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論文

Magnetic and electronic properties of URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed by comparison with nonmagnetic references ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$

江見 直哉*; 濱端 良輔*; 中山 大将*; 三木 俊宙*; 小山 岳秀*; 上田 光一*; 水戸 毅*; 小堀 洋*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 84(6), p.063702_1 - 063702_4, 2015/06

 被引用回数:9 パーセンタイル:31.29(Physics, Multidisciplinary)

NMR/NQR measurements have been carried out on ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and LaRu$$_2$$Si$$_2$$ which are the nonmagnetic references of the heavy fermion URu$$_2$$Si$$_2$$. Ru-NQR measurements suggest the relatively close electronic configuration between ThRu$$_2$$Si$$_2$$ and URu$$_2$$Si$$_2$$ at high temperature. However, significant delocalization was observed in URu$$_2$$Si$$_2$$ at low temperatures. Si-NMR experiments on URu$$_2$$Si$$_2$$ revealed Ising-like spin fluctuations in the hidden-order state.

論文

Evaluation of mechanical properties and nano-meso structures of 9-11%Cr ODS steels

丹野 敬嗣; 大塚 智史; 矢野 康英; 皆藤 威二; 大場 洋次郎*; 大沼 正人*; 小山 真一; 田中 健哉

Journal of Nuclear Materials, 440(1-3), p.568 - 574, 2013/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:34.56(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究では9Cr及び11Cr-ODS焼戻しマルテンサイト鋼の強度試験と微細組織評価を行い、高温強度向上の観点から、11Cr-ODS鋼の化学組成について検討した。11Cr-ODS鋼の残留$$alpha$$フェライト割合は状態図に基づいた組成選択を行うことで、優れた高温強度を有する9Cr-ODS鋼と同レベルに制御することができた。引張強度はWを2.0wt%から1.4wt%に減量したことで低下した。一方、973Kにおけるクリープ強度はW減量によって低下しなかった。引張強度とクリープ強度はナノサイズの酸化物分散粒子の数密度とともに増加した。X線小角散乱解析の結果より、チタンと過剰酸素の濃度がナノ酸化物粒子の分散状態を改善する重要なパラメータであることを示した。

論文

Effect of radial zoning of $$^{241}$$Am content on homogenization of denatured Pu with broad range of neutron energy based on U irradiation test in the experimental fast reactor Joyo

芝 知宙*; 相楽 洋*; 大西 貴士; 小山 真一; 前田 茂貴; Han, C. Y.*; 齊藤 正樹*

Annals of Nuclear Energy, 51, p.74 - 80, 2013/01

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

幅広い中性子エネルギーを有する高速実験炉「常陽」にて照射したUサンプルの化学分析試験を行った。Uサンプルの照射解析を行い、解析手法を構築した。本解析手法を利用して、Am-劣化ウランペレットの照射解析を行った。その結果、ペレットの内側と外側において$$^{241}$$Amを異なる濃度で添加することにより、ペレット全体で$$^{238}$$Pu濃度が均一となることを明らかにした。

論文

Protected plutonium production at fast breeder reactor blanket; Chemical analysis of uranium-238 samples irradiated in experimental fast reactor Joyo

大西 貴士; 小山 真一; 芝 知宙*; 相楽 洋*; 齊藤 正樹*

Progress in Nuclear Energy, 57, p.125 - 129, 2012/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.4(Nuclear Science & Technology)

核燃料サイクルの核拡散抵抗性向上のための改善方策の1つとして、マイナーアクチニドを高速炉ブランケット中の劣化ウランに添加し、$$^{238}$$Pu含む核拡散抵抗性の高いPu燃料を生成する概念が提唱されている。本概念の詳細検討に必要な照射解析モデルの検証に資するために、高速実験炉「常陽」で照射した$$^{238}$$Uサンプルの化学分析を実施し、照射サンプル中のPu生成量及びPu同位体比を測定した。また、これらの実験データに基づき、$$^{238}$$Uからの$$^{239}$$Pu生成挙動の中性子スペクトル依存性を明らかにした。

