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論文

Robust zero-energy bound states around a pair-density-wave vortex core in locally noncentrosymmetric superconductors

東 陽一*; 永井 佑紀; 吉田 智大*; 正木 祐輔*; 柳瀬 陽一*

Physical Review B, 93(10), p.104529_1 - 104529_10, 2016/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:59.29(Materials Science, Multidisciplinary)

銅酸化物高温超伝導体等の非従来型超伝導体は、原子力分野をはじめとして、様々な産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されている。近年、人工的に超伝導と絶縁体の層状構造を作ることが可能になり、その界面に生じる超伝導が高い超伝導転移温度を持ち多彩な性質を持つことがわかってきた。本論文では、二層ラシュバ型超伝導体と呼ばれる非一様ラシュバ型スピン軌道相互作用を持つ系を扱い、ペア密度波超伝導状態相にある時の磁場下における準粒子状態を調べた事を報告する。上記課題の解決にあたり、界面超伝導を記述する理論モデルを構築しそのシミュレーション手法を開発した。その結果、ペア密度波超伝導体相に入った瞬間に超伝導磁束のサイズが大きく縮小し、かつトポロジカルに保護されたゼロエネルギー状態が磁束内に生じることがわかった。これらの結果は、超伝導体の基礎物性を明らかにするのみならず、よい物性をもつデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

論文

Excitation spectra and wave functions of quasiparticle bound states in bilayer Rashba superconductors

東 陽一*; 永井 佑紀; 吉田 智大*; 加藤 勝*; 柳瀬 陽一*

Physica C, 518, p.1 - 4, 2015/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

銅酸化物高温超伝導体等の非従来型超伝導体は、原子力分野をはじめとして、様々な産業への応用も期待され世界中で盛んに研究されている。近年、人工的に超伝導と絶縁体の層状構造を作ることが可能になり、その界面に生じる超伝導が高い超伝導転移温度を持ち多彩な性質を持つことがわかってきた。本論文では、二層ラシュバ型超伝導体と呼ばれる非一様ラシュバ型スピン軌道相互作用を持つ超伝導体の磁場下における準粒子状態を調べた事を報告する。上記課題の解決にあたり、界面超伝導を記述する理論モデルを構築しそのシミュレーション手法を開発した。その結果、超伝導磁束のまわりにトポロジカルに守られたゼロエネルギー準粒子束縛状態が存在することを明らかにした。これらの結果は、超伝導体の基礎物性を明らかにするのみならず、よい物性をもつデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

論文

Science from the initial operation of HRC

伊藤 晋一*; 横尾 哲也*; 益田 隆嗣*; 吉澤 英樹*; 左右田 稔*; 池田 陽一*; 井深 壮史*; 川名 大地*; 佐藤 卓*; 南部 雄亮*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.034001_1 - 034001_6, 2015/09

Since the installation of the High Resolution Chopper Spectrometer, HRC, experiments using the HRC are being conducted to observe the dynamics in wide range of physics. Scientific results during the period since the initial construction are summarized.

論文

Vortex core structure in multilayered Rashba superconductors

東 陽一*; 永井 佑紀; 吉田 智大*; 柳瀬 陽一*

Journal of Physics; Conference Series, 568(2), p.022018_1 - 022018_5, 2014/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.97

銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、近年、分子線エピタキシー技術の進展により、層状の二次元超伝導体を作成できるようになり、あたらしいデバイス候補として注目を集めている。そこで、本発表では、CeCoIn$$_{5}$$/YbCoIn$$_{5}$$の超格子超伝導体を念頭におき、その磁場下での振る舞いを調べるために磁束電子構造を調べた。なお、上記課題の解決にあたり、超伝導磁束侵入による不均一性を精度よく扱うためのEilenberger理論を拡張し、特異な超伝導状態であるPDW状態の磁束構造を初めて明らかにした。これらの結果は、超伝導体の基礎物性を明らかにするのみならず、良い物性を持つデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

論文

Decomposition of halophenols in room-temperature ionic liquids by ionizing radiation

木村 敦; 田口 光正; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 永石 隆二; 吉田 陽一*; 広田 耕一

Radiation Physics and Chemistry, 79(11), p.1159 - 1164, 2010/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:72.89(Chemistry, Physical)

