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1
An Adaptive time-stepping scheme with local convergence verification using support vector machines
川口 賢司; 石川 淳; 丸山 結
International Journal of Engineering and Technology, 6(2), p.104 - 108, 2014/04
An adaptive time-stepping scheme in accordance with the local convergence of computation often involves computationally expensive procedures. As a result, many computer simulators have avoided utilizing such an adaptive scheme, while its advantages are well recognized; the scheme not only efficiently allocates computational resources, but also makes the results of the computation more reliable. In this paper, we propose a fast adaptive time-stepping scheme, ATLAS (Adaptive Time-step Learning and Adjusting Scheme), which approximates such an expensive yet beneficial scheme by using support vector machines (SVMs). We demonstrate that ATLAS achieves higher accuracy with lower computational cost when compared with computations without it. ATLAS can incorporate existing solvers and other fast but unreliable adaptive schemes to meet the different criteria required in various applications.
2
Preliminary synthesis and mechanical property of titanium beryllide pebbles with different chemical compositions
金 宰煥; 中道 勝
Journal of Alloys and Compounds, 585, p.63 - 68, 2014/02
 被引用回数:6 パーセンタイル:40.26(Chemistry, Physical)
Beryllide is well-known as the most promising candidate for advanced multipliers in demonstration fusion reactors. However, due to its brittleness, it is difficult to fabricate a pebble-type beryllide. Here, we report the synthesis and analysis of beryllide pebbles with different chemical compositions. In order to clarify the effect of the content of Ti on the fabrication of beryllide pebbles, a rotating electrode method was applied using a plasma-sintered beryllide rod jointed by two beryllide blocks and powder. The beryllide pebbles were successfully fabricated accompanied by phase changes induced by re-melting during the rotating electrode method. The SEM images of the rods and the cross-section of the pebbles demonstrated that the phases of the plasma-sintered beryllide rods with 6 at.%, 7 at.%, and 7.7 at.% Ti were transformed to the peritectic Be$$_{12}$$Ti phase with a Be$$_{17}$$Ti$$_{2}$$ phase due to re-melting whereas pebbles with 3 at.% and 5 at.% Ti showed similar phases as the plasma-sintered beryllide rods. Additionally, the dependence of the Ti amount on crush load depicted that the pebbles with the larger area fraction of Be indicated the higher crush load as well as longer displacement because the Be contributed to increase of ductility in the pebbles.
3
Measurements of electron-induced neutrons as a tool for determination of electron temperature of fast electrons in the task of optimization laser-produced plasma ions acceleration
榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 小倉 浩一; 深見 智代; 松川 兼也*; et al.
Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02A705_1 - 02A705_4, 2014/02
 被引用回数:1 パーセンタイル:84.5(Instruments & Instrumentation)
高強度レーザーとプラズマの相互作用によるイオン発生において、電子特性の計測は不可欠である。そのため、様々な計測手法が提案されているが、今回我々は、光核中性子反応による中性子を計測することで、精度よく電子特性の計測を行う新規性の高い手法を提案する。この手法は、イオン加速エネルギー計測と共にピークパワー1$$times$$10$$^{21}$$W/cm$$^{2}$$のJ-KARENレーザーによって実証された。イオン加速エネルギーと本手法による計測結果は極めて相関をもつことがわかり、改良を重ねて行けば非常に良い計測器になり得ることがわかった。
4
Evaluation of debris bed self-leveling behavior; A Simple empirical approach and its validations
Cheng, S.; 田上 浩孝; 山野 秀将; 鈴木 徹; 飛田 吉春; Zhang, B.*; 松元 達也*; 守田 幸路*
Annals of Nuclear Energy, 63, p.188 - 198, 2014/01
 被引用回数:10 パーセンタイル:7.65(Nuclear Science & Technology)
To clarify the mechanisms underlying the debris bed self-leveling behavior, several series of experiments were elaborately designed and conducted in recent years under the constructive collaboration between Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and Kyushu University (Japan). Based on the experimental observations and quantitative data obtained from various conditions, a simple empirical approach to predict the self-leveling development depending on particle size, particle density and gas velocity was proposed. To confirm the rationality and wide applicability of this approach, over the past few years extensive efforts have been made by performing modeling investigations against a large number of experimental data covering various conditions (including difference in bubbling mode, bed geometry and range of experimental parameters). The present contribution synthesizes these efforts and gives detailed comparative analyses of the performed validations, thus, providing some insight for a better understanding of CDAs and improved verifications of computer models developed in advanced fast reactor safety analysis codes.
5
In situ synchrotron $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopy of RFe$$_{2}$$ (R = Y, Gd) hydrides synthesized under ultra-high-pressure hydrogen
三井 隆也; 増田 亮*; 瀬戸 誠; 平尾 直久*; 松岡 岳洋*; 中村 優美子*; 榊 浩司*; 榎 浩利*
Journal of Alloys and Compounds, 580(Suppl.1), p.S264 - S267, 2013/12
 被引用回数:2 パーセンタイル:80.18(Chemistry, Physical)
An in situ $$^{57}$$Fe synchrotron radiation M$"o$ssbauer spectroscopy (SRMS) was performed on the C15 Laves RFe$$_{2}$$ (R=Y, Gd) under high-pressure hydrogen (H) in a diamond anvil cell. The H-absorption processes were monitored by the pressure dependence on the $$^{57}$$Fe isomer shift (IS): IS values increased for the amount of H-absorption into the RFe$$_{2}$$. In both cases, IS values showed a rapid increase at a few GPa, and once again showed a small increase at above 10 GPa. These results suggest that there are two steps in the H-absorption processes for the RFe$$_{2}$$ under high-pressure hydrogen. At the same time, two-step magnetic transitions have been also observed for the first time: ferromagnetic RFe$$_{2}$$ changed to paramagnetic RFe$$_{2}$$Hx$$_{1}$$ at the first H-absorption process, and a new ferromagnetic phase appeared in RFe$$_{2}$$Hx$$_{2}$$ at the second H-absorption process. In this conference, we report details on the SRMS experimental setup and the results.
6
DFT study on the electronic structure and chemical state of americium in an (Am,U) mixed oxide
鈴木 知史; 西 剛史; 中田 正美; 都留 智仁; 赤堀 光雄; 平田 勝; 加治 芳行
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 74(12), p.1769 - 1774, 2013/12
 被引用回数:9 パーセンタイル:38.49(Chemistry, Multidisciplinary)
(Am,U)混合酸化物の電子構造と化学状態を評価するために密度汎関数法による理論計算を実施した。比較のため3価と4価のAm酸化物と4価と5価のU酸化物の計算も実施した。まず、有効電荷を評価したところ、混合酸化物中のAmは3価に近く、Uは5価であることが明らかとなった。また、電子構造を評価したところ、UO$$_{2}$$中のUがドナーとなりAmO$$_{2}$$中のAmがアクセプターとなりえることから、混合酸化物形成時にUからAmに電荷移動が起こっていると考えられる。
7
Development of a turbo-molecular pump with a magnetic shield function
荻原 徳男; 柳橋 亨; 引地 裕輔; 西川 雅章; 神谷 潤一郎; 和田 薫*
Vacuum, 98, p.18 - 21, 2013/12
 被引用回数:3 パーセンタイル:70.97(Materials Science, Multidisciplinary)
In order to safely use turbo-molecular pumps (TMPs) in a magnetic field, it is necessary to reduce the eddy current induced on the rotating rotor. Usually, a magnetic shield facility is added to a normal TMP available in the market. In this study, we have developed a TMP with a magnetic shield function by replacing the housing materials with a ferromagnetic substrate, SUS430. Before and after machining, SUS430 was vacuum-fired at 700$$^{circ}$$C for 10 h in order to have good vacuum quality and to recover high magnetic permeability. The magnetic shield efficiency of a housing made of SUS430 was examined. When the vertical magnetic field of 0.009 T was applied, the field inside of the TMP was reduced to less than 0.0003 T. We then confirmed that the developed TMP shows a good performance in achieving an ultrahigh vacuum in magnetic fields of up to 0.009 T.
8
Controllable fabrication of amorphous Si layer by energetic cluster ion bombardment
Lavrentiev, V.*; Vorli$v{c}$ek, V.*; Dejneke, A.*; Chvostova, D.*; J$"a$ger, A.*; Vacik, J.*; Jastrabik, L.*; 楢本 洋*; 鳴海 一雅
Vacuum, 98, p.49 - 55, 2013/12
 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)
We report on the fabrication of an amorphous Si thin layer by means of bombardment of a Si(100) surface using monoenergetic C$$_{60}$$ cluster ions with energies of 50-400 keV. The C$$_{60}$$ cluster implantation produces nanogranules on the surface of the amorphous Si layer, which was detected by atomic force microscopy. According to the spectroscopic ellipsometry and transmission electron microscopy data, the thickness of the amorphous Si layer is shown to increase with the cluster ion energy reaching 30 nm at 200 keV. There is also a thin layer of nanocrystalline Si between the amorphous Si and pristine Si layers.
9
Numerical techniques for parallel dynamics in electromagnetic gyrokinetic Vlasov simulations
前山 伸也; 石澤 明宏*; 渡邉 智彦*; 中島 徳嘉*; 飯尾 俊二*; 筒井 広明*
Computer Physics Communications, 184(11), p.2462 - 2473, 2013/11
 被引用回数:9 パーセンタイル:27.48(Computer Science, Interdisciplinary Applications)
Numerical techniques for parallel dynamics in electromagnetic gyrokinetic simulations are introduced to regulate unphysical grid-size oscillations in the field-aligned coordinate. It is found that a fixed boundary condition and the nonlinear mode coupling in the field-aligned coordinate, as well as numerical errors of non-dissipative finite difference methods, produce fluctuations with high parallel wave numbers. The theoretical and numerical analyses demonstrate that an outflow boundary condition and a low-pass filter efficiently remove the numerical oscillations, providing small but acceptable errors of the entropy variables. The new method is advantageous for quantitative evaluation of the entropy balance that is required for obtaining a steady state in gyrokinetic turbulence.
10
Measurement of non-condensable gas in a PWR small-break LOCA simulation test with LSTF for OECD/NEA ROSA project and RELAP5 post-test analysis
竹田 武司; 大和田 明彦; 中村 秀夫
Experimental Thermal and Fluid Science, 51, p.112 - 121, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:70.96(Thermodynamics)
An OECD/NEA ROSA Project experiment was conducted simulating a PWR 0.5% cold leg small-break LOCA with steam generator (SG) secondary-side depressurization as an accident management measure to clarify such complex phenomena as non-uniform flow among the SG U-tubes under natural circulation (NC) with air as non-condensable gas. The gas concentration was measured at the SG outlet plenum by using a gas measurement device to measure oxygen concentration in steam-gas mixture that is developed employing a Zirconia sensor. Non-uniform flow behaviors were observed in the SG U-tubes with non-condensable gas ingress. Air concentration in steam-gas mixture was estimated to be about 40-50% at the SG outlet plena after the U-tube downflow side became empty of liquid. Post-test analysis by RELAP5/MOD3.2.1.2 code revealed that the code underpredicts the primary pressure a bit after the gas inflow with some discrepancies in the SG U-tube liquid level and the NC mass flow rate.
11
原子炉事故における$$beta$$線被ばく
辻村 憲雄
Isotope News, (715), p.30 - 33, 2013/11
原子炉事故における$$beta$$線被ばくの特徴と過去の事例について紹介するとともに、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故に際し、筆者らが支援活動の一環として取り組んできた発電所構内における$$beta$$線量率の測定と計算、並びにその線量率に基づき算出した作業者の$$beta$$線被ばく線量の推定結果について紹介する。
12
Graphene growth and carbon diffusion process during vacuum heating on Cu(111)/Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ substrates
小川 修一*; 山田 貴壽*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 長谷川 雅考*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
Japanese Journal of Applied Physics, 52(11), p.110122_1 - 110122_8, 2013/11
 被引用回数:7 パーセンタイル:44.08(Physics, Applied)
In this study, behavior of carbon atoms in annealing/cooling process of graphene/Cu(111) substrates is investigated using photoelectron spectroscopy and secondary ion mass spectrometry. After growth of graphene on Cu(111) surfaces, Cu$$_{2}$$O was formed at the graphene/Cu interface during transportation through the atmosphere. The Cu$$_{2}$$O layer completely disappeared by vacuum annealing at 773 K. Graphene was decomposed and carbon atoms diffuse into the Cu substrate by elevation of temperature up to 1223 K. When the sample was cooled down, the carbon atoms did not segregate on the surface and remain in the Cu substrate. This result indicates the carbon atoms easily diffuse into Cu substrates in vacuum annealing while the amount of diffused carbon atoms in the chemical vapor deposition (CVD) process is smaller, suggesting that the barrier layer which prevents from the diffusion of C atoms exists on Cu surfaces at the graphene CVD growth.
13
Relation between oxidation rate and oxidation-induced strain at SiO$$_{2}$$/Si(001) interfaces during thermal oxidation
小川 修一*; Tang, J.*; 吉越 章隆; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*
Japanese Journal of Applied Physics, 52(11), p.110128_1 - 110128_7, 2013/11
 被引用回数:4 パーセンタイル:62.71(Physics, Applied)
To verify experimentally the Si oxidation reaction model mediated by point defect (emitted Si atoms and its vacancies) generation due to the oxidation-induced strain, real-time photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation was employed to evaluate simultaneously the amount of oxidation-induced strained Si atoms at the SiO$$_{2}$$/Si interface, oxidation states, and oxidation rate during oxidation on n-type Si(001) surfaces with O$$_{2}$$ gas. It is found that the both of the oxidation rate and amount of strained Si atoms at the completion of first oxide layer growth decrease gradually with raising temperature from 573 K to 873 K, where the oxide grows in the Langmuir-type adsorption manner. It is found that the interface strain and oxidation rate have strong correlation.
14
Optimization of synthesis conditions for plasma-sintered beryllium-titanium intermetallic compounds
金 宰煥; 中道 勝
Journal of Alloys and Compounds, 577, p.90 - 96, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:68.04(Chemistry, Physical)
Plasma sintering method has been newly suggested as a synthesis method for beryllium titanium intermetallic compounds (beryllides) as an advanced neutron multiplier in a system of water cooled solid breeder demonstration fusion reactors. Not only synthesis of the beryllide but joining the beryllide could be successfully fabricated. We report on the optimization of the main sintering conditions, on the sinterabilityof the plasma-sintered beryllides in the light of sinterability, as well as consolidation to the Be$$_{12}$$Ti phase. The optimum sintering temperature for consolidation to the Be$$_{12}$$Ti phase was 1273 K and the area fraction of the Be$$_{12}$$Ti phase obtained when sintering at 1273 K, was approximately 83%. To increase the fraction of the Be$$_{12}$$Ti phase, increasing the sintering time was inevitable and this led to an increase in the Be$$_{12}$$Ti phase corresponding to 97.5%. However, as the sintering time increased, variation in grain size of the beryllides was observed. With regard to the sintering pressure, the higher the sintering pressure applied, the higher the sinterability, even though lower pressure may lead to better consolidation with respect to the absence of the Be$$_{2}$$Ti phase.
15
High-energy EXAFS study of molten GdCl$$_3$$ systems
岡本 芳浩; 塩飽 秀啓; 矢板 毅; 鈴木 伸一; Gaune-Escard, M.*
Journal of Molecular Liquids, 187, p.94 - 98, 2013/11
 被引用回数:4 パーセンタイル:78.9(Chemistry, Physical)
溶融塩化ガドリニウムとそのLiCl-KCl共晶塩との混合融体の局所構造を、GdのK吸収端を利用した高エネルギーEXAFS測定技術を使用して調べた。カーブフィッティング解析の結果、塩化ガドリニウム単独塩融体中では、最近接Gd$$^{3+}$$-Cl$$^-$$間距離は2.74$$pm$$0.02${AA}$で、その配位数は6.5$$pm$$0.3だった。一方、10%混合融体中では、2.70$$pm$$0.01${AA}$ and 6.1$$pm$$0.3へ減少することがわかった。これらの結果は、混合によって、八面体配位構造(GdCl$$_6$$)$$^{3-}$$が形成され安定化することを示唆した。解析の結果を、YCl$$_3$$及びLaCl$$_3$$混合系と比較検討した。
16
Preliminary characterization of plasma-sintered beryllides as advanced neutron multipliers
中道 勝; 金 宰煥; 宗像 健三*; 柴山 環樹*; 宮本 光貴*
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S465 - S471, 2013/11
 被引用回数:4 パーセンタイル:50.94(Materials Science, Multidisciplinary)
Advanced neutron multipliers with low swelling and high stability at high temperature are desired for pebble bed blankets. Beryllium intermetallic compounds (beryllides) are the most promising advanced neutron multipliers. Development of advanced neutron multiplier has been started between Japan and the EU in the DEMO R&D of the International Fusion Energy Research Centre (IFERC) project as a part of the Broader Approach activities. The plasma sintering method has been selected as a new beryllides synthesis method. The plasma sintering results in starting powder particle surface activation that enhances sinterability and reduces high temperature exposure. The plasma sintering shows that the intermetallic compound beryllide such as Be$$_{12}$$Ti, Be$$_{17}$$Ti$$_{2}$$ and Be$$_{2}$$Ti can be directly synthesized from mixed elemental powders of Be and Ti at a temperature lower than the melting point. In this report, the preliminary characterization of plasma sintered Be-Ti beryllide was carried out such as reactivity with water vapor, microstructure analysis by ion irradiation effect and deuterium retention property compared with beryllium (Be) metal. From the result of the preliminary characterization, it revealed that plasma sintered Be-Ti beryllide sample has a good performance as a neutron multiplier. This beryllide sample has enough oxidation resistance, high radiation resistance and low deuterium retention property more than Be metal.
17
The Effect of sintering time on synthesis of plasma sintered beryllides
金 宰煥; 中道 勝
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S461 - S464, 2013/11
 被引用回数:9 パーセンタイル:14.6(Materials Science, Multidisciplinary)
Development of advanced neutron multiplier has been started between Japan and EU in the DEMO R&D of the International Fusion Energy Research Centre (IFERC) project as a part of the Broader Approach activities. Plasma sintering method has been selected as a synthesis method for beryllides. The formation of Be$$_{12}$$Ti, Be$$_{17}$$Ti$$_{2}$$ and Be$$_{2}$$Ti intermetallics was identified in sintering at 1073-1273 K for 20 min under 50 MPa pressure, using starting mixed powder particles of Be and Ti. The elemental content of Be and Ti in the plasma sintered material decreased by consolidation enhancement with increasing sintering temperature, with only about 2% of the elemental phases remaining in 98% beryllides at 1273 K. This experiment shows that the intermetallic compound beryllides can be directly synthesized by the plasma sintering method at temperature which is lower than the melting point. Since beryllides as neutron multiplier are used at high temperature for a long time, it is considerably important to understand thermal properties of the beryllides. In this report, evaluation of thermal stability of plasma sintered Be-Ti beryllide was carried out.
18
Irradiation response in weldment and HIP joint of reduced activation ferritic/martensitic steel, F82H
廣瀬 貴規; Sokolov, M. A.*; 安堂 正己; 谷川 博康; 芝 清之; Stoller, R. E.*; Odette, G. R.*
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S557 - S561, 2013/11
 被引用回数:5 パーセンタイル:33.18(Materials Science, Multidisciplinary)
The objective of this work is to investigate irradiation response in the joints of F82H. The joints of F82H were prepared using TIG welding, EB welding and Hot-Isostatic-Pressing (HIP). As for weld joints, mechanical specimens were cut out of weld-metal (WM), heat-affected-zone (HAZ). These specimens were irradiated in an instrumented irradiation capsule, RB-15J in HFIR at Oak Ridge National Laboratory. The irradiation temperature was controlled at 573 and 673 K using liquid lithium as a heating medium, and the irradiation dose was up to 6 dpa. Tensile tests after 573 K irradiation revealed that the hardening in WM and base metal (BM) are greater than 300 MPa. On the other hand, HAZ exhibits about half of that of the WM and BM. Since the HAZ is the weakest part in the joint even before irradiation, neutron irradiation significantly enhances the weakness of the HAZ and it could be in danger of local deformation at this region.
19
First-principles thermodynamic calculations of diffusion characteristics of impurities in $$gamma$$-iron
都留 智仁; 加治 芳行
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S684 - S687, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Materials Science, Multidisciplinary)
照射下にあるステンレス鋼では空孔濃度が上昇し拡散が促進されることから偏析が生じやすく、照射脆化等の大きな要因となる。本研究では、第一原理計算と遷移状態理論を基礎とした熱力学解析を応用することにより、偏析機構の素過程となる粒内拡散について検討を行った。空孔や不純物の形成の自由エネルギーのエントロピーの寄与をフォノン状態密度から評価し、拡散の移動エンタルピーをNEB法を用いて評価した結果、$$gamma$$-Fe中では自己拡散や他の不純物に比べて半径の大きなMoの拡散が早くなることを示した。
20
Development of high-grade VPS-tungsten coatings on F82H reduced activation steel
徳永 知倫*; 渡辺 英雄*; 吉田 直亮*; 長坂 琢也*; 笠田 竜太*; Lee, Y.-J.*; 木村 晃彦*; 時谷 政行*; 光原 昌寿*; 檜木 達也*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S287 - S291, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:78.56(Materials Science, Multidisciplinary)
VPS-W coating formed on F82H kept at about 873K in conventional plasma spray conditions has inhomogeneous texture; namely mixture of disarranged area composed of large re-solidified/un-melted grains, fine randomly oriented grains and pores, and well ordered area composed columnar grains. Heat load test indicate that elimination of the disarranged area is necessary to improve the heat load resistance of VPS-W. One can get W coating with texture of homogeneous columnar crystal grains by eliminating the re-solidified/un-melted large particles. Optimization of the W powder size was also effective to reduce number of randomly oriented fine grains and pores.
