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論文

Production and separation of astatine isotopes in the $$^7$$Li + $$^{nat}$$Pb reaction

西中 一朗; 横山 明彦*; 鷲山 幸信*; 前田 英太*; 渡辺 茂樹; 橋本 和幸; 石岡 典子; 牧井 宏之; 豊嶋 厚史; 山田 記大*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 304(3), p.1077 - 1083, 2015/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:33.59(Chemistry, Analytical)

29-57MeVの$$^7$$Liビームと$$^{nat}$$Pb標的核の反応においてアスタチン同位体$$^{207-211}$$Atの生成断面積を$$alpha$$線, $$gamma$$線スペクトルメトリーで測定した。生成断面積の励起関数を統計模型モデル計算と比較することで、$$^7$$Li + $$^{nat}$$Pbの反応機構を調べた。44MeVより大きい入射エネルギーでの$$^{210}$$Atと$$^{209}$$Atの生成断面積が理論値よりも小さいことから、分解反応が存在することを明らかにした。照射した鉛標的からのアスタチンの化学分離を乾式蒸留法に基づいて調べ、アスタチン製造の相補的な手法を開発した。

論文

Surface structure of LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$; A New experimental technique using in situ X-ray diffraction and two-dimensional epitaxial film electrodes

坂本 和幸*; 平山 雅章*; 園山 範之*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 田村 和久; 水木 純一郎; 菅野 了次*

Chemistry of Materials, 21(13), p.2632 - 2640, 2009/05

 被引用回数:32 パーセンタイル:27.86(Chemistry, Physical)

放射光を用いたX線回折とエピタキシャル薄膜電極を用いて、LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$の充放電過程における表面とバルク構造の変化を調べた。(110)面電極では、充放電に伴うバルク構造の変化が確認できたのに対して、(003)面電極では、3$$sim$$5Vで(デ)インターカレーションが確認できなかったが3Vより負側で3次元的なリチウムの拡散が起こることが確認できた。このことから、電極表面近傍では、表面とバルクでは構造変化が異なることが明らかになった。

論文

Characterization of electrode/electrolyte interface using ${it in situ}$ X-ray reflectometry and LiNi$$_{0.8}$$Co$$_{0.2}$$O$$_{2}$$ epitaxial film electrode synthesized by pulsed laser deposition method

平山 雅章*; 坂本 和幸*; 平出 哲也*; 森 大輔*; 山田 淳夫*; 菅野 了次*; 園山 範之*; 田村 和久; 水木 純一郎

Electrochimica Acta, 53(2), p.871 - 881, 2007/12

 被引用回数:36 パーセンタイル:35.43(Electrochemistry)

X線を用いたリチウムイオン電池中の電極/溶液界面の構造変化を調べるための手法について検討を行った。電極は単結晶SrTiO$$_{3}$$基板上に、パルスレーザー堆積法により作成した。SrTiO$$_{3}$$の面方位を変えることで、堆積するLiNiCoO$$_{2}$$薄膜の方位を制御した。実験の結果、LiNiCoO$$_{2}$$(110)/溶液界面では、充放電第一サイクル目で固液界面で新たな薄膜が形成されるのに対して、(003)面/溶液界面では薄膜は形成されずに、ラフネスが増加することがわかった。

論文

Mechanistic study on lithium intercalation using a restricted reaction field in LiNi$$_{0.5}$$Mn$$_{0.5}$$O$$_{2}$$

坂本 和幸*; 小西 宏明*; 園山 範之*; 山田 淳夫*; 田村 和久; 水木 純一郎; 菅野 了次*

Journal of Power Sources, 174(2), p.678 - 682, 2007/12

 被引用回数:18 パーセンタイル:45.08(Chemistry, Physical)

パルスレーザー堆積法を用い、エピタキシャル成長させて形成したリチウムイオン電池正極(LiNi$$_{0.5}$$Mn$$_{0.5}$$O$$_{2}$$)の充放電過程をX線散乱法により追跡した。その結果、LiNi$$_{0.5}$$Mn$$_{0.5}$$O$$_{2}$$(003)面では、2次元構造を取っている金属層を通してリチウムイオンが三次元的に拡散していることがわかった。

論文

Large scale MD simulation of 8-oxoguanine and AP site multiple lesioned DNA molecule combined with biomolecular visualization software

