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民井 淳*; Pellegri, L.*; S
derstrm, P.-A.*; Allard, D.*; Goriely, S.*; 稲倉 恒法*; Khan, E.*; 木戸 英治*; 木村 真明*; Litvinova, E.*; et al.
European Physical Journal A, 59(9), p.208_1 - 208_21, 2023/09
被引用回数：1 パーセンタイル：0.02(Physics, Nuclear)光核反応は原子核構造の観点からも応用の観点からも重要であるにも関わらず、その反応断面積は未だに不定性が大きい。近年、超高エネルギー宇宙線の起源を探るために、鉄よりも軽い原子核の光核反応断面積を正確に知る必要が指摘されている。この状況を打破するため、原子核物理の実験、理論、宇宙物理の共同研究となるPANDORAプロジェクトが始まった。本論文はその計画の概要をまとめたものである。原子核実験ではRCNP、iThembaによる仮想光子実験とELI-NPによる実光子実験などが計画されている。原子核理論では、乱雑位相近似計算、相対論的平均場理論、反対称化分子動力学、大規模殻模型計算などが計画されている。これらで得られた信頼性の高い光核反応データベースと宇宙線伝搬コードを組み合わせ、超高エネルギー宇宙線の起源の解明に挑む。
沖田 将一朗; 水田 直紀; 高松 邦吉; 後藤 実; 吉田 克己*; 西村 洋亮*; 岡本 孝司*
Proceedings of 30th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE30) (Internet), 10 Pages, 2023/05
Adoption of SiC-matrix fuel elements in future pin-in-block type HTGR designs will enhance oxidation resistance of the fuel element in the event of the air ingress accident, one of the most worrisome accidents in HTGRs. This would eliminate the need for the graphite sleeves used in the current pin-in-block type HTGR designs and enable high power density core designs with sleeveless and direct coolable fuel structure. Such a concept itself has been suggested by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) in the past. However, JAEA has not yet demonstrated the feasibility for a core design with the SiC-matrix fuel elements. The present work is intended to demonstrate the feasibility for a new core design upgraded from an existing conceptual core design, called HTR50S, with 50 MW thermal power and reactor outlet temperature of 750
C. The new core design uses SiC-matrix fuel elements and increases the reactor power density to 1.2 times higher than the original HTR50S design. The feasibility is determined by whether the core satisfies the target values in nuclear and thermal-hydraulic designs by performing burn-up calculation with the whole core model and fuel temperature calculations. The calculation results showed that the new core design satisfied these target values on the reactor shutdown margin, the temperature coefficient of reactivity, and the maximum fuel temperature during normal operation.
K
(Zn
Mn
)
As studied by X-ray magnetic circular dichroism and resonant inelastic X-ray scattering鈴木 博人*; Zhao, G.*; 岡本 淳*; 坂本 祥哉*; Chen, Z.-Y.*; 野中 洋亮*; 芝田 悟朗; Zhao, K.*; Chen, B.*; Wu, W.-B.*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 91(6), p.064710_1 - 064710_5, 2022/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)The magnetic properties and the electronic excitations of the new diluted magnetic semiconductor BaK(ZnMn)As have been studied by X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and resonant inelastic X-ray scattering (RIXS). The sum rule analysis of the XMCD spectra indicates that the Mn atoms are in the high-spin configurations of 
, whereas the presence of competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions between the Mn ions reduces the net spin moment. Based on a comparison of the RIXS line shapes with those of GaMnAs, it is concluded that the ground state of Mn in BaK(ZnMn)As consists of both the 
and 
electron configurations.
