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論文

High spatial resolution neutron transmission imaging using a superconducting two-dimensional detector

宍戸 寛明*; 西村 和真*; Vu, TheDang*; 相澤 一也; 小嶋 健児*; 小山 富男*; 及川 健一; 原田 正英; 奥 隆之; 曽山 和彦; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 31(9), p.2400505_1 - 2400505_5, 2021/12

https://doi.org/10.1109/TASC.2021.3111396
 被引用回数：0 パーセンタイル：0(Engineering, Electrical & Electronic)

中性子イメージングは、重金属に対する高透過性、軽元素に対する高感度、同位体と中性子との特異な核反応による同位体選択性などの中性子ビームの特徴を活かした非破壊検査の有力な手段の一つである。本研究では、超伝導検出器である電流バイアス運動インダクタンス検出器(CB-KID)を用いて、パルス中性子源を用いた飛行時間法による波長分解中性子イメージングを行った。遅延時間型CB-KIDを用いて、GdAl$$_{3}$$単結晶を成長させたGd-Al合金試料の中性子透過像を取得した。その結果、単結晶はAl-Gd合金全体に渡って、形状,分布ともに良好に観察することができた。また、中性子の波長0.03nm以上でGdによる特徴的な中性子の吸収を確認した。さらに、15$$mu$$m$$ times$$ 12$$mu$$mという限られた検出面で、同位体と中性子の核反応によって生じる$$^{155}$$Gd共鳴ディップを観測することができた。また、$$^{155}$$Gdの共鳴ディップを用いてGd選択的イメージングを行ったところ、中性子の波長幅が1pmという限られた範囲で、明確なGd核の元素選択イメージング像を取得することに成功した。

論文

Initial oxidation kinetics of Si(113)-(3$$times$$2) investigated using supersonic seeded molecular beams

大野 真也*; 田中 一馬*; 小玉 開*; 田中 正俊*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿*

Surface Science, 697, p.121600_1 - 121600_6, 2020/07

https://doi.org/10.1016/j.susc.2020.121600
 被引用回数：1 パーセンタイル：6.04(Chemistry, Physical)

放射光高分解能光電子分光法によってシリコン(113)表面の初期酸化を調べた。本研究では、Si2pとO1s光電子スペクトルから酸化物の厚さおよび組成を評価するとともにSiO$$_{2}$$/Si界面のひずみを評価した。Si2pから酸化成分(Si$$^{1+}$$, Si$$^{2+}$$, Si$$^{3+}$$, Si$$^{4+}$$)を分析した。また、O1sスペクトルは、低結合エネルギー成分(LBC)および高結合エネルギー成分(HBC)に分離された。非熱酸化プロセスを調べるために、並進運動エネルギー($$E_{rm t}$$)を高めることが可能な超音速シード分子ビーム(SSMB)を使った。酸化物の品質と酸化速度が、$$E_{rm t}$$を変えることで大きく変わることが明らかになった。

論文

Experimental study of Gamow-Teller transitions via the high-energy-resolution $$^{18}$$O($$^3$$He,$$t$$)$$^{18}$$F reaction; Identification of the low-energy "super" -Gamow-Teller state

藤田 浩彦*; 藤田 佳孝*; 宇都野 穣; 吉田 賢市*; 足立 竜也*; Algora, A.*; Csatl$'o$s, M.*; Deaven, J. M.*; Estevez-Aguado, E.*; Guess, C. J.*; et al.

