Evaluation of thermal strain induced in components of NbSn strand during cooling

諏訪 友音*; 辺見 努*; 齊藤 徹*; 高橋 良和*; 小泉 徳潔*; Luzin, V.*; 鈴木 裕士; Harjo, S.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 28(3), p.6001104_1 - 6001104_4, 2018/04

https://doi.org/10.1109/TASC.2018.2793190

NbSn strands, whose properties are very sensitive to stress/strain, are utilized for ITER cable-in-conduit conductor (CICC) of the central solenoids. The NbSn strands experience temperature range of 1000 K from the temperature of the heat treatment with the initiation of the NbSn reaction to the operation temperature of 4 K. Due to this large temperature range, large thermal strain is induced in the NbSn filaments due to the differences between the coefficients of thermal expansion and Young's moduli of the components of the strand. Therefore, it is considered that initial performance of the CICC is influenced by the thermal strain on the NbSn, and it is important to evaluate the strain state of the NbSn strand at low temperature. In this study, the thermal strain of the components of free NbSn strand was measured by neutron diffraction and stress/strain state was assessed from room temperature to low temperature. As the results of diffraction measurements, it was found that 0.111 % and 0.209 % compressive strain were generated in NbSn filaments at 300 and 10 K, respectively.

Influence of heating method on size and morphology of metallic oxide powder synthesized from metallic nitrate solution

瀬川 智臣; 深澤 智典*; 山田 美一; 鈴木 政浩; 吉田 英人*; 福井 国博*

Proceedings of Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering 2015 (APCChE 2015), 8 Pages, 2015/09

https://search.informit.com.au/browsePublication;isbn=9781922107473;res=IELENG#241

核燃料再処理において、マイクロ波加熱脱硝法により硝酸プルトニウム・硝酸ウラニル混合溶液を酸化物粉末に転換している。模擬試料として硝酸銅水溶液を用い、マイクロ波加熱法および赤外線加熱法による酸化銅の合成を行い、昇温速度が粒子形態や粒径に及ぼす影響を評価した。各加熱法により得られた粒子の粒子形態は類似しており、昇温速度の増加に従い粒径が減少する傾向を示した。また、マイクロ波加熱法により得られた粒子は赤外線加熱法に比べて粒径が小さく、粒度分布がブロードになる等の特徴を有することを確認した。マイクロ波照射時に試料に発生する温度分布と粒度分布との関係性について、数値シミュレーションによる検討を行った。

Superdeformation in S

郷 慎太郎*; 井手口 栄治*; 横山 輪*; 小林 幹*; 木佐森 慶一*; 高木 基伸*; 宮 裕之*; 大田 晋輔*; 道正 新一郎*; 下浦 享*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 6, p.030005_1 - 030005_4, 2015/06

https://doi.org/10.7566/JPSCP.6.030005

The high-spin states in S were investigated at Tandem-ALTO facility in Institut de Physique Nuclaire d'Orsay The Mg(O, 21n)S fusion evaporation reaction was used to populate high-spin states in S. The germanium -ray detector array ORGAM was employed to measure rays from high-spin states and charged particles evaporated from the compound nuclei were detected by a segmented silicon detector, Si-Ball. A level scheme for S was deduced based on the gamma-gamma-coincidence analysis and -ray angular correlation analysis. The half-life of the transition in the superdeformed band was estimated by measuring the residual Doppler shift. The deduced half-life shows the large collectivity of the band.