論文

Protected plutonium production by transmutation of minor actinides for peace and sustainable prosperity; Irradiation tests of Np and Np-U samples in the experimental fast reactor JOYO (JAEA) and the advanced test reactor at INL

小山 真一; 逢坂 正彦; 伊藤 正彦*; 相楽 洋*; 齊藤 正樹*

Journal of Nuclear Science and Technology, 47(8), p.661 - 670, 2010/08

核不拡散研究の一環として、防護されたPuの生成に利用した概念が東京工業大学により提案された。この概念を検証するため、高速炉実験炉常陽において$$^{237}$$Npサンプルの照射による$$^{238}$$Pu生成挙動を評価した。また、熱中性子炉であるアイダホ国立研究所のATRにおいて、2%, 5%及び10%の$$^{237}$$Npを含むNp-U試料が照射され、$$^{238}$$Pu生成挙動を評価した。これらの実験的検証により得られたデータは、核不拡散を目的とする燃料ペレットの設計に使用できる。

論文

Ambegaokar-Baratoff relations for Josephson critical current in heterojunctions with multigap superconductors

太田 幸宏; 中井 宣之; 中村 博樹; 町田 昌彦; 猪谷 大介*; 大橋 洋士*; 小山 富男*; 松本 秀樹*

Physical Review B, 81(21), p.214511_1 - 214511_6, 2010/06

 被引用回数:22 パーセンタイル:26.45(Materials Science, Multidisciplinary)

多重トンネル径路を有するSISジョセフソン接合に適用できるようAmbegaokar-Baratoff関係式を拡張した。この結果を鉄系超伝導体(5バンド超伝導体)と通常のBCS超伝導体(1バンド超伝導体)からなるヘテロジョセフソン接合に適用することで、$$I_{rm c}R_{rm n}$$が理論的な上限値に評価される。われわれは、こうした上限値が鉄系超伝導体のペア対称性を同定するうえで有用であることを明らかにした。すなわち、測定された$$I_{rm c}R_{rm n}$$がこの上限値より小さければ、鉄系超伝導体は$$pm s$$対称性と結論づけることができる。

論文

Protected plutonium production by transmutation of minor actinides for peace and sustainable prosperity; Irradiation tests of Np and Np-U samples in experimental fast reactor JOYO (JAEA) and advanced thermal reactor ATR (INL)

小山 真一; 逢坂 正彦; 伊藤 正彦*; 相楽 洋*; 齊藤 正樹*

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.2356 - 2362, 2009/09

核不拡散研究の一環として、防護されたPuの生成にかかわるプロジェクトが東京工業大学により提案されている。この概念を検証するため、高速炉である常陽において$$^{237}$$Npの照射による$$^{238}$$Pu生成挙動を評価する試験が行われた。一方で、熱中性子炉であるINLのATRにおいて、同様の目的のため2%, 5%及び10%の$$^{237}$$Npを含むNp-U試料が照射された。これらにより検証された$$^{237}$$Npの核変換データは、核不拡散を目的とするNp-U酸化物燃料ペレットの設計に使用できる。

論文

A New back-end cycle strategy for enhancing separation, transmutation and utilization of materials (Adv.-ORIENT cycle)

小澤 正基; 鈴木 達也*; 小山 真一; 赤塚 洋*; 三村 均*; 藤井 靖彦*

Progress in Nuclear Energy, 50(2-6), p.476 - 482, 2008/03

 被引用回数:32 パーセンタイル:7.16(Nuclear Science & Technology)

