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論文

Superconductivity in noncentrosymmetric iridium silicide Li$$_2$$IrSi$$_3$$

Pyon, S.*; 工藤 一貴*; 松村 純一*; 石井 博文*; 松尾 元太*; 野原 実*; 北條 元*; 岡 研吾*; 東 正樹*; Garlea, V. O.*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 83(9), p.093706_1 - 093706_5, 2014/09

 被引用回数:33 パーセンタイル:82.83(Physics, Multidisciplinary)

The effects of lithium absorption on the crystal structure and electronic properties of IrSi$$_3$$, a binary silicide with a noncentrosymmetric crystal structure, were studied. X-ray and neutron diffraction experiments revealed that hexagonal IrSi$$_3$$ (space group $$P6_3mc$$) transforms into trigonal Li$$_2$$IrSi$$_3$$ (space group $$P31c$$) upon lithium absorption. The structure of Li$$_2$$IrSi$$_3$$ is found to consist of a planar kagome network of silicon atoms with Li and Ir spaced at unequal distances between the kagome layers, resulting in a polar structure along the c-axis. Li$$_2$$IrSi$$_3$$ exhibited type-II superconductivity with a transition temperature $$T_{rm c}$$ of 3.8 K, displaying a structure type that no previous superconductors have been reported to have.

論文

大深度立坑における湧出ガス対策について

名合 牧人*; 萩原 健司*; 南出 賢司*; 本島 貴之*; 神 和美; 工藤 元; 杉田 裕; 三浦 養一*

第49回全国建設業労働災害防止大会研究論文集(CD-ROM), p.77 - 80, 2012/10

本書では、幌延深地層研究センターの大深度立坑建設時における、湧出ガス対策について報告するものである。幌延深地層研究センターにおいては、湧出ガス対策として、次の6つの管理を講じている。(1)事前調査による、地層,地下水に含まれるメタンガス量,濃度の把握、(2)通気解析(シミュレーション)による送風機, 集塵機, 風管仕様の決定、(3)止水グラウト工によるメタンガスの湧出低減対策、(4)内燃機関の使用禁止、防爆機器の採用、(5)メタンガス管理体制の設定、(6)メタンガス湧出状況の監視モニタリング。このうち、本論では、日常の安全管理活動の中で実施している、3$$sim$$6について述べる。幌延深地層研究センターにおける立坑の深度は、現在換気立坑で深度290m、東立坑で深度250mであり、メタンガスの湧出状況については、断層部において0.3%$$sim$$1.3%までの上昇が確認されているが、上述の整備した湧出ガス対策に基づいて適切に管理している。メタンガス濃度を低下させる対策を行ううえでは、監視モニタリングの有用性が確認されている。

論文

幌延深地層研究計画における地下施設の建設

津坂 仁和; 杉田 裕; 工藤 元

土木技術, 67(4), p.74 - 80, 2012/04

幌延深地層研究計画では、深度約500mの3本の立坑(アクセス(東・西)立坑2本(内径6.5m),換気立坑1本(内径4.5m))とそれらを結ぶ4つの深度での調査坑道からなる地下施設を建設する。地下施設建設の特徴的な施工条件は、以下の3つである。1つ目は、平均的な一軸圧縮強さが約20MPa以下の岩盤(声問層と稚内層)での大深度の立坑掘削が挙げられる。2つ目は、声問層と稚内層の地質境界付近には、割れ目が顕著に発達した高透水性を示す岩盤(割れ目帯)が分布することから、地下施設の建設に伴う湧水量を適切に抑制するための湧水抑制対策工(以下、プレグラウト工という)が実施されている点である。3つ目は、幌延地域の地下水には1ccあたり約2ccのガス(全体の約80%がメタンで約20%が二酸化炭素)が溶存しており、坑道掘削時に湧出する地下水とともにこのガスが発生するため、坑道内の通気システムを整備するとともに、メタン濃度の常時モニタリングを実施していることである。地下施設の工事については、2011年末現在、換気立坑を深度331mまで、東立坑を深度289mまで、西立坑を深度47mまで掘削し、250m調査坑道を整備した。

論文

Development of function-graded proton exchange membrane for PEFC using heavy ion beam irradiation

白木 文也*; 吉川 妙子*; 大島 明博*; 大島 雄二*; 高澤 侑也*; 福武 直之*; 大山 智子*; 裏川 達也*; 藤田 創*; 高橋 朋宏*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(15), p.1777 - 1781, 2011/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.54(Instruments & Instrumentation)

