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論文

Neutron imaging of generated water inside polymer electrolyte fuel cell using newly-developed gas diffusion layer with gas flow channels during power generation

那須 三紀*; 谷内 浩*; 平山 尚樹*; 安達 宏法*; 柿澤 優*; 白勢 裕登*; 西山 博道*; 川本 鉄平*; 犬飼 潤治*; 篠原 武尚; et al.

Journal of Power Sources, 530, p.231251_1 - 231251_11, 2022/05

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2022.231251
 被引用回数：18 パーセンタイル：89.58(Chemistry, Physical)

To accelerate the spread use of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is essential to increase power density and durability, while reduce costs. We have succeeded in developing an innovative gas diffusion layer (GDL) with gas flow channels (GDLFC$$^{+}$$) fabricated on a flat separator that enabled both cost reduction and high performance. In this study, neutron radiography was used to observe the distribution of liquid water during power generation. With using our GDLs and interdigitated (comb-shaped) gas flow channels, the distributions of liquid water were quantitatively imaged, influenced by the current density, the relative humidity, the oxygen utilization, and the water repellency of the GDL. The increase in linear velocity of the oxidant gases effectively suppressed the retention of liquid water at the cathode.

論文

Antiferromagnetic order of the Co$$^{2+}$$ high-spin state with a large orbital angular momentum in La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$

岡本 淳*; 中尾 裕則*; 山崎 裕一*; 和達 大樹*; 田中 新*; 久保田 正人; 堀金 和正*; 村上 洋一*; 山田 和芳*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044705_1 - 044705_6, 2014/04

https://doi.org/10.7566/JPSJ.83.044705
 被引用回数：9 パーセンタイル：55.21(Physics, Multidisciplinary)

The antiferromagnetic insulator La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$ has been investigated by Co L$$_{2,3}$$-edge and O K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements and Co L$$_{2,3}$$-edge resonant soft X-ray magnetic scattering (RXMS)measurement to determine the Co electronic structures associated with magnetic ordering. Co L$$_{2,3}$$-edge linear-dichroic XAS shows that Co$$^{2+}$$ takes a high-spin (HS) state and Co$$^{3+}$$ takes a low-spin (LS) state. Using Co L$$_{2,3}$$-edge RXMS, we directly determined that an antiferromagnetic order is formed with a HS state of Co$$^{2+}$$ ions. Moreover, the spin and orbital angular momenta of the Co$$^{2+}$$ HS state are quantitatively estimated to be 1.1$$pm$$0.1 and 1.0$$pm$$0.1, respectively, and to align parallel in the ab plane by utilizing the cluster model calculation. The large orbital angular momentum of the Co$$^{2+}$$ HS state originates from the small $$D_{4h}$$-symmetry crystal field splitting of $$t_{2g}$$ levels, which is comparable with the spin-orbit coupling constant of the Co 3$$d$$ orbital.

論文

Charge transfer cross sections for uranium

田村 浩司; 足立 肇*; 小倉 浩一; 大場 弘則; 柴田 猛順

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 38(11), p.6512 - 6516, 1999/11

https://doi.org/10.1143/JJAP.38.6512
 被引用回数：12 パーセンタイル：50.91(Physics, Applied)

中性原子とイオンの間の衝突で生じる電荷移行反応はレーザー同位体分離の重要な素過程のひとつである。ウランの基底状態のイオンと中性原子の対称電荷移行断面積を衝突エネルギーが100eVから1200eVの範囲で測定した。断面積は反応で生成したイオン量と主イオンビームとのイオン量の比によって決定した。原子ビームは水冷銅るつぼ中のウラン金属を電子ビーム加熱することにより得た。衝突エネルギーが100eVの断面積は1.3$$times$$10$$^{-14}$$cm$$^{2}$$で、Sinha&Bardsleyの理論値と同程度であった。断面積は衝突エネルギーとともに増加し1200eVでは2.7$$times$$10$$^{-14}$$cm$$^{2}$$となった。エネルギー依存性の傾向は、ウラン原子及びイオンの電子配置を考慮した計算結果とほぼ一致した。

論文

Secondary electron emission yield from uranium surface due to uranium ion bombardment

田村 浩司; 岡崎 哲治; 足立 肇; 大場 弘則; 柴田 猛順

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 38(4A), p.2122 - 2123, 1999/04

https://doi.org/10.1143/JJAP.38.2122
 被引用回数：9 パーセンタイル：42.94(Physics, Applied)

