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(As
P
) superconductorHu, D.*; Yin, Z.*; Zhang, W.*; Ewings, R. A.*; 池内 和彦*; 中村 充孝; Roessli, B.*; Wei, Y.*; Zhao, L.*; Chen, G.*; et al.
Physical Review B, 94(9), p.094504_1 - 094504_7, 2016/09
被引用回数：20 パーセンタイル：62.84(Materials Science, Multidisciplinary)最適Pドープされた超伝導体BaFe(AsP) (T
=30K)におけるスピン励起の温度及びエネルギー依存性が非弾性中性子散乱実験を使って調べられた。我々の実験結果は密度汎関数理論や動的平均場理論で予想される計算結果と矛盾しておらず、BaFe(AsP)における平均プニクトゲン高さの減少が、電子相関の強さを弱め、磁気励起の有効バンド幅の増加に寄与することを示唆している。
洲 亘; Luo, G.; 山西 敏彦
Journal of Nuclear Materials, 367-370(2), p.1463 - 1467, 2007/08
被引用回数：69 パーセンタイル：96.54(Materials Science, Multidisciplinary)数十eVの高フラックス重水素プラズマ照射によるタングステンでの滞留とブリスタリングの機構を解明するため、各種分析・観察手法(XRD, TEM, SEM, TDS, NRA、及びERDA)による測定・観察を行った。1.5
の固定入射角のXRD測定により、重水素プラズマ照射後のタングステン表面付近の格子定数が変化していないことを確認した。このことは、重水素が空隙サイトに存在せず、重水素-空孔複合体を形成してバブル(空孔クラスターやボイドに集合している重水素分子)に成長していることを示唆している。また、重水素プラズマ照射後のタングステン断面のTEM観察により、大きいブリスタ(直径:数ミクロン,結晶粒に相当)の発生前、表面付近に直径30nm程度の小さいブリスタやナノ亀裂が形成されていることを明らかにした。さらに、重水素は、照射後のタングステンに分子として滞留していること(TDS結果)、並びに最大重水素/タングステンの原子比が1-2%に到達していること(NRAとERDAの結果)を明らかにした。以上の結果は、空孔型欠陥が滞留重水素の侵入に伴ってタングステンの表面付近に生成されることを示唆しているものである。
Luo, G.; 洲 亘; 西 正孝
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.957 - 962, 2006/02
被引用回数：67 パーセンタイル：96.48(Nuclear Science & Technology)核融合炉のプラズマ対向侯補材であるW中の重水素滞留に及ぼすブリスタリングの影響について、1
10
D/m
/sの入射フラックスの条件で入射エネルギーを100eVから約10eVまで変化させて調べた。滞留量の測定は昇温脱離法によって行い、5C/sの昇温速度で実施したが、昇温脱離曲線には重水素の放出ピークが1つのみ現れ、またそのピーク温度は照射のエネルギーやフルエンスにより500Cから850Cまで変化する、という結果を得た。このピーク温度は水素トラップからの放出温度より高く、重水素が分子としてブリスタに存在し、 昇温中に直接放出されていると考えられる。また、あるフルエンスで急激な滞留量減少が観測されたが、この現象はブリスタの破裂によるものと考えられる。このことはSEMによる観察結果(ブリスタが2ミクロン程度までしか成長しないこと、及びブリスタの数がフルエンスの増加とともに増加すること)と一致している。
Luo, G.; 洲 亘; 西 正孝
Journal of Nuclear Materials, 347(1-2), p.111 - 117, 2005/12
被引用回数：90 パーセンタイル：98.14(Materials Science, Multidisciplinary)鏡面仕上げした焼結材タングステン試料片にITERダイバータ周辺プラズマを模擬する重水素プラズマを照射し、そのブリスタリング挙動を調べた。今回行った照射の条件は、フラックス:110D/m/s,エネルギー:7
98eV/D,フルエンス:310
610
