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Gupit, C. I.*; Li, X.*; Maekawa, Ryosuke*; Hasegawa, Naoki*; 岩瀬 裕希*; 高田 慎一; 柴山 充弘*
Macromolecules, 53(4), p.1464 - 1473, 2020/02
被引用回数：15 パーセンタイル：62.25(Polymer Science)The present work involved a systematic analysis of both the structural and rheological properties of Nafion dispersions carefully prepared using a standard procedure, ranging from dilute (0.1 wt %) to highly concentrated (30 wt %) conditions. Small-angle X-ray scattering confirmed the cylindrical structure of Nafion in dispersion and the unique interactions of Nafion particles acting as polyelectrolytes. Three different scaling relationships involving the zero-shear viscosities of the Nafion dispersions were determined for specific concentration regimes. However, at the upper concentration limit of approximately 30 wt %, the viscosity greatly deviated from these scaling relationships and significant shear thinning was observed. Simultaneous analyses using rheology and small-angle neutron scattering determined fully isotropic spatial correlations on a length scale of less than 60 nm, even when high shear was applied.
Ramos, R.*; 吉川 貴史*; Aguirre, M.*; Lucas, I.*; Anad
n, A.*; 小宅 教文*; 内田 健一*; 安立 裕人; 塩見 淳一郎*; Algarabel, P. A.*; et al.
Physical Review B, 92(22), p.220407_1 - 220407_5, 2015/12
被引用回数：69 パーセンタイル：90.91(Materials Science, Multidisciplinary)Spin Seebeck effects have been investigated in highly crystalline magnetic multilayer films. Voltage as well as power generated by the spin Seebeck effect were found to be significantly enhanced with increasing the number of layers, 
. This voltage enhancement defies the simple understanding of the spin Seebeck effect and suggests that spin current flowing between the magnetic layers in the thickness direction plays an important role in the multilayer SSE systems and the observed voltage enhancement.
Sushkov, O. P.*; Milstein, A. I.*; 森 道康; 前川 禎通
EPL; A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics, 103(4), p.47003_1 - 47003_6, 2013/08
被引用回数：8 パーセンタイル：50.63(Physics, Multidisciplinary)The right-left asymmetry (skew scattering) and the side jump effect are manifestations of the spin-orbit interaction in scattering of polarized electrons. While the side jump effect is less known than the right-left asymmetry, the effect is of conceptual importance for generic spin-orbital physics, and the effect is widely discussed in spintronics. We reexamine the side jump effect accounting for the exact nonperturbative electron wave function inside the atom/impurity/host atomic core. We find that the size of the effect is much smaller than estimates accepted in the literature. The reduction factor is 1/
, where is the nuclear charge. This implies that the side jump effect is practically irrelevant, the skew scattering and/or the intrinsic mechanism always dominate the transverse deflection of the electron beam and hence dominate the anomalous Hall and spin Hall effects.
安 東秀*; Vasyuchka, V. I.*; 内田 健一*; Chumak, A. V.*; 山口 和也*; 針井 一哉; 大江 純一郎*; Jungfleisch, M. B.*; 梶原 瑛祐*; 安立 裕人; et al.
Nature Materials, 12(6), p.549 - 553, 2013/06
被引用回数：128 パーセンタイル：96.32(Chemistry, Physical)In this paper, we show a magnetically controllable heat flow caused by a spin-wave current. The direction of the flow can be switched by applying a magnetic field. When microwave energy is applied to a region of ferrimagnetic Y
Fe
O
, an end of the magnet far from this region is found to be heated in a controlled manner and a negative temperature gradient towards it is formed. This is due to unidirectional energy transfer by the excitation of spin-wave modes without time-reversal symmetry and to the conversion of spin waves into heat. The magnetically controlled remote heating we observe is directly applicable to the fabrication of a heat-flow controller.
