Enhanced orbital magnetic moment in FeCo nanogranules observed by Barnett effect

緒方 裕大; 中堂 博之; Gu, B.; 小林 伸聖*; 小野 正雄; 針井 一哉; 松尾 衛; 齊藤 英治; 前川 禎通

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 442, p.329 - 331, 2017/11

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.06.101

The gyroscopic g factor, , of FeCo nanogranules embedded in a matrix of MgF (FeCo-MgF) was determined by measuring the magnetic-field generation from a rotating sample due to the Barnett effect. The value of the FeCo-MgF is estimated to be 1.76 0.11. The orbital contribution to the magnetic moment in the FeCo nanogranules was found to be quite large compared with that in bulk FeCo, being consistent with a density-functional-theory calculation that shows that the orbital magnetic moment may increase at the FeCo/MgF interfaces. The result suggests that the orbital magnetic moment is enhanced by symmetry breaking at the surface of the FeCo nanogranules.

Vacuum insulation of the high energy negative ion source for fusion application

小島 有志; 花田 磨砂也; Hilmi, A.*; 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; 小林 信一*; et al.

Review of Scientific Instruments, 83(2), p.02B117_1 - 02B117_5, 2012/02

https://doi.org/10.1063/1.3672471

JT-60NNBIの負イオン源は長年の課題であった加速器の低耐電圧を克服し、500keVビームを3Aまで生成することに成功している。その結果を踏まえ、JT-60SAに利用する次期負イオン源では、耐電圧データベースに基づいて負イオン源の設計を行う。そこで、実機負イオン源を用いて耐電圧試験を行い、平坦部の3倍近い局所高電界が生成している加速電極孔の数と直径1500mmの電極面積がともに、真空耐電圧を劣化させ得る原因であることを明らかにした。それらはそれぞれ、孔数の-0.15乗、面積の-0.125乗に従い耐電圧が低下するが得られ、実機負イオン源の耐電圧係数は24と孔数で制限された耐電圧であることを明らかにした。また、加速電極間の距離を広げすぎると、電極支持枠角部の電界によって決まる値に耐電圧が制限されることが明らかになった。これらの結果、加速電極構造の配位によって、異なる原因で耐電圧が制限されるという新たな知見を得て、JT-60SA用負イオン源の加速電極を設計するために必要なデータが取得できた。

Acceleration of 500 keV negative ion beams by tuning vacuum insulation distance on JT-60 negative ion source

小島 有志; 花田 磨砂也; 田中 豊*; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 井上 多加志; 梅田 尚孝; 渡邊 和弘; 戸張 博之; 小林 信一*; et al.

AIP Conference Proceedings 1390, p.466 - 475, 2011/09

https://doi.org/10.1063/1.3637418

JT-60N-NBIの負イオン源は今まで耐電圧性能が400keVと設計値の500keVよりも低く、入射パワーが制限されているのが問題であった。そこで、実機負イオン源や小型電極を用いた真空耐電圧試験を行い、耐電圧低下の原因を調べた。その結果、従来の面積依存性だけでなく、電極孔や支持枠角部に代表される局所高電界の領域が広がることにより、耐電圧が低下することが明らかとなった。そこで、既存の加速器体系を大幅に改造することなく、この局所高電界を低下させて耐電圧を改善するために、電極間隔を広げて耐電圧試験を行った。しかし、最短距離が伸長されないために耐電圧の改善が飽和する傾向が観測された。そこで、最短距離の伸長を制限していたビーム放射シールドの再設計を行った。その際、ビームからの放射光がFRPに照射されるのを妨げる機能を保ちつつ、FRP表面電界と陽極電界を低減させて最適化する必要があった。そして、既存の体系の中でビーム放射シールドを最適化するとともに、電極間隔を調整した結果、負イオン源の耐電圧は500kV以上に改善した。この改良した負イオン源を利用して、500keVの負イオンビームを3Aまで加速することに成功した。

Demonstration of 500 keV beam acceleration on JT-60 negative-ion-based neutral beam injector

小島 有志; 花田 磨砂也; 田中 豊*; 河合 視己人*; 秋野 昇; 椛澤 稔; 小又 将夫; 藻垣 和彦; 薄井 勝富; 佐々木 駿一; et al.

