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論文

Compatibility of lithium oxide single crystals with tungsten sputtered films; The Effect of passivation films

那須 昭一*; 永田 晋二*; 吉井 樹一郎*; 高廣 克己*; 菊地 直人*; 草野 英二*; Moto, Shintaro*; 山口 貞衛*; 大橋 憲太郎*; 野田 健治; et al.

粉体および粉末冶金, 52(6), p.427 - 429, 2005/06

酸化リチウムは核融合炉のトリチウム増殖材料の候補材料である。表面をアルミニウム,シリコン又はチタンの保護膜で覆った酸化リチウム単結晶とその上につけたタングステン膜との化学的両立性をラザホード後方散乱法より調べた。保護膜のない酸化リチウムでは573Kで1分及び623-673Kで1分の加熱でタングステンとの化学反応が見られた。一方、保護膜をつけた酸化リチウムでは、すべての試料について、573Kにおける1分の加熱で少量のタングステンが保護膜や酸化リチウム中へ拡散することが見られたが、その後の623Kから723Kの加熱において顕著な拡散は見られなかった。このことから、アルミニウム,シリコン又はチタン保護膜は酸化リチウムをタングステンとの反応から保護するために有用であると考えられる。

論文

日本原子力研究所における研究開発のあゆみ

野田 健治; 横田 渉

電気評論, 88(2), p.55 - 63, 2003/02

平成13年11月から平成14年10月までにおける原研の研究開発のあゆみを、先導的な原子力エネルギー利用の開拓,原子力安全に確保,各種放射線利用研究,原子力研究開発の基礎基盤的研究の分野に大別して報告する。

論文

Effects of co-implanted oxygen or aluminum atoms on hydrogen migration and damage structure in multiple-beam irradiated Al$$_{2}$$O$$_{3}$$

片野 吉男*; 有賀 武夫; 山本 春也; 中沢 哲也; 八巻 大樹; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 283-287(Part.2), p.942 - 946, 2000/12

 パーセンタイル:100

電気絶縁材料等として核融合炉で使用されるアルミナで、照射によって生じるH,Heのガス原子と格子からの原子のはじき出しとの相乗効果による損傷機構を調べる目的で、H,He及びOイオンのトリプルビーム、H,He及びAlイオンのトリプルビーム等のビームを照射した試料について、注入H原子の拡散挙動への注入O,Al原子の影響を比較した。HとAlを照射した試料ではH原子の拡散はHイオンだけを注入した場合よりも抑制されることを見いだした。さらにH,He,Alを照射した場合には、AlによるH原子拡散の抑制効果は、同時にOイオンとトリプルで照射した場合とほぼ同程度になり、注入Heが最も支配的であることを見いだした。組織変化も抑制されたH原子の拡散に対応し、Alと同時照射した試料ではキャビティー形成も抑制される。

報告書

Irradiation effects on plasma diagnostic components

西谷 健夫; 飯田 敏行*; 池田 裕二郎; 石塚 悦男; 角田 恒巳; 河西 敏; 河村 弘; 森田 洋右; 長島 章; 中道 勝; et al.

JAERI-Research 98-053, 105 Pages, 1998/10

JAERI-Research-98-053.pdf:4.78MB

ITERをはじめとする核融合炉の計測装置の開発において最も重要な課題の一つは計測機器要素に対する放射線照射効果である。ITERの工学設計活動の一環として、セラミックス、窓材、光ファイバーといった基本要素及びボロメータ等の真空容器内計測センサーの照射試験を実施した。セラミックスに対しては、中性子による照射誘起伝導の測定を行った。光ファイバー、窓材及び反射鏡に対しては透過損失及び発光を$$gamma$$線、14MeV中性子、原子炉中性子について測定した。またボロメータについては新たにセラミックス基板ボロメータを開発し、$$^{60}$$Co及びJMTRで照射試験を行った。磁気プローブについてはJMTRにおいて照射誘起起電力の測定を行った。

