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山中 謙太*; 黒田 あす美*; 伊藤 美優*; 森 真奈美*; Bian, H.*; 菖蒲 敬久; 佐藤 茂男*; 千葉 明彦*
Additive Manufacturing, 37, p.101678_1 - 101678_12, 2021/01
被引用回数：23 パーセンタイル：86.72(Engineering, Manufacturing)Ti-6Al-4V alloy is widely used in aerospace and biomedical industries, and its preparation using additive manufacturing techniques has recently attracted considerable attention. Herein, the dislocation structures developed during electron beam and laser beam powder-bed fusion (EB-PBF and LB-PBF, respectively) of the Ti-6Al-4V alloy were quantitatively examined via XRD line profile analysis. Accordingly, a higher dislocation density and finer crystallite size were observed at the top cross-section from the XRD line profile analysis, suggesting that the extent of phase decomposition depended on the duration of the exposure to the elevated temperature. Nonetheless, the saturated dislocation density was as high as 10
m
, where dislocation strengthening affected the overall strength of the EB-PBF specimen. Diffraction peaks of sufficient intensity that enabled the analysis of the dislocation structures in both the 
(')-matrix and the nanosized beta-phase precipitates at the (')-laths were obtained under high-energy synchrotron radiation; this revealed that the beta-phase had a much higher dislocation density than the surrounding (')-matrix. The enhanced dislocation accumulation in the nanosized 
-phase precipitates probably reflects the elemental partitioning that occurred during post-solidification cooling. The valuable insights provided in this study are expected to promote further development of alloy preparation using additive manufacturing processes.
-to-
martensitic transformation of biomedical Co-Cr-Mo alloys by introducing parent phase lattice defects森 真奈美*; 山中 謙太*; 佐藤 茂男*; 椿 真貴*; 佐藤 こずえ*; 熊谷 正芳*; 今福 宗行*; 菖蒲 敬久; 千葉 明彦*
Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, 90, p.523 - 529, 2019/02
被引用回数：19 パーセンタイル：71.16(Engineering, Biomedical)In this study, we examined the effect of pre-existing dislocation structures in a face-centered cubic gamma-phase on strain-induced martensitic transformation (SIMT) to produce a hexagonal close-packed epsilon-phase in a hot-rolled biomedical Co-Cr-Mo alloy. The as-rolled microstructure was characterized by numerous dislocations as well as stacking faults and deformation twins. SIMT occurred just after macroscopic yielding in tensile deformation. Using synchrotron X-ray diffraction line-profile analysis, we successfully captured the nucleation of epsilon-martensite during tensile deformation in terms of structural evolution in the surrounding gamma-matrix: many dislocations that were introduced into the gamma-matrix during the hot-rolling process were consumed to produce epsilon-martensite, together with strong interactions between dislocations in the gamma-matrix. As a result, the SIMT behavior during tensile deformation was accelerated through the consumption of these lattice defects, and the nucleation sites for the SIMT epsilon-phase transformed into intergranular regions upon hot rolling. Consequently, the hot-rolled Co-Cr-Mo alloy simultaneously exhibited an enhanced strain hardening and a high yield strength. The results of this study suggest the possibility of a novel approach for controlling the to SIMT behavior, and ultimately, the performance of the alloy in service by manipulating the initial dislocation structures.
