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Sn and MgSi single crystals齋藤 亘*; 林 慶*; Huang, Z.*; 杉本 和哉*; 大山 研司*; 八方 直久*; 原田 正英; 及川 健一; 稲村 泰弘; 林 好一*; et al.
ACS Applied Energy Materials (Internet), 4(5), p.5123 - 5131, 2021/05
被引用回数：12 パーセンタイル：64.95(Chemistry, Physical)The development of thermoelectric (TE) materials, which can directly convert waste heat into electricity, is vital to reduce the use of fossil fuels. MgSn and MgSi are promising TE materials because of their superior TE performance. In this study, for future improvement of the TE performance, point defect engineering was applied to the MgSn and MgSi single crystals (SCs) via boron (B) doping. Their crystal structures were analyzed via white neutron holography and SC X-ray diffraction. Moreover, nanostructures and TE properties of the B-doped MgSn and MgSi SCs were investigated. The B-doping increased the chemical pressure on the MgSn and MgSi SCs, leading to induce vacancy defects as a point defect. No apparent change was observed in electronic transport, but thermal transport was significantly prevented. This study demonstrates that the vacancy defects can be controlled by the chemical pressure, and can aid in achieving a high TE performance for the MgSn and MgSi SCs.
Si single crystals林 慶*; 齋藤 亘*; 杉本 和哉*; 大山 研司*; 林 好一*; 八方 直久*; 原田 正英; 及川 健一; 稲村 泰弘; 宮崎 譲*
AIP Advances (Internet), 10(3), p.035115_1 - 035115_7, 2020/03
被引用回数：16 パーセンタイル：73.04(Nanoscience & Nanotechnology)MgSi is a potential thermoelectric (TE) material that can directly convert waste energy into electricity. In expectation of improving its TE performance by increasing electron carrier concentration, the element boron (B) is doped in MgSi single crystals (SCs). Their detailed crystal structures are definitely determined by using white neutron holography and single-crystal X-ray diffraction (SC-XRD) measurements. The white neutron holography measurement proves that the doped B atom successfully substitutes for the Mg site. The SC-XRD measurement confirms the B-doping site and also reveals the presence of the defect of Si vacancy (VSi) in the B-doped MgSi SCs. Regarding TE properties, the electrical conductivity, 
, and the Seebeck coefficient, S, decreases and increases, respectively, due to the decrease in the electron carrier concentration, contrary to the expectation. The power factor of the B-doped MgSi SCs evaluated from and S does not increase but rather decreases by the B-doping.
Si investigated by decay spectroscopy of AlSteiger, K.*; 西村 俊二*; Li, Z.*; Gernh
user, R.*; 宇都野 穣; Chen, R.*; Faestermann, T.*; Hinke, C.*; Kr
cken, R.*; 西村 美月*; et al.
European Physical Journal A, 51(9), p.117_1 - 117_9, 2015/09
被引用回数：10 パーセンタイル：58.15(Physics, Nuclear)中性子数20領域の中性子過剰核では、魔法数20が消滅することが知られ、殻構造の変化が起きていると考えられている。この論文では、この領域の殻構造をより直接的に調べるため、Si核の準位構造をAl核のベータ崩壊によって調べた結果を報告する。Alを理化学研究所RIBFを用いて生成し、そこからのベータ崩壊後の
線を観測することによって、Si核の低励起状態の準位構造を得た。
Siの717keVと1270keVに強く遷移することから、これらの準位は正パリティ状態と同定された。実験で得られた準位構造は殻模型計算によってよく再現され、717keVと1270keVはそれぞれ
, 
に対応することがわかった。この結果は、最近の殻模型相互作用が与える殻構造変化を確かめるものである。
中村 秀夫; 新井 健司*; 及川 弘秀*; 藤井 正*; 梅澤 成光*; 阿部 豊*; 杉本 純*; 越塚 誠一*; 山口 彰*
Proceedings of 16th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-16) (USB Flash Drive), p.5353 - 5366, 2015/08
The Atomic Energy Society of Japan developed a New Thermal-Hydraulics Safety Evaluation Fundamental Technology Enhancement Strategy Roadmap (TH-RM) for LWR Safety Improvement and Development after Fukushima-Daiichi Accident through collaboration of utilities, vendors, universities, research institutes and technical support organizations for regulatory body. The revision has been made by three sub working groups (SWGs), by considering the lessons learned from the Fukushima-Daiichi Accident. The safety assessment SWG pursued development of safety assessment computer codes. The fundamental technology SWG pursued safety improvement and risk reduction via improved accident management measures by referring the technical map for severe accident established by severe accident SWG. Twelve important subjects have been identified, and Fact Sheet was developed for each of subjects for research and development. External hazards are also considered how to cope with from thermal-hydraulic safety point of view. This paper summarizes the revised TH-RM with several examples and future perspectives.
