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論文

Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet Mn$$_3$$CoSi

山内 宏樹; Sari, D. P.*; 安井 幸夫*; 坂倉 輝俊*; 木村 宏之*; 中尾 朗子*; 大原 高志; 本田 孝志*; 樹神 克明; 井川 直樹; et al.

Physical Review Research (Internet), 6(1), p.013144_1 - 013144_9, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.013144

$$beta$$-Mn-type family alloys Mn$$_3$$$$TX$$ have three-dimensional antiferromagnetic (AFM) corner-shared triangular network. The antiferromagnet Mn$$_3$$RhSi shows magnetic short-range order (SRO) over a wide temperature range of approximately 500 K above the N$'{e}$el temperature $$T_{rm N}$$ = 190 K. Mn$$_3$$CoSi has the smallest lattice parameter and the lowest $$T_{rm N}$$ in the family compounds. The quantum critical point (QCP) from AFM to the quantum paramagnetic state is expected near a cubic lattice parameter of 6.15 $AA. Although $T_N$$ of Mn$$_3$$CoSi is only 140 K, quantum critical behavior is observed in Mn$$_3$$CoSi as the enhancement of the electronic specific heat coefficient $$gamma$$. We study how the magnetic SRO appears in Mn$$_3$$CoSi by using neutron scattering, $$mu$$SR, and physical property measurements. The experimental results show that the neutron scattering intensity of the magnetic SRO does not change much regardless of the suppressed magnetic moment in the long-range magnetic ordered state compared to those of Mn$$_3$$RhSi. The initial asymmetry drop ratio of $$mu$$SR above $$T_{rm N}$$ becomes small, and the magnetic SRO temperature $$T_{SRO}$$ is suppressed to 240 K. The results suggest that the Mn$$_3$$CoSi is close to the QCP in the Mn$$_3$$$$TX$$ system.

論文

Electronic properties of DNA-related molecules containing a bromine atom

平戸 未彩紀*; 鬼澤 美智*; 馬場 祐治*; 芳賀 芳範; 藤井 健太郎*; 和田 真一*; 横谷 明徳*

International Journal of Radiation Biology, 99(1), p.82 - 88, 2023/01

https://doi.org/10.1080/09553002.2020.1800121
 被引用回数：2 パーセンタイル：23.63(Biology)

The electronic properties of DNA-related molecules containing Br were investigated by X-ray spectroscopy and specific heat measurement. Our results suggest that the Br atom may not contribute substantially to the LUMO and core-level electronic states of the molecule, but rather to the microscopic states related to the excitation of lattice vibrations, which may be involved in valence electronic states.

論文

Thermophysical properties of stainless steel containing 5 mass%B$$_{4}$$C in the solid phase

高井 俊秀; 古川 智弘; 山野 秀将

Nuclear Technology, 205(9), p.1164 - 1174, 2019/09

https://doi.org/10.1080/00295450.2019.1607136
 被引用回数：7 パーセンタイル：61.18(Nuclear Science & Technology)

This paper describes evaluation results of thermophysical properties of stainless steel (SS) containing 5 mass% boron carbide (B$$_{4}$$C) in its solid phase. First, the authors have synthesized SS-B$$_{4}$$C samples with emphasis on 5 mass%-B$$_{4}$$C and SS using a hot press method and then evaluated its homogeneity in several ways such as chemical composition analysis, metallographic structure observation, and micro X-ray diffraction (XRD). This study also evaluated the density, specific heat and thermal conductivity of the SS-B$$_{4}$$C sample and found that the density becomes lower and the temperature dependence of the density decreased as the temperature rose compared to that of grade type 316L stainless steel (SS316L) used as a reactor material. The specific heat became slightly higher than that of SS316L and showed similar temperature dependence up to 1073 K. Unexpectedly, the thermal conductivity became lower than that of SS316L and showed similar temperature dependence up to 1273 K.