論文

Users' requirements for IFMIF

野田 健治; Ehrlich, K.*; 實川 資朗; Moeslung, A.*; Zinkle, S.*

Journal of Nuclear Materials, 258(263), p.97 - 105, 1998/10

 被引用回数:19 パーセンタイル:16.82

国際核融合材料照射施設(IFMIF)の役割は、(1)核融合材料の開発、(2)核融合DESO炉の設計用材料データベースの取得等である。ここでは、IFMIFの概念設計活動(IFMIF-CDA)のためのユーザー要求を試験すべき材料、試験の形式、微小試験片技術、照射条件等について示される。試験すべき材料としては、フェライト鋼、V合金、SiC/SiC複合材料等の構造材料、Li$$_{2}$$O及びLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$等の増殖材料、炉内構造物絶縁及びRF窓等の絶縁セラミック材料等であり、試験の形式としては、照射後試験と運転条件下での材料特性を調べるための照射下その場実験がある。また、照射条件としては、必要な中性子束、照射試験体積、中性子束勾配、中性子スペクトル、材料損傷パラメータ等についてふれる。

報告書

Proceedings of the Sixth International Workshop on Ceramic Breeder Blanket Interactions: October 22-24, 1997, Mito City, Japan

野田 健治

JAERI-Conf 98-006, 286 Pages, 1998/03

JAERI-Conf-98-006.pdf:13.08MB

本報文集は「IEA核融合材料研究開発実施取決め」の付属書IIの下に、平成9年10月22-24日に水戸で開催された第6回セラミック増殖材ブランケット相互作用国際ワークショップ」において発表された報文を集めたものである。このワークショップでは、EU、日本、米国及びチリより約40名の専門家が参加し、セラミック増殖材の製造、キャラクタリゼーション、諸特性、トリチウム放出性能、トリチウム挙動モデリング、照射挙動、増殖ブランケット設計等についての発表と討論が行われた。この中で、IEA参加各極におけるセラミック増殖材の研究開発状況に関する情報交換が行われるとともに、研究開発課題についての論議が行われた。

論文

Vortex pinning and irreversibility line in single crystal YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7}$$ with parallel twin boundaries

石田 武和*; 奥田 喜一*; 朝岡 秀人; 数又 幸生*; 野田 健治; 武居 文彦*

Advances in Superconductivity X, p.461 - 464, 1998/00

YBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7}$$単結晶を用いて、磁気トルク測定、欠流磁化率の測定を行い磁束ピンニングと不可逆曲線に関する情報を得た。高純度、高品質なYBa$$_{2}$$Cu$$_{3}$$O$$_{7}$$単結晶は包晶反応を利用し、Y$$_{2}$$O$$_{3}$$るつぼから育成した。またその後550$$^{circ}$$C5atm酸素アニーリングを行い酸素含有量の調整を行った。双晶境界は交点を持たず一方向のみ存在する結晶を用いたことから双晶本来の特性を評価することができた。双晶面内に自由エネルギーの最小値、シャープなピンニングピークが磁気トルク測定により観測され双晶境界がイントリッシックピンと非常によく似た振る舞いをすることを示した。

論文

Helium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O sintered pellets

谷藤 隆昭; 八巻 大樹; 野田 健治

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.723 - 729, 1998/00

原子炉照射後のLi$$_{2}$$O焼結体から核変換Heガス放出挙動の相対密度依存性及び中性子照射量依存性について調べた。2K/minの等速昇温加熱によるHe放出温度は、(1)850~1050K,(2)900~1150K,(3)~1300K,(4)~1350Kであり、4つの放出ステージが観察された。相対密度が85%及び88%T.D.焼結体からの放出ピークでは(1)(2)ステージのほかに(3)及び(4)ステージが顕著となる。一方71%T.D.及び80%T.D.焼結体ではおもに(1)及び(2)ステージが観察された。また2$$times$$10$$^{17}$$n/cm$$^{2}$$から2$$times$$10$$^{19}$$n/cm$$^{2}$$の熱中性子照射量依存性では,(1),(2)ステージは照射量の増大とともに約150KHe放出ピークは高温側に移行するが、(3)(4)ステージの放出ピークはあまり変動しなかった。さらにHe放出ピーク温度の昇温速度依存性を調べ各放出ステージの律速過程について解析を行った。