21
Thermal diffusivity measurement of (U, Pu)O$$_{2-x}$$ at high temperatures up to 2190 K
森本 恭一; 加藤 正人; 小笠原 誠洋*
Journal of Nuclear Materials, 443(1-3), p.286 - 290, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:78.56(Materials Science, Multidisciplinary)
Pu含有率が約30%のMOX試料について2150Kまでの熱拡散率測定を実施した。熱拡散率は温度の上昇に従って低下する傾向を示した。また、初期O/M比=2.00の試料では測定中にO/M比が低下し、この原因は試料の構成元素の蒸発によるものと推測した。初期O/M比=1.95以下の試料については大きなO/M比及び重量の低下は示されなかった。
22
X-ray diffraction study on microstructures of shot/laser-peened AISI316 stainless steel
熊谷 正芳*; 秋田 貢一; 板野 祐太*; 今福 宗行*; 大谷 眞一*
Journal of Nuclear Materials, 443(1-3), p.107 - 111, 2013/11
 被引用回数:9 パーセンタイル:14.6(Materials Science, Multidisciplinary)
X線回折線プロファイル解析により、ショット及びレーザーピーニングした316ステンレス鋼の微視組織を調査した。なお、両試験片の残留応力分布はほぼ同等となるように各ピーニング条件を調整した。X線回折線プロファイル解析の結果、両試験片において転位密度の増加及び結晶子サイズの減少が見られたが、特に、ショットピーニング試験片における変化が大きかった。この差は、ピーニング時の塑性変形メカニズムに起因していると考えられる。
23
Co-processing of uranium and plutonium for sodium-cooled fast reactor fuel reprocessing by acid split method for plutonium partitioning without reductant
中原 将海; 駒 義和; 中島 靖雄
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(11), p.1062 - 1070, 2013/11
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
核拡散抵抗性,安全性及びコストに優れたPu還元剤を用いない酸分配法の研究を実施した。抽出計算コードを用いてフローシートの設定を行い、その結果をもとに向流多段抽出試験を行った。Pu逆抽出液は、0.15mol/dm$$^{3}$$ HNO$$_{3}$$を21$$^{circ}$$Cにて供給した。フィード溶液に対してU/Pu製品のPu富化度を2.28倍に高めることができた。また、U製品中におけるPu移行率は、0.47%に抑えられた。本研究により、酸分配法の高速炉燃料再処理への適用性を確認することができた。
24
Crystal structure of endo-1,4-$$beta$$-glucanase from ${it Eisenia foetida}$
有森 貴夫*; 伊藤 彰紘*; 中澤 昌美*; 上田 光宏*; 玉田 太郎
Journal of Synchrotron Radiation, 20(6), p.884 - 889, 2013/11
 被引用回数:6 パーセンタイル:43.57(Instruments & Instrumentation)
セルロースを含む木質バイオマスからのバイオエタノール生産における糖化プロセスにおいて、(293K以下でも十分な活性を示す)低温寛容性セルラーゼを用いることができれば、加熱するためのエネルギーを節約できるだけではなく、並行複発酵による高濃度アルコール生産が可能となる。GHファミリー9に属するシマミミズ由来1,4-$$beta$$-エンドグルカナーゼ(EF-EG2)は313Kにおいて最大活性を示すが、283Kにおいても比較的高い活性を保持する。酵母を用いた組換え型EF-EG2の発現系を構築し、引き続き試料精製および結晶化を実施したところ、回折実験可能な針状結晶を得ることに成功した。この結晶を用いて放射光施設において1.5${AA}$分解能の回折データを収集し、結晶学的$$R$$値が14.7%(free-$$R$$値が16.8%)まで精密化を完了した。EF-EG2の全体構造は($$alpha$$/$$alpha$$)$$_{6}$$バレルから成り、その中心に活性部位と想定されるクレフトが確認された。また、分子表面は負電荷に富んでいたが、この特徴は構造既知の低温寛容性酵素においても広く観察されており、EF-EG2の低温寛容性との関連が示唆された。
25
Crystal structure of UDP-glucose:anthocyanidin 3-${it O}$-glucosyltransferase from ${it Clitoria ternatea}$
廣本 武史; 本庄 栄二郎*; 玉田 太郎; 野田 尚信*; 数馬 恒平*; 鈴木 正彦*; 黒木 良太
Journal of Synchrotron Radiation, 20(6), p.894 - 898, 2013/11
 被引用回数:17 パーセンタイル:14.75(Instruments & Instrumentation)
チョウマメの花弁には、テルナチンと呼ばれるポリアシル化アントシアニンが含まれている。その生合成の最初の段階を担うのがUDP-グルコース:アントシアニジン3-${it O}$-グルコシルトランスフェラーゼ(${it Ct}$3GT-A)であり、UDP-グルコースを糖供与体とし、糖受容体であるアントシアニジン類への糖転移反応を触媒する。ここでは${it Ct}$3GT-Aの構造機能相関を明らかにするため、${it Ct}$3GT-Aの大腸菌組換え体を調製し、その立体構造をX線結晶構造解析により1.85${AA}$分解能で決定した。その全体構造は、2つのRossmann-like $$beta$$/$$alpha$$/$$beta$$ドメインから成るGT-Bフォールドを有しており、また2つのドメイン間に形成されたクレフトには、糖供与体(UDP-Glc)および糖受容体を結合するキャビティが存在していた。既に報告されている赤ブドウ由来フラボノイド3-${it O}$-グリコシルトランスフェラーゼ(${it Vv}$GT1)との構造比較より、糖受容体であるケンフェロールの結合に関与するアミノ酸残基が${it Ct}$3GT-Aにおいて有意に置換されていることが明らかとなった。これらの知見は、両酵素の糖受容体特異性の差別化を理解する上で重要と考えられる。
26
Spin state of Co$$^{3+} $$ in LaCo$$_{1-x}$$ Rh$$_{x}$$O$$_{3}$$ investigated by structural phenomena
浅井 晋一郎*; 岡崎 竜二*; 寺崎 一郎*; 安井 幸夫*; 小林 航*; 中尾 朗子*; 小林 賢介*; 熊井 玲児*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 82(11), p.114606_1 - 114606_6, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:69.42(Physics, Multidisciplinary)
LaCo$$_{1-x}$$ Rh$$_{x}$$O$$_{3}$$について中性子および放射光X線回折実験を行い、Co$$^{3+}$$イオンのスピン状態と結晶構造との関連を調べた。10KにおけるLaCo$$_{0.8}$$Rh$$_{0.2}$$O$$_{3}$$では、Co(Rh)O$$_{6}$$八面体のCo(Rh)-O間距離は理論値と一致し、格子体積は温度低下によって減少した。また、この格子体積の減少に伴って高スピン状態の比率は減少した。これらの結果から、Co$$^{3+}$$イオンのスピン状態は高スピン状態と低スピン状態が混在したものであり、高スピン状態は、Rh$$^{3+}$$イオンの置換によって生じたピン止め効果に加え熱励起によって発現することがわかった。
27
再処理技術開発の今後の展開; 福島第一原子力発電所の事故を経て我が国の再処理技術開発はどうすすむべきか?, III.1.(2); 福島第一燃料デブリの性状、取出し方法とスケジュール
永里 良彦
日本原子力学会誌, 55(11), p.661 - 662, 2013/11
日本原子力学会「次世代再処理技術」研究専門委員会にて、再処理技術開発の今後の展開と題して、福島第一原子力発電所の事故を経て我が国の再処理技術の研究開発はどう進むべきかについて議論検討した結果のうち、軽水炉破損燃料への再処理技術適用に関する検討として、福島第一原子力発電所燃料デブリの性状、取り出し方法とスケジュールについて調査検討した結果について報告する。
28
原子炉過酷事故時における炉内構造物の溶融移行挙動シミュレーション
山下 晋; 高瀬 和之; 吉田 啓之
日本機械学会第26回計算力学講演会論文集(CD-ROM), p.704_1 - 704_2, 2013/11
福島第一原子力発電所事故では、冷却材喪失による炉心冷却機能の低下により、原子炉内に設置されている燃料集合体が高温になり、その結果、燃料棒で溶融が発生し、それが次第に拡大して炉心の崩落を引き起こしたと推察される。このような溶融事象の進展を明らかにするためには、溶融現象を詳細に予測できる解析コードが必要である。本研究では、燃料集合体並びに炉心支持板や制御棒案内管等の炉内構造物を対象に、燃料集合体の溶融移行挙動及び凝固過程を現象論的に予測するための解析手法の開発を行っている。これまでに、固・気・液3相2成分(金属及び周囲雰囲気)の炉内溶融移行挙動解析を実施し、温度上昇により溶融した燃料集合体が下部ヘッドへ流入する挙動を解析した。しかしながら、気相以外の燃料及び炉内構造物を1成分で表しているため、崩壊熱を有する燃料とそれを持たない構造物との区別ができず、溶融燃料の移行に伴う発熱項の移動を扱うことができないという問題があった。そこで本報では、燃料と炉内構造物を区別するための拡張を実施し、2次元数値解析によりその妥当性を基礎的に検討した結果について報告する。
29
三次元二流体モデルに基づく超臨界圧水の単管内熱伝達特性に関する数値予測
小瀬 裕男*; 吉森 本*; 三澤 丈治; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本機械学会第26回計算力学講演会論文集(CD-ROM), p.701_1 - 701_2, 2013/11
三次元二流体モデル解析コードACE-3Dの伝熱劣化現象に対する予測精度を調べるために、超臨界圧水の上昇流および下降流を対象とした単管内熱伝達実験解析を実施し、得られた壁面温度の実験結果との比較を行った。その結果、以下の結論が得られた。(1)伝熱劣化現象を模擬するためには、壁面近傍まで適用できる低レイノルズ数型k-$$varepsilon$$モデルが有効である。(2)伝熱劣化現象は壁面近傍で生じる速度分布の平坦化に伴う乱流エネルギーの減少が主要因と考えられる。
30
SCWR燃料集合体内熱流動に及ぼす冷却材流れ方向の影響評価解析
三澤 丈治; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本機械学会第26回計算力学講演会論文集(CD-ROM), p.702_1 - 702_2, 2013/11
冷却材の流れ方向が超臨界圧軽水炉燃料集合体内熱流動に及ぼす影響を調べるために、超臨界流体解析用に拡張したACE-3D/BFCを用いて、簡略化した燃料集合体内に、超臨界水を上昇及び下降させた場合の熱流動解析を行った。その結果、下降流ケースの燃料棒表面温度が上昇流ケースよりも高くなることがわかった。上昇流及び下降流の両ケース共に、燃料集合体中心の流体温度が外周部と比べて時間的に速く擬臨界温度に達するために、燃料集合体中心の流体密度が外周部と比べて減少する。そのため、上昇流の場合には、燃料集合体中心の重力損失が外周部と比べて小さくなるが、下降流の場合には、流れ方向の逆転によって、燃料集合体中心の重力損失のほうが大きくなる。それにより、上昇流と比べて、下降流の場合における燃料集合体中心から外周部への超臨界圧水の流出が大きくなり、下降流ケースの燃料棒表面温度が上昇流ケースよりも増加する原因であることがわかった。
31
超臨界圧条件における原子炉サブチャンネル模擬流路内熱流動シミュレーション
北村 竜明*; 坂本 健作; 高瀬 和之
日本機械学会第26回計算力学講演会論文集(CD-ROM), p.703_1 - 703_2, 2013/11
超臨界圧水冷却炉の熱設計を行う上で、超臨界流体の伝熱流動を正確に把握できる解析手法の整備が重要である。臨界圧力よりも高い超臨界圧の状態では、温度の上昇に伴って流体の密度は連続的に減少する。しかも、擬臨界温度近傍において密度変化の急な領域が存在し、その領域で流体の定圧比熱は極大値を示す。このような超臨界流体の特性を正確に予測するために、超臨界圧条件を模擬できる流体熱物性値を導入した解析コードの開発を行っている。これまでに乱流モデルや並列計算法についての検討を行うとともに、2つの円管流路間を移行するクロスフロー挙動を解析的に評価できることを確認した。本報では、炉心燃料集合体内サブチャンネルを簡略模擬した4本バンドル体系で実施した熱流動解析の結果について述べる。本研究によって、バンドル内の燃料棒間に出力差がある場合には、サブチャンネル間を水平方向に流れるクロスフローは流体物性値変化の影響を受けて高出力側から低出力側に移行することが明らかになった。
32
Study on ion irradiation response of Gafchromic films for the intensity distribution measurement of a large-area beam
百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 石堀 郁夫; 奥村 進
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 727, p.40 - 45, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Instruments & Instrumentation)
Precise evaluation of the transverse intensity distribution of a large-area ion beam with various ion species at the AVF cyclotron is required for materials and biological researches at JAEA/Takasaki. The response characteristics of radiochromic films, Gafchromic HD-810 and EBT2, were, therefore, investigated using proton and several heavy-ion beams for developing a measurement technique of the transverse beam intensity distribution. The optical density of the films, read by general-purpose flat-bed scanners, increased linearly with the particle fluence of the beam in a low-fluence region. The linear-response range of the fluence was strongly dependent on ion species. The sensitivity of the film in terms of absorbed-dose response decreased for heavy-ion beams. The practical fluence range of the Gafchromic film for an ion beam of arbitrary energy was determined from the measurement result. Using the two types of Gafchromic films, we measured the relative intensity distribution and evaluated the size and uniformity of a large-area ion beam focused with multipole magnets. It was demonstrated that the present technique was useful for the measurement and evaluation of the ion-beam intensity distribution.
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Demonstrations for the effect of composite electric fields of molecular ions on the motion of secondary electrons due to ion irradiation
森林 健悟
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.30 - 33, 2013/11
 被引用回数:4 パーセンタイル:50.94(Instruments & Instrumentation)
Cancer therapy using carbon ions has a powerful therapeutic effect. This is based on the fact that relative biological effectiveness (RBE) of carbon ions is higher than that of protons and X-rays. A hypothesis has been proposed that clustered DNA damage is highly relevant to RBE values. However, it remains largely unknown how clustered DNA damage is generated after irradiation. We proposed and quantified that the electric field traps the emitted electrons near a radiation track, which, in turn, may lead to a clustering of DNA lesions. We have found that plasma with low electronic temperature and high density appears near the track of the incident ion in the irradiation of a carbon ion. The electrons in this plasma may more often interact with DNA which is located near the track and may produced the larger number of clustered DNA damages than the case where electric field is not considered and plasma is not formed.
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Modification of teflon surface by proton microbeam and nitrogen ion beam
喜多村 茜; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 神谷 富裕; 小林 知洋*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.82 - 85, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:78.56(Instruments & Instrumentation)
The morphology of the Teflon surface was studied after two different ion beams. Many voids were observed only inside of the Teflon sample after the focused 3-MeV proton microbeam scanning. Micro-protrusions were formed in dense after keV nitrogen ion beam irradiation at the surface. The surface was smooth after proton microbeam scanning and subsequent nitrogen ion beam irradiation, because of melting due to localized temperature-rise. The morphological design can be achieved at the surface of Teflon material by combination of different ion beam irradiation.
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Microscopic evaluation of the absolute fluence distribution of a large-area uniform ion beam using the track-etching technique
喜多村 茜; 八巻 徹也; 百合 庸介; 澤田 真一; 湯山 貴裕
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.47 - 50, 2013/11
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
The uniform-beam formation/irradiation system has been developed at TIARA. For the evaluation of the beam uniformity, the relative intensity distribution is obtained from the optical density change of a radiochromic film. However, the absolute fluence distribution cannot be estimated easily and precisely by the radiochromic film based on radiation-induced coloration. In this study, we microscopically evaluated the particle fluence distribution using the track-etching technique, which involves irradiation of a polymer with energetic heavy ions and chemical-etching of the resultant tracks. Relative standard deviation (RSD) value for the microscopic fluence distribution of the uniform beam on the PET film was agreed well with that determined by the radiochromic film. The uniform intensity distribution was realized in our uniform-beam formation system microscopically.
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Preparation of tungsten carbide nanoparticles by ion implantation and electrochemical etching
加藤 翔; 八巻 徹也; 山本 春也; 箱田 照幸; 川口 和弘; 小林 知洋*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.149 - 152, 2013/11
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
本研究では、イオン注入と電気化学エッチングを組合せて、グラッシーカーボン基板上に炭化タングステン(WC)のナノ微粒子を作製した。実験では、100keV W$$^+$$をグラッシーカーボン基板に照射して注入試料を作製した後、水酸化ナトリウム水溶液中で注入試料の表面をアノード酸化によりエッチングした。試料の分析にはX線光電子分光(XPS), ラザフォード後方散乱分析(RBS), 透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた。XPS, RBSの結果から、試料中でWCが形成されていたことと、電気化学エッチングによってその高濃度導入面が表面に露出したことが確認できた。断面TEMによって直径約10nmのナノ微粒子が表層に存在している様子が観察された。
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Ion-track membranes of fluoropolymers; Toward controlling the pore size and shape
八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 越川 博; 浅野 雅春; 澤田 真一; 箱田 照幸; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Severin, D.*; Seidl, T.*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.77 - 81, 2013/11
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
本研究では、より速く効率的にポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜を作製することを目指し、ドイツ重イオン研究所(GSI)における"その場"かつ"オンライン"分析によって、潜在飛跡内に存在する化学種の構造や反応性を調べた。その結果、照射と同時に生成したラジカルを介して、PVDF鎖中及び切断末端の不飽和結合が主に生成することがわかった。このような飛跡内の生成物にのみ作用しエッチングを加速するための改質過程、いわゆる前処理の方法を検討した。
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Applied-voltage dependence on conductometric track etching of poly(vinylidene fluoride) films
Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; 澤田 真一; 長谷川 伸; 前川 康成; 勝村 庸介*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.95 - 98, 2013/11
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
フッ素系高分子の一種であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなるイオン穿孔膜の形成挙動に関する研究において、コンダクトメトリー時の測定セルへの印加電圧が及ぼす影響を検討した。孔貫通に至るまでの化学エッチングは、セル電圧を高く維持することによって大きく加速されるという興味深い現象を見いだした。この現象については、穿孔内におけるエッチング溶出物の電気泳動効果に起因していると考えられる。
39
Development of dual-beam system using an electrostatic accelerator for in-situ observation of swift heavy ion irradiation effects on materials
松田 誠; 遊津 拓洋; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 314, p.43 - 46, 2013/11
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
1台の大型静電加速器により異なる2種類のイオンビームを同時に加速し、標的の同一箇所に照射するデュアルビームシステムを開発した。デュアルビームの加速には、高電圧端子内にECRイオン源を搭載した20MVのタンデム加速器を用いる。ECRイオン源で複数の元素の多価イオンを同時に生成し、質量電荷比の同じイオンを引き出し加速することで、デュアルビーム照射を実現する。このデュアルビームシステムを用いて、165MeVの$$^{132}$$Xe$$^{11+}$$イオンと15MeVの$$^{12}$$C$$^{+}$$イオンとを同時照射することで、XeイオンによるBi-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$標的の重イオン照射効果を、Cイオンをプローブにしたラザフォード後方散乱分析法によりリアルタイムに測定することに成功した。
40
Effects of van der Waals interaction for first-principles calculations on iron-based superconductors
中村 博樹; 町田 昌彦
Physica C, 494, p.9 - 12, 2013/11
 被引用回数:2 パーセンタイル:80.14(Physics, Applied)
鉄系超伝導の研究では、局所密度近似に基づく第一原理計算が重要な役割を果たしてきたが、必ずしもすべての物性を再現することができていたわけではない。特に結晶構造の再現にうまくいかないことが多く、計算上の大きな問題となっていた。本発表では、近年、開発が進んできた「ファンデルワールス力を考慮した第一原理計算手法」を用いて、鉄系超伝導体の結晶構造を再評価し、その効果を調査した結果を報告する。発表では、これまでに提案された数種のファンデルワールス密度汎関数を用いて、多くの種類の鉄系超伝導に応用し、系統的な調査を行った結果を発表する。この調査で得られた知見は超伝導体のみならず、他の機能材料や構造材料の研究開発にも波及効果があると考えられる。
41
Analysis of collective excitation for multi band superconductor; Frustrated spin model approach
小林 恵太; 太田 幸宏*; 町田 昌彦
Physica C, 494, p.13 - 16, 2013/11
 被引用回数:3 パーセンタイル:70.97(Physics, Applied)
近年、鉄系超伝導物質などの多バンド超伝導体が注目を集めており、異なったバンド間に働く相互作用により特異な超伝導状態が引き起こされる可能性が指摘されている。本発表では、その多バンド超伝導体の集団励起の解析を行った成果を報告する。まず多バンド超伝導模型がフラストレーションのあるスピンモデルにマッピングできることを示し、さらに導出したスピンモデルに対し平均場解析を行うことによって、超伝導状態、及び集団励起の解析を行った。得られた結果として、幾つかの集団励起がギャップレスとなるパラメーター領域が存在することが判明した。集団励起は物質の比熱等と結びつく量であることから、ギャップレスな集団励起は超伝導物性において重要な役割を果たすと考えられる。今回の計算手法は多バンドを持つさまざまな超伝導物質に適用可能であり、今後の発展が期待できる。
42
Magnetic properties of R$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$ (R=Yb and Lu)
吉井 賢資; 池田 直*; 福山 諒太*; 永田 知子*; 神戸 高志*; 米田 安宏; 福田 竜生; 森 茂生*
Solid State Communications, 173, p.34 - 37, 2013/11
 パーセンタイル:100(Physics, Condensed Matter)
R$$_{2}$$Fe$$_{3}$$O$$_{7}$$(R=YbおよびLu)の磁性を調べた。これらの物質は、マルチフェロイック電子強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の関連物質である。磁気転移温度は270Kであり、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の転移温度230-250Kより明らかに高かった。また、RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$でも報告されている、スピングラスおよび交換バイアス現象を観測した。これらは、磁気的な乱雑性の存在を示しており、磁気熱量効果のブロードなピークと一致する結果であった。また、磁気熱量効果より得られた、室温に近い磁気冷却温度は、この物質群が応用に適していることを示す。
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Spin-wave spin current in magnetic insulators
内田 健一*; 安立 裕人; 梶原 瑛祐*; 前川 禎通; 齊藤 英治
Solid State Physics, 64; Recent Advances in Magnetic Insulators; From Spintronics to Microwave Applications, p.1 - 27, 2013/11
 被引用回数:4 パーセンタイル:85.65(Physics, Condensed Matter)
A spin wave is a collective motion of magnetic moment in magnetically ordered materials. Although spin waves have been known and investigated for many years, resent research has revealed that the spin wave plays an important role in spintronics as a carrier of spin current, i.e., a flow of spin angular momentum. Such a spin-wave spin current is available in magnetic insulators even in the absence of conduction electrons, thus opens a new route for investigating spintronic phenomena in magnetic insulators. In this article we review recent progress in insulator spintronics.
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Protein and water confined in nanometer-scale reverse micelles studied by near infrared, terahertz, and ultrafast visible spectroscopies
村上 洋
Advances in Protein Chemistry and Structural Biology, 93, p.183 - 211, 2013/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:84.39(Biochemistry & Molecular Biology)
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水の構造・ダイナミクスに及ぼす空間拘束効果を調べるだけでなく、また、その微少液滴中に蛋白質などを可溶化することができるため、細胞類似環境下での生体高分子や水の状態を調べるために有用な系である。逆ミセル中の水や生体高分子を調べるために、以下3つの分光法を適用した。(1)近赤外分光では、逆ミセル中の水分子のOH伸縮振動スペクトルを指紋スペクトルとして用い、蛋白質分子を導入した逆ミセルの構造パラメータを決定するモデルを提案し、そのモデルから導出された逆ミセルサイズが、X線小角散乱などにより決定されたサイズと良い一致を示した。(2)逆ミセルの溶媒が無極性のために溶媒によるテラヘルツ波の吸収が格段に小さいことに着目し、逆ミセル中の蛋白質分子のテラヘルツ吸収スペクトルを導出することに成功した。(3)蛋白質分子導入逆ミセル内に色素プローブを導入し、フェムト秒時間分解蛍光分光を適用し、逆ミセル内のダイナミクスにフェムト秒からナノ秒に渡って時定数の異なる5成分の緩和過程が存在することを明らかにした。
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Coupling atmospheric ammonia exchange process over a rice paddy field with a multi-layer atmosphere-soil-vegetation model
堅田 元喜; 林 健太郎*; 小野 圭介*; 永井 晴康; 宮田 明*; 間野 正美*
Agricultural and Forest Meteorology, 180, p.1 - 21, 2013/10
 被引用回数:6 パーセンタイル:45.01(Agronomy)
多層大気-土壌-植生1次元モデル(SOLVEG)に、水田上の大気中アンモニア(NH$$_{3}$$)の交換フラックスを計算するための改良を施した。田面水での熱交換、SO$$_{2}$$やNH$$_{3}$$などの水溶性ガスの乾性沈着、及びイネの葉面と田面水面又は地表面のNH$$_{3}$$の放出ポテンシャルをモデルに考慮した。改良したモデルは、湛水期及び非湛水期に観測された熱, CO$$_{2}$$, SO$$_{2}$$及びNH$$_{3}$$フラックス,田面水温,地温,土壌水分量を良好に再現した。地表面で揮発したNH$$_{3}$$のイネによる再吸収量を生育ステージごとに評価するために、「再吸収比率」というパラメターを全揮発量に対する再吸収量の比として定義した。改良したモデルを用いた数値計算によって、再吸収比率は、葉面積指数(LAI)とともに増加し、LAI$$>$$1のときに一定値になることが明らかになった。LAIに対する再吸収比率の関数は、光-光合成曲線に用いられる非直角双曲線で表されることがわかった。再吸収比率の概念は、さまざまな揮発性ガスの植生キャノピーによる吸収量を推定するうえでも有用である。
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Release of mantle and crustal helium from a fault following an inland earthquake
梅田 浩司; 浅森 浩一; 草野 友宏
Applied Geochemistry, 37, p.134 - 141, 2013/10
 被引用回数:6 パーセンタイル:55.27(Geochemistry & Geophysics)
断層から放出されるガスの同位体組成を指標に、地形判読では不明瞭な活断層の位置を特定するための調査技術の開発を進めている。今回はこれらの技術開発の一環として、2011年6月30日に発生した長野県中部の地震(M5.4)の震源域周辺において、地下水の溶存ガスや温泉の遊離ガスの採取を行い、希ガス同位体の測定を行った。その結果、地震を引き起こした牛伏寺断層に沿って高い$$^{3}$$He/$$^{4}$$He比が観測された。また、地震発生前に比べて断層近傍ではマントル起源ヘリウムが、断層から離れた地域では地殻起源ヘリウムの含有量が増加する傾向が認められる。
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Micro/nanofabrication of poly($$_{L}$$-lactic acid) using focused ion beam direct etching
大山 智子; 日名田 暢*; 長澤 尚胤; 大島 明博*; 鷲尾 方一*; 田川 精一*; 田口 光正
Applied Physics Letters, 103(16), p.163105_1 - 163105_4, 2013/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:70.97(Physics, Applied)
生体適合性と生分解性を併せ持つポリ乳酸をバイオデバイスへ応用するため、集束ガリウムイオンを用いたダイレクトエッチングによる微細加工を試みた。照射イオン数(線量)と電流値(線量率)に依存して、エッチング速度や加工精度が変化することが分かった。ポリ乳酸はガラス転移温度(60$$^{circ}$$C付近)以上で容易に変形してしまうため、照射熱が加工特性に大きく影響したと考えられる。照射条件を制御して熱の影響を抑制することによって、直径約80nmのホールや100nm幅のアルファベットなど任意の微細加工に成功した。微細加工表面をマイクロエリアX線光電子分光で解析したところ、物理スパッタと放射線誘起分解反応によってポリ乳酸表面が炭化し、線量に応じてC=C結合が増えていくことが分かった。C=C結合が多い表面状態は細胞接着性が高いことが報告されており、本研究で得られたポリ乳酸の微細加工体は高い細胞接着性を持つことが期待される。
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Mechanical properties of full austenitic welding joint at cryogenic temperature for the ITER toroidal field coil structure
井口 将秀; 齊藤 徹; 河野 勝己; 千田 豊; 中嶋 秀夫; 小川 剛史*; 片山 義紀*; 小方 大成*; 峯村 敏幸*; 渡海 大輔*; et al.