Proceedings of 23rd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2010) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/03

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2010/html/node294.htm#62473

JT-60N-NBIの負イオン源は今まで耐電圧性能が低く、入射パワーが制限されているのが問題であった。そこで、加速電極の間隔を拡げて、負イオン源内の最短の真空絶縁距離である支持枠角部の電界集中を低減した結果、単段の要求性能を超える200kVを保持することに成功し、設計指標となっていた大型の負イオン源では小型電極よりも6から7倍程度長い真空絶縁距離が必要であることが明らかになった。その理由として電極の面積が100倍異なることだけでなく、1080個もある電極孔や支持枠等の局所電界の電界分布が影響していることが小型電極の実験結果から予測される。そして、1/5のビーム引き出し領域からビーム加速試験を実施した結果、従来420keVが最高であったビームエネルギーを最高507keVまで上昇させることに成功した。ギャップ長を増加させたことによりビーム光学が劣化して電極熱負荷が増大することが懸念されたが、今回のギャップ長の範囲ではビーム光学の劣化がないことを確認した。これらの結果はJT-60SAやITERのNBIにおける耐電圧設計に大きく貢献するものである。

J-PARCリニアックにおけるチョッパのトレランス

三浦 昭彦; 小林 鉄也; 長谷川 和男; 佐甲 博之; 池上 雅紀*

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.939 - 941, 2010/08

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj7/proceedings/P_5PM/P_EH_5PM/THPS053.pdf

J-PARCでは、500s程度の時間幅を持ったマクロパスルビームをLINACで加速し、下流のRCS加速器(1MHz程度)に入射するために、LINAC上流のMEBT区間に設置したRFチョッパ空洞を用いて、数百ns幅で、RCSのRFの位相に同期した周期を持つ中間バンチ構造(櫛状構造)を形成する。この櫛状構造の「谷」部分に残留するビームは、下流施設に輸送される前にビームロスを引き起こす可能性があり、このビームロスを小さくするために、RFチョッパ空洞の下流(SDTL部)に設置してあるワイヤースキャナモニタを用いたチューニング方法を提案し、ビームコミッショニングに採用した。本報では、ここで採用したチューニング方法及びコミッショニングにて得られたデータ類を紹介するとともに、RFQのタンクレベルを変えた場合のトレランスの変化について報告する。

第13回若手科学者によるプラズマ研究会

小島 有志; 小林 貴之; 戸張 博之

プラズマ・核融合学会誌, 86(5), P. 297, 2010/05

http://www.jspf.or.jp/Journal/PDF_JSPF/jspf2010_05/jspf2010_05-297.pdf

2010年3月10日3月12日に第13回「若手科学者によるプラズマ研究会」(日本原子力研究開発機構・核融合研究開発部門・先進プラズマ研究開発ユニット・トカマクシステム技術開発ユニット主催)を開催した。将来の核融合研究を担う若手科学者達が集まり、研究の方向性や他分野への広がりについて"昼夜を問わず"活発な議論を行う伝統が脈々と受け継がれてきた本研究会は今年で13回を数える。今回の主題は"プラズマ加熱・制御技術の進展と展望"とし、おもに加熱装置の開発やその要素研究及び、プラズマ加熱・制御実験に携わる若手科学者等が合計52名(原子力機構18名を含む)参加した。口頭発表は、6件のオーバービュー講演と23件の一般講演で幅広い分野に渡り行われた。各発表者には口頭発表とポスター発表の両方をお願いし、詳細な議論やお互いの意見交換は最終日のポスター発表でも続いた。また、最終日にはITER-ECH用ジャイロトロン及びITER遠隔保守ロボット施設,JT-60中央制御室を見学した。

Study on velocity field in a wire wrapped fuel pin bundle of sodium cooled reactor; Detailed velocity distribution in a subchannel