論文

Helium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O sintered pellets

八巻 大樹; 谷藤 隆昭; 野田 健治

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.723 - 729, 1998/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:73.05

本研究では、中性子照射した酸化リチウム単結晶試料からのヘリウム放出挙動を観測した。熱中性子照射試料に対する等速昇温測定実験においては、いずれの試料も単一の放出ピークを観測した。このピーク温度は、単結晶粒が大きくなるほど、また中性子照射量が多くなるほど高くなった。このピークは単結晶粒内拡散律速によるものと考えられる。このことは、以前に行われた、酸化リチウム焼結体試料からのヘリウム放出挙動との比較からも裏付けられる。また、高速中性子で重照射(Li燃焼度5%)を行った試料からのヘリウム放出曲線は、大きな放出ピークの上に、いくつもの細かいピークが重なって観測された。このことは、重照射によって、試料中に細かいクラックが多数入っていることを示唆していると考えられる。

論文

Impact of source term uncertainty on neutronics analysis of D-Li neutron irradiation facility (IFMIF)

大山 幸夫; 野田 健治; 小迫 和明*

Fusion Engineering and Design, 42, p.437 - 442, 1998/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:73.05

IAEA国際協力の下に国際核融合材料照射試験施設の概念設計が行われている。この施設では250mA、35MeVの重陽子によるD-Li反応を利用する。材料照射を有効にするために重陽子ビーム及びターゲット形状の最適化を行うが、このために中性子場を計算で解析する。計算で用いるD-Li反応のモデルとしてFMITおよびESNITで用いられたものが米国と日本で利用された。この両者のモデルで得られるスペクトルを最近行われた実験値と比較し、その精度を評価した。更に、線源モデルの不確さが中性子場及び損傷パラメータに及ぼす影響を調べ、IFMIF設計計算結果の不確さを評価した。結果として、損傷パラメータに対して、ESNIT及びFMITモデルは各々約8%と約17%の不確さを与えることを示した。

論文

Japanese contribution to ITER task of irradiation tests on diagnostics components

西谷 健夫; 石塚 悦男; 角田 恒巳; 佐川 尚司; 大山 幸夫; 飯田 敏行*; 杉江 達夫; 野田 健治; 河村 弘; 河西 敏

Fusion Engineering and Design, 42, p.443 - 448, 1998/00

 被引用回数:20 パーセンタイル:15.86

日本のホームチームが現在実施しているITER計測機器要素の照射試験において、今までに得られた結果を報告する。セラミックス絶縁材については、14MeVの中性子による放射線誘起伝導(RIC)の変化をFNSで測定した。また窓材の放射線誘起発光の絶対測定をFNSで行うと共に、JMTRにおいて窓材の透過率変化の測定を行った。更にモリブデン製の反射鏡の照射試験をJMTRにおいて実施した。その結果反射率の変化はみられなかった。JT-60タイプのボロメータの照射試験を$$^{60}$$Co照射の下で行ったが、100MGyの照射量まで正常に動作することが確認できた。

論文

Phase-transformation study of metastable tetragonal zirconia powder

井川 直樹; 長崎 正雅*; 石井 慶信; 野田 健治; 大野 英雄; 森井 幸生; Fernandez-Baca, J. A.*

J. Mater. Sci., 33, p.4747 - 4758, 1998/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:65.17(Materials Science, Multidisciplinary)

正方晶安定化ジルコニアの優れた機械的強度は正方晶相から単斜晶相へのマルテンサイト型変態に起因すると考えられている。しかしながらその変態機構は十分には解明されていない。本研究では、アルコキシド法で作製した準安定正方晶ジルコニアに関して、正方晶相から単斜晶相への相変態速度を米国オークリッジ国立研究所・高中性子束アイソトープ原子炉に設置した広角中性子回折装置により測定し、さらに相変態のモデル化を行った。相変態は1000$$^{circ}$$Cでは100分以内に終了したが、850$$^{circ}$$Cにおいては4000分以上必要であり、アニール温度が高くなるに従って相変態速度は著しく速くなった。この相変態速度は(1)相変態がマルテンサイト型であり、臨界結晶子径が存在する、(2)結晶子径が対数正規分布をとる、(3)結晶子は正常粒成長をする、という仮定を基にモデル化を行うことでうまく説明できた。