中村 俊博*; 安達 定雄*; 藤井 稔*; 杉本 泰*; 三浦 健太*; 山本 春也
Physical Review B, 91(16), p.165424_1 - 165424_8, 2015/04
被引用回数：16 パーセンタイル：56.51(Materials Science, Multidisciplinary)半導体ナノ結晶は量子閉じ込め効果などサイズに起因したユニークな物性を示すことから、その不純物ドーピングによる新たな電気的及び光学的特性の発現が期待される。本研究では、発光素子への応用が期待されているシリコン(Si)ナノ結晶を対象に、イオン注入法によりリン(P)とホウ素(B)を共ドープし、フォトルミネッセンス(PL)特性のサイズ(平均値: 3.5, 4.4, 5.2nm)、ドープ量(0.1-4.5
10
cm
)依存性を調べた。その結果、Siナノ結晶のサイズや不純物のドープ量が増加するとともに、発光ピークの低エネルギー側へのシフトが観測された。したがって、このピークはバンド間遷移による発光と同定でき、サイズやドープ量の変化によりバンドギャップが減少していると考えることができる。このようなバンド間遷移に加え、イオン注入に伴い形成された欠陥を介した発光も見出し、Siナノ結晶における精密な発光特性制御の可能性を示した。
若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 平川 康; 古川 智弘; 帆足 英二*; 深田 智*; 鈴木 晶大*; 八木 重郎*; 辻 義之*; et al.
Proceedings of Plasma Conference 2014 (PLASMA 2014) (CD-ROM), 2 Pages, 2014/11
IFMF/EVEDA(国際核融合材料照射施設の工学実証・工学設計活動)において、世界最大流量率(3000リットル/分)を持つリチウム試験ループを用い、幅100mmで厚さ25mmの自由表面を持つ高速(15m/s)リチウム流を、IFMIFの運転条件(250
C、約10
Pa)で安定なリチウム流の形成を示す実証試験に成功した。また、リチウム施設開発におけるリチウム純化、リチウム安全や遠隔操作技術を含む最近の工学実証においても、いくつかの優れた結果が得られるとともに、リチウム施設に関する工学設計を併せて評価した。これらの研究開発で得られた成果は、核融合炉材料の開発に重要なキーテクノロジーとなる核融合炉の照射環境を模擬する加速器駆動型中性子源の開発を大きく進展させるものである。
Kim, J.*; 藤原 明比古*; 澤田 智弘*; Kim, Y.*; 杉本 邦久*; 加藤 健一*; 田中 宏志*; 石角 元志*; 社本 真一; 高田 昌樹*
IUCrJ, 1(3), p.155 - 159, 2014/05
被引用回数：2 パーセンタイル：21.49(Chemistry, Multidisciplinary)放射光X線粉末回折データをもとに、電子密度解析を行い、低温でLaFeAsO
F
の超伝導相の鉄層にのみ電子が集まっていることが見つかった。静電ポテンシャル分布解析の結果、ヒ素イオンの電子分極が協調的に増強され、電荷の再配列が起こっていた。
杉本 高大*; 遠山 貴己*; 兼下 英司*; 筒井 健二
Journal of the Korean Physical Society, 63(3), p.632 - 635, 2013/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Multidisciplinary)クロム金属は代表的な多軌道反強磁性金属である。われわれは多軌道ハバード模型の平均刃近似により整合反強磁性クロムのバンド構造と状態密度を数値的に求め、その結果をもとに光学伝導度を計算した。得られた結果は実験データと対応することがわかり、このことからわれわれの模型化が妥当であることがわかった。
