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論文

Sulfate complexation of element 104, Rf, in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solution

Li, Z.*; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 佐藤 望; 菊池 貴宏; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; Pershina, V.*; et al.

Radiochimica Acta, 100(3), p.157 - 164, 2012/03

https://doi.org/10.1524/ract.2012.1898
 被引用回数：14 パーセンタイル：68.93(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The cation-exchange behavior of $$^{261}$$Rf ($$T_{1/2}$$ = 78 s) produced in the $$^{248}$$Cm($$^{18}$$O, 5$$n$$) reaction was studied on a one-atom-at-a-time scale in 0.15-0.69 M H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solutions ([H$$^{+}$$] = 1.0 M) using an automated ion-exchange separation apparatus coupled with the detection system for alpha-spectroscopy (AIDA). It was found that adsorption probabilities ($$%$$ads) of $$^{261}$$Rf on cation-exchange resin decrease with an increase of [HSO$$_{4}$$$$^{-}$$], showing a successive formation of Rf sulfate complexes. Rf exhibits a weaker complex formation tendency compared to the lighter homologues Zr and Hf. This is in good agreement with theoretical predictions including relativistic effects.

論文

Fabrication of polymer optical waveguides for the 1.5-$$mu$$m band using focused proton beam

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 佐々木 友之*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.

Key Engineering Materials, 497, p.147 - 150, 2012/00

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.497.147
 被引用回数：7 パーセンタイル：95.04(Engineering, Electrical & Electronic)

Proton beam writing (PBW) is an attractive technique for next-generation micro-fabrication. We study the fabrication of optical waveguides of polymer materials using PBW. In this study, the optical waveguides of photorefractive polysilane "GLASSIA" was fabricated. The samples for the waveguides were prepared as follows; (1) An under-cladding layer of SiO$$_2$$ having a thickness of $$sim$$15 $$mu$$m was deposited on a Si substrate using radio-frequency sputtering. (2) A polysilane layer having a thickness of $$sim$$10 $$mu$$m was spin-coated onto the SiO$$_2$$ layer as a core layer. Optical waveguides were drawn by scanning a 1.7 MeV focused proton beam with $$sim$$1 $$mu$$m size and beam current of 50 pA which was produced by a submicron focused ion beam system connected with the 3 MV single-ended accelerator at JAEA. The drawing was carried out on the dose of 100, 200, 300 nC/mm$$^2$$ each. After the drawing, the sample surfaces were observed using an optical microscope and AFM. The observation result showed that the refractive index was changed and the cores of the waveguides were formed. We will report the details of above observation results in the conference. The change ratio of the refraction index will also be reported on the basis of the obtained result by inserting light ($$lambda$$ = 1.55 $$mu$$m) into the waveguide structure through a single-mode fiber.

論文

Fabrication of polymer optical waveguides for the 1.5-$$mu$$m band using focused proton beam

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 小澤 優介*; 佐々木 友之*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.

Key Engineering Materials, 497, p.147 - 150, 2011/12

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.497.147
 被引用回数：6 パーセンタイル：2.48

Single mode straight waveguides for a wavelength of 1.55-$$mu$$m were, so far, fabricated using a proton beam writing (PBW) technique. We report the fabrication of Y-junction polymer waveguides with a polymethyl methacralate (PMMA) layers as the expansion of these straight waveguides using PBW in the conference. The PMMA layers consisted of an under-cladding layer of SiO$$_2$$ having a thickness of $$sim$$ 15-$$mu$$m deposited on an Si substrate, a PMMA layer having a thickness of $$sim$$ 10-$$mu$$m spin-coated onto the SiO$$_2$$ layer and a Y-junction waveguide with a width of 8-$$mu$$m in a PMMA core layer. The Y-junction waveguides with the angle of 2$$^{circ}$$ were drawn using the 1.7 MeV proton beam with 1-$$mu$$m in diameter and a beam current of 10 pA for a dose of 100 nC/mm$$^2$$. After spin-coating the PMMA layer with $$sim$$ 10-$$mu$$m thickness as an upper cladding on the irradiated PMMA layer, the near field pattern (NFP) of an 8-$$mu$$m-width Y-junction waveguide was observed using a tunable-wavelength laser. The observation showed that the fabrication of waveguide was succeeded because its waveguide was single mode and the intensity ratio between the two outputted lights was the almost same; 1:0.96. We also briefly report the next plans of the measurement of the refractive indices of proton-irradiated PMMA and SiO$$_2$$ films and the fabrication of a thermo-optic polymer switch based on a Mach-Zehnder interferometer waveguide.

