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using resonant X-ray emission spectroscopy at the Ba-L and Ti K absorption edges吉井 賢資; 米田 安宏; Jarrige, I.*; 福田 竜生; 西畑 保雄; 鈴木 知史; 伊藤 嘉昭*; 寺嶋 孝仁*; 吉門 新三*; 福島 整*
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 75(3), p.339 - 343, 2014/03
被引用回数：10 パーセンタイル：41.9(Chemistry, Multidisciplinary)強誘電体BaTiO3について、共鳴X線発光(RXES)及び部分蛍光法を用いたX線吸収分光(PFY-XAS)により電子状態を分析した。実験はSPring8の原子力機構ビームラインBL14B1と物質・材料研究機構ビームラインBL15XUで行った。Ba L吸収端でのPFY-XASスペクトルは、過去の文献とは異なり、キュリー点上下で変化しなかった。これは、Ba
イオンの位置はキュリー点で変位しないか変位が小さいことを示唆する。また、Ti K吸収端でのRXESスペクトルからは、発光ピークのエネルギーは入射光エネルギーによらずほぼ一定であった。この結果は、Ti 3d軌道が非局在的な性質を持っており、それによりTiイオンが変位して電気双極子の生成して強誘電体となるという、理論計算から提案された機構を支持することが分かった。
and BaSO
; A Resonant X-ray emission study at the Ba-L edge吉井 賢資; Jarrige, I.; 鈴木 知史; 松村 大樹; 西畑 保雄; 米田 安宏; 福田 竜生; 田村 和久; 伊藤 嘉昭*; 向山 毅*; et al.
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 73(9), p.1106 - 1110, 2012/09
被引用回数：11 パーセンタイル：44.07(Chemistry, Multidisciplinary)強誘電体BaTiOのBa 5d軌道の電子状態を放射光共鳴発光により調べ、誘電性を持たないBaSOと比較した。Ba-L吸収端近傍において共鳴発光スペクトルを測定したところ、両方の化合物ともBa 5d電子は局在していることがわかった。一方、共鳴発光を利用した部分蛍光法吸収スペクトルを測定したところ、BaTiOのほうがBaSOよりもエネルギー幅の広いピークが観測された。すなわち、BaTiOのBa 5d軌道は、O 2p軌道と混成していることがわかった。これは、BaTiOの強誘電性はTi-Oの混成により発現するとされてきた従来の見解と異なり、Baイオンも強誘電相転移に何らかの役割を果たすことを示唆する。
畑中 耕一郎; 茂田 直孝; 福島 龍朗
Proceedings of 2008 International High-Level Radioactive Waste Management Conference (IHLRWM 2008) (CD-ROM), p.101 - 108, 2008/09
幌延深地層研究計画における地上からの調査研究段階(第1段階)は、2001年3月に始まり、2005年度に修了した。第1段階の調査研究においては、地質環境統合化と繰り返しアプローチの考え方を導入し、幌延における研究所設置地区及びその周辺の地質環境の特性評価を行うとともに、それらの適用性を確認した。第1段階の成果については、2006年度に取りまとめ、2007年3月に公表した。本報告では、幌延深地層研究計画の第1段階で適用したステップワイズな調査研究における地質環境統合化手法と繰り返しアプローチの考え方と適用性について議論するとともに、その成果について取りまとめた。
畑中 耕一郎; 森岡 宏之*; 福島 龍朗
Proceedings of 2008 International High-Level Radioactive Waste Management Conference (IHLRWM 2008) (CD-ROM), p.250 - 257, 2008/09
幌延深地層研究計画における地上からの調査研究において実施した地下施設の設計と建設計画の策定、及びそれらに基づく坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階)における地下施設建設の現状について報告する。
太田 久仁雄; 阿部 寛信; 山口 雄大; 國丸 貴紀; 石井 英一; 操上 広志; 戸村 豪治; 柴野 一則; 濱 克宏; 松井 裕哉; et al.