-martensite as an intermediate phase during the strain-induced transformation of SUS304 stainless steel秦野 正治*; 久保田 佳基*; 菖蒲 敬久; 森 茂生*
Philosophical Magazine Letters, 96(6), p.220 - 227, 2016/06
被引用回数：7 パーセンタイル：35.46(Materials Science, Multidisciplinary)さびにくい鉄鋼材料として原子炉シュラウドをはじめ最も実用材料として使用されているステンレス鋼SUS304の加工誘起マルテンサイト変態における中間相として六方晶相が出現することを明らかにした。SUS304に応力を加えると結晶構造が変わり、強度や延性が向上することが知られているが、機械的性質のさらなる向上のためには、この相変態のプロセスを解明することが大変重要である。本研究ではSPring-8の高輝度放射光を用いることにより、「室温において」今までないとされてきた中間相とその応力依存性を観測、さらに、ローレンツ透過電子顕微鏡観察により、結晶粒界面に生成した中間相を介して新しい相に変態する全く別のプロセスの存在を明らかにした。
政木 清孝*; 亀島 洋平*; 久森 紀之*; 佐野 雄二*; 秋田 貢一; 菖蒲 敬久
材料, 62(5), p.297 - 304, 2013/05
+型チタン合金(Ti-6Al-4V)の回転曲げ疲労特性に及ぼすレーザピーニング処理の影響を調査するため、回転曲げ疲労試験を実施した。ピーニング効果を調査したところ、表面近傍の硬さ向上と表面近傍の高い圧縮残留応力が認められた。しかし、疲労特性は改善できなかった。この理由として、表面粗さによる切欠き効果の影響が考えられたため、研磨により表面粗さを低減した試験片で疲労試験を行った。しかし、依然として疲労特性は改善されなかった。この理由は、相
'の加工誘起変態と、HCP構造に起因する引張特性と圧縮特性の大きな相違の影響と考えられ、さらなる調査が必要である。
城 隆久; 後藤 健博; 矢吹 健太郎; 池上 和律; 宮川 高行; 毛利 哲也; 久保 篤彦; 北野 彰洋; 中川 浩樹; 川村 義明; et al.
JAEA-Technology 2010-052, 84 Pages, 2011/03
JAEA-Technology-2010-052.pdf:17.14MB
高速増殖原型炉もんじゅは、平成7年12月に発生した2次主冷却系ナトリウム漏えい事故後、運転を停止していたが、平成22年5月6日に14年5か月ぶりに性能試験を再開した。性能試験は、3段階に分けて実施していく計画であり、その最初の段階の炉心確認試験を78日間に渡って実施し、同年7月22日に終了した。炉心確認試験は、制御棒価値,プラント内外の空間線量当量率,冷却材やカバーガスの純度確認及び1次主冷却系循環ポンプのコーストダウン特性を測定する試験等、合計20項目の試験で構成される。平成22年5月8日に臨界を達成、長期停止・燃料交換後炉心でも十分な精度で臨界予測が可能であることを実証した後、国の使用前検査により安全上の技術基準を満足していることを確認した。その後、研究開発を目的とした試験を行い、おもに零出力炉物理特性(特に、Am-241を多く含む炉心の特性)の把握に資するデータを収集した。また、日本原子力学会を通じて大学等から提案のあった未臨界度の測定法を検討するための試験も実施するとともに、中性子計装の健全性確認のための測定や核出力校正の確認、1次主冷却系循環ポンプコーストダウン特性確認等を実施した。
高瀬 和之; 菖蒲 敬久; 月森 和之; 村松 壽晴
Proceedings of 2010 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '10) (CD-ROM), p.1725 - 1732, 2010/06
原子炉本体やその付帯設備等の健全性を確保する補修技術の確立を目的として、3次元微細加工が可能なレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発が行われている。この開発の一環として、金属材料溶接技術の最適化を目指し、レーザー照射による金属材料の溶融凝固現象を数値シミュレーションによって定量評価する手法の開発を次世代部門と協力して行っている。本報では、平均径40ミクロンの超微細な金属パウダーがレーザー照射によって溶融する過程、並びにレーザー照射終了後に次第に凝固する過程を数値シミュレーションによって評価した結果を報告する。予測結果は共同研究者らが実施したレーザー溶接の実験結果の傾向をよく模擬しており、金属材料溶接シミュレーションの実現に向けて高い可能性を示すことができた。
高瀬 和之; 村松 壽晴; 菖蒲 敬久; 月森 和之
