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P studied by soft X-ray photoemission spectroscopy川崎 郁斗; 小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Physical Review B, 104(16), p.165124_1 - 165124_8, 2021/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)We carried out angle-resolved photoemission (ARPES) experiments using soft X rays to investigate the electronic structure of the intermediate valence compound EuNiP. Both the Eu
and Eu
components arising from the 4
and 4
final states were observed in the valence spectra, directly confirming an intermediate character of Eu ions. The three-dimensional band structure was studied by ARPES measurements, and we found that the ARPES spectra up to just below the Fermi level can well be explained by a calculation based on the density-functional theory for the non-4
reference compound SrNiP. The heavy-fermion bands in EuNiP are thus considered to be formed through the hybridization between the dispersive valence bands, which resemble those for SrNiP, and the Eu components located at the very vicinity of the Fermi level.
不破 康裕; 小野 礼人; 高柳 智弘; 篠崎 信一; 溝端 仁志*; Fang, Z.*
Proceedings of 17th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.780 - 782, 2020/09
J-PARCリニアックではクライストロンを駆動する電源として直流高圧電源を使用している。これらの高圧電源は定格電圧110kVのアノード変調型電源で、1台の直流高圧電源に対して最大で4本のクライストロンを接続して運用している。このように複数のクライストロンを1台の直流高圧電源で駆動しているため、ビームパルス後半において高圧電源のコンデンサバンクの電圧ドループが生じる。この影響でクライストロンの出力低下が起こり、安定なビーム加速を維持する上での課題となっている。また、現有の直流高圧電源の半数はJ-PARC建設当初に導入され、残りの半数はリニアック400MeVアップグレード時に導入されたものであり経年劣化が現れ始めている。今後、経年劣化が生じたコンデンサを部分的あるいは全面的に交換するなどの対策が必要になり、安定運転を維持するためにはコンデンサバンクの構成を変更した際の直流高圧電源の運転挙動を改めて評価する必要がある。本発表では、現状の構成での電圧ドループやそれによる電圧低下がクライストロンに与える影響、及びコンデンサバンクの構成を変更した際の影響を数値計算や実測結果を用いて評価し、今後の安定なビーム運転に必要な対策を議論した。
studied by soft X-ray angle-resolved photoemission spectroscopy川崎 郁斗; 小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 山上 浩志; 仲村 愛*; 伊覇 航*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*
Journal of the Physical Society of Japan, 89(4), p.044704_1 - 044704_6, 2020/04
被引用回数：3 パーセンタイル：30.12(Physics, Multidisciplinary)EuPd is a rare Eu-based compound, whose Eu ions are in a trivalent state. The electronic structure of EuPd was investigated by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES) using soft X rays. Eu components arising from the 4f
final state multiplet were clearly observed in the valence spectra, and no Eu components were observed within an experimental accuracy, confirming a robust Eu state. The band structure and Fermi surfaces revealed by ARPES measurements were compared to the band structure calculations based on the density-functional theory for LaPd andYPd. We found that the calculation for LaPd provides a better description for our ARPES results. The effective electron masses estimated from the ARPES spectra near the Fermi level are in good agreement with the corresponding cyclotron effective masses in previous de Haas-van Alphen experiments.
不破 康裕; 篠崎 信一; 千代 悦司; 平根 達也; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 二ツ川 健太*; 溝端 仁志*; 岩間 悠平*; 佐藤 福克*; et al.