JAEA-Research 2007-044, 434 Pages, 2007/03
JAEA-Research-2007-044.pdf:54.58MBJAEA-Research-2007-044(errata).pdf:0.08MB
幌延深地層研究計画は、北海道幌延町で進めている堆積岩を対象とした深地層の研究施設であり、第1段階「地上からの調査研究段階」,第2段階「坑道掘削時の調査研究段階」,第3段階「地下施設での調査研究段階」の3段階で20年程度かけて進めているプロジェクトである。本計画では、「深地層の科学的研究」と「地層処分研究開発」の二つの分野の研究開発を進めている。本報告書は、深地層の科学的研究について、第1段階における調査研究の成果を取りまとめたものである。本報告書では、「研究所設置場所の選定プロセス」,「研究所設置地区及びその周辺における調査研究」,「深地層における工学技術の基礎の開発」、及び「地下施設建設に伴う周辺環境への影響調査」に関する具体的な調査内容と結果を示し、第1段階における調査研究の目標に対する達成度を評価するとともに、今後の課題を明らかにした。また、本報告書でまとめた成果は、地層処分技術の知識基盤として整備されるばかりでなく、処分事業と安全規制の両面を支える技術基盤の強化を図っていくうえで、有効に活用されるものである。
石井 英一; 福島 龍朗
応用地質, 47(5), p.280 - 291, 2006/12
岩盤中には地下水の流れや物質移動に大きな影響を及ぼす割れ目がしばしば存在することから、地質構造モデルを構築する際には、これらの割れ目を十分に考慮する必要がある。そこで本研究では、水みちの可能性のある断層の調査手法の開発の一環として、新第三紀珪質岩中に分布する断層の地質学的特徴と形成過程を露頭観察・ボーリングコア観察・孔壁観察の結果から検討し、その検討結果に基づいて、断層の水理特性の評価や水理学的に重要と思われる断層を考慮した地質構造概念モデルの構築を試みた。その結果、褶曲構造が発達する新第三紀珪質岩中の充填鉱物や熱水変質の認められない断層について、(1)分類を行う際には、断層方向の褶曲軸並びに層理面との関係,変位センス、及び変位量への着目,(2)形成過程を検討する際には、断層同士の切り切られの関係の観察,褶曲運動との関係の検討、及び小断層解析による断層運動時の応力場の推定,(3)水理特性を検討する際には、地表付近における断層沿いの酸化状況,断層の分布密度,断層の形成過程、及び断層の方向と応力場との関係の検討が効果的であった。
瀬谷 正巳; 畑中 耕一郎; 福島 龍朗
佐藤工業技術研究所報, (31), p.49 - 56, 2006/11
原子力エネルギーは有効なエネルギー源であるが、高レベル放射性廃棄物の処理・処分という問題がある。我が国では高レベル放射性廃棄物は地層処分される予定であり、日本原子力研究開発機構(以下、「原子力機構」という)を中核として地層処分技術の信頼性向上を目的とした研究開発が進められている。幌延深地層研究計画は原子力機構が進めている地層処分にかかわる深地層の研究施設計画の一つであり、北海道幌延町に分布する堆積岩を調査・研究の対象としている。本報告は、幌延深地層研究計画の概要及び現状について紹介する。
瀬谷 正巳; 森岡 宏之; 福島 龍朗
佐藤工業技術研究所報, (31), p.57 - 62, 2006/11
日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分のための研究施設として深度約500mの立坑及び水平坑道から成る大深度地下施設を建設中である。本報告では、その施工計画の概要と施工計画の中で特に環境対策として排水処理,掘削土(ズリ)処理について、そして安全にかかわる項目として防災対策,情報化施工について紹介する。
山崎 眞一; 福島 龍朗; 青木 和弘
Proceedings of 2nd International Meeting on Clays in Natural and Engineered Barriers for Radioactive Waste Confinement, p.59 - 60, 2005/03
海洋島玄武岩との地球化学的近似性から北西九州玄武岩類は深部マントルからのマントルプルームによって生じたと考えられている。しかし、この仮説は未分化北西九州玄武岩の主成分元素および適格微量元素組成からは指示されない。Mg-Fe-Ni組成はMgOを10-6wt.%含む北西九州玄武岩が未分化マグマであることを示している。また、ノルムquartz-olivine-Jd+CaTs 組成は未分化北西九州玄武岩マグマが1GPaで生じたことを示している。ペリドタイトの部分溶融実験によれば、MgO=10-6 wt.%の部分溶融液のこの圧力での温度は1200-1270 
である。得られた、発生条件はMORBおよび沈み込み帯玄武岩と同様であり、北西九州玄武岩が比較的浅いマントル対流によって生じたことを示している。