O
thin filmsRamos, R.*; 吉川 貴史*; 内田 健一*; 安立 裕人; Lucas, I.*; Aguirre, M.*; Algarabel, P.*; Morelln, L.*; 前川 禎通; 齊藤 英治; et al.
Applied Physics Letters, 102(7), p.072413_1 - 072413_5, 2013/02
被引用回数：156 パーセンタイル：97.31(Physics, Applied)We report the experimental observation of the spin Seebeck effect in magnetite thin films. The signal observed at temperatures above the Verwey transition is a contribution from both the anomalous Nernst (ANE) and spin Seebeck (SSE) effects. The contribution from the ANE of the FeO layer to the SSE is found to be negligible due to the resistivity difference between FeO and Pt layers. Below the Verwey transition, the SSE is free from the ANE of the ferromagnetic layer and it is also found to dominate over the ANE due to magnetic proximity effect on the Pt layer.
Cu
N
O
as seen via resonant inelastic X-ray scattering石井 賢司; 筒井 健二; 池内 和彦*; Jarrige, I.; 水木 純一郎; 平賀 晴弘*; 山田 和芳*; 遠山 貴己*; 前川 禎通; 遠藤 康夫*; et al.
Physical Review B, 85(10), p.104509_1 - 104509_5, 2012/03
被引用回数：3 パーセンタイル：14.86(Materials Science, Multidisciplinary)We perform a resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) study of Ni-substituted LaCuO and Cu-substituted LaNiO.Resonantly enhanced charge-transfer excitations are successfully observed by tuning the incident photon energy to the 
-edge of the substituted element. These excitations display a very weak momentum dependence, evidencing their local character. We find a shift in the energy of the onset edge of these features compared with the non-substituted compounds LaCuO and LaNiO. This shift is quantitatively reproduced by exact diagonalization calculations of the RIXS spectra. RIXS is shown to be a powerful tool to probe the electronic states of substituted elements and to understand their interaction with surrounding atoms.
石井 賢司; 石原 純夫*; 村上 洋一*; 池内 和彦*; 葛下 かおり*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 吉田 雅洋; Jarrige, I.; 多々見 央*; et al.
Physical Review B, 83(24), p.241101_1 - 241101_4, 2011/06
被引用回数：21 パーセンタイル：64.29(Materials Science, Multidisciplinary)We report a Cu -edge resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) study of orbital excitations in KCuF. By performing the polarization analysis of the scattered photons, we disclose that the excitation between the 
orbitals and the excitations from 
to exhibit distinct polarization dependence. The polarization dependence of the respective excitations is interpreted based on a phenomenological consideration of the symmetry of the RIXS process that yields a necessary condition for observing the excitations. In addition, we show that the orbital excitations are dispersionless within our experimental resolution.
Barnes, S. E.*; Aprili, M.*; Petkovi
, I.*; 前川 禎通
Superconductor Science and Technology, 24(2), p.024020_1 - 024020_6, 2011/02
被引用回数：11 パーセンタイル：44.51(Physics, Applied)We show experimentally and theoretically that there is a coupling via the Aharonov-Bohm phase between the order parameter of a ferromagnet and a singlet, s-wave, Josephson supercurrent. We have investigated the possibility of measuring the dispersion of such spin waves by varying the magnetic field applied in the plane of the junction and demonstrated the electromagnetic nature of the coupling by the observation of magnetic resonance side-bands to microwave induced Shapirosteps.
Cu
Ni
O石井 賢司; 池内 和彦*; Jarrige, I.; 水木 純一郎; 平賀 晴弘*; 山田 和芳*; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 遠藤 康夫*; et al.