杉本 高大*; Li, Z.*; 兼下 英司*; 筒井 健二; 遠山 貴己*
Physical Review B, 87(13), p.134418_1 - 134418_8, 2013/04
被引用回数：7 パーセンタイル：33.36(Materials Science, Multidisciplinary)多軌道系反強磁性金属であるクロム金属のスピン励起スペクトルと共鳴非弾性X線散乱スペクトルを理論的に予見した。スペクトルの計算に際し、多軌道ハバード模型に対する平均場近似及び乱雑位相近似を行い、またX線散乱プロセスに対して高速衝突近似を行った。その結果、スピン励起に関しては、0.6eV以上で集団励起であるマグノン励起がほとんど強度を持たず、代わりに個別励起のエネルギー的に広がったスペクトルが支配的になることがわかった。
若井 栄一; Kim, B. J.; 野澤 貴史; 菊地 孝行; 平野 美智子*; 木村 晃彦*; 笠田 竜太*; 横峯 健彦*; 吉田 崇英*; 野上 修平*; et al.
Proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2012) (CD-ROM), 6 Pages, 2013/03
Recent progress of small specimen test technique and the engineering design and engineering validation tests of high flux test module (HFTM) for the IFMIF test cell is mainly summarized and evaluated in the IFMIF/EVEDA (Engineering validation and engineering design activities) projects under Broader Approach Agreement between EURATOM and Japan. Effects of specimen size on mechanical properties such as impact properties and ductile-to-brittle transition temperature are known to occur in ferritic/martensitic steels, and some parts of them have been prepared in the guideline and standard of mechanical tests by ASTM-international and ISO. However, our research of ferritic/martensitic steel F82H showed that it did not match with our data, i.e., master curve method for fracture in ductile-to-brittle transition behaviour of F82H steel. Accordingly, we need to modify and develop these standards for the tests including small size specimens of fusion materials in IFMIF. Also, some designs were prepared in the design of HFTM.
西谷 健夫; 谷川 博康; 山西 敏彦; Clement Lorenzo, S.*; Baluc, N.*; 林 君夫; 中島 徳嘉*; 木村 晴行; 杉本 昌義; Heidinger, R.*; et al.
