Soft X-ray irradiation induced metallization of layered TiNCl

Kataoka, Noriyuki*; Tanaka, Masashi*; Hosoda, Wataru*; Taniguchi, Takumi*; 藤森 伸一; Wakita, Takanori*; Muraoka, Yuji*; Yokoya, Takashi*

Journal of Physics; Condensed Matter, 33(3), p.035501_1 - 035501_6, 2021/01

https://doi.org/10.1088/1361-648X/abbbc3

We have performed soft X-ray spectroscopy in order to study thephotoirradiation time dependence of the valence band structure and chemicalstates of layered transition metal nitride chloride TiNCl. Under the soft X-ray irradiation, the intensities of the states near the Fermi level ()and the Ti component increased, while the Cl 2 intensity decreased. Ti2-3 resonance photoemission spectroscopy confirmed a distinctive Fermiedge with Ti 3 character. These results indicate the photo-inducedmetallization originates from deintercalation due to Cl desorption, and thusprovide a new carrier doping method that controls the conducting propertiesof TiNCl.

SR study of an layered organic superconductor -(BEDT-TTF)HgBr

佐藤 一彦*; 藤田 日出海*; 片山 和弘*; 谷口 弘三*; 伊藤 孝; 大石 一城*; 髭本 亘

Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.597 - 599, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.physb.2008.11.122

有機超伝導体-(BEDT-TTF)HgBr零磁場及び高磁場中のミュオンスピン回転緩和測定を行った。零磁場中の緩和スペクトルには超伝導転移点の4.2Kにおいて異常は見られなかった。6Tの磁場中で決めたミュオンナイトシフトは2Kまでキュリーワイス的な振る舞いを示す一方、帯磁率は30K付近でピークを示した。ミュオンナイトシフトは低温では帯磁率に比例していないことになる。

SR study of an antiferromagnetic insulator (BEDT-TTF)(TCNQ)

佐藤 一彦*; 藤田 日出海*; 佐藤 亮介*; 谷口 弘三*; 髭本 亘

Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.102 - 105, 2006/03

https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.11.026

零磁場SR法による反強磁性モット絶縁体(BEDT-TTF)(TCNQ)の微視的磁性研究について報告する。20K以下でBEDT-TTF二量体の反強磁性秩序に伴い緩和率の上昇が見られた。一方3K以下ではTCNQの磁気秩序により明確なミュオンスピン回転が見られた。3K以下では2つ以上の磁気領域が見られ、その割合は温度変化している。

高圧下融液徐冷法によるIII族窒化物半導体単結晶育成

内海 渉; 齋藤 寛之; 谷口 尚*; 青木 勝敏

応用物理, 74(5), p.593 - 596, 2005/05

https://ci.nii.ac.jp/naid/10015722572

GaN単結晶の新しい合成法である「高圧下でその融液を徐冷して単結晶を育成する手法」を紹介する。6GPaを超える超高圧下では、高温におけるGaと窒素への分解が抑制され、GaNが液体として存在できる。この現象に基づいて、大型プレスの高温高圧装置を用いた融液徐冷法によるGaN単結晶育成が可能になってきた。AlN-GaN混晶やInN結晶など、他のIII族窒化物半導体結晶合成への展開の現状と見通しについても述べる。

第18回高圧力の科学と技術に関する国際会議(AIRAPT-18)報告

清水 宏晏*; 内海 渉; 久米 徹二*; 近藤 忠*; 清水 克哉*; 曽谷 知弘*; 谷口 尚*; 中村 一隆*

高圧力の科学と技術, 11(4), p.334 - 338, 2001/12

https://ci.nii.ac.jp/naid/10007402307

2001年7月に中国北京で開催された表記の国際会議の報告。各国から約280名の参加があり、約370件の発表が行われた。

Evaluation of Coupled Thermo-Hydro-Mechanical Phenomena in the Near Field for Geological Disposal of High-Level Radioactive waste