放射姓物質の分離・核変換・利用研究を「三位一体」で進めるための研究開発戦略(先進オリエントサイクル)を提案する。研究の意義/目的,目標,研究手法など、構想の全容を概説し、3級ピリジン樹脂を用いたIXC法による$$f$$-元素(Am, Cm, Pu, Ln他)の精密分離・個別回収,極性希釈剤による同時一括抽出分離,触媒的電解採取法(CEE)による希少金属FP(Tc, Ru他)の電解分離と水素エネルギー利用,固体吸着法によるSr, CsのIXC分離と固定,利用,レーザー化学法等による長寿命FP(Cs, Sn他)の同位体分離研究など、先進オリエントサイクルを構成する主要要素技術の研究開発の現状と計画を述べる。

報告書

長寿命核分裂生成物の同位体分離技術の予備調査; $$^{135}$$Csへのレーザー分離法適用

尾下 博教; 小澤 正基; 石川 眞; 小山 真一; 赤塚 洋*

JAEA-Review 2007-031, 41 Pages, 2007/09

JAEA-Review-2007-031.pdf:3.73MB

昨今、経済性,安全性,環境への負荷低減の観点から、整合性のとれた核燃料サイクルの確立が求められている。中でも原子力プラントの使用済燃料に含まれる$$^{135}$$Csは半減期が3.0$$times$$10$$^{6}$$yと非常に長く、水溶性も高いため、地層処分の際、地下水への流出が懸念される核種である。近年のレーザー技術の開発に伴い、特定の同位体に照準を絞って選択的に励起させ、その励起状態に特有な物理的・化学的性質を利用して分離回収することが原理的に可能となってきた。本書は、そのレーザー分離法の原理と$$^{135}$$Csの分離への応用に関する調査報告である。

論文

Vortex microscopic structure in BCS to BEC Fermi superfluids

町田 昌彦; 小山 富男*; 大橋 洋士*

Physica C, 460-462(1), p.275 - 276, 2007/09

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

原子物理学研究の最前線の対象である、フェルミ原子ガスでは、極低温にて超流動状態に転移することが確認されたが、最近、MITの研究グループにより、超流動転移をした一つの証拠として、回転運動が量子化され量子渦糸が現れることが実際に実験により確認された。この研究では、その超流動状態が極めて強い原子間の引力相互作用により、実現しており、超伝導に理論的焼き直しをすると、ほぼ室温程度の超伝導が実現しているため、観測されるさまざまなダイナミクスや励起構造等は、未だ見ぬ室温超伝導状態で起こる事象を想起させるものとして多くの物理学者の興味を惹いてきた。本研究では、こうした背景の下、超伝導において培ってきたシミュレーション技術を生かして、量子渦糸の構造を初めて明らかにしたものであり、原子物理学,超伝導物理学、そして、量子物理学全体の発展に寄与する成果と位置づけることができる。

論文

Innovative oxide fuels doped with minor actinides for use in fast reactors

逢坂 正彦; 三輪 周平; 田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 大林 弘; 門藤 健司; 圷 葉子; 石 洋平; 小山 真一; et al.

WIT Transactions on Ecology and the Environment, Vol.105, p.357 - 366, 2007/06

将来高速炉サイクル確立において、マイナーアクチニドの取扱いはキーとなる技術である。マイナーアクチニドのうちおもにアメリシウムを対象として、高速炉用の革新的な酸化物燃料の研究開発を行ってきた。コンクリートセルを改造し、遠隔操作にてアメリシウム含有燃料を製造する設備を整備し、関連する特性評価とともに、照射試験用燃料ピンの作製に成功した。本燃料は現在高速炉にて照射中であり、多くの実用的な成果が期待される。本件で得られた知見を元に、さらに高性能なマイナーアクチニド含有燃料のコンセプトを提案し、基礎的な試験を開始した。

論文

Vortex structure in weak to strong coupling superconductors; Crossover from BCS to BEC