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.611 - 613, 2019/10
J-PARCリニアックでは、324MHzと972MHzのクライストロン計45台を用いて加速器の運転が行われている。J-PARCの今後の安定化及び高度化に際しては、最大出力付近でのクライストロン出力特性の正確な把握が重要となる。この特性の把握には使用前のクライストロンはもちろんのこと、放電など何らかの理由で交換されたクライストロンの特性測定が不可欠である。しかしながら、放電による周辺機器を含めた損傷などのリスクや加速器の運転との時間的な干渉が理由で、このような測定はこれまで実施されてこなかった。そこで、リニアック棟内にクライストロンテストスタンドを設置し、様々な運転パラメータにおけるクライストロンの高圧特性や入出力特性を測定した。この測定結果を用いることでインストール前にクライストロンの特性が把握でき、最適な運転パラメータの決定や効果的なクライストロン交換の計画が可能となった。また、使用前と使用済みのクライストロンの特性を比較することでクライストロンの劣化傾向を定量的に把握するための基礎データを取得した。
states of uranium compounds revealed by 4
-5 resonant photoelectron spectroscopy藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*
Physical Review B, 99(3), p.035109_1 - 035109_5, 2019/01
被引用回数：11 パーセンタイル：52.06(Materials Science, Multidisciplinary)In the present study, we have elucidated the nature of the electron correlation effect in uranium compounds by imaging the partial 
density of states (pDOS) of typical itinerant, localized, and heavy fermion uranium compounds by using the 
4-5 resonant photoemission spectroscopy. Obtained 
pDOS exhibit a systematic trend depending on the physical properties of compounds: Although the coherent peak at the Fermi level can be explained by the band-structure calculation, an incoherent peak emerges on the higher binding energy side (
) in the cases of localized and heavy fermion compounds. The intensity and energy position of the incoherent peak is increased and shifted to a higher binding energy as the localization of the state increases. These behaviors are consistent with the prediction of the Mott metal-insulator transition, suggesting that the Hubbard-
type mechanism takes an essential role in the 
electronic structure of actinide materials.
二ツ川 健太*; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 篠崎 信一; 溝端 仁志; 佐藤 福克*
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.486 - 489, 2017/12
J-PARCリニアックのLLRFは、周波数324MHzのシステムと972MHzのシステムに大別される。周波数324MHzのシステムは、J-PARCリニアックの建設当初から使用されており、その開発から10年以上が経過している。そのため、経年劣化での故障頻度が増加してくることが予想され、実際に予備交換などの対策を検討し始めている。また、フィードバック(FB)やフィードフォワード(FF)を担っているcPCIのボードの一部が製造中止になり、更に開発環境をインストールできるOSを維持することが厳しくなってきている。そこで、次世代のFB&FFシステムへの移行の検討している。現在のシステムは50式近くあり全式を一遍に交換することは厳しいため、新システムと現在のシステムとの両立できる必要がある。開発のための制約が厳しい中でも、現在のシステムの改善点を洗い出して検討を進めている。本件では、現在検討を進めているシステムと現状のシステムを比較するかたちで紹介する予定である。
Si studied by angle-resolved photoelectron spectroscopy; Elucidating the contribution of U 5 states in URu
Si藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.
Physical Review B, 96(12), p.125117_1 - 125117_9, 2017/09
被引用回数：10 パーセンタイル：45.3(Materials Science, Multidisciplinary)The Fermi surface and band structure of 
have been studied by angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) with the incident photon energies of 
= 665-735 eV. Detailed band structure and the three-dimensional shape of the Fermi surface were derived experimentally, and they are quantitatively explained by the band-structure calculation based on the density functional approximation. Comparison of the experimental ARPES spectra of with those of 
shows that they have considerably different spectral profiles particularly in the energy range of 
- 1 eV. Some energy bands with their energy dispersions of about 1 eV observed in are missing in the ARPES spectra of measured along the same high symmetry line of Brillouin zone, suggesting that U 5 states form these bands in . The relationship between the ARPES spectra of and is very different from the case between 
and 
where their intrinsic difference is limited only in the very vicinity of the Fermi energy. The present result argues that the U 5 electrons in have strong hybridization with ligand states, and essentially have an itinerant character.