Sputtering of SiN films by 540 keV C ions observed using high-resolution Rutherford backscattering spectroscopy

中嶋 薫*; 森田 陽亮*; 北山 巧*; 鈴木 基史*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 辻本 将彦*; 磯田 正二*; 藤居 義和*; 木村 健二*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.117 - 121, 2014/08

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2014.02.042

Our previous observation that an impact of sub-MeV C ion makes an ion track in a thin amorphous silicon nitride (a-SiN) film suggests emission of thousands of atoms from the cylindrical region. Sputtering yields of a-SiN films by C ions were evaluated in order to confirm this observation. A-SiN films deposited on Si(001) were irradiated with 540-keV C ions at fluences from 2.510 to 110 ions/cm. The compositional depth profiles of the irradiated samples were measured with high-resolution Rutherford backscattering spectroscopy, and the sputtering yields were estimated at 3900 500 N atoms/ion and 1500 1000 Si atoms/ion. The sputtering yield of N was two orders of magnitude larger than the elastic sputtering yield by the SRIM code or than the measured electronic sputtering yield of a-SiN by 50-MeV Cu ions previously reported. Such a large sputtering yield cannot be explained either by the elastic sputtering or by the electronic sputtering. However, an estimation of the synergistic effect based on the inelastic thermal spike model roughly explains the observed large sputtering yield, indicating that the synergistic effect of the nuclear and electronic stopping powers plays an important role.

Observation of the partial Fermi surface quenching in the noncentrosymmetric superconductor MoAlC

小山 岳秀*; 尾崎 穣*; 上田 光一*; 水戸 毅*; 小原 孝夫*; 和氣 剛*; 田畑 吉計*; 道岡 千城*; 吉村 一良*; 鈴木 通人; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 81(Suppl.B), p.SB008_1 - SB008_5, 2012/12

https://doi.org/10.1143/JPSJS.81SB.SB008

最近、結晶構造においてある空間軸に対して反転対称を示さない超伝導体の超伝導相が奇妙な性質を示すことから盛んにその起源やその物性を明らかにすべく盛んに研究が行われている。本論文では、反転対称性の欠如した超伝導体MoAlCについて、正常相において実施されたAl-NMRと比熱測定の結果を報告する。本研究によって観測された核スピンエコーのピークの変化から、超伝導転移温度より高温で相転移が起こっていることが明らかとなり、また、スピン-格子緩和時間の変化から相転移後に伝導電子密度が減少していることを観測した。さらに、第一原理計算によって電子状態の詳細な解析を行うことで正常状態を不安定化するフェルミ面ネスティングの存在を明らかにし、新規秩序相発現機構との関連性を議論した。なお、本研究の成果は、物質の高精度な物性予測を実現するための計算手法の開発の一環として実施されており、原子力物性材料研究の進展にも寄与する成果である。

Partial gap opening on the Fermi surface of the noncentrosymmetric superconductor MoAlC

小山 岳秀*; 尾崎 穣*; 上田 光一*; 水戸 毅*; 小原 孝夫*; 和気 剛*; 田畑 吉計*; 道岡 千城*; 吉村 一良*; 鈴木 通人; et al.

Physical Review B, 84(21), p.212501_1 - 212501_4, 2011/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.84.212501

低温で電荷密度波(CDW)転移を起こす遷移金属化合物の中には、CDW相においてさらに超伝導転移を起こす物質があることが知られているが、理論的にはこれら2つの相は競合関係にあるため、その発現機構は単純ではなく、高い関心を集めている。本論文発表では、実際、遷移金属化合物MoAlCは9Kという低温で超伝導転移を起こすことが知られているが、兵庫県立大学のNMR実験グループを中心に行われたAl-NMRにおける緩和時間の測定や比熱の測定の結果に基づくと、130K付近でCDW転移と考えられる相転移が発現し、さらに、その相転移によって状態密度が大きく減少することを見いだした。また、第一原理計算によって計算された正常相のフェルミ面構造から、CDW不安定性を引き起こすと考えられるネスティング機構とCDW転移に伴うフェルミ面消失を議論した。この研究成果により、遷移金属化合物におけるCDW・超伝導競合状態に関する研究が大きく進展すると考えられ、超伝導の新しい発現機構の解明に繋がる一方、こうした知見を蓄積することで、原子力分野での物質材料研究の新たな側面の開拓も可能になる。