ウランイオン衝撃により、ウラン表面から放出される二次電子の放出係数を、イオン衝撃エネルギーが300~3000eVで測定した。ウラン表面はウランを蒸着して作り、ウランイオンはレーザーイオン源から生成した。二次電子は、しきいエネルギーの1000eV以下では発生しなかった。それ以上のエネルギーでは、二次電子放出係数はイオンエネルギーに比例して増加し、イオンエネルギー3000eVでは0.12になった。この結果からレーザーウラン濃縮における二次電子放出によるエネルギー損失は小さいことが明らかになった。

報告書

ウランの電荷移行断面積

足立 肇; 田村 浩司; 岡崎 哲治; 小倉 浩一; 大場 弘則; 柴田 猛順

JAERI-Research 99-029, 19 Pages, 1999/03

JAERI-Research-99-029.pdf:0.94MB

ウランについて、基底状態のイオンがウラン原子と衝突する場合の対称電荷移行断面積を衝突エネルギーが100~1200eVの範囲で測定した。共鳴光電離法によるレーザーイオン源からのイオンビームを原子ビームに直交させて入射し、電荷移行生成イオンと主ビームイオンの電流をそれぞれのファラデーカップ検出器で測定して、それらの電荷量の比及び原子密度から電荷移行断面積を導出した。その結果、衝突エネルギーが100eVでは電荷移行断面積は(1.3$$pm$$0.3)$$times$$10$$^{-14}$$cm$$^{2}$$であり、衝突エネルギーの増加とともに増加し、1200eVでは(2.7$$pm$$0.3)$$times$$10$$^{-14}$$cm$$^{2}$$の値が得られた。100eV以上の衝突エネルギーで断面積が増加する傾向は原子及びイオンの電子配位を考慮した理論計算結果とほぼ一致した。

報告書

ウランイオン衝撃によるウラン表面からの二次電子放出

田村 浩司; 岡崎 哲治; 足立 肇; 大場 弘則; 柴田 猛順

JAERI-Research 98-073, 10 Pages, 1998/12

JAERI-Research-98-073.pdf:0.52MB

ウランイオン衝撃によるウラン表面からの二次電子放出係数をイオン衝撃エネルギー300~3000eVの範囲で測定した。ウラン表面はウラン原子の蒸着により作り、ウランイオンビームは共鳴イオン化法を用いたレーザーイオン源から引き出した。衝撃エネルギー約1000eV以下では、二次電子の放出はなかった。しきい値1000eV以上での二次電子放出係数は、イオン衝撃エネルギーのほぼ一次関数で増加し、3000eVの時0.12であった。

論文

Development of a compact atomic beam flux monitor based on surface ionization

田村 浩司; 岡崎 哲治; 足立 肇; 柴田 猛順; 大場 弘則

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 37(12A), p.6651 - 6654, 1998/12

https://doi.org/10.1143/JJAP.37.6651
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)

表面電離を用いた小型原子ビーム検出器を試作した。その特性をさまざまな希土類元素(Ce,Nd,Sm,Dy,Yb)を用いて調べた。いずれの元素においても原子ビーム量とイオン電流量に比例領域があり、本検出器によりこれら希土類原子ビーム量測定が可能であることがわかった。Nd,Sm,Dy,Ybでは蒸着速度100~200$AA/s$以上のビーム量まで評価可能であった。Ceについては蒸着速度が30$AA/s$を越えるとイオン電流に飽和傾向が見られた。これはCeの蒸気圧が低いため、Ce原子がフィラメントから十分速く離脱せず、Ce原子のフィラメントへの被覆によるものと考えられる。このことから、計測できる原子ビーム量は、原子のフィラメントへの被覆により制限されることがわかった。

報告書

電子ビーム加熱で生成した希土類金属の原子ビームの速度

岡崎 哲治; 田村 浩司; 足立 肇; 大場 弘則; 雨川 和博*; 柴田 猛順

JAERI-Tech 98-020, 17 Pages, 1998/06

JAERI-Tech-98-020.pdf:0.64MB

希土類金属(セリウム、ガドリニウム、ディプロシウム、サマリウム、イッテルビウム)を電子ビーム加熱により蒸発させ、その原子ビーム速度を真空天秤を用いて測定した。蒸発源から382mm上方に設置した天秤蒸着板への蒸発原子蒸着による運動量変化に伴う重量変化から蒸着速度と原子ビーム速度を算出した。セリウム、ガドリニウムの速度は、蒸発量増加に伴い1000~1100m/sまで加速されるが、ディスプロシウム、サマリウム、イッテルビウムの昇華性金属の速度は蒸発量にあまり依存せず、450~650m/sとほぼ一定で熱平衡速度に近い値であった。昇華性金属を電子ビーム加熱した場合は、広い領域から蒸発するので蒸発面近傍での原子間衝突が少なく、膨張冷却による加速がないためと考えられる。

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