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2520 - 2524, 2013/10
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Nuclear Science & Technology)
ITER TF構造物は高さ約17m,幅約9mのD型形状の大型溶接鋼構造物であり、その最大溶接深さは260mmとなる。TF構造物溶接時には、極低温における溶接継手強度を確保するために、溶接材料として、核融合炉設備規格 超伝導マグネット構造規格で規定されているFMYJJ1を、また、構造材料として4種類の窒素添加強化型ステンレス鋼を使用する計画である。原子力機構では、溶接深さと構造材料の組合が極低温における溶接継手の機械特性に与える影響を調査するために、FMYJJ1を使用した片側狭開先TIG溶接により、板厚40mmの4種類の構造材料の組合せ、及び板厚200mmの2種類の構造材料を組合せた溶接継手を製作し、これらの溶接継手から引張試験片を製作した。これらの試験片を用いて実施した4Kでの引張試験の結果、低い強度の構造材料を使用すると溶接継手の強度も低下するが、構造材料の強度を下回らないことがわかった。また、200mm厚さの溶接継手における引張試験結果では、継手強度は板厚方向にほぼ一定であり、極厚材の溶接においても実機TF構造物製作に十分な継手強度を確保できることを明らかにした。
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Novel granulation process of beryllide as advanced neutron multipliers
中道 勝; 金 宰煥; 米原 和男
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.611 - 615, 2013/10
 被引用回数:18 パーセンタイル:3.85(Nuclear Science & Technology)
核融合原型炉の早期実現を目指した幅広いアプローチ(BA)活動において、高温下の安定性に優れたベリリウム金属間化合物(ベリライド)の製造技術開発の一環として、ベリライドの微小球製造プロセスを新たに開発した。ベリライド合成手法としては、従来法である熱間等方加圧法や鋳造法などでは、均質な材料が得られず、工程も複雑であり、ベリライドの合成すら困難であった。今回は、ベリライド合成にプラズマ焼結法を適用することにより、簡便に脆くないベリライドを合成することに成功した。プラズマ焼結法は、原料粉末にパルス電流を負荷することによって材料表面を活性化(清浄)し、焼結性を向上させる手法であり、これにより表面酸化層などの不純物を除去でき、脆くない焼結体を形成できる手法である。そして、プラズマ焼結製のベリライドを用いて、回転電極法により目標形状である直径1mmの微小球製造にも成功した。
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Demonstration on endurance of ion exchange membrane immersed in high-concentration tritiated water under the Broader Approach activities
岩井 保則; 佐藤 克美; 河村 繕範; 山西 敏彦
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2319 - 2322, 2013/10
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Nuclear Science & Technology)
核融合炉から発生する高濃度トリチウム水はトリチウム水処理システムにて同位体濃縮・電気分解を行ったのち、水素同位体分離システムにて燃料純度にまで高度同位体濃縮を行うことでトリチウムの閉じ込め・再利用を図る。トリチウム水処理システムでは濃縮トリチウム水の電気分解を高分子電解セルにて行う。高分子電解セルのイオン電解質膜は高濃度トリチウム水と長期間接する代表的高分子膜であり、その放射線耐久性は幅広いアプローチ活動における研究項目となっている。本報告ではイオン電解質膜であるナフィオン膜につき1.38$$times$$10$$^{12}$$Bq/kgの高濃度トリチウム水に浸漬させた場合の劣化挙動を調査し、同線量の$$gamma$$線・電子線照射結果と比較することでトリチウム$$beta$$線による劣化の特異性の有無を考察した。高濃度トリチウム水浸漬によるイオン電解質膜ナフィオンの劣化について機械的強度・イオン交換能とも$$gamma$$線・電子線による同線量照射時の劣化度と同一であることを明確に示し、懸念されていたトリチウムに由来する特異的な劣化は生じないことを明らかとした。
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Feeder components and instrumentation for the JT-60SA magnet system
吉田 清; 木津 要; 村上 陽之; 神谷 宏治; 本田 敦; 大西 祥広; 古川 真人; 淺川 修二; 倉持 勝也; 栗原 研一
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.1499 - 1504, 2013/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:40.95(Nuclear Science & Technology)
JT-60SA装置はEUと日本の共同で、ITERのサテライト・トカマク(JT-60SA)を製作する計画である。JT-60SA用超伝導マグネットは、18個のトロイダル磁場コイルと4個の中心ソレノイド・モジュール、6個の平衡磁場コイルから構成される。超伝導コイルには、交流損失や核発熱で3.2kWの熱負荷が発生し、4.4Kの超伝導臨界ヘリウムで冷却する。そのために、冷凍機からの冷媒を、クライオスタットに取り付けたバルブボックスで分配する。また、コイル端子箱に取り付けた高温超伝導電流リードから、超伝導フィーダーを経由して各コイルに電流を供給する。クエンチ検出などの計測の設計を示す。JT-60SA用超伝導マグネット装置は、既存のJT-60U装置の改造するために、配置や空間的な制限が多く存在していた。それらの設計条件を満足する概念設計が完了したので報告する。
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Fabrication and installation of equilibrium field coils for the JT-60SA
土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 柏 好敏; 吉澤 憲生; 吉田 清; 長谷川 満*; 久野 和雄*; 野元 一宏*; 堀井 弘幸*
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.551 - 554, 2013/10
 被引用回数:5 パーセンタイル:33.18(Nuclear Science & Technology)
JT-60SA装置の超伝導平衡磁場(EF)コイルのうち、トロイダル磁場(TF)コイルの下側に設置されるEF4, 5, 6の3つのコイルは、TFコイル設置前に製作を完了する必要がある。EFコイルの一号機として、2011年よりEF4コイルの製作が開始され、2012年4月に巻線が完成した。プラズマを高い精度で制御するために本コイルに対して求められている製作・設置精度は、電流中心半径では、両者合わせて6mm以内である。EF4コイルについて、積層後に巻線全体の非円形度を計測すると0.6mm(+0.2から-0.4mm)であり、要求精度の十分の一を達成できたことがわかった。これは、非変形度の生じやすいジョイント部を、一つのセクションに集中させることなく、DPコイルごとに位置を散らす構造としたため、誤差が平均化されたことによるものが一因と考えられる。これにより、今後大口径(8ないし11m)のEFコイル製作について、高い精度で製作できる目処がたち、設置精度に十分な裕度を残せる結果となった。
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Development of a high power diplexer with short-slotted metal half mirrors for electron cyclotron current drive
三枝 幹雄*; 渥美 幸平*; 山口 智輝*; 小田 靖久; 坂本 慶司
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.964 - 969, 2013/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Nuclear Science & Technology)
A neoclassical tearing mode (NTM) which is a resistive MHD instability driven by plasma pressure gradient in tokamak plasma is one of the key issues giving the upper limitation of plasma performance. It can be controlled by the local current drive in a magnetic island with electron cyclotron current drive (ECCD). Up to now, ECCD with pulse modulated gyrotron operation at duty of 50% have been done to drive current into only O-point. For improving a stabilizing efficiency of NTM, the fast directional switch had been developed. It makes the duty of ECCD system to 100% by switching beam direction for tracking the rotating O-point of a magnetic island of NTM. The new type diplexer as a fast switching device of high power millimeter wave was proposed and had been simulated with finite difference time domain (FDTD) method. A proposed diplexer consists of a ring corrugated circular waveguide, a pair of mitre-bends, and a pair of half mirrors. The low power switching operation of the mock-up diplexer with long-slotted metal half mirrors at the two frequency bands (137 GHz and 170 GHz) was veried. In this paper, the low power test results of the diplexer with new short-slotted metal half mirrors at a frequency band of 170 GHz is reported.
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Development of a linear motion antenna for the JT-60SA ECRF system
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 星野 克道; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 横倉 賢治; 澤畠 正之; 寺門 正之; 日向 淳; et al.
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.935 - 939, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Nuclear Science & Technology)
JT-60SAの電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置に用いるアンテナとして、冷却水リークの可能性を極めて小さくできるようにミラーを直線駆動する形式を提案している。駆動機構,ベロー等の主要構成要素の実施可能性については、既にモックアップを製作して確認した。今回、ミラー駆動シャフトの支持機構として固体潤滑剤を使用した金属滑り軸受けを利用する設計を行い、モックアップに組み込んだ。一般的なボールベアリングと比較して、シャフトの回転と直線運動を1つの軸受で実現できる利点がある。真空排気した状態での駆動試験を行って固体潤滑剤が真空性能に与える影響を質量分析によって調べた。一方、JT-60SAの典型的実験シナリオにおけるECRF加熱・電流駆動特性を計算で評価し、アンテナの準光学的な設計について確認した。
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Oxidation property and homogenization treatment of plasma sintered beryllides
金 宰煥; 中道 勝
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2215 - 2218, 2013/10
 被引用回数:5 パーセンタイル:33.18(Nuclear Science & Technology)
As a part of the Broader Approach (BA) activities by means of the International Fusion Energy Research Centre (IFERC) project with Japan and EU, we have investigated the plasma sintering method for synthesis of beryllides which is considerably simple and easy to control, compared to conventional methods. Using this method with different conditions, beryllides were successfully synthesized. In order to evaluate the stability at high temperature, in this study, using the samples with different sintering time in connection with different phase distribution, oxidation property at high temperature of 1273 K was investigated. With increasing the sintering time on plasma sintering process, oxidation resistance increased. However, it was confirmed that degradations in mechanical property and chemical stability at high temperature were induced by existence of Be$$_{2}$$Ti phase. Accordingly, we have investigated the effect of annealing treatment on phase stability. As temperature increased at 1473 K, it was confirmed that Be$$_{2}$$Ti phase which attributed to degradations as well as Be phase were eliminated but others did not show any variation while there was no variation of phase for the treatment at 1273 K for 1 hr. However, annealing treatment at 1673 K for 1 hr resulted in homogenizing to only Be$$_{12}$$Ti phase. From this result, by controlling the annealing time after synthesis of beryllide, Be$$_{12}$$Ti phase which is compositional target could be homogenized.
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Structural analyses of HV bushing for ITER heating NB system
戸張 博之; 井上 多加志; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 梅田 尚孝; 大楽 正幸; 山中 晴彦; 渡邊 和弘; 坂本 慶司; 栗山 正明*; et al.
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.975 - 979, 2013/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
日本が調達するITER NB機器の1つであるHVブッシングは、コバールをロウ付け接合したセラミックリングとFRPリングからなる2重絶縁管を、5段積み重ねた多芯絶縁フィードスルーである。0.6MPaの絶縁ガス領域と真空の隔壁となるHVブッシングでは、差圧によって生じる圧力荷重や地震荷重並びに自重をFRPリングで支持することが求められる。また、セラミックロウ付け接合部が真空境界となり、ここでは外部に充填する0.6MPaの空気圧に耐える機械強度が求められる。これらの荷重に耐え、安全係数$$geq$$3.5となる設計案を構築するために、機械構造解析を実施した。FRPについては、発生するせん断力に対する機械強度を増すために繊維を直交させたガラスクロスを周方向に巻いた2次元等方性FRPリングを用いるべきことを明らかにし、またロウ付け接合部については、コバールの形状、固定方法を工夫して応力を低減した。その結果、ITERの要求を満たす構造案を構築できた。
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Development of fabrication technologies for advanced tritium breeder pebbles by the sol-gel method
星野 毅
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2264 - 2267, 2013/10
 被引用回数:8 パーセンタイル:26.79(Nuclear Science & Technology)
日本と欧州で核融合エネルギー開発の早期実現をはかることを目的として行う研究開発である幅広いアプローチ(BA)活動の一環として、先進トリチウム増殖材料の微小球製造を行った。核融合炉はトリチウム(T)を燃料とするが、Tは自然界には存在しない。このため核融合炉のブランケットに充填したリチウムセラミックス(トリチウム増殖材料)の微小球に中性子を照射し、Tを人工的に生産する。近年、トリチウム増殖材料のリチウム(Li)の含有量をあらかじめ高めることによって、Liの核的燃焼及び高温でのLi蒸発に対する結晶構造安定性の向上を図った先進トリチウム増殖材料であるLi添加型Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の粉末合成に成功した。そこで、本粉末を用い、湿式造粒法による微小球の製造試験を行った。微小球の結晶粒径は、良好なトリチウム放出特性が得られる5$$mu$$m以下を目標値とするが、通常の製造条件では、約10$$mu$$mと目標よりも大きな値となった。さまざまな検討の結果、微小球を真空雰囲気にて高温で焼結させることにより、目標値を満足する結晶粒径を有するLi添加型Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$微小球の製造に成功した。
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Trial synthesis of Li$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$ for high-functional tritium breeders
星野 毅; 及川 史哲; 名取 ゆり*; 加藤 剣一*; 目 智子*; 中村 和*; 蓼沼 克嘉*
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2268 - 2271, 2013/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
核融合エネルギー開発の早期実現をはかることを目的として行う研究開発である幅広いアプローチ(BA)活動の一環として、新たな先進トリチウム増殖材料の合成試験を行った。核融合原型炉では高いトリチウム増殖比を有する発電ブランケットが必要なため、トリチウム増殖材料(Liセラミックス)と中性子増倍材料(Be等)をブランケット内に混合して充填する設計も検討されている。しかしながら、高温・長時間使用時におけるLiとBeの反応が懸念されるため、混合充填時も化学的に安定なLi$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$合成法の探索を行った。LiOH・H$$_{2}$$OとBe(OH) $$_{2}$$を始発粉末とし、1073K・2hの焼成条件にて合成を行ったところ、セラミックス中に微量の不純物を検出した。そこで、さまざまな検討の結果、始発粉末をLiOH・H$$_{2}$$OとBeOに変えたところ、ほぼ単一相のLi$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$合成に成功し、LiとBeの混合充填時においても化学的安定性が高いと考えられる、新たなトリチウム増殖材料としての可能性を有するLi$$_{2}$$Be$$_{2}$$O$$_{3}$$合成に成功した。
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Long-pulse production of the negative ion beams for JT-60SA
小島 有志; 花田 磨砂也; 吉田 雅史; 井上 多加志; 渡邊 和弘; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 梅田 尚孝; 戸張 博之; Grisham, L. R.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.918 - 921, 2013/10
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Nuclear Science & Technology)
JT-60SAに向けて、500keV, 22A負イオンビームを100秒間生成するために、JT-60負イオン源は電極熱負荷を低減するとともに、負イオンを長時間生成する研究開発を行っている。電極の熱負荷に関しては、1.2m$$times$$0.6mの面積を有するプラズマの不均一に起因した負イオン電流分布の非一様性による周辺ビームの発散角の増大が問題となっている。そこで、従来小型負イオン源で開発されたテント型磁気フィルターを有する軸対象磁場を、JT-60の大型負イオン源に適用する検討を行った。今回、フィラメントから生成される一次電子の軌道計算から磁場配位の最適化を行い、磁石の入れ替えのみで長手方向の一様性が従来の偏差30%から10%にまで改善できる可能性があることがわかった。また、負イオンを長時間生成するため、負イオン生成量がプラズマ電極の温度に依存することを利用した、高温冷媒による温度制御型プラズマ電極の検討を行った。開発した初期型プラズマ電極では、高温冷媒の物性値から見積もると10秒程度の時定数を持ち、プラズマ電極の最適温度である270$$^{circ}$$Cに維持できることがわかった。
60
Re-defining failure envelopes for silicon carbide composites based on damage process analysis by acoustic emission
野澤 貴史; 小沢 和巳; 谷川 博康
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2543 - 2546, 2013/10
 被引用回数:6 パーセンタイル:26.79(Nuclear Science & Technology)
SiC/SiC複合材料は核融合DEMOブランケットの有力な候補材である。潜在的な擬延性破壊のため、このクラスの複合材料の破損シナリオを特定することは実用化に向けた設計コードの開発において重要であることは疑う余地はない。本研究は、擬延性SiC/SiC複合材料の破損挙動を明らかにし、強度マップを得ることである。そのため、引張,圧縮及び面内剪断モードによる破損過程の詳細をアコースティックエミッション(AE)法により明らかにし、特に、AE試験の結果にウェーブレット解析を適用することにより、損傷蓄積過程を分類した。特筆すべきは、引張及び圧縮試験ともに、マトリックスクラックが比例限度応力以下で生じている点であり、これはSiC繊維の表面粗さに起因して強い繊維/マトリックス界面摩擦力が得られたことによるものと結論づけられた。本論文では、より現実的かつ合理的な破損クライテリアとして、実際のマトリックスクラック応力を参照し、破損包括線を改定したものを示す。
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Recent results on tritium technology in JAEA under BA program
山西 敏彦; 河村 繕範; 岩井 保則; 磯部 兼嗣
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2272 - 2275, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Nuclear Science & Technology)
多目的RI設備を六ヶ所サイトにおける原型炉R&D棟に2011年までに建設した。本施設は、$$beta$$, $$gamma$$各種とトリチウム及びベリリウムを同時に扱うことができる日本では貴重な施設である。トリチウムの使用及び貯蔵許可量は、それぞれ、3.7TBq/日, 7.4TBqである。水素同位体をリアルタイムで分析するマイクロガスクロ充填剤の基礎研究を行った。トリチウム崩壊熱を測定してトリチウム量を測定する手法についても研究を行った。トリチウムと材料の相互作用に関しては、多様な金属を対象に、一連のデータを取得した。特に純鉄中のトリチウム挙動について、典型的な課題として研究を行った。ブランケット材料におけるトリチウム挙動については、中性子照射後のトリチウム放出挙動について研究を行った。トリチウム耐久性に関しては、高濃度トリチウム水を用いて、イオン交換膜等の性能劣化について試験を行った。1000kGyまでの$$gamma$$線照射により、膜強度に影響がないことが観測されているが、今回のトリチウム水によるデータは、このデータとよく一致した。
62
Adsorption rate of hydrogen isotopes on Ca-mordenite
河村 繕範; 枝尾 祐希; 山西 敏彦
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2255 - 2258, 2013/10
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Nuclear Science & Technology)
水素同位体分離分析用のガスクロマトグラフの分離カラムに適した吸着材を開発する目的で、合成ゼオライトであるモルデナイト型ゼオライトの交換カチオン(Na$$^{+}$$)を別のイオンで交換した試料を作成し、水素同位体吸着挙動を調べている。Ca$$^{2+}$$で交換したモルデナイト型ゼオライトが大きな吸着容量を示したことを受け、Ca交換型モルデナイトにおけるH$$_{2}$$及びD$$_{2}$$の吸着破過曲線を194K及び175Kの温度で採取解析し、物質移動係数を推定することで吸着速度を定量した。水素同位体吸着の律速過程は多孔質粒子内の拡散であり、有効拡散係数の同位体差も原料物質より大きくなった。よって、Ca交換型モルデナイトは原料物質よりも同位体分離の性能向上が期待できる。
63
Welding technology R&D on port joint of JT-60SA vacuum vessel
芝間 祐介; 正木 圭; 櫻井 真治; 柴沼 清; 逆井 章; 大縄 登史男*; 荒木 隆夫*; 浅野 史朗*
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.1916 - 1919, 2013/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Nuclear Science & Technology)
JT-60SA真空容器のポート接続に関する溶接技術のR&Dについて発表する。真空容器はポート開口により計測機器等が容器内へアクセスできるように、73の多様な開口が、それぞれの目的に対応して設計されている。ポート開口は、製作上、設置位置より上下の垂直、上下の斜め、水平に分類される。ポート開口は現地で真空容器のポート管台に真空容器の組立後に溶接される。実際の接続時では、真空容器の熱遮蔽板やトロイダル磁場コイル等と同時期に実施する必要から、ポート開口の接続作業は真空容器の中からのアクセスに制限される。このうち、上下の垂直開口ではコーナー部曲率が50mmと小さく、さらに作業空間は狭隘で接続を困難にしているため、溶接トーチヘッドの可動性や溶接接続の健全性を検証する必要がある。本発表では、ポートとポート管台のモックアップを準備し、実際に溶接性を試験した、これら一連のR&Dについて報告する。TIG溶接ロボットを準備し、作業環境との干渉を避けての、健全な溶接接続の達成について詳しく紹介する。
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Benchmark test of TRIPOLI-4 code through simple model calculation and analysis of fusion neutronics experiments at JAEA/FNS
太田 雅之; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 今野 力
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2160 - 2163, 2013/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
3次元モンテカルロ輸送計算コードは、放射線防護,遮蔽,臨界安全性,核分裂及び核融合炉設計や核計装など、広い分野で使われている。MCNPはその標準的な計算コードとして広く使われている。TRIPOLIはITER中性子工学計算コードの一つとして採用されているが、MCNPほど広く使われているわけではなく、特に日本における使用例は少ない。本研究では、TRIPOLIの基本性能を単純なモデル計算とJAEA/FNSにおけるDT中性子源を使用した鉄体系実験の解析を通して調べた。ほとんどの計算において、TRIPOLIによる計算結果はMCNPによる計算結果と良い一致を示した。しかしながら、一部の計算において、おもに非弾性散乱のデータの取り扱いによると見られる差異が生じることを示した。
65
Neutronic analysis for ${it in situ}$ calibration of ITER in-vessel neutron flux monitor with microfission chamber
石川 正男; 近藤 貴; 草間 義紀; Bertalot, L.*
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.1377 - 1381, 2013/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
ITERにおいては、プラズマからの総中性子発生量を、中性子モニタを用いて要求された10%の精度で計測するために、中性子モニタのその場較正試験を精度よく行う必要がある。本研究では、日本が調達する中性子モニタであるマイクロフィッションチェンバー(MFC)に対して、較正用線源の移動方法や線源の移動システムが試験に与える影響を中性子解析により調べた。線源の移動方法としてはトロイダル軸上を連続的に回転させる方法と離散的に移動させる方法があるが、離散的に移動させる方法では、各々の線源位置からのMFCの検出効率に対する寄与がわかる反面、時間がかかることがわかった。一方、連続的に回転させる方法では、中性子解析との比較は困難であるが、一定の時間でより精度の高い試験が行えることがわかった。これにより、試験時間内にそれぞれの特徴を活かした移動方法を採用することで、効率的にかつ正確に試験が行える見通しであることを示した。さらに、中性子散乱等の影響の低減が可能な線源移動システムの概念を提案し、その影響を中性子解析により評価した結果、移動システムによる散乱の検出効率への影響は、3%以内に抑えることができることがわかった。
66
Progress of the ITER NBI acceleration grid power supply reference design
Toigo, V.*; Zanotto, L.*; Bigi, M.*; Decamps, H.*; Ferro, A.*; Gaio, E.*; Guti$'e$rrez, D.*; 土田 一輝; 渡邊 和弘
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.956 - 959, 2013/10
 被引用回数:7 パーセンタイル:21.94(Nuclear Science & Technology)
ITER NBIの加速電源の設計進捗を報告する。この電源は1MVで55MW、準定常の大パワー電源であり、挑戦的なシステムである。EU国内機関と日本国内機関とで分担して製作することから、特に共通のインターフェースとするために設計が複雑である。この二つのシステムの間での重要なインターフェースについての改訂について報告する。さらに、異なるパラメータの許容値を考慮した運転状態において要求を満足することを確認したことを報告する。
67
Rail deployment operation test for ITER blanket handling system with positioning misalignment
武田 信和; 油谷 篤志; 谷川 尚; 重松 宗一郎; 小坂 広; 村上 伸; 角舘 聡; 中平 昌隆; Tesini, A.*
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2186 - 2189, 2013/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Nuclear Science & Technology)
ITERブランケット遠隔保守システムのための軌道展開装置の研究開発を行った。自動運転に必要な目標トルクを調査した。結果として、定格トルクの20%が自動運転のトルク制限値として適切であった。2020年にITER機構に納入するという、ブランケット遠隔保守システムの調達スケジュールも示された。
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Engineering design of the RF input coupler for the IFMIF prototype RFQ linac
前原 直; Palmieri, A.*; Mereu, P.*; 市川 雅浩; 高橋 博樹; Comunian, M.*; 鈴木 寛光; Pisent, A.*; 杉本 昌義
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.2740 - 2743, 2013/10
 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)
For the IFMIF/EVEDA RFQ linac, engineering design of the RF input coupler is carried out. The RF input coupler with a cooling port ($$L$$ = $$lambda$$/4), based on a 6 1/8 inch co-axial waveguide, is designed for the CW operation, and cooling channels are installed into the inside of loop antenna, the outer-conductor and the inner-conductor around RF window. For the loop size, RF coupling factors on beam loading are evaluated with based on the measured S$$_{11}$$ parameter and Q value on Aluminum RFQ module. In order to fulfill the acceptance Q$$_{0}$$ value of 9000 for the RFQ, the insertion depth of L = 45 mm is chosen. For this loop antenna size, magnetic field strength around the loop and surface loss density on the loop are evaluated, it is found to satisfy with the RF coupler acceptance values.
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Impact of an "inter linked" central solenoid configuration on the size of tokamak DEMO
中村 誠; 飛田 健次; 宇藤 裕康; 坂本 宜照
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.1146 - 1149, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Nuclear Science & Technology)
トカマク型核融合原型炉の運転点について、従来型とインターリンク型中心ソレノイド配位を比較解析した。電磁誘導によるプラズマ電流立ち上げとギガワット級核融合出力の両方を得るには、従来型中心ソレノイド配位の場合では炉サイズが大きくなってしまうことを明らかにした。さらに、インターリンク型中心ソレノイド配位を用いることにより、電磁誘導によるプラズマ電流立ち上げとギガワット級核融合出力の両方を得つつ、プラズマ大半径と炉サイズを低減できることを明らかにした。
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Performance evaluation on force control for ITER blanket installation
油谷 篤志; 武田 信和; 重松 宗一郎; 村上 伸; 谷川 尚; 角舘 聡; 中平 昌隆*; Hamilton, D.*; Tesini, A.*
Fusion Engineering and Design, 88(9-10), p.1978 - 1981, 2013/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Nuclear Science & Technology)
ITERの真空容器内機器であるブランケットは、高い$$gamma$$線環境下におかれるため、交換を遠隔保守ロボットによって行う。ブランケット遠隔保守ロボットの調達は日本が担当しており、原子力機構は国内機関として調達仕様決定のための研究開発を実施してきた。ブランケット遠隔保守ロボットは大重量(40kN)のブランケットを真空容器のキー構造に嵌合し、高精度(0.5mm以下)に最終位置決めする。この位置決めの技術課題は、嵌合前の位置決め誤差により、嵌合過程においてキー構造の接触面に過大な反力が発生し、かじりが生じることである。この技術課題を解決するために反力を抑制する駆動モータのトルク制御手法を開発し、本開発御手法の妥当性を検証するために実規模試験を実施した。その結果、本手法が極めて狭隘な嵌合構造下で、反力を抑制しながら嵌め合い動作を行うために有効な手法であることを確認した。
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Full scale prototype of the JT-60SA quench protection circuits
Gaio, E.*; Maistrello, A.*; Barp, M.*; Perna, M.*; Coffetti, A.*; Soso, F.*; Novello, L.*; 松川 誠; 山内 邦仁
Fusion Engineering and Design, 88(6-8), p.563 - 567, 2013/10
 被引用回数:6 パーセンタイル:26.79(Nuclear Science & Technology)
This paper deals with the development, manufacturing and testing of the full scale prototype of the Quench Protection Circuit (QPC) for the superconducting magnets of the JT-60SA Satellite Tokamak, which will operate in Naka, Japan. After the completion of the system detailed design in summer 2011, the manufacture of the poloidal and toroidal prototypes was launched and completed at the beginning of 2012. Several factory type tests on the main components have been done at the manufacturers' premises and are described in this paper. Then, two main campaigns have been performed to test the operation of the overall poloidal and toroidal QPC prototypes; the main results are reported in the paper too.
