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報告書

FCAを用いた岩石型燃料に添加する共鳴吸収物質のドップラー効果測定

安藤 真樹; 中野 佳洋; 岡嶋 成晃; 川崎 憲二

JAERI-Research 2003-029, 72 Pages, 2003/12

JAERI-Research-2003-029.pdf:3.41MB

ROX燃料に添加する共鳴物質としてエルビウム(Er),タングステン(W),トリウム(ThO$$_{2}$$)に着目し、これら物質のドップラー効果に対する計算予測精度の検証を行うことを目的とし、FCAを用いて実験を行った。実験は、高速炉体系(XX-2)と中速スペクトル体系(XXI-1D2)において、800$$^{circ}$$Cまでのサンプル加熱反応度価値測定法により行った。解析では、核データにJENDL-3.2を用い、FCA標準解析手法を基本計算とし実験値と計算値を比較した。また、SRACシステムを用いた解析を行い、SRACによる計算の予測精度の傾向を調べるとともに、基本計算の解析結果と比較した。輸送補正を施した基本計算の解析の結果、XX-2炉心では全般的に過小評価となり、XXI-1D2炉心では計算値は実験誤差の範囲内で実験値とほぼ一致した。SRACシステムによる解析の結果、ErサンプルではSRACの方が3%$$sim$$10%小さい計算値を与え、Wサンプルでは、SRACの方が2%$$sim$$5%大きな計算値を与えることがわかった。またThO$$_{2}$$サンプルでは、XX-2炉心ではSRAC解析$$>$$基本計算であるのに対して、XXI-1D2炉心ではその逆となった。

論文

Doppler effect measurement on resonance materials for rock-like oxide fuels in an intermediate neutron spectrum

安藤 真樹; 中野 佳洋; 岡嶋 成晃; 川崎 憲二

Journal of Nuclear Materials, 319, p.126 - 130, 2003/06

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(03)00144-2
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Materials Science, Multidisciplinary)

ROX燃料に用いられる共鳴物質の中速スペクトル場におけるドップラー効果測定に対する計算精度を評価することを目的として、原研FCAを用いて測定が行われた。本研究は一連の共鳴物質に関するドップラー効果測定において、高速スペクトル場における測定に引き続き行われたものである。ドップラー効果は高温及び室温サンプルの反応度価値の変化として測定される。エルビウム(Er),タングステン(W)及びトリウム(ThO$$_{2}$$)の円筒形サンプルを用い、炉心中心部においてそれぞれ800$$^{circ}$$Cまで昇温した。核データにJENDL3.2を用いSRAC95システムにより解析した。WとThO$$_{2}$$のサンプルでは、実験値と測定誤差の範囲で一致した。他方、Erサンプルでは約10%の過大評価となった。

論文

Study of a new ytterbium doped phosphate laser glass

Dai, S.*; Hu, L.*; 杉山 僚; 井澤 靖和*; Liu, Z.*; Jiang, Z.*

Chinese Science Bulletin, 47(3), p.255 - 259, 2002/02

https://doi.org/10.1360/02tb9062
 被引用回数：7 パーセンタイル：51.71(Multidisciplinary Sciences)

新イッテルビウムリン酸レーザーガラスを作成し、熱-機械特性、非線形性、微結晶化、微少欠陥及び分光スペクトル測定の物理・光学特性について評価試験を行なった。ガラスの作成プロセスにおいて、OH基濃度を減少させるために、開発した新たな除去法を適用した結果、上準位蛍光寿命は2.2msに達した。さらに、光路長の熱による変化を示すアサーマル特性は、0.42$$times$$10E$$^{-6}$$/Kであり、これはQX/Ybガラスの約1/10と極端に小さい値を示すことがわかった。

論文

Ytterbium:glass CPA regenerative amplifier pumped by a free-running Ti:sapphire laser

Biswal, S.*; F.Druon*; Nees, J.*; G.Mourou*; 西村 昭彦

Conf. on Lasers and Electro-Optics, 11, p.319 - 320, 1997/05

超高強度光物理の推進のためには、現在主流であるチタンサファイアを増幅媒質に用いる極短パルスレーザーの問題点である(1)大型結晶作成の困難、(2)高出力QスウィッチSHGレーザーの高コスト代の2点を解決するような概念に基づく超高出力極短パルスレーザーの開発が必要となる。イッテルビウムガラスはチタンサファイアの30倍の飽和フルエンスと1000倍の上準位寿命を有するため、単位体積当たり大きなエネルギーを長時間保持することができ、高エネルギー化が可能なフリーランニングレーザーを励起光源に用いることができる。本発表では、フリーランニングチタンサファイアレーザーを用いてイッテルビウムガラス再生増幅器を試作し、出力エネルギー15mJレベルのCPAに初めて成功したことを報告する。