論文

Na-コンクリート反応生成物の熱物性

河口 宗道; 宮原 信哉; 宇埜 正美*

熱測定, 45(1), p.2 - 8, 2018/01

液体金属ナトリウム(Na)は、高い熱伝導等の特性のため高速炉の冷却材として使われてきた。しかしながら、Na漏えい事故時に鋼製ライナーが破損した場合は、Na-コンクリート反応(SCR)が発生する可能性がある。SCRは、Naとコンクリート成分の化学反応に依存して、コンクリート侵食、水素発生するために、Na漏えい事故時に重要な現象の一つである。本研究では、Naとコンクリート粉末を用いて、SCRに関する基礎的な実験を行った。ここでコンクリート粉末は、日本の原子力発電所の構造コンクリートとして一般的に使われるシリカ系コンクリートを粉末化して使用した。反応過程においては、約100$$^{circ}$$C, 300$$^{circ}$$C, 500$$^{circ}$$CでNaの融解、NaOH-SiO$$_{2}$$の反応、Na-H$$_{2}$$O-SiO$$_{2}$$の反応等の温度変化が観察された。特に、500$$^{circ}$$C近傍での激しい反応においては、Na-コンクリート粉末の混合割合$$gammaapprox0.32$$で$$836sim853^circ$$Cの温度ピークが観察され、反応熱は$$0.15sim0.23$$kW/gと推定された。反応生成物の主成分は、X線分析からNa$$_{2}$$SiO$$_{3}$$、融点, 密度, 比熱, 熱伝導率, 粘度等の熱物性値は$$x$$Na$$_{2}$$O-$$(1-x)$$SiO$$_{2}$$ ($$xleq 0.5$$)と同程度であることを確認した。

論文

Magnetic properties of tetragonal Ce$$_{1-x}$$Lu$$_x$$B$$_2$$C$$_2$$(0$$<$$x$$<$$0.31) compounds

東方 綾*; 石本 賢一*; 今野 潤也*; 大山 研司*; 金子 耕士; 山口 泰男*; 小野寺 秀也*

Journal of the Physical Society of Japan, 72(12), p.3231 - 3236, 2003/12

https://doi.org/10.1143/JPSJ.72.3231
 被引用回数：1 パーセンタイル：12.86(Physics, Multidisciplinary)

CeB$$_2$$C$$_2$$における磁気相関を明らかにする目的で、希釈系であるCe$$_{1-x}$$Lu$$_x$$B$$_2$$C$$_2$$(0$$<$$x$$<$$0.31)について、比熱,dc及びac帯磁率から磁気的性質を調べた。Lu系の希釈により、磁気転移が一次から二次へと変化した。さらに希釈を進めていくと、$$x$$=0.31ではスピングラス相が現れた。これは、Luによる希釈によって、競合していた反強磁性と強磁性の関係が壊れていくことに起因していると考えられる、これよりCeB$$_2$$C$$_2$$では、強磁性と反強磁性相互作用がほぼ打ち消し合っている状態にあると考えられる。

論文

Thermal conductivity of superplastically deformed 3Y-TZP

Wan, C.*; 本橋 嘉信*; 柴田 大受; 馬場 信一; 石原 正博; 星屋 泰二

Materials Transactions, 43(10), p.2473 - 2479, 2002/10

https://doi.org/10.2320/matertrans.43.2473
 被引用回数：14 パーセンタイル：62.96(Materials Science, Multidisciplinary)

超塑性変形した3Y-TZP試験片を用いて、その熱拡散率と比熱を298Kから1273Kの温度範囲で測定し、これらのデータに基づき熱伝導率を評価した。その結果、熱伝導率についてはわずかな温度依存性が見られたが、結晶粒径やアスペクト比にはほとんど影響されないことがわかった。また、熱伝導率は超塑性変形により生じるキャビティーに大きく依存することがわかった。そこで、キャビティーが熱伝導率に与える影響について検討し、今回の実験で対象とした温度範囲で適用可能な熱伝導率の評価式を提案した。

論文

Experimental investigation on the effect of superplastic deformation on the specific heat of a zirconia-based ceramic