町田 昌彦; 小山 富男*; 大橋 洋士*

Physica C, 445-448, p.194 - 197, 2006/10

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

超伝導体を応用に供する場合、超伝導体は輸送電流や自らが作る誘導磁場等の電磁場にさらされるが、侵入する磁場は量子化され量子渦糸を形成することから、その渦糸を第一原理(微視的)的モデルから理解することが望まれている。この背景下、発表者は超伝導を起こすために必要な電子間相互作用が強い強結合超伝導から相互作用が弱い弱結合超伝導までを統一的に理解できるモデルを構築し、そのモデルを数値計算して渦糸構造の特徴を明らかにする。

論文

Microscopic structure of a quantized vortex core in atomic fermi gases

町田 昌彦; 大橋 洋士*; 小山 富男*

Physical Review A, 74(2), p.023621_1 - 023621_5, 2006/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:68.68(Optics)

原子物理学研究の最前線に位置する原子ガスの研究では、最近、ガスを極低温に冷却することにより超流動転移が確認されたほか、ガスを回転させると、超流動特有の渦の量子化が起こることが直接観察されるなど、急速に研究が進展している。本研究では、この原子ガスにおいて観察された渦の構造を微視的な方程式を数値シミュレーションすることにより明らかにし、実験結果との比較を行った。その結果、シミュレーションは実験事実を定性的によく再現する一方、いかに渦の構造が原子間相互作用により変化するかといった詳細な情報を初めて明らかにした。この成果は、原子間相互作用が極めて強く、未知の超強結合超流動状態における渦構造を示した一方、超流動を超伝導に焼き直すことで、未だ実現していないが、室温超伝導の渦構造を予言するものであり、原子物理学だけでなく、超伝導物理学の分野にもインパクトを与える成果であると位置づけられる。

論文

Vortex structure from BCS to BEC Superfluid

町田 昌彦; 小山 富男*; 大橋 洋士*

Physica C, 437-438, p.190 - 194, 2006/05

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

本発表では、フェルミ原子ガスの渦糸構造についての最新の数値シミュレーション結果を報告する。フェルミ原子ガスの超流動状態の理論的枠組みは、超伝導と同一であり、超伝導の物質パラメータにおいてそれが実現していると仮定するなら、極めて高温(室温以上)での超伝導が実現しており、超強結合超伝導に位置づけられる。この事実より、フェルミ原子ガスは、未だ実現していない高温での超伝導状態を予言できる対象として学問的価値が高いと評価されており、そこで出現する量子渦糸は極めて特異の構造を持つことから多くの研究者の興味を惹いてきた。発表者は、最近、この渦糸構造を厳密対角化法を適用し量子状態を求め、渦糸構造の特異な振る舞いの一旦を明らかにしている。講演では、渦糸周辺の物質密度分布や励起状態の分布などについて発表し、その物理的意義を示す予定である。

報告書

HTTR後備停止系不具合の調査報告書

濱本 真平; 飯垣 和彦; 清水 厚志; 澤畑 洋明; 近藤 誠; 小山 直; 河野 修一; 小林 正一; 川本 大樹; 鈴木 尚; et al.

JAEA-Technology 2006-030, 58 Pages, 2006/03

JAEA-Technology-2006-030.pdf:10.69MB

日本原子力研究開発機構が所有する高温工学試験研究炉(HTTR)の反応度制御設備は、制御棒系と後備停止系の、動作原理の異なる二つの独立した系統で構成されている。通常運転時、原子炉の反応度を制御するとともに、運転時の異常な過渡変化時及び事故時に安全かつ確実に原子炉を停止させるものである。後備停止系は、万一制御棒系のみで原子炉を停止できない場合に、中性子吸収材である炭化ホウ素ペレットを炉心内に重力落下させ、いかなる運転状態からも原子炉を停止する機能を有するものであり、炭化ホウ素ペレットと、ペレットを収めるホッパ,電動プラグ,後備停止系駆動機構,ガイドチューブ等で構成されている。HTTRでは、平成16年7月26日から平成17年3月4日までの計画で、施設定期検査を実施してきたところ、2月21日の後備停止系の作動試験時に、本装置の16基のうち1基が正常に動作しないことがわかった。調査の結果、後備停止系が正常に動作しなかった原因は、後備停止系を駆動するモータの上部のオイルシールが変形したことによってグリースから分離した油がブレーキに到達し、ブレーキの磨耗した粉と混合することによって粘着物となり、粘着物がブレーキの解除を阻害したことによって、モータの駆動を妨げたことがわかった。