Fusion Science and Technology, 62(1), p.210 - 218, 2012/07
被引用回数：3 パーセンタイル：24.98(Nuclear Science & Technology)幅広いアプローチ活動(BA)の国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)事業の一環として行われている材料開発と国際核融合材料照射施設工学設計・工学実証(IFMIF/EVEDA)事業の最近の進展について報告する。IFERC事業では、六ヶ所の原型炉R&D施設が完成し、おもにブランケット材料に関する研究開発が進展している。IFMIF/EVEDA事業では、原型加速器の入射器が完成し、ビーム試験を実施している。液体リチウム試験ループは2011年3月の完成し、5m/sの流動試験に成功した。
森山 節子; 上野 健一; 杉本 誠
プラズマ・核融合学会誌, 88(7), p.389 - 390, 2012/07
第10回ITER理事会がワシントンDCにて2012年6月20-21日に開催された。ITER理事会はイーターサイトにおける建設工事の進捗を確認し、イーター機構に対しスケジュールと予算の維持の必要性を改めて確認した。ITER実機トロイダル磁場(TF)コイル及び構造物の入札説明会を那珂核融合研究所にて開催した。ITER計画の展示とITER機構職員募集説明会を実施した。
上野 健一; 杉本 誠; 森山 節子
プラズマ・核融合学会誌, 88(5), p.291 - 292, 2012/05
原子力機構は、日本が調達責任を有する計測装置のうちの一つである「ITERマイクロ・フィッション・チェンバー」の調達取決めを締結した。本調達取決めの締結により、実機の詳細設計が開始される。原子力機構は、ITERにおいてプラズマ周辺部の電子温度及び電子密度を測定する「周辺トムソン散乱計測装置」に用いる、従来の2倍の平均出力を持つ世界最高性能のプラズマ計測用YAGレーザー装置の開発に成功した。これによりITERでの電子温度・電子密度の高精度測定が可能となる見通しを得た。原子力機構は、調達を担当するITER向けTFコイルの制作にあたり、中国及び韓国にて製造された超伝導導体の提供を受ける計画である。今回、中国で制作されTFコイルの試作に用いる銅素線を用いた長さ660mのダミー導体が輸送された。ITERプロジェクトにおける調達取決めに基づいて行われる初めての国際間輸送である。
上野 健一; 森山 節子; 杉本 誠
プラズマ・核融合学会誌, 88(3), p.199 - 200, 2012/03
日本が調達責任を有する「ITERブランケット遠隔保守装置」,「中性粒子ビーム加熱装置(NB)用高電圧ブッシング」,「NB用高電圧部電源」の調達を開始するため、このたび、原子力機構はITER機構との間で3件の調達取り決めを締結した。2012年2月23日には、29団体から45名の参加者を迎えて、東京日本橋において第19回ITER企業説明会が開催された。今回締結された3件の調達取り決めを含む国内機関での調達状況について原子力機構より説明を行い、活発な意見交換が行われた。
Garin, P.*; Diegele, E.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; 實川 資朗; 木村 晴行; M
slang, A.*; 室賀 健夫*; 西谷 健夫; Poitevin, Y.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.611 - 614, 2011/10
被引用回数：26 パーセンタイル：87.21(Nuclear Science & Technology)この論文はIFMIF仕様作業グループが、IFMIF施設の最上位の仕様に関して、ユーザーの視点で提言をまとめたものである。特に核融合動力炉と材料開発に関する日欧の異なるロードマップを考慮した。ブランケット構造材料,ブランケット機能材料及びセラミックス等の非金属材料の開発において、IFMIFに要求される仕様を提案した。さらに、ITER TBMの性能確認試験への適用の可能性についても言及した。
安田 良; 日塔 光一*; 小長井 主税*; 塩澤 方浩*; 竹中 信幸*; 浅野 等*; 村川 英樹*; 杉本 勝美*; 野島 健大; 林田 洋寿; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 651(1), p.268 - 272, 2011/09
被引用回数：7 パーセンタイル：48.91(Instruments & Instrumentation)中性子ラジオグラフィは、燃料電池内部の水分布可視化に有効な技術である。本研究では、高輝度・高空間分解能中性子イメージング検出器の中性子イメージインテンシファイアを用いて、小型燃料電池内部を発電開始からフラッディングに起因すると考えられる電圧降下までの過程を連続的に観察した。発電過程において、電池中心部から水が生成し、徐々に流路端部の両側から滞留していく様子を確認した。一方で、発電時の電池電圧は水分の滞留とともに低下し、流路端部の水滴が結合した直後に急激な電圧降下が生じ発電を停止している。本稿では、こうした結果に加え、発電に伴う生成水の挙動と電圧変化との相関に関する考察したことについて述べる。
中村 博雄; Agostini, P.*; 荒 邦章; Cevolani, S.*; 千田 輝夫*; Ciotti, M.*; 深田 智*; 古谷 一幸*; Garin, P.*; Gessii, A.*; et al.