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地層処分事業等の国内動向; 研究施設等廃棄物の埋設処分
土肥 輝美
原子力年鑑2014年版, p.138 - 139, 2013/10
研究施設等廃棄物の埋設事業の概要、事業への取組状況等について紹介した。
73
黒鉛パイルと$$^{241}$$Am-Be線源を用いた減速中性子校正場の開発
西野 翔
放計協ニュース, (52), p.2 - 4, 2013/10
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所放射線標準施設において、黒鉛パイルと$$^{241}$$Am-Be線源を用いた減速中性子校正場を新たに開発した。校正場の概要及び測定によって得られた校正場特性について報告する。
74
第2章 放射線の測定、第3章 被ばく線量の測定と評価
吉澤 道夫; 鈴木 隆; 野口 正安*
放射線安全管理の実際3版, p.39_90 - 91_120, 2013/10
第一種放射線取扱主任者向けのテキストである「放射線安全管理の実際」が最新の放射線障害防止法の内容等を反映させたものに改訂されることとなった。これに伴い、旧版の執筆担当箇所であった「第2章 放射線の測定」及び「第3章 被ばく線量の測定及び評価」を最新の情報を取り入れて、改訂した。主な変更点は、国際放射線防護委員会(ICRP)2007年勧告に基づく放射線加重係数及び組織加重係数等の変更、サーベイメータや個人線量計に関する情報のアップデート、記載の明確化などである。
75
福島県の環境中における放射性セシウムの環境動態調査
新里 忠史; 北村 哲浩
保全学, 12(3), p.9 - 14, 2013/10
福島県内に残存する事故由来の放射性物質のうち、Cs-137の半減期は約30年と長いことから、今後長期に渡り放射線による健康影響に注視する必要がある。一方で、放射線による人への健康影響を減らすには、環境中における放射性Csの濃度を低下させ、その汚染経路を取り除くか縮小させる必要がある。それには、放射性Csの移動挙動や現在の分布を明らかにするとともに、将来の分布を予測することが必要である。原子力機構福島環境安全センターでは、数年から数十年以上の期間を対象として、実際に生じている移動挙動を現地調査により明らかにし、現在から将来に渡る放射性Csの時空間分布に関する移動予測モデルを構築するとともに、それらに基づいた被ばく評価システムの開発と移動抑制対策の提案を包括した「福島長期環境動態研究」プロジェクトを実施している。本報では同プロジェクトの概要と現状を報告する。
76
面で捉える汚染分布の測定技術; ファイバー検出器による放射性セシウムの測定
鳥居 建男; 眞田 幸尚
Isotope News, (714), p.25 - 29, 2013/10
東京電力福島第一原子力発電所事故によって環境中に拡散した放射性セシウムの影響を取り除くため、セシウムで汚染された地域で除染作業が行われている。現在、除染の効果を効率的に測定できる測定器としてプラスチックシンチレーションファイバーを用いたシステムが導入されている。ここでは、PSFを用いた放射線分布測定技術を紹介する。
77
Coulomb logarithm formulae for collisions between species with different temperatures
本多 充
Japanese Journal of Applied Physics, 52(10), p.108002_1 - 108002_3, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:89.89(Physics, Applied)
This brief note proposes the Coulomb logarithm formulae that can be applied to collisions between any particles in a plasma consisting of various species with different temperatures. The classical and quantum-mechanical formulae of the Coulomb logarithm are both derived and are seamlessly connected. These are easy to use and have flexible applicability. The formulae proposed can recover the previously-known ones that are valid for specific cases.
78
High temperature reaction tests between high-Cr ODS ferritic steels and U-Zr metallic fuel
大塚 智史; 皆藤 威二; 鵜飼 重治*; 井上 賢紀; 奥田 隆成*; 木村 晃彦*
Journal of Nuclear Materials, 441(1-3), p.286 - 292, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Materials Science, Multidisciplinary)
高Cr-ODS鋼とU-Zr金属燃料の高温反応試験を実施した。高Cr-ODS鋼にAlを添加することで、反応開始温度が約50K向上することがわかった。既存の熱力学データに基づく活量計算を行った結果、Al添加による界面のalpha-Zr層の安定化が反応抑制に寄与している可能性が示された。
79
Morphology of stress corrosion cracking due to exposure to high-temperature water containing hydrogen peroxide in stainless steel specimens with different crevice lengths
中野 純一; 佐藤 智徳; 加藤 千明; 山本 正弘; 塚田 隆; 加治 芳行
Journal of Nuclear Materials, 441(1-3), p.348 - 356, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Materials Science, Multidisciplinary)
ステンレス鋼(SS)の応力腐食割れ(SCC)進展形態に及ぼすすきま構造と過酸化水素(H$$_{2}$$O$$_{2}$$)の関係を評価するため、H$$_{2}$$O$$_{2}$$を含む高温水中でき裂進展試験を行った。異なる疲労予き裂長さを有する小型コンパクト・テンション(CT)試験片を作製し、20$$sim$$300 ppb H$$_{2}$$O$$_{2}$$を561Kの高温水中へ注入した。粒界型SCC(IGSCC)がCT試験片のサイドグルーブ近傍にのみ観察された。予き裂の短縮により、IGSCCの領域はCT試験片の中央部まで拡大した。SSに及ぼすH$$_{2}$$O$$_{2}$$の影響は高レベルのH$$_{2}$$O$$_{2}$$に曝された表面近傍に強く現れた。H$$_{2}$$O$$_{2}$$の残存率の計算はき裂の両側から流れ込んだH$$_{2}$$O$$_{2}$$の影響がき裂開口部を通して流れ込んだそれらよりも明瞭であることを示した。
80
Investigation of a LiCl-KCl-UCl$$_{3}$$ system using a combination of X-ray diffraction and differential thermal analyses
仲吉 彬; 北脇 慎一; 福嶋 峰夫; 村上 毅*; 倉田 正輝
Journal of Nuclear Materials, 441(1-3), p.468 - 472, 2013/10
 被引用回数:5 パーセンタイル:33.18(Materials Science, Multidisciplinary)
乾式再処理の主要工程である電解精製では、LiCl-KCl共晶塩にアクチノイド元素(An)を溶融させたLiCl-KCl-AnCl$$_{3}$$塩浴を用いて、陰極にU及びAnを電気化学的手法により回収する。LiCl-KCl-AnCl$$_{3}$$系の状態図の知見は、プロセスの運転やメンテナンスにおいて、非常に重要である。これまでにLiCl-KCl-AnCl$$_{3}$$に関する報告例はほとんどないため、本研究では、LiCl-KCl(59:41mol%)共晶塩とUCl$$_{3}$$の擬似2元系の相状態及びLiCl-KCl-AnCl$$_{3}$$系の状態図を調べた。
81
Development of argon gas cleaning for sodium-cooled reactor spent fuel
近澤 佳隆; 加藤 篤志; 小幡 宏幸*
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(10), p.988 - 997, 2013/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Nuclear Science & Technology)
JSFRは革新技術として簡素化燃料取扱システムを採用している。その中の一つの技術として使用済燃料洗浄には従来の水洗浄に代えてアルゴンガスによる乾式洗浄を採用している。本報告では模擬燃料集合体による乾式洗浄試験の結果をまとめた。また、試験の結果から不確かさ等を考慮し実機における洗浄後のナトリウム付着量を評価した。
82
Assessment of residual stress due to overlay-welded cladding and structural integrity of a reactor pressure vessel
勝山 仁哉; 西川 弘之*; 宇田川 誠; 中村 光行*; 鬼沢 邦雄
Journal of Pressure Vessel Technology, 135(5), p.051402_1 - 051402_9, 2013/10
 被引用回数:5 パーセンタイル:46.36(Engineering, Mechanical)
圧力容器(RPV)の肉盛溶接部と母材部における溶接後及び溶接熱処理(PWHT)後の残留応力分布を、相変態を考慮した熱弾塑性クリープ解析を用いて評価を行った。解析結果と実測値の比較から、肉盛溶接部及び母材部内の残留応力分布の解析結果は実測値とよく一致することを見いだし、すなわち残留応力解析の精度向上のためには溶接中の相変態を考慮することが重要であることがわかった。また、求められた残留応力分布を用いて、加圧熱衝撃時のRPVに対する破壊力学解析を行い、残留応力がRPVに及ぼす影響について評価した。その結果、RPVの健全性を行う場合には、肉盛溶接とPWHTにより生じる残留応力を考慮することが重要であることを明らかにした。
83
Thorium and americium solubilities in cement pore water containing superplasticiser compared with thermodynamic calculations
北村 暁; 藤原 健壮; 三原 守弘; Cowper, M.*; 亀井 玄人
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 298(1), p.485 - 493, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Chemistry, Analytical)
セメントペーストから抽出した水の中のトリウム及びアメリシウムの溶解度を、過飽和側のバッチ法により調査した。セメントペーストの調製において、普通ポルトランドセメントと脱イオン水を混合し、固化したのちに間隙水を抽出した。本調査の目的は、セメント抽出間隙水中のトリウム及びアメリシウムの溶解度に及ぼすセメント減水剤の影響を調べることであった。得られた溶解度の値は、セメント減水剤の有無によらなかった。また、原子力機構熱力学データベース(JAEA-TDB)を用いた熱力学計算の適用性を確認するため、計算結果を本研究の結果と比較した。結果として、セメントペースト中に混練したセメント減水剤はトリウム及びアメリシウムの溶解度に大きな影響を及ぼすことはなく、熱力学計算が適用可能であることがわかった。さらに、トリウム及びアメリシウムのコロイド成分についても調査を行った。
84
Spin current; Experimental and theoretical aspects
前川 禎通; 安立 裕人; 内田 健一*; 家田 淳一; 齊藤 英治
Journal of the Physical Society of Japan, 82(10), p.102002_1 - 102002_23, 2013/10
 被引用回数:37 パーセンタイル:20.55(Physics, Multidisciplinary)
The flow of electron spin, the so-called "spin current", is a key concept in the recent progress in spintronics. When the spin current interacts with the magnetic moment in a ferromagnetic metal, the angular momentum and energy conservations give rise to the spin transfer torque and spin-motive force, respectively. When it is injected into a non-magnetic metal attached to a ferromagnet, the electric current is induced through the spin-charge conversion mechanism (inverse spin Hall effect). The generation and manipulation of the spin current and a variety of novel phenomena given by the spin current, including the spin Seebeck effect and spin-motive force, are discussed.
85
Study on neutron response of criticality accident alarm system detector to quasi-monoenergetic 24 keV neutrons
辻村 憲雄; 吉田 忠義; 八島 浩*
KURRI Progress Report 2012, P. 289, 2013/10
京都大学原子炉実験所の準単色中性子実験設備(B-1実験孔)において、臨界警報装置の中性子照射実験を行い、24keV準単色中性子に対する感度を実験的に求めた。実験孔から1mの距離にビーム軸に直交した配置で、臨界警報装置,中性子レムカウンタ及びGMカウンタを一列に並べ、遠隔操作によって検出器がビーム軸を交差するよう移動させつつそれぞれの検出器の出力信号を観測した。中性子レムカウンタ及びGMカウンタは、それぞれ中性子, $$gamma$$線の吸収線量率の評価に用いた。$$gamma$$線による信号寄与を差し引いて算出した臨界警報装置の中性子レスポンス(中性子吸収線量率あたりの指示値)は、検出器設計の段階で計算によって算出したレスポンスとほぼ一致することが確認された。
86
NWAS: パッシブ型ウラン廃棄物測定装置の開発,2
在間 直樹; 中島 伸一; 中塚 嘉明; 門 一実
核物質管理学会(INMM)日本支部第34回年次大会論文集(インターネット), 10 Pages, 2013/10
200リットルドラム缶収納の廃棄物中全ウランを定量する非破壊分析(NDA)装置を開発、実ウラン廃棄物の測定に着手して実績をあげつつある。廃棄物中ウラン$$alpha$$線と共存するフッ素等との$$^{234}$$U($$alpha$$,n)反応で生じる中性子と$$^{238}$$U自発核分裂中性子を、ポリエチレン減速材により熱中性子化し16本のヘリウム-3比例計数管を用い測定する。また、Ge半導体検出器によりウラン濃縮度を測定する。前報ではその一端を紹介したが、その後ウラン廃棄物ドラム缶の測定作業が順調に進行し、約850体の測定実績を上げた。多種多様なマトリックス,ウラン線源物質,広範囲のウラン量の廃棄物測定実績を積み適用範囲を拡大させてきた反面、測定技術・解析手法における種々の問題点も明らかになった。それらの経験を詳細に報告するとともに、新たに得られた知見を整理する。さらにパッシブ測定方式をアクティブ測定方式へと転換する高度化計画があり、これまでの経験の意義と課題を集約したうえ次のステップへの糧としたい。
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「第2回ANNRI研究会」開催報告
中村 詔司; 藤 暢輔; 木村 敦; 片渕 竜也*
核データニュース(インターネット), (106), p.39 - 49, 2013/10
2013年8月23日、いばらき量子ビーム研究センターにて開催された「第2回ANNRI研究会」の会議内容を報告するものである。日本原子力研究開発機構原子力基礎工学研究部門、J-PARCセンター(JAEA&KEK)、及び東京工業大学原子炉工学研究所、首都大学東京、日本原子力学会北関東支部、日本放射化学会との共同主催、及び日本原子力学会核データ部会の協賛で実施された。本研究会では、J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI)を用いた研究開発の現状と検討課題等の情報交換・共有、及び分野横断的なプロジェクト課題「パルス中性子による中性子核反応研究」を推進する上で、ANNRIにおける研究成果と今後の展望について総合的に討議が行われた。
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第2回理研における遅発中性子放出測定ワークショップ
小浦 寛之
核データニュース(インターネット), (106), p.26 - 33, 2013/10
理化学研究所における遅発中性子放出の測定に関する国際共同プロジェクト「BRIKEN: Beta delayed neutron emission measurement at RIKEN」に関連した研究会の報告を行う。遅発中性子放出は原子炉、星のr過程元素合成、原子核構造に共通した重要な物理量であり、その実験的測定は同分野にとって重要なテーマである一方、それらの核種は短寿命中性子過剰核であり、その測定がこれまで困難な状況であった。今回企画された国際プロジェクトにおいて、大強度中性子過剰核ビームを用いた実験において、どのような方向性を持って遅発中性子放出割合を測定していくかが議論された。特にこれまでの1中性子放出のみならず2中性子,3中性子放出割合の測定可能性および重要性について多く議論がなされた。本報告において研究会の様子およびこれらの論点について報告する。
89
Sensitivity analysis for the scenarios on deterioration or loss of safety functions expected in disposal system due to human error on application of engineering technology
武田 聖司; 井上 佳久; 木村 英雄
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.237 - 242, 2013/10
今後のHLW地層処分の安全審査に向けて、採用される工学技術に対し、適用した際のヒューマンエラーとバリア材の安全機能へ影響との関係を把握することを目的として、幾つかのヒューマンエラーに起因したバリア機能の低下・喪失を想定したシナリオ(初期欠陥シナリオ)に対する感度解析を行った。重要核種であるCs-135, Se-79に対する解析から、安全機能な健全な場合の天然バリアからの核種移行率よりも、「緩衝材の初期欠陥によるコロイドフィルトレーション機能の喪失」と、「粘土プラグの初期欠陥による止水機能の喪失及び卓越した移行経路の形成」のシナリオの核種移行率が、1桁から2桁以上の高い結果を示し、これらの2つのシナリオの可能性の確認が特に重要であることを示した。
90
Microstructure characterization of oxide dispersion strengthened steels containing metallic chromium inclusions after high-temperature thermal aging
大塚 智史; 矢野 康英; 丹野 敬嗣; 皆藤 威二; 田中 健哉
Materials Transactions, 54(10), p.2018 - 2026, 2013/10
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)
ODS鋼被覆管のBOR-60照射試験で生じた特異な組織変化(不定形で粗大な析出物の形成)の再現試験として、金属Cr介在物を含有する9Cr-ODS鋼の高温長時間熱時効試験、及びその後の組織調査を実施した。750$$^{circ}$$C, 8000時間の時効により、金属Cr介在物周辺に不定形で粗大な析出物が形成し、特異な組織変化を再現することができた。エネルギー分散型X線分析装置(EDX)及び電子線後方散乱回折装置(EBSP)を用いた分析により、不定形粗大析出物はM23C6と同定した。
91
Evidence for a new nuclear "magic number" from the level structure of $$^{54}$$Ca
Steppenbeck, D.*; 武内 聡*; 青井 考*; Doornenbal, P.*; 松下 昌史*; Wang, H.*; 馬場 秀忠*; 福田 直樹*; 郷 慎太郎*; 本間 道雄*; et al.
Nature, 502(7470), p.207 - 210, 2013/10
 被引用回数:105 パーセンタイル:0.4(Multidisciplinary Sciences)
中性子数34の新しい魔法数が中性子過剰核で存在することが10年ほど前に東京大学と発表代表者らのグループによって指摘されて以来、世界各地の不安定核研究施設にてその実験的検証の試みがなされてきた。しかし、中性子数34の魔法数はカルシウムのみに見られる極めて局所的なものであり、カルシウム54を十分に生成するのが困難なことから、これまで実験的な証拠が得られてこなかった。この研究では、理化学研究所のRIBFにてカルシウム54の励起状態を$$gamma$$線分光によって初めて観測し、第一励起状態が約2MeVにあることを見つけた。この励起エネルギーは、カルシウム42,44,46,50などの非中性子魔法数のものに比べかなり高いものであり、中性子数34の魔法数の存在が確立された。発表代表者らによる理論解析の結果、中性子数34の殻ギャップは、既に魔法数として知られている中性子数32のものと同程度の大きさであることがわかった。
92
人形峠環境技術センターにおける雨水浸透量低減化等を目的とした覆土の保護層に関する試験
福嶋 繁; 瀧 富弘; 齊藤 宏; 鳥飼 一吉; 佐藤 泰*
日本地下水学会2013年秋季講演会講演要旨, p.258 - 263, 2013/10
人形峠環境技術センターでは。鉱山保安法に基づき、人に対する危害及び公害防止の観点から休止ウラン鉱山の跡措置を進めている。鉱山跡措置においては、雨水浸透量低減化等を目的とした覆土について検討しているが、覆土には、長期的に遮水性を保持することが求められることから、アスファルト舗装や遮水シート等の人工物ではなく、ベントナイトや粘土等の天然材料を遮水層として用いることを基本としている。しかしながら、遮水性は時間の経過とともに凍結融解や乾燥収縮によるひび割れに等によって劣化することが知られていることから、遮水層上位に保護層を設置することとして、その仕様を決定するため、材料(3種)と厚さ(4種)をパラメータとした試験土槽設備を設置し、遮水層とその上位の保護層の性能に着目した試験を行った。その結果、センターに設置する雨水浸透量低減化を目的とした覆土の保護層に適した材料と厚さの組合せを選定することができた。
93
第4世代ナトリウム冷却高速炉の安全設計クライテリアの構築
山野 秀将; 「第4世代ナトリウム冷却高速炉の安全設計クライテリア」特別専門委員会*
日本原子力学会誌, 55(10), p.587 - 591, 2013/10
第4世代ナトリウム冷却高速炉に対する安全設計要求の国際的な調和を図るため、第4世代原子炉に係る国際フォーラム(GIF)では、安全設計クライテリア(SDC)を構築することとした。そこで、日本原子力学会では特別専門委員会を組織し、SDC素案に対する検討を重ね、第4世代炉の安全確保に関する重要な論点を抽出するとともに、その考え方を分析・整理した。同委員会での検討結果は、GIFに設置されたSDCタスクフォースへの我が国からの提案に反映され、その後の多国間での議論を経てまとめられた。本稿では、SDC構築のアプローチ、SDCの概要および主要な論点についての考え方を解説する。
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改良9Cr-1Mo鋼構造物の繰返し熱過渡強度試験とクリープ疲労強度評価
安藤 勝訓; 長谷部 慎一; 小林 澄男; 笠原 直人*; 豊吉 晃*; 大前 隆広*; 江沼 康弘*
日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス講演論文集(CD-ROM), p.OS1510_1 - OS1510_3, 2013/10
日本原子力研究開発機構で実施した改良9Cr-1Mo鋼の構造物熱過渡強度試験結果を、高速炉規格2012年版で新たに登録された改良9Cr-1Mo鋼の材料特性値を用いてクリープ疲労評価を実施した。高速炉規格に準じた設計裕度を含むクリープ疲労損傷評価の結果、表面き裂1mmを破損のクライテリアとして仮定した場合には繰返し数で約300倍の裕度を有することが確認された。
95
堆積岩地域における深部地下坑道周辺の割れ目の特徴
野原 慎太郎*; 中田 英二*; 末永 弘*; 田中 姿郎*; 窪田 健二*; 大山 隆弘*; 近藤 桂二
日本応用地質学会平成25年度研究発表会講演論文集, p.129 - 130, 2013/10
日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究センターにおける250m調査坑道内の西側調査坑道内において、坑道掘削から約1年11か月経過後に、水平方向のボーリングを6本(孔径66, 86mm、掘削長5.45$$sim$$7.83m)掘削した。掘削によって得られたコアには、浅部に複数のかみ合わせが良い割れ目が存在し、その深度は0.5m程度であった。また、一部粘土化した軟質部を含む破砕帯が確認され、その区間長は0.6から1.3m程度であった。ボアホールテレビカメラを用いて、ボーリング孔の孔壁観察を行って割れ目を同定した結果、最も多く割れ目が確認されたのは、破砕帯に位置する割れ目であり、全体の57%(N=97)を占める。また、深度0.5m以内に位置する割れ目は全体の18%(N=31)を占める。破砕帯に位置する割れ目は、走向がほぼEWで傾斜が70$$^{circ}$$Nの割れ目が卓越するのに対し、深度0.5m以内に位置する割れ目は、走向がN40E$$sim$$N62Eで傾斜が45$$^{circ}$$N, 80$$^{circ}$$N, 85$$^{circ}$$Sであり、坑壁に対して概ね平行な方向であった。この区間の割れ目はかみ合わせが概ね良好であることから、坑道掘削による割れ目開口の可能性が示唆される。
96
Progress of the JT-60SA project
鎌田 裕; Barabaschi, P.*; 石田 真一; JT-60SAチーム; JT-60SA Research Plan Contributors
Nuclear Fusion, 53(10), p.104010_1 - 104010_17, 2013/10
 被引用回数:35 パーセンタイル:2.51(Physics, Fluids & Plasmas)
The JT-60SA project implemented by Japan and Europe is progressing on schedule towards the first plasma in Mar. 2019. After careful R&D, procurements of the major components have entered their manufacturing stages. In parallel, disassembly of JT-60U has been completed on time, and the JT-60SA tokamak assembly is expected to start in January 2013. The JT-60SA device, a highly shaped large superconducting tokamak with a variety of plasma control actuators, has been designed in order to contribute to ITER and to complement ITER in all the major areas of fusion plasma development necessary to decide DEMO reactor construction. By integrating these studies, the project provides simultaneous and steady-state sustainment of the key performance characteristics required for DEMO with integrated control scenario development.
97
Role of magnetic chirality in polarization flip upon a commensurate-incommensurate magnetic phase transition in YMn$$_{2}$$O$$_{5}$$
脇本 秀一; 木村 宏之*; 坂本 勇馬*; 福永 守*; 野田 幸男*; 武田 全康; 加倉井 和久
Physical Review B, 88(14), p.140403_1 - 140403_5, 2013/10
 被引用回数:7 パーセンタイル:46.53(Physics, Condensed Matter)
We have performed simultaneous measurements of magnetic chirality by using polarized neutrons and electric polarization along the $$b$$-axis of single crystals of YMn$$^{4+}$$(Mn$$_{1-x}$$Ga$$_{x}$$)$$^{3+}$$O$$_{5}$$ with $$x=0.047$$ and $$0.12$$, in which nonmagnetic Ga-ions dilute Mn$$^{3+}$$ spins. Measurements conducted under zero field heating after various field-cooling conditions evidence that the magnetic chirality of Mn$$^{4+}$$ cycloidal spins plays a dominant role in the incommensurate magnetic (ICM) phase, whereas the magnetic exchange striction by the Mn$$^{4+}$$-Mn$$^{3+}$$ chain plays a dominant role in the commensurate magnetic (CM) phase. The polarization of YMn$$_{2}$$O$$_{5}$$ flips upon CM to ICM phase transition because the ferroelectricity driven by the magnetic chirality and the exchange striction provides opposite directions of polarization.
98
Preparation of polymer gel dosimeters based on less toxic monomers and gellan gum
廣木 章博; 佐藤 裕一*; 長澤 尚胤; 太田 朗生*; 清藤 一; 山林 尚道*; 山本 幸佳*; 田口 光正; 玉田 正男; 小嶋 拓治
Physics in Medicine and Biology, 58(20), p.7131 - 7141, 2013/10
 被引用回数:11 パーセンタイル:34.19(Engineering, Biomedical)
New polymer gel dosimeters consisting of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), triethylene glycol monoethyl ether monomethacrylate (TGMEMA), polyethylene glycol 400 dimethacrylate (9G), tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride as an antioxidant, and gellan gum as a gel matrix were prepared. They were optically analyzed by measuring absorbance to evaluate a dose response. The absorbance of the polymer gel dosimeters that were exposed to $$^{60}$$Co$$gamma$$-rays increased with increasing dose. The dosimeters comprising HEMA and 9G showed a linear increase in absorbance in the dose range from 0 to 10 Gy. The dose response depended on the 9G concentration. For others comprising HEMA, 9G, and TGMEMA, the absorbance of the polymer gel dosimeters drastically increased above a certain dose, and then leveled off up to 10 Gy. The optical variations in these polymer gel dosimeters were also induced by X-irradiation from Cyberknife radiotherapy equipment. Furthermore, the exposed region of the latter polymer gel dosimeter exhibited a thermo-responsive behavior.
99
Lack of SMALL ACIDIC PROTEIN 1 (SMAP1) causes increased sensitivity to an inhibitor of RUB/NEDD8-activating enzyme in ${it Arabidopsis}$ seedlings
大野 豊; 中曽根 光*
Plant Signaling & Behavior (Internet), 8(10), p.e25986_1 - e25986_4, 2013/10
SMALL ACIDIC PROTEIN 1 (SMAP1) functions upstream of the degradation of AUX/IAA-proteins in the response to 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and physically interacts with the COP9 SIGNALOSOME (CSN). Also, its function is linked to RELATED TO UBIQUITIN (RUB) modification. To further investigate the relationship between SMAP1 and the RUB modification system, we examined the effect of MLN4924, an inhibitor of RUB/NEDD8-activating E1 enzyme, on the growth of ${it Arabidopsis thaliana}$. We found that the ${it anti-auxin resistant 1}$ mutants, which lack SMAP1, are more sensitive to MLN4924 than wild type and that SMAP1 is responsible for this hypersensitivity. This new evidence supports our previous speculation that SMAP1 acts in Cullin-RING ubiquitin E3 ligase regulated signaling processes ${it via}$ its interaction with components associated with the RUB modification system.