論文

Superconducting MgB$$_2$$ thin film detector for neutrons

石田 武和*; 西川 正利*; 藤田 賢文*; 岡安 悟; 片桐 政樹*; 佐藤 和郎*; 四谷 任*; 島影 久志*; 三木 茂人*; Wang, Z.*; et al.

Journal of Low Temperature Physics, 151(3-4), p.1074 - 1079, 2008/05

https://doi.org/10.1007/s10909-008-9790-x
 被引用回数：36 パーセンタイル：77.99(Physics, Applied)

本論文では、ボロン同位体(質量数10)を増量した超伝導MgB$$_2$$中性子検出器は比較的高い温度で操作可能であることを示す。基本動作原理は、ボロン同位体が中性子をよく吸収し、核反応を起こすことで、超伝導転移近傍で大きな電気抵抗変化が瞬間的に起こることであり、実験用の原子炉から射出される冷中性子が高感度で検出可能となる。出力となる発生電位差については、デジタルオシロスコープを用いて低ノイズの増幅装置を用いることで十分に検出可能であることが分かった。また、詳細な上記核反応により起こる超伝導非平衡ダイナミクスについては、時間依存のギンツブルク・ランダウ方程式のシミュレーションをスーパーコンピュータ上で実施することにより追跡可能であり、観測事実とよく符号することが分かっている。

論文

核融合の研究開発

牛草 健吉; 関 昌弘; 二宮 博正; 乗松 孝好*; 鎌田 裕; 森 雅博; 奥野 清; 柴沼 清; 井上 多加志; 坂本 慶司; et al.

原子力ハンドブック, p.906 - 1029, 2007/11

原子力ハンドブックの第VIII章核融合の研究開発において、核融合炉の概念,炉心プラズマ物理と炉心制御技術,国際熱核融合実験炉(ITER)計画,核融合ブランケット技術,核融合燃料循環処理技術,核融合炉用材料技術,核融合動力炉概念とシステム工学課題について、研究の現状を解説する。

論文

Promising fast reactor systems in the feasibility study on commercialized FR cycle systems

阪本 善彦; 小竹 庄司; 西川 覚; 江沼 康弘; 安藤 将人; 佐賀山 豊

Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13), 0 Pages, 2005/05

将来の多様なニーズに対応可能な有望な高速炉サイクルシステムを提案するために、実用化戦略調査研究を進めている。様々な炉システム概念に関する設計研究を実施し、開発目標に対する適合度を評価した。また、各炉システム概念に対する重要な開発課題を抽出し、その開発計画をロードマップとしてとりまとめた。結果として、各炉の特徴や性能の違いを検討し、重要な開発課題を明確にした。現在、さらなる検討を進めており、フェーズII末での評価結果を踏まえて、有望概念を提案する予定である。

論文

The Promising Fast Reactor Systems ans Their Development Plans in Japan

小竹 庄司; 阪本 善彦; 江沼 康弘; 安藤 将人; 西川 覚; 佐賀山 豊

Proceedings of 2005 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '05), 0 Pages, 2005/05

将来の多様なニーズに対応可能な有望な高速炉サイクルシステムを提案するために、実用化戦略調査研究を進めている。様々な炉システム概念に関する設計研究を実施し、開発目標に対する適合度を評価した。また、各炉システム概念に対する重要な開発課題を抽出し、その開発計画をロードマップとしてとりまとめた。結果として、各炉の特徴や性能の違いを検討し、重要な開発課題と開発期間を明確にした。現在、さらなる検討を進めており、フェーズII末での評価結果を踏まえて、有望概念を提案する予定である。

論文

Evolution of the electronic structure from electron-doped to hole-doped states in the two-dimensional Mott-Hubbard system La$$_{1.17-x}$$Pb$$_{x}$$VS$$_{3.17}$$

井野 明洋*; 岡根 哲夫; 藤森 伸一; 藤森 淳; 溝川 貴司*; 安井 幸夫*; 西川 崇*; 佐藤 正俊*

Physical Review B, 69(19), p.195116_1 - 195116_8, 2004/05

A2004-0402.pdf:0.46MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.69.195116
 被引用回数：7 パーセンタイル：37.61(Materials Science, Multidisciplinary)