梅田 享英*; 岡本 光央*; 荒井 亮*; 佐藤 嘉洋*; 小杉 亮治*; 原田 信介*; 奥村 元*; 牧野 高紘; 大島 武
Materials Science Forum, 778-780, p.414 - 417, 2014/02
被引用回数：2 パーセンタイル：72.7(Crystallography)炭化ケイ素(SiC)金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ(MOS FET)の界面欠陥を電流検出型磁気共鳴(EDMR)により調べた。SiC MOSFETはカーボン(C)面上に作製し、水蒸気酸化及び800Cでの水素処理、又は、乾燥酸素を用いた二種類の方法によりゲート酸化膜を形成した。乾燥酸素によるゲート酸化膜を有するMOSFETのチャンネル移動度は1cm
/Vs以下であるが、水素処理ゲート酸化膜を有するMOSFETは90cm/Vsである。低温(20K以下)でのEDMR測定の結果、シリコン面上に作製したMOSFETでは観測されないC面特有の欠陥シグナルが検出された。
線照射を行ったところ、このC面特有の欠陥シグナルが大きくなり、それとともにチャンネル移動度が低下することが判明した。これより、水素処理により終端されていたC欠陥が線照射により離脱し、C面固有の欠陥となること、この欠陥がチャンネル移動度の低下に関与することが推測される。
西川 雅弘*; 後藤 誠一*; 三宅 正宣*; 岡本 芳三*; 星屋 泰二; 高橋 亮人*; 戸田 三郎*; 橘 英三郎*; 田戸 茂*; 岡本 真実*; et al.
高出力密度核融合炉における要素交換技術の基礎設計, 147 Pages, 1988/03
核融合炉概念設計において、小型、高出力密度化を指向すればするほど中性子壁負荷の問題が大きくなり、新たな材料改質技術が必要とされる。このような既存材料の改善・長寿命化技術あるいは新材料開発技術が進展したとしても、各部の要素交換・補修・修理を前提としない設計では、信頼性の確保が困難となる。本研究では、要素交換を前提として、交換ならびに補修、修理に対し、機械構造的機構に設計・工夫した技術を積極的に評価し、取り組むことにより、炉全体の機能向上を目指している。具体的には、形状記憶合金を足掛かりとして、広くトカマク炉などにおける要素交換の着脱部分に適用出来る「要素迅速交換技術」の評価、検討を行い、形状記憶合金駆動素子を応用した大口径コンパクトゲートバルブの有用性について提案する。
松本 暢彦*; 時枝 潔*; 岡本 芳三; 越後 亮三*; 宮 健三*
Journal of Nuclear Science and Technology, 16(10), p.732 - 740, 1979/10
被引用回数：1多目的高温ガス実験炉には、高温断熱システムが多く用いられている。本報では、この断熱システムを対象に、冷却材急速減圧時に示す層内に介在する気体の非定常挙動を解析により求めた。高温断熱システム構造は、断熱材と気体が充填された容器内から外部へ気体が噴出する単純な1次元モデルにおきかえることができる。そこで、この1次元モデルに基づき、急速減圧時に示す層内気体非定常挙動を層内流動はダーシー法則に従うものとし、連続あるいは運動の式から求めた。パラメータはオリフィス開口比そして断熱層透過率であり、これらのパラメータが層内気体の非定常挙動に及ぼす影響を明確にした。また、急速減圧実験を実施し、解析モデルにより、高温断熱層内気体の非定常挙動が表されることを確認した。
越後 亮三*; 長谷川 修*; 鳥取 章二*; 岡本 芳三; 下村 寛昭
日本機械学会論文集,B, 45(389), p.91 - 98, 1979/00
環状水平軸多孔質層内の自然対流の基礎方程式において、運動方程式に多孔質層と流体の平均的抵抗力を示すDarcy力を示す項および壁面と流体の粘性抵抗を示す項によって示されるとするchanらの考え方を採り入れ、エネルギ方程式に放射熱伝達を示す項を採り入れた。(伝導放射化無次元パラメータの導入) 上記基礎式数値解析結果より、断熱層内の平均温度は放射伝熱を考慮しない場合に比較して、低下する。換言すれば、放射伝熱を考慮した場合、断熱層内の温度勾配は急になる。従って、放射伝熱を考慮した場合の実効熱伝導率は伝射を無視した場合に比較して増加する。しかしながら、断熱層構成材料(断熱材せんい等)の放射率等の放射伝熱特性を定量的に評価することは現段階では種々の困難を伴う。
越後 亮二*; 長谷川 修; 武智 英典*; 岡本 芳三
日本原子力学会誌, 15(8), p.557 - 561, 1973/08