100
Development of displacement damage model in PHITS and comparison with other codes in a high-energy region
岩元 洋介; 仁井田 浩二*; 沢井 友次; Ronningen, R. M.*; Baumann, T.*
Proceedings of 11th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-11), p.91 - 98, 2013/10
高エネルギー加速器機器の放射線による照射損傷の指標として、DPA(原子あたりのはじき出し数)があり、この評価精度が施設設計や運転管理に大きく影響する。本研究では、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて、荷電粒子に対するDPA値を正確に計算するために、クーロン弾性散乱からの寄与を含むように拡張した。その結果、陽子エネルギー20MeVを超える領域では、核反応により発生する荷電粒子の照射損傷に対する影響が大きくなることを明らかにした。一方、PHITS以外の計算コード(FLUKA, MARS等)において照射損傷モデルが近年開発された。高エネルギー領域のDPA値に関する実験データがほとんど無いことから、計算コード間の相互比較が損傷モデルの検証において重要となるが、ほとんど行われていない。そこで、本研究ではPHITSとMARSによるDPA値の計算結果の相互比較を行った。重イオン加速器で利用される130MeV/u Ge+Wにおいては、PHITSとMARSの計算結果はよく一致した。会合では、FLUKAとの比較、及び高エネルギー陽子・中性子照射についても言及する。
101
原子過程と輻射流体
佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*
プラズマ・核融合学会誌, 89(10), p.654 - 658, 2013/10
現在、実用化に向けた開発が進められている、リソグラフィ用EUV光源の原子過程と輻射流体について議論する。これまでの研究で明らかになった、Snプラズマの特性と、それを解析するための手法について述べ、現在の重要な研究課題と考えられている、高効率化及び短波長化の見通しについて述べる。ダブルパルスレーザー照射によって、最適な温度,密度を持つプラズマを生成する可能性について検討する。希土類原子の4d-4f遷移ほかの発光線を用いた短波長光源の特性を予測を示す。また、原子過程,輻射流体の観点で、モデリングの課題について議論する。
102
福島原子力発電所事故に伴う土壌汚染に関する文部科学省大規模調査プロジェクト; プロジェクトの立ち上げ
坂場 成昭
Radioisotopes, 62(10), p.774 - 780, 2013/10
東京電力福島第一原子力発電所事故では、様々な放射性物質が東日本の広範囲な区域に放出された。放射線影響の心配されるヨウ素131($$^{131}$$I)の半減期が8日であることから、事故後の早い時期に大規模な調査の必要性が認識されていた。政府原子力災害対策本部は「環境モニタリング強化計画」を決定し、関係機関が実施する環境モニタリングの測定データの取りまとめ及び公表を一元的に実施する機関として、文部科学省を指定した。これを受けて、文部科学省はモニタリングの強化策を定め、この中で陸域モニタリングの結果に基づく放射線量等マップを作成することとした。マップの作成は、農林水産省,原子力機構,大学・研究機関等と連携して福島県を含む広域で土壌を採取し放射性物質や放射線量率の分布図を作成することとし、とりまとめ機関は原子力機構とされた。本論文は、プロジェクト立ち上げについて述べたものである。
103
Unique origin of skarn at the Ohori base metal deposit, Yamagata Prefecture, NE Japan; C, O and S isotopic study
横路 悠*; 花室 孝広; 中島 和夫*
Resource Geology, 63(4), p.384 - 393, 2013/10
 被引用回数:2 パーセンタイル:74.61(Geology)
炭素,酸素,硫黄等の同位体を用いて熱水活動の起源や流体の温度,化学組成等を推定するための技術開発の一環として大堀鉱床を事例とした研究を実施した。大堀鉱床は、東北日本のグリーンタフ地域の銅・鉛・亜鉛鉱床の一つで、スカルン型鉱体(蟹ノ又)と鉱脈型鉱体(中ノ又)から成る。炭素同位体比は白亜紀のスカルン鉱床に比べてやや低く、熱水活動の影響が考えられる。硫黄同位体比は両者で大きな違いはなく、同一の起源が考えられる。
104
Calcium and magnesium-bearing sabugalite from the Tono uranium deposit, central Japan
中田 正隆*; 笹尾 英嗣; 小室 光世*
Resource Geology, 63(4), p.404 - 411, 2013/10
 パーセンタイル:100(Geology)
ウラン鉱床の酸化帯ではさまざまなウラン二次鉱物が産出する。これらの二次鉱物の生成プロセスや生成環境を明らかにすることによって、地表近傍の酸化帯におけるウランの移行や遅延挙動の解明に貢献できる。我が国最大のウラン鉱床地帯である東濃地域では、燐灰ウラン石,燐バリウムウラン石,燐ウラニル石,燐銅ウラン石などの多様な二次鉱物が報告されているが、それぞれの生成プロセスや生成環境については明らかにされていない。そこで、東濃地科学センターに保管されている鉱石試料のX線回折及び化学組成分析を行った。その結果、東濃ウラン鉱床の酸化帯の礫岩中から、燐灰ウラン石の一種であるサブガライトが同定された。この鉱物は、陽イオンとしてカルシウムとマグネシウムを含んでおり、水素イオンの代わりにアルカリ土類もしくはアルカリ元素が取り込まれたことを示す。このことは、地表近傍の環境では、リン酸濃度が高い場合には、ウランの溶解度は低いため、さまざまな元素を取り込みながらリン酸塩鉱物として保持されることを示す。
105
Chevron beam dump for ITER edge Thomson scattering system
谷塚 英一; 波多江 仰紀; Vayakis, G.*; Bassan, M.*; 伊丹 潔
Review of Scientific Instruments, 84(10), p.103503_1 - 103503_6, 2013/10
 被引用回数:4 パーセンタイル:56.79(Instruments & Instrumentation)
This paper contains the design of the beam dump for the ITER Edge Thomson Scattering (ETS) System and mainly concerns its lifetime under the harsh thermal and electromagnetic loads as well as tight space allocation. The lifetime was estimated from the multi-pulse laser-induced damage threshold. In order to extend its lifetime, the structure of the beam dump was optimized. A number of bent sheets aligned parallel in the beam dump form a shape called a chevron which enables it to avoid the concentration of the incident laser pulse energy. The chevron beam dump is expected to withstand thermal loads due to nuclear heating, radiation from the plasma and numerous incident laser pulses throughout the entire ITER project. Structural analysis was also carried out in case of electromagnetic loads during a disruption. Induced stress is significantly less than the yield strength. Therefore, it is expected that the chevron beam dump will work under the ITER's environment.
106
湖沼・河川における堆積物の放射線量測定機器の研究・開発,1
柳澤 孝一; 林 俊夫*; 生沼 優*; 竹森 基*; 石川 貴則*; 岡谷 智一*; 西垣 誠*
社団法人物理探査学会第129回(平成25年度秋季)学術講演会講演論文集, p.287 - 288, 2013/10
湖沼・河川・海底等の堆積物からの放射線量の計測を目的とした測定器の開発を行った。湖底等の堆積物中については、拡散した放射性物質が雨水によって池や河川、湖沼などに集積され、局所的に高い放射線量を示すことが予想される。今回開発した放射線測定システムは、プローブと称する検出器を湖底等に着底した状態でけん引し$$gamma$$線測定を行う装置であり、広域的に放射線量を把握することができる。また、湖底の比抵抗が同時に測定可能であり堆積物の状況が推定できる。
107
Synthesis and formation process of Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$; A New class of interstitial aluminum-based alloy hydride
齋藤 寛之; 高木 成幸*; 遠藤 成輝; 町田 晃彦; 青木 勝敏; 折茂 慎一*; 片山 芳則
APL Materials (Internet), 1(3), p.032113_1 - 032113_7, 2013/09
 被引用回数:7 パーセンタイル:49.52(Nanoscience & Nanotechnology)
Aluminum-based alloy hydride Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$ (x$$sim$$1) is synthesized by hydrogenating Al$$_{2}$$Cu alloy using high-temperature and high-pressure hydrogen atmosphere. Al$$_{8}$$Cu square antiprisms in Al$$_{2}$$Cu twist around the c axis of a tetragonal unit cell by hydrogenation. The twist enlarges the interstitial spaces for accommodating hydrogen atoms which align linearly parallel to the c axis in Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$. Thermodynamic stability of Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$ results from the balance of stabilization by H 1s and Al 3sp hybridization and destabilization owing to the Fermi-level lifting upon hydrogenation. The crystal and electronic structures of Al$$_{2}$$CuH$$_{x}$$ illustrate the formation of an interstitial hydride of aluminum-based alloy.
108
Unusual sevenfold coordination of Ru in complex hydride Na$$_{3}$$RuH$$_{7}$$; Prospect for formation of [FeH$$_{7}$$]$$^{3-}$$ anion
高木 成幸*; 池庄司 民夫*; 松尾 元彰*; 佐藤 豊人*; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 折茂 慎一*
Applied Physics Letters, 103(11), p.113903_1 - 113903_4, 2013/09
 被引用回数:7 パーセンタイル:44.08(Physics, Applied)
We used density-functional calculations to clarify the origin of the unusual sevenfold coordination of Ru by H in Na$$_{3}$$RuH$$_{7}$$. We found that the ${it D$_{5h}$}$ symmetry of the ligands enables the formation of strong covalent bonds of Ru and H through ligand-field effects, stabilizing the sevenfold coordination. We also examined the possible synthesis of the hypothetical 3${it d}$ analog, Li$$_{3}$$FeH$$_{7}$$, which has a gravimetric hydrogen density of 8.4 mass%. The calculated enthalpychange of -16 kJ/mol H$$_{2}$$ for the reaction, 3LiH + Fe + 2H$$_{2}$$ $$rightarrow$$ Li$$_{3}$$FeH$$_{7}$$, reveals a possible route to a stable complex hydride containing [FeH$$_{7}$$]$$^{3-}$$.
109
Spin polarization of single-layer graphene epitaxially grown on Ni(111) thin film
圓谷 志郎; 倉橋 光紀*; Sun, X.*; 山内 泰*
Carbon, 61, p.134 - 139, 2013/09
 被引用回数:8 パーセンタイル:48.08(Chemistry, Physical)
The spin-resolved electronic structure of graphene on Ni(111) was investigated using spin-polarized metastable deexcitation spectroscopy (SPMDS). Graphene was grown epitaxially on a Ni(111) single-crystalline surface using the ultra high vacuum chemical vapor deposition technique with benzene vapor as a precursor. At 50 L (5$$times$$10$$^{-5}$$ Torr sec), a single epitaxial layer of graphene was formed, but no further growth was observed at higher exposure. The spin-summed spectrum of graphene/Ni(111) had a new peak at the Fermi level and three weak features corresponding to the molecular orbitals of graphene. Spin asymmetry analysis of the SPMDS spectra revealed that the spin polarization of the electronic states shown by the new peak was parallel to the majority spin of the Ni substrate. The appearance and spin polarization of the new electronic states are discussed in terms of the hybridization of graphene pi orbitals and Ni d orbitals.
110
断層のK-Ar年代学
田村 肇; 佐藤 佳子*
地質技術, (3), p.21 - 25, 2013/09
地質環境の長期安定性を評価するに際して、対象地域に存在する断層の最終活動年代を知ることは重要である。断層の活動年代は層序や複数の年代測定法による年代値を総合的に検討して判断されるべきであるが、断層試料のK-Ar年代測定値以外の情報を得るのが難しい場合、その年代値が唯一の根拠となることがある。本稿では、断層試料に対するK-Ar年代測定法の適用について解説する。年代測定の対象となる試料として、シュードタキライトと断層ガウジ中の自生イライトが注目されている。しかしいずれも、試料の処理や年代値の解釈に困難があり、未だ試行錯誤の段階にあるといってよい。シュードタキライトの分析を行う際は、レーザー融解法による$$^{40}$$Ar-$$^{39}$$Ar年代測定のようなスポット分析により、断層活動に伴う摩擦溶融によってシュードタキライトが生成する際に十分に融解し、大気と平衡になった部分を選択的に分析することが重要であると言える。断層ガウジのイライトを分析する際は、1マイクロメートル程度の細粒な試料を得たうえで、含まれているイライトが自生のものであるかどうかについて、電子顕微鏡による観察や粉末X線回折法により検討することが重要であると言える。
111
JT-60トカマク解体の完遂
岡野 文範; 池田 佳隆; 逆井 章; 花田 磨砂也; JT-60チーム
デコミッショニング技報, (48), p.10 - 23, 2013/09
臨界プラズマ試験装置(JT-60)の本体解体に平成21年度から着手し、平成24年度(平成24年10月)に完遂した。JT-60は、日欧共同で進めるサテライト・トカマク計画として、長パルス化と高圧力プラズマを目指した超伝導核融合実験装置JT-60SAに改修するため、JT-60トカマク本体及び周辺設備を解体・撤去する必要があった。JT-60解体は、核融合実験装置として放射線障害防止法に基づいて実施した最初のケースである。具体的な解体作業では、トロイダル磁場コイル(TFコイル)の補強溶接部の切断と真空容器の2分割が、工程的,技術的に大きな課題であったが、それぞれの解決策を見いだして作業を進め、平成24年10月に3年にわたる解体を無事故・無災害で完遂することができた。本報告では、JT-60トカマク解体の概要を紹介する。
112
グラウト施工を行った花崗岩におけるセメント成分の影響調査手法
鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 佐藤 稔紀
土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), 2 Pages, 2013/09
地下坑道建設における透水性改善のためのグラウト工事によって、グラウト材が周辺岩盤に化学的影響を及ぼすことが懸念される。本報告では、グラウト施工位置の岩盤コアの採取から分析に至るまでの手法について述べた。
113
グラウト施工を行った花崗岩におけるセメント成分の影響の観察
人見 尚*; 鵜山 雅夫*; 佐藤 稔紀
土木学会平成25年度全国大会第68回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), 2 Pages, 2013/09
地下坑道建設における透水性の改善のためのグラウト工事において、グラウト材に含有されるカルシウム成分の作用による長期的な岩盤強度の低下が懸念されている。本報告では、グラウト施工位置の岩盤コアを用い、岩盤とグラウト材との境界部分について詳細な観察を実施した。その結果、グラウト材と思われる充填物が確認されたが、数マイクロメートル程度までのオーダーでは、母岩側へのカルシウム成分の溶出は確認できなかった。
114
The Effect assessment for fast reactor fuel cycle deployment; Improvement of the assessment method
向井田 恭子; 塩谷 洋樹; 小野 清; 難波 隆司
Energy Procedia, 39, p.43 - 51, 2013/09
本研究では、FRサイクル導入影響評価の評価方法を向上するため、エネルギー経済モデルの改良を行った。さらに、エネルギー経済モデルによる世界のFR導入評価の結果に基づき、FR輸出影響を評価した。この結果、FR輸出が国内経済に一定の影響を与えることが示された。
115
Nitrate facilitates cadmium uptake, transport and accumulation in the hyperaccumulator ${it Sedum plumbizincicola}$
Hu, P.*; 尹 永根; 石川 覚*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 藤巻 秀; 井倉 将人*; Yuan, C.*; Huang, J.*; Li, Z.*; et al.
Environmental Science and Pollution Research, 20(9), p.6306 - 6316, 2013/09
 被引用回数:10 パーセンタイル:38.28(Environmental Sciences)
${it Sedum plumbizincicola}$, a species in the family Crassulaceae, has been reported to be a Cd hyperaccumulator exhibiting fast growth, large biomass, asexual reproduction and perennial habit and showing remarkable potential in the phytoextraction of Cd from polluted soils. The aims of this study are to investigate whether and how the nitrogen form (nitrate (NO$$_{3}$$$$^{-}$$) versus ammonium (NH$$_{4}$$$$^{+}$$)) influences cadmium (Cd) uptake and translocation and subsequent Cd phytoextraction by the ${it S. plumbizincicola}$. This is the first report of successful visualisation and quantification of Cd uptake and root-to-shoot translocation in intact plants of the hyperaccumulator species ${it S. plumbizincicola}$ supplied with different forms of inorganic N using positron-emitting tracer imaging system (PETIS), a real-time imaging method.
116
Three-dimensional magnetotelluric inversion using a heterogeneous smoothness-constrained least-squares method
根木 健之*; 水永 秀樹*; 浅森 浩一; 梅田 浩司
Exploration Geophysics, 44(3), p.145 - 155, 2013/09
 パーセンタイル:100(Geochemistry & Geophysics)
将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部における震源断層などの存否や構造をあらかじめ確認しておくための調査技術が必要となる。本研究では、震源断層などの地殻内の物性境界を適切に推定可能な三次元MTインバージョン法を構築するため、インバージョンにおいて平滑化拘束条件として用いるラプラシアン・フィルタ行列の各要素を反復計算の過程で修正するアルゴリズムを考案し、これを組み込んだ三次元インバージョン法を開発した。さらに、地下深部の物性境界の検出に対し、本手法が従来のインバージョン法に比して有効であることを数値テストにより示した。
117
Neutronics of SiC-LiPb high temperature blanket for tritium production
Kwon, S.*; 佐藤 聡; 笠田 竜太*; 小西 哲之*
Fusion Science and Technology, 64(3), p.599 - 603, 2013/09
リチウム鉛ブランケットモジュールのトリチウム生成及び増殖特性を、中性子輸送計算コードMCNP及び核融合評価済み核データライブラリーFENDL2.1を用いて評価した。計算結果から、炭化ケイ素及びリチウム鉛ブランケットコンセプトで、充分なトリチウム増殖比が得られることがわかった。また、遮蔽性能や核発熱率も評価した。
118
瑞浪超深地層研究所における円錐孔底ひずみ法による初期応力測定結果について
佐藤 稔紀; 丹野 剛男; 真田 祐幸; 横山 幸也*; 下山 昌宏*
平成25年度(2013年)資源・素材学会秋季大会講演集, p.257 - 258, 2013/09
日本原子力研究開発機構では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、超深地層研究所計画を進めている。本報告では、瑞浪超深地層研究所の深度300mの坑道において実施した円錐孔底ひずみ法による初期応力測定の結果を紹介する。2孔のボーリング孔で測定を実施し、最大主応力の値は、それぞれ18MPaと10MPaとばらつきが大きかったものの、最大主応力の方向は北西-南東方向を示し、これまでの初期応力測定結果や、測地学あるいはプレートの運動方向などから推定される広域的な応力場と整合している。
119
円錐孔底ひずみ法における二軸感度補正法による初期応力評価への適用
丹野 剛男; 佐藤 稔紀; 真田 祐幸; 引間 亮一*; 横山 幸也*; 下山 昌宏*
平成25年度(2013年)資源・素材学会秋季大会講演集, p.255 - 256, 2013/09
瑞浪超深地層研究所の深度300mにおいて円錐孔底ひずみ法による初期応力測定を行い、従来法と二軸感度補正法による初期応力の評価を行った。両手法を比較した結果、二軸感度補正法による応力評価では、従来法による応力評価に比べて偏差応力の改善が確認され、応力値の評価について精度の向上が確認された。
120
量子ビームによるモノづくり
玉田 正男
放射線化学(インターネット), (96), P. 1, 2013/09
日本の経済再生に科学技術イノベーションが期待される時代が到来している。量子ビームによるモノづくりの特長は、新しい特性を有する材料、または、これまでの化学的な手法で達成された機能や性能をはるかに凌駕する材料が開発できることにある。これらの材料は、技術移転を推し進めるうえで従来製品との比較において非常に有利であり、量子ビームによるモノづくりの大きなメリットとなっている。そのためにも、新規の量子ビームにかかわる技術開発と新しいシーズに関する研究開発は、産業応用を目指すうえで極めて重要である。
121
Local structure analysis of BaTiO$$_3$$ nanoparticles
米田 安宏; 小原 真司*; 加藤 一実*
Japanese Journal of Applied Physics, 52(9), p.09KF01_1 - 09KF01_5, 2013/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:80.14(Physics, Applied)
ナノサイズのチタン酸バリウム粒子の構造を高エネルギーX線回折を用いた2体相関分布関数法、及びX線吸収微細構造を用いて評価した。ナノサイズ粒子はいずれも平均構造は自発分極の発生を許さない常誘電的な構造であるが、局所的にはよくオーダーした強誘電的なペロブスカイト構造を有していることがわかった。また、粒子サイズだけでなく、モフォロジーも強誘電性の発現に寄与していることが示された。
122
Spatial variations in $$^{3}$$He/$$^{4}$$He ratios along a high strain rate zone, central Japan
梅田 浩司; 草野 友宏; 二ノ宮 淳*; 浅森 浩一; 中島 淳一*
Journal of Asian Earth Sciences, 73, p.95 - 102, 2013/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:91.66(Geosciences, Multidisciplinary)
新潟平野から神戸に至る幅約100km長さ約500kmの領域は、その周辺の地域に比べて1桁以上、地殻歪速度が大きい顕著な変動帯(新潟・神戸歪集中帯)であることが知られている。歪集中帯での地震波速度構造や比抵抗構造解析の結果、この地域の下部地殻又は上部地殻には不均質構造が認められる。この地域の地下水中に含まれるヘリウム同位体比を測定した結果、北部では太平洋プレートから南部ではフィリピン海プレートから脱水した流体がこれらの不均質構造に関与することが明らかになった。また、1995年兵庫県南部地震、2004年新潟県中越地震、2007年新潟県中越沖地震等の震源域では顕著に高いヘリウム同位体比が観測された。
123
Direct stress measurement of Si(111) 7$$times$$7 reconstruction
朝岡 秀人; 山崎 竜也; 横山 有太; 山口 憲司
Journal of Crystal Growth, 378, p.37 - 40, 2013/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:75.75(Crystallography)
Siなど半導体最表面は、表面ダングリングボンドの数を減少させるように独自の再構成構造を示すことから、バルクとは異なる独自のストレスが存在すると考えられている。われわれはSi(111)7$$times$$7再構成表面に水素終端処理を施すことによって1$$times$$1バルク構造を作製し、最表面構造の違いによるストレスの実測を試みた。その結果、Si(111)7$$times$$7再構成構造に存在する引張応力を捉えることに成功した。
124
Change of Si(110) reconstructed structure by Ge nanocluster formation
横山 有太; 山崎 竜也; 朝岡 秀人
Journal of Crystal Growth, 378, p.230 - 232, 2013/09
 パーセンタイル:100(Crystallography)
特異な1次元構造を有するSi(110)-16$$times$$2シングルドメイン表面へGe原子を少量蒸着した場合のGeナノクラスター形成初期過程を走査トンネル顕微鏡により計測した。Si表面温度が室温の場合、Geを蒸着しても表面形状はほとんど変化しない。一方、およそ973Kで長時間加熱すると、Si表面にピラミッド型のGeナノクラスターが形成されるとともに、表面構造が16$$times$$2シングルドメインからダブルドメインへと変化した。これは、Geクラスター形成により表面にストレスが生じ、このストレスを解消するためによりエネルギー的に安定なダブルドメインに表面構造が変化したためであると考えられる。このように、少量のナノクラスターが形成されることで表面構造が変化することは非常に興味深い現象であり、今後の低次元ナノ構造作製に応用できると考えられる。
125
In situ three-dimensional X-ray reciprocal-space mapping of GaAs epitaxial films on Si(001)
高橋 正光; 仲田 侑加*; 鈴木 秀俊*; 池田 和磨*; 神津 美和; Hu, W.; 大下 祥雄*
Journal of Crystal Growth, 378, p.34 - 36, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:75.75(Crystallography)
Epitaxial growth of III-V semiconductors on silicon substrates is a longstanding issue in semiconductor technology including optoelectronics, high-mobility devices and solar cells. In addition to a lattice mismatch of 4%, formation of antiphase domain boundaries makes the growth of GaAs/Si(001) more complicated than that of congeneric combinations, such as Ge/Si(001) and InGaAs/GaAs(001). In the present study, defects in GaAs/Si(001) epitaxial films are investigated by three-dimensional X-ray reciprocal-space mapping technique, which we have successfully applied for InGaAs/GaAs(001) growth. Experiments were carried out at a synchrotron beamline 11XU at SPring-8 using a molecular-beam epitaxy chamber integrated with a multi-axis X-ray diffractometer. Streaky scattering extending from the GaAs 022 peak in the $$langle 111rangle$$ directions was observed, indicating development of plane defects, such as facets and stacking faults.
126
Current-induced spin polarization on a Pt surface; A New approach using spin-polarized positron annihilation spectroscopy
河裾 厚男; 深谷 有喜; 前川 雅樹; Zhang, H.; 関 剛斎*; 吉野 達郎*; 齊藤 英治*; 高梨 弘毅*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 342, p.139 - 143, 2013/09
 被引用回数:10 パーセンタイル:35.15(Materials Science, Multidisciplinary)
電流通電下にある白金超薄膜表面におけるスピン偏極陽電子消滅を観測した。その結果、表面で形成されるオルソポジトロニウムの強度が通電方向に応じて変化することが明らかになった。この結果は、通電下において白金表面の伝導電子がスピン偏極していることを示唆している。その場合、伝導電子のスピン偏極率は1%以上であると推定される。
127
Spin orientation transition across the single-layer graphene/nickel thin film interface
松本 吉弘; 圓谷 志郎; 小出 明広*; 大伴 真名歩; Avramov, P.; 楢本 洋*; 雨宮 健太*; 藤川 高志*; 境 誠司
Journal of Materials Chemistry C, 1(35), p.5533 - 5537, 2013/09
 被引用回数:12 パーセンタイル:44.08(Materials Science, Multidisciplinary)
The spin-electronic structures across the interface between single-layer graphene and a Ni(111) thin film are explored by employing the depth-resolved X-ray absorption and magnetic circular dichroism spectroscopy with the atomic layer resolution. The depth-resolved Ni L-edge analysis clarifies that the Ni atomic layers adjacent to the interface show a transition of the spin orientation to the perpendicular one in contrast with the in-plane one in the bulk region. The C K-edge analysis reveals the intensifying of the spin-orbital interactions induced by the $$Pi$$-d hybridization at the interface as well as out-of-plane spin polarization at the $$Pi$$ band region of graphene. The present study indicates the importance of the interface design at the atomic layer level for graphene-based spintronics.