Proceedings of 2009 ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition (IMECE 2009) (CD-ROM), 2 Pages, 2009/11
原子炉本体やその付帯設備等の健全性を確保する補修技術の確立を目的として、3次元微細加工が可能なレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発が行われている。この開発の一環として、金属材料溶接技術の最適化を目指し、レーザー照射による金属の溶融挙動を計算機によるシミュレーションによって定量評価する手法の開発を次世代部門と協力して行っている。本報では、対象とする金属の融点,凝固点及び溶融潜熱をもとに構築した溶融モデルを使って予備解析を行い、溶融過程シミュレーションの可能性について検討した結果について報告する。シミュレーションによって予測した金属の溶融挙動はレーザー溶接の実験結果の傾向をよく模擬しており、金属材料溶融過程シミュレーションの実現に向けて見通しを得ることができた。
高瀬 和之; 菖蒲 敬久; 月森 和之; 村松 壽晴
可視化情報学会誌, 29(Suppl.2), p.113 - 114, 2009/10
ナトリウム冷却高速増殖炉の蒸気発生器伝熱管等の健全性を確保する補修技術を確立するため、3次元微細加工が可能なファイバーレーザーを利用した金属材料溶接技術の開発を実施中である。この開発の一環として、将来の金属材料溶接技術の最適化を目指して、ファイバーレーザー照射時の微細金属粉の溶融挙動の定量評価を数値シミュレーションによって可能にする手法の開発を行っている。本報では予備的に実施した溶融挙動シミュレーションの結果について報告する。本研究によって、レーザー照射による溶接技術最適化のための数値シミュレーション技術の実現に対して見通しを得ることができた。また、定量的な評価には金属粉の熱物性値やレーザー光の減衰特性などを正確に把握する必要がある等の課題を明らかにできた。
飛田 健次; 西尾 敏; 榎枝 幹男; 川島 寿人; 栗田 源一; 谷川 博康; 中村 博文; 本多 充; 斎藤 愛*; 佐藤 聡; et al.
Nuclear Fusion, 49(7), p.075029_1 - 075029_10, 2009/07
被引用回数：137 パーセンタイル：97.72(Physics, Fluids & Plasmas)最近の核融合原型炉SlimCSに関する設計研究では、おもに、ブランケット,ダイバータ,材料,保守を含む炉構造の検討に重点を置いている。この設計研究における炉構造の基本的考え方とそれに関連する課題を報告する。楕円度のついたプラズマの安定化と高ベータ化のため、セクター大の導体シェルを交換ブランケットと固定ブランケット間に設置する構造とした。また、ブランケットには、加圧水冷却,固体増殖材を採用することとした。従来の原型炉設計で検討していた超臨界水冷却を利用するブランケット概念に比べ、トリチウム自給を満足するブランケット概念の選択肢はかなり絞られる。ダイバータ技術やその材料について考慮すると、原型炉のダイバータ板での熱流束上限は8MW/m
以下とすべきであり、これは原型炉で取り扱うパワー(すなわち、アルファ加熱パワーと電流駆動パワーの和)に対して大きな制約となりうる。
清水 宣明*; 大上 厚志*; 大槻 貴博*; 森 隆久*; 山口 華代*; 中村 孝子*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 星野 洪郎*
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 105, 2007/02
In this study, we show that heavy ion irradiation at low doses has enhancing effects on the susceptibility of NP-2/CD4/CCR5 cells to HIV-1. This enhancing effect was specifically detected when the cells were irradiated with heavy ion but not with UV-C and X-ray. Enhancement of HIV-1 infection may be accomplished by up-regulation of viral incorporation into the cells or reverse-transcription of the viral genomic RNA. Thus, heavy-ion irradiation will be a useful tool to analyze the mechanism of HIV-1 infection in human cells.