本報では前報の円管内層流の熱伝達の問題に続いて、工学上基礎的にもまた応用的にも重要な円管内乱流について解析を行い、混相媒体の温度分布、伝熱特性を求める。混相媒体の乱流機構は、粒子の挙動と関連して極めて複雑であるが、層流と対比して考えると、粘性底層を除いては粒子一流体間伝熱が大きいため両媒体間温度差が小さくなり、流体が輻射性の場合にはこの傾向がますます強まり、単相媒体と同様な取扱いが可能となる。したがって、混相媒体の光学的厚さおよび熱容量をもった単相媒体として取り扱った結果との比較検討により、単相的な解析がかなりよく近似し得ることを示した。
越後 亮二*; 長谷川 修; 武智 英典*; 岡本 芳三
Int.Chem.Eng., 13(3), p.546 - 552, 1973/03
ガス冷却炉の熱除去を目的として、原子炉の高温化がはかられるが、出力密度のひくいことは、依然欠点として残っている。この欠点を改善し、かつまた将来の直接製鉄の開発の一貫として、固気2相流の改善効果について、検討を加えた。その結果、層流域における改善にかんする効果の甚だしいこと、および、粒子間における壁面の伝熱の改善が、ローディング比、レイノルス数および温度比率により、どのように変化するかを明らかにした。
岡本 芳三; 長谷川 修; 越後 亮三*
日本機械学会誌, 75(640), p.679 - 688, 1972/00
混和流動媒体(flowing multiphase medium)とは一般に担体媒体と分散媒体からなっていて,担体媒体は気体,液体の流体相,分散媒体は固体,液体,気体が微粒子状態で担体流体中に分散されているものをいう.ただし担体,分散両媒体とも同相のもの(単相混成分系)は除外されることもあり,また両媒体が気体,液体の場合(気体中の分散波濤,液体中の分散気ほう)にはいずれが担体媒体か区別できないこともある.このような一般的な混相媒体の流動伝熱の問題はほとんどの工学分野にまたがっているだけでなく天体物理学,気象学,海洋学,生物学,医学などにも関連していて想像以上のひろがりをもっている.高温,超高温域における伝熱の問題に限定しても問題は多岐にわたり,すでに実用化されている諸熱機関,各種工業用炉,反応炉,熱交換器,噴霧,微粉炭あるいはガス(輝炎)などの燃焼公設また開発途上の多目的用高温原子炉,高温熱交換器など現在の技術領域に近いものからガス(ミスト)状炉心超高温原子炉,核融合炉の伝熱など将来の問題も含めた多くの研究課題がある.
線照射試験武田 信和; 角舘 聡; 小宅 希育; 中平 昌隆; 柴沼 清; 出崎 亮; 後閑 麻代*; 森下 憲雄; 馬場 信次*; 岡本 弘樹*; et al.
no journal, ,
今年中にも建設が開始される国際核融合実験炉(ITER)では、DT反応の結果生じる中性子が構造材を放射化するため、真空容器内機器の保守交換作業は遠隔機器によって行う必要がある。保守時の線平均線量率は0.5kGy/hであり、例えば3か月の保守作業を行った場合、総吸収線量は1MGyとなる。ITER遠隔機器に用いる部品・材料の開発及び照射試験はこれまでにも実施されてきたが、本研究では歪みゲージ等に用いる計装アンプ・オペアンプについて、使用可能な品種を検討するために照射試験を実施し、その耐放射線性を調査した。1kGy程度の耐放射線性が保証されているオペアンプも含め、現在市販されているアンプ類を対象とし、現在までに0.4MGy近辺まで照射を行った。今回の試験により、耐放射線性オペアンプHS1-5104ARH-Qについては、保証値である1kGyを超えて0.4MGy近辺までの使用が見込めることが明らかとなった。また、通常仕様オペアンプについても、より高頻度の交換を前提とすれば使用可能であることが明らかとなった。今後は、寿命を見極めるためにより高線量までの照射を行うとともに、実機における回路と同様のものに組み込んだ状態での照射試験等を予定している。
中村 秀夫; 堀田 亮年*; 岡本 孝司*; 宇井 淳*; 越塚 誠一*
no journal, ,
軽水炉の安全解析コードを中心に、韓国や中国での開発の状況,米国や欧州での先進的なソフトウェア開発プロジェクト,最適評価やV&V(Verification and Validation)の取り組みについてまとめ、我が国として今後取り組むべき課題について議論する。特に、我が国同様、輸出を目標に軽水炉開発を進めている韓国と中国について、その安全評価などに用いる熱水力解析コードとして、韓国についてはMARS及びSPACEコード、中国についてはCOSINEコードを中心に、それらコードの開発の状況や性能の特徴などについて紹介する。