128
Mechanical properties of friction stir welded 11Cr-ferritic/martensitic steel
矢野 康英; 佐藤 裕*; 関尾 佳弘; 大塚 智史; 皆藤 威二; 小川 竜一郎; 粉川 博之*
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S524 - S528, 2013/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:40.95(Materials Science, Multidisciplinary)
高速炉用に開発された11Crフェライト/マルテンサイト鋼(PNC-FMS)に、先進的固相接合である摩擦攪拌接合(FSW)を実施した。その共材接合体の強度と組織の特性について調査した。その結果、攪拌部の硬さが550Hvと母材の硬さ(330Hv)に比べて非常に高いにもかかわらず、室温での強度及び伸びは、母材に比べて優れていた。このような特性は、FSW中の結晶粒微細化の効果に起因して生じていると思われる。なお、本研究の一部は、文部科学省原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブにより実施された「摩擦攪拌接合によるNa高速炉炉心材料の新たな接合技術に関する研究」の成果である。
129
Microstructure and high-temperature strength of high Cr ODS tempered martensitic steels
大塚 智史; 皆藤 威二; 丹野 敬嗣; 矢野 康英; 小山 真一; 田中 健哉
Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S89 - S94, 2013/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:63.38(Materials Science, Multidisciplinary)
11-12CrODSマルテンサイト鋼の試作試験を実施した。試作材について、高温XRD, EPMA及び金相観察に基づくフェライト/マルテンサイト2相組織の定量評価を実施した。Crの増量による残留$$alpha$$フェライト相の過度な形成は、変態の駆動力評価に基づいて化学組成を調整することにより抑制できることがわかった。適度な残留$$alpha$$フェライトを含む11CrODSマルテンサイト鋼の製造に成功した。製造まま材の機械的特性評価を実施した結果、9Cr-ODS鋼と同等の高温クリープ強度を有していることがわかった。引張特性については、延性は9Cr-ODS鋼と同等であるが、0.2%耐力は低めとなった。
130
The Relationship between the amount of oxidation and activation energy on the steam oxidation reaction of Zircaloy-4 cladding
天谷 政樹; 永瀬 文久
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.457 - 466, 2013/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)
水蒸気による被覆管酸化の活性化エネルギーと酸化量の関係を熱重量分析により調べた。Zircaloy-4被覆管から調製したリング状試験片を熱天秤に吊り下げ、アルゴン-水蒸気ガス流中にて室温から約1400$$^{circ}$$Cの温度範囲で酸化に伴う試験片の重量増加を連続して測定した。測定された重量増加に基づき、非定温速度論を適用して水蒸気酸化反応の活性化エネルギーを求めた。その結果、酸化の活性化エネルギーが試験片の重量増加量に依存することがわかった。活性化エネルギーは30から120g/m$$^{2}$$及び120g/m$$^{2}$$を超える範囲で、それぞれ約-300及び-180kJ/molの一定値を示した。120g/m$$^{2}$$を超える範囲での活性化エネルギーについては、文献値とよく一致した。得られた活性化エネルギーを用いて、試験片の重量増加を定式化した。
131
Homogenization treatment to stabilize the compositional structure of beryllide pebbles
中道 勝; 金 宰煥
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.530 - 533, 2013/09
 被引用回数:9 パーセンタイル:17.85(Materials Science, Multidisciplinary)
核融合原型炉の研究開発における高温下の安定性に優れたベリリウム金属間化合物(ベリライド)の製造技術開発の一環として、先進中性子増倍材の候補であるベリライドの微小球製造開発をBA活動を中心に行っている。ベリライド合成手法としてプラズマ焼結法の適用を発案した。プラズマ焼結法は、原料粉末にパルス電流を負荷することによって材料表面を活性化(清浄)し、焼結性を向上させる手法であり、これにより表面酸化層などの不純物を除去でき、脆くない焼結体を形成できる手法である。そして、プラズマ焼結製のベリライドを用いて、回転電極法により目標形状である直径1mmの微小球製造にも成功した。しかしながら、回転電極法による再溶融されたベリライドは、目標組成のBe$$_{12}$$Ti以外に、BeやBe$$_{17}$$Ti$$_{2}$$の相が形成されていた。そこで、1273K以上で焼成することによって、Be$$_{12}$$Tiに単相化できることを明らかにした。
132
Evaluation of mechanical properties and nano-meso structures of 9-11%Cr ODS steels
丹野 敬嗣; 大塚 智史; 矢野 康英; 皆藤 威二; 大場 洋次郎*; 大沼 正人*; 小山 真一; 田中 健哉
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.568 - 574, 2013/09
 被引用回数:5 パーセンタイル:63.38(Materials Science, Multidisciplinary)
本研究では9Cr及び11Cr-ODS焼戻しマルテンサイト鋼の強度試験と微細組織評価を行い、高温強度向上の観点から、11Cr-ODS鋼の化学組成について検討した。11Cr-ODS鋼の残留$$alpha$$フェライト割合は状態図に基づいた組成選択を行うことで、優れた高温強度を有する9Cr-ODS鋼と同レベルに制御することができた。引張強度はWを2.0wt%から1.4wt%に減量したことで低下した。一方、973Kにおけるクリープ強度はW減量によって低下しなかった。引張強度とクリープ強度はナノサイズの酸化物分散粒子の数密度とともに増加した。X線小角散乱解析の結果より、チタンと過剰酸素の濃度がナノ酸化物粒子の分散状態を改善する重要なパラメータであることを示した。
133
Synthesis of neptunium trichloride and measurements of its melting temperature
林 博和; 高野 公秀; 倉田 正輝; 湊 和生
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.477 - 479, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Materials Science, Multidisciplinary)
酸化ネプツニウムを原料として炭素熱還元法によって調製した窒化ネプツニウムと塩化カドミウムの反応によって高純度の三塩化ネプツニウムを調製した。粉末X線回折法によって測定した六方晶の三塩化ネプツニウムの格子定数はa=0.7421$$pm$$0.0006nm及びc=0.4268$$pm$$0.0003nmで、これまでの報告値(a=0.742$$pm$$0.001nm, c=0.4281$$pm$$0.0005nm)とよく一致した。約1mgの試料を金製の容器中に密封し、示差熱分析装置を用いて測定した融解温度は1070$$pm$$3Kであった。これは、これまでに実測値の報告がないために推奨値として採用されているUCl$$_3$$の融解温度(1115K)とPuCl$$_3$$の融解温度(1041K)の中間値である1075$$pm$$30Kに近い値である。
134
Thermal conductivity of (Np$$_{0.20}$$Pu$$_{0.50}$$Am$$_{0.25}$$Cm$$_{0.05}$$)O$$_{2-x}$$ solid solutions
西 剛史; 高野 公秀; 赤堀 光雄; 荒井 康夫
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.534 - 538, 2013/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Materials Science, Multidisciplinary)
Cm含有酸化物の熱伝導率の保管時間依存性を明らかにするため(Np$$_{0.20}$$Pu$$_{0.50}$$Am$$_{0.25}$$Cm$$_{0.05}$$)O$$_{2-x}$$ (x=0.02, 0.04)固溶体の焼結体を調製し、熱伝導率を評価したところ、(Np$$_{0.20}$$Pu$$_{0.50}$$Am$$_{0.25}$$Cm$$_{0.05}$$)O$$_{2-x}$$の熱伝導率は保管時間の増加とともに指数関数的に減少することが明らかとなった。このような熱伝導率の減少は自己照射損傷による格子欠陥の蓄積によるものである。
135
Experimental evaluation of solid solubility of lanthanide and transuranium nitrides into ZrN matrix
高野 公秀
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.489 - 494, 2013/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:78.56(Materials Science, Multidisciplinary)
ZrNとランタノイド又は超ウラン元素(TRU)窒化物の固溶体生成に関して、窒化物混合物の粉末冶金法と、酸化物混合物の同時炭素熱還元法により実験を行った。ZrN(溶媒)中へのこれら窒化物(溶質)の固溶度を粉末X線回折測定により定め、溶媒に対する溶質の格子定数の相対差(RLPD)の関数として整理した。粉末冶金法で得られた結果から、1773から1973Kの温度範囲において、全率固溶体が得られるRLPD値の上限値は8.6から8.9%の範囲となり、これよりRLPD値が大きい範囲では固溶度が急激に減少することを明らかにした。一方、同時炭素熱還元法で調製した際には固溶度が小さく、生成物に炭化窒化物として不可避的に残る炭素が固溶を妨げていると推測される。得られた結果を用い、TRU窒化物とZrNから成るマイナーアクチノイド核変換用窒化物燃料に関して種々の組成を想定し、単相の窒化物固溶体が得られるTRU組成範囲を、Am又はCmの含有率をパラメータとして評価した。
136
High temperature reaction between sea salt deposit and (U,Zr)O$$_{2}$$ simulated corium debris
高野 公秀; 西 剛史
Journal of Nuclear Materials, 443(1-3), p.32 - 39, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Materials Science, Multidisciplinary)
福島第一原子力発電所事故で生成した燃料デブリの物理的,化学的状態に及ぼす海水塩析出物の影響を明らかにするため、海水塩と(U,Zr)O$$_{2}$$模擬燃料デブリを用いた高温反応性試験を1088Kから1668Kの温度範囲で行った。空気中1275Kでの加熱により、Ca及びNaのウラン酸塩からなる緻密な層がペレット状デブリの表面に生成し、その厚さは12時間の加熱に対して50$$mu$$m以上であった。一方、酸素分圧が低い条件では、Caがデブリ中に溶解し固溶体を形成することを明らかにした。同じ加熱温度,時間に対して、表面からの拡散深さは5-6$$mu$$m程度であった。デブリ表面上には成長したMgO結晶が主要な残渣として残り、その一部は、より高温下で徐々にデブリ中に固溶する。
137
Introduction of vacancy drag effect to first-principles-based rate theory model for irradiation-induced grain-boundary phosphorus segregation
海老原 健一; 鈴土 知明; 山口 正剛; 西山 裕孝
Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.627 - 632, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:50.94(Materials Science, Multidisciplinary)
原子炉圧力容器鋼における脆化元素であるリンの粒界偏析に対する空孔ドラッグ効果の影響を調べるため、空孔とリン原子のすべての結合状態に関する原子素過程を考慮したキネティックモンテカルロシミュレーションによって部分拡散係数を評価し、それらを組み入れたレート理論モデルで中性子照射された圧力容器鋼における粒界リン偏析をシミュレーションした。その結果、空孔ドラッグ効果によって粒界にリンが輸送されることを確認した。また、空孔とリン原子の最近接結合状態のみを考えた場合、理論解析で導いた部分拡散係数を使った時には現れなかった空孔ドラッグ効果が現れることがわかった。さらに、空孔ドラッグ効果とは関係なく、粒界リン偏析がリンを輸送する空孔機構によって抑制されることがわかった。この結果は、計算モデルを高度化することで、圧力容器鋼における不純物拡散偏析現象の理解を深めたものである。なお、本内容は国際会議での発表内容を詳細にまとめたものである。
138
Evaluation of neutron nuclear data of Praseodymium-141 and -143
湊 太志
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(9), p.873 - 882, 2013/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:78.56(Nuclear Science & Technology)
次期の汎用核データJENDLに利用するため、$$^{141,143}$$Prの20MeVまでの高速中性子反応断面積を、実験から得られた断面積と放出粒子のスペクトルをもとに評価を行った。全断面積は光学模型ポテンシャルを用いて計算し、複合核過程に加えて前平衡過程及び直接反応過程も考慮した。統計模型計算は共鳴領域以上の断面積の計算において実行した。実験データの少ない不安定核である$$^{143}$$Prの光学ポテンシャルは$$^{141}$$Prと同じポテンシャルを用いて計算を行った。今回の評価結果は最新の実験データを反映し、他の実験データともよく整合している。この結果は、次期のJENDLにENDFフォーマットに変換され組み込まれる予定である。
139
Particle and heavy ion transport code system, PHITS, version 2.52
佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 松田 規宏; 橋本 慎太郎; 岩元 洋介; 野田 秀作; 小川 達彦; 岩瀬 広*; 中島 宏; 深堀 智生; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(9), p.913 - 923, 2013/09
 被引用回数:225 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)
粒子・重イオン挙動解析コードPHITSを改良し、その最新版(バージョン2.52)をリリースした。最新版の主な特徴は、(1)新しい核反応モデルの組込と改良、(2)メモリ共有型並列計算機能の導入、(3).統計誤差計算方法の改良と再開始計算機能の導入、(4)残留放射能計算機能の組込、(5)核データ及び原子データライブラリの改訂、(6)ユーザーサポートツールの強化などである。これらの成果により、PHITSの計算精度・速度・機能などが格段に向上され、そのさらなる利用拡大が期待できる。本稿では、その最新版の特徴と幾つかの実験データに対するベンチマーク計算結果について記載する。
140
Algorithm-based modeling of fractional ion abundance and rates of ionization and recombination for tungsten plasmas
佐々木 明; 村上 泉*
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 46(17), p.175701_1 - 175701_11, 2013/09
 被引用回数:6 パーセンタイル:50.77(Optics)
核融合プラズマ中のタングステンイオンのイオン比,電離・再結合レートを、衝突輻射モデルによって解析した。エネルギー準位,輻射遷移確率などの主要なレート係数をHULLACコードで計算するとともに、多価電離イオンのレベル構造をコンピュータアルゴリズムで解析し、重要な二電子性再結合チャネルを見いだした。電子温度が100eVから5keVの領域で、モデルに対する価数や輻射損失の収束を得るとともに、W$$^{44+}$$とW$$^{45+}$$の比などについて、計算結果が実験と一致することを確かめた。
141
Numerical construction of a low-energy effective Hamiltonian in a self-consistent Bogoliubov-de Gennes approach of superconductivity
永井 佑紀; 篠原 康*; 二村 保徳*; 太田 幸宏*; 櫻井 鉄也*
Journal of the Physical Society of Japan, 82(9), p.094701_1 - 094701_10, 2013/09
 被引用回数:9 パーセンタイル:30.36(Physics, Multidisciplinary)
銅酸化物高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、原子力分野をはじめとして、さまざまな産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されているが、これらの超伝導体を利用したマイクロデバイスを設計するためには量子力学的挙動も含めて正確に取り扱うことが必要である。本研究では、上記課題に対し、スペクトル直交多項式展開と杉浦櫻井法を併用した並列性の極めて高い数値計算手法を開発したことを報告する。なお、上記課題の解決にあたっては、その並列計算性能を示すために、スーパーコンピュータBX900に最適化した超大規模並列計算コードを開発することに成功した。これらの結果は、超伝導体のシミュレーションのみならず、実空間第一原理計算等の巨大な系を扱える手法の一つとしても有用であり、さまざまな系に適用可能であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。
142
Local lattice distortion caused by short range charge ordering in LiMn$$_2$$O$$_4$$
樹神 克明; 井川 直樹; 社本 真一; 池田 一貴*; 大下 英敏*; 金子 直勝*; 大友 季哉*; 鈴谷 賢太郎
Journal of the Physical Society of Japan, 82(9), p.094601_1 - 094601_6, 2013/09
 被引用回数:5 パーセンタイル:45.08(Physics, Multidisciplinary)
We have performed powder neutron diffraction on $$^7$$LiMn$$_2$$O$$_4$$ at 300 K. The crystal structure determined by Rietveld analysis is a cubic spinel with space group of $$Fdbar{3}m$$ in which all Mn atoms are crystallograghically equivalent, consistent with many preceding studies. However, the atomic pair distribution function (PDF) of this compound cannot be fitted by the cubic structure satisfactorily, and it can be reproduced by the orthorhombic structure with $$Fddd$$. It corresponds with the structure of charge ordered phase below about 260 K, indicating a short range charge ordering. In the local structure determined by PDF analysis, two types of MnO$$_6$$ octahedra with long and short atomic distances between Mn and O atoms exist and their Mn-O distances are almost consistent with the distances in the charge ordered phase. From these results, valence electrons are localized at Mn sites like a glass even in the cubic phase, resulting in the non-metallic electrical conductivity.
143
Xe K-shell X-ray generation using conical nozzle and 25 TW laser
林 由紀雄; Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; 小倉 浩一; 小瀧 秀行; 桐山 博光; 岡田 大; 後藤 秀樹*; 西川 正*
Laser and Particle Beams, 31(3), p.419 - 425, 2013/09
 被引用回数:1 パーセンタイル:89.89(Physics, Applied)
レーザークラスター相互作用で発生するX線の強度を増加させるためには、X線生成強度のクラスターサイズ依存性を理解することが重要である。クラスター半径を背圧で制御可能なコニカルノズルを用いて、われわれはXe K殻X線生成実験を試みた。その結果クラスター半径が8から12nmに増加するにつれてX線強度は増加し、12から17nmでほとんど強度が飽和することがわかった。またX線強度のレーザー強度依存性を調べ、X線生成の閾値強度が2$$times$$10$$^{17}$$と5$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^2$$の間に存在することを明らかにした。
144
Thermal stability of BNCT neutron production target synthesized by ${it in-situ}$ lithium deposition and ion implantation
石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*
Materials Transactions, 54(9), p.1760 - 1764, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:58.3(Materials Science, Multidisciplinary)
癌治療用中性子源リチウムターゲットの使用時の損耗を防ぐためリチウム表面を窒化する技術を酸素や水分のない高真空状態で実施した結果、リチウム真空蒸着法並びに窒素イオン注入法により従来リチウム窒化合成に必要とされていた酸素や水分の存在なしでその合成並びに再合成に成功した。その結果リチウム表面に窒化物を合成後のリチウムターゲットの蒸発温度をリチウム単体の温度より120K高くすることに成功した。
145
Direct synthesis of Li$$_{3}$$N thin layer on lithium target surface for BNCT in N$$_{2}$$ gaseous conditions
石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*
Materials Transactions, 54(9), p.1765 - 1769, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:58.3(Materials Science, Multidisciplinary)
BNCT用リチウムターゲットの蒸発損耗防止を目的に、0.1MPa窒素ガス中でターゲット表面の直接窒化によるLi$$_{3}$$N薄膜生成実験を548K以下で実施した結果、(1)276$$sim$$548Kにおいてリチウム表面にLi$$_{3}$$N薄膜を生成できることがわかった。生成表面にはO及びCによりコンタミが見られた。(2)生成膜速度はリチウム融点温度以下では0.02$$sim$$0.5wt.%で、融点以上で1$$sim$$5wt.%であった。(3)Li$$_{3}$$N表面のOによるコンタミはArスパッタにより除去可能である。
146
Ge diffusion and bonding state change in metal/high-$$k$$/Ge gate stacks and its impact on electrical properties
細井 卓治*; 秀島 伊織*; 田中 亮平*; 箕浦 佑也*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 志村 考功*; 渡部 平司*
Microelectronic Engineering, 109, p.137 - 141, 2013/09
 被引用回数:5 パーセンタイル:49.44(Engineering, Electrical & Electronic)
Ge diffusion and chemical bonding states in metal/high-$$k$$/Ge gate stacks were investigated by synchrotron photoemission spectroscopy to understand their impact on electrical properties. Although Hf germanide was found in HfO$$_{2}$$/GeO$$_{x}$$/Ge gate stacks, such germanide could be fully oxidized by using plasma-assisted oxidation. However, Al electrode on HfO$$_{2}$$/GeO$$_{x}$$/Ge stacks reduced interfacial GeO$$_{x}$$ layer, resulting in the formation of Al germanide at the Al/HfO$$_{2}$$ interface. No germanide was formed in the stacks with inert Pt electrode, suggesting the Al layer may promote upward diffusion of GeO molecules through the HfO$$_{2}$$ layer. Hf germanide was formed near the HfO$$_{2}$$/GeO$$_{x}$$ interface probably due to Ge intermixing with the HfO$$_{2}$$ layer in the Pt-gate stacks, in contrast to the enhanced formation of Al germanide in Al-gate stacks. The formation of metal germanide led to severe degradation of insulating properties in metal/high-$$k$$/Ge stacks.
147
Significance of DNA Polymerase I in ${it in vivo}$ processing of clustered DNA damage
鹿園 直哉; 赤松 憲; 高橋 桃子*; 野口 実穂; 漆原 あゆみ; O'Neill, P.*; 横谷 明徳
Mutation Research; Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 749(1-2), p.9 - 15, 2013/09
 被引用回数:7 パーセンタイル:49.71(Biotechnology & Applied Microbiology)
クラスターDNA損傷は、電離放射線によってDNAへリックス二回転中に二つ以上の損傷が生じるものである。クラスターDNA損傷がどの程度、また、どのように生物影響を及ぼすのかに関しては不明な点が多い。本研究では、鎖切断と脱塩基部位や8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG)を含むクラスターDNA損傷を用い、大腸菌に形質転換し、形質転換効率及び突然変異頻度を調べた。鎖切断と脱塩基部位からなるクラスターDNA損傷の場合、鎖切断及び脱塩基部位がそれぞれ単独であった場合に対し、形質転換効率は大幅に低下することが明らかになった。損傷間の距離を離す(10-20bp)と、形質転換効率はDNA polymerase I(Pol I)の作用により回復した。一方、鎖切断と8-oxoGからなるクラスターDNA損傷の場合、クラスターDNA損傷による突然変異頻度はPol Iの働きによって低下することが明らかとなった。これらの結果は、クラスターDNA損傷による生物効果にPol Iが深く関与することを示している。
148
Elasto-plastic and fracture modeling of concretes for determining the mechanical behaviour of the plug in the GAST project
真田 祐幸; Teodori, S.*; R$"u$edi, J.*; Vomvoris, S.*
Nagra NAB 13-76, 43 Pages, 2013/09
GAST(Gas-Permeable Seal Test)は、スイスのグリムゼル岩盤試験場で実施されている埋め戻し材における冠水中の水の移動や閉鎖後のガス移行に関する実規模でのデモンストレーション試験である。本報告書は、有限差分法での力学解析に基づくGASTにおけるコンクリートプラグおよび岩盤の力学状態についてのモデリングと原位置試験環境下で予想されるプラグと岩盤の力学挙動を述べている。その結果、圧縮アーチが全ての圧力ステップで生じ、プラグの力学的安定性を保持する上で重要な役割を果たすこと、圧縮アーチによる岩盤やプラグの圧縮および岩盤とプラグの境界面の閉塞によって遮蔽能力を高める効果が期待できること、試験中に生じるプラグの圧縮応力は材料強度を大きく下回っており全ての圧力ステップにおいて力学的な安定性が保持されうることなどがわかった。また、プラグに設置されている変位や微小破壊音などのモニタリング結果の妥当性確認のために、プラグに蓄積される弾性エネルギーや引張破壊によって解放される塑性エネルギーなどを求めた。
149
製錬転換施設廃止措置プロジェクトの進捗状況
杉杖 典岳; 森本 靖之; 徳安 隆志; 田中 祥雄
日本原子力学会和文論文誌, 12(3), p.242 - 256, 2013/09
本技術報告では、製錬転換施設廃止措置プロジェクトの一環として実施してきた、乾式転換プロセスを中心とした管理区域内の主要設備及び機器の解体・撤去の状況について示した。2011年9月に、管理区域内の主要設備の解体・撤去及び保管容器への収納がすべて終了し、この段階で、汚染機材はすべてドラム缶に密封状態で安定保管できる状態となった。これにより、施設内の放射能インベントリーは変わらないものの、施設の経年劣化等による汚染等が発生するリスクは格段に低下し、廃止措置の最初のステップをクリアーした。
150
原子力施設の廃止措置における大型機器解体シナリオの最適化に関わる検討; プロジェクト管理データ評価システムの「ふげん」廃止措置への適用性の評価結果に基づく検討
芝原 雄司; 臼井 秀雄; 出雲 沙理; 泉 正憲; 手塚 将志; 森下 喜嗣; 清田 史功; 立花 光夫
日本原子力学会和文論文誌, 12(3), p.197 - 210, 2013/09
ふげん発電所の廃止措置での解体作業を対象としてPRODIAコードの適用性を検証するため、JPDRの廃止措置で得られた実績データによって作られた既存計算式を用いて、2008年にふげん発電所で行った解体作業に要する人工数を計算した。その結果、既存評価式はふげん発電所での給水加熱器の解体作業への適用性を有していないことがわった。このため、ふげん発電所での給水加熱器の解体作業の作業内容を反映した新規計算式を構築した。構築した新規計算式を用いた計算結果は、ふげん発電所の第3給水加熱器と第4給水加熱器の実績データと良い一致を示した。さらに、給水加熱器を解体するための複数の解体シナリオに要する人工数について新規計算式により計算し、解体作業に要する人工数に及ぼす解体シナリオなどの影響を検討した。
151
核不拡散・核セキュリティ総合支援センターにおける人材育成
直井 洋介; 濱田 和子; 野呂 尚子
日本原子力学会誌, 55(9), p.524 - 528, 2013/09
核不拡散・核セキュリティ総合支援センターでは、米国サンディア国立研究所(SNL)が開発した核物質防護のトレーニングコースをもとに、同研究所と協力して核物質防護の実習フィールドやバーチャルリアリティシステムを使った独自のカリキュラムを開発し、アジア向け、国内関係者に提供している。既にISCNの人材育成事業で受け入れた参加者は日本も含め33か国1200名を超えている(2013年6月現在)。また、核物質防護に関するIAEAの新しい勧告の理解促進ワークショップや核セキュリティ文化の醸成にかかわる活動を展開しており、これら活動状況を紹介する。
152
界面化学的分散制御高せん断解砕による放射能汚染土壌洗浄; 福島県における汚染土壌洗浄処理フィールド試験,4
石山 新太郎; 神谷 昌岳*; 近藤 充記*
日本機械学会2013年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 5 Pages, 2013/09
最高570,000Bq/kgを越える高放射能汚染土壌の校庭土,原野土並びに側道脇土の界面化学的分散制御と高速せん断流解砕による土壌洗浄実験を行い、土壌特性に関する洗浄・濃縮・減容化効果について結論を得た。(1)3種類の原土壌に対して60分間程度の解砕洗浄を行うことにより60-95%の洗浄率が期待できる。(2)解砕洗浄後の再生土(8,000Bq/kg以下)の回収率は3種類原土壌において60-82wt.%であり、特に、原野土において500Bq/kg$$times$$33wt.%の低線量化での回収を達成した。(3)濃縮度の固形化による減容化(最高260,000Bq/kg)において60-85wt.%を達成した。(4)本解砕洗浄技術により汚染土壌に含まれる全FP量の90%以上のものが濃縮ケークとして回収可能である。(5)高放射能汚染土壌の主要FP捕獲鉱物相は校庭土においては金雲母等の層状ケイ酸塩類鉱物であり、原野土や県道脇土においてはモルデナイトである。
153
ベンチュリースクラバーの内部流動構造と気液流入量の関係
堀口 直樹; 吉田 啓之; 上澤 伸一郎*; 金子 暁子*; 阿部 豊*
日本機械学会2013年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 5 Pages, 2013/09
シビアアクシデント時の格納容器の保護と放射性物質拡散抑制の観点において、放射性物質を含む高圧ガス中から、放射性物質を除去しつつ大気中へ放出するフィルタードベントを可能とする装置が必要とされている。その有力な候補として、ヨーロッパ諸国で用いられつつある、ベンチュリー管のスクラビング機能を使った装置(マルチベンチュリースクラバー)がある。しかし、我が国への導入にあたり必要な、設計や安全審査などに求められる性能評価手法は、その作動メカニズムが十分には明らかとなっていないため、確立されていないのが現状である。本研究では、マルチベンチュリースクラバーを構成する、主な機器の一つであるベンチュリースクラバーに着目し、その性能評価手法を開発することを目的とする。本報では、単一のベンチュリースクラバーを用いた可視化計測と、液相流量計測実験により明らかとなった、液相流量とベンチュリースクラバー内流動構造の関係について報告する。
154
Numerical simulation of two-phase bubbly flow in an upward vertical pipe by use of interface tracking method
Jiao, L.; 吉田 啓之; 高瀬 和之
日本機械学会関東支部茨城講演会2013講演論文集, p.107 - 108, 2013/09
原子力機構で開発中の界面追跡法による二相流解析コードTPFITの適用性評価の一環として、既存の垂直管内上昇気泡流の数値解析を行い、界面形状や速度分布について、実験と比較した結果を示す。本研究では、Lucasらの気泡流実験の条件をもとに3次元等温流解析を行った。解析体系は長さ3m, 内径51.2mmの円管流路で、流れは垂直上向きである。作動流体である水と空気は流路下端から流入する。ここで、空気は直径0.8mmのノズル6個を介して流路内に供給され、気泡が模擬される。一連の計算結果をもとに、流れ方向に発達する気泡流の挙動の傾向を数値に予測できることを明らかにした。
155
ナトリウム冷却高速炉のショートエルボ配管を有する炉上部プレナム部の非定常解析モデルの整備
田中 正暁; 藤崎 竜也*; 大木 裕*
日本機械学会関東支部茨城講演会2013講演論文集, p.141 - 142, 2013/09
本研究では、ナトリウム冷却大型高速炉(JSFR)のホットレグ配管部および上部プレナム部で局所的に発生する非定常流動現象に対する数値解析手法の構築を目的としている。本報では、炉上部プレナム部とショートエルボ配管部を結合させた非対称フルセクタ統合解析モデルについて示し、既往実験結果との比較により当該解析結果の妥当性を確認した結果を報告する。
156
水素拡散燃焼影響評価のための設計支援システムの整備
寺田 敦彦; 上地 優; 竹上 弘彰; 日野 竜太郎
日本機械学会九州支部講演論文集, p.7 - 8, 2013/09
原子力機構では、今後の廃止措置、廃棄物管理における水素安全評価・対策に適切に対応するための基盤技術の高度化整備を図ることを目的として、水素の発生から拡散、燃焼・爆発に至る事象推移を解析評価する水素混合系流動解析システムの構築を進めている。本稿では、本システムの概要と、開発の一環として実施した水素漏洩拡散シミュレーションの実験解析について報告する。
157
$$gamma$$-flash suppression using a gated photomultiplier assembled with an LaBr$$_{3}$$(Ce) detector to measure fast neutron capture reactions
原 かおる; 原田 秀郎; 藤 暢輔; 堀 順一*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 723, p.121 - 127, 2013/09
 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)
A gated photomultiplier tube assembled with a LaBr$$_3$$(Ce) detector was applied to the prompt $$gamma$$-ray measurement of fast neutron capture reactions. Time-of-flight measurements of the neutron capture reactions of Cl and Al were performed using the 46-MeV electron linear accelerator as a pulsed neutron source at the Research Reactor Institute, Kyoto University. The photomultiplier gating technique effectively suppressed the saturation of the PMT output and reduced the dead time due to the $$gamma$$ flash.