Fusion Engineering and Design, 83(7-9), p.1007 - 1014, 2008/12
被引用回数：19 パーセンタイル：76.01(Nuclear Science & Technology)本報告では、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の液体リチウム(Li)ターゲットの最近の設計について述べる。IFMIFは、核融合材料照射のための加速器型中性子源である。中性子は、重陽子ビームを液体Li流に照射して発生させる。ターゲット系の主な設計要求は、1GW/m
の熱負荷除熱のための流速10m/sから20m/sで安定なLi流を実現することである。そのため、2段絞りのノズル及び曲面流が採用され、流動特性は水とLi流実験で確証された。純化系は、コールドトラップ及び2種類のホットトラップから構成されており、トリチウム,ベリリウム7,酸素,窒素,炭素等を、許容量以下に制御する。窒素は10ppm以下に、トリチウムは1ppm以下である。また、信頼性のある長期運転のため、自由表面計測など種々の計測器が設置される。ターゲットアセンブリの背面壁は、50dpa/yの中性子照射を受けるため、遠隔操作で交換可能な構造が不可欠であり、2つの方式が検討中である。
杉本 純; 坂本 隆一; 櫛田 浩平; 新井 信義; 服部 隆充; 松田 健二; 生田 優子; 佐藤 公一
Transactions of NESTet 2008 (CD-ROM), 6 Pages, 2008/05
我が国における原子力人材育成(HRD)は、産業界の技術者や大学における学生の減少,技術継承の問題等から近年原子力界の重要課題の一つになっている。日本原子力研究開発機構の原子力研修センター(NuTEC)は、総合的な原子力教育訓練を目指し、(1)国内原子力技術者の教育訓練,(2)大学との連携協力,(3)国際協力、を実施している。NuTECの研修プログラムは、よく整備された施設を活用した実習と主として原子力機構専門家による講義をカリキュラム上強調していることが主な特徴である。最近開発された遠隔授業システムを含む大学との幅広い連携協力、及びアジア原子力協力フォーラム(FNCA)や国際原子力機関(IAEA)との連携協力にも傾注している。
牛草 健吉; 関 昌弘; 二宮 博正; 乗松 孝好*; 鎌田 裕; 森 雅博; 奥野 清; 柴沼 清; 井上 多加志; 坂本 慶司; et al.
原子力ハンドブック, p.906 - 1029, 2007/11
原子力ハンドブックの第VIII章核融合の研究開発において、核融合炉の概念,炉心プラズマ物理と炉心制御技術,国際熱核融合実験炉(ITER)計画,核融合ブランケット技術,核融合燃料循環処理技術,核融合炉用材料技術,核融合動力炉概念とシステム工学課題について、研究の現状を解説する。
中村 博雄; 竹村 守雄*; 山内 通則*; Fischer, U.*; 井田 瑞穂*; 森 清治*; 西谷 健夫; Simakov, S.*; 杉本 昌義
Fusion Engineering and Design, 75-79, p.1169 - 1172, 2005/11
被引用回数：6 パーセンタイル：40.47(Nuclear Science & Technology)国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、核融合材料照射用の中性子源である。IFMIFの液体リチウムターゲットでは、ターゲットアセンブリが中性子照射により放射化する。特に、背面壁の放射化損耗腐食生成物は、Liループに分布するため、装置保守作業時の近接性に影響を与えることが予想される。本論文では、ACT-4コードを用いて、放射化腐食生成物の機器への分布付着に伴う近接性について評価した。背面壁材料は316ステンレス鋼、損耗腐食面積は100平方cm、ループ内表面積は33平方m、損耗腐食速度は1年あたり1ミクロンとし、核データはIEAF-2001を使用し、1年間運転後の放射化レベルを評価した。その結果、1時間あたり10microSvを、近接性の基準値とすれば、放射化腐食性生成物のループへの付着を1%程度に低減すれば、1週間後に8cmまでの近接作業が可能であり、1か月後には、直接手で触れる保守作業が可能であることを示した。
