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論文

Direct measurement of nanoscale lithium diffusion in solid battery materials using radioactive tracer of $$^{8}$$Li

石山 博恒*; Jeong, S.-C.*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; Jung, H. S.*; 宮武 宇也*; 小柳津 充広*; 長 明彦; 乙川 義憲; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 376, p.379 - 381, 2016/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:60.71(Instruments & Instrumentation)

We have developed an in situ and nanoscale Li diffusion measurement method in Li battery materials using an $$alpha$$-emitting radioactive $$^{8}$$Li tracer. In this method, while implanting a low-energy (8 keV) $$^{8}$$Li beam, the $$alpha$$ particles emitted at a small angle (10$$^{circ}$$) relative to the sample surface were detected as a function of time. Measurement for Li diffusion coefficients in a spinel phase LiMn$$_4$$O$$_4$$ (LMO) thin film has been started, which is used as an electrode in a Li ion secondary battery. An obvious Li diffusion effect in LMO was observed at the sample temperature of 623 K, and the further measurement is underway.

論文

Nanoscale diffusion tracing by radioactive $$^{8}$$Li tracer

石山 博恒*; Jeong, S.-C.*; 渡辺 裕*; 平山 賀一*; 今井 伸明*; 宮武 宇也*; 小柳津 充広*; 片山 一郎*; 長 明彦; 乙川 義憲; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 53(11), p.110303_1 - 110303_4, 2014/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:18.27(Physics, Applied)

We have developed a nanoscale diffusion measurement method using an $$alpha$$-emitting radioactive $$^{8}$$Li tracer. In this method, while implanting a pulsed 8 keV $$^{8}$$Li beam, the $$alpha$$ particles emitted at a small angle (10$$^{circ}$$) relative to the sample surface were detected as a function of time. The method has been successfully applied to measuring lithium diffusion coefficients for an amorphous Li$$_{4}$$SiO$$_{4}$$-Li$$_{3}$$VO$$_{4}$$ (LVSO) thin film with a thickness of several hundred nanometers, demonstrating that the present method is sensitive to diffusion coefficients down on the order of 10$$^{-12}$$cm$$^{2}$$/s, which is more sensitive by about two orders of magnitude than that previously achieved.

報告書

JMTR照射場解析のためのJENDL/ACに基づくMCNP用連続エネルギー断面積ライブラリJAC08T1

竹本 紀之; 奥村 啓介; 片倉 純一; 長尾 美春; 河村 弘

JAEA-Data/Code 2008-029, 24 Pages, 2009/02

JAEA-Data-Code-2008-029.pdf:2.73MB

2008年3月に公開された最新の日本の評価済み核データファイルであるJENDL/ACに基づいた、モンテカルロ輸送計算コードMCNP用の連続エネルギー断面積ライブラリJAC08T1を編集した。本ライブラリの作成にあたっては、最新版核データ処理コードNJOY(NJOY99.259)に、JENDL/ACを処理するために必要な修正を行ったものを使用した。

論文

X-ray induced photoelectrochemistry on TiO$$_{2}$$

田村 和久; 大古 善久*; 河村 博行; 吉川 英樹*; 立間 徹*; 藤嶋 昭*; 水木 純一郎

Electrochimica Acta, 52(24), p.6938 - 6942, 2007/08

 被引用回数:25 パーセンタイル:48.72(Electrochemistry)

バンドギャップエネルギーよりも数桁大きなエネルギーを持つX線をTiO$$_{2}$$及びSrTiO$$_{3}$$に照射した場合でもUV照射と同じ光電気化学反応が起きるかどうかについて検討した。その結果、TiO$$_{2}$$, SrTiO$$_{3}$$どちらの場合でもX線照射時に、UV照射時と同じく光電流・光電位・電気化学的酸化反応が確認された。また、X線照射時のIPCEが非常に高いことも明らかにした。