Physica C, 470(Suppl.1), p.S155 - S157, 2010/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)Substitution of a specific element for a component is often used to elucidate its role in the superconductors. For a complete understanding of the substitution effect not only on the superconductivity but also on the electronic states, element-selective experiments are required. In this respect, resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) has proven to be a powerful experimental technique enabling element-selective diagnosis of charge excitations. By tuning the incident photon energy to a given absorption edge of the element, the excitations involving the element are resonantly enhanced. In addition, RIXS has the advantage that momentum dependence can be measured. Using RIXS, we have measured the electronic excitations at the substituting sites in LaCuNiO and LaNiCuO. Near the absorption edge of the substituting element, namely the Ni -edge for LaCuNiO and the Cu -edge for LaNiCuO, charge transfer excitations from the 2
level of neighboring oxygen to the upper Hubbard band of the substituted Ni/Cu are observed. Experimental spectra are qualitatively reproduced by a theoretical calculation based on a 
- model.
Cu
O
studied by resonant inelastic X-ray scattering吉田 雅洋; 石井 賢司; 池内 和彦*; Jarrige, I.; 村上 洋一*; 水木 純一郎; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; et al.
Physica C, 470(Suppl.1), p.S145 - S146, 2010/12
被引用回数：4 パーセンタイル：21.9(Physics, Applied)Sr
Ca
CuO (SCCO), which is composed of two-leg ladders and edge-sharing chains, is the first superconducting cuprate without CuO planes. By substituting Ca for Sr, holes are transferred from the chains to the ladders. It was recently shown that charge ordering (CO) along the leg direction in the ladder occurs at 
and the periodicity is five times the unit length along the c axis. In order to investigate the electronic excitations associated with the CO, we carried out resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiments for SCCO (