論文

Electrical conductivity change in single crystal Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgO under neutron and $$gamma$$-ray irradiation

谷藤 隆昭; 片野 吉男; 中沢 哲也; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 253, p.156 - 166, 1998/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:52.1

JRR-3及び$$gamma$$線照射施設を用い、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$及びMgO単結晶の核分裂中性子及び$$gamma$$線照射下における電気伝導度を測定した。いずれの照射においても、照射中に電気伝導度が高くなる照射誘起電気伝導(RIC)が生じた。また、最近、照射量とともに極めて大きな電気伝導度(すなわち、絶縁変化)が起こる照射誘起電気特性劣化(RIED)がいくつかの研究で報告されているが、本研究ではこのRIEDは生じなかった。測定されたRIC及びRIEDが生じなかったことについて、最近の他の研究と比較し討論が行われる。

論文

In situ observation of microstructural development during electron irradiation in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ containing Cr$$_{2}$$O$$_{3}$$ or TiO$$_{2}$$

仲田 清智*; 片野 吉男; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.1831 - 1835, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.28

Al$$_{2}$$O$$_{3}$$(アルミナ)の照射によるスエリング性の改良のため、種々の添加元素の照射挙動に与える効果を検討した。純Al$$_{2}$$O$$_{3}$$では、973K以上の電子照射温度で、転位ループとキャビティが生成し、さらに、試験片表面にAl析出物が現れた。TiO$$_{2}$$添加Al$$_{2}$$O$$_{3}$$照射挙動は、純Al$$_{2}$$O$$_{3}$$と同様であったが、Cr$$_{2}$$O$$_{3}$$を添加したAl$$_{2}$$O$$_{3}$$では、転位ループやキャビティは生成するが、純Al$$_{2}$$O$$_{3}$$と比較して、成長速度が著しく小さく、結果としてスエリングが抑制された。また、表面のAl析出も形成されなかった。これはCr$$_{2}$$O$$_{3}$$添加によって照射で導入された格子間原子の移動度が低下することに起因することがわかった。

論文

Damage structure evolution in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ irradiated with multiple ion beams of H,He and O and after annealing

片野 吉男; 中沢 哲也; 八巻 大樹; 有賀 武夫; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.1842 - 1847, 1998/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:58.01

Al$$_{2}$$O$$_{3}$$中のH,Heによる損傷効果を評価する目的から、酸素(O)イオン(4.7MeV)をはじき出し損傷関数(dpa)として利用し、H,He/dpaとスエリングの関係を調べた。照射実験には高崎研TIARAのトリプルビーム照射装置を用い、650$$^{circ}$$Cの照射温度で最大損傷量7.6dpaまで行い、照射後電子顕微鏡観察により損傷組織を入射イオンの深さ方向からの関数として評価した。その結果、Oイオンによる損傷は2.7$$mu$$mの深さまで形成し、表面近傍には~150nm大きさの転位ループが分布した。一方キャビティは、H(0.25MeV)、He(0.9MeV)及びOイオンの各飛程(1.4,2.1及び2.6$$mu$$m)付近にピークを持って分布し、これらによるスエリングは各々0.2,0.3及び1%であった。これらは照射後焼鈍(1000$$^{circ}$$C$$times$$1h)によって、He及びOイオン領域では50~80nmに成長したキャビティが形成され、それらによるスエリングは5.8及び8%に増大した。これらの挙動から、HeやO原子は、はじき出し損傷によって生成した欠陥集合体がキャビティ成長を促進する。H原子は転位の上昇運動によって消滅し易い。

論文

Ab initio MO study on hydrogen release from surface of lithium silicate

中沢 哲也; 横山 啓一; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.571 - 575, 1998/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:23.45

リチウムシリケイト及びAl添加リチウムシリケイトは核融合炉用固体増殖材の候補材料である。本研究では、これら材料表面に存在する水素原子の化学的性質を非経験的分子軌道計算により調べた。その結果、表面水素のイオン性がAl原子の表面酸素への相互作用によって強まる。その一方で、非架橋酸素に配位するLiイオンによってそのイオン性は弱まることが示された。また、表面酸素に対する表面水素の親和力は表面水素のイオン性の増加とともに低下することが示された。