梅田 享英*; 佐藤 嘉洋*; 荒井 亮*; 岡本 光央*; 原田 信介*; 小杉 亮治*; 奥村 元*; 牧野 高紘; 大島 武
no journal, ,
耐放射線性半導体素子への応用が期待される炭化ケイ素(SiC)半導体のデバイス特性の向上に資する研究の一環として、金属-酸化膜-半導体 電界効果トランジスタ(MOS FET)の酸化膜-半導体界面に発生する欠陥を電流検出電子スピン共鳴(EDMR)を用いて評価した。C面六方晶(4H)SiC上に化学気相法によりエピタキシャル膜を成長し、水蒸気及び水素処理を用いてゲート酸化膜を形成することでMOSFETを作製した。その後、4H-SiC MOSFETは界面欠陥を導入するために、室温で線照射を行った。EDMR測定を行い界面欠陥を調べたところ、1000ppmを超える非常に強い信号が観測された。デバイスの動作状態と信号強度の関係を調べることで、この信号は価電子帯近傍に準位を持つ界面欠陥であると決定できた。さらに、欠陥構造に関する知見を得るために炭素同位体(
C)の超微細相互作用を調べたところ、この界面欠陥は炭素原子が関与することが判明した。
荒井 亮*; 梅田 享英*; 佐藤 嘉洋*; 岡本 光央*; 原田 信介*; 小杉 亮治*; 奥村 元*; 牧野 高紘; 大島 武
no journal, ,
MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタとして一般的に用いられない4H-SiC(000
)C面にWet酸化法でゲート酸化膜を形成することで、一般的なSi面を上回る電子移動度が得られることが知られている。その理由としては、水素を界面に導入することで界面順位(Dit)が減少した結果だと考えられているが、水素の役割やDitの起源についてはまだよくわかっていない。そこで、電流検出電子スピン共鳴(EDMR)を使ってC面MOSトランジスタの界面欠陥の分光評価を行った。その結果、界面の炭素原子に由来するC面固有欠陥を検出することができた。加えて線照射によって意図的にC面固有欠陥からの水素離脱を引き起こしEDMRによってC面固有欠陥を観察した。その結果、C面固有欠陥のEDMR信号強度は、線の照射量に応じて増加した。そして約6MGy程度で飽和し、その後減少した。この照射量はSi-MOSトランジスタで行った同様の実験に比べ1桁高く、SiC-MOSトランジスタはSiに比べて高い放射線耐性を示したと言える。また、照射試料の電流電圧特性測定より、C面固有欠陥がMOSトランジスタのしきい値電圧シフトの一つの要因であることを示した。
久保田 正人; 須田山 貴亮*; 山崎 裕一*; 岡本 淳*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 山田 浩之*; 澤 彰仁*
no journal, ,
LaMnO
(LMO)とSrMnO(SMO)で作製される超格子薄膜(LMO)m/(SMO)nにおいて積層枚数であるmとnを変化させることで、特にm=n=2(L2S2)において巨大な磁気抵抗効果を示すことが報告されている。今回、我々はL3S3の物質について超伝導磁石搭載型回折計を用いることで最大7テスラの磁場下共鳴軟X線散乱実験を行い、巨大磁気抵抗効果のメカニズムを明らかにするために研究を行った。磁場印加によりMn吸収端での磁気散乱スペクトルが劇的に変化する様子が観測され、変化する磁気構造、電子構造の信号を検出することに成功した。
井田 祐馬*; 松浦 秀明*; 長住 達*; 古賀 友稀*; 岡本 亮*; 片山 一成*; 大塚 哲平*; 後藤 実; 中川 繁昭; 石塚 悦男
no journal, ,
DT核融合炉の初期装荷用トリチウムの供給方法として、高温ガス炉を用いたトリチウム生産法が検討されている。これまでに、Li化合物を装荷した照射キャプセルを高温ガス炉で照射し場合についてトリチウム生産量及びトリチウム閉じ込め性能を評価した。本研究では、トリチウムの閉じ込め性能の向上を目的としたZrC層を照射キャプセルに施した場合について、トリチウム閉じ込め性能を、トリチウムの漏れ量を計算して評価した。その結果、ZrC層を施すことで、トリチウムの照射キャプセルからの漏れを1/5に低減できるこ結果を得た。
850C)条件下におけるZr水素吸蔵特性岡本 亮*; 松浦 秀明*; 井田 祐馬*; 古賀 友稀*; 片山 一成*; 大塚 哲平*; 後藤 実; 中川 繁昭; 石塚 悦男; 長住 達; et al.