プルトニウム燃料第二開発室の廃止措置について

家村 圭輔; 中井 宏二; 綿引 政俊; 北村 哲浩; 鈴木 一敬; 青木 義一

デコミッショニング技報, (43), p.2 - 9, 2011/03

http://www.randec.or.jp/publish/documents/gihou/Decommissioning%20gihou_43.pdf

プルトニウム燃料第二開発室は、燃料製造施設としての役割を終了し、初期の目的を達成した。現在は、施設を廃止措置していくため、燃料製造等で発生したスクラップなどの施設内に残っている残存核燃料物質を有効活用するための処理作業等を進めている。一方、当該施設は高経年化により、建屋付帯設備や燃料製造工程設備グローブボックスの老朽化が進行しており、施設の保安レベルを維持させるため順次撤去可能な設備から撤去を行う必要がある。この際、解体廃棄物は廃棄体化処理施設が整備されるまで、施設内に保管廃棄し、その後払い出し、施設内に汚染がないことを確認して、最終的に建屋を解体する予定である。

IFMIF加速器のプロトタイプ建設の意義と目標課題

杉本 昌義; Garin, P.*; Vermare, C.*; 設楽 弘之; 木村 晴行; 鈴木 寛光; 大平 茂; 奥村 義和; Mosnier, A.*; Facco, A.*; et al.

加速器, 7(2), p.110 - 118, 2010/07

http://ci.nii.ac.jp/naid/40017253050

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は核融合材料開発のための加速器型中性子源である。2007年6月より始まったIFMIFの工学実証工学設計活動(EVEDA)では40MeV, 125mAの重陽子加速実現のための原型加速器を青森県六ヶ所村に建設中である。原型機は超電導加速器の初段部までをつくり、9MeV, 125mAの運転を実現するのが目標である。その主な技術仕様や大電流加速器の課題を述べるとともに、原型機運転において期待される成果を概説する。

Issues to be verified by IFMIF prototype accelerator for engineering validation

杉本 昌義; 今井 剛; 奥村 義和; 中山 光一*; 鈴木 昌平*; 三枝 幹雄*

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1691 - 1695, 2002/12

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(02)01023-1

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は核融合炉用材料開発のための加速器ベースの強力中性子源である。施設には2台の加速器があり、それぞれ最大40MeV/125mAの重陽子ビームを発生する。過去に350MHzにおける7MeV/100mAの陽子加速に成功した例はあるものの、IFMIF仕様の175MHz重陽子加速を実証することが重要であり、次期フェーズの技術実証期間において基本性能を実証する予定である。特に重要な設計パラメータである加速器間のビーム受け渡しエネルギーや高周波源特性等はプロトタイプ用に最適化する必要がある。このようなプロトタイプ設計に必要な基本要素技術(イオン源,FQへのビーム整合,高周波システム要素等)について現在、実施中の試験について目標と現状を述べるとともに、日本から提案中のプロトタイプの概念構成を示す。

Steering of H ion beamlet by aperture displacement

井上 多加志; 鈴木 靖生*; 宮本 賢治; 奥村 義和

JAERI-Tech 2000-051, 16 Pages, 2000/09

JAERI-Tech-2000-051.pdf:2.27MB

核融合実験炉用中性粒子入射装置(NBI)では、大面積から発生する負イオンビームを集束するとともに、引き出し部での電子抑制磁場によるビーム偏向を補正することが必要となる。本報告は、上記ビーム集束と磁場偏向の補正を孔変位によるビーム偏向で行うための基礎研究結果をまとめたものである。4枚の電極からなる引き出し部・加速器内の電極孔を意図的に変位させることにより、エネルギー50keVまでのHイオンビームを偏向した。電子抑制電極及び設置電極に孔変位を設けることにより良好な偏向特性が得られ、多孔大面積加速器から発生する負イオンビームの集束に適することが判明した。さらに孔変位によるビーム偏向が引き出し部内の磁場の方向に依存しないことを確認し、磁場によって偏向されたビームの軌道補正にも孔変位によるビーム偏向が適用可能であることを明らかにした。