論文

Study on irradiation-induced magnetic transition in FeRh alloys by means of Fe K-edge XMCD spectroscopy

岩瀬 彰宏*; 福住 正文*; 図子 善大*; 鈴木 基寛*; 高垣 昌史*; 河村 直己*; 知見 康弘; 水木 純一郎; 石川 法人; 小野 文久*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 256(1), p.429 - 433, 2007/01

 被引用回数:17 パーセンタイル:73.84(Instruments & Instrumentation)

FeRh合金におけるイオン照射が原因となる磁性について、放射光X線を利用した磁気円二色性(XMCD)を手段として調べた。イオン照射前は、非磁性であった試料が強磁性を示すようになることを発見し、この磁性の照射イオン種や照射エネルギー依存性を調べた。照射イオン種は、Ni, Kr, Xe, Auで、エネルギーは120Mevから200MeVまでの範囲で実験を行い、イオンの質量,エネルギーの変化に対して系統的な磁性変化を観測した。

論文

Coverage of the Cd underpotential deposited layer formed on an Au(111) substrate; Effect of the electrolytic condition

河村 博行; 高橋 正光; 水木 純一郎

Journal of the Electrochemical Society, 149(11), p.C586 - C591, 2002/11

 被引用回数:14 パーセンタイル:44.61(Electrochemistry)

硫酸系電解液中でアンダーポテンシャル析出によりAu(111)基板上に形成されたCd層の面間構造をspecular X-ray reflectivity測定により調べた。1mM CdSO$$_{4}$$+10mM H$$_{2}$$SO$$_{4}$$、及び1mM CdSO$$_{4}$$+100mM H$$_{2}$$SO$$_{4}$$溶液中で1st UPD,2nd UPD電位にて形成されるCd UPD層に対して測定を行った。いずれの場合も、再配列構造に類似したAu(111)表面にCd原子層が位置し、さらにそのCd原子層の上に硫酸アニオン層が位置していることが明らかになった。従来の報告例とは異なり、Cd UPD層の被覆率はUPD電位には依らず、H$$_{2}$$SO$$_{4}$$濃度に依存している。Cd原子の被覆率は、H$$_{2}$$SO$$_{4}$$濃度が10mMから100mMに増加すると、0.5MLから0.6MLに増加している。また、硫酸アニオンの被覆率はCd原子の被覆率の約半分となっている。

論文

Evidence for the diffusion of Au atoms into the Te UPD layer formed on a Au(111) substrate

河村 博行; 高橋 正光; 北條 伸彦*; 三宅 正男*; 邑瀬 邦明*; 田村 和久*; 魚崎 浩平*; 粟倉 泰弘*; 水木 純一郎; 松原 英一郎*

Journal of the Electrochemical Society, 149(2), p.C83 - C88, 2002/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:21.76(Electrochemistry)

電解液中でアンダーポテンシャル析出(UPD)によりAu(111)基板上に形成されたTe層の構造をin-situ表面X線回折法で調べた。UPD電位を4$$sim$$59時間にわたって保持した状態で試料に対して一連の測定を行った。その結果、Te UPD層は不安定であることが明らかになった。最表面層はUPDによるTe原子とAu(111)基板から拡散してきたAu原子で構成されていることがわかった。また、時間が経過すると、Te UPD層は従来報告されていた$$sqrt{3}$$$$times$$$$sqrt{3}$$ R30$$^{circ}$$の周期性を持たないことがわかった。Te UPD層に対するストリッピングボルタンメトリーを行うと、時間とともにTeとAuとの相互作用が増加することが示され、最表面層がTeとAuの混合層であることを裏付けている。

論文

Glass formation and ac conductivity in LiNO$$_{3}$$-1,3-diaminopropane

林 博和; 首藤 英一郎*; 河村 純一*; 中村 義男*

Journal of Non-Crystalline Solids, 242(1), p.33 - 39, 1998/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:25.4(Materials Science, Ceramics)