新規機能性溶媒であるイオン液体はイオン対で構成されていることから、クーロン場として電荷を有する活性種と相互作用してイオン反応を促進する。一方で、放射線化学反応において重要な活性種の一つである溶媒和電子は、高い反応性を有することから数多くのイオン反応に関与する。本研究では、溶媒和電子の捕捉剤であるハロフェノールを用いて、イオン液体中の溶媒和電子の反応挙動について調べた。その結果、各イオン液体中のクロロフェノール(CP)の分解G値(0.73)が溶媒和電子の生成G値(0.8)とほぼ一致したこと、さらに溶媒和電子捕捉剤である亜酸化窒素を飽和したイオン液体中でフェノールの生成G値が0.5から0.2程度に大幅に減少したことから、CPの分解には溶媒和電子が大きく寄与している、すなわち解離的電子付着反応が起きていると考えられる。また、イオン液体中のハロフェノール(フルオロ,クロロ,ブロモ、及びヨードフェノール)の$$gamma$$線分解におけるフェノールの生成G値(0.5)は、フルオロフェノールを除いてほぼ一定となった。以上より、イオン液体は放射線還元における優れた反応場として利用できると考えられる。

論文

Ultrafast pulse radiolysis methods

Belloni, J.*; Crowell, R. A.*; 勝村 庸介; Lin, M.; Marignier, J. L.*; Mostafavi, M.*; 室屋 裕佐*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 吉田 陽一*; et al.

Recent Trends in Radiation Chemistry, p.121 - 160, 2010/05

放射線誘起高速現象を測定するための高速分光装置の開発と応用について、世界各国で進められているプロジェクトも合わせてまとめた。

論文

Real-time measurement and feedback control of ion temperature profile and toroidal rotation using fast CXRS system in JT-60U

吉田 麻衣子; 坂本 宜照; 末岡 通治; 川俣 陽一; 大山 直幸; 鈴木 隆博; 鎌田 裕; JT-60チーム

Fusion Engineering and Design, 84(12), p.2206 - 2213, 2009/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:35.79(Nuclear Science & Technology)

イオン温度とプラズマ回転計測の高度化及び実時間制御を目的に、まず、これまでの時間分解能を約1桁向上した高速荷電交換再結合分光装置を開発し、実時間でイオン温度とプラズマ回転速度の導出を可能にした。本計測器は、空間30点のイオン温度とプラズマ回転速度を2.5msで計測でき、そのうち任意の空間4点の値を実時間処理している。さらに制御ロジックの開発を行い、実際に空間2点間のイオン温度勾配の実時間制御を実施し、目標値に追随した計測値が得られ、イオン温度の内部輸送障壁の強さを制御することに成功した。さらに、広いダイナミックレンジにわたるトロイダル回転速度の実時間制御に世界で初めて成功した。

論文

Pulse radiolysis study of ion-species effects on the solvated electron in alkylammonium ionic liquids

近藤 孝文*; 浅野 晃*; Yang, J.*; 法澤 公寛*; 高橋 憲司*; 田口 光正; 永石 隆二; 加藤 隆二*; 吉田 陽一*

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1157 - 1160, 2009/12

 被引用回数:28 パーセンタイル:10.85(Chemistry, Physical)

ナノ秒及びピコ秒のパルスラジオリシス法を用いて、アンモニア系のイオン液体(DEMMA-TFSI, DEMMA-BF4, TMPA-TFSI, PP13-TFSI, P13-TFSI and P14-TFSI)中の溶媒和電子の吸収スペクトル並びに反応挙動を研究した。吸収スペクトルはすべてのイオン液体で1100nmに吸収ピークをもち、そのモル吸光係数は1.5-2.3$$times$$10$$^{4}$$dm$$^{3}$$mol$$^{-1}$$cm$$^{-1}$$であった。溶媒和電子とピリジンとの反応の速度定数は1.5-3.5$$times$$10$$^{8}$$dm$$^{3}$$mol$$^{-1}$$s$$^{-1}$$で、粘性係数から評価した拡散律速に比べ1桁大きな値を示した。また、溶媒和前の電子もピリジンと反応し、溶媒和電子に比べて3桁も大きい速度定数7.9$$times$$10$$^{11}$$dm$$^{3}$$mol$$^{-1}$$s$$^{-1}$$を得た。