山崎 眞一; 松井 裕哉; 濱 克宏; 森岡 宏之; 畑中 耕一郎; 福島 龍朗; 瀬谷 正巳
JNC TN5400 2004-005, 181 Pages, 2004/12
JNC-TN5400-2004-005.pdf:49.9MBJNC-TN5400-2004-005(errata).pdf:0.08MB
本報告は、深地層の研究施設計画に関する国際会議/第2部幌延深地層研究計画国際ワークショップの開催記録として、講演要旨や当日のプレゼンテーション資料等を取りまとめたものである。
山崎 眞一; 松井 裕哉; 濱 克宏; 森岡 宏之; 畑中 耕一郎; 福島 龍朗
JNC TN5400 2004-004, 41 Pages, 2004/10
JNC-TN5400-2004-004.pdf:4.66MB
None
津久井 朗太; 新里 忠史; 青木 和弘; 福島 龍朗
Proceedings of 1st International Workshop on Active Monitoring in the Solid Earth Geophysics (IWAM 2004), 0 Pages, 2004/07
None
國丸 貴紀; 福島 龍朗; 武田 精悦
no journal, ,
本報告では、研究所設置場所選定のための技術的要件の設定方法,既存情報を用いた調査,空中物理探査,地上物理探査,ボーリング調査などを実施し、幌延町全域から研究所設置場所を選定した過程を具体例で紹介する。
國丸 貴紀; 太田 久仁雄; 阿部 寛信; 山口 雄大; 石井 英一; 操上 広志; 戸村 豪治; 柴野 一則; 濱 克宏; 松井 裕哉; et al.
no journal, ,
幌延深地層研究計画は、原子力政策大綱に示された深地層の研究施設計画の一つであり、堆積岩を対象として、独立行政法人日本原子力研究開発機構が北海道幌延町で進めているプロジェクトである。この計画では、「深地層の科学的研究」と「地層処分研究開発」を、第1段階「地上からの調査研究段階」,第2段階「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階」,第3段階「地下施設での調査研究段階」の3段階で20年程度をかけて進める。第1段階における調査研究は、2001年3月に開始し、2006年3月までの約5年間に渡って実施してきた。本報告書は、第1段階における調査研究によって得られた成果を網羅的に取りまとめたものである。この取りまとめは、第1段階目標に対して、その達成度を評価するとともに、今後の課題を明らかにし、第2段階以降における調査研究の方向性を具体化するうえで重要な意味を持っている。
真田 祐幸; 花川 敏幸; 太田 久仁雄; 阿部 寛信; 山口 雄大; 國丸 貴紀; 石井 英一; 操上 広志; 戸村 豪治; 柴野 一則; et al.
no journal, ,
幌延深地層研究計画における地上からの調査研究段階(第1段階)における深地層の工学技術の基礎の開発では、地表からの調査により得られた地質環境情報,地下施設内で実施される調査試験計画,現状の施工技術を考慮して、坑道の仕様・レイアウトを検討し、地下施設の建設・供用時において地下深部で遭遇するさまざまな現象を考慮した坑道の安全確保,坑内環境の維持のために必要となる対策工,施工管理方法について検討し、地下施設の設計・施工計画を策定した。また、地下施設建設に伴う周辺地質環境への影響調査として、調査研究や研究所設置に伴う環境への影響を把握し、その影響を最小限にとどめることを目的として、研究所設置地区を対象とした造成工事着手前の環境調査を実施するとともに、地下施設の建設開始後の継続的なモニタリングを実施した。
のBa LおよびTi K吸収端における共鳴発光を用いた電子状態観測吉井 賢資; 米田 安宏; Jarrige, I.*; 福田 竜生; 西畑 保雄; 鈴木 知史; 伊藤 嘉昭*; 吉門 新三*; 福島 整*
no journal, ,
BaTiOの強誘電性の起源を探るため、Ba-LおよびTi-K吸収端において放射光共鳴発光測定を行い電子状態を観測した。Ba吸収端においては、共鳴発光を用いた部分蛍光法による吸収スペクトルをキュリー点上下で測定した。過去の文献では、温度によりスペクトルに違いが見られ、それによりこの物質の相転移がいわゆる変位型によるとの示唆がなされた。しかし本研究では、温度を変えてもスペクトルはほとんど変化しなかった。よって、スペクトル変化の存在の有無については、今後さらに検討が必要である。Ti K吸収端での測定からは、Tiの共鳴発光ピークは吸収端近傍でそのエネルギーは一定であった。これは通常元素分析で用いられる蛍光過程によるものであり、励起された電子が速やかに非局在化することを示す。非局在化はTiのp及びd軌道で起こっており、Ti-Oの強い混成によって軌道が遍歴的になっていることを示す。この結果は、BaTiOの強誘電性がTi-Oの強い混成による歪みに由来することを示すものであり、過去の理論計算などと定性的に一致する。