二次元モット・ハバード系La$$_{1.17-x}$$Pb$$_{x}$$VS$$_{3.17}$$におけるフィリング制御金属絶縁体転移を光電子分光により研究した。x=0.16の前後で化学ポテンシャルのシフトに跳びが観測され、モット絶縁状態によるギャップが開いていることを明らかにした。化学ポテンシャル上の光電子スペクトル強度のフィリング依存性は、電子比熱係数のものとよく一致している。最も金属的な試料でも擬ギャップ的振舞が観測された。これらの結果は、電子有効質量が金属絶縁体転移近傍で増大するという通常のフェルミ流体系の描像とは対照的である。一方、温度を上げるとギャップは急速に埋まる。金属絶縁体転移近傍のスペクトルは、クーロンギャップが形成されていることとコンシステントであり、乱雑さの下での長距離クーロン相互作用の影響を示唆している。

論文

Promising Fast Reactor Systems in the Feasibility Study on Commercialized FR Cycle Systems

阪本 善彦; 阪本 善彦; 江沼 康弘; 安藤 将人; 西川 覚; 小竹 庄司; 家田 芳明

第14回 環太平洋原子力会議(2004年3月21日$$sim$$25日), 0 Pages, 2003/00

FBRサイクル実用化戦略調査研究の一環として、ナトリウム冷却炉、鉛ビスマス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉、水冷却炉の各候補概念について、開発目標に照らした技術評価を行った。また、各候補概念について、実用化のために必要となる研究開発課題をまとめ、その概要をロードマップとして示した。

口頭

集束イオンビーム描画によるレジスト材料のマイクロマシニング

打矢 直之*; 原田 卓弥*; 村井 将人*; 西川 宏之*; 芳賀 潤二; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 酒井 卓郎; 石井 保行; 福田 光宏*; et al.

no journal, , 

レジスト材料の露光には一般にX線,EUV,電子線等の描画媒体が用いられているが、これらの描画媒体は物質中での原子及び電子との散乱のため、物質深部での加工性が極めて悪い。一方、MeV領域集束プロトンビームは、従来の媒体に比べて物質中での横方向への散乱が少なく、直進性が良いため、従来の媒体では製作が困難であった十$$mu$$を超える加工厚に適しており、高アスペクト比を有する3D構造体の形成が可能である。本研究ではポジ型レジスト(PMMA)及びネガ型レジスト(SU-8)へのMeV領域プロトンビーム照射により描画実験を行い、有機溶剤によるエッチング、すなわち現像を行うことで3D構造体を作製した。さらに、この構造の形状観察を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて行い、加工精度に関する評価を行った。この評価により高アスペクト比を有する3D構造体の製作に成功していることが確認できたので、結果をシンポジウムで報告する。

口頭

プロトンビーム描画による波長1.5$$mu$$m帯用PMMA導波路の試作

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

プロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)は、次世代の微細加工技術として注目されているが、PMMAへのプロトン照射による屈折率向上効果を利用することによって、光導波路形成への応用も可能である。今回われわれは、PBWを利用したPMMA導波路を提案し、8$$sim$$13$$mu$$mで、長さ10mm程度の直線導波路を6種類試作した。波長1.55$$mu$$mで伝搬長$$sim$$6mmの光を導波路に導入し導波路の状態を評価した。試作した導波路のうち幅8$$mu$$mのもので、波長1.55$$mu$$mの光伝搬(シングルモード)を確認でき、光導波路として良好であることもわかった。発表では光導波路の構造,製作方法、及び観察結果について報告する。

口頭

HF/HNO$$_{3}$$水溶液系における105番元素、Dbの陰イオン交換挙動

笠松 良崇*; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; Li, Z.; 石井 康雄; 佐藤 哲也; 西中 一朗; 菊池 貴宏; 羽場 宏光*; et al.

no journal, , 

105番元素ドブニウム(Db)のフッ化物錯形成を明らかにするために、Db及びその同族元素Nb, Ta, 擬同族元素Paの陰イオン交換挙動をHF/HNO$$_{3}$$混合水溶液において調べた。原子力機構タンデム加速器施設において$$^{248}$$Cm($$^{19}$$F, 5n)反応により$$^{262}$$Dbを合成した。反応生成物を迅速に化学室へガスジェット搬送し、新たに開発したオンライン迅速イオン交換・$$alpha$$線測定装置を用いてDbの陰イオン交換挙動を調べた。また、第5族同族元素であるNb, Taの陰イオン交換挙動も同条件下において調べ、Dbの実験値との比較を行った。その結果、Dbの分配係数($$it K$$$$_{d}$$値)は、周期表上で最も近い同族元素Taの$$it K$$$$_{d}$$値よりも1桁以上小さく、より軽い同族元素Nbの$$it K$$$$_{d}$$値に近いことを明らかとした。また、Dbの$$it K$$$$_{d}$$値は、別の実験で得た擬同族元素Paの$$it K$$$$_{d}$$値にも近いことがわかった。