(
=Al, Ga, and In) studied by photoelectron spectroscopy藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦*
Physical Review B, 96(11), p.115126_1 - 115126_10, 2017/09
被引用回数：7 パーセンタイル：35.02(Materials Science, Multidisciplinary)The electronic structures of U (=Al, Ga, and In) were studied by photoelectron spectroscopy to understand the relationship between their electronic structure and magnetic properties. The band structures and Fermi surfaces of UAl and UGa were revealed experimentally by angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES), and they were compared with the result of band structure calculations. The topologies of the Fermi surfaces and the band structures of UAl and UGa were explained reasonably well by the calculation, although bands near the Fermi level (
) were renormalized owing to the finite electron correlation effect. The topologies of the Fermi surfaces of UAl and UGa are very similar to each other, except for some minor differences. Such minor differences in their Fermi surface or electron correlation effect might take an essential role in their magnetism.
近藤 恭弘; 浅野 博之*; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 石山 達也; 伊藤 崇; 川根 祐輔; 菊澤 信宏; 明午 伸一郎; 三浦 昭彦; et al.
Proceedings of 28th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2016) (Internet), p.298 - 300, 2017/05
J-PARC加速器の要素技術開発に必要な3MeV H
リニアックを構築した。イオン源にはJ-PARCリニアックと同じものを用い、RFQは、J-PARCリニアックで2014年まで使用したものを再利用している。設置作業の後、2016年6月からRFQのコンディショニングを開始した。このRFQは様々な問題を克服し、なんとか安定運転に達していたが、2年間運転できなかったので再度コンディショニングが必要であった。現状定格のデューティーファクタでは運転できてはいないが、短パルスならばビーム運転可能となっている。この論文では、この3MeV加速器のコミッショニングと最初の応用例であるレーザー荷電変換試験の現状について述べる。
-TiO
and 
-TiO studied by hard X-ray photoelectron spectroscopy小林 啓介*; 田口 宗孝*; 小畠 雅明; 田中 健司*; 所 裕子*; 大門 寛*; 岡根 哲夫; 山上 浩志; 池永 英司*; 大越 慎一*
Physical Review B, 95(8), p.085133_1 - 085133_7, 2017/02
被引用回数：15 パーセンタイル：57.64(Materials Science, Multidisciplinary)We have conducted hard X-ray photoelectron spectroscopy investigations of the electronic structure changes and electron correlation phenomena which take place upon the photoinduced reversible phase transition between - and -TiO. From valence band spectra of - and -TiO, we have identified the bipolaron caused by the 
-type bonding of 
orbitals in -TiO and the 
stacking between the orbitals between different Ti sites in -TiO, previously predicted by 
calculations. On the other hand, the Ti 
and Ti 
core level spectra exhibit nonlocal screening satellite features, which are typical spectroscopic signs of strong electron correlation in the coherent Ti 
states. Correlation in the valence band also manifests to reduce the plasmon energy, which results in an enhancement of the valence electron mass by a factor of 2.7.