論文

Study on the reaction of chlorophenols in room temperature ionic liquids with ionizing radiation

木村 敦; 田口 光正; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 吉田 陽一*; 広田 耕一

Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), p.1253 - 1257, 2008/10

 被引用回数:10 パーセンタイル:39.54(Chemistry, Physical)

Halogenated organic chemicals such as polychlorodibenzo-p-dioxin, polychlorobiphenyls and hexachlorobenzene are toxic pollutants characterized by persistence and accumulation to the body of aquatic animals. These pollutants are not readily treated by advanced oxidation treatments such as ozone/UV, ozone/hydrogen peroxide and so on. The ionizing radiation, however, is expected as a good technique for treating halogenated organic compounds because it can homogeneously and quantitatively produce reactive species that can oxidize target substances. Room temperature ionic liquids (RTILs) have unique properties such as nonvolatile, nonflammable, high polarity, and wide electrochemical window1). We paid attention to the combination method of ionizing radiation and RTILs as a new environmental conservation technology for the treatment of halogenated chemicals.

論文

Molar absorption coefficient and radiolytic yield of solvated electrons in diethylmethyl(2-methoxy)ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl)imide ionic liquid

浅野 晃*; Yang, J.*; 近藤 孝文*; 法澤 公寛*; 永石 隆二; 高橋 憲司*; 吉田 陽一*

Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), p.1244 - 1247, 2008/10

 被引用回数:24 パーセンタイル:15(Chemistry, Physical)

ナノ秒・ピコ秒パルスラジオリシス法を用いて四級アンモニウム塩の疎水性イオン液体(DEMMA-TFSI:N,N-Diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium-bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)中の溶媒和電子のスペクトル、生成と減衰挙動を観測し、電子捕捉剤(ピレン)との反応などを研究した。ここで、溶媒和電子のモル吸光係数が2.3$$times$$10$$^{4}$$M$$^{-1}$$cm$$^{-1}$$($$lambda$$=1100nm)、その分解収量であるG値が0.8$$times$$10$$^{-7}$$ mol J$$^{-1}$$を明らかにした。

論文

Picosecond pulse radiolysis; Dynamics of solvated electrons in ionic liquid and geminate ion recombination in liquid alkanes

Yang, J.*; 近藤 孝文*; 法澤 公寛*; 永石 隆二; 田口 光正; 高橋 憲司*; 加藤 隆二*; Anishchik, S. V.*; 吉田 陽一*; 田川 精一*

Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), p.1233 - 1238, 2008/10

 被引用回数:23 パーセンタイル:16.75(Chemistry, Physical)

レーザー駆動型加速器を用いたパルスラジオリシス法によりイオン液体並びにアルカン中のピコ秒領域の反応挙動の直接観測に成功した。ここで、四級アンモニウムの疎水性イオン液体中ではそのイオン化によって電子が収量1.2$$times$$10$$^{-7}$$mol J$$^{-1}$$で生成し、3.9$$times$$10$$^{10}$$s$$^{-1}$$の速度で溶媒和することを明らかにするとともに、溶媒和前のドライ電子がビフェニルやピレンと3.8$$sim$$7.9$$times$$10$$^{11}$$L mol$$^{-1}$$s$$^{-1}$$で反応することを見いだした。また、n-ドデカンやn-ヘキサン中では電子の対再結合反応を523nmで観測した。

論文

Transient absorption of a cation radical of pyrene induced by heavy ion beam pulses

近藤 孝文*; Yang, J.*; 菅 晃一*; 吉田 陽一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 160, 2008/03

試料溶液の上面にモニター光を発するためのCaF2(Eu)を設置した、発光観測による初期活性種測定法の開発を行った。重イオンが光源であると同時に照射源であることが原因となっている、分析光強度測定の困難を克服するために、測定する波長領域で吸収も発光もほとんどない塩化メチレンを溶媒として用いた。溶質として100mMピレンを用いた。重イオン特有の効果を解明するために、電子線パルスラジオリシスも行いその結果を比較検討した。220MeV Cイオン照射と30MeV電子線照射で得られた、440nmでの過渡光吸収を比較すると減衰特性に顕著な違いが見られた。電子線照射の場合長寿命成分が現れるのに対し、高速重イオンビームでは指数関数に近い、比較的速い減衰が観測された。重イオン照射では、ピレンカチオンラジカルとカウンターとなる電子も同時に高密度に生成するために再結合反応が優位に起こりやすく、電子線照射の場合と比較して短寿命で消滅すると思われる。また、過渡吸収はピレン濃度に依存して増加した。

論文

Response of fusion gain to density in burning plasma simulation on JT-60U

竹永 秀信; 久保 博孝; 末岡 通治; 川俣 陽一; 吉田 麻衣子; 小林 進二*; 坂本 宜照; 飯尾 俊二*; 下村 浩司*; 市毛 尚志; et al.