千々松 正和*; 藤田 朝雄; 杉田 裕; 谷口 航

JNC TN8400 2000-008, 339 Pages, 2000/01

JNC-TN8400-2000-008.pdf:30.96MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分における廃棄体定置後のニアフィールドでは、廃棄体からの放熱、周辺岩盤から人工バリアへの地下水の浸入、地下水の浸入による緩衝材の膨潤圧の発生、周辺岩盤の応力変化などの現象が相互に影響することが予想される。このような、熱-水-応力連成現象を評価することは、ニアフィールド環境の明確化の観点から重要な課題の一つである。熱-水-応力連成現象を明らかにするためには、まず個々の現象に関わるメカニズムを明らかにする必要がある。そのため、不飽和ベントナイトの伝熱特性、浸潤特性、膨潤特性等に関する各種要素試験が実施されている。また、熱-水-応力連成現象を実際に観測し、どのような現象が発生しているのか把握する必要もある。そのため、熱-水-応力連成現象に関する工学規模室内試験および原位置試験等が実施されている。さらに、熱-水-応力連成現象を評価するためのモデルも同時に開発されており、工学規模室内試験および原位置試験等を用いて、モデルの妥当性および適用性の検討が実施されている。本報告では、これら熱-水-応力連成モデルの開発に関する一連の検討結果を示す。本報告の構成は以下の通りである。第1章では、高レベル放射性廃棄物の地層処分における熱-水-応力連成評価の必要性について示す。第2章では、熱-水-応力連成解析評価に必要な岩石および緩衝材粘土の物性値取得に関する室内試験結果を示す。試験対象は釜石鉱山とし、岩石に関する試験は釜石鉱山で採取された供試体を用い、粘土に関してはベントナイト単体(クニゲルV1,OT-9607)およびベントナイトとケイ砂の混合体を対象とした。第3章では、原位置における岩盤物性試験の結果を示す。原位置試験は釜石鉱山における試験坑道内で実施した。実施した試験は、亀裂特性調査、透水試験、試験坑道床盤に掘削した試験孔内への湧水量の測定である。第4章では、室内および原位置試験で得られた岩盤物性値を用い、第3章で示した試験孔内への湧水量の解析評価を行なった。解析は連続体モデルおよび不連続体モデルの両者を用い実施した。第5章では、釜石鉱山で実施した熱-水-応力連成試験結果を示す。直径1.7m,深さ5.0mの試験孔を坑道床盤に掘削し、試験孔内に緩衝材および発熱体を設置し、連成試験を開始した。連成試験としては、発熱体の加熱を行なう加熱試験を約260日間、発熱体停

熱的特性の緩衝材仕様に対する影響

谷口 航; 鈴木 英明*; 杉野 弘幸*; 松本 一浩*; 千々松 正和*; 柴田 雅博

JNC TN8400 99-052, 73 Pages, 1999/12

JNC-TN8400-99-052.pdf:3.83MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分における緩衝材には、水理挙動制御性、核種吸着性、膨潤性、熱伝導性など多くの性能が要求される。現在のところ、これらの要求性能の多くを満足するものとして圧縮ベントナイトもしくはベントナイトにケイ砂を混合し圧縮したものが有望な候補材料と考えられている。核燃料サイクル開発機構では、地層処分場における人工バリア、地下施設の設計、および性能評価に資するため、圧縮ベントナイトの基本特性についてその試験方法を検討するとともにデータを取得している。また、仮想の地質条件の基に、人工バリアおよび地下施設の設計検討を進めている。人工バリアおよび地下施設の設計においては、緩衝材の熱的変質を避けるために、緩衝材の熱伝導特性が指標の一つとなると考えられている。また、緩衝材が物理的なものとして成立するための最小密度(カサ密度)以下で人工バリアを設計することはありえないため、上記最小密度(カサ密度)も指標の一つとなる。本報告では、緩衝材の熱物性測定を行うとともに、緩衝材の最小密度(カサ密度)についても検討を行った。また、得られた緩衝材熱伝導特性を用い、人工バリアを含んだ周辺の温度解析を行い、緩衝材の制限温度を基に、緩衝材の成立範囲、つまり充填密度、厚さ等の成立範囲を検討した。得られた成果は、以下の通りである。(1)緩衝材の最小密度(カサ密度)にはケイ砂混合率依存性が見られ、ケイ砂混合率が大きいほど、最小密度(カサ密度)も大きくなった。(2)緩衝材の熱伝導率、および比熱の含水比依存性を、乾燥密度およびケイ砂混合率をパラメータにし、定式化した。この結果、含水比が小さい範囲では、ケイ砂混合率が熱伝導率に及ぼす影響は小さいことが分かった。(3)緩衝材の乾燥密度および人工バリアにおける緩衝材厚さに関して、熱的観点からの成立範囲を、解析により求めた。また、緩衝材の乾燥密度、ケイ砂混合率および含水比に関らず、緩衝材厚さと緩衝材最高上昇温度の関係は、熱伝導率で整理できることが分かった。

地層処分場設計のための地質環境基本特性

谷口 航; 長谷川 宏; 岩佐 健吾; 佐藤 稔紀

JNC TN8400 99-053, 66 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-053.pdf:4.27MB

わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分場の設計検討においては、現在のところ、サイトが未定であるため、わが国の長期的安定性を備えた幅広い地質環境を考慮に入れる必要がある。また、地層処分システムの技術的信頼性および実現可能性を明示するためには、わが国の自然環境に即した地質環境モデルの構築および地層処分システムの仕様の検討が必要となる。これら検討に当たっては、解析による設計が必要であり、その解析において入力値とする岩盤物性データ、特に空洞の力学的安定性等の力学的解析において入力物性となる岩盤静的力学物性、および温度評価解析において入力物性となる岩盤熱物性が必要不可欠である。また、耐震安定性の検討を行うための岩盤動的力学物性も必要である。本報告は、核燃料サイクル開発機構による地層処分研究開発の第2次取りまとめ「地層処分の工学技術」の検討にて用いる岩盤物性について、わが国の幅広い地質環境を考慮に入れ、その分類、設定の考え方および設定を行ったものである。岩盤物性を検討するに当たり、まず、公開文献の調査によりデータの抽出を行い、動力炉・核燃料開発事業団による「地層処分研究開発第1次取りまとめ」時に作成した岩石・岩盤物性データベースと合わせて、第2次取りまとめにおける岩石・岩盤物性データベースを作成した。次いで、岩盤の物性が工学的に同等なグループに岩種を分類し、その分類ごとに基本的な力学特性等を指標に、解析に必要な岩盤静的力学物性、および熱物性を設定した。また、静的力学物性および動的力学物性に関しては、その深度依存性についても検討を行った。本報では、以下を考慮し分類・設定を行った。(1)岩石の一軸圧縮強度や割目頻度等を指標に、硬岩系岩盤と軟岩系岩盤とに分類した。(2)岩石の一軸圧縮強度と、岩石の変形定数、強度定数および物理特性の相関を検討した。(3)岩盤の深度依存性を有する弾性波速度と岩石の弾性波速度から、岩盤良好度を設定し、岩石静的力学特性から深度依存性を有する岩盤静的力学物性を設定した。(4)深度依存性を有する岩盤の弾性波速度から、深度依存性を考慮した岩盤動的力学物性を設定した。また、動的力学物性と静的力学物性との比を検討した。(5)岩石の物理特性と熱物性の相関を検討し、静的力学特性と熱物性の関係を検討した。

緩衝材の動的力学特性

高治 一彦; 谷口 航

JNC TN8400 99-042, 68 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-042.pdf:2.74MB

緩衝材には、止水性、自己シール性、核種収着性、熱伝導性、化学的緩衝性、オーバーパック支持性、応力緩衝性等が長期にわたり維持されることが期待されている。これらの機能を比較的満足し得る材料として、天然に産する粘土が注目され、中でも圧縮されたベントナイトは、非常に低い透水性による水の動きの抑制、水の浸潤に伴い膨張し圧縮ベントナイト中の間隙や隣接する岩盤中の割れ目への充填、陽イオン核種を収着する陽イオン交換能を有している等の点で優れており、緩衝材として最も有力であると考えられている。サイクル機構では地層処分研究の一環として、人工バリア技術開発および安全評価の基礎データとするために緩衝材の特性に関する研究を進めている。本報告書は、耐震安定性評価に資するための緩衝材としての圧縮ベントナイトの動的力学特性の把握を目的として、動的三軸試験、弾性波速度の測定、液状化試験についての手順、試験条件、結果および考察についてまとめたものである。動的三軸試験により、せん断剛性および減衰比のせん断ひずみ依存性、力学モデルへの適用等、弾性波速度の測定により、動的三軸試験によって得られた最大せん断剛性の妥当性等、液状化試験により、繰返し載荷による動的強度等を把握することができた。

深部地下空洞および内部構造物の振動挙動に関する研究(2)-核燃料サイクル開発機構および防災科学技術研究所との共同研究報告、その2-

谷口 航; 高治 一彦; 御子柴 正*; 森 康二*

JNC TN8400 99-055, 168 Pages, 1999/09

JNC-TN8400-99-055.pdf:4.14MB

わが国のように地震の多い地質環境条件下における地層処分では、人工バリアシステムの健全性を保つために、人工バリアシステムの耐震性評価が必要である。本研究は、地層処分システムにおける人工バリアシステムの耐震性を、工学規模の振動実験により確認評価するとともに、人工バリアの耐震性評価手法の確立を図るもので、科学技術庁・防災科学技術研究所と核燃料サイクル開発機構(旧、動力炉・核燃料開発事業団)が共同で、平成4年度から実施しているものである。本報告書は、第1報の「深部地下空洞および内部構造物の研究(---動力炉・核燃料開発事業団および防災科学技術研究所との共同研究中間報告---)」に引き続き、中型規模での振動実験、および地震応答解析コード/モデルの開発について、第1報以降(平成6年度以降)に得られた成果をまとめたものである。以下に得られた成果を簡略に示す。(1)振動実験 スイープ加振による試験体の固有振動数の検索により、固有振動数は加振レベルが大きくなるにしたがって小さくなる傾向を示した。実地震波加振では、オーバーパックおよびベントナイトとも各地震波特有な周期に目立った応答はせず、模擬人工バリアは一体となって挙動した。(2)解析コード/モデルの開発 これまでに、緩衝材の応力ひずみ関係の非線形性を考慮した解析コードの開発を行った。このコードを用いた上記実験の検証解析において、実験結果と解析結果はほぼ一致した。