論文

Chirped pulse amplification in a ytterbium:glass regenerative amplifier

Biswal, S.*; F.Druon*; 西村 昭彦; Nees, J.*; G.Mourou*

Technical Digests on CLEO/Pacific Rim'97, P. 15, 1997/00

超高強度光物理学の新たな展開のためペタワット級のCPAレーザーの小型化・高効率化が必要である。イッテルビウムガラスは、チタンサファイヤの30倍以上の飽和フルエンスとネオジウムガラスの3倍の増幅帯域と2m秒の長い上準位寿命を有する優れた増幅媒質である。このイッテルビウムガラスを増幅媒質とすることで、半導体レーザー直接励起が可能な小型・高効率のシステムが実現する。現在のところ励起光源には半導体レーザーに代わりフラッシュライプ励起のフリーランニングレーザーが必要である。本発表では小型のフリーランニングチタンサファイヤレーザーを用いてイッテルビウムガラス再生増幅器を試作し出力エネルギー15mJレベルのCPAに成功したことを報告する。

論文

The Future of CPA

Nees, J.*; G.Mourou*; Biswal, S.*; J.Itatani*; A.C.Tien*; J.C.Chanteloup*; 西村 昭彦; 宅間 宏*

Ultrafast Optics 1997, 4 Pages, 1997/00

1985年にレーザー媒質を破壊すること無く超高出力を得るCPA法が開発されて以来、超高出力レーザーの発展は著しく、現在、数TWから数十TWのシステムが世界各地で稼動するに至っている。今後、X線レーザーやレーザー加速$$gamma$$線発生などの超高強度光物理学の展開のためには、PW級の出力を微小領域に集光し、10$$^{22}$$w/cm$$^{2}$$以上の光電場を発生させる必要がある。このためのCPAレーザーシステムは、現在のチタンサファイアに代わりイッテルビウムガラスをレーザー媒質に用いた小型高出力を特徴とし、将来的に半導体レーザー直接励起が可能なシステムが適している。現時点では半導体レーザーに代わり高エネルギーを得易いフラッシュランプ励起のフリーランニングレーザーを励起光源とすることで効率的な開発が可能である。講演では次世代CPAレーザー像について述べる。

論文

Slow neutron resonances in terbium-159

大久保 牧夫; 河原崎 雄紀

Journal of Nuclear Science and Technology, 16(10), p.701 - 710, 1979/10

https://doi.org/10.3327/jnst.16.701
 被引用回数：2

$$^{1}$$$$^{5}$$$$^{9}$$Tbにおける中性子共鳴の測定を、原研リニアック飛行時間スペクトロメータにより行った。二種類のTbの試料について、中性子透過率,捕獲率の測定を、47m測定室にある$$^{6}$$Li-glass,及びMoxon-Rae検出器により行った。中性子束の測定は透過型$$^{6}$$Li-glass中性子束モニタを用いた。透過率データは、面積法により1.2KeVまで解析した。また捕獲率データは、モンテカルロプログラムCAFITにより、共鳴パラメータ2g$$Gamma$$$$_{n}$$$$^{o}$$,$$Gamma$$,$$Gamma$$$$_{gamma}$$等を得た。754~1192eVの範囲の50本の共鳴パラメータは初めて得られた。以下の結果を得た。600eV以下で平均レベル間隔$$<$$D$$>$$=4.4$$pm$$0.4eV,1.2KeV以下の206本のレベルにつき、S波強度関数So=(1.55$$pm$$0.15)10$$^{-}$$$$^{4}$$、また低い25レベルの平均輻射幅$$<$$$$Gamma$$$$_{gamma}$$$$>$$=107$$pm$$7meV。また50eV~30KeV範囲の平均捕獲断面積を求めた。

口頭

スパッタ処理されたSi基板へのEr$$_2$$O$$_3$$膜の作製における照射の効果

藤田 将弥*; 朝岡 秀人; 山口 憲司

no journal, , 

イオンビームスパッタ蒸着法によりEr$$_2$$O$$_3$$ターゲットをO$$_2^+$$イオンでSi基板上に蒸着すると、Er$$_2$$O$$_3$$が優勢な薄膜が生成するものの、ErSiの生成を抑えることができず、単相膜の作製には至っていない。一方、Si基板のスパッタ・エッチ(SE)処理条件の違いが、基板とFeの反応により生成する$$beta$$-FeSi$$_2$$薄膜の結晶構造に影響するとする従来の結果にならって、照射により基板での表面拡散を制御し、ErSiの生成を抑制できないかと考えた。実験では、まず、常温で3keVのNe$$^+$$ビームをフルエンス; (a)3.7$$times$$10$$^{15}$$ Ne cm$$^{-2}$$もしくは、(b)3.7$$times$$10$$^{16}$$ Ne cm$$^{-2}$$でSi(100)基板をスパッタ処理した後、800$$^circ$$Cでアニールした。その後、Er$$_2$$O$$_3$$をターゲットとし、Si基板上に700$$^circ$$Cで蒸着した。一部の実験では蒸着後も700$$^circ$$Cで加熱を継続した。薄膜の結晶構造はX線回折(XRD)によって評価した。実験結果によると、SE処理時の照射フルエンスに関係なく、700$$^circ$$Cでの加熱時間とともにEr$$_2$$O$$_3$$膜の配向性は向上する傾向を示したものの、これまでと同様ErSi相の成長もみられ、完全な単相膜の実現には至らなかった。

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