Physical Review C, 100(3), p.034618_1 - 034618_13, 2019/09

AA2019-0318.pdf:1.1MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.034618
 被引用回数：12 パーセンタイル：77.09(Physics, Nuclear)

大阪大学のリングサイクロトロンにて$$^{18}$$O($$^3$$He,$$t$$)$$^{18}$$F反応実験を行い、その荷電交換反応の断面積から、$$^{18}textrm{O}to^{18}textrm{F}$$のガモフテラー遷移分布$$B(textrm{GT})$$の励起エネルギー分布を測定した。その結果、$$^{18}$$Fの基底状態への$$B(textrm{GT})$$が3.1と非常に大きく、その他の励起状態への遷移強度は小さいことがわかった。この実験結果を大規模殻模型計算や乱雑位相近似計算と比較し、基底状態への強い遷移が理論計算によってよく説明されることがわかった。

論文

Completion of solidification and stabilization for Pu nitrate solution to reduce potential risks at Tokai Reprocessing Plant

向 泰宣; 中道 英男; 小林 大輔; 西村 和明; 藤咲 栄; 田中 秀樹; 磯前 日出海; 中村 仁宣; 栗田 勉; 飯田 正義*; et al.

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 8 Pages, 2017/04

東海再処理工場では、2007年の運転以降、長期間、プルトニウムを溶液の状態で貯蔵している。硝酸Pu溶液は、全電源喪失時に水素爆発や沸騰に伴う事故により放射性物質を施設外に放出するリスクがあり、2011年の東日本大震災以降、原子力機構は硝酸Pu溶液貯蔵時の潜在的なリスクについて評価を実施し、2013年に貯蔵中の硝酸Pu溶液(約640kgPu)の潜在的なリスクを低減するため、当該溶液をMOX粉末に転換し、固化・安定化を図ることを目的としたプルトニウム転換技術開発施設(PCDF)の運転を計画した。PCDFの運転をリスク低減化活動の一環として新規制基準の適用を受けずに実施するため、緊急安全対策等の原子力安全に係る必要な対策を実施し、原子力規制委員会より運転実施の了解が得られた。その結果、PCDFの運転を2014年の4月28日から開始し、2016年8月3日に約2年間の処理運転を計画通り無事に完遂した。

論文

Antiferromagnetic order of the Co$$^{2+}$$ high-spin state with a large orbital angular momentum in La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$

岡本 淳*; 中尾 裕則*; 山崎 裕一*; 和達 大樹*; 田中 新*; 久保田 正人; 堀金 和正*; 村上 洋一*; 山田 和芳*

Journal of the Physical Society of Japan, 83(4), p.044705_1 - 044705_6, 2014/04

https://doi.org/10.7566/JPSJ.83.044705
 被引用回数：9 パーセンタイル：55.36(Physics, Multidisciplinary)

The antiferromagnetic insulator La$$_{1.5}$$Ca$$_{0.5}$$CoO$$_{4}$$ has been investigated by Co L$$_{2,3}$$-edge and O K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS) measurements and Co L$$_{2,3}$$-edge resonant soft X-ray magnetic scattering (RXMS)measurement to determine the Co electronic structures associated with magnetic ordering. Co L$$_{2,3}$$-edge linear-dichroic XAS shows that Co$$^{2+}$$ takes a high-spin (HS) state and Co$$^{3+}$$ takes a low-spin (LS) state. Using Co L$$_{2,3}$$-edge RXMS, we directly determined that an antiferromagnetic order is formed with a HS state of Co$$^{2+}$$ ions. Moreover, the spin and orbital angular momenta of the Co$$^{2+}$$ HS state are quantitatively estimated to be 1.1$$pm$$0.1 and 1.0$$pm$$0.1, respectively, and to align parallel in the ab plane by utilizing the cluster model calculation. The large orbital angular momentum of the Co$$^{2+}$$ HS state originates from the small $$D_{4h}$$-symmetry crystal field splitting of $$t_{2g}$$ levels, which is comparable with the spin-orbit coupling constant of the Co 3$$d$$ orbital.

報告書

地震時にせん断荷重を受ける機器据付ボルトの耐震裕度に関する一考察

坂口 忍; 立花 郁也; 越野 克彦; 白水 秀知; 白井 更知; 今本 信雄; 冨田 恒夫; 飛田 祐夫; 山中 淳至; 小林 大輔; et al.