Nuclear Fusion, 48(3), p.035011_1 - 035011_6, 2008/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:89.94(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uでは、DT核融合反応率の温度依存性を考慮した燃焼模擬実験手法を開発してきた。ここでは、密度とイオン温度の実時間計測値を用いてアルファ加熱模擬用の加熱パワーを計算している。核融合炉での燃料密度制御による燃焼制御性を解明するために、模擬外部加熱パワー一定のもとでの模擬核融合増倍率の密度に対する応答を調べた。イオン温度10$$sim$$20keVでの温度依存性に相当するイオン温度の2乗に比例する核融合反応率を仮定した場合には、密度の2乗より強い模擬核融合増倍率の密度依存性を観測した。1.5次元輸送コードの解析により、この強い密度依存性は閉じ込め特性の変化と圧力分布の変化により引き起こされていることを明らかにした。一方、イオン温度40$$sim$$100keVでの温度依存性に相当するイオン温度に依存しない核融合反応率を仮定した場合には、閉じ込め特性の変化や圧力分布の変化によらず模擬核融合増倍率は密度の2乗に比例した。

論文

Electron photodetachment from iodide in ionic liquids through charge-transfer-to-solvent band excitation

加藤 隆二*; 吉田 陽一*; 勝村 庸介; 高橋 憲司*

Journal of Physical Chemistry B, 111(18), p.4770 - 4774, 2007/05

 被引用回数:52 パーセンタイル:20.87(Chemistry, Physical)

Solvation of iodide and electrons in an ionic liquid (${it N,N,N}$-trimethyl-$$n$$-propylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide; TMPA-TFSI) was studied through the absorption spectra of the charge-transfer-to-solvent(CTTS) state of iodide and of solvated electrons. The interaction between the TMPA cation and iodide was strong, where as electrons were weakly solvated in TMPA-TFSI. We followed electron photodetachment from iodide to the ionic liquid and formation of the solvated electrons by observing absorption in the visible and near-infrared regions using a nanosecond laser flash photolysis method. The quantum yield of the photodetachment in TMPA-TFSI was estimated to be 0.34, which is much higher than that in a high-concentration aqueous salt solution previously reported. We also examined a reaction of the solvated electrons with the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (Bmim-TFSI) as a solute in TMPA-TFSI. The reaction rate was determined to be 5.3$$times$$10$$^{8}$$ M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$. The electrons before full solvation (dry electrons) reacted with Bmim cations efficiently. These observations suggest that the electrons in TMPA-TFSI can move easily before solvation.

論文

Influence of diluent on radiolysis of amides in organic solution

須郷 由美; 泉 佳伸*; 吉田 陽一*; 西嶋 茂宏*; 佐々木 祐二; 木村 貴海; 関根 勉*; 工藤 博司*

Radiation Physics and Chemistry, 76(5), p.794 - 800, 2007/05

 被引用回数:60 パーセンタイル:2.92(Chemistry, Physical)

構造の異なる3種のアミド化合物${it N,N,N',N'}$-テトラオクチルジグリコールアミド,${it N,N'}$-ジメチル-${it N,N'}$-ジオクチル-2-(3'-オキサペンタデシル)マロンアミド、及び${it N,N}$-ジオクチルヘキサンアミドのドデカン溶液に、$$gamma$$線及び電子線パルスを照射し、これらの放射線分解挙動を調べた。$$gamma$$線照射によるこれらアミドの放射線分解は、溶液中のドデカン分率の増加に応じて促進された。これは、放射線分解の初期過程で溶液中に生じるドデカンのラジカルカチオンから溶質のアミド分子へと電荷が移動するためであることをパルスラジオリシス実験により明らかにした。

論文

イオンビーム励起時間分解吸収分光法

近藤 孝文*; Yang, J.*; 菅 晃一*; 吉田 陽一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 141, 2007/02

