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論文

Atomic position and the chemical state of an active Sn dopant for Sn-doped -Ga $_{2}$ O $_{3}$ (001)

Tsai, Y. H.*; 小畠雅明; 福田竜生; 谷田肇; 小林徹; 山下良之*

Applied Physics Letters, 124(11), p.112105_1 - 112105_5, 2024/03

https://doi.org/10.1063/5.0198160

被引用回数：0

Recently, gallium oxide (Ga $_{2}$ O $_{3}$ ) has attracted much attention as an ultra-wide bandgap semiconductor with a bandgap of about 5 eV. In order to control device properties, it is important to clarify the chemical state of dopants and doping sites. X-ray absorption near edge structure (XANES) and hard X-ray photoemission spectroscopy were used to investigate the dopant sites and chemical states of Sn in Sn-doped -Ga $_{2}$ O $_{3}$ (001) samples. The results show that the chemical state of the Sn dopant is the Sn $^{4+}$ oxidation state and that the bond lengths around the Sn dopant atoms are longer due to the relaxation effect after Sn dopant insertion. Comparison of experimental and simulated XANES spectra indicates that the octahedral Ga substitution site in -Ga $_{2}$ O $_{3}$ (001) is the active site of the Sn dopant.

論文

Uranium hydroxide/oxide deposits on uranyl reduction

大内和希; 松村大樹; 辻卓也; 小林徹; 音部治幹; 北辻章浩

RSC Advances (Internet), 13(24), p.16321 - 16326, 2023/05

https://doi.org/10.1039/D3RA02899B

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Multidisciplinary)

電気化学水晶振動子マイクロバランス、インピーダンススペクトル及びX線吸収微細構造測定の結果から、ウラニルイオン(U $^{rm VI}$ O $_{2}$ $^{2+}$ )の還元に伴う析出物の化学状態変化を明らかにした。U $^{rm VI}$ O $_{2}$ $^{2+}$ の還元に伴い、(1)U $^{rm V}$ の不均化によりU $^{rm IV}$ が生成する。(2)U $^{rm IV}$ はU $^{rm IV}$ 水酸化物として析出物を形成し、(3)最終的に水酸化物より大きな電気抵抗を持つU $^{rm IV}$ 酸化物に変化する析出機構が提案される。

論文

Study of chemical etching conditions for alpha-particle detection and visualization using solid state nuclear track detectors

山田椋平; 小田桐大貴*; 岩岡和輝*; 細田正洋*; 床次眞司*

Radiation Environment and Medicine, 8(1), p.21 - 25, 2019/02

http://crss.hirosaki-u.ac.jp/rem_archive/radiation-environment-and-medicine-vol-8-no-1

固体飛跡検出器であるCR-39を用いたパッシブ型の測定器によってラドン・トロン及びその子孫核種を評価している。曝露後、CR-39は化学エッチング処理を行う必要がある。本研究では、この処理時間を短縮するためにCR-39の化学エッチング時間の短縮と、将来的な自動計数システムの導入を見据えたトラック直径(エッチピット直径)の拡大を検討した。最適なエッチング条件は、溶液濃度, 溶液温度及びエッチング時間を変えることによって決定した。その結果、最適条件(濃度, 温度, エッチング時間)は6M NaOH溶液, 75度, 10時間と決定された。これらの結果は、従来の化学エッチング時間の半分の時間で処理が完了することを示した。さらに、従来のトラック直径の拡大を考慮しなければ、より短いエッチング時間で処理を行うことが可能であることが示唆された。

論文

New laser decontamination technique for radioactively contaminated metal surfaces using acid-bearing sodium silicate gel

亀尾裕; 中島幹雄; 平林孝圀*

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(9), p.919 - 924, 2004/09

https://doi.org/10.3327/jnst.41.919

被引用回数：13 パーセンタイル：61.44(Nuclear Science & Technology)