JAEA-Technology 2011-006, 24 Pages, 2011/03

JAEA-Technology-2011-006.pdf:3.07MB

2007年に発生した新潟県中越沖地震において、柏崎刈羽原子力発電所では設計基準を超える地震動が観測されたが、「止める,冷やす,閉じ込める」ための耐震重要度の高い施設,設備については、耐震設計時において発生する荷重や耐震許容に相当な耐震裕度が見込まれていたため、被害はなかった。そこで、耐震裕度とは実際にどの程度あるものなのかがわかれば、施設,設備の安全性が明確になる。このため、定量的な耐震裕度の把握を目的として、東海再処理施設の代表的な機器を一例に、一般的に地震が発生した際に地震荷重が集中しやすい据付ボルトについて、実機を模擬した供試体を用いて耐力試験を実施した。本報告では、耐力試験から得られた耐力値が、耐震許容に対してどの程度裕度があるのかについてまとめたものである。

論文

Uncertainty reduction of hydrologic models using data from surface-based investigation

唐崎 建二*; 伊藤 一誠*; Wu, Y.*; 下茂 道人*; 澤田 淳; 前川 恵輔; 畑中 耕一郎

Proceedings of TOUGH Symposium 2009 (Internet), 9 Pages, 2009/09

We present some examples of using information other than pressure data to constrain the model. The initial model was constructed using information from surface geology and a few boreholes. Inversion analysis of pressure implied the existence of a low-permeability rock. We then used river flow data and temperature data from a hot spring as a basis for estimating the recharge flux, which suggested that the overall permeability of the modeled area could be one order of magnitude larger than that of the base model. Next, we simulated a saltwater washout process and compared the simulated salinity distribution with the salinity data from a borehole. We found that a better match to the salinity data is obtained if the increase of permeability is taken up by the fault zone rather than uniformly by the entire model. A smaller-scale match to the temperature, pressure, and density profiles from two boreholes indicated that there was a low permeability fault in between the two boreholes.

口頭

ロシア余剰核兵器解体プルトニウム処分,3; MOXバイパック燃料集合体の製造,RIARにおける製造結果

小宮山 和真*; 田中 康正*; 鹿倉 榮*; 河西 善充*; 川太 徳夫; 矢野 総一郎; Kisly, V.*; Lipatov, A.*

no journal, , 

高速炉燃料集合体信頼性実証等事業におけるウラン・プルトニウム混合酸化物(MOX)燃料製造は、ロシア原子炉科学研究所(RIAR)において、振動充填(バイパック)燃料製造法によってなされ、MOXバイパック燃料集合体を製造する。燃料製造に使用するプルトニウムには、ロシア余剰核兵器プルトニウムも含まれ核不拡散に寄与する。本事業では事業開始である2004年8月から2007年3月までに計15体のMOXバイパック燃料集合体の製造を計画していたが、予定通りその製造を完了した。

口頭

超音速分子線を用いて酸化されたSi(113)表面の解析

田中 一馬*; 大野 真也*; 小玉 開*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 田中 正俊*

no journal, , 

3次元構造をもつSi-MOSFET構造においては、Si高指数面上に形成される極薄酸化膜の構造や電子状態の詳細な理解が求められている。本研究ではSPring-8 BL23SUの表面化学実験ステーション(SUREAC2000)においてSi(113)表面酸化過程のリアルタイム光電子分光実験を行った。Si(113)の酸化には0.06から1.0eVの並進運動エネルギーの超音速分子線を用いた。Si2pのスペクトルをSi$$^{B}$$, Si$$_{alpha}$$, Si$$_{beta}$$, Si$$^{1+}$$, Si$$^{2+}$$, Si$$^{3+}$$, Si$$^{4+}$$の7成分にピーク分離して解析した。Si$$^{B}$$はSi基板由来のピーク、Si$$_{alpha}$$, Si$$_{beta}$$は界面歪みSi成分のピーク、Si$$^{1+}$$, Si$$^{2+}$$, Si$$^{3+}$$, Si$$^{4+}$$は酸化状態に対応したピークである。分子線の並進運動エネルギーの増大に伴い、Si$$^{1+}$$とSi$$^{2+}$$は減少傾向を、Si$$^{3+}$$とSi$$^{4+}$$に関しては増加傾向を示した。本報告ではSi(113)表面酸化過程におけるそれぞれの成分の振る舞いを系統的に議論する。