口頭

Fabrication of polymer optical waveguides using proton beam writing

町田 裕貴*; 上原 政人*; 三浦 健太*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

Development of a polymer optical switch using planer polymer waveguides has been recently of importance in the field of optical fiber communication in order to reduce the size of an optical switch and optical loss in a waveguide. The straight planer polymer waveguides with core sizes from 2 to 16 $$mu$$m in the interval of 2 $$mu$$m were fabricated by irradiating the PMMA films using Proton Beam Writing (PBW) with 1.7 MeV proton beam of about 1 $$mu$$m in diameter as a preliminary study. The observation of the near-field patterns using a vidicon camera showed that the straight waveguides with core sizes of 10 $$mu$$m or less worked as a single-mode waveguides of 1550 nm. We report the fabrication method of the planer polymer waveguides of irradiating straight lines using PBW in PMMA films spin-coated on a Si substrate covered with SiO$$_2$$ in the conference. The results of the fabrication of the straight polymer waveguides and the observation of near-field patterns are also explained in the symposium. In the next studies, a thermo-optic polymer switch based on a Mach-Zehnder interferometer waveguide will be fabricated after the measurements of the refractive indices of proton-irradiated PMMA films and SiO$$_2$$ layers.

口頭

プロトンビーム描画による波長1.5$$mu$$m帯用シングルモードPMMA導波路

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

プロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)は、近年、次世代の微細加工技術として注目されているが、その一方で、新たな光導波路描画技術としても知られている。これまでにPMMAへのプロトン照射による屈折率向上効果を利用することによって、マスクレスでPMMA導波路を直接描画する試みが報告されており、可視波長(632.8nm)でシングルモードとなるチャネル導波路も試作されている。しかしながら、これまで、この手法では、光通信波長帯(波長1.5$$mu$$m帯など)での動作を目指した検討は行われていなかった。そこでわれわれは、PMMA薄膜へのPBWによる直接描画による、波長1.5$$mu$$m帯用の光導波路デバイスの実現を目指している。今回われわれは、PBWを利用したPMMA導波路として、新たに提案,試作し、長さ10mm程度の直線導波路を作製,評価したところ、波長1.55$$mu$$mの光伝搬(シングルモード)を確認できたので、報告する。

口頭

プロトンビーム描画による波長1.5$$mu$$m帯用PMMA導波路の試作,2

三浦 健太*; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 花泉 修*; 石井 保行; 佐藤 隆博; 高野 勝昌; 大久保 猛; 山崎 明義; 井上 愛知; et al.

no journal, , 

本研究は集束プロトンビーム描画(Proton Beam Writin、PBW)を用いてPMMAの照射部の改質を行うことで、小型かつ、省出力で動作する光スイッチの製作を目的としている。これまでに、PBWを用いてPMMAの導波路を試作し、波長1.55$$mu$$mにおけるシングルモード伝搬を初めて実証した。今回コア幅を4$$sim$$16$$mu$$mの範囲で変えた複数のPMMA直線導波路を同一基板上に作製し、シングルモードとマルチモードの境界になる幅を実験から特定することによって、この導波路構造におけるシングルモード条件を明らかにしたので報告する。具体的にはコア幅を、4$$sim$$16$$mu$$mの範囲で2$$mu$$m刻み(設定値)で変えた導波路の製作と、波長1.55$$mu$$mにおける幅8$$mu$$mの導波路の近視野像(基本モード)及び幅10$$mu$$mの導波路の近視野像(高次モード)の観察結果を示す。この結果から、PMMA導波路がシングルモードとなる幅の最大値は、8$$sim$$10$$mu$$mの範囲であることがわかった。発表ではこれに加えて、これらの導波路の伝搬損失の評価やコア層の厚さの最適化に関しても言及する。

口頭

Sulfate complexation of element 104, Rf, in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solution ([H$$^{+}$$] = 1.0 M)

Li, Z.; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 佐藤 望; 菊池 貴宏; Sch$"a$del, M.*; 永目 諭一郎; Liang, X. H.*; et al.

no journal, , 

本研究では、H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ (0.15-0.69 M)/HNO$$_{3}$$ ([H$$^{+}$$] = 1.0 M)混合水溶液中における104番元素Rfの硫酸錯体形成を明らかにした。$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O, 5n)反応により$$^{261}$$Rf (半減期T$$_{1/2}$$ = 78 s)を合成し、ガスジェット法により化学室に搬送した後に自動化学分離装置を用いてその陽イオン交換挙動を調べた。その結果、Rfの硫酸錯体形成は軽同族元素のZr並びにHfに比べ著しく弱いことが明らかになった。この結果は相対論計算による理論的予測と定性的に一致している。

