Revealing the ion dynamics in LiGePS by quasi-elastic neutron scattering measurements

堀 智*; 菅野 了次*; Kwon, O.*; 加藤 祐樹*; 山田 武*; 松浦 直人*; 米村 雅雄*; 神山 崇*; 柴田 薫; 川北 至信

Journal of Physical Chemistry C, 126(22), p.9518 - 9527, 2022/06

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.2c01748

Understanding Li-ion conduction in superionic conductors accelerates the development of new solid electrolytes to enhance the charge-discharge performances of all-solid-state batteries. We performed a quasi-elastic neutron scattering study on a model superionic conductor (LiGePS, LGPS), to reveal its ion dynamics on an angstrom-scale spatial range and a pico-to-nanosecond temporal range. The observation of spectra at 298 K confirmed the high lithium diffusivity. The obtained diffusion coefficient was in the order of 10 cms at temperatures 338 K and was higher than the reported diffusion coefficient over a longer time scale, as determined by the pulse-field gradient nuclear magnetic resonance method. This difference indicates that there are impediments to ionic motion over a longer time scale. The dynamic behavior of the Li ions was compared with that observed for the LiPSO phase, which possesses the same crystal structure type, but a lower ionic conductivity. The LGPS phase possessed a high lithium mobility over a distance of 10 , as well as a larger fraction of mobile Li ions, thereby indicating that these features enhance lithium conduction over a longer spatial scale, which is important in all-solidstate batteries.

PSTEP: Project for solar-terrestrial environment prediction

草野 完也*; 一本 潔*; 石井 守*; 三好 由純*; 余田 成男*; 秋吉 英治*; 浅井 歩*; 海老原 祐輔*; 藤原 均*; 後藤 忠徳*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.159_1 - 159_29, 2021/12

https://doi.org/10.1186/s40623-021-01486-1

PSTEPとは、2015年4月から2020年3月まで日本国内の太陽・地球惑星圏に携わる研究者が協力して実施した科研費新学術領域研究である。この研究枠組みから500以上の査読付き論文が発表され、様々なセミナーやサマースクールが実施された。本論文では、その成果をまとめて報告する。

Proposal of simulation materials test technique and their constitutive equations for structural tests and analyses simulating severe accident conditions

橋立 竜太; 加藤 章一; 鬼澤 高志; 若井 隆純; 笠原 直人*

Proceedings of ASME 2020 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2020) (Internet), 9 Pages, 2020/08

https://doi.org/10.1115/PVP2020-21397

シビアアクシデント時には、原子力発電所の構造材料は過度の高温にさらされる。過酷事故時の構造物の終局破損様式を把握することは非常に重要であるが、そのようなシビアアクシデント時の破壊メカニズムは明らかにされていない。しかしながら、実際の構造材料を用いて構造物破壊試験を実施することは非常に難しく、かつ高価な試験になる。そこで、実際の構造材料の代わりに鉛合金を使用した構造物破壊試験を提案する。低温での鉛合金構造の破損メカニズムと高温での実際の構造の破損メカニズムとの類似性を実証するには、数値解析が必要である。2019年に数値解析のための非弾性構成方程式を提案したが、鉛合金の材料試験ではばらつきが大きく、提案式は良好に表現することができなかった。本研究では、材料特性を安定させる時効合金を用いた新しい材料試験結果に基づいて、鉛合金の改良非弾性構成方程式を提案する。

円柱を有する矩形断面管路内の乱流構造解析

杉山 均*; 小手森 俊紀*; 加藤 直人*; 寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎

自動車技術会学術講演会前刷集, (147-14), p.25 - 30, 2014/10

本解析では矩形断面を有する直線管路内に円柱が底壁面近傍に流れと平行に設置された乱流場を解析対象とした。こうした流れでは、乱れの非等方性から生成される第2種二次流れの存在と円柱が壁面近傍に設置されたことによる脈動流が存在する。本報で提案する代数応力モデルによる解析方法では、実験結果との比較検証から、速度分布を正確に予測することができ、壁面と円柱との間隙に形成される脈動流の存在についても確認することができた。