158
Analysis of multi-fragmentation reactions induced by relativistic heavy ions using the statistical multi-fragmentation model
小川 達彦; 佐藤 達彦; 橋本 慎太郎; 仁井田 浩二*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 723, p.36 - 46, 2013/09
 被引用回数:8 パーセンタイル:17.85(Instruments & Instrumentation)
約100MeV/u以上の重イオンが原子核と衝突した際に原子核が細かい破砕片に分裂する反応(フラグメンテーション反応)を、従来のPHITSの反応モデルJQMD(JAERI Quantum Molecular Dynamics)とGEM(Generalized Evaporation Model)に、SMM(Statistical Multi-fragmentation Model)を新たに組合せて再現を行った。従来SMMは限定的な条件でのみベンチマークされており、汎用放射線輸送計算コードへの適用性は明らかでなかった。しかし計算を行ったところ、従来100倍以上過小評価されていた重核(鉛など)のフラグメンテーション反応断面積が、数10%以内で一致するようになった。さらに、フラグメンテーション反応時に同時に生成する中性子や、軽い核の生成断面積の再現性はSMMによって悪化しないことも示した。なお、従来JQMDによる核内カスケードの計算は150fm/cの間行っていたが、SMMはその一部をJQMDに代わって表現するため、その時間を75fm/cに短縮する必要があることも明らかになった。また、SMMが必要とする物理パラメータや計算上のパラメータは、それぞれ適切に選択することで高い計算精度と計算時間の短縮が実現できた。本研究により、SMMを汎用放射線輸送計算コードへ適切に組み込むことで、フラグメンテーション反応の再現精度を画期的に向上できることが明らかになった。
159
Collective excitations of $$Lambda$$ hypernuclei
萩野 浩一*; Yao, J. M.*; 湊 太志; Li, Z. P.*; Thi Win, M.*
Nuclear Physics A, 914, p.151 - 159, 2013/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:49.32(Physics, Nuclear)
自己無撞着平均場理論を用いたハイパー核の低エネルギー集団励起状態について研究を行った。まず最初に、sd殻領域におけるハイパー核の変形度を、相対論的平均場理論を用いて調べ、$$Lambda$$粒子を$$^{28}$$Siに導入することで、そのオブレート変形が消えることがわかった。さらに、Skyrme-Hartree-Fock法で得られた変形変数による3次元ポテンシャル面を使って、$$^{25}$$Mgの回転励起状態を調べた。その結果、$$^{25}$$Mgの変形度は$$Lambda$$粒子の存在によってわずかに小さくなり、基底回転励起バンドにおける電磁遷移確率$$B(E2)$$値が減少することを予測した。また、乱雑位相近似法をハイパー核に拡張し、その手法を用いて、コア核と$$Lambda$$粒子が逆位相で振動する新しい双極子モードが、ハイパー核に現れる可能性があることを示した。
160
Ground state phase diagram of an $$S=frac{1}{2}$$ two-leg Heisenberg spin ladder system with negative four-spin interaction
肘井 敬吾; 坂井 徹
Physical Review B, 88(10), p.104403_1 - 104403_8, 2013/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:64.53(Physics, Condensed Matter)
4体相互作用を持つ$$S=frac{1}{2}$$量子スピン梯子系の基底状態相図とその量子臨界現象についての理論的研究を行った。ひねり境界条件法と現象論的繰り込み群法を用い、数値対角化に基づいた数値解析により、二次相転移が生じることを明らかにし、Rung-singlet相, Columnar-dimer相, Haldane相の相境界を決定した。また、共形場理論に基づいた解析を行い、セントラルチャージとスケーリング次元を数値的に求めることで、Columnar-dimer相とHaldane相の間の量子相転移のユニバーサリティクラスが、$$k$$=2 $$SU$$(2) Wess-Zumino-Novikov-Witten模型により記述されることを明らかにした。
161
Laser ion acceleration by using the dynamic motion of a target
守田 利昌
Physics of Plasmas, 20(9), p.093107_1 - 093107_10, 2013/09
 被引用回数:3 パーセンタイル:78.7(Physics, Fluids & Plasmas)
ダブルレイヤーターゲットへ数百TWのレーザーパルスを照射したときのイオン加速について3D PICシミュレーションを用いて研究した。ダブルレイヤーターゲットのファーストレイヤーにチャージマス比の高い物質を用いた方が、クーロン爆発とRPDA(輻射圧加速)の効果によりターゲットの非等方な激しい膨張が生じる。そして、このイオンクラウドの非等方な膨張による電位変化の効果で、陽子はより強く加速される。最適な条件を用いることで、高エネルギーで高品質な陽子の生成が可能であることを示す。
162
Issues on the absolute neutron emission measurement at ITER
笹尾 眞實子*; 石川 正男; Yuan, G.*; Patel, K.*; Jakhar, S.*; Kashchuk, Y.*; Bertalot, L.*
Plasma and Fusion Research (Internet), 8(Sp.1), p.2402127_1 - 2402127_3, 2013/09
ITERの核融合出力は中性子放射化システムや中性子カメラとともに中性子束モニタの組み合わせで測定される。これらのシステムは、ITERトカマク内に中性子発生装置を回転させることで絶対較正を行う。実際に、個々の中性子束モニタの測定範囲は限られているが、ITERプラズマを用いた相互較正試験により測定範囲をつなぎ、全体として10$$^{14}$$n/sから10$$^{21}$$n/sの中性子発生量をカバーする必要がある。このため、相互較正を正確に行う必要がある。本研究では、相互較正試験時のプラズマの上下方向、径方向の移動が精度に与える効果について評価した。その結果、プラズマの上下方向の移動がもたらす精度の悪化を最小限に留めるためには、よく計画された放電シナリオによるプラズマを用いて相互較正試験を行う必要があるとともに、縦方向中性子カメラを効果的に使用することが重要であることがわかった。
163
Remediation strategy, capping construction and ongoing monitoring for the mill tailings pond, Ningyo-toge Uranium Mine, Japan
齊藤 宏; 瀧 富弘
Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 4 Pages, 2013/09
人形峠環境技術センターにおいては、休止ウラン鉱山である人形峠鉱山等において鉱山跡措置を行っている。対象施設のうち、鉱さいたい積場は旧試験製錬所から発生した鉱さい及び現在も坑水処理施設から発生する鉱業廃棄物をたい積しているが、岡山県三大河川の源流部に位置していること等から最優先課題と位置付けている。現在までに、より安定している上流側の「廃砂たい積場」に線量,ラドン散逸量,降雨浸透量低減化等を目的とした覆土を設置した。覆土は異なる目的を有する多層構造とし、将来の管理等低減化のため天然材料を用いることとし、仕様(構造・材料等)を決定するため事前に土質試験を行った。また、覆土周囲に降雨浸透水を場外へ排出する排水路を設置するとともに、覆土最下流側に覆土後の安定性確保のためふとん籠を設置した。今後は、跡措置の効果を確認することを目的として線量、ラドン散逸量、降雨浸透量低減分(側方排水量として)、沈下量等のモニタリングを行うこととし、一部は既に開始した。得られたデータは、廃砂たい積場の跡措置の効果確認に用いるとともに、今後行う下流側の「廃泥たい積場」の跡措置、特に覆土の仕様決定に反映する計画である。
164
Development of evaluation models of manpower needs for dismantling the dry conversion process-related equipment in Uranium Refining and Conversion Plant (URCP)
出雲 沙理; 臼井 秀雄; 立花 光夫; 森本 靖之; 高橋 信雄; 徳安 隆志; 田中 祥雄; 杉杖 典岳
Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 9 Pages, 2013/09
In Uranium Refining and Conversion Plant (URCP), the dry conversion process of reprocessed uranium and others had been operated until 1999, and the equipment related to the main process was dismantled from 2008 to 2011. Actual data such as manpower for dismantling were collected during the dismantling activities. In this paper, evaluation models were developed using the collected actual data on the basis of equipment classification considering the characteristics of uranium handling facility. Additionally, a simplified model was developed for easily and accurately calculating the manpower needs for dismantling dry conversion process-related equipment. It is important to evaluate beforehand project management data such as manpower needs to prepare an optimized decommissioning plan and implement effective dismantling activity. The models described in this paper are widely applicable to other uranium handling facilities.
165
Behaviour of IPG waste forms bearing BaSO$$_{4}$$ as the dominant sludge constituent generated from the treatment of water used for cooling the stricken power reactors
天本 一平; 小林 秀和; 横澤 拓磨; 山下 照雄; 永井 崇之; 北村 直登*; 武部 博倫*; 三田村 直樹*; 都築 達也*
Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/09
東日本大震災で被災した原子炉の冷却に使用している大量の水は、放射性物質で汚染しているため、汚染水の浄化方法や浄化によって発生した廃棄物の安定化法について、国内でさまざまな取り組みがなされている。ここでは、発生した廃棄物の中、BaSO$$_{4}$$を主成分とするスラッジを対象として、鉄リン酸ガラスを媒体として、スラッジの廃棄体化について検討を行っている。これまでの研究の結果、ストロンチウム核種を含有するBaSO$$_{4}$$スラッジの廃棄体化に鉄リン酸塩ガラスが十分に機能することが判明した。
166
Distribution of radioactive cesium in trees and effect of decontamination of forest contaminated by the Fukushima nuclear accident
飯島 和毅; 舟木 泰智; 時澤 孝之; 中山 真一
Proceedings of 15th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2013) (CD-ROM), 6 Pages, 2013/09
原子力機構が実施した除染モデル実証事業においては、多くの異なる技術が用いられ、福島第一原子力発電所事故後の避難区域における環境回復への適用性を評価した。プロジェクトでは、高濃度に汚染された常緑樹を対象に、樹木の汚染状況と除染の有効性を評価した。第一段階として、杉とモミの木各3本を伐採し、放射性セシウムの分布状況を調べた。葉及び枝中の全放射性セシウム濃度はいずれの樹種でも約1MBq/kgで、樹皮よりも高かった。幹の外側の濃度は低く10kBq/kgのオーダーで、幹の中心ではいずれの樹種でも1lBq/kg以下であった。セシウム濃度が幹の外側で高いという結果は、放射性セシウムは主として樹皮表面に吸着され、一部が樹皮を通して幹の中に浸透した、との推測を支持するものである。森林に隣接する100$$times$$60mの草地における空間線量率の変化を森林及び草地の除染中計測した。草地における線量率は、表土の剥ぎ取り後急激に減少し、森林内の表土剥ぎ取り及び枝打ち後ではわずかな減少が認められた。草地の外周に隣接する10m幅のエリアに生えていた84本の樹木を伐採・除去した後、線量率はわずかに減少した。除染後の残留線量率は、さらに外側に存在する未除染森林内の放射性セシウムに起因すると考えられた。
167
Unsteady wall pressure characteristics of a 90 degree elbow in high Reynolds numbers
岩本 幸治*; 山野 秀将
Proceedings of 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (ICJWSF 2013) (CD-ROM), 6 Pages, 2013/09
内径(125mm)と曲率が一致する90度エルボの壁面圧力計測を行った。レイノルズ数3.2$$times$$10$$^{5}$$と5.0$$times$$10$$^{5}$$を調べた。ここで得た規格化された変動圧力分布は白石らによるレイノルズ数3.25$$times$$10$$^{6}$$と動圧の0.02以内で一致する結果を示した。圧力変動パワースペクトル密度はストローハル数0.5のピークがエルボ下流の内側部分で見られた。これはエルボ内側後流部で発達した境界層からの渦放出に相当する。ストローハル数0.5でのピーク強度は定量的に白石らの実験装置で使用したデータと一致しており、この振動に関して力学的類似則が適用できることを示している。
168
Numerical analysis of heat transfer enhancement by spacers in subchannels at supercritical pressure condition
高瀬 和之; 三澤 丈治; 吉田 啓之
Proceedings of 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows (ICJWSF 2013) (CD-ROM), 6 Pages, 2013/09
超臨界圧水冷却炉(SCWR)の熱設計において、炉心熱効率を向上させるためには炉心出口における冷却材温度を高くすることが必要であるが、これによって燃料被覆管表面温度も上昇するため、被覆管材料の高温劣化が課題となっている。したがって、熱設計上は燃料被覆管表面温度の上昇を抑制し、冷却材温度の上昇は向上させるような伝熱挙動が期待される。本研究では燃料集合体内に設置されるスペーサに着目し、スペーサによる伝熱促進効果によって燃料集合体内の熱伝達率を向上させることで、期待する伝熱挙動の達成の可能性について数値的に検討した。本検討には冷却材である超臨界水の伝熱流動を正確に把握できる解析手法が必要であり、そのため、著者らは超臨界流体の熱物性値を導入した熱流動解析コードの開発を行っている。開発中のコードによる評価解析によって、スペーサ形状に応じて燃料集合体内の熱伝達率を向上できることが明らかになった。
169
Study of feasible and sustainable multilateral approach on nuclear fuel cycle
久野 祐輔; 田崎 真樹子; 秋葉 光徳*; 安達 武雄*; 高嶋 隆太*; 和泉 圭紀*; 田中 知*
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.965 - 974, 2013/09
多国間管理は、平和利用の権利を侵害することなく核不拡散を堅持しつつ、燃料サイクルのフロントエンド、バックエンドサービスを実施できるものである。近年の検討はウラン濃縮にかかわるフロントエンドに焦点が置かれているが、使用済み燃料にかかわるサービスはより重要な課題と考えられる。本研究では、このようなニーズに合致したMNA枠組について取り扱った。
170
Plutonium partitioning in uranium and plutonium co-recovery system for fast reactor fuel recycling with enhanced nuclear proliferation resistance
中原 将海; 駒 義和; 中島 靖雄
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.539 - 542, 2013/09
高速炉燃料再処理法として、還元剤として硝酸ヒドロキシルアミンを用いたPu還元分配法とUとPuの分離係数を利用したPu無還元分配法の向流多段抽出試験を行った。Pu還元分配法においてもU再抽出部を省略することにより、U及びPuを共回収できた。一方、Pu無還元分配法においてもPu分配工程において低濃度のHNO$$_{3}$$溶液を供給することにより、ほとんどのPuをUとともに回収することができた。Pu還元分配法のみならずPu無還元分配法についても高速炉燃料再処理への適用性を確認できた。
171
Suggestion of typical phases of in-vessel fuel-debris by thermodynamic calculation for decommissioning technology of Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station
池内 宏知; 近藤 賀計*; 野口 芳宏*; 矢野 公彦; 鍛治 直也; 鷲谷 忠博
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.1349 - 1356, 2013/09
For the decommissioning of Fukushima-Daiichi Nuclear Power Station (1F), characterization of fuel-debris in cores of Unit 1-3 is necessary. In this study, typical phases of fuel-debris generated in reactor pressure vessel were suggested by means of thermodynamic calculation using compositions of core materials and core temperatures. At low ogygen potential where metallic zirconium remains, (U,Zr)O$$_{2}$$, UO$$_{2}$$, and ZrO$$_{2}$$ were formed as oxides, and oxygen-dispersed Zr, Fe$$_{2}$$(Zr,U), and Fe$$_{3}$$UZr$$_{2}$$ were formed as metals. With an increase in zirconium oxidation, the mass of those metals, especially Fe$$_{3}$$UZr$$_{2}$$, were decreased, but the other phases of metals hardly changed qualitatively. Consequently, (U,Zr)O$$_{2}$$ is suggested as a typical phase of oxide, and Fe$$_{2}$$(Zr,U) is suggested as that of metal. This result can contribute to the characterization of debris in 1F, which will be also revised by considering the effect of iron content in RPV.
172
Major safety and operational concerns for fuel debris criticality control
外池 幸太郎; 曽野 浩樹; 梅田 幹; 山根 祐一; 久語 輝彦; 須山 賢也
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.729 - 735, 2013/09
原子力機構では福島第一発電所事故で生じた燃料デブリの臨界管理について研究開発を行っている。既存施設の管理方針を参考に、また、燃料デブリの臨界特性に基づき、新しい臨界管理方針を定めなければならない。この方針に沿って、現状で性状が不確かな燃料デブリについて、安全かつ合理的な管理を実現しなければならない。本報告では燃料デブリと発電所の現状を概観し、臨界特性の解析結果を例示し、臨界管理方針について議論する。また、臨界管理の実現に必要な研究開発課題を提示する。
173
Research subjects for analytical estimation of core degradation at Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant
永瀬 文久; 石川 淳; 倉田 正輝; 吉田 啓之; 加治 芳行; 柴本 泰照; 天谷 政樹; 奥村 啓介; 勝山 仁哉
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.711 - 720, 2013/09
福島第一原子力発電所の廃止措置を適切に信頼性をもって進めるためには事故の進展と炉内の現状の評価が求められている。そのためには実験データの取得やモデルの改良を行い、計算コードを用いた評価の精度を高めることが必要である。原子力機構は、従来知見、福島第一の特異な状況、及び最近の実験及び解析技術の進歩を考慮し、炉内熱水力挙動、燃料集合体損傷進展、圧力容器下部ヘッド破損、事故解析に関して再検討あるいは技術開発の対象とする現象を抽出した。本論文では、再検討及び技術開発の対象とした現象、及びそれに対応する原子力機構の研究計画で得た最近の成果について紹介する。
174
Study on release and transport of aerial radioactive materials in reprocessing plant
天野 祐希; 田代 信介; 内山 軍蔵; 阿部 仁; 山根 祐一; 吉田 一雄
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.1411 - 1417, 2013/09
The release and transport characteristics of radioactive materials at a boiling accident of the high active liquid waste (HALW) in a reprocessing plant have been studied for improving experimental data of source terms of the boiling accident. In the study, a heating test and a thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA) test were conducted. In the heating test using a simulated HALW, it was found that ruthenium was mainly released into the air in the form of gas and that non-volatile elements were released into the air in the form of mist. In the TG-DTA test, the rate constants and reaction heat of thermal decomposition of ruthenium nitrosyl nitrate were obtained from TG and DTA curves.
175
Results of detailed analyses performed on boring cores extracted from the concrete floors of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant reactor buildings
前田 宏治; 佐々木 新治; 熊井 美咲; 佐藤 勇; 逢坂 正彦; 福嶋 峰夫; 川妻 伸二; 後藤 哲夫*; 酒井 仁志*; 千金良 貴之*; et al.
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.272 - 277, 2013/09
Due to the earthquake and tsunami, and the following severe accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant, concrete surfaces within the reactor buildings were exposed to radioactive liquid and vapor phase contaminants. In order to clarify the situation of this contamination in the buildings of Units 1-3, selected samples were transported to the FMF of JAEA-Oarai where they were subjected to analyses to determine the surface radionuclide concentrations and to characterize the radionuclide distributions. In particular, penetration of radio-Cs in the surface coatings layer and sub-surface concrete was evaluated. The analysis results indicate that the situation of contamination in the building of Unit 2 was different, and the protective coatings on the concrete floors provided significant protection against radionuclide penetration. The localized penetration of contamination was found to be confined within 1 mm of the surface of the coating layer of some mm.
176
Recovery of minor actinides from spent fuel using TPEN-immobilized gels
小山 真一; 須藤 光雄; 大林 弘; 緒明 博*; 竹下 健二*
Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.549 - 553, 2013/09
照射済燃料からMAの回収を実証するため、TPEN(分離錯体)誘導体を化学的に高分子ゲルに固定したゲルで作成したカラム(TPPENゲル)により、照射済燃料を用いた抽出クロマト分離試験を行った。Amの吸着係数向上と、溶離液の温度効果を確認するため、10モル%のTPPENゲルを用い、温度をスイングさせた試験を実施した。その結果、5$$^{circ}$$Cの0.01M NaNOH$$_{3}$$(pH3.5)溶液により90%のEuが溶離した。その後、溶離液温度を32$$^{circ}$$Cに変化させたところ、Amが溶離された。さらに溶離液のpHを2.0に変え、ゲルに残った全てのAmを回収することができた。
177
IAEAにおける原子分子データCoordinated Research Projects (CRP), 3; 原子分子データの評価とコード比較
市川 行和*; 高木 秀一*; 中村 義春*; 今井 誠*; 佐々木 明
プラズマ・核融合学会誌, 89(9), p.600 - 610, 2013/09
IAEAにおける原子分子データのCoordinated Research Projectにおける、原子分子データの検証やコード比較の活動のひとつとして、nLTE(non local thermodynamic equilibrium)コード比較ワークショップについて紹介する。原子分子データを、核融合のような基礎科学や、EUV光源のような産業応用に用いる際には、衝突輻射モデルによって、状態の占有密度や輻射損失を評価することが重要である。高Z多価イオンの原子過程は複雑で、モデルの実験による検証が困難だったことで、従来、計算結果には不確定性があったが、衝突輻射モデルの研究者が集まり、決められたテスト問題を実行して結果を比較する当該ワークショップを実施したことにより、Wプラズマの価数の温度変化等を正確に計算できるようになった。
178
Origin of the enhancement of electrocatalytic activity and durability of PtRu alloy prepared from a hetero binuclear Pt-Ru complex for methanol oxidation reactions
大川 侑久*; 増田 卓也*; 上原 広充*; 松村 大樹; 田村 和久; 西畑 保雄; 魚崎 浩平*
RSC Advances (Internet), 3(35), p.15094 - 15101, 2013/09
 被引用回数:8 パーセンタイル:50.09(Chemistry, Multidisciplinary)
PtRu alloy, prepared by pyrolysis of hetero bi-nuclear PtRu complexes, showed a higher electrocatalytic activity and durability in the methanol oxidation reaction than PtRu alloy prepared by pyrolysis. The origin of this activity enhancement was investigated by XPS and Ru K edge XAFS measurements. Although both alloys were composed of metallic Pt and Ru oxide, the Ru oxide in the PtRu alloy prepared from the PtRu complex had greater oxygen deficiency than that in the PtRu alloy. XAFS measurements showed that the RuO distance of the former was longer than that of the latter, suggesting the presence of the weakly coordinated oxygen species, water, in the PtRu alloy prepared from the PtRu complex. The water coordinated to Ru can become an active oxidant, surface RuOH, under electrochemical conditions and enhance MOR activity and durability.