). Cu- RIXS can directly probe the momentum-dependent electronic excitations related to the Cu site, which are resonantly enhanced by tuning the incident photon energy to the Cu -edge. We measured the q dependence of the intraband excitations, which is associated with the dynamics of doped holes in the Zhang-Rice singlet band. The intensity is enhanced at the momentum 
corresponding to the periodicity of the CO in , while the temperature dependence of the enhancement is different for and 
. We discuss the relationship between our experimental results and the occurrence of the CO.
宇野 喜智; 金子 純一; 西谷 健夫; 前川 藤夫; 田中 照也; 柴田 泰生*; 池田 裕二郎; Khripunov, V.*; Walker, C. I.*; 海老澤 克之*; et al.
Fusion Engineering and Design, 56-57, p.895 - 898, 2001/10
被引用回数：8 パーセンタイル：52.3(Nuclear Science & Technology)循環水のD-T中性子による放射化反応を利用したITER用プラズマ診断中性子モニターの開発の一環として、原研FNSを用いて中性子束の絶対測定精度を検証する実験を行った。FNSに循環水ループを設置し、核融合炉の中性子場を模擬するためにSS-316/水遮蔽ブランケット模擬体系を使用し実験を行った。水とD-T中性子が反応して
O(n,p)N反応により生成するNが放出する
線をBGOシンチレータにより測定し、この計算値からO(n,p)N反応の断面積データ、MCNPコードにより計算した模擬体系中の中性子スペクトル及びBGOシンチレータの検出効率を用いて中性子発生量を求めた。結果は精度3%で校正された随伴
粒子モニターにより測定された中性子発生量と良い一致を示した。
島川 貴司*; 前川 勇*; 小川 博志*
JNC TJ9440 99-018, 77 Pages, 1999/03
高速炉実用炉には、安全性とともに経済性の向上が急務とされている。コストダウンに有効な高温構造設計上のアプローチとして、設計不確定因子の一つである熱過渡荷重評価法の合理化と、低温から高温まで一貫した高温低圧設計の確立が考えられる。こうした背景の下、日本機械学会に事業団幹事による「熱荷重による構造物損傷評価手法に関する研究会」が発足した。本研究では、熱流動部門と構造材料部門の共同テーマとして、サーマルストライピング、温度成層化および系統熱過渡を含む熱荷重から構造健全性に至る熱・流動・構造の統合解析評価技術の開発を進め、高速炉のプラントの最適化に反映させていくことを計画されている。本研究は、上記計画の一環として、「サーマルストライピングによるき裂進展に及ぼす影響因子」の調査を実施したものである。主な成果を以下に示す。(1)設計上の課題の整理現状設計を調査し、熱流動ならびに構造強度評価上の課題を整理した。熱流動上の課題としては、現状もっとも信頼性が高く、近い将来工業的に応用が可能と考えられているLES(Large Eddy Simulation)の開発と標準問題による検証を急ぐべきであることが挙げられる。構造強度評価上の課題としては、金属表面温度応答の予測精度の向上や、高サイクル疲労データの整備が挙げられる。(2)現状の高サイクル熱疲労評価法の課題整理サーマルストライピングによる高サイクル疲労ではき裂発生寿命が支配的となる。しかしながら現状データの蓄積は不十分な状態であり、混合10の9乗‐10の10乗回数の疲労データをひずみ制御下で取得していく必要がある。き裂進展評価では、下限界値近傍以下の挙動の取り扱いに関する知見が十分でなく、特にランダム荷重下での下限界値の存在の有無がき裂進展挙動に大きく影響する。(3)き裂進展に及ぼす因子の感度調査サーマルストライピングによるき裂進展評価に影響を及ぼす因子として、多軸応力、熱応力、ピークひずみ、ランダム荷重、微小き裂ならびに複数き裂の進展挙動について調査した。多軸応力、熱応力、ランダム荷重や微小き裂の影響は材料試験データ外挿に反映できる。また、き裂進展挙動に対する周波数の影響、平均応力の影響ならびに一次応力の影響についてモデル化し、感度解析を行った。温度応答スペクトルとき裂進展挙動の関連についての知見が得られ、今後の熱流動分野におけ
長渡 甲太郎*; 吉江 伸二*; 矢野 和隆*; 高田 孝*; 前川 勇*; 下田 貞之*
PNC TJ9055 96-003, 130 Pages, 1996/03