藤本 浩文; Pinak, M.; 根本 俊行*; 坂本 清隆*; 山田 和幸*; 星 芳幸*; 久米 悦雄

Journal of Molecular Structure; THEOCHEM, 681(1-3), p.1 - 8, 2004/01

分子動力学シミュレーションプログラムAMBERと、AMBERの出力ファイルから動画ファイルを自動的に生成するために新たに開発したソフトウエアF-BMVSを組合せたシステムを用いて、複数箇所に酸化損傷を被ったDNA分子がどのように分子構造を変えるかを観察した。放射線や化学物質によって生じるこれらの損傷は、修復されなければ強力な突然変異原となり、細胞がガン化する原因となると考えられている。2種類の損傷(8-oxoG, AP部位)を持つDNA分子と損傷を持たないDNA分子に対し1ナノ秒のオーダーのシミュレーションを行い、F-BMVSを用いて可視化したところ、損傷構造に特異的な立体構造が観察された。これらの分子構造の差異は、損傷を修復する酵素が損傷部位と非損傷部位とを見分ける要因の1つになっているのではないかと考えられる。

論文

中性子線による沸騰流の可視化と計測

呉田 昌俊; 星 芳幸; 山田 和幸*; 坂本 清隆*

日経サイエンス, 111 Pages, 2004/01

独自に開発した中性子ラジオグラフィ熱流動計測技術を用いて、燃料棒間ギャップが1mmの低減速軽水炉を模擬した金属製試験体内を流れる沸騰流を計測し、可視化した。本技術の開発により、これまで観察が不可能であった条件でのわずかな水や蒸気の分布と変化を0.1mmの空間分解能,1/1000秒の時間分解能で測定できるようになった。可視化手法として、物質を3次元空間で分類し、例えば「流路内の蒸気割合だけを表示」するMASK処理と呼ぶ3D可視化手法を開発した。また、液塊(水)のダイナミックな流動状況を把握するため、大量の時系列データを高速処理して3次元の動画表示を行った。本開発により、狭い領域に水が留まり易く、水は塊となって中心に近い程高速に流れること等が明らかとなった。(本件は、日経サイエンス主催のビジュアル・サイエンス・フェスタ2003のコンピューター・ビジュアリゼーション・コンテストにおいて入賞し、ポスター発表及び雑誌に掲載されることとなった。)(応募作品は動画である。)

論文

Development of advanced blanket materials for a solid breeder blanket of a fusion reactor

河村 弘; 石塚 悦男; 土谷 邦彦; 中道 勝; 内田 宗範*; 山田 弘一*; 中村 和幸; 伊藤 治彦; 中沢 哲也; 高橋 平七郎*; et al.

Nuclear Fusion, 43(8), p.675 - 680, 2003/08

 被引用回数:24 パーセンタイル:37.86(Physics, Fluids & Plasmas)

核融合原型炉を実現するために、先進ブランケットの設計研究が行われている。これらの設計では、より高い発電効率を目指して冷却材温度を500$$^{circ}C$$以上としており、高温に耐え、また高中性子照射量まで使用できるブランケット材料(トリチウム増殖材料及び中性子増倍材料)の開発が求められている。本論文では、原研及び国内の大学、産業界が共同で実施してきたこれら先進ブランケット材料の開発の現状について報告する。トリチウム増殖材料に関しては、トリチウム放出特性に悪影響を及す高温での結晶粒径成長を抑制できる材料の開発として、TiO$$_{2}$$を添加したLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$に注目し、湿式造粒法による微小球の製造技術開発を実施した。この結果、固体ブランケットに用いる微小球製造に見通しが得られた。中性子増倍材料に関しては、融点が高く化学的に安定な材料としてベリリウム金属間化合物であるBe$$_{12}$$Ti等に注目し、回転電極法による微小球の製造技術開発及び特性評価を実施した。この結果、ベリリウムの含有量を化学量論値より多くすることにより、延性を増すことによって、微小球の製造に見通しが得られた。また、Be$$_{12}$$Tiはベリリウムより中性子照射によるスエリングが小さいことなど、優れた特性を有していることが明らかとなった。

論文

Reflection and photoemission studies of neutron-irradiated graphite

福谷 博仁*; 山田 章夫*; 八木 一寿*; 大江 聡*; 東山 和幸*; 加藤 博雄*; 岩田 忠夫

Journal of the Physical Society of Japan, 59(9), p.3089 - 3092, 1990/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:48.31(Physics, Multidisciplinary)