Wan, C.*; 柴田 大受; 馬場 信一; 石原 正博; 星屋 泰二; 本橋 嘉信*

熱物性, 16(2), p.58 - 63, 2002/06

https://doi.org/10.2963/jjtp.16.58

超塑性変形が3Y-TZP(3モル%イットリアを含む正方晶ジルコニア多結晶体)の比熱に与える影響を実験的に調べた。まず、超塑性変形によるキャビティー含有量の異なる試験片を制作し、超塑性変形させた試験片の比熱をDSC法により制作した。比熱を測定した温度範囲は473Kから1273Kである。なお、キャビティーの含有量は、最大3.4%である。比熱測定の結果、温度の増加とともに3Y-TZPの比熱の上昇が観測された。また、超塑性変形は3Y-TZPセラミック材料の比熱にほとんど影響を与えないことが明らかとなった。

報告書

黒鉛の格子振動の温度依存性と比熱の解析(協力研究)

仁平 猛*; 岩田 忠夫*; 岩瀬 彰宏

JAERI-Research 2001-045, 33 Pages, 2001/11

JAERI-Research-2001-045.pdf:1.27MB

KomatsuとNagamiyaによって提案された黒鉛の格子振動の半連続体モデルは、格子振動の分散関係を解析的に表すことに成功した唯一のもので、分散関係の表式には層面間距離$it crm,$弾性定数C$$_{11}$$,C$$_{12}$$,C$$_{13}$$,C$$_{33}$$,C$$_{44}$$及び$$kappa$$がパラメータとして含まれている。ここで、$it crm$rhokappa^{2}$$は層面の曲げの弾性定数,$$rho$$は密度である。われわれは、これらのパラメータを温度の関数として取り扱うことにより、この半連続体モデルを改良する。$$kappa$$以外のパラメータには既知の実験データ及びそれらから導いた関係を用いる。$$kappa$$は、改良した半連続体モデルによる比熱の計算値を実験値に一致させることにより、温度の関数として求める。改良した半連続体モデルは、360K以下の広い温度範囲にわたって比熱の実験値をよく説明し、その温度範囲で熱伝導などの解析に用いることができる。$$kappa$$は温度上昇とともに著しく減少するが、これはout-of-planeモード振動のsofteningが起こることを示す。比熱の実験曲線の温度による2階微分は格子振動の振動数分布についての情報を与える。低温比熱の解析から、C$$_{44}$$の室温の値は0.415$$times$$10$$^{11}$$dyn/cm$$^{2}$$であると確定される。

論文

An Examination of the estimation method for the specific heat of TRU dioxide; Evaluation with PuO$$_{2}$$

芹澤 弘幸; 荒井 康夫

Journal of Alloys and Compounds, 312(1-2), p.257 - 264, 2001/00

https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01089-6
 被引用回数：11 パーセンタイル：57.7(Chemistry, Physical)

TRU元素の二酸化物は、その毒性及び放射性同位元素であるがために実験上の制約が多い。そのために、必要な物性データについても入手できるものは限られている。本報告では、比熱を取り上げ、比較的測定しやすいパラメータを用いた推定方法について評価した結果を発表する。定圧モル比熱を3つの項の和として計算し、PuO$$_{2}$$について、測定値と較べた結果従来の手法を用いて推定した場合よりも、かなり精度が良くなることがわかった。ただし、本手法を用いる場合、5f電子の励起レベルのデータが評価上重要であることから、精度の良い実験データが必要であることもわかった。

論文

Effects of superplastic deformation on thermal and mechanical properties of 3Y-TZP ceramics (Review)

石原 正博; 柴田 大受; 馬場 信一; 星屋 泰二; Wan, C.*; 本橋 嘉信*

Proceedings of OECD/NEA 2nd Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High-temperature Engineering, p.113 - 124, 2001/00

高温工学に関する先端的基礎研究として大学との共同研究として進めている超塑性セラミックスに関するHTTRを用いた高温照射試験の現状について、超塑性ジルコニアセラミックスの炉外試験の結果を中心に、以下の2つについてまとめたものである。(1)超塑性変形の与える熱物性への影響,(2)超塑性変形の与える機械力学的物性への影響。熱物性への影響では、超塑性変形後の比熱の変化について得られた実測データから、約5%程度の変形では影響が表れないことを示した。また、機械力学的物性への影響では微小硬さ計を用いたダイナミック硬さ及びヤング率測定結果が、超塑性変形による結晶粒の成長や変形による相変化の影響を受けることを述べた。