TOP、LOF等に伴う炉心崩壊事故について、液体金属冷却高速増殖炉の安全性評価を行うためには、燃料の破損限界、燃料溶融挙動、溶融燃料プール挙動、及び機械的放出エネルギー量の定量的把握が必要不可である。これらの現象を定量的に把握する手段は実機の使用状態に近い条件を模擬した炉内Naループによる実験であり、動力炉・核燃料開発事業団ではSERAPH計画の下に前記の条件を満たす試験体の概念検討に着手している。本報告書は、SERAPH試験体の中で最も過酷な熱的条件での実験を対象とした。
吉江 伸二*; 岩崎 守弘*; 前川 勇*
PNC TJ9055 95-006, 55 Pages, 1995/03
FBR蒸気発生器(SG)内で、万が一、ナトリウム-水反応事故により伝熱管が局所的に高温化すると、強度が急速に低下し破損するいわゆる「高温ラプチャ」が起こる可能性がある。そこでナトリウム-水反応時のリークジェットを火薬トーチにて模擬し、伝熱管内の蒸気流動条件をパラメトリックに変化させた試験を行うことで、高温ラプチャ挙動を把握し、以下の基礎的なデータを取得した。試験は、予備試験と本試験から成り、それぞれ以下の知見を得た。1.予備試験火薬トーチ燃焼確認のため、静特性試験を実施し、本試験における燃焼条件(ロケットチャンバー内圧約6kg/cm2・g、火炎持続時間約10sec)を設定した。2.本試験2.1 熱流束を算定するための中実棒を用いた試験伝熱管内面の温度履歴を計測しない他の試験の参考とすることを目的とし、管肉厚を貫流する熱量計算から、管外熱伝達率算定の基礎となるデータを得た。2.2 伝熱管内部流体としてN2ガスを封入した試験試験体外表面の温度は、最大650度で、火炎側とは180度反対の試験体外表面の温度は、500度であり周方向に150度の温度差を約20sec継続した。試験体は、破損しなかった。2.3 伝熱管内部流体として飽和蒸気を封入した試験試験体は、火炎温度立ち上がり後、約6.5secで台破損(ギロチン破断および大変形メクレ)した。火炎最大温度1200度、試験体外表面温度は、平均約1150度であった。2.4 伝熱管内部流体として飽和蒸気を流し、管内を冷却した試験直径約2mmの開口が生じた。2.3項に述べた試験の破損状況と比較して、伝熱管内の蒸気流による冷却効果が破損に与える影響は、顕著であることが確認できる貴重なデータを取得できた。以上の試験に基づき、実験により取得した試験体外表面を再現するような管外熱伝達率(oを汎用伝熱解析コードTRUMPを用いて解析し推定した結果、1000
5000kcal/m2hKであった。ナトリウム-水反応時のリークジェットの場合と比較してやや低めと予測されるものの同一オーダーであり、火薬トーチによる模擬性は、成立することが今回の実験で確認された。今後は、試験体内外面の1200度近傍の時間履歴を精度良く計測する必要のあることがわかった。
村松 寿晴; 前川 勇*
PNC TN9410 87-130, 156 Pages, 1987/08
単相多次元熱流動解析コード"AQUA"にFuzzy理論を用いた適応制御システムを導入した。この適応制御システムは、与えられた計算体系および境界条件の下で計算安定性、計算精度および計算時間の最適化を計るものである。操作対象は、時間刻み幅
tとSOR法を使用する上での加速係数
である。時間刻み幅tの最適化については、外部より設定固定して計算を美行した場合に比べ計算時および計算精度につきこれを上回る良好な結果が得られた。例えば、完全陰解法を用いた定常計算については、計算精度を保障しつつ計算時間が約2/3に短縮された。加速係数の最適化についても、外部より設定固定した場合あるいは固有値計算より求められた理論値に基づいて設定固定した場合と比較して、計算時間および収束性等につきこれらと同等あるいはこれらを上回る良好な結果が得られた。以上得られた如見から単相多次元熱流動解析コードの最適化に対しFuzzy理論を用いた適応制御系が有効であることが確認された。
村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*
PNC TN9520 87-013, 156 Pages, 1987/05
本報告書は、単相多次元熱流動解析コードAQUAのプログラム構成および変数の意味等を詳述したプログラム解説書である。AQUAは、米国ANLで開発された有限差分法による単相多次元熱流動解析コードCOMMIX-1Aをベースに整備改良を施した改良版であり、COMMIXのPNC版として位置付けられる。主な改良項目は、以下の通りである。① K-
2方程式乱流モデルの追加。② 高次差分法導入による高精度化。③ 圧力方程式解法の高速化。本書は、以上の改良項目を含めた形でコード無い処理概要を記し、以後の整備改良を効率良く実施できる様にしたものである。
村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*
PNC TN9520 87-012, 107 Pages, 1987/05
