる3次元スペクトル

1000
1500
電磁波エネルギー(keV)

2000

新手法
ほぼ純粋なピークが得られ、容易に正確な定量が可能に

例えばCoを選択的に抽出

中性子エネルギーを使ってスペクトルがCoに純化された

純粋なCo

中性子飛行時間(エネルギー)

従来技術との比較
１ 信頼性の高い分析が可能に
２ 適用可能元素が多い
３ 前処理が不要

研究のステージ
基礎研究段階Ver.2.1

0

Co+Ag+Ta+Fe500

Co+(Fe+Ge)
Co+Au+Ge

0

500

1000
1500
電磁波エネルギー(keV)

利用分野
１ 研究機関での貴重な試料の分析
２ 半導体やプラスチック等の材料開発
３ 廃棄物や環境試料の非破壊検査

知財関連情報Y. Toh et al., Anal. Chem.
2014,86,12030-12036
seika.riyou@jaea.go.jp

2000

中性子回折・散乱による物質の構造と磁性の解析

分析
No. 7-4

研究用原子炉やパルス中性子源から取り出される中性子ビームの回折・散乱を利用すること
で、物質内の原子構造や原子配列を調べたり、原子の揺らぎや原子が持つ磁石の性質である
スピンの揺らぎを調べることができます。物質が持つ機能性の向上に役立つ情報が得られます。

技術の特徴

中性子ビームを調べたい物質に照射し、散乱もしくは回折された中性子を検出します。

中性子ビーム

c
b

a
：Co

試料位置

：O

：Li

等密度面：1 fm/Å3、0.05 fm/Å3

水素やリチウムなど軽元素を検出する能力に優れ、リチウムイオン電池材料中のリチウム位
置を特定が可能です。

検出器

中性子散乱実験装置の例
散乱実験により結晶や蛋白質・高分子などの運動が観測できます。中性子にはスピン感受性があり、スピンの運動も観測できます。

従来技術との比較
１ 極低温・超高圧・高磁場などの資料 環境の充実
２ 中性子スピンを揃えた偏極ビー
ムの利用による物質内スピンの精密観測研究のステージ
実用化段階
Ver.2.1

利用分野
１ 物質材料科学
２ 高分子・生体化学

知財関連情報Jounal of the Physical Society of Japan, Vol. 78, 074710(2009). “Visualizing Rattling in PrOs2Sb12 by Single
Crystal Neutron Diffraction"

seika.riyou@jaea.go.jp

ガンマ線による核物質の非破壊
検知・分析

分析
No. 7-5

高エネルギー電子ビームとレーザーの衝突散乱（レーザー・コンプトン散乱）で、単色かつエネ
ルギー可変のガンマ線を発生できます。このガンマ線を用いることで、核物質の非破壊検知・分析を行うことができます。

技術の特徴

貨物中に隠ぺいされた核物質を外部から非破壊で検知・分析できる技術です。
透過力の強い２－３ＭｅＶのガンマ線をプローブに用いるので、数 cm の鉄などの金属や、数十cm の水などの遮蔽物を透過して検知できます。
被測定物を放射化することはありません。
核物質（ウラン、プルトニウムなど）の同位体を識別して検知・分析できます。
核物質以外の安定同位体を含む核種にも適用可能です。

従来技術との比較
１ 核種を識別して検知・分析が可能
２ 被測定物を放射化しない研究のステージ
実用化段階（実証機による試験）
Ver.2.1

利用分野
１ 港湾における貨物コンテナの検査
２ 税関における貨物コンテナの検査

知財関連情報特許第5697074号
特許第5403767号（共願：産総研、京都大学）
特許第5464366号（共願：産総研）
seika.riyou@jaea.go.jp

プロトン導電性セラミックスを用いた
水素濃度計

分析
No. 7-6

数百℃の高温環境や放射線が存在する環境など、厳しい環境条件でも水素濃度の測定が可能であり、水素爆発防止に役立つ小型の水素濃度センサです。

技術の特徴

6

プロトン導電性セラミックス管内の基準物質と周囲の水素濃度の差により生ずる起電力を電極で検知することで、水素濃度が分かります。
セラミックと金属で構成されているため、温度・圧力・放射線に強い設計になっています。
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ヒータ[単位:mm]

基準物質

電極

プロトン導電性セラミックス管

耐放射線性ケーブル
熱電対○応答性に優れるため、周囲の水素濃度変化をリアルタイムに測定可能です。
○ 電圧計と電源(車載バッテリ程度)があれば、測定可能となります。

従来技術との比較
１ 応答性の良い測定ができる
２ 高温や高圧、さらに放射線が存在する条件でも測定できる
３ 交換の必要な部品が無い

Ver.2.1

利用分野
１ 軽水炉事故時の安全対策
２ 高温水素雰囲気での濃度分析研究のステージ

知財関連情報試作検討段階

特開2015-052502（共願：助川電気工業㈱）seika.riyou@jaea.go.jp

分析
No. 7-7

高感度ガス分析装置

応用真空工学技術を駆使して、特殊機能付真空排気システムと高感度四重極型質量分析計との組み合わせで、呼気のように日常的な気圧（大気圧）状態にあるガスの成分を、約10秒の短時間で1ppmレベルまで検出できます。