朝倉 伸幸; 加藤 隆子*; 仲野 友英; 高村 秀一*; 田辺 哲朗*; 飯尾 俊二*; 中島 徳嘉*; 小野 靖*; 小関 隆久; 武智 学; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 82(7), p.448 - 450, 2006/07
2006年の1月から4月にかけて開催されたITPA(国際トカマク物理活動)の7つのトピカル物理グループ(「スクレイプオフ層及びダイバータ物理」,「MHD」,「周辺及びペデスタルの物理」,「定常運転」,「計測」,「輸送物理」,「閉じ込めデータベースとモデリング」)の会合に関する報告である。7つの会合を合わせて、原子力機構から担当委員12名が参加するとともに、委員外4名が発表を行った。磁場リップル低減のためのフェライト鋼装着後のプラズマ性能の向上等のJT-60の実験結果が報告された。
伊藤 敬輔; 川原 啓孝; 森 健郎; 城 隆久; 有吉 昌彦; 礒崎 和則
JNC TN9410 2005-008, 267 Pages, 2005/03
JNC-TN9410-2005-008.pdf:108.4MB
MK-Ⅲ冷却系を安定に制御できる制御定数の確認、及びプラントへ実際に外乱を印加した場合の安定性の確認を行うため、原子炉冷却材温度制御系の制御特性試験を実施した。本制御特性試験は、M系列試験、主冷却器出口温度変化応答試験及び制御棒小引抜・挿入応答試験の3項目で構成している。試験の結果、冷却材温度制御系の主送風機ベーン開度制御範囲におけるPI定数は、比例ゲイン0.36
1.12(MK-Ⅱの約1/2)、積分定数80秒が最適であることが確認できた。このPI定数に対する制御系のゲイン余裕は719dBであった。
河野 康則; 川端 一男*; 草間 義紀; 笹尾 真実子*; 杉江 達夫; 間瀬 淳*; 朝倉 伸幸; 加藤 隆子*; 高村 秀一*; 田辺 哲朗*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 81(2), p.128 - 130, 2005/02
2004年の秋季に、ITPA(国際トカマク物理活動)に関する7つの会合が開催された。「計測」グループ会合は10月に中国で行われたが、その他の6つのグループ(スクレイプオフ層及びダイバータ物理,輸送物理,閉じ込めデータベースとモデリング,定常運転,MHD・ディスラプション・制御,周辺及びペデスタルの物理)会合は第20回IAEA核融合エネルギー会議(2004年11月1日6日,ポルトガル,ヴィラモウラ)の翌週にリスボンのリスボン工科大学に集中して開かれた。調整委員会議長の提案で開催された全体会合をはじめ、トピカルグループの合同会合も多数開かれ、国際装置間比較実験の結果報告と活発な議論が行われた。ITPA及び国際装置間比較実験へ日本側から多くの継続した寄与が望まれることから、本会合では初めて核融合フォーラムから滞在費・旅費の補助が大学及び研究機関の研究者9名に対し行われ、各グループの重要課題の解決及び国際研究活動の進展に貢献した。2005年の会合予定も併せて示した。
岩田 耕司; 月森 和之; 千葉 隆久*; 酒井 新吉*; 上野 睦郎*; 坂井 哲也*; 酒井 光*
JNC TN9520 2003-006, 569 Pages, 2003/09
JNC-TN9520-2003-006.pdf:9.55MB
本解析例題書は、汎用非線形構造解析システムFINAS (Finite Element Nonlinear Structural Analysis System)による各種解析例を収録したものである。解析例題書は基礎編と応用編に分かれており、基礎編は解析タイプごとに理論解等の参照解がある基本的例題を、応用編はより複雑で実際的な例題を取り上げている。各例題は、初心者でも追計算が可能なように、できる限り全入力データリストと主要結果を載せるようにした。なお、ここでの解析はすべてFINAS Version 13.0により実行したものである。
鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.
Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09
被引用回数：34 パーセンタイル：48.48(Nuclear Science & Technology)JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。
永島 圭介; 菊池 満; 栗田 源一; 小関 隆久; 青柳 哲雄; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 久保 博孝; 毛利 憲介*; 中川 勝二*; et al.
Fusion Engineering and Design, 36(2-3), p.325 - 342, 1997/05
被引用回数：1 パーセンタイル：14.48(Nuclear Science & Technology)JT-60SU(定常炉心試験装置)の基本設計パラメータについて報告する論文である。本装置はプラズマ電流10MAで、主半径4.8mの非円形ダイバータトカマクであり、コイルには超電導コイルを用い、高パワーの加熱・電流駆動により、定常運転をめざした研究開発を行う。さらに、断面形状と電流分布制御によりトカマクの先進的研究を行う。また、高パワーのDD反応により発生するトカマクの除去・処理を行う。
永島 圭介; 菊池 満; 栗田 源一; 小関 隆久; 青柳 哲雄; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 久保 博孝; 森 活春*; 中川 勝二*; et al.