千明 倫之*; 椎名 達雄*; 斎藤 隼人*; 眞子 直弘*; 久世 宏明*; 羽生 敏紀; 金山 文彦; 福嶋 峰夫
no journal, ,
放射線計測においては、GM管等の接触式センサの他、ダストサンプリングによる測定方法が存在するが、作業者の安全性や機器そのものの被曝に課題が残る。本研究ではこれまで計測範囲0-50mで水素濃度1%まで検知が可能な水素漏洩検知用小型ラマンライダーを開発してきた。今回、この小型ラマンライダーを改良し、放射線環境下における大気計測にて、放射線の大気への影響を考察した。本研究では、放射線源として9MBqのAm-241線源を、光源として349nmのレーザを使用し、水蒸気ラマン光の400nm及び液体の水ラマン光の396nmを検知した。その結果、放射線の影響により液体の水ラマン光が増加し、水蒸気ラマン光が減少した。液体の水ラマン光の増加率と水蒸気ラマン光の減少率の比はおよそ3倍であり、これは液体の水ラマン及び水蒸気ラマンの散乱断面積の比に等しい。このことより放射線の影響により、水蒸気がイオン化し、水クラスタが生成されたことをライダの測定実験で検証できた。また、生成された水クラスタの半径は0.2
mと算出され、水蒸気(一般に1nm径)と比べ十分に大きいため、妥当な大きさであると考えられる。
椎名 達雄*; 千明 倫之*; 斎藤 隼人*; 眞子 直弘*; 久世 宏明*; 羽生 敏紀; 金山 文彦; 福嶋 峰夫
no journal, ,
A compact Raman lidar has been developed for studying phase changes of water in the atmosphere under the influence of ionization radiation. The Raman lidar is operated at the wavelength of 349 nm and backscattered Raman signals of liquid and vapor phase water are detected at 396 and 400 nm, respectively. Alpha particles emitted from 
Am of 9 MBq ionize air molecules in a scattering chamber, and the resulting ions lead to the formation of liquid water droplets. From the analysis of Raman signal intensities, it has been found that the increase in the liquid water Raman channel is approximately 3 times as much as the decrease in the vapor phase water Raman channel, which is consistent with the theoretical prediction based on the Raman cross-sections. In addition, the radius of the water droplet is estimated to be 0.2 micro m.
椎名 達雄*; 斎藤 隼人*; 眞子 直弘*; 久世 宏明*; 羽生 敏紀; 金山 文彦; 福嶋 峰夫
no journal, ,
福島第一原子力発電所での作業や原子力施設の解体作業において、放射能の遠隔分布計測のニーズはあるが、計測手法はガンマカメラ等に限られ、その使用状況にも制限が多い。本研究では、水素ガス検知用のラマンライダーの発展として、光学的遠隔計測手法を利用し、放射線の影響による大気の電離及びこれによる水相変化をとらえることを考案した。具体的な事象として、放射線分解による大気イオンの上昇に伴って、水蒸気量の減少と水クラスタの生成を予想した。本研究ではこれまでに開発してきた、349nmのレーザを発する水素ガス漏えい検知用小型ラマンライダーに水蒸気ラマン及び水ラマンエコーを計測するためのポートを追加することで、水相計測を行った。各ラマン光の計測は光電子増倍管を介して、ホトンカウンティング法によって行った。
線源であるAm-241を用いた試験の結果、放射線の影響により水ラマンエコーの増加及び水蒸気ラマンエコーの減少が測定された。これらの増減比はそれぞれのラマン散乱断面積とよく合致したことより、放射線の影響により水蒸気がイオン化し水クラスタが生成されたことを、ラマンライダーの測定実験で検証できたと考えられる。
