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論文

Tracer diffusion coefficients measurements on LaPO$$_{4}$$-dispersed LATP by means of neutron radiography

Song, F.*; Chen, H.*; 林田 洋寿*; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 薮塚 武史*; 八尾 健*; 高井 茂臣*

Solid State Ionics, 377, p.115873_1 - 115873_6, 2022/04

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.115873
 被引用回数：2 パーセンタイル：28.85(Chemistry, Physical)

Lithium tracer diffusion coefficients have been measured in Li$$_{1.3}$$Al$$_{0.3}$$Ti$$_{1.7}$$(PO$$_4$$)$$_3$$ (LATP) and LATP - LaPO$$_4$$ composite solid electrolytes in the temperature range between 300$$^{circ}$$C and 500$$^{circ}$$C by means of neutron radiography technique that utilizes the difference in neutron attenuation of $$^6$$Li and $$^7$$Li isotopes. The diffusion coefficient of LATP - LaPO$$_4$$ composite is higher than that of pristine LATP, although the difference is much smaller than that estimated from the room temperature conductivity. This suggests that the bulk diffusion becomes the predominant diffusion mechanism at 300$$^{circ}$$C to 500$$^{circ}$$C instead of the diffusion along the space charge layer formed around the LaPO$$_4$$ dispersants.

論文

Dipole tracer migration and diffusion tests in fractured sedimentary rock at Horonobe URL

田中 真悟*; 横田 秀晴; 大野 宏和; 中山 雅; 藤田 朝雄; 瀧谷 啓晃*; 渡辺 直子*; 小崎 完*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05

In-situ dipole tracer migration tests were conducted at the G.L.-250 m gallery of the Horonobe URL. Laboratory experiments were also conducted to determine the apparent diffusivity (${{it D$_{a}$}}$) and sorption coefficients (${{it K$_{d}$}}$) of cesium and water (HTO) in the rock taken at the gallery to evaluate the performance of Wakkanai formation as natural barrier. The breakthrough curves of non-sorbing tracer (Uranine) obtained at the in-situ dipole tracer migration tests were well described by a dual-channel model in which one-dimensional advection dispersion was taken in account. This suggests that the tracers migrate through at least two different pathways in the fracture. The breakthrough curves also indicated that the peak concentration of the sorbing tracer (cesium) was much smaller than that of the non-sorbing tracer (Uranine), suggesting that the Wakkanai Formation has a high sorptive and low diffusive properties for cesium. The ${{it D$_{a}$}}$ value obtained for cesium was about 3E-12 m$$^{2}$$/s, which is significantly smaller than that of water (3E-10 m$$^{2}$$/s), and the ${{it K$_{d}$}}$ value of cesium was determined to be about 5E-2 ml/g.

論文

Measurement of diffusion coefficients in solids by the short-lived radioactive beam of $$^{8}$$Li

Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.596 - 600, 2005/04

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2004.12.107
 被引用回数：6 パーセンタイル：45.52(Instruments & Instrumentation)

短寿命核ビームを固体内拡散係数測定に用いる手法を開発し、イオン伝導体中の拡散係数を測定した。本方法は秒単位の高速拡散粒子の移動を直接観察できることが特徴である。東海研タンデム加速器からの24MeVの$$^{7}$$LiイオンをBeに衝突させ、レコイルマスセパレーターにより短寿命不安定核$$^{8}$$Li(寿命0.84秒)を分離し実験を行った。$$^{8}$$Liを固体中に照射し、$$^{8}$$Liから放出される$$alpha$$線の固体中でのエネルギー損失量を測定することにより高速拡散係数を測定した。リチウム電池の電極材として利用されているLi含有Siガラス,LiCoO$$_{2}$$におけるLiの拡散については本手法の検出限界(10$$^{-9}$$cm$$^{2}$$/s)以下であった。リチウム電池電極材の一つである超イオン伝導体LiAl(48.5at.%Li)について室温から300$$^{circ}$$Cの温度範囲で測定した結果はNMRスピンエコー法で測定した結果とよく一致した。

論文

Simulation study on the measurements of diffusion coefficients in solid materials by short-lived radiotracer beams

Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岩瀬 彰宏*; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(7A), p.4576 - 4583, 2003/07

https://doi.org/10.1143/JJAP.42.4576
 被引用回数：14 パーセンタイル：50.33(Physics, Applied)

寿命1秒程度の短寿命核をトレーサーとし物質中の原子の高速拡散を研究するための実験手法とその解析のためのシミュレーション法を開発した。その実験とシミュレーションの比較の結果、拡散係数が1$$times$$10$$^{-9}$$cm$$^{2}$$/secより大きい場合について精度10%以下で決定できることがわかった。シミュレーションは加速器で注入された短寿命核からの放出$$alpha$$線のスペクトルを、Trimコードに基づき、入射核のエネルギー分布,飛程,阻止能など固体中のイオンの挙動を考慮し、$$alpha$$線スペクトルを再現したものである。実験は東海研タンデム加速器で加速した$$^{7}$$Liを核反応で$$^{8}$$Li(寿命0.84秒,$$alpha$$線放出核)に変換しLiAlに照射し固体中から放出される$$alpha$$線の時間依存スペクトルを測定したものである。

論文

Experimental study on atmospheric tubulence and diffusion in a pine forest

山澤 弘実; 永井 晴康; 茅野 政道; 林 隆

Int. Workshop Proc., Improvement of Environmental Transfer Models and Parameters, 0, p.81 - 90, 1996/00

本報告は、森林内小規模拡散実験の解析結果を示すとともに、その結果と大気拡散・乱流のモデル化の現状の関係についてまとめたものである。森林内拡散実験からは、森林内では極めて大きな乱流強度にもかかわらず、プルームの拡がり幅は森林外と同程度であるという特徴が見出された。この結果についてはラグランジュ的乱流統計量を用いて考察を加えた。乱流及び拡散のモデル化については、森林外では乱流クロジャーモデル及び粒子拡散モデル等の手法が確立されているものの、森林内については不十分である。本研究で得られた実験データに対してTaylorの式を用いたパラメタライズを試みた結果、拡がり幅は乱流統計量により合理的に表現できたものの、ばらつきは大きい。

報告書

森林内拡散実験の結果,1; 線状放出源からの鉛直拡散

山澤 弘実; 永井 晴康; 茅野 政道; 林 隆; 守屋 省三*; 高橋 圭一*; 小島 啓美*; 山田 智久*

JAERI-Data/Code 95-012, 65 Pages, 1995/09

JAERI-Data-Code-95-012.pdf:2.24MB

本報告書は、平成5年12月に原研東海研構内の松林を対象に実施した小規模な森林内拡散実験および気象・乱流観測の結果をまとめたものである。拡散実験では、森林内外に設置した線状放出源からの鉛直拡散に着目し、4地点に高さ方向に設置した捕集装置により濃度分布を取得した。得られた拡散データは、図表の形で本報告書に収録した。気象・乱流観測では、超音波風向風速計を森林内外に5ヶ所設置して10Hzのサンプリングで行った。得られたデータは量が膨大で、今後種々の解析で使用されることを考え、統一した形式で光磁気ディスクに収録した。本報告書には、10分平均値及びデータファイルの収録形式のみを記載した。

論文

Analysis of tracer movement in single fracture in granite core; INTRAVAL case 2

木村 英雄; 宗像 雅広

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(12), p.1115 - 1127, 1991/12

https://doi.org/10.3327/jnst.28.1115

放射線核種地中移行計算モデルの国際実証研究(INTRAVAL)計画の設問2についての解析を行った。本設問は、単一亀裂を有する花崗岩コアサンプルを用いた室内トレーサー実験に関するもので、計算手段として亀裂幅が等厚な平行平板モデル及び亀裂幅から場所ごとに異なるVariable aperture modelの2つを用いた。非吸着性トレーサー実験を解析した結果、注入流量と平行平板モデルで求められた流束との間には線形性がないことがわかった。また、吸着性トレーサー実験の解析結果から、平行平板モデルよりキャリブレートされたマトリックス遅延係数はvariable aperture modelによりキャリブレートされた値より約2倍大きい値が得られた。これは、もし遅延係数が同じであるならば、variable aperture modelは平行平板モデルよりも安全側の結果を与えることを意味する。

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