二ツ川 健太*; 小林 鉄也*; 佐藤 福克; 篠崎 信一; Fang, Z.*; 福井 佑治*; 溝端 仁志; 道園 真一郎*
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.327 - 331, 2016/11
J-PARCリニアックは、RFQ下流のビーム輸送路(MEBT1)に設置されているRFチョッパ空洞で不必要なビームを蹴ることにより、中間パルスと呼ばれる櫛形構造のビームを生成している。RFQ下流の空洞では中間パルス形状を持つビームが通過すると、必然的にこのビーム形状の負荷がある。現在までは、ビーム電流を設計値で運転していないこともあり、中間パルス形状に対応した負荷補償ではなく、平均的なビーム電流を仮定した矩形の負荷補償を行ってきた。しかし、ビーム電流の増加でビーム負荷が大きくなるに伴い、RFの要求精度を満たすことが難しくなってきた。そこで、中間パルス形状に対応したビーム負荷補償の試験を実施した。Q値が高いSDTL及びDTLに対する中間パルス形状に対応したビーム負荷補償システムは、良好な結果を得られた。一方で、972MHzのACSに対するビーム負荷補償システムは隣接するモードを励振してしまうということが明らかになり、システムの改良が求められる。
堀 利彦*; 篠崎 信一; 佐藤 福克; 溝端 仁志; 福井 佑治*; 二ツ川 健太*
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.429 - 432, 2016/11
本研究会において、324MHzクライストロン電子銃部の変調アノード電位の放電に起因する高圧電源停止頻度を改善した報告を過去3年間行った。放電は25Hz、0.7ms変調パルス以外の充電時間帯に生じており、変調アノードの耐圧劣化が主原因のクライストロン交換数は4本となった。2015年11月以降は、クライストロン印加電圧を従来の2
3kV低い値での運転を始め、放電回数の増減を継続して調査している。印加電圧を下がったデメリットとして、利用運転時におけるクライストロンパワーのマージンの低下並びに高電流ビーム加速(~50mA)時には印加電圧を再設定し直すことなどが考えられ、各クライストロンの現在の動作点(入出力曲線の肩特性に対するマージンなど)を正確に把握する必要があった。そこで2016年より、クライストロンのカソード電圧、電流から算出されるパービアンス値並びに3種類の加速ビーム幅、ビームローディングの有無に対応したクライストロンゲイン値を測定するためのクライストロン特性用モニタを開発中である。本発表では、パービアンス&ゲインモニタの概要、初号機の試験結果など詳細を報告する。
平野 耕一郎; 浅野 博之; 石山 達也; 伊藤 崇; 大越 清紀; 小栗 英知; 近藤 恭弘; 川根 祐輔; 菊澤 信宏; 佐藤 福克; et al.
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.310 - 313, 2016/11
単位面積当たりの熱負荷を減らすため、67
のビーム入射角を有するビームスクレーパをJ-PARCリニアックのRFQとDTLの間のMEBTで使用している。67ビームスクレーパは粒子数1.47E22個のHビームによって照射された。レーザ顕微鏡を用いてスクレーパのビーム照射による損傷部を観察すると、高さ数百
mの突起物が無数にあった。ビームスクレーパの耐電力を調べるため、3MeVリニアックを新たに構築した。2016年末にスクレーパ照射試験を実施する予定である。今回は、J-PARCリニアックのビームスクレーパの現状、及び、ビームスクレーパの照射試験に用いる3MeVリニアックについて報告する。
studied by photoelectron spectroscopy小畠 雅明; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 小林 啓介*; 山上 浩志; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 85(9), p.094703_1 - 094703_6, 2016/09
被引用回数：13 パーセンタイル：64.1(Physics, Multidisciplinary)The electronic structure of a divalent 
compound EuAl, which shows the charge density wave transition at 
, was studied by the hard X-ray angle-integrated photoelectron spectroscopy (HAXPES) and the soft X-ray angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES). The valence band and core-level spectra obtained by the HAXPES are consistent with the divalent nature of Eu atoms in EuAl. Furthermore, the Fermi surface as well as the band structure in the vicinity of the Fermi Energy (
) of EuAl are very similar to those of its isostructural divalent 
compound SrAl, which does not have 
electrons. These suggest that Eu atoms are divalent in EuAl, and electrons are completely localized with 
electronic configuration in the ground state. The ARPES spectra measured along the 
-
-Z high-symmetry line did not show significant temperature dependences above and below 
within the energy resolution of 
. Moreover, the Fermi surface mapping along the 
direction showed that both of EuAl and SrAl have highly three-dimensional electronic structures, suggesting that the nesting of Fermi surface is not straightforward. The Fermi surface and band structure of SrAl were well explained by the band-structure calculation based on the local density approximation.