濃厚電解質溶液、硝酸リチウム-1,3-ジアミノプロパン系のガラス形成を熱分析によって確認した。容易にガラス化する40モル%硝酸リチウム系の交流伝導度を液体からガラス状態に至るまでの温度範囲において広い周波数範囲で測定した。ガラス状態及びガラス転移温度付近の過冷却液体状態において、伝導度は小さな値となり周波数依存性が見られた。伝導度の周波数依存性から得られたイオン伝導の相関時間の値より、本系ではイオンの運動がイオン周辺の分子に強く束縛されていることがわかった。

口頭

照射損傷を形成したタングステンの重水素蓄積

福本 正勝*; 山脇 章史*; 曽我 之秦*; 大塚 裕介*; 上田 良夫*; 谷口 正樹; 井上 多加志; 坂本 慶司; 柳生 純一; 新井 貴; et al.

no journal, , 

将来のDT核融合炉では、プラズマ対向材料としてタングステンの使用が計画されている。このタングステンには、DT反応で発生する14MeVの高速中性子により照射損傷が形成されるが、照射損傷によるトリチウム蓄積増加が懸念されている。したがって、トリチウム蓄積の照射損傷依存性の評価は重要である。本研究では、300keVの水素負イオンビームを用いて最大$$sim$$4.8dpaの照射損傷を形成したタングステンに、1keVの重水素イオンを注入した。その後、SIMSとNRAを用いて重水素の深さ分布を調べた。その結果、試料の表面付近では、重水素密度は5.0$$times$$10$$^{23}$$D+/m$$^{2}$$以下のフルエンスで飽和することがわかった。このときの重水素密度は$$sim$$0.9$$times$$10$$^{27}$$D/m$$^{3}$$であった。深さ1$$mu$$m付近では、フルエンスの増加とともに重水素密度が増加した。しかし、8.0$$times$$10$$^{24}$$D+/m$$^{2}$$のフルエンスでも重水素密度は飽和しなかった。TDS測定によると、トラップサイトが飽和しうる軽水素が残留しており、この深さではトラップサイトが軽水素で満たされている可能性がある。

口頭

照射損傷を形成したタングステンの重水素蓄積

福本 正勝*; 山脇 章史*; 大塚 裕介*; 上田 良夫*; 谷口 正樹; 井上 多加志; 坂本 慶司; 柳生 純一; 新井 貴; 高木 郁二*; et al.

no journal, , 

DT核融合炉壁のアーマー材として、タングステンの使用が検討されているが、中性子によるタングステン中の照射損傷へのトリチウムの蓄積増加が懸念されている。本研究では、高エネルギーイオンを用いてタングステンに照射損傷を形成した後、低エネルギー重水素イオンを照射し、タングステンに蓄積する重水素の量を詳細に調べた。その結果、照射済み材料では未照射材料に比べて重水素蓄積量が最大で6倍となった。

口頭

JMTRの改修・再稼働計画,8; JMTR照射場評価の高精度化のための検討

長尾 美春; 竹本 紀之; 奥村 啓介; 千葉 敏; 片倉 純一; 河村 弘

no journal, , 

材料試験炉JMTRを用いた照射試験のための解析評価では、実測値に比較して、高速中性子束は$$pm$$10%程度、熱中性子束は$$pm$$30%程度で各々評価してきた。JMTRの改修・再稼動に向け、照射利用者から技術的価値の高い照射データの提供が求められている。そのため、熱中性子束の評価精度を高速中性子束と同じレベルである$$pm$$10%程度まで高めるための検討を開始した。熱中性子束評価データを分析した結果、熱中性子束の評価精度を低下させている原因は、おもに熱エネルギー領域における中性子の散乱,吸収過程にある可能性が高いことがわかった。この分析結果を踏まえ、最新のJENDL-3.3及びJENDL-AC等をJMTRの中性子照射場解析への適用性を検討した。

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