D/m,照射温度:室温であるが、いずれのエネルギーの照射においても、ブリスタリングの発生がSEM観察により確認された。また、ブリスタリング発生のフルエンス閾値が入射エネルギーの減少とともに増加すること、特に20eV/D以下の入射エネルギーの場合には、この閾値の増加が著しいことを見いだした。本現象は、試料表面に酸化皮膜が存在し、重水素の外部への再放出と内部への侵入に影響を及ぼしていると考えることによって説明できる。さらに、ブリスタの寸法と数はフルエンスの増加とともに初期にはいずれも増加するが、直径が2
m程度に逹すると成長が止まり、数のみが増加していく結果を得た。本結果は、ブリスタが2m程度に成長すると亀裂が発生して内部のガスが放出されるため、と考えられる。
大平 茂; Luo, G.; 中村 博文; 洲 亘; 喜多村 和憲*; 西 正孝
Fusion Science and Technology, 48(1), p.621 - 624, 2005/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)本報告では、プラズマ対向機器における現実的なトリチウム透過を模擬し、トリチウム透過量評価のためのモデル及び計算コードを検証するためのトリチウム透過試験体の新しい概念設計を示す。試験体は、TPLに設置されたITERのダイバータの照射条件(100eV以下の粒子エネルギー及び、高粒子束(1e+22/m/s))とほぼ等価の水素同位体プラズマビームを生成できるプラズマイオン源を使用する実証試験のために設計されている。試験体は、高粒子束のプラズマビームにさらされるプラズマ対向材が銅ヒートシンク上に接合されている多層構造のターゲットモジュールを備えており、銅のヒートシンクには加圧された冷却材(水)が閉じ込められている。予備実験のための試験体が製作され、繰り返し照射条件における接合部の熱的及び機械的挙動を確証するための電子ビーム照射試験が行われた。熱負荷試験後に、接合部に有意な欠陥等は観察されず、使用条件下における構造健全性が確認された。また、予備実験用試験体を用いTSTAで最初のトリチウムプラズマ照射試験を実施し、透過トリチウムの測定プロセスが確立された。中性子あるいは高エネルギーイオンビーム照射により欠陥等を模擬するターゲットモジュールを使用することについても考察する。
Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 西 正孝
Review of Scientific Instruments, 75(11), p.4374 - 4378, 2004/11
被引用回数：44 パーセンタイル：85.12(Instruments & Instrumentation)低エネルギー・高フラックスのコンパクトなプラズマ源の作る重水素イオンビーム中のイオン種の制御について研究した。このプラズマ源は核融合炉のプラズマと対向壁との相互作用の研究用に開発したものである。本研究では、プラズマ源中の重水素圧力,アーク電流,制御用磁場などの放電パラメータを変化させることにより、重水素イオン種D
, D
, D
の割合を制御できることを見いだした。低い重水素圧力の場合ではDイオンが主になり、中間の磁場と高い重水素圧力の条件ではDが生成されやすい。また、強い磁場と大きなアーク電流がDからDへの変換を容易にする。これらの放電パラメータの適切な調節により、D, D、及びDのそれぞれについて、単一成分の割合が80%を超えるビームを得る方法を確立した。また、この中でDの生成には磁場の制御が重要な役割を果たしていることを見いだした。
Luo, G.; 洲 亘; 中村 博文; 大平 茂; 林 巧; 西 正孝
JAERI-Tech 2004-031, 27 Pages, 2004/03
JAERI-Tech-2004-031.pdf:2.88MB
トカマクのプラズマ-表面相互作用を模擬する小型プラズマ源装置を製作した。この装置は、小型(全長1m)であるにもかかわらず、ITERダイバータの周辺プラズマに相当する低エネルギー(100eV以下)・高フラックス(約10/m/s)のプラズマビームを生成できる特徴を持つ装置である。本報告では、本装置の構成と特性、具体的にはフィラメント,アーク放電,磁場,バイアスなどによるプラズマビームへの影響について説明する。また、タングステンを試料として行った予備的な照射試験の結果についても報告する。焼結後熱圧延したタングステン試料片(0.1mm厚)に重水素イオンフラックス210
110/m/s,フルエンス410110
/m,エネルギー100eV前後のプラズマビームを照射させ、110/m以上のフルエンスで試料表面にブリスタの発生を観測した。
洲 亘; 川久保 幸雄*; Luo, G.; 西 正孝