臼井 伸一; 三原 隆嗣; 小幡 宏幸; 小竹 庄司
Proceedings of 2008 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '08) (CD-ROM), p.512 - 518, 2008/06
Na高速炉の燃料交換は、冷却材であるNaの化学的に活性で不透明であるという性質から大きな技術的課題の1つとなっている。JSFRの設計では、既存のFBRプラントでの安全で信頼性のある燃料交換運転経験に基づいてさらに合理的で信頼性のある燃料取扱い系の開発を進めている。開発は、燃料取扱い設備物量を削減し、燃料交換時間の短縮を図ることで経済的競争力を増すことを目的に幾つかの革新的な概念を研究しており、今後構成要素の試験やモックアップ試験によりその成立性を確認することとしている。
Xu, Z.*; 小幡 光一*; 板倉 賢一*; 山地 宏志*; 大津 慎一*; 早野 明; 鶴田 忠彦
平成19年度資源・素材学会北海道支部総会及び春季講演会講演要旨集, p.7 - 8, 2007/06
本研究では、膨大な3次元レーザスキャナデータを汎用のパソコンで効率的に処理・変換するとともに、3次元形状画像や、2次元展開画像を表示できるシステムを構築し、日本原子力研究開発機構瑞浪超深地層研究所において取得した研究坑道の壁面に関する3次元レーザスキャナデータに適用し、その有効性を確認した。これまでに瑞浪超深地層研究所の研究坑道を対象として、取得したデータを本システムによりすべて変換処理した結果、そのデータ容量は、約8GBであったが、汎用のパソコンにおいて参照したい各種3次元形状画像や2次元展開画像を容易に表示させることができ、効率的に縮尺の変更などの操作を行うことができた。これより、本研究で考案した3Dレーザスキャナデータの管理,表示システムの有効性が確かめられた。
近藤 昌也; 中村 秀夫; 安濃田 良成; 最首 貞典*; 小幡 宏幸*; 島田 ルミ*; 川村 慎一*
Proceedings of 10th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 10) (CD-ROM), 9 Pages, 2002/00
横型熱交換器を用いた静的格納容器冷却系(PCCS)が検討されている。横型熱交換器の伝熱特性評価のため、水平単一U字伝熱管を用いた実験を行った。実験の結果、伝熱管入口端付近の環状流の局所熱伝達率を既存のモデルが過小評価する傾向があることがわかった。また、同時に行った可視化実験(伝熱管の一部区間に可視窓を取り付け、高速度ビデオを用いて行った)から、環状流の液膜表面に多数の巻波が存在することを確認した。そこで、巻波が液膜を撹拌、伝熱を促進するとの仮定の下に、局所熱伝達率を巻波の時間あたりの通過頻度に対して整理したところ、両者の間には強い相関関係があることを見出し、仮定を裏付けた。さらに、この相関関係を基に、液膜の通過頻度を考慮した、水平管内環状流凝縮熱伝達率を与えるモデルを提案した。
山口 俊弘; 大代 操; 小幡 真一; 木原 義之; 遠藤 秀男
JNC TN8410 99-011, 65 Pages, 1999/04
FBR発電コストの低減に向け、MOX燃料コストを低減することが重要課題の一つと考えられる。MOX燃料製造コストの低減は、(1)建設費、(2)運転費及び(3)部材費のそれぞれの低廉化することが重要である。そして、この低廉化は主として設備・機器の高度化・コンパクト化とプロセスの合理化等により達成することができる。この開発ステップとして、プロセスの簡素化による設備数の削減、稼働率の向上、製品品質の安定化、ホールドアップ量の低減、核物質搬送の効率化や運転員の削減による運転費の削減のためのプロセスの合理化を初めに進めることが重要であると考えている。そこで、このプロセスの合理化の方策として、平成7年に「ショートプロセス技術開発」が提案された。また、平成10年度の外部評価委員会での審議を受け、了解が得られた。本計画書は、ショートプロセス技術開発の概要を述べるとともに、今後の4年間で実施する基礎試験の実施計画書を示したものである。
