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今井 洋輔*; 常磐 祐平*; 上野 周作*; 谷田 肇; 渡辺 巖*; 松原 弘樹*; 瀧上 隆智*; 荒殿 誠*
Bulletin of the Chemical Society of Japan, 91(10), p.1487 - 1494, 2018/10
被引用回数：2 パーセンタイル：8.21(Chemistry, Multidisciplinary)吸着界面活性剤フィルムの極性基への二成分混合対イオンの競合結合を、全反射X線吸収微細構造(XAFS)分光法によって溶液表面で調べた。臭化物対イオンについて得られたEXAFS
スペクトルは、完全に水和した臭化物イオン(バルクフリーBr)および界面活性剤イオンの極性基に結合し、部分的に脱水した臭化物イオン(束縛Br)のスペクトルの線形結合であった。対イオン混合系における束縛Brの割合から、トリメチルアンモニウム(TA
)および3-メチルイミダゾリウム(MIM)極性基について、対イオン結合の2つの相対強度を提案した。(a)TA-SO
TA-Cl TA-Br TA-BFと(b) MIM-Br TA-Br TA-BF MIM-BFである。TA極性基の場合、極性基の水和結合と対イオンの組み合わせは、コリンズの法則に従ってシリーズ(a)が得られ、これはイオンの水和エンタルピーの絶対値の組み合わせたときに、接触イオン対形成の傾向が大きくなることを示す。MIM極性基については、MIM極性基と対イオンとの間の水素結合の数が重要であり、これは、MIM極性基に対する対イオンと水の相互作用の競合のためにシリーズ(b)が得られる。
O皮膜中へのD
Oの拡散浸透挙動春名 匠*; 宮瀧 裕貴*; 廣畑 洋平*; 柴田 俊夫*; 谷口 直樹; 立川 博一*
材料と環境, 67(9), p.375 - 380, 2018/09
本研究では、酸化剤含有沸騰45mass% NaOH水溶液(424K)中においてFeの浸漬試験を行い緻密な皮膜を形成させる浸漬時間の探索を行うこと、ならびに形成した皮膜に対する室温でのDOの浸透挙動を明らかにすることを目的とした。その結果、以下の知見が得られた。酸化剤含有沸騰NaOH水溶液中に0.4ks以上浸漬したFe表面にはFeOが検出され、21.6ksまでは浸漬時間の増加とともに皮膜厚さが放物線則に従って増加した。酸化剤含有沸騰NaOH水溶液中にFeを1.2ksもしくは3.6ks浸漬して形成したFeO皮膜にDO浸透試験を行った結果、いずれの皮膜に対しても、浸透時間が1000ksまでは、浸透時間の増加とともにDO浸透量が増加し、それ以上の浸透時間ではDO浸透量が定常値を示した。また3.6ks浸漬して形成した皮膜に対する定常DO浸透量の方が大きい値を示した。DOの浸透時間と浸透量の関係をFickの拡散方程式に基づいて解析した結果、1.2ksおよび3.6ks浸漬して形成したFeO皮膜に対するDOの拡散係数がそれぞれ5.1
10
cm
・s
および9.910 cm・sと算出されたため、本FeO皮膜に対するDOの拡散係数は5.110 
9.910 cm・sの範囲に存在すると推定された。
小瀧 秀行; 神門 正城; 大東 出; 亀島 敬*; 川瀬 啓悟*; Chen, L. M.*; 福田 祐仁; Koga, J. K.; 桐山 博光; 近藤 修司; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 50(6), p.066401_1 - 066401_3, 2011/06
被引用回数：1 パーセンタイル：4.79(Physics, Applied)The laser contrast ratio within picosecond timescales is one of the important parameters for laser acceleration. For a high laser contrast ratio, a 140 MeV monoenergetic electron beam with a charge of 44 pC is obtained by using a 20 TW Ti:sapphire laser. For a low laser contrast ratio, a low quality electron beam or no electron beam is generated, because the pre-pulse blows out plasma electrons and puts the plasma into disorder before the main pulse interacts with the plasma. The laser contrast ratio should be high enough in order to generate a high quality electron beam with a large amount of charge.
小瀧 秀行; 神門 正城; 大東 出; 本間 隆之; 亀島 敬; 川瀬 啓悟; Chen, L.-M.*; 福田 祐仁; 桐山 博光; 近藤 修司; et al.