中性子を照射した黒鉛について、光反射率及び光電子放出(紫外光電子分光UPS、角度分解光電子分光ARUPS、X線光電子分光XPS)の測定を行なった。反射率の測定は光エネルギー範囲0.5~30eVに対して行なった。5eVのところに見出される$$pi$$-バンド反射率ピークが照射により著しく減少した。照射により、3eV付近に小さな吸収帯が成長した。これを空格子点によるものと同定した。UPS測定により、$$pi$$-価電子バンドが照射により変形することを見出した。更に、ARUPS測定により、この$$pi$$-価電子バンドの変形を調べた。照射により、$$pi$$-バンドはフェルミ準位の方に全体として0.4eV移動し、そのバンド巾が$$Gamma$$-M線に沿って0.3eV減少した。これらの結果は、反射率のクラマースークローニッヒ解析から求めた状態密度からも確認された。また、XPSスペクトルには空格子点による成分が見出された。

論文

Chemical spattering yields of titanium carbide

山田 禮司; 中村 和幸; 西堂 雅博

Journal of Nuclear Materials, 111-112, p.744 - 749, 1982/00

 被引用回数:47 パーセンタイル:3.53

パルクTiC,CVDTiC,PVD TiCに関して、水素イオンによる化学スパッタリング収率を測定した。測定結果によれば、室温から550$$^{circ}$$C付近まで化学スパッタリング収率はあまり変化せず、黒鉛のそれの1桁以上小さな値を示した。また、収率は2keV付近で広がったピークになる。

論文

Thermal fatigue testing of low-z coatings on molybdenum and inconel 625

山田 礼司; 中村 和幸; 西堂 雅博; 村上 義夫

Journal of Nuclear Materials, 111-112, p.856 - 860, 1982/00

 被引用回数:11 パーセンタイル:25.79

モリブデン及びインコネル625にコーティングしたTiC,TiN及びC被膜の熱疲労試験を行った。200$$^{circ}$$Cから1400$$^{circ}$$Cまでの昇温降温の熱サイクルを3000回行い熱疲労の評価を行った。その結果、Cコーティング膜は1回の熱サイクルで基板からはがれ、TiC及びTiNの被膜ははがれなかった。TiC及びTiNに関しては、熱サイクルの回数が増加するに従い、クラックの発生及びクラックのみぞが広がるという現象が表われた。クラックのみぞの広がり及び被膜のゆがみ及び重量減少から見て、化学蒸着によって作製したTiCおよびTiNが物理蒸着法によるそれよりも優れている。

論文

Surface erosion and Re-emission behavior of various coatings under helium and hydrogen ion bombardment

西堂 雅博; 山田 禮司; 中村 和幸

Journal of Nuclear Materials, 111-112, p.848 - 851, 1982/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:51.39

Mo基板上にコーティングしたCVD-TiC,CVD-TiN,RIP-TiC,RiP-SiCおよびDVD-Cの各種コーティング材料の照射耐性を調べた。照射に用いたイオン種は200keVのH$$_{2}$$$$^{+}$$イオンとHe$$^{+}$$イオンであり、照射に用いたイオン種は室温から500$$^{circ}$$Cの範囲でおこなった。照射中の水素およびヘリウムの再放出量を、質量分析計により、また、照射後の試料表面は、走査型電子顕微鏡により、それぞれ測定、観察を行なった。照射による表面侵食の程度および型態は、コーティングの種類および製法、表面状態、試料温度、ならびに照射するイオン種に強く依存することが明らかになった。また、ガス再放出挙動と表面侵食との間に強い相関関係のあることが明らかになった。

論文

Thermal shock testing of low-z coatings for JT-60

中村 和幸; 山田 禮司; 西堂 雅博; 村上 義夫

Journal of Nuclear Materials, 111-112, p.852 - 855, 1982/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:18.48(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60の第一壁材の候補として低原子番号の物質を被覆した材料が考えられている。しかし、もしプラズマが不安定となった場合、第一壁には衝撃的な熱負荷が加わることとなるため、これらの被覆材料の熱衝撃下での密着性を調べることが極めて重要である。熱衝撃試験に用いた試料は化学蒸着及び物理蒸着法によってTiC,TiNを被覆したモリブデン及びインコネル625である。照射は30keV/H,4X10$$^{1}$$$$^{7}$$H/cm$$^{2}$$sec(2KW/cm$$^{2}$$)の水素ビームで、基板が解ける照射時間までパルス的に行なった。照射後、被膜の表面を走査型電子顕微鏡で観察し、モリブデン基板上及びインコネル625基板上各々の被膜について比較した。その結果、モリブデン基板では化学蒸着のTCのインコネル625基板では化学蒸着のTiNの密着性の高いことが判った。

