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論文

New antiferromagnetic order with pressure-induced superconductivity in EuFe$$_2$$As$$_2$$

池田 修悟*; 土屋 優*; Zhang, X.-W.*; 岸本 俊二*; 亀卦川 卓美*; 依田 芳卓*; 中村 博樹; 町田 昌彦; Glasbrenner, J.*; 小林 寿夫*

Physical Review B, 98(10), p.100502_1 - 100502_6, 2018/09

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

新規超伝導物質の発現機構を解明するためには磁性と超伝導性の関係を理解することが重要である。我々は鉄ヒ素超伝導体の一つであるEuFe$$_2$$As$$_2$$に対して$$^{57}$$Fe核共鳴前方散乱(NFS)を用い、2.4から3.0GPaの圧力範囲で、Fe副格子での反強磁性と超伝導の共存を発見した。Fe副格子の磁性状態は2.7GPaでストライプ型反強磁性から超伝導を伴う新しい反強磁性秩序へと変化した。超伝導転移温度以下で、超伝導とともに新しい反強磁性が発展しているのが、NFSの温度依存性から明らかになった。この2種類の秩序の非自明な相関は鉄系超伝導体における磁性と超伝導の新しく興味深い関係性を証明するものである。

論文

Status of JT-60SA tokamak under the EU-JA broader approach agreement

松川 誠; 菊池 満; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 林 孝夫; 東島 智; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井手 俊介; 石田 真一; et al.

Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.795 - 803, 2008/12

 被引用回数:13 パーセンタイル:26.45(Nuclear Science & Technology)

JT-60SAは、日欧の幅広いアプローチの下で建設する完全超伝導トカマク装置で、ITERや原型炉への貢献を目指している。2007年の両極の国会批准後、実質的には既に建設段階に移行している。JT-60SAは、既存の建屋,電源,プラズマ加熱装置,計測装置などの、JT-60U設備の最大限の有効利用が前提であり、完全に新作する主たる機器は本体装置のみである。最大プラズマは電流5.5MAで、プラズマ主半径3.06m,アスペクト比2.65,非円形度1.76,三確度0.36である。最大プラズマ加熱入力41MW,プラズマ電流のフラットトップ時間は100秒間である。本論文では、トカマク装置本体だけでなく、プラズマ加熱装置や遠隔保守装置の設計などについても言及するとともに、EUとの技術的な議論を踏まえて行った超伝導導体に関する最近の設計変更案などを紹介し、装置の全体像を明らかにする。

論文

Does Gd@C$$_{82}$$ have an anomalous endohedral structure? Synthesis and single crystal X-ray structure of the carbene adduct

赤阪 健*; 河野 孝佳*; 竹松 裕司*; 二川 秀史*; 仲程 司*; 若原 孝次*; 石塚 みどり*; 土屋 敬広*; 前田 優*; Liu, M. T. H.*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 130(39), p.12840 - 12841, 2008/10

 被引用回数:66 パーセンタイル:14.01(Chemistry, Multidisciplinary)

Gd@C$$_{82}$$のcarbene付加体(Gd@C$$_{82}$$(ad), Ad=adamantylidene)の単結晶を用いたX線結晶構造解析について報告する。Gd@C$$_{82}$$(ad)におけるGd原子は、C2v-C$$_{82}$$フラーレンケージの中心から六員環方向に接近した場所に位置しており、この位置はM@C$$_{82}$$(M=Sc and La)やLa@C$$_{82}$$(Ad)で確認されている金属原子の位置とほぼ等しいことがわかった。理論計算の結果からも、X線結晶構造解析の結果を支持する結果が得られた。

論文

Mechanical design of JT-60SA magnet system

土屋 勝彦; 鈴木 優; 木津 要; 吉田 清; 玉井 広史; 松川 誠; Dolgetta, N.*; Portafaix, C.*; Zani, L.*; Pizzuto, A.*

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 18(2), p.208 - 211, 2008/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.98(Engineering, Electrical & Electronic)

JT-60SA装置における超伝導マグネットシステムは、18個のトロイダル磁場(TF)コイル,7個のプラズマ平衡磁場(EF)コイル、そして4つのモジュールから成るセントラルソレノイド(CS)の各コイル系より構成され、TFコイルについては欧州が、EFコイルとCSについては日本が、それぞれ設計と製作を担当する。本講演では、各極で進められているマグネットシステムの設計活動の進捗状況について、応力解析の結果を中心に報告する。CSについては、導体のジャケット材にJK2LBを採用し、タイプレートを介して巻線全体を上下から挟むプレコンプレス構造の簡素化を図っているが、本解析によって、タイプレートをさらに軽量化できる見通しがついた。また、ジャケット材に発生する応力も、想定している18000サイクルの運転に耐えられることが明らかになった。その他のコンポーネントとして、TFコイルの支持脚並びにTFコイルケース上に設置されるEFコイル支持構造などについても評価し、現設計が成立すること、特にEFコイルについては減量化が可能であることを明らかにした。

論文

Design optimization for plasma performance and assessment of operation regimes in JT-60SA

藤田 隆明; 玉井 広史; 松川 誠; 栗田 源一; Bialek, J.*; 相羽 信行; 土屋 勝彦; 櫻井 真治; 鈴木 優; 濱松 清隆; et al.