技術の特徴
これまでに呼気分析による医療分野への応用やアルミ再生材の放出ガス分析による品質管理への応用のほか、野菜や果物の放出ガス分析による新鮮度の提案等に係る研究開発を行ってきました。

主な仕様

高感度ガス分析装置
到達圧力~10-7 Pa (1兆分の1気圧)

加熱温度
測定質量

~200 Ԩ

感度~1 ppm (~100万分の1)

外形寸法

W900xD600xH1200 (mm)重量~50 kg1~200 u (*)(*) uは統一原子質量単位で1u=1.660x10-27 kg

従来技術との比較
１ 試料ガスをパルス的に注入・測定
２ 速やかに10-7 Pa台に排気３ 高感度測定可能

Ver.2.1

利用分野
１ アルミ再生材の品質検査等
２ 野菜や果物の新鮮度等
３ 肉類や魚介類の鮮度管理等
４ 酒類の香り分析等
５ 呼吸機能状態の把握等

研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第4052597号
seika.riyou@jaea.go.jp

分析
No. 7-8環境分離型天秤

この天秤は周囲の環境に悪影響を及ぼすことなく、試験容器内で試料が腐食するときの重量の変化やゆっくりとした化学反応による試料重量の変化を正確に測定することができます。

技術の特徴
永久磁石と磁性流体を利用して、天秤の吊り下げワイヤーとフランジの間に可動性と気密性を持たせ、試験容器内の雰囲気と外側の環境とを分離可能にしています。
環境分離型天秤
吊り下げ
ワイヤー

測定例
原理図

磁性流体
永久磁石
試験容器

フランジ
(測定例)
ホタテ
貝殻
水

定盤
（御影石）

■環境分離型天秤を使用することによって、粉砕したホタテ貝の貝殻が水分を吸着することが分かりました。このように重量変化の過程を正確に測定することができます。

従来技術との比較
１ 独立した試験容器内環境で重量測定可能
２ 天秤上部電子回路への悪影響無し

Ver.2.1

利用分野
腐食性ガスや同液体による試料の重量変化等研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第4729655号
seika.riyou@jaea.go.jp

廃棄物の微量なウラン量を測る技術

分析
No. 7-9

従来、廃棄物（例えばドラム缶）の中のウラン量（例えばウラン235）を測定する際、廃棄物中の位置感度差の問題による測定誤差の大きさが問題になっています。しかし、高速中性子直接問いかけ法を用いると測定誤差を低く抑えて、短時間でウラン量を測定することが可能です。

技術の特徴※廃棄物に高速中性子をパルス状に照射すると、高速中性子は廃棄物の内容物で熱中性子に変わり、ウラン235と反応し核分裂中性子を発生します。

測定原理図※発生する核分裂中性子は、廃棄物中のウラン235の量に比例します。この核分裂中性子を計ってウラン235の量を特定します。内容物が他の種類に変わっても、比例するのでウラン235量を正確に測定できます。

従来技術との比較
１ 測定誤差が小さい
２ あらゆる廃棄物（内容物：コンクリー
ト、ウェス、金属、セラミックス、無機物等）で測定可能
３ ドラム缶中の~mg（ウラン235）までの微量な核物質でも測定可能

Ver.2.1

利用分野
１ 原子力分野での計量管理、
クリアランス保障措置等
２ 港湾、空港、国境ゲートでの核セキュリティ対策、核物質探知研究のステージ

知財関連情報実用化段階

特許第5099700号
特開2014-174123
seika.riyou@jaea.go.jp

高速炉の破損燃料を検知するレーザー
共鳴イオン化質量分析装置

分析No. 7-10

高速炉の破損燃料は、アルゴンガスにわずかに含まれるクリプトン及びキセノンの同位体比を測定することで同定することができます。高速炉の安全性確保を目的として、同位体比の正確かつ迅速な測定を可能にする「レーザー共鳴イオン化質量分析装置」を開発しました。

技術の特徴

高速炉の燃料が破損すると、燃料集合体ごとに異なる同位体比のクリプトン及びキセノンがアルゴンガスに放出されます。

「レーザー共鳴イオン化質量分析法」は、レーザーの「波長」を調整することでクリプトン又はキセノンのみを効率良くイオン化して計測する分析法です。

従来技術との比較
１ 濃縮操作が不要であり、簡便な操作で迅速に分析
２ スリット電極により、測定を妨害する
イオンを無視できるレベルまで抑制

Ver.2.1

レーザーの光軸に沿った「スリット」
電極を開発し、測定を妨害する
イオンを大幅に減らしました。

利用分野
１ 高速炉開発
２ 核分裂生成物（ＦＰ）分析
３ 希ガス元素分析全般

研究のステージ

知財関連情報試作検討段階特許第5327678号
seika.riyou@jaea.go.jp

表紙写真は、従来の和紙工芸（左上）に新たな利用を提供する吹付和紙技術（JAEA特許）で製作した照明オブジェです。

ＪＡＥＡ技術シーズ集
第２版

ＪＡＥＡ

技術シーズ集第２版

発行

2016年10月

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究連携成果展開部
http://www.jaea.go.jp

本書の全部または一部の無断転載、改変を禁じます。

日本原子力研究開発機構

JAEA技術シーズ集第２版

日本原子力研究開発機構