造粒特性評価試験(1)、(2)結果野上 嘉能; 小幡 真一; 倉上 順一; 飯村 直人; 檜山 敏明; 小沼 勝弘*
PNC TN8410 98-109, 118 Pages, 1998/06
(目的及び概要)プルトニウム燃料開発室では、FBRの炉心性能の高度化を目指し、FBR用中空ペレットの開発を進めている。本試験は、中空ペレット製造用の流動性の高い造粒粉の製造条件及び流動性などの工程管理値を得ることを最終目的として、DUO粉末(JCO製)を用いた試験を行ったものである。試験(I)では、造粒条件としてバインダ添加率、粗成形圧、分級サイズを試験因子として、これらが造粒粉の流動性に与える影響及び造粒粉のダイスへの充填性に与える影響を評価した。試験(II)は試験(I)の補足試験及び日欧専門家会議での情報に基づいた無バインダによる中空ペレットの製造を行った。(結果)(1)DUO粉(JCO製)を用いたルブリカント無添加の造粒粉において、(圧縮度と安息角から求めた)流動性指数を分散分析すると、分級サイズ(212850mの間で6サイズ)は流動性指数に影響を与えていると認められなかった。バインダ添加率(0.51.0wt%)と粗成形圧(13t/cm
)は、危険率5%で流動性に影響を与えていると認められ、その水準間の母平均の推定値の差は、2.22.4であった。この値は、流動性の程度の幅(流動性指数で10)と比べて十分小さいことから、本試験条件が造粒粉の流動性の程度に与える影響は少ないと考えられる。(2)DUO粉の圧縮率と流動指数の結果は、Carr、坂下らのグラフにほぼ一致したこと、DUO粉の安息角、圧縮度、スパチュラ角と流動性指数は、いずれも相関係数が高かった(r=0.920.99)ことから、これらの測定値から流動性指数を求められることが分かった。(3)無バインダのDUO粉で得られた粗成形タブレットは、取り扱い上支障の無い強度で、重量の標準偏差はバインダ添加率0.5%の場合より、タブレット重量が3%程度少なかった。粗成形タブレットの解砕後の1回目の分級収率(212850m)は、バインダ添加率0. 5wt%の場合と同等であった。焼結ペレット は、外観、金相、寸法密度検査結果から見て問題なく、バインダ添加率0.5wt%の場合より2%T.D.程度、高密度(
96%T.D.)の焼結ペレットを得ることができた。
成田 大祐; 大代 操; 吉田 真之*; 小幡 真一; 関 正之; 檜山 敏明; 上村 勝一郎
PNC TN8410 97-045, 21 Pages, 1997/03
本試験は、予備焼成雰囲気としてAr-5%H2、N2及びCO2ガスを用い、ステアリン酸亜鉛及びアビセルを添加したPu富化度30wt.%混合酸化物燃料ペレットの予備焼成時の脱炭効果、またそれが焼結挙動に及ぼす影響を調べたものである。実施した試験の結果から、以下のことが結論として言える。(1)Ar-5%H2、N2及びCO2ガス雰囲気中における予備焼成時の炭素の脱離はペレットから分離・放出された酸素及び雰囲気中の不純物酸素との間で生じるC+1/202=CO反応が主として寄与するものと考えられる。従って、脱炭効果はペレットのO/Mが高く、雰囲気の酸素ポテンシャルが高いほど大きくなると推定される。(2)ステアリン酸亜鉛及びアビセルを添加した場合の焼結密度は、CO2ガスの方が炭素の脱離が十分進むため相対的に高くなるが、Ar-5%H2ガス予備焼結ペレットでは残存炭素の影響により低くなる。(3)ステアリン酸亜鉛のみ添加し、CO2ガス雰囲気で予備焼成したペレットの焼結密度は、原料粉末粒子の凝集強度及び粒子形状に起因し、低くなる場合と高くなる場合がある。(4)予備焼成雰囲気としてCO2ガスを使用する場合は、試料皿(Mo)との間でMo+2CO2=MoO2+2CO反応によるMo皿の酸化が起こるため、それに留意する必要がある。