AIP Conference Proceedings 1153, p.176 - 181, 2009/07
Laser Wake Field Acceleration (LWFA) is regarded as a basis for the next-generation of charged particle accelerators. In experiments, it has been demonstrated that LWFA is capable of generating electron bunches with high quality: quasi-monoenergetic, low in emittance, and a very short duration of the order of ten femto-seconds. Such femtosecond bunches can be used to measure ultrafast phenomena. The laser contrast ratio is one of the important parameters for LWFA due to pre-plasma effects. For the high laser contrast ratio, a 140 MeV monoenergetic electron beam with a charge of 100 pC is obtained. For the low laser contrast ratio; a low quality electron beam or no electron beam are generated, because the pre-pulse blowout plasma electrons and put into disorder the plasma before the main pulse interacting the plasma. The laser contrast ratio should be high in order to generate a high quality electron beam with a high charge.
土屋 晴文*; 榎戸 輝揚*; 鳥居 建男; 中澤 知洋*; 湯浅 孝行*; 鳥井 俊輔*; 福山 太郎*; 山口 貴弘*; 加藤 博*; 岡野 眞治*; et al.
Physical Review Letters, 102(25), p.255003_1 - 255003_4, 2009/06
被引用回数：71 パーセンタイル：90.38(Physics, Multidisciplinary)2008年9月20日に標高2770mの乗鞍観測所において
線と電子が同時に検出された。これらの放出は、雷雲活動によるもの考えられ90秒続いた。線のエネルギーは10MeVに達し、距離60130mにある線源からの制動放射線によるものと推定された。電子は、雷雲中での加速によって生成されたものと考えられる。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.
レーザー研究, 37(6), p.425 - 430, 2009/06
チャープパルス増幅(CPA)を用いた高強度チタンサファイアレーザーの時間・空間制御技術に関するレビューである。ここで、時間制御技術は主パルスとプリパルス(背景光)の強度比を向上させる高コントラスト化であり、光パラメトリックチャープパルス増幅を用いた手法について紹介する。また、空間制御技術は空間的に一様な強度を有しかつ熱による収差を低減する高ビーム品質化であり、レーザー媒質を低温に冷却する手法について紹介する。これらの手法の特徴を詳細に紹介するとともに、これらの制御技術を用いて得られた時間・空間特性についても報告する。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.
Optics Communications, 282(4), p.625 - 628, 2009/02
被引用回数：54 パーセンタイル：89.85(Optics)光パラメトリックチャープパルス増幅器(Optical Parametric Chirped-Pulse Amplification; OPCPA)を前置増幅器とした高コントラスト,高強度ダブルCPA(chirped-Pulse Amplification)チタンサファイアレーザーシステムの開発を行った。OPCPAに高コントラスト,高エネルギーシード光を導入することで、ピコ秒の時間領域において10桁以上の高いコントラストを達成した。このときのレーザーパルスのエネルギーは1.7J,パルス幅は30fsであり、ピークパワー60TWが10Hzの繰り返し動作で得られた。また、最終段のチタンサファイア増幅器を100ケルビン以下の低温にすることにより、熱歪みを低減することで
W/
以上の高い集光強度を達成した。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也*; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.
JAEA-Conf 2008-007, p.13 - 16, 2008/08