イオン照射時のブラッグピーク付近での化学反応の局所性を利用して、傾斜的に親水基が導入された燃料電池用新規プロトン交換膜材料を創製し、燃料電池特性を評価した。フッ素系高分子材料にXe$$^{54+}$$照射を真空・室温下で行い、ブラッグカーブに沿ったLETの違いを利用して傾斜的なラジカル生成を誘起した。照射後、スチレンモノマーをグラフト反応させ、スルホン化処理することで親水基の傾斜的な分布を有するプロトン交換膜を得た。これを用いて作製した膜/電極接合体は、特に電圧の安定性が従来のものよりも優れていることが明らかとなり、燃料電池の性能向上に繋がると期待される。

口頭

重イオン照射による傾斜機能材料の創製

大島 明博*; 白木 文也*; 高澤 侑也*; 藤田 創*; 吉川 妙子*; 巽 貴浩*; 坪倉 英裕*; 高橋 朋宏*; 五輪 智子*; 坂上 和之*; et al.

no journal, , 

イオン照射時のブラッグピーク付近での化学反応の局所性を利用して、傾斜機能性を有するフッ素系高分子材料の創製を検討した。フッ素系高分子材料にXe$$^{54+}$$イオン照射を真空・室温下で行い、ブラッグカーブに沿った傾斜的なラジカル生成を誘起した。照射後、スチレンモノマーをグラフト反応させ、スルホン化処理することで親水基の傾斜的な分布を有する機能性材料の創製を検討した。

口頭

Fabrication of functionally gradient PEM using heavy ion beams grafting

鷲尾 方一*; 白木 文也*; 大島 雄二*; 高澤 侑也*; 藤田 創*; 五輪 智子*; 工藤 久明*; 岡 壽崇; 濱 義昌*; 村上 健*; et al.

no journal, , 

固体高分子形燃料電池は高効率かつグリーンなエネルギー源として注目されており、従来のものよりも長持ちで安価なプロトン交換膜の開発が望まれている。本研究では、新規機能性傾斜プロトン交換膜を開発し、その性能評価を行った。プロトン交換膜はポリ(テトラフルオロエチレン-co-ヘキサフルオロプロピレン)を基材とし、放射線医学総合研究所HIMACからの重イオンビームを照射し、スチレンモノマーをグラフト重合の後、クロロ硫酸溶液を用いてスルホン化して合成した。重イオンビームの傾斜的なエネルギー付与を利用することで、プロトン交換膜中の親水基の傾斜分布を形成した。その後、合成したプロトン交換膜で膜/電極接合体(MEA)を作製し、燃料電池としての発電特性を評価した。4時間の発電特性試験の結果、従来のNafionを用いたMEAはフラッディング(水分過多)によって性能が低下したが、新規開発したプロトン交換膜を用いたMEAはフラッディングを防げることがわかり、長時間の発電試験においても安定した性能を示した。

口頭

堆積軟岩における大深度立坑掘削に伴う崩落対策工の検討

萩原 健司*; 名合 牧人*; 南出 賢司*; 小川 弘之*; 宇山 幹紀*; 傳馬 啓輔*; 木須 芳男*; 森本 勤*; 工藤 元; 津坂 仁和

no journal, , 

北海道天塩郡幌延町において建設を進めている地下研究施設の立坑においては、「高抜け」を誘発する可能性のある、断層破砕帯やブレイクアウトに起因する地山の崩落が発生している。これらの崩落を抑制する対策工を検討した結果、通常2m(無支保区間最大3m)の掘削長を1m(無支保区間最大2m)として、1mの掘削と1mの覆工を繰り返す、1覆工長を短縮する案が最も有効であることが明らかとなった。

口頭

堆積軟岩における大深度立坑掘削に伴う崩落対策工の効果

南出 賢司*; 萩原 健司*; 名合 牧人*; 小川 弘之*; 宇山 幹紀*; 傳馬 啓輔*; 木須 芳男*; 森本 勤*; 工藤 元; 津坂 仁和

no journal, , 

立坑掘削では、断層破砕帯やブレイクアウト現象の影響による地山の崩落に起因する、「高抜け」と呼ばれる現象を抑制しなければならない。北海道天塩郡幌延町において建設を進めている幌延地下研究施設の立坑において、高抜け誘発する断層破砕帯やブレイクアウトを抑制する対策工の検討を行い、ステップ長の変更、及び増しロックボルトを実施した結果、崩落対策として有効であり、覆工の健全性が確保されることが明らかとなった。