論文

Continuous observation of surface erosion of polycrystalline molybdenum implanted with helium ions with different energies

西堂 雅博; 曽根 和穂; 山田 礼司; 中村 和幸

Journal of Nuclear Materials, 96(3), p.358 - 368, 1981/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:32.26

イオン照射下において、表面の連続観察をおこなえる電子顕微鏡を用いて、種々の照射条件でヘリウムイオン衝撃されたモリブデンの表面侵食の形態を観察した。 表面侵食の形態は、照射条件、試料の熱処理温度に強く依存する。特に、モリブデンが再結晶化を開始する温度まで加熱すると、ヘリウム照射によって剥離が顕著になる。一方、表面から比較的一様に分布するようにヘリウムが打ち込まれた場合には、剥離は発生せず、ブリスターが生成される。表面侵食において重要な臨界照射量が精度良く求まり、表面侵食の発生するヘリウム濃度は、従来予想されていた値より低くなることを示した。

論文

Dose and energy dependence of ion-induced release of deuterium from molybdenum by low energy hydrogen ions

山田 禮司; 中村 和幸; 曽根 和穂; 西堂 雅博

Journal of Nuclear Materials, 101(1), p.100 - 108, 1981/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:40.98(Materials Science, Multidisciplinary)

あらかじめ重水素イオンを照射したモリブデン材料に軽水素イオンを衝撃することにより、イオン衝撃脱離量と脱離のしやすさを表わす脱離断面積を測定した。これらのデータはプラズマの密度制御及びトリチウムの第一壁における保持量を考える上で重要である。測定した結果によれば、脱離の断面積はあらかじめ照射する重水素イオンの照射量に強く依存し、照射損傷が大きくなる程重水素は出づらくなり壁にたまる量が大きくなる。脱離量の時間変化を測定したデータは、2つの異なる種類の捕捉点があることを示しており、照射量及び入射エネルギーが大きくなるに従い、重水素が出づらい捕捉位置の数が増加することがわかった。その結果として、重水素が壁より脱離しにくくなる。

論文

Sputtering of silicon carbide coatings by low-energy hydrogen ions

曽根 和穂; 西堂 雅博; 中村 和幸; 山田 礼司; 村上 義夫; 岡田 雅年*

Journal of Nuclear Materials, 98(3), p.270 - 278, 1981/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:19.49(Materials Science, Multidisciplinary)

反応性イオンプレーティング法によりモリブデン上にコーティングした種々の組成の炭化珪素皮膜ついて、1keV相当H$$^{+}$$による500$$^{circ}$$C前後におけるスパッタリング収率を測定した。主な結果は次の通り。(1)スパッタリング収率は化学理論比の組成において最も小さく、500$$^{circ}$$Cにおける値は1.15$$times$$10$$^{-}$$$$^{2}$$atoms/ionである。(2)400~600$$^{circ}$$Cで殆んど温度依存性がない。(3)化学量論比よりずれると侵食速度は大きくなり、特にSi過剰のものは照射により剥離する。AES及びEPMAを用いて、照射による表面組成の変化についても調べた。

論文

Chemical sputtering yield of pyrolytic graphite bombarded with 3 keV H$$_{3}$$$$^{+}$$ under atomic hydrogen atmosphere

山田 禮司; 中村 和幸; 西堂 雅博

Journal of Nuclear Materials, 98, p.167 - 172, 1981/00

 被引用回数:26 パーセンタイル:7.33(Materials Science, Multidisciplinary)