Numerical analysis of turbulent flow with heat transfer in a square duct with 45 degree ribs

岡垣 百合亜*; 杉山 均*; 加藤 直人*; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/10

高温のヘリウムガス熱交換器の伝熱促進等に有用な45度に傾斜した矩形リブを配した矩形ダクト内の乱流熱伝達特性について、新たに開発した代数応力モデルを用いて数値解析を実施した。解析結果は、PIVによる高レイノルズ数の乱流場における実験結果をよく再現しており、解析モデルの妥当性を確認できた。

Magnetic structure determination of CeAl ( = Ru and Os); Single crystal neutron diffraction studies

加藤 治一*; 小林 理気; 竹坂 智明*; 西岡 孝*; 松村 政博*; 金子 耕士; 目時 直人

Journal of the Physical Society of Japan, 80(7), p.073701_1 - 073701_4, 2011/07

https://doi.org/10.1143/JPSJ.80.073701

Neutron diffraction studies of CeAl ( = Ru and Os), which shows an anomalous transition at K for CeRuAl and at 29 K for CeOsAl, have been carried out using single crystal samples. In the ordered state below , obvious superlattice reflections have been found, indicating the appearance of ordered magnetic moments. The magnetic structures of both compounds could be commonly explained with a propagation vector , where collinear antiferromagnetic moments with magnitudes of 0.42(1) for CeRuAl and of 0.29(1) for CeOsAl are aligned along the -axis.

高速炉原子炉容器の高温構造設計評価技術の開発,1; 強度評価法開発の考え方

川崎 信史; 永江 勇二; 加藤 章一; 安藤 勝訓; 笠原 直人

第13回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集, p.507 - 510, 2008/06

高速炉の原子炉容器に対する高温構造設計評価技術における強度評価法開発の計画と現状を紹介した。現在開発中の革新的高温増殖炉の原子炉容器の特徴を踏まえ、クリープ疲労強度評価法とラチェット変形許容値の研究開発を進めている。クリープ疲労強度としては、中間保持,時効,構造不連続部におけるひずみ集中を開発に必要な課題として選定し、試験及び解析による検討を進めている。ラチェット変形許容値は、ラチェット疲労及びラチェットクリープ疲労試験から、ラチェット変形がクリープ疲労あるいは疲労強度に及ぼす影響を把握し、許容値の策定を進めている。

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2005年度

武石 稔; 宮河 直人; 中野 政尚; 竹安 正則; 磯崎 久明; 磯崎 徳重; 森澤 正人; 藤田 博喜; 國分 祐司; 加藤 千明; et al.

JAEA-Review 2006-031, 155 Pages, 2006/10

JAEA-Review-2006-031.pdf:7.76MB
JAEA-Review-2006-031(errata).pdf:0.13MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構東海研究開発センター核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第4編、環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2005年4月から2006年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果及び大気,海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果を取りまとめたものである。なお、環境監視計画の概要,測定方法の概要,測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況の内訳等については付録として収録した。

溶接構造用圧延鋼材SM400Bに生じる熱ひずみに対する健全性評価方法について

三澤 直人; 和田 雄作; 加藤 章一*

JNC TN2400 2003-001, 38 Pages, 2004/01

JNC-TN2400-2003-001.pdf:1.08MB

溶接構造用圧延鋼材SM400Bを温度変動環境下で使用する場合、本材料に発生する熱ひずみに対する健全性評価方法は、降温過程においては延性消耗則、昇温過程においては従来のひずみ目安値そのものを適用する方法が妥当であり合理的であることが機械試験を通じて確認できた。

He accumulation effect in solid and liquid D-T mixture

河村 成肇*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.213 - 215, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において現在D-T反応によるミュオン触媒核融合(CF)実験中である。RIKEN-RALミュオン施設でトリチウムの崩壊で生成したHe-3がD-Tの混合固体中に蓄積し、液体では蓄積しないことを見いだした。実際、D-T濃度比が3:7の時の液体では、ニュートロンの放出減少率はターゲットを液化した直後から変化しないが、固体では、固化直後から増加する。このことから、すべてのHe-3が固体の中に残ることを示していると考えられる。これらの実験結果について報告する。