179
Abaca/polyester nonwoven fabric functionalization for metal ion adsorbent synthesis via electron beam-induced emulsion grafting
Madrid, J. F.*; 植木 悠二; 瀬古 典明
Radiation Physics and Chemistry, 90, p.104 - 110, 2013/09
 被引用回数:7 パーセンタイル:26.79(Chemistry, Physical)
アバカ(芭蕉科の多年草)は、強靭かつ軽量、また、耐湿性に優れており、古くから船舶用ロープ、漁網,紙幣,織物などの原料として利用されている。アバカの主要生産国であるフィリピンでは、このアバカ、及び、アバカ繊維の用途拡大を目指し様々な研究を実施している。アバカの主成分は、セルロース類であり、金属イオン吸着材の基材として利用できる可能性を秘めている。そこで本研究では、アバカ繊維を基材とする金属イオン吸着材の合成を試みた。その結果、エマルショングラフト重合とそれに続くアミン化処理により、目的とするアバカ繊維を基材とする新規金属イオン吸着材を合成することに成功した。吸着材のグラフト率、及び、アミン基密度はそれぞれ150%と2.7mmol/g-吸着材であった。また、性能評価試験として、Cu$$^{2+}$$イオン、及び、Ni$$^{2+}$$イオンのバッチ式吸着試験を実施したところ、本吸着材はCu$$^{2+}$$イオンに対してより高い選択性を有していることが分かった(吸着容量: 141.9mg-Cu$$^{2+}$$/g-吸着材, 31.5mg-Ni$$^{2+}$$/g-吸着材)。さらに、本吸着材の吸着速度を市販の粒子状イオン交換樹脂と比較したところ、金属イオンの種類に係わらず本吸着材の方がより速い吸着速度を示し、特に、Cu$$^{2+}$$イオンに対しては粒子状樹脂の約30倍の吸着速度であった(浸漬時間5分後のCu$$^{2+}$$イオンの除去率: 吸着材: 89.8%, 粒子状樹脂: 3.3%)。
180
Optical designs of reflection and refraction collection optics for a JT-60SA core Thomson scattering system
東條 寛; 波多江 仰紀; 濱野 隆; 佐久間 猛; 伊丹 潔
Review of Scientific Instruments, 84(9), p.093506_1 - 093506_8, 2013/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:74.8(Instruments & Instrumentation)
Collection optics for the core measurements in a JT-60SA Thomson scattering have been designed. The collection optics will be installed in a limited space and have a wide field of view and a wide dynamic range. Two types of the optics are therefore suggested: refraction and reflection collection optics. The good optical resolutions for the reflection and refraction types are both sufficient for the requirements about the physics study, i.e. 0.3 mm and 0.6 mm, respectively. The efficiencies are also compared. As a result, good measurement accuracy ($$sim$$ 5%) even in high electron temperature ($$<$$ 30 keV) can be expected in the refraction type.
181
Recovery of U and Pu from nitric acid using ${it N,N}$-di(2-ethylhexyl)butanamide (DEHBA) in mixer-settler extractors
伴 康俊; 宝徳 忍; 津幡 靖宏; 森田 泰治
Solvent Extraction and Ion Exchange, 31(6), p.590 - 603, 2013/09
 被引用回数:4 パーセンタイル:72.5(Chemistry, Multidisciplinary)
モノアミド抽出剤の一つである${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)ブタンアミド(DEHBA)を用いた、ミキサセトラ抽出器による硝酸溶液からのUとPuの回収率のシミュレーション計算、及びUとPuの回収試験をそれぞれ実施した。ミキサセトラへの単位時間あたりの溶液供給量、ミキサセトラの段数、及び硝酸濃度をシミュレーション計算のパラメータに設定し、UとPuの分離に対する適切な試験条件を決定した。試験の結果、1.5mol/dm$$^{3}$$(M)のDEHBAによる4M硝酸中のU及びPuの回収率として$$>$$99.9%及び97.84%をそれぞれ得た。
182
Influence of fracture orientation on excavatability of soft sedimentary rock using a hydraulic impact hammer; A Case study in the Horonobe Underground Research Laboratory
津坂 仁和; 常盤 哲也
Tunnelling and Underground Space Technology, 38, p.542 - 549, 2013/09
 被引用回数:2 パーセンタイル:71.6(Construction & Building Technology)
日本における高レベル放射性廃棄物の地層処分において、4万本の廃棄体の処分のためには総延長約300kmの処分坑道が必要となると試算されている。このため、効率的な地層処分事業の観点からは、母岩の掘削性が必要な調査項目となる。本研究では、ブレーカによる坑道掘削の掘削速度に影響を及ぼす岩石の強度特性に加え、岩盤に内在する割れ目の影響を分析した。対象とした坑道は、堆積軟岩に建設中の幌延深地層研究所の250m調査坑道である。坑道掘削において、1掘進ごとに、掘削面の詳細な地質観察による割れ目分布とエコーチップ反発度試験による岩石の強度特性の分布を調査した。結果として、岩盤中の主要な割れ目の方向と並行に掘削した坑道よりも、同方向と直交するように掘削した坑道の方が、掘削速度が約1.3倍大きい結果を得た。また、掘削速度と掘削面に分布する割れ目の頻度との関係においては、岩盤中の主要な割れ目と直交する方向に掘削した坑道において、両者の明瞭な相関関係があった。本研究の結果より、地層処分場の処分坑道のレイアウトの検討において、坑道の掘削性の観点からは、地上からの調査段階の結果として得られる岩盤中の主要な割れ目の方向と坑道軸方向を直交させることが望ましいことが明らかとなった。
183
高温ガス炉を用いた水素の製鉄所への供給とその規模
笠原 清司; 久保 真治; 稲垣 嘉之; 小川 益郎
材料とプロセス(CD-ROM), 26(2), p.498 - 501, 2013/09
高温ガス炉・ISプロセス水素製造及びこれらと組み合わせた水素還元製鉄プロセスの概要を述べた。プロセスフロー計算による物質収支解析により、標準的な高炉プラントと同規模となる製鉄量1万トン/日を達成するには、熱出力600MWの高温ガス炉5基を用い、ISプロセスで水素7.07$$times$$10$$^{6}$$Nm$$^{3}$$/日を、ヘリウムガスタービンで497MWの電力を製造して、製鉄所に供給する必要があることを明らかにした。製鉄プロセスではシャフト炉3基、電気炉2基が必要となった。本プロセスによって、CO$$_{2}$$排出量が従来の高炉プロセスの13%にまで激減することも示した。また、製鉄コストに対する水素製造コストの感度を調べ、従来法よりも低コスト化するためには、水素製造コストを3.0US$/kg-H$$_{2}$$以下にする必要があることを明らかにした。
184
A New method to analyze $$^{242m}$$Am in low-level radioactive waste based on extraction chromatography and $$beta$$-ray spectrometry
島田 亜佐子; 亀尾 裕; 高橋 邦明
Analytical Chemistry, 85(16), p.7726 - 7731, 2013/08
 被引用回数:3 パーセンタイル:76.89(Chemistry, Analytical)
$$beta$$線スペクトロメトリーを用いる低レベル放射性廃棄物(LLW)中の$$^{242m}$$Amの新しい分析法を提案した。まず、抽出クロマトグラフィーにより模擬LLWの溶解液の主要元素やPuなどからEuとAm、Cmを分離し、次にEuとAm・Cmを分離した。このAm・Cmのフラクションにおいて、$$^{243}$$Amの娘核種である$$^{239}$$Npの$$beta$$線の寄与を見積もり、全$$beta$$線スペクトルから差し引いて$$^{242}$$Amの放射能量を算出した。また、Amを単離したフラクションにおける$$^{242}$$Cmの生成からも$$^{242m}$$Amを定量し、$$beta$$線スペクトロメトリーから求めた値と比較し、両分析値が一致することを確認した。
185
Neutron and X-ray crystallographic analysis of the human $$alpha$$-thrombin-bivalirubin complex at pD 5.0; Protonation states and hydration structure of the enzyme-product complex
山田 太郎*; 栗原 和男; 大西 裕季*; 玉田 太郎; 友寄 克亮; 桝見 賢司*; 田中 伊知朗*; 黒木 良太; 新村 信雄*
Biochimica et Biophysica Acta; Proteins and Proteomics, 1834(8), p.1532 - 1538, 2013/08
 被引用回数:3 パーセンタイル:80.02(Biochemistry & Molecular Biology)
$$alpha$$-トロンビン-ビバリルジン複合体のプロトン化状態と水和構造をX線(1.6${AA}$)/中性子(2.8${AA}$)単結晶回折データによる同時構造精密化により明らかにした。原子間距離については別途、1.25${AA}$のX線結晶構造解析により評価した。この複合体は、$$alpha$$-トロンビンの酵素・生成物(EP)複合体のモデルとなる。活性化部位周囲の中性子散乱長図は、H57/Hの側鎖が重水素化されていることを示唆する。この同時精密化により、H57/HのD$$delta$$1とD$$epsilon$$2の占有率がそれぞれ1.0と0.7であると示された。しかしながら、S195/Hのヒドロキシル基のO$$gamma$$周囲には有意な中性子散乱長密度が観察されなかった。また、そのO$$gamma$$は、dFPR-COOHのカルボキシル基炭素に近接していた。これらの観察から、S195/HのO$$gamma$$は脱プロトン化されており、EP複合体において求核性を維持していると示唆された。また、活性化部位に加えて、ビバリルジンの認識に関与するS1サブサイトとエキソサイトIに水和構造が存在することが分かった。
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Neutron and X-ray crystallographic analysis of ${it Achromobacter}$ protease I at pD 8.0; Protonation states and hydration structure in the free-form
大西 裕季*; 山田 太郎*; 栗原 和男; 田中 伊知朗*; 崎山 文夫*; 正木 武治*; 新村 信雄*
Biochimica et Biophysica Acta; Proteins and Proteomics, 1834(8), p.1642 - 1647, 2013/08
 被引用回数:4 パーセンタイル:73.07(Biochemistry & Molecular Biology)
セリンプロテアーゼの鍵となる触媒残基のプロトン化状態を調べるため、pD8.0におけるリガンド非結合型クロモバクタープロテアーゼI(API)の構造を単結晶X線と中性子回折データの同時使用によって精密化した。リガンド非結合型APIの活性部位における触媒三残基の占有率精密化により、H57のイミダゾール環の約30%、S197のヒドロキシル基の約70$$%$$が重水素化されていることが示された。この観察結果は、S197の多くが基質と結合していない状態でもプロトン化されていることを示す。API中の触媒三残基のプロトン化状態をウシ由来$$beta$$-trypsin-BPTI複合体と比較することにより、基質のS197への近接はS197のヒドロキシル基の酸性を低下し得て、それによってH57はS194のヒドロキシル基から水素を引き抜くことができるという仮説が導かれた。また、APIに特異な残基であるH210は、触媒三残基D113と水素結合を形成していないが、代わりに、H210はS176、H177、一個の水和水と水素結合ネットワークを形成する。大きく疎水性な残基W169が近接することによりこの水素結合ネットワークを保護し、広範囲のpHに渡るAPIの機能を安定化しているかも知れない
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Cesium, iodine and tritium in NW Pacific waters; A Comparison of the Fukushima impact with global fallout
Povinec, P. P.*; 青山 道夫*; Biddulph, D.*; Breier, R.*; Buesseler, K. O.*; Chang, C. C.*; Golser, R.*; Hou, X. L.*; Je$v{s}$kovsk$'y$, M.*; Jull, A. J. T.*; et al.
Biogeosciences, 10(8), p.5481 - 5496, 2013/08
 被引用回数:39 パーセンタイル:3.87(Ecology)
北西太平洋の海水中の放射性物質の分布に関して福島第一原子力発電所事故による影響を大気圏内核実験からのグローバルフォールアウトと比較した。2011年6月における国際航海中に採取した海水中の$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{129}$$I, $$^{3}$$Hが分析された。福島沖合の表層海水の$$^{137}$$Cs, $$^{129}$$I, $$^{3}$$Hは、それぞれ0.002-3.5Bq/L, 0.01-0.8$$mu$$Bq/L, 0.05-0.15Bq/Lの範囲だった。この3核種が分析された海岸から40km離れた採取地点では、福島事故影響はグローバルフォールアウトによるバックグランドのそれぞれ1000倍, 30倍, 3倍だった。また、鉛直分布データからは、既に水深300mまで輸送されていることを示した。$$^{137}$$Csの表層及び鉛直分布の観測値は海洋大循環モデルでの計算値とよい一致を見せ、福島沿岸から東へ輸送されたことを示した。海洋での滞留時間に起因して、福島由来の放射性物質は北西大西洋の水塊輸送に関する海洋研究に有益なトレーサーになるだろう。
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Constraining the timing of brittle deformation and faulting in the Toki granite, central Japan
山崎 誠子*; Zwingmann, H.*; 山田 国見*; 田上 高広*; 梅田 浩司
Chemical Geology, 351, p.168 - 174, 2013/08
 被引用回数:12 パーセンタイル:30.28(Geochemistry & Geophysics)
断層帯の形成について時間的制約を与えることは、構造発達史を理解するうえで重要である。土岐花崗岩の断層ガウジに含まれる粘土鉱物のイライトを対象に、粒度ごとにK-Ar年代測定を実施した。その結果、より細粒の試料でより新しい年代値が得られ、細粒の試料には自生の結晶がより多く含まれていることが示唆された。0.1$$mu$$m未満の粒子の年代値は42.7$$sim$$46.5Maを示しており、母岩の冷却史におけるイライトの安定領域と脆性破壊の温度領域とに一致する結果が得られた。
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Adsorption behavior of lanthanide ions on nonbiological phospholipid membranes; A Model study using liposome
山崎 信哉; 白井 理*; 加納 健司*; 香西 直文; 坂本 文徳; 大貫 敏彦
Chemistry Letters, 42(8), p.819 - 821, 2013/08
 パーセンタイル:100(Chemistry, Multidisciplinary)
微生物に対するランタノイドイオンの吸着挙動を非生物的な現象として理解するために、生体膜モデルとしてリポソームを用いて吸着挙動を検討した。14種類のランタノイドイオンすべてで、pHが増加すると吸着量も増加した。またランタノイドイオンの吸着率を調べた結果、Euイオンで極大、Erイオンで極小値を得た。この選択的な吸着挙動は微生物表面で見られる結果と一致した。これらの結果から、ランタノイドイオンはリポソームの成分であるリン酸基に対する吸着であることが明らかとなった。また、リポソームは微生物の生体膜表面の良いモデル系であることも示された。
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配管の多入力応答に関する研究; 3点支持された配管試験体の3入力加振試験
渡壁 智祥; 金子 尚昭*; 相田 重一*; 大谷 章仁*; 月森 和之; 森泉 真; 北村 誠司
Dynamics and Design Conference 2013(D&D 2013)講演論文集(USB Flash Drive), 8 Pages, 2013/08
配管系の地震応答解析を実際の振動応答挙動に近いものとするためには、多点入力解析を取り入れる必要がある。多点入力解析手法に関する理論的検討は過去に複数実施されているものの、解析手法の妥当性について配管実挙動と比較したものは少なく、十分な検討がなされているとは言えない。そこで、本研究では、多点入力解析法の妥当性及び適用性を検証することを目的とし、本報では、複数の支持点を有する3次元配管モデルを用いた多点入力加振試験を実施した。
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配管の多入力応答に関する研究; 多入力配管解析の検証
甲斐 聡流*; 渡壁 智祥; 金子 尚昭*; 都知木 邦裕*; 森泉 真; 月森 和之
Dynamics and Design Conference 2013(D&D 2013)講演論文集(USB Flash Drive), 10 Pages, 2013/08
原子力プラントにおける配管系は、複数のフロア、複数の建屋にまたがり配置される。地震時には、1本の配管系であっても設置場所に応じた個々の異なる地震動が入力される。本研究では、上記のような多点入力条件となる配管系の解析手法を、加振実験との比較により検証した。その結果、多点入力時刻歴解析は、加振実験結果での応答履歴及び最大応答量を精度よく再現できた。一方、多点入力応答スペクトル解析では、多点入力の組合せ法として、SRSS法よりも絶対値和法を用いることが適切であることがわかった。
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多質点系モデルを用いた振動破損実験におけるエネルギーの振る舞い
関 一*; 藤田 聡*; 皆川 佳祐*; 北村 誠司; 渡壁 智祥
Dynamics and Design Conference 2013(D&D 2013)講演論文集(USB Flash Drive), 8 Pages, 2013/08
本研究では、現行耐震評価手法の合理化を目的として、構造物に蓄積されるエネルギーに着目した振動挙動の検討を進めてきた。本報では、構造物に蓄積されるエネルギーに着目し、2質点系モデルの振動実験を行い、総エネルギー入力と破損の相関関係について確認した。
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Study on the structural integrity of RPV using PFM analysis concerning inhomogeneity of the heat-affected zone
眞崎 浩一; 勝山 仁哉; 鬼沢 邦雄
E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 5(2), p.85 - 92, 2013/08
原子炉圧力容器鋼の熱影響部に対する監視試験片の必要性判断に資するため、HAZの非均質な特性に関する研究を行った。溶接材に近い位置のHAZは、マルテンサイトと下部ベイナイトの混合組織により、母材に比べて高い破壊靭性を示した。一方で母材に近い位置のHAZは、上部ベイナイトの母材と同じ相に起因して、母材に比べ同等もしくはわずかに低い破壊靭性を示した。原子力機構ではHAZの非均質性を考慮した加圧熱衝撃時の非延性き裂進展解析手法を整備し、確率論的破壊力学コードPASCAL3に導入した。想定欠陥の分布と化学組成を変えた事例解析をPASCAL3を用いて実施した。高照射量を仮定し、欠陥が溶接材近くの熱影響部に存在すると想定した場合、加圧熱衝撃時のRPVの破壊確率が母材よりも小さくなり、母材に近い位置に存在する場合には、母材とほぼ同等となることが示された。
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Relativistic effects in scattering of polarized electrons
Sushkov, O. P.*; Milstein, A. I.*; 森 道康; 前川 禎通
EPL; A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics, 103(4), p.47003_1 - 47003_6, 2013/08
 被引用回数:5 パーセンタイル:45.08(Physics, Multidisciplinary)
The right-left asymmetry (skew scattering) and the side jump effect are manifestations of the spin-orbit interaction in scattering of polarized electrons. While the side jump effect is less known than the right-left asymmetry, the effect is of conceptual importance for generic spin-orbital physics, and the effect is widely discussed in spintronics. We reexamine the side jump effect accounting for the exact nonperturbative electron wave function inside the atom/impurity/host atomic core. We find that the size of the effect is much smaller than estimates accepted in the literature. The reduction factor is 1/$$Z$$$$^{2}$$, where $$Z$$ is the nuclear charge. This implies that the side jump effect is practically irrelevant, the skew scattering and/or the intrinsic mechanism always dominate the transverse deflection of the electron beam and hence dominate the anomalous Hall and spin Hall effects.
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A Case study of economic incentives and local citizens' attitudes towards hosting a nuclear power plant in Japan; Impacts of the Fukushima accident
加藤 尊秋*; 高原 省五; 西川 雅史*; 本間 俊充
Energy Policy, 59, p.808 - 818, 2013/08
 被引用回数:9 パーセンタイル:32.63(Energy & Fuels)
本研究では、2005年11月,2010年1月,2011年12月に東京電力柏崎刈羽原子力発電所の立地地域(柏崎市及び刈羽村)で行った社会調査をもとに、原子力発電所が地域にもたらす経済的・財政的利点や事故で被害を受ける不安感に関し地域住民の考え方の変化を探る。これらの調査は、同じ設問を含み、比較可能である。特に、東京電力福島第一原子力発電所の事故による影響に着目する。調査期間中、2007年7月には新潟県中越沖地震、2011年3月には東北地方太平洋沖地震が生じ、後者は福島第一原子力発電所の事故をもたらした。2011年調査では、2010年調査に比べ、各種の経済的・財政的利点の意義、またこれらの利点によって発電所が地域にもたらす問題点の埋め合わせが可能かという問いに関し、多くで否定的な回答が増えた。ただし、財政的利点の1人あたり規模が極めて大きい刈羽村では、その変化の程度は限定的であり、否定的な回答が増えた項目であっても2005年調査時の水準と大差がなかった(2010年調査では、2005年調査に比べて全体的に上記項目に肯定的な回答が増えていた)。
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$$K^{ast 0}Sigma^+$$ photoproduction with evidence for the Kappa Meson Exchange at SPring-8/LEPS
Hwang, S. H.*; Hicks, K.*; Ahn, J. K.*; 中野 貴志*
Few-Body Systems, 54(7-10), p.1037 - 1041, 2013/08
 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)
Recently, LEPS collaboration reported the parity spin asymmetry for the$$gamma p rightarrow K^{ast 0}Sigma^+$$ reaction using linearly polarized photons at beam energies from 1.85 to 2.96 GeV. The parity spin asymmetry ($$P_{sigma} = 2rho^{1}_{1-1} - rho^{1}_{00}$$) was obtained, with large positive asymmetry at forward angles. This supports that natural-parity exchange is dominant at forward angles for $$K^{ast 0}Sigma^+$$ photoproduction, which is consistent with $$kappa$$ meson-exchange. The differential cross sections for the $$gamma p rightarrow K^{ast 0}Sigma^+$$ reaction are presented at forward angles averaged over all beam energies. There is good agreement with the differential cross sections from the CLAS and the CBELSA/TAPS collaborations.
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Port-based plasma diagnostic infrastructure on ITER
Pitcher, C. S.*; Barnsley, R.*; Bertalot, L.*; Encheva, A.*; Feder, R.*; Friconneau, J. P.*; Hu, Q.*; Levesy, B.*; Loesser, G. D.*; Lyublin, B.*; et al.
Fusion Science and Technology, 64(2), p.118 - 125, 2013/08
ITERにおいて計測装置を設置するための基盤構造である上部及び水平ポートプラグの共通部分に関する統合設計をまとめたものである。本設計は、ITER機構が組織した各国数名からなる設計タスクフォースにより実施され、ポートプラグの成立に必要なすべての作業を網羅したものである。検討の結果、一つのポートプラグに複数の計測装置が入る水平ポートプラグでは、計測器毎の干渉を避けると同時に保守を考慮した3から6のユニット構造を提案し、さらに発生する電磁力の低減をはかった。また、真空容器外のインタースペースやポートセルへの設置についても考慮し、ポートプラグ及び計測装置の一体化の検討を行った。会議では懸案となっている中性子遮蔽性能の改善策についても併せて報告する。
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瑞浪超深地層研究所における油圧式削岩機を用いた岩盤特性評価
引間 亮一*; 平野 享*; 山下 雅之*; 石山 宏二*; 佐藤 稔紀; 真田 祐幸; 丹野 剛男
平成25年度(2013年)資源・素材学会秋季大会講演集, p.247 - 248, 2013/08
日本原子力研究開発機構では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、超深地層研究所計画を進めている。本報告では、瑞浪超深地層研究所の深度500m研究アクセス北坑道の掘削において、油圧式削岩機の掘削データを取得して掘削体積比エネルギーに基づく原位置岩盤評価を試みた。その結果、掘削体積比エネルギーは岩盤の状態を表す岩盤等級やRQDとおおむね同様の傾向を示し、特に一軸圧縮強度と強い相関を示すことが確認できた。さらに、日常の施工データを用いることで岩盤の連続的な性状を示すことができ、その性状は切羽観察記録とおおむね対応していることが確認できた。
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Heavy-ion induced anomalous charge collection from 4H-SiC Schottky barrier diodes
牧野 高紘; 出来 真斗; 岩本 直也; 小野田 忍; 星乃 紀博*; 土田 秀一*; 平尾 敏雄*; 大島 武
IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(4), p.2647 - 2650, 2013/08
 被引用回数:2 パーセンタイル:63.38(Engineering, Electrical & Electronic)
SiCデバイスのイオン誘起破壊現象研究の一環として、逆方向電圧を印加したn型六方晶(4H)SiCショットキーダイオードへ重イオンを照射し、ダイオード内で収集される電荷量を測定した。その結果、イオンの飛程がエピタキシャル層厚と同等、もしくはそれ以上の場合に、本来、入射イオンがイオンダイオード内に生成する電荷量を越えた多量の電荷収集が発生することが観測された。解析の結果、ショットキーダイオードにおける過剰な電荷収集においては、イオンの飛程とエピタキシャル層厚の関係が重要なパラメータであり、エピタキシャル層と基板の界面付近で発生した電荷によりポテンシャルが変動し、基板側から電荷が流れ込むという描像で説明できることが見いだされた。
200
Magnetocaloric effect of field-induced ferromagnet BaFeO$$_{3}$$
水牧 仁一朗*; 吉井 賢資; 林 直顕*; 齊藤 高志*; 島川 祐一*; 高野 幹夫*
Journal of Applied Physics, 114(7), p.073901_1 - 073901_6, 2013/08
 被引用回数:12 パーセンタイル:26.41(Physics, Applied)
磁場誘起強磁性を示す新規ペロブスカイト鉄酸化物BaFeO$$_{3}$$の磁気熱量効果を調べた。この物質は、酸化物には珍しいFe$$^{4+}$$という高い価数の鉄イオンを含む。この系の基底状態は反強磁性であるが、0.3T以上の磁場により鉄スピンが強磁性転移を示す。キュリー温度は111Kである。磁気熱量効果測定から、磁化が温度及び磁場変化の両方において、ほぼ可逆的な変化をすることを見いだした。すなわちヒステリシスがないため、熱損失のない効率的な冷却が可能な物質である。放射光磁気円二色性測定から、この性質は、Fe$$^{4+}$$イオンが実際はFe$$^{3+}$$L(Lは酸素ホール)の状態となっており、この状態の磁気異方性が少ないことに起因する。冷却におけるエントロピー変化と冷却能力は、キュリー点近傍で5.8Jkg$$^{-1}$$K$$^{-1}$$及び172Jkg$$^{-1}$$と比較的大きかった。BaFeO$$_{3}$$は希土類を含まず、熱媒体となる水に耐性があることから、新しい磁気熱量物質として提案できる。