no journal, ,
現在DT核融合発電の実用化を目指した研究が行われているが、原型炉の初期装荷用トリチウムの供給方法は明確になっていない。高温ガス炉にLiを装荷し
Li(n,
)T反応によってトリチウムを生産する方法が考えられており、発生するトリチウムを吸収させ、ロッドからのトリチウム流出を低減させる目的でZr層を設けたロッド状のLi装荷体を提案している。本研究では超高温ガス炉(VHTR)温度条件下でZr付Liロッドの使用を想定する。同条件下におけるZr層の水素吸蔵特性を評価するため700C以上の高温条件において円筒状Zr試料について水素吸蔵実験を行い、Zr層における水素の溶解度定数及び拡散係数を計測し評価を行ったので報告する。
井田 祐馬*; 松浦 秀明*; 長住 達; 岡本 亮*; 古賀 友稀*; 片山 一成*; 大塚 哲平*; 後藤 実; 中川 繁昭; 石塚 悦男; et al.
no journal, ,
核融合炉の起動と核融合炉ブランケットシステムのトリチウム工学試験のため、大量のトリチウムが求められている。しかしながら、トリチウムは存在量が少なく、kgオーダーのトリチウムについては人工的に作らなければならない。高温ガス炉を用いたLi(n,)T反応によるトリチウム生産を提案している。この方法においては、Liロッドを高温ガス炉の可燃性毒物用の孔に装荷することを想定している。本報は、高温工学試験研究炉(HTTR)での利用に適したLiロッドを設計し、トリチウム生産量とLiロッド容器からのトリチウムの漏れ量をLiAlO
、アルミナ及びZrの各層の厚さを変化させて評価している。また、Liロッドによるトリチウムの生産と閉じ込めの特性を実証するためHTTRで実施すべき照射試験の計画について示している。
C)におけるZr水素吸蔵特性岡本 亮*; 松浦 秀明*; 井田 祐馬*; 古賀 友稀*; 菅沼 拓郎*; 片山 一成*; 大塚 哲平*; 後藤 実; 中川 繁昭; 石塚 悦男; et al.
no journal, ,
高温ガス炉に円環状のリチウム化合物(Liロッド)を装荷し、Li(n,)T反応を用いて初期核融合炉用トリチウムを生産する方法が提案されている。本研究では、生産したトリチウムの漏れを防ぐために、LiロッドにZr層を施すことを検討した。水素の溶解度及び拡散係数を測定し、これらの測定値を用いてZr層のトリチウムの漏れ防止に対する有効性を評価した。その結果、Zr層を施すことでトリチウムの流出率を、Zr層が無い場合に比べて2桁程度低減することが見込まれることから、Zr層はトリチウムの漏れ防止に非常に有効と考えられる。
古賀 友稀*; 松浦 秀明*; 岡本 亮*; 井田 祐馬*; 片山 一成*; 大塚 哲平*; 後藤 実; 中川 繁昭; 石塚 悦男; 長住 達; et al.
no journal, ,
核融合炉などに使用するトリチウムを高温ガス炉により生産する方法が提案され、可燃性毒物としてLiロッドを装荷する方法が検討されている。核燃焼計算と拡散計算により高温工学試験研究炉(HTTR)への装荷に適したLiロッドの設計と、その性能を実証するためにHTTRを想定した照射試験法を提示した。