Nuclear Fusion, 47(11), p.1512 - 1523, 2007/11

 被引用回数:20 パーセンタイル:33.8(Physics, Fluids & Plasmas)

プラズマ制御の観点から、JT-60U改修装置,JT-60SAの設計を最適化し、運転領域を評価した。弱磁気シアあるいは負磁気シアを得るために、負イオン源NBIのビームラインを下方に移動し中心をはずれた電流駆動を可能とした。安定化板の開口部に沿って設置された帰還制御コイルにより、抵抗性壁モードを抑制し、理想導体壁の安定性限界に近い高いベータ値が維持できることが示された。供給磁束量から誘導電流駆動によるプラズマ電流維持時間を評価した。高パワー加熱の高ベータプラズマ($$beta$$$$_{rm N}$$$$sim$$2.9)では、非誘導電流駆動割合は50%近くに達し、高密度領域でも100秒間維持が可能である。加熱・電流駆動パワーの増強により完全非誘導電流駆動の領域も拡大された。高非円形度,高三角度の低アスペクト比配位において、核融合炉心相当の高い規格化ベータ値($$beta$$$$_{rm N}$$$$sim$$4.4)と自発電流割合($$f$$$$_{rm BS}$$$$sim$$0.7)での100秒間の完全非誘導電流駆動運転が期待される。

論文

Prospective performances in JT-60SA towards the ITER and DEMO relevant plasmas

玉井 広史; 藤田 隆明; 菊池 満; 木津 要; 栗田 源一; 正木 圭; 松川 誠; 三浦 幸俊; 櫻井 真治; 助川 篤彦; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.541 - 547, 2007/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:37.95(Nuclear Science & Technology)

JT-60SAはITERサテライトトカマクとして位置づけられ、ITER支援研究とITER補完研究の二つの使命を併せ持ち、日本とEUとが共同で設計・建設・実験を実施する装置である。昨年度実施された基本的な装置仕様にかかわる検討を経て、ITERへの貢献を高める観点から加熱入力が41MW,100秒間に増強された。この加熱入力で実現可能なプラズマ性能を検討するために、プラズマ解析コードを用いて予測評価を行った。その結果、完全非誘導電流駆動の運転シナリオが高密度領域において拡張されるとともに、高い等価エネルギー増倍率と高い規格化ベータ値の同時達成の裕度が拡張されるなど、ITER及び原型炉を指向した研究を展開するにふさわしい装置性能を有することが示された。

口頭

JT-60SA用超伝導マグネットのシステム設計

土屋 勝彦; 鈴木 優; 木津 要; 吉田 清; 玉井 広史; 松川 誠

no journal, , 

JT-60SA装置における超伝導マグネットシステムは、18個のトロイダル磁場(TF)コイル,7個のプラズマ平衡磁場(EF)コイル、そして4つのモジュールから成るセントラルソレノイド(CS)、の各コイル系より構成されている。TFコイルはBtR=8.2Tmの起磁力を有し、最大経験磁場が6.5T程度であることから、NbTi導体を採用している。EFコイルは、広いプラズマ形状制御性を持たせるように設計し、導体は高磁場側でも6.2TであるためNbTi導体を用いている。CSは、両振り40Wbの磁束を供給するため、最大経験磁場は9Tであり、導体はNb$$_{3}$$Snを採用している。また、プレコンプレス構造を可能な限り簡素化するため、導体のジャケット材にはJK2LBを採用し、さらに、想定している18000サイクルの運転に耐えられるよう応力解析を実施し、巻線や支持構造の最適化を進めている。本講演では、これらマグネットシステムの概要と設計の現状について、応力解析の結果を中心に報告する。

口頭

JT-60SA超伝導マグネット用絶縁物の機械強度評価

土屋 勝彦; 枝谷 昌博; 鈴木 優; 木津 要; 吉田 清; 松川 誠

no journal, , 

JT-60SA装置における超伝導マグネットを構成する、トロイダル磁場(TF),平衡磁場(EF)コイル,セントラルソレノイド(CS)の各コイル系に用いられている導体を覆うターン間絶縁体の機械的強度について、冷却+最大電磁力荷重条件の下で、垂直応力とせん断応力の関係からその成立性を評価した。このとき、引っぱり方向の垂直応力に対して評価できる基準を導入し、複雑な変形を生じるトロイダル磁場(TF)コイルの絶縁体が、十分な機械的強度を有していることを確かめた。一方、ポロイダルコイル系の絶縁体については、導体ジャケットのコーナー部の一部に局所的な剥離が現れる評価となった。今後は、機械的試験などを含め、詳細に評価を進める必要がある。

口頭

SrFe$$_2$$As$$_2$$のフォノン測定

福田 竜生; 小林 寿夫*; 池田 修悟*; 土屋 優*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 町田 昌彦

no journal, , 

最近、122系の鉄砒素化合物超伝導体の母物質$$R$$Fe$$_2$$As$$_2$$ ($$R$$=Sr, Eu)の核共鳴非弾性散乱実験が行われ、鉄原子の動きを伴うフォノン状態密度において磁気相転移点直上のT$$_{SDW}sim$$1.25T$$_{SDW}$$の温度領域において異常が観測された。これは最近この系で活発に実験・議論されている鉄砒素面内の四回回転対称性の破れに近い温度領域である。われわれはSPring-8のBL35XUにおいて非弾性散乱実験を行い、SrFe$$_2$$As$$_2$$の単結晶のフォノン分散を詳細に測定した。その結果、主要な対称方向に関してさまざまな振動モードを調べたものの、観測可能な散乱強度やピーク幅の異常は観測されなかった。その理由は不明であるが、今回の測定位置では弱い振動モードが異常を起こしていること等が考えられる。一方、第一原理計算の結果と比較すると、1111系である高圧合成したPrFeAsO$$_{1-y}$$の場合と同様な、鉄砒素面内振動モードのエネルギーの不一致が観測された。このためこの不一致は、122や1111という系を超えた鉄砒素化合物超伝導体の持つ共通した特徴と言える。

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