高速炉プラントにおける炉容器、あるいは大型機器内の多次元熱流動解析手法の確率を目的として単相次元熱流動解析コードAQUAを開発した。本コードは、1983年、米国アルゴンヌ国立研究所より導入したCOMMIX-1Aを基本に、実験検証ならびに大幅な数値計算法の改良・整備、機能の拡張、新たな機能の追加の結果を反映して、総合化された汎用多次元コードである。本コードの、COMMIX-1Aの無い主な特徴は次の通りである。① 対流項の離散化手法として、空間に2次の正確度をもつQUICK法、QUICK-FRAM法を採用した。この結果、従来より解の劣化の大きな原因となっていた数値拡散を防止することを可能にした。② 最も計算時間のかかる圧力に関するボアソン方程式の解法として、ICCG法を使用し、従来に比べ約2倍の高速化を達成した。③ 乱流モデルとしてk-2方程式モデルを採用し、解析精度、適用範囲の向上を計った。
村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*
PNC TN9520 87-011, 193 Pages, 1987/05
本報告書は、単相多次元熱流動解析コードAQUAの実行用入力データの作成方法およびAQUAより出力される解析結果を図形化するための図形処理プログラムについて記したものである。AQUAは、米国ANLで開発された有限差分法による単相多次元熱流動解析コードCOMMIX-1Aをベースに整備改良を施したPNC版である。したがって、AQUAを実行するための入力データの作成概念はCOMMIX-1Aのそれと同等であるが、新規に追加された機能に伴ない入力データを増している。本書は、改良項目により追加された入力データも含めた形で入力データの作成方法を記したものである。
松村 寿晴*; 前川 勇*; 佐藤 和二郎*
PNC TN9410 87-056, 139 Pages, 1987/03
炉上部プラグ貫通部でのカバーガスの上昇に伴なうFPガスの輸送現象を解析的に評価するため、質量輸送方程式を組んだ汎用多次元熱流動解析コードCOMMIX-PNCの質量輸送版(Ver.MT)を開発した。このVer.MTの検証が、濃度拡散基礎実験およびモックアップ実験を用いて実施された。濃度拡散基礎実験は、500㎜
500㎜50㎜の平行平板モデルの下面左端から水を流入し、右面上端から流出させるもので、混入物質は希薄なKC㍑が用いられた。実験モデル内各位置で計測された濃度結果との比較では、主流位置でのその挙動は良好な一致を示した。モックアップ実験を用いた検証は、実験シリーズのうち、プローダウン流量が0.05m3/min、0.02m3/minおよび0.10m3/minの3流量条件のケースを選定して実施した。0.05m3/min、0.10m3/nimのケースではアニュラス部へのXeの進入は計算されず、0.02m3/minのケースでは、アニュラス部上端までXeが上昇する結果が得られた。この解析結果は、実験結果と良く一致した。実機でのブローダウン効果については、解析の結果以下の点が明らかとなった。(1)定格ブローダウン条件では、FPガスのアニュラス部内への進入は全く認められなかった。(2)1/2定格ブローダウン条件では、FPガスが固定プラグ上部3905㎜まで上昇するが、その濃度はカバーガス中濃度の約10E-4%程度である。(3)定格ブローダウン中にブローダウンが停止した場合には、停止後1000秒でドアバルブ位置濃度はカバーガス中濃度の約13%まで上昇する。(4)モックアップ試験から得られたブローダウン効果評価式が実機体系においてもほぼ適用できることが確かめられた。
村松 寿晴; 前川 勇*; 二ノ方 寿
PNC TN9410 87-040, 58 Pages, 1987/03
単相3次元汎用熱流動解析コードCOMMIX-PNCにオプションとして組み込んだICCG法および直接解法につき、高速化の観点から以下の改良を施した。〔ICCG法〕 行列要素の配列内格納法の改訂〔直接解法〕 ウェーブ・フロント法の採用。これらの改良の結果、旧ICCG法および直接解法に比べ、それぞれ以下に示す高速化が実現された。スカラー演算 ベクトル演算〔ICCG法〕 1.89倍 1.27倍〔直接解法〕1.28倍 1.15倍。また、各解法を倍精度化することにより、定常解到達までのCPU時間を減少させることができる。その結果は、「もんじゅ」PLOHS解析につき単精度計算に比べ、ICCG法で1.4倍、SOR法で1.2倍、直接解法で1.1倍の加速である。以下に、各計算における各解法の適応性を示す。〔定常計算〕(1)セル数および条件数によらず定常解到達までのCPU時間はICCG法が最も短い。(2)相対変動Vmax/Vmaxが大きい間はICCG法が、また小さくなるとSOR法が質量バランスを短時間の計算で満足する。(3) 直接解法の優位性は、現在の所定常計算では見出されない。しかし、質量バランスを厳密に取る必要がある場合には有効である。〔過渡計算〕(1)過渡変化の激しい問題にはICCG法が最も有効であり、SOR法がこれに続く。