Fusion Engineering and Design, 36(2-3), p.325 - 342, 1997/00
定常炉心試験装置(JT-60SU)は、定常トカマク炉の開発及び国際熱核融合炉(ITER)の補完的役割を担ったJT-60の後継装置である。本装置の主要パラメータは、最大プラズマ電流10MA、主半径4.8mであり、ビームエネルギーが750keVの中性粒子入射によりプラズマの加熱及び電流駆動を行う。プラズマ電流5MAでの高密度定常運転が可能であり、この時の自発電流率は約50%である。より高い自発電流率での運転を実現するためには、グリーンワルド限界を超えた高密度での安定な放電を得る必要がある。また、低トロイダルモード数の理想MHD不安定性及びバルーニング不安定性の解析から、規格化ベータ値として3程度までの運転が可能である。
小出 芳彦; 滝塚 知典; 竹治 智; 石田 真一; 菊池 満; 鎌田 裕; 小関 隆久; 閨谷 譲; 白井 浩; 森 雅博; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 38(7), p.1011 - 1022, 1996/07
被引用回数：62 パーセンタイル：85.35(Physics, Fluids & Plasmas)内部輸送障壁の特性を調べ、以下の知見を得た。1)イオン温度とトロイダル回転速度がともに急峻な勾配を示す領域がプラズマ中心部から外側へ伝搬し、その層の厚さが3cm程度であることがわかった。2)内部輸送障壁は熱伝導の改善だけではなく、粒子輸送も改善することがわかった。3)内部輸送障壁の発生に要する加熱閾値が電子密度とともに増加し、トロイダル磁場強度への依存性は弱いことがわかった。4)内部輸送障壁は従来過渡的にしか得られなかったが、やや低い加熱入力のもとでは、エネルギー閉込め時間と同程度の間、内部輸送障壁が維持されることがわかった。5)内部輸送障壁に局在する緩和振動を観測し、その特性がELMとは異なる可能性を示唆するデータを得た。
鎌田 裕; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 内藤 磨; 小関 隆久; 河野 康則; 芳野 隆治; 久保 博孝; 藤田 隆明; 石田 真一; et al.
IAEA-CN-60/A5-5, 0, p.651 - 661, 1995/00
電流分布と圧力分布の最適化によって、ELMのあるHモード(ELMy Hモード)におけるプラズマの総合性能が大きく進歩した。n
Ti(0)=4-5
10
m
skeVの高核融合積状態を最長で1.5秒維持することに成功した。また、ブートストラップ電流とNB駆動電流の和により、I
=0.5MA~1MAでの完全電流駆動を達成すると同時に、規格化ベータ値~2.8-3.2、ポロイダルベータ値2.6~3及び閉じ込め改善度=2~2.5を維持することに成功した。これらの成果は、MHD安定性の向上によるものである。
and high- values in JT-60U鎌田 裕; 牛草 健吉; 内藤 磨; 閨谷 譲; 小関 隆久; 飛田 健次; 石田 真一; 芳野 隆治; 菊池 満; 森 雅博; et al.
Nuclear Fusion, 34(12), p.1605 - 1618, 1994/00
被引用回数：48 パーセンタイル：79.75(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60Uにおいて、電流分布のピーク化及び圧力分布の平坦化により、ベータ限界が大幅に上昇した。さらに、定常化性能を向上することに成功し、ELMのある準定常Hモードにて、~2.5-3、~2.5-3.1、H-factor~1.8-2.2を得た。この状態は、約1秒間続き、この間、ブートストラップ電流(60%)とNB駆動電流(40%)の完全電流駆動を達成した。この時プラズマ電流0.5MA、トロイダル磁場1.5Tである。