口頭

Initial oxidation processes on Si(113) surfaces at room temperature

田中 一馬*; 大野 真也*; 小玉 開*; 安部 壮祐*; 三浦 脩*; 成重 卓真*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 田中 正俊*

no journal, , 

Recently, the complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) devices with three-dimensional nanostructure such as Si nanowire transistor were proposed. In these devices, there exist an SiO$$_{2}$$/Si interface grown on high-index planes. Therefore, research of the structure and chemical bonding nature of such an interface is an urgent task. In our previous work, we showed that characterization of the deformed Si-O-Si at the SiO$$_{2}$$/Si interface on Si(113) may be possible by analyzing both Si 2p and O 1s states simultaneously in the thermal oxidation process. However, the initial oxidation process on Si(113) at room temperature (RT) is still poorly understood. In this work, we investigated the initial oxidation process on Si(113) surfaces by real-time photoelectron spectroscopy.

口頭

Si(113)表面における酸化メカニズムの解析

田中 一馬*; 大野 真也*; 小玉 開*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 田中 正俊*

no journal, , 

Siナノワイヤトランジスタ等の3次元構造をもつMOSFET構造においては様々な面方位のSiO$$_{2}$$/Si界面が存在する。したがって、Si高指数面上に形成される極薄酸化膜の構造や電子状態のより詳細な理解が求められている。本研究では、Si高指数面のうち酸化過程が特異であると期待されるSi(113)面の酸化に焦点を当て、SPring-8 BL23SUの表面化学実験ステーションにおいてリアルタイム光電子分光実験を行ってその酸化過程を調査した。酸素ガス(0.03eV)に曝露した酸化では、バンドベンディングが初期過程で急激に減少するのに対し、1.0eVの分子線を用いた酸化では初期過程でのわずかな減少から増加傾向に転じた。本講演では並進運動エネルギー依存性に着目して、Si(113)面における酸化メカニズムについて報告する。

口頭

超音速分子線を用いて酸化したSi(113)表面の電子状態解析

田中 一馬*; 大野 真也*; 小玉 開*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 田中 正俊*

no journal, , 

Siナノワイヤトランジスタなどの3次元構造を有するMOSFET構造においては様々な面方位のSiO$$_{2}$$/Si界面が利用され、Si高指数面上に形成される極薄酸化膜の構造や電子状態のより詳細な理解が求められている。本研究では、SPring-8 BL23SUの表面化学実験ステーション(SUREAC2000)においてSi(113)表面酸化過程のリアルタイム光電子分光観察を行うことで、その酸化状態の詳細な知見を得ることを試みた。酸素ガス及び0.06-1.0eVの並進運動エネルギーの超音速分子線を用いることで酸素分子の並進エネルギーを変化させることでSi酸化状態が操作可能であることが判明した。

口頭

東海再処理施設における硝酸プルトニウム溶液の固化安定化処理,3; 固化安定化運転準備と運転実績

西村 和明; 田中 秀樹; 小林 大輔; 鈴木 翔平; 沼田 伸二; 中道 英男; 栗田 勉; 飯田 正義*; 田尻 一馬*; 助川 克美*

no journal, , 

全電源喪失時における硝酸Pu溶液(以下「Pu溶液」という)の水素爆発及び沸騰によるPu溶液の潜在的ハザードを低減するために、Pu溶液をMOX粉末に転換する固化安定化処理を実施し、全電源喪失時における水素爆発及び沸騰に対するリスクを解消したことについて報告する。

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