論文

遠隔操作によるAm含有MOX燃料製造技術の開発

吉持 宏; 石 洋平; 関 崇行*; 門藤 健司; 関根 伸一*; 小山 真一

サイクル機構技報, (28), p.9 - 20, 2005/09

3%及び5%のAmを添加したMOXペレット(Am-MOX)の遠隔操作による製造技術を開発した。大洗工学センターの照射後燃料試験室のホットセル内に系統的に機器を設置し、できる限りホットセル外部から自動で制御可能なシステムとした。UO$$_{2}$$ペレットとそれに続くPuO$$_{2}$$ペレット製造試験を通して、ボールミル時間、プレス及び焼結条件など、Am-MOXペレット製造に関する基本的な条件の絞り込みを行った。続いて、5%のAm-MOXペレット製造には、5%水素-95%アルゴン雰囲気中2000ppmの水分加湿条件下において1700$$^{circ}$$C,3時間の焼結条件が最適であることを把握した。さらに、この加湿雰囲気は、降温中に800$$^{circ}$$Cで停止することが重要であることがわかった。

論文

Development of environment for remote participation in fusion research on JT-60

大島 貴幸; 内藤 磨; 濱松 清隆; 射場 克幸; 佐藤 稔; 坂田 信也; 次田 友宣; 松田 俊明; 岩崎 慶太*; 軽部 行洋*; et al.

Fusion Engineering and Design, 71(1-4), p.239 - 244, 2004/06

 被引用回数:4 パーセンタイル:66.37(Nuclear Science & Technology)

原研JT-60では、全国に分散した大学及び他研究機関の核融合研究のエキスパートを結集し、JT-60に遠隔研究参加し、遠隔実験,遠隔解析,遠隔計測を行える階層的遠隔研究システムの構築を進めている。遠隔研究参加環境として、ビデオ会議システム,実験風景ストリーミングシステム,遠隔計測システム,遠隔プラズマ解析システムを開発及び運用している。ビデオ会議システムは、H.320プロトコルを用いたISDN回線を使ったもので、海外との運用実績が数多くある。現在は、H.323プロトコルを用いたインターネット上でのテレビ会議システムに移行しつつある。また、ストリーミングシステムはReal Systemを使用しJT-60中央制御室の様子を配信している。遠隔計測は、WSで構成される遠隔計測システムに置き換え、Xウィンドウ機能を使って外部からアクセスが可能となった。また、VizAnalysisとVizSquareとよばれる、遠隔解析のためのソフトウェアシステムを開発した。現在は、コンピュータネットワーク上のセキュリティ対策や新たな通信ツールを開発し、最終的にはITERの遠隔実験参加を視野に入れたシステムの開発を行っている。

論文

Direct Extraction of Uranium and Plutonium from Oxide Fuel using TBP-HNO$$_{3}$$Complex for Super-DIREX Process

紙谷 正仁; 三浦 幸子; 野村 和則; 小山 智造; 小雲 信哉*; 森 行秀*; 榎田 洋一*

2nd International Conference ATALANTE 2004, 4 Pages, 2004/00

Super-DIREX再処理法における直接抽出プロセスの成立性を確認するため,照射済MOX燃料を機械的処理に粉体化し,常圧40-80$$^{circ}C$$のTBP錯体でウラン及びプルトニウムを抽出する試験を行った。ウラン及びプルトニウムの抽出及び核分裂生成物との除染について実験データを取得した。