放射性金属廃棄物に対する新規除染技術として、ケイ酸ナトリウムと酸から調製したゲル除染剤を用いたレーザー除染法について検討した。 $^{60}$ Coトレーサーを塗布した模擬汚染試料及び動力試験炉(JPDR)の一次冷却系統から切り出した実汚染試料に本除染法を適用したところ、23回の除染で99%以上の放射能( $^{60}$ Co)を除去することができた。除染反応におけるレーザー照射の効果を明らかにするため、腐食生成物層中の酸素及び鉄の化学結合状態をX線光電子分光分析装置で調べた。その結果、ゲル除染剤による腐食生成物層の溶解が、レーザー照射を行うことにより大幅に促進されることがわかった。

論文

Replication of individual snow crystals for their subsequent chemical analysis using micro-PIXE

笠原三紀夫*; Ma, C.-J.*; 奥村智憲*; 小嶋拓治; 箱田照幸; 酒井卓郎; 荒川和夫

JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.270 - 272, 2003/11

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-2003-033-p0188-p0390.pdf

雪は、その結晶化における不均一核生成過程でエアロゾルとともに大気中の物質を捕捉し移動させる。しかし、いろいろな結晶構造を持つ集合体であるために、このような環境浄化機能を雨滴と直接比較することは困難である。このため、乳化剤を塗布したフィルム上で雪試料を固定化することにより、個々の粒子のレプリカ試料を調製した。そして、原研のマイクロPIXE分析及び京大のPIXE分析により、雪の物質捕捉機能と化学的性質を調べた。この結果、以下のことがわかった。(1)雪結晶粒の大きさ(外周円の直径)は0.12-2.5mmであること,(2)六角形から樹枝状に成長すること,(3)捕捉された元素は主として、Si, S, K, Ca, Fe, Sであること,(4)結晶粒の大きさと捕捉元素質量とには相関関係があること。これらから、雪の単結晶内外の元素の化学的内部構造と混合状態を推定することができた。

論文

The Oxidation behaviors of Fe, Cr and Ni in O $_{2}$ $^{+}$ -ion implanted SUS304 stainless steel by in situ SR-XPS, 2; Chemical state of oxygen

Li, Y.; 馬場祐治; 関口哲弘

Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection, 20(6), p.331 - 337, 2000/12

304ステンレス鋼及びその構成元素である金属鉄、金属クロム、金属ニッケルにイオン注入された酸素の化学結合状態を放射光X線光電子分光法(SR-XPS)によりその場観察した。SUS304中に注入された酸素はすべて金属と結合するが、金属鉄、金属クロム及び金属ニッケル中では、一部の酸素のみが金属と結合を作ることがわかった。すなわち純金属中では、金属と結合し酸化物を作る結合型酸素と、結晶格子間に存在するフリーの酸素が存在する。これらの2種類の酸素の存在する割合は、金属の化学反応性により異なることが明らかとなった。

論文

Fission product behavior in Triso-coated UO $_{2}$ fuel particles

湊和生; 小川徹; 福田幸朔; 清水道雄; 田山義伸; 高橋五志生

Journal of Nuclear Materials, 208, p.266 - 281, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)90336-0

被引用回数：43 パーセンタイル：94.59(Materials Science, Multidisciplinary)

照射済Triso被覆UO $_{2}$ 燃料における核分裂生成物の挙動を電子線プローブマイクロスコープにより調べるとともに、核分裂生成物-UO $_{2}$ -C系の熱力学的解析を行なった。UO $_{2}$ 核においては、Mo-Tc-Ru-Rh-Pd合金の他に、Mo,Pd-Te、およびPd-Mo-Snの析出物が観察された。被覆層においては、パラジウム、テルル、セリウムおよびバリウムがしばしば観察された。バリウムおよびセリウムは酸化物であり、テルルはおそらく単体であろう。CeO $_{2}$ の蒸気圧計算結果は、希土類元素を含む化学種の中で最も大きかった。バリウムを含む主要なガス化学種は、BaOであった。高温においては、層間化合物であるC $_{n}$ Csが、Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ に代わって、セシウムの主要な化学種であることが熱力学的解析により示された。