高強度場科学研究において、メインパルスと背景光(ASE光)との強度比であるコントラストが、高強度レーザーを利用するうえでボトルネックになっている。高強度レーザーシステムより出力されるレーザーパルスの時間構造において、メインパルスに先立って数桁強度の低い背景光(ASE)が存在する。一般的な高強度レーザーシステムにおいて、メインパルスとASEの強度比(コントラスト)は10
10
桁程度であり、この場合ASEの光強度は10
10
W/cmとなり、高強度を有するメインパルスが固体物質と相互作用する前にターゲット上にプリプラズマが形成され、メインパルスは膨張しつつある低い密度のプラズマと主として相互作用し、メインパルスと物質との相互作用に影響を及ぼす。このため多くの実験において、プリパルスによりプリプラズマが形成されないようなレーザーの時間制御技術開発が必要である。われわれは背景光が発生しにくい光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)を前置増幅器として用いた高強度レーザーシステムの開発を行った。OPCPAを用いることにより、メインパルスの数ps前において従来よりも1,00010,000倍改善された710
の高いコントラストを実現した。
hの予備解析(受託研究)大塚 伊知郎; 瀧 洋*; 山口 徹治; 飯田 芳久; 山田 文香; 稲田 大介*; 田中 忠夫
JAEA-Research 2008-043, 101 Pages, 2008/03
JAEA-Research-2008-043.pdf:6.24MB
高レベル放射性廃棄物処分場において、緩衝材の間隙に含まれる水(緩衝材間隙水)の酸化還元状態は、放射性核種の化学的性質に影響するため、重要な評価因子である。炭素鋼オーバーパックの腐食が緩衝材間隙水の酸化還元電位(h)に与える影響を評価するうえで重要な腐食生成物の熱力学データ,炭素鋼の腐食速度を文献調査及び実験により取得し、カソード反応の定量評価を行った。また、地球化学計算コードPhreeq Cで予察的な解析を行い、詳細な解析を行ううえでの課題を抽出した。結果は以下のようにまとめられる。(1)Fe
, FeOH, Fe(OH)(aq), Fe(OH)
, Fe(OH)
, Fe
, FeS, FeCO,Fe(OH)(s), FeO, FeCO(OH), Fe(cr)の熱力学データの最確値及び誤差を文献調査及び実験により取得した。(2)炭素鋼の腐食速度をpHと硫化物イオン濃度の関数として定式化した。(3)ガス蓄積型腐食試験からカソード反応は水素発生反応が支配的であることがわかった。(4)予察的なh評価解析から、1000年後のhは、約-600mV又は750mVを得たので、CH(aq)/COもしくはH(aq)/HOに支配されると考えられる。
桐山 博光; 森 道昭; 大東 出; 小瀧 秀行; 金沢 修平; 近藤 修司; 中井 善基; 下村 拓也*; 田上 学*; 圷 敦; et al.
レーザー学会第362回研究会報告; 高機能固体レーザーとその応用, p.33 - 37, 2007/07
相対論領域における高強度レーザーと物質との相互作用の研究のために、従来のチタンサファイアチャープパルス増幅(CPA)と光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)を組合せた高強度・高コントラストレーザーの開発を行った。10Hzの繰り返し動作で、パルス圧縮前でパルスあたりのエネルギー2.9Jを得た。再圧縮されたパルス幅は19fsであり、ピークパワーは80TWに達する。OPCPAを前置増幅器として導入することにより、従来よりも3から4桁高い数ピコ秒領域で710以下の高いコントラストを達成した。また、最終段のチタンサファイア結晶を77K以下に冷却することにより、最大励起時で4kmの長い熱レンズ焦点距離を得た。
福田 祐仁; 赤羽 温; 青山 誠; 林 由紀雄; 本間 隆之; 井上 典洋*; 神門 正城; 金沢 修平; 桐山 博光; 近藤 修司; et al.
Physics Letters A, 363(2-3), p.130 - 135, 2007/02
高強度レーザー励起航跡場による電子加速は、レーザープラズマ加速器の原理検証や極短パルスX線源開発にとって重要な役割を果たしている。最近、準単色の電子発生が報告され注目を浴びているが、電子注入過程のコントロールによる準単色電子のエネルギー制御と安定化が今後の研究課題となっている。本研究では、強光子場中でのクラスター媒質を用いた電子加速実験を行い、レーザープラズマ加速におけるクラスターの役割について調べた。その結果、クラスター媒質を用いて初めて、指向性を有する相対論電子の発生に成功した(最大エネルギー=58MeV)。電子エネルギー分布は、温度の異なる2つの成分から構成されている。2D-PICシミュレーションによる解析から、高エネルギー成分を構成する電子は、レーザー光との相互作用によってクラスターから生成した電子が、レーザー光に注入され、その後、レーザー光によって直接加速されて生成したものであることが明らかとなった。
山口 徹治; 坂本 好文; 飯田 芳久; 根岸 久美; 瀧 洋; 赤井 政信; 神野 文香; 木村 祐一郎; 上田 正人; 田中 忠夫; et al.
Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 6 Pages, 2005/10
地層処分の長期評価では不確かさの定量化が必要である。日本原子力研究開発機構の確率論的核種移行評価は確率論的な評価結果の分布を計算するだけでなく、パラメータ不確かさやモデル不確かさを提示することができる。これにより、核種移行解析結果の不確かさに相関の大きいパラメータが明らかになる。これらのパラメータのうち、定量的に解明されていないものがわれわれの実験的研究の対象である。優先的に取り組むべき研究対象は具体的には、セメントの影響を受けた高pH環境下におけるベントナイト系緩衝材の変質,放射性核種の溶解度,ベントナイト系緩衝材中拡散,深地下の還元的環境を維持したまま採取した地層試料に対する重要核種の収着である。不確かさをもたらす原因としては、海水系地下水の浸入によるイオン強度の上昇,TRU廃棄物に含まれる硝酸ナトリウムの溶解に伴うNO, NO及びNH濃度の上昇,セメント系材料に起因する高pH環境,オーバーパック腐食に伴う間隙水化学組成の変化を考慮する。本論文はこの研究の現状を報告するものである。
飯田 芳久; 瀧 洋; 山口 徹治; 田中 忠夫; 根岸 久美; 中山 真一
JAERI-Conf 2005-007, p.230 - 235, 2005/08
放射性廃棄物処分の確率論的安全評価を行ううえで、パラメータ変動の定量的評価が不可欠である。放射性核種の移行解析において不確実性が大きく、定量的に見積もられていないパラメータについて実験的にデータ取得を行った。これらのパラメータに不確かさをもたらす化学的擾乱として、海水の浸入やTRU廃棄物起源の硝酸塩に起因する高イオン強度,セメント起源の高アルカリ環境,オーバーパックの腐食による地下水組成の変動を考慮した。本報告では、核種の溶解度及び拡散について研究の現状を紹介する。
神門 正城; 益田 伸一; Zhidkov, A.*; 山崎 淳; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 本間 隆之*; 金沢 修平; 中島 一久; 林 由紀雄; et al.
Physical Review E, 71(1), p.015403_1 - 015403_4, 2005/01
被引用回数：33 パーセンタイル：77.37(Physics, Fluids & Plasmas)現在まででは最短のパルス幅(23fs)で相対論的な高出力(20TW)のレーザーを、不足密度プラズマ中に強く集光する実験を行った。プラズマ密度が10
cm
の領域で、MeVを越えるエネルギーの電子の発生を確認した。このMeV電子は、2温度分布をしており、シミュレーションの結果から、波の破砕機構の違いから生じていると考えられる。高温部の電子は、レーザーのプリパルスにより作られるプラズマ密度のキャビティー部での速い入射により形成され、パルス幅はフェムト秒であり、一方、低温部の電子は相対論的強度による波の破壊により加速されたもので、ピコ秒のパルス幅を持つことがわかった。
野尻 一郎; 蒔田 奈緒子*; 瀧上 洋子*
PNC TN8410 98-031, 226 Pages, 1998/02
核燃料サイクル施設の確立論的安全評価、信頼性評価に用いるために整備した信頼性データを、パソコン上で効率的に利用するため、Windows95の環境下でMicrosoftAccessfor・Windows95を用いてデータベース利用プログラムの開発を行った。本プログラムでは、組み込まれている公開データベースの利用に加えて、新たに実プラント等のデータの新規作成、編集等が可能であり、これらのデータを用いて会話形式により評価に必要なデータの作成、統計処理結果の出力及びグラフ表示が可能となっている。
吉川 栄和*; 高橋 信*; 久語 輝彦; 中川 正幸; 瀧沢 洋二*; 氏田 博士*
日本原子力学会誌, 37(6), p.472 - 481, 1995/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)計算機による原子炉の設計解析支援の考え方、ヒューマンインターフェイスの実用例について紹介する。GUIやAI技術の進歩によって、一連の設計解析作業を計算機で強力に支援できるようになってきたが、設計者とのインターフェイスには、設計者の直感やイメージを大切にするよう、普段使い馴れている定義や物理量を用いるべきである。このためには、従来専門家がその経験を基に行ってきた作業をシステム内で行えるようシステムを知的にしておく必要がある。また、設計案の最適化を図るために多用されるパラメータサーベイや要求性能が満足される設計パラメータの範囲(設計ウィンドウ)の探索といった設計評価作業段階を直接支援するような機能を計算機に代替させることが設計解析支援にとって望ましい。実用例として、原研で開発しているIRDSに用いているヒューマンインターフェイスの具体例を設計プロセスに沿って紹介する。
福田 祐仁; 赤羽 温; 林 由紀雄; 本間 隆之; 井上 典洋*; 神門 正城; 金沢 修平; 桐山 博光; 近藤 修司; 小瀧 秀行; et al.