論文

Change ordering in La$$_{1-x}$$Sr$$_{x}$$MnO$$_{3}$$(x$$sim$$0.12)

稲見 俊哉; 池田 直*; 村上 洋一*; 小山 一郎*; 若林 裕助*; 山田 安定*

Japanese Journal of Applied Physics, 38(suppl.38-1), p.212 - 214, 1999/06

 被引用回数:15 パーセンタイル:31.44(Physics, Applied)

低SrドープのLaMnO$$_{3}$$においては、金属-非金属、強磁性-常磁性同時相転移に加えて、さらに低温において、低温絶縁体相へ転移することが知られている。山田らは、中性子散乱からこの低温絶縁体相で超格子反射を見いだし、それからこれが電荷秩序相であると結論した。われわれは、この電荷秩序の空間パターンを調べるべく、x=0.12の試料について、KEK,PF,BL4Cの装置を用い放射光X線回折実験を行った。その結果、超格子の消滅則から、cubicペロブスカイトの単位で1$$times$$4$$times$$1という構造がもっともらしいという結論を得た。

報告書

TRU消滅処理炉心の特性解析(III)

矢野 眞理*; 水野 峰雄*; 大久保 良幸*; 伊藤 邦博*; 田中 洋司*; 小山 和也*

PNC-TJ9678 95-003, 195 Pages, 1995/03

PNC-TJ9678-95-003.pdf:4.35MB

これまでにFBRでTRU(一験にはNp,Pu,Am,Cm等の超ウラン元素を指すが、ここでは、Np,Am,Cmのマイナーアクチニドを表す)を消滅させる方式として、炉心燃料熱合体にTRUを均一に混入きせて消滅させる方法と、TRUを多量に含むタ一ゲッ卜集合体を炉心に装荷してTRUを消滅させる方法が考えられ、これらの方式を具体化して炉心特性への影響、およびTRU消滅特性を評価してきた。また、FBRプラントによるTRU消滅に関する研究として高レべル廃液からTRUを分離した時に混入するRE(希土類元素)がTRU消滅および炉心特性に与える影響についてサーべイすると共に、FBRでTRUリサイクルを行った場合の影響をサーペイした。本年度は、これまでの計算および検討結果と併せて、核燃料サイクル側の進捗伏況を反映した実現性の高い炉心概念の検針として、TRU形態としてNpとAm+Cm+REの群に分離した場合の検討を行った。炉心領域内にはNpのみを添加し、Am,Cm及びREはタ一ゲット集合体に添加して炉心外周の径プランケット位置に装荷する方式(NpとAm+Cmの分離装荷方式)を対象として、炉心設計の成立性が見通せる範囲でTRU消滅特性の良好な炉心概念を検討した。検討の結果、炉心燃料とほぼ等しいピン径の271本ピンがら構成されるタ一ゲット集合体を炉心周囲に1層、72体装荷する体系で、TRU全体の混入率(炉心燃料の重金属に対するTRUの重量比)は20%程度まで可能であり、TRUサイクル消滅量は従来の装荷方式に比べ3$$sim$$4倍の消滅量の580kgとなった。この炉心概念における主要な炉心特性は以下の通りであり、炉心設計は成立している。・燃焼欠損反応度 0.75%$$Delta$$k/kk'(運転サイクル15ケ月)・量大線出力 炉心部 395W/cm ターゲット部145W/cm・増殖比 1.04NpとAm+Cmの分離装荷方式を採用することにより、従来のタ一ゲット集合体装荷方式の課題であった出カ変動の増大が回避され、炉心特性を損ねることなく、高いTRU消滅特性を打ることができた.これは、TRU全体混入率を高めることができるため、TRU消滅量を大きくすることができるということである。しかし、一方、TRUの消滅率としては従来の均質装荷型や非均質装荷型より低下する。すなわち、炉心部でのNpの消滅特性

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