口頭

Cation-exchange behavior of element 104, Rf, in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solution ([H$$^{+}$$] = 1.0 M)

Li, Z.; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 佐藤 望; Sch$"a$del, M.*; 永目 諭一郎; Liang, X. H.*; 笠松 良崇*; et al.

no journal, , 

本研究ではH$$_{2}$$SO$$_{4}$$ (0.15-0.69)/HNO$$_{3}$$ ([H$$^{+}$$] = 1.0 M)混合水溶液中における104番元素Rfの硫酸錯体形成を明らかにした。$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)反応により$$^{261}$$Rfを合成し、ガスジェット法により化学室に搬送した後に自動化学分離装置を用いてその陽イオン交換挙動を調べた。その結果、Rfの硫酸錯体形成は軽同族元素のZr並びにHfに比べ著しく弱いことが明らかになった。この結果は相対論計算による理論的予測と定性的に一致している。

口頭

プロトンビーム描画による光導波路デバイス形成の基礎的な研究

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 石井 保行; 高野 勝昌; 加田 渉; 山崎 明義; 横山 彰人; 神谷 富裕; 上原 政人*; et al.

no journal, , 

高信頼性、かつ低価格の光スイッチとして、マッハツェンダー干渉計(Mach-Zehnder Interferometer: MZI)型熱光学スイッチが期待されている。本研究では有機材料のPMMAにプロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)を用いて光導波路を製作することで、このスイッチの開発を行っている。今回、Si基板の上に三層構造、すなわちSiO$$_2$$層,PMMAコア層及びPMMAクラッド層を持つ試料を製作し、これにPBWを用いて直線導波路を製作した。この直線導波路の近視野像の観察結果からシングルモードとなるコアサイズを特定した。さらにこの結果をもとに同じ三層構造の試料を用いてMZIの基本要素であるY分岐導波路を試作し、近視野像の観察から波長1.55$$mu$$mにおいてシングルモードを観察した。本研究会ではこれらの研究開発に関しての発表を行うとともに、今回の成果を発展させたMZI型光スイッチに関しても言及する。

口頭

Fabrication of PMMA film waveguides utilizing proton beam writing

三浦 健太*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; 町田 裕貴*; 上原 政人*; 桐生 弘武*; 高野 勝昌*; 大久保 猛; 山崎 明義; et al.

no journal, , 

Mach-Zehnder interferometer (MZI) type thermo-optic switches are recently increasing the importance in the fields, such as optical fiber telecommunication and optical interconnection. The optical waveguides using planar polymers are developed as a component of MZI. On the other hand, proton beam writing (PBW), which is a direct-writing technique, has recently attracted much attention as a next generation micro-fabrication technology. In this paper, the fabrication of the optical waveguides was tried to be directly drawn using the PBW technique in a thin polymethyl methacrylate (PMMA) layer spin-coated on a Si substrate because the refractive index of PMMA was increased by proton beam irradiation. As a result of this study, we demonstrated that the straight-line and the Y-junction PMMA film waveguides were successfully fabricated using PBW from the observation of working as a first single-mode at $$lambda$$=1.55 $$mu$$m for long-haul optical fiber telecommunication systems. We will present that the fabrication results of the optical waveguides and future plans in the conference.

口頭

勾配色情報変換法を用いた湾曲流路上の液膜界面形状の測定

伊藤 高啓*; 山下 雅稔*; 西川 理人*; 辻 義之*; 若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 中庭 浩一

no journal, , 

国際核融合材料照射施設(IFMIF)では液体Liによって冷却される重陽子ビーム入射ターゲットが用いられる。ターゲット部は湾曲した構造で、液体Liが自由表面を伴って流れるが、自由表面がしばしば不安定となって波立ちが起こるため、不安定の発生要因の解明および制御が必要となる。本研究では実機とほぼ同程度の断面平均流速をもつ水噴流実験装置を用いてターゲット部の湾曲による界面安定性への影響を明らかにすることを目的とし、湾曲した流路上に噴出する矩形噴流により形成される流動液膜の表面安定性を明確化するため、2次元同時測定が可能な勾配色情報変換を用いて界面形状の測定を行ったものである。その結果、自由表面に形成される波の分布はランダムでなく、流れの方向にある波高分布に従う特性を持つことが分かった。

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