低Z第一壁材料として黒鉛は代表的なものであるが、100eV以上のエネルギーをもった水素イオンによる黒鉛からのメタン生成は、500$$^{circ}$$C附近にピークをもつ試料温度依存性がある。一方熱エネルギー程度の原子状水素では、試料温度が500$$^{circ}$$C以上の場合もしくは室温から900$$^{circ}$$C付近まで試料に熱サイクルを加えた場合、メタン生成の試料温度依存性が次第に小さくなることがわかっている。実際の核融合炉の場合、水素のエネルギー範囲は原子状水素から数keVにまでわたっており、原子状水素雰囲気下でのエネルギー水素イオンによる化学スパッタリング収率は重要である。実験結果によれば、原子状水素雰囲気は水素イオンの化学スパッタリング収率に影響をおよぼしてはいないことが明らかになった。その理由としては、原子状水素による黒鉛の不活性化が非常に弱く、エネルギー粒子により簡単に壊れるためと考えられる。

論文

Surface erosion and re-emission behaviour of various types of carbon under helium-ion bombardment

西堂 雅博; 山田 禮司; 中村 和幸

Journal of Nuclear Materials, 102, p.97 - 118, 1981/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:16.35(Materials Science, Multidisciplinary)

熱分解黒鉛、等方性黒鉛およびガラス状炭素の各炭素材料について、ヘリウムイオン衝撃による表面侵食の観察および、ヘリウム再放出挙動実験をおこなった。ヘリウムイオンのエネルギーは200keVである。熱分解黒鉛の場合、Basal面とEdge面の両方を使用した。また、それぞれの材料は、研磨した表面および研磨しない表面の2種類を用意して、表面形状効果を調べた。 熱分解黒鉛では、ヘリウムの再放出挙動と表面形状変化が非常に良く対応し、表面層のCrackや剥離に対応したヘリウムガスの破裂状の放出が観察された。一方、他の二つの炭素材料では、表面の破裂や剥離は発生しない。また、再放出曲線には、破裂状の異常放出はみられない。 表面侵食の程度および再放出挙動は、炭素材料の種類に依存するばかりでなく、その表面形状にも強く依存することが明らかとなった。

論文

Measurement of chemical sputtering yields of various types of carbon

山田 礼司; 中村 和幸; 曽根 和穂; 西堂 雅博

Journal of Nuclear Materials, 95(3), p.278 - 284, 1980/00

 被引用回数:72 パーセンタイル:1.65(Materials Science, Multidisciplinary)

熱分解黒鉛、等方性黒鉛、ガラス状黒鉛の化学スパッタリングを、温度範囲が室温から700$$^{circ}$$Cの間で、入射水素イオンエネルギー範囲が0.1から6keVの間で測定した。 化学スパッタリング収率は、入射エネルギーが1keV、試料温度が525$$^{circ}$$Cの時に最大値をとり、その値は0.07$$pm$$0.01atoms/ionであった。試料依存性に関しては、化学スパッタリング収率の試料依存性は小さかった。メタニ生成率の照射依存性は、照射前の試料中の水素濃度に強く依存するが、1$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$H$$^{+}$$/cm$$^{2}$$以上の水素イオン衝撃を行うとメタン生成率は定常値に達した。

口頭

原子力機構タンデム加速器施設でのLiイオンビームを用いた有用放射性元素Atの製造、利用に関する核・放射化学研究

西中 一朗; 横山 明彦*; 鷲山 幸信*; 天野 良平*; 山田 記大*; 石黒 梨花*; 牧井 宏之; 橋本 和幸

no journal, , 

核医学利用の観点から癌の全身性,転移性治療への有用性が期待されている$$^{211}$$Atの製造,利用を目指し、原子力科学研究所タンデム加速器施設においてLiビームを用いた核反応で生成するAt放射性同位体の核・放射化学研究を開始した。加速器実験での核反応29-48MeV $$^7$$Li+$$^{nat}$$Pbで生成するAt同位体の励起関数測定,乾式化学分離での無担体アスタチンの化学挙動などについて報告する。

口頭

$$^7$$Li+$$^{nat}$$Pb反応でのAtの製造とAtの簡易化学分離

西中 一朗; 横山 明彦*; 鷲山 幸信*; 天野 良平*; 李 恵子*; 山田 記大*; 石黒 梨花*; 前田 英太*; 牧井 宏之; 橋本 和幸; et al.

no journal, , 

標的アルファ放射線療法で期待されるアルファ放射性核種$$^{211}$$Atの製造と利用の研究を開始した。タンデム加速器施設で29-48MeV $$^7$$Li+$$^{nat}$$Pb反応で生成する放射性同位体アスタチンの生成断面積をアルファ線,$$gamma$$線スペクトロメトリーによって求めた。加えてアスタチンの簡易化学分離法を開発した。

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