報告書

超高燃焼燃料の研究開発課題の検討; 燃料ペレットの開発

林君夫; 天野英俊; 鈴木康文; 古田照夫; 永瀬文久; 鈴木雅秀

JAERI-M 93-100, 175 Pages, 1993/06

JAERI-M-93-100.pdf:5.41MB

燃料の高燃焼度化、Puの本格的利用、超ウラン元素(TRU)の消滅処理という観点から、燃焼度100GWd/tを目標とする超高燃焼燃料の概念が提唱されている。著者らは、燃料、ペレットおよび被覆材の研究開発課題を検討してきたが、本報告書はそのうち燃料ペレットについての検討結果を記述したものである。燃料とFPの化学状態、照射挙動(FPガス放出とスエリング)使用済み燃料の溶解性について調査検討した。また、TRU酸化物の物性データの整理、TRU添加燃料の製造および照射挙動に関する課題の整理を行った。全体としては、燃料ペレットの設計および評価に必要な基礎的データや知見を蓄積していくことの必要性が明らかになった。最後に、今後の研究開発の進め方について提言を行った。

報告書

Studies on surface chemical states of some metals and ceramics bombarded with energetic light-ion

馬場祐治

JAERI 1304, 76 Pages, 1987/02

JAERI-1304.pdf:3.1MB

keVオーダーの軽イオン衝撃した金属およびセラミックスの表面化学状態変化およびその機構を、XPS,AES.SIMSにより解析した。H $^{+2}$ 衝撃したSc,Ti,V,Y,Zr,NbではXPSスペクトルの内殻ケミカルシフトおよび価電子帯領域のMetal-Hピークにより水素化物の形成が認められた。得られた水素化物層は熱化学的に合成した水素化物に比べ、より高温まで安定である。一方、H $^{+2}$ 衝撃したSiC,Si $_{3}$ N $_{4}$ ,SiO $_{2}$ 表面はそれぞれ炭素、ケイ素、ケイ素過剰となる。またH $^{+2}$ ,D $^{+2}$ ,He $^{+e}$ 衝撃によりTiC,TiN,TiO $_{2}$ 表面はチタン過剰となる。重照射下におけるにTiC表面のC/Ti比およびSIMSスペクトルのTi $^{+}$ /C $^{+}$ 比の入射エネルギー依存性は、チタンおよびグラファイトのスバッター収率の比と対応することから組成変化は構成元素のスパッターに帰因することが明らかになった。

論文

Chemical states of tritium and interaction with radiation damages in Li $_{2}$ O crystals

奥野健二; 工藤博司

Journal of Nuclear Materials, 138, p.31 - 35, 1986/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(86)90251-5

被引用回数：63 パーセンタイル：97.95(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子照射した酸化リチウム中に生成するトリチウムは、T $^{+}$ ,T $^{-}$ およびT $^{0}$ 状態で存在することが判明した。それらの初期存在量は、それぞれ、67-77%,23-31%および2%であった。一方、酸化リチウム中の熱的にドープされたトリチウムの存在状態は、T $^{+}$ であった。このことから、中性子照射した酸化リチウムにおけるT $^{-}$ の存在は、照射によって生成する結晶欠陥に起因するものと考えられる。中性子照射した酸化リチウムを570K以上に加熱すると、ほとんどすべてのT $^{-}$ は、最終的にT $^{+}$ 状態へと変化した。このT $^{-}$ からT $^{+}$ への変化過程において、 $^{6}$ Li(n,)T反応で生成する結晶欠陥であるF $^{+}$ 中心の消滅が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

報告書

核分裂生成ヨウ素のキャリオーバー

戸根弘人; 岡川誠吾

JAERI-M 7093, 10 Pages, 1977/05

JAERI-M-7093.pdf:0.51MB

核分裂生成ヨウ素のキャリオーバーの測定を大気圧下で小形実験装置を用いて行なった。F.P.のヨウ素は水中で数種の化学状態を有しているので、ヨウ素の化学種とキャリオーバーの関係についても測定した。一定の蒸発速度でヨウ素のキャリオーバー係数を測定したとき、そのキャリオーバー係数は水の蒸発量の増加と共に増加する。すなわち、蒸発量が1%ではキャリオーバー係数は2であるが、蒸発量が10%に達するとキャリオーバー係数は500に増加する。また、最初に試料水に含まれる揮発性の分子状ヨウ素の含有率は4.3%であるが、10%蒸発後の分子状ヨウ素の含有率はゼロとなる。これらの実験結果から、ヨウ素のキャリオーバー係数はヨウ素の化学状態と関係があることがわかった。