発光観測による重イオン照射初期活性種測定法の開発の一環として、重イオンが光源であると同時に励起源であることが原因となっている。分析光強度測定上の困難を克服するために、測定する波長領域で吸収も発光もほとんどないシクロヘキサンを溶媒として用いた。溶質としてピレン及びビフェニルを用いた。本手法では、ビーム強度が一定ならば、試料以外の光源や励起源やバックグランドは同一条件とみなせるので光吸収強度の計算が可能となることが期待された。しかし、今回の実験では分析光量,活性種濃度に直接関係するビームカレントの変動が大きく、光吸収強度を正確に求めることができなかった。

論文

Study of radiation-induced primary process by ion pulse radiolysis

吉田 陽一*; Yang, J.*; 近藤 孝文*; 関 修平*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹

JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.183 - 185, 2006/01

シングルフォトンカウンティングシステムを用いて重イオンパルスラジオリシス技術を開発した。このシステムでは、溶液試料入射前に置かれた薄膜シンチレータにイオンを照射した時にシンチレータから発した光を溶液試料中に生成する初期活性種の検出光源として用いた。このシステムを用いて水中における水和電子の時間過渡吸収の測定が達成でき、これにより本技術の有用性が示された。

論文

Primary process of radiation chemistry studied by ion pulse radiolysis

吉田 陽一*; Yang, J.*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 南波 秀樹; 小嶋 拓治; 田口 光正

JAERI-Review 2004-025, TIARA Annual Report 2003, p.143 - 144, 2004/11

AVFサイクロトロンの重イオンを用いたパルスラジオリシス研究のため、ナノ秒の時間分解能を持つ重イオン時間分解光吸収システムを構築した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を分析光として用い、水溶液試料を入れたサンプルセルの底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して光検出器に導き、フォトンカウンティング法により水中に生成する活性種を測定した。観測波長を480nmとし、水の有る場合と、無い場合の光強度の差を用いて、水和電子の吸光度を算出した。光強度の絶対値の評価ができていないため詳細な定量的議論ができないものの、水和電子の減衰には、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程があることがわかった。このような二成分の減衰は軽イオンを用いた海外での研究や、吸収でなく発光測定法による研究においても観測されており、速い減衰過程は高密度励起に起因すると考えられる。

論文

Current status and future prospects of the JT-60U control system

米川 出; 川俣 陽一; 戸塚 俊之; 赤坂 博美; 末岡 通治; 吉田 英俊

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.11 - 15, 2004/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:62.29(Nuclear Science & Technology)

UNIXを基本としたワークステーションとVME-busシステムから構成されるJT-60制御系は1991年の改造以来、先進プラズマ制御実験をはじめとする数々のプラズマ実験において重要な役割を果たしてきた。JT-60の制御系を統括する全系制御設備は、旧式の制御用計算機とCAMACシステムで構成されていたが、上記の改造により、プラズマ制御系は0.25ミリ秒の超高速でプラズマの位置形状同定,制御,表示を行っている。またJT-60を構成する各設備の制御系も全系制御設備と同様に旧式の制御系からワークステーションとVME-busシステムという組合せを基本としたシステムへの改造を逐次、進めている。現在、JT-60は、放電時間の伸長作業と同時に制御系の改良・開発が行われている。これまでの制御系の開発・改造と、現在行われている改造・開発計画について、その概要を報告する。

論文

Primary process of radiation chemistry studied by ion pulse radiolisys

吉田 陽一*; Yang, J.*; 関 修平*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹

JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.145 - 146, 2003/11

AVFサイクロトロンからのCイオンを、試料液面上に設置したシンチレータを通過させ、水溶液試料に照射した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を、分析光として用い、試料容器底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して、光測定系に導いて生成物の吸光特性を調べた。吸光度は、溶質の存在する場合と、無い場合の光強度の差を用いて算出した。Cイオン照射により生成したOHラジカルとの反応により生成した(SCN)$$_{2}$$$$^{-}$$の過渡吸収時間プロファイルを480nmで測定した。この結果得られた吸光度は20nsで立ち上がることがわかった。これは、システムの時間分解能に等しい。また、吸光度の減衰は、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程が観測された。この速い減衰過程は高密度励起に起因するものと考えられる。

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