佐藤 博之; 小林 順; 宮越 博幸; 上出 英樹

Proceedings of 13th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-13) (CD-ROM), 13 Pages, 2009/09

高燃焼度炉心を用いた高速炉の設計検討がなされている。この高燃焼度炉心の実現には、ワイヤー巻き燃料集合体内の詳細な流速分布を評価する手法の開発が必要であり、そのための検証データが求められている。ここでは、実機の2.5倍拡大7ピン集合体モデルを用いて、3本のピンに囲まれたサブチャンネル内の詳細な流速分布を粒子画像流速計測法により求めた。燃料ピン間のギャップ部垂直断面では、ワイヤー近傍の流速が低下する非対称な分布を形成すること、サブチャンネル内の水平断面では、ワイヤーを回り込む流れの計測に成功した。今後これらのデータは、評価手法検証に利用される。

Interlaboratory comparison of positron annihilation lifetime measurements

伊藤 賢志*; 岡 壽崇*; 小林 慶規*; 白井 泰治*; 和田 健一郎*; 松本 昌高*; 藤浪 真紀*; 平出 哲也; 誉田 義英*; 細見 博之*; et al.

Materials Science Forum, 607, p.248 - 250, 2009/00

現在までに陽電子消滅寿命測定(PAL)の標準化が行われたことはない。標準がないと各々の研究室データの比較における信頼性の欠如に繋がる。そこで標準化への第一歩として、金属,高分子,シリカガラスの3種類の試料において合意した測定、及び解析手法で測定を行い、研究室間において比較を行った。金属試料では1寿命成分、それ以外では3寿命成分で解析を行った。陽電子寿命、及びオルソーポジトロニウム寿命に関して、研究室間における測定結果の違いが起こる原因について考察した。その結果、研究室ごとに使用している検出器の形状,配置などが異なり、コンプトン散乱された低エネルギーの線がもう一方の検出器に入ることで寿命スペクトル上にゆがみができるためと考えられた。検出器間に薄い金属板を挿入することで、各研究室間の違いが低減されることを確認した。

Interlaboratory comparison of positron annihilation lifetime measurements for synthetic fused silica and polycarbonate

伊藤 賢志*; 岡 壽崇*; 小林 慶規*; 白井 泰治*; 和田 健一郎*; 松本 昌高*; 藤浪 真紀*; 平出 哲也; 誉田 義英*; 細見 博之*; et al.

Journal of Applied Physics, 104(2), p.026102_1 - 026102_3, 2008/07

https://doi.org/10.1063/1.2957074

同一の溶融石英とポリカーボネートを試料に用い、陽電子消滅寿命測定及び解析を12の研究室において実施し、その比較を行った。各研究室で得られた陽電子寿命のばらつきは、測定方法と解析方法を統一することで、過去に報告されている、何も制約を与えずに行われた試験結果に比較して、小さくできることがわかった。

光学断面画像の斜め方向からの計測による複雑流路形状測定手法の開発

小林 順; 佐藤 博之; 林 謙二; 上出 英樹

JAEA-Technology 2008-026, 30 Pages, 2008/03

JAEA-Technology-2008-026.pdf:8.59MB

ナトリウム冷却高速炉では、炉心の高燃焼度化により燃料ピンが変形し、集合体内流路断面積の変化によって集合体内の冷却性能が低下する可能性があることから、燃料ピン配置の変化が集合体内の熱流動現象に与える影響を把握することが重要な課題となっている。そこで、燃料ピンとワイヤースペーサを水と屈折率を一致させた透明部材で構成した水流動試験装置を用いて、ピン束内の流速分布の測定が試みられている。このとき境界条件として湾曲による模擬燃料ピンの変位を計測する必要がある。ここでは、模擬集合体の斜め上方向からピン束の水平断面を撮影し、試験体壁面の屈折の影響を考慮に入れて撮影画像を正対位置に変換し、その画像を解析することで燃料ピンの変位量を求める手法を開発した。