口頭

堆積軟岩における大深度立坑の施工

萩原 健司*; 名合 牧人*; 工藤 元; 津坂 仁和

no journal, , 

日本原子力研究開発機構幌延深地層研究センターでは、堆積岩を対象とした高レベル放射性廃棄物の地層処分技術の信頼性向上を目的として、北海道天塩郡幌延町にて、幌延深地層研究計画を実施している。工事請負業者の大成・大林・三井住友特定建設工事共同企業体は、平成17年10月から平成24年4月までに、換気立坑及び東立坑について深度約350mまで、西立坑について深度約50mまで、深度140m及び深度250mの調査坑道については掘削を完了しており、深度350mの調査坑道は総延長752mのうち、27mまで掘進している。本稿では、地下施設建設の特徴的な、(1)堆積軟岩での深度500mまでの大深度立坑の情報化施工、(2)堆積軟岩中の割れ目帯におけるプレグラウト工の実施、(3)湧水に伴うメタンガスの発生に対する坑道内の通気とその濃度の常時モニタリングについて報告する。

口頭

Factors affecting the leaching of nitrogen species from diatomaceous mudstone

五十嵐 敏文*; 上田 貴宏*; 洞 秀幸*; 城 まゆみ*; 工藤 元

no journal, , 

北海道の幌延深地層研究センターの排水処理施設では、立坑や掘削土から高濃度で浸出するアンモニア態窒素を処理している。しかしアンモニア態窒素が硝化反応により硝酸態窒素になると、効率的な窒素処理ができなくなる。そのためさまざまな条件を設けたカラム試験を実施することで、掘削土における硝化反応などの窒素溶出挙動の影響因子を評価し、対策案を検討した。この試験の結果、温度や水分飽和状態が硝化反応を抑制できることが明らかになった。このことから、原位置での対策として「湛水法」を講じることで硝化反応を抑制できる可能性があると判断される。

口頭

堆積軟岩における大深度立坑掘削時の先受ボルトの効果について

萩原 健司*; 南出 賢司*; 名合 牧人*; 小川 弘之*; 宇山 幹紀*; 木須 芳男*; 森本 勤*; 工藤 元; 津坂 仁和

no journal, , 

北海道天塩郡幌延町において建設を進めている地下研究施設の立坑では、発破掘削を採用している影響により発生したと考えられる地山の割れ目(以下、掘削性割れ目という)が壁面観察時に多く確認されている。これらの掘削性割れ目は、覆工コンクリートの変位を誘発し、圧縮応力の増加が懸念されるため、対策として先受けボルト工を行い、掘削性割れ目を抑制することができた。

口頭

堆積軟岩における立坑の覆工コンクリートのひび割れ発生メカニズムと抑制

南出 賢司*; 萩原 健司*; 名合 牧人*; 小川 弘之*; 宇山 幹紀*; 木須 芳男*; 森本 勤*; 矢吹 義生*; 工藤 元; 稲垣 大介; et al.

no journal, , 

北海道天塩郡幌延町において建設を進めている幌延地下研究施設の立坑において、覆工コンクリートの東西方向にひび割れが発生する事象が確認されている。本発表はその覆工コンクリートのひび割れの発生メカニズムを分析した結果とこれまでに行ったひび割れ抑制対策について報告するものである。

口頭

幌延深地層研究計画 地下研究施設建設における情報化施工

南出 賢司*; 工藤 元; 津坂 仁和; 萩原 健司*; 小川 弘之*; 森本 勤*; 矢吹 義生*; 名合 牧人*

no journal, , 

幌延深地層研究計画において、地下施設施工時には切羽・壁面の地質観察および3Dスキャナーによる壁面形状測定を行い、地質情報と壁面形状の関係の整理を行っている。また、調査ボーリングやグラウト工事の情報を3次元化した地質情報管理システムに反映し、地下施設近傍における断層等の可視化を行っている。これらの情報を用いた結果、立坑掘削時の壁面崩落の傾向を把握でき、その対策を行うことにより壁面崩落を抑制することが可能となった。また、地下施設施工時に多量の湧水や地山崩落等が発生する可能性が高い箇所を、3次元的に適切に把握することにより、地質構造に対してより正確な事前対策を行うことが可能となった。

口頭

福島汚染水処理二次廃棄物のための固定化技術の開発,1; 模擬廃棄物の合成と評価

谷口 拓海; 入澤 啓太; 伊藤 譲; 並木 仁宏; 大杉 武史; 阿部 智久; 佐藤 淳也; 榊原 哲朗; 中澤 修; 目黒 義弘; et al.

no journal, , 

原子力機構は、英国シェフィールド大学と協力して、文部科学省廃炉加速化共同プログラムを実施している。本研究では、それら廃棄物の水素ガス燃焼・漏えいリスク低減を目的に、低含水リン酸セメントによる閉じ込めを目指す。本発表では、日英共同プロジェクトの概要と合成した模擬廃棄物を紹介する。

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