no journal, ,
高強度レーザー励起航跡場による電子加速は、レーザープラズマ加速器の原理検証や極短パルスX線源開発にとって重要な役割を果たしている。最近、準単色の電子線発生が報告され注目を浴びている。従来、これら研究はヘリウムなどのガスターゲットを用いて行われてきた。本研究では、クラスターターゲットを用いた相対論電子線発生実験を行い、レーザープラズマ加速におけるクラスターの役割について調べた。その結果、相対論的強レーザー場(3.510
W/cm
)とアルゴンクラスターとの相互作用により、指向性(エミッタンス=0.4
mm mrad)を有する相対論電子(最大エネルギー=58MeV, 総電荷=2.1nC)の発生に成功した。PICシミュレーションによる解析から、30MeV以上の高エネルギー電子は、クラスターとレーザー光との相互作用によって注入され、その後、レーザー光によって直接加速され生成したものであることがわかった。
田中 忠夫; 山口 徹治; 飯田 芳久; 木村 祐一郎; 瀧 洋; 藤原 武; 上田 正人*; 向井 雅之; 山田 文香; 水野 大; et al.
no journal, ,
地層処分の安全評価における評価期間は数千年以上の長期に及ぶため、評価結果には種々の不確かさが含まれる。本研究は、安全評価結果との相関が高く、しかも現在の知見では不確かさが大きいパラメータについてデータを取得し、パラメータの不確かさを定量化して確率論的安全評価の信頼性向上に資することを目的に実施している。本報告では平成17年度に得た主な成果を発表する。核種移行データ取得に関する研究では、ニオブ溶解度試験及びベントナイト内ヨウ素等拡散試験を進め、地下水や間隙水の組成変動に伴う溶解度及び拡散係数の不確かさを定量的に示した。また、岩石に対するセシウムの分配係数への硝酸塩及び塩水の影響を評価するためのデータを取得した。人工バリア材の長期変質に関する研究では、セメント変質に伴う間隙水組成及び間隙構造の変化を調べるセメント浸漬・拡散試験を実施するとともに、変質挙動及び拡散挙動をモデル化した。また、ベントナイト系緩衝材の長期バリア性能を評価するために整備した計算コード及び実験的に決定した評価パラメータ変動の定量式を用いて、緩衝材中透水係数の時間空間的変動の予測計算結果を例示した。
小瀧 秀行; 大東 出; 神門 正城; 福田 祐仁; 林 由紀雄; Chen, L.-M.; 本間 隆之; Bolton, P.*; Ma, J.-L.; 森 道昭; et al.
no journal, ,
高強度レーザーにより生成されるプラズマ中のウェーク場を用いて小型超短パルス高品質電子ビーム源をつくることができる。本電子ビームは、高品質でパルス幅が短いため、高品質電子ビーム源や構造変化測定等への応用が考えられる。15TW, 25fsのチタンサファイアレーザーを用いて実験を行い、最大75MeVの準単色エネルギーの電子ビーム発生に成功した。しかし、1パルスでの電子発生は不安定である。そこで、2パルス衝突型の高品質電子ビーム発生実験を、3TW, 70fsのレーザーを用いて、衝突角45
で行い、15MeVの高品質電子ビーム発生に成功した。2パルスの使用により、ウェーク場への電子トラップと加速とが分離でき、レーザーやプラズマ密度等のパラメーターを最適化することにより安定な高品質電子ビーム発生が可能であることを示した。
大塚 伊知郎; 山口 徹治; 飯田 芳久; 瀧 洋; 田中 忠夫; 中山 真一
no journal, ,
炭素鋼は高レベル放射性廃棄物の地層処分システムにおけるオーバーパックの有力な候補材である。炭素鋼の腐食は安全評価上重要なニアフィールドの間隙水組成を決める要因の一つであるため、処分環境下での炭素鋼の腐食現象の解明、特に腐食生成物の化学的性質に関する知見は重要である。水酸化炭酸鉄は、近年の研究で処分環境下で腐食生成物として生成することが報じられているにもかかわらず、その溶解度積などの基礎的なデータが得られていない。本研究では、水酸化炭酸鉄の熱力学データ取得の一環として、処分環境を模擬した条件下で炭素鋼の浸漬試験を行い、腐食生成物を同定するとともに、試験液の分析から溶解度積を決定した。炭酸水素ナトリウム水溶液中に炭素鋼を60日間浸漬したところ、0.1M及び0.0018Mの水溶液中では腐食生成物として水酸化炭酸鉄が生成することがわかった。試験液の組成分析から決定した溶解度積は、log
=-28.2(0.1M)及び、-28.5(0.0018M)であった。