論文

Tritium release behavior from neutron-irradiated Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$ single crystal

谷藤 隆昭; 八巻 大樹; 那須 昭一*; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.543 - 548, 1998/00

 被引用回数:35 パーセンタイル:6.84

直径1~2mmのLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$単結晶を試料として用いた。この試料をJRR-2原子炉にて熱中性子照射量4$$times$$10$$^{18}$$n/cm$$^{2}$$まで照射した。照射後試料を625Kから1373Kの温度範囲で等温加熱実験に用いた。放出トリチウムをアンモニアガスでスイープし比例計数管を用いて測定した。トリチウム放出挙動は等価球モデルによる拡散式に従うことが明らかになった。この結果トリチウム放出の律速過程は体積拡散であることがわかった。得られたトリチウム拡散係数D$$_{T}$$は次式で表される。D$$_{T}$$=0.100exp[-104(KJ/mol)/RT],cm$$^{2}$$/sec, 625K$$<$$実験温度$$<$$1373K.

論文

Development of a triple beam irradiation facility

浜田 省三; 三輪 幸夫; 八巻 大樹; 片野 吉男; 中沢 哲也; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.383 - 387, 1998/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:35.63

核融合炉の照射環境を模擬した照射実験を行い、材料の微細組織変化に及ぼす同時照射効果を明らかにする。このために、材料研究部で設計・開発し、製作した後、高崎研の複合ビーム棟に設置したトリプルビーム照射実験装置について、その性質、仕様、特徴ならびにこの装置を用いて得られた成果の一部について報告する。

論文

国際核融合材料照射施設(IFMIF)の設計活動; 現状と今後の展望

勝田 博司; 野田 健治; 加藤 義夫; 杉本 昌義; 前川 洋; 小西 哲之; 中村 秀夫; 井田 瑞穂*; 大山 幸夫; 實川 資朗; et al.

日本原子力学会誌, 40(3), p.162 - 191, 1998/00

核融合炉材料の開発には、核融合炉条件下における中性子照射挙動を調べることが不可欠であるが、核融合炉条件を模擬できる高エネルギー中性子照射施設は現存しない。そこで、国際エネルギー機関(IEA)が日・米・欧・露の4極に呼びかけて、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の検討が4極の共同で始められた。予備検討を経て、1995年に開始された概念設計活動が1997年に一応の区切りを迎えたので、この機会に、IFMIF設計活動の現状と今後の展望についてまとめ、紹介したものである。

論文

Cross-sectional observation of damage structures in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ irradiated with multiple beams of H,He and O ions and after annealing at 1273K

片野 吉男; 中沢 哲也; 八巻 大樹; 有賀 武夫; 野田 健治; 山本 春也

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 140(1-2), p.152 - 158, 1998/00

本研究では、電気絶縁材料であるAl$$_{2}$$O$$_{3}$$について多重イオン同時照射に伴う損傷特性について透過電子顕微鏡組織断面観察から評価した。実験では、照射温度650$$^{circ}$$Cで3.6dpaまで照射したトリプル(O,He,H)イオン同時照射材と10.2dpaまでデュアル(O,H)照射材、さらに再試料を1273K$$times$$1$$^{h}$$照射後焼鈍し、注入イオンの深さ方向に転位ループの生成、キャビティの成長を比較検討した。その結果、転位ループ生成挙動では、トリプル照射材は深さ1.5$$mu$$mの損傷ピークまで欠陥集合体の転位が深の関数で増加する。しかしデュアル照射材では損傷が最も大きい1.4$$mu$$mから1.6$$mu$$mで格子間原子の集合体である転位が希薄な領域が認められた。この領域では照射に伴うH電子が点欠陥の消滅に寄与していることを示している。一方、両照射材の照射後焼鈍では、いずれも損傷ピーク付近で著しいキャビティの成長が認められた。この結果、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$は1000$$^{circ}$$Cで熱的に活性化し、注入イオンや空孔の移動・再結合が促進されることが分かった。

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