Journal of Nuclear Science and Technology, 40(12), p.1019 - 1026, 2003/12
被引用回数：4 パーセンタイル：31.13(Nuclear Science & Technology)核融合炉プラズマ対向機器からのトリチウム回収は安全性確保及び稼働率向上の観点から重要な課題である。本研究では、プラズマ対向壁上に形成されて大量のトリチウムが含まれることが知られているカーボン共堆積層の除去へのエキシマレーザーの適用性について、エキシマレーザー(KrF及びArFレーザー)照射によるトカマク型大型核融合試験装置(JT-60及びTFTR)の共堆積層の除去率のレーザーフルエンス依存性を調べ、またレーザー照射中の放出ガスを調べるとともに共堆積層の除去機構を考察した。この中で、KrFレーザーの11J/cm のレーザーフルエンスでの照射の場合には、JT-60共堆積層の除去率は5.0m/pulseに達すること、放出される水素同位体の化学形が主に水素分子の形であって、容易に回収できることを見出した。また、0.8J/cmでのKrFレーザー照射の場合は表面に局部溶融によるコーンが生成され、約2.3J/cmのアブレーション閾値を超えると激しい溶融が起こることをSEMによって確認した。
Luo, G.*; 山口 憲司; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*
Physica Scripta, T94, p.21 - 27, 2001/10
被引用回数：3 パーセンタイル：27.19(Physics, Multidisciplinary)仕事関数は固体表面の電子的特性に極めて敏感である。近年、筆者らは、種々の環境下で固体材料の仕事関数を測定する実験装置を開発した。Li系の酸化物セラミックスであるLi
SiO,LiZrO,LiSiO,LiO,LiAlOを「高温ケルビン計」に装荷し、高温で種々の化学組成に制御された気相と接触させ、これらの材料の仕事関数を測定した。さらに、H(H
)やHeイオンや中性子などの粒子線照射による仕事関数への影響について調べる研究にも着手している。
山脇 道夫*; Luo, G.*; 澁谷 憲悟*; 山口 憲司*; 林 君夫
東京大学工学部総合試験所年報, 59, p.105 - 110, 2000/12
原研から東京大学山脇教授への平成11年度委託研究「核融合炉固体トリチウム増殖材料の照射下物性・機能に関する予備試験(IV)」の報告書である。高温工学に関する先端的基礎研究の一環として、高温での材料キャラクタリゼーション法開発の位置づけで、標記研究を平成8年度から継続している。照射による仕事関数変化を研究するため、ケルビン計をイオンビーム施設に設置した。東大の重イオン照射研究設備(HIT)のバン・デ・グラーフ加速器を用いて、MeVオーダーのイオンビーム照射による効果を調べた。一方、低エネルギー(500eV)のイオンビームを用いる測定系も開発した。その結果、測定は絶縁体表面の電荷蓄積及び2次電子放出によって大きな影響を受けることがわかった。これらの影響がない場合には、数mV程度の小さな仕事関数変化が測定できることが実証された。
山脇 道夫*; 鈴木 敦士*; 横田 敏彦*; Luo, G.*; 山口 憲司*; 林 君夫
Proceedings of 1st Information Exchange Meeting on Basic Studies on High-Temperature Engineering, p.357 - 364, 1999/09
LiO,LiSiO,LiTiO,LiZrO,LiAlOのような核融合炉ブランケット用のセラミックス製トリチウム増殖材料の炉内照射試験においては、照射及びスイープガスのトリチウム抽出速度論に対する効果は、極めて重要である。格子欠陥生成及び吸脱着平衡に関連した気体-固体表面反応の測定は、高温で制御された雰囲気において仕事関数を測定できる高温ケルビン計によって行える。LiSiO及びLiZrOの場合には、測定した仕事関数の酸素分圧への依存性から、酸素空孔の形成が示唆された。一方、LiO,LiTiO,LiAlOの場合には、酸素空孔形成は観察されず、吸脱着反応が観察された。プロトンビーム照射下において、標準電極として用いる金について仕事関数を測定したところ、照射初期に急激に低下するが、照射後には徐々に回復することがわかった。第2回目の照射では、金の仕事関数は小さい値となった。これらの結果は、固体試料の表面近傍領域における欠陥形成について、原子炉等による照射下での固体表面のモニタリングの目的のために、高温ケルビン計を採用できる可能性があることを支持している。この方法の最近の開発状況について発表する。