報告書

ヘリウム閉サイクルガスタービンの一般特性と技術課題

下村 寛昭

JAERI-Research 96-034, 73 Pages, 1996/06

JAERI-Research-96-034.pdf:2.47MB

高温ガス炉の利点を活かし得る原子力ガスタービンの技術的課題を明確にするため、閉サイクル・ヘリウムガスタービンと開放サイクルガスタービンとの相違点について検討するとともに、閉サイクルガスタービンの基本的問題、出力と熱効率について考察した。次に、熱交換器類を中心とする圧力損失がガスタービンの主要要素である圧縮機及びタービンの断熱効率に及ぼす影響を検討し、これによる出力と熱効率の低下について計算例を挙げて説明した。さらに、ヘリウムタービンの比速度がもたらす設計諸元及び取り扱いの困難性等に対する種々の問題点を指摘し、これらの妥当性をドイツのヘリウムタービン運転実績によって証明した。最後に、ヘリウム閉サイクルガスタービンの困難を克服し、高温ガス炉との結合を成功させるために必要な基本的課題とその解決のための概念的方策を示した。

報告書

水素、一酸化炭素、二酸化炭素及びメタンの熱物性値推算パッケージ

羽田 一彦

JAERI-M 93-029, 99 Pages, 1993/03

JAERI-M-93-029.pdf:2.39MB

水素、一酸化炭素、二酸化炭素及びメタンの熱物性値推算パッケージを、公開文献に提案されている理論式や実験式を検討し、選定することにより構築した。熱物性値としては、密度、定圧比熱、粘性係数及び熱伝導率を対象とした。選定した推算式は次のとおりである。(1)密度については、Peng-Robinson-Redlich-Kwongの状態方程式、(2)定圧比熱については、van der Waalsの状態方程式に熱力学的な関係式を適用して求めた式、並びに、(3)粘性係数及び熱伝導率については、Thodosらが開発した次元解析法を適用した一般化関係式。これらの選定推算式を選定値集の値や試験データと比較した結果、比熱以外の密度、粘性係数及び熱伝導率の推算式の精度は、工学的に十分許容される範囲内にあることが明らかになった。

報告書

Thermal diffusivity of internal insulation layer of HENDEL hot gas duct

井岡 郁夫; 國富 一彦; 菱田 誠; 田中 利幸; 下村 寛昭; 佐野川 好母

JAERI-M 85-056, 18 Pages, 1985/05

JAERI-M-85-056.pdf:0.43MB

大型構造機器実証試験ループ(HENDEL)には、繊維系の内部断熱層を設けた高温配管が設置してある。この配管の断熱性能を把握することを目的として、昭和57年度から実施したHENDELの運転で、耐圧管表面温度・熱流束・有効熱伝導率の計測を行ってきた。本報では、伝熱コードAYERを用いて過渡時の温度分布を解析し、高温配管の内部断熱層の温度伝導率等を求め以下の結果を得た。温度伝導率:1.5$$times$$10$$^{-}$$$$^{6}$$(m$$^{2}$$/s) 比熱:1.16(KJ/Kg.K)

論文

Calorimetric study of phase transitions in (NH$$_{4}$$)$$_{3}$$H(SO$$_{4}$$)$$_{2}$$

鈴木 繁*; 押野 康夫*; 下司 和男; 巻田 泰治*

Journal of the Physical Society of Japan, 47(3), p.874 - 877, 1979/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.47.874
 被引用回数：40

(NH$$_{4}$$)$$_{3}$$H(SO$$_{4}$$)$$_{2}$$の比熱測定を90K~440Kの範囲で行った。又II-III相転移点(-8$$^{circ}$$C)附近でC$$^{ast}$$-方向の線形熱膨張率の測定を行った。各相転移に対する転移熱および転移エントロピーが実験的に与えられた。II-III相転移における比熱・熱膨張の異常はランダウ型の古典理論によっては説明できない。

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