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論文

Incorporation of multinuclear copper active sites into nitrogen-doped graphene for electrochemical oxygen reduction

加藤 優*; 武藤 毬佳*; 松原 直啓*; 上村 洋平*; 脇坂 祐輝*; 米内 翼*; 松村 大樹; 石原 知子*; 徳島 高*; 野呂 真一郎*; et al.

ACS Applied Energy Materials (Internet), 1(5), p.2358 - 2364, 2018/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:43.85(Chemistry, Physical)

Multinuclear metal active sites are widely used as catalytic reaction centers in metalloenzymes and generally show high catalytic activity. The oxygen reduction reaction (ORR) is an important reaction not only in oxygenic respiration but also in future energy generation devices such as polymer electrolyte fuel cells and metal-air batteries. Incorporation of multinuclear metal active sites in conductive materials such as carbon will allow us to develop highly active electrocatalysts like metalloenzymes. Herein, we report a copper-based ORR electrocatalyst with multinuclear copper active sites in nitrogen-doped graphene. Electrochemical measurements revealed that the obtained electrocatalyst showed the highest electrocatalytic activity for the ORR in the Cu-based electrocatalysts in neutral aqueous solution. In situ X-ray absorption spectroscopy revealed the incorporation of multinuclear copper sites.

論文

Contrast variation by dynamic nuclear polarization and time-of-flight small-angle neutron scattering, 1; Application to industrial multi-component nanocomposites

能田 洋平*; 小泉 智*; 増井 友美*; 間下 亮*; 岸本 浩通*; 山口 大輔; 熊田 高之; 高田 慎一; 大石 一城*; 鈴木 淳市*

Journal of Applied Crystallography, 49(6), p.2036 - 2045, 2016/12

 被引用回数:17 パーセンタイル:78.84(Chemistry, Multidisciplinary)

We have reported the first attempt with dynamic nuclear polarization (DNP) and contrast variation small-angle neutron scattering (SANS) experiments on model mixtures for industrial tyres conducted at the MLF of J-PARC. We performed time-of-flight SANS (TOF-SANS) experiments, employing neutrons with a wide range, which causes imperfect neutron polarization and variations in the coherent and incoherent scattering lengths. By carefully eliminating the effect of imperfect neutron polarization, separation of the partial scattering functions was successfully demonstrated for the ternary system styrene-butadiene-rubber/silica/carbon.

論文

Nitrogen $$K$$-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film

泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012038_1 - 012038_4, 2014/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:72.87

We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen $$K$$-edge energy region. Three positive NCD peaks were observed at 399.9, 401.5, and around 407 eV. The first two peaks were assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and amino group. Imidazole ring and amino group are positioned at the side chain distant from and next to the asymmetric carbon, respectively. This result suggests that NCD spectroscopy in the soft X-ray region can selectively pick up the information on local structure around specific atoms, regardless of the position of atoms in molecules. It is interesting in view of application of NCD spectroscopy in the soft X-ray region to investigation of protein structures

論文

The Possible interplanetary transfer of microbes; Assessing the viability of ${it Deinococcus}$ spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission

河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; et al.

Origins of Life and Evolution of Biospheres, 43(4-5), p.411 - 428, 2013/10

 被引用回数:40 パーセンタイル:80.46(Biology)

In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include ${it Deinococcus}$ spp. We have examined the survivability of ${it Deinococcus}$ spp. under the environmental conditions in ISS in orbit. A One-year dose of heavy-ion beam irradiation did not affect the viability of ${it Deinococcus}$ spp. within the detection limit. Exposure of various thicknesses of deinococcal cell aggregates to UV radiation revealed that a few hundred micrometer thick aggregate of deinococcal cells would be able to withstand the solar UV radiation on ISS for 1 year. We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that microbial cells can aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and we named it "massapanspermia".

論文

Dynamic nuclear polarization of electron-beam irradiated polyethylene by pairs of alkyl free radicals

熊田 高之; 能田 洋平; 石川 法人

Journal of Magnetic Resonance, 218, p.59 - 65, 2012/05

 被引用回数:6 パーセンタイル:34.88(Biochemical Research Methods)

電子線照射したポリエチレン(e-PE)と、安定ラジカルTEMPOを化学添加したポリスチレン(T-PS)の動的核スピン偏極挙動を比較した。T-PSはラジカル濃度e-PEは2$$times$$10$$^{19}$$ spins cm$$^{-3}$$で高い偏極のピークを示すのに対し、e-PEは広いラジカル濃度範囲で到達偏極度は一定であった。T-PSの偏極の立ち上がりと緩和速度はともにラジカル濃度の自乗に比例したのに対し、e-PEではともにラジカル濃度に正比例した。これらの結果は、e-PEでは放射線照射によりポリエチレン中に生じたアルキルラジカル対が動的核スピン偏極に対して重要な役割を演じているのではないかと考えられる。

論文

Effect of oxygen potential on the sintering behavior of MgO-based heterogeneous fuels containing (Pu,Am)O$$_{2-x}$$

三輪 周平; 石 洋平*; 逢坂 正彦

Journal of Nuclear Materials, 389(3), p.402 - 406, 2009/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:62.42(Materials Science, Multidisciplinary)

MgOを母材とした(Pu,Am)O$$_{2-x}$$含有非均質型燃料の焼結に及ぼす酸素ポテンシャルの影響を評価するために、空気,加湿4%H$$_{2}$$-Ar,4%H$$_{2}$$-Arの各雰囲気での焼結試験を実施した。(Pu,Am)O$$_{2-x}$$含有非均質型燃料の焼結挙動は焼結雰囲気中の酸素ポテンシャルに大きく依存し、酸素ポテンシャルが低いほど焼結密度は低くなった。低酸素ポテンシャルで焼結した非均質型燃料の(Pu,Am)O$$_{2-x}$$相は亜定比組成を示し、顆粒は高酸素ポテンシャルで焼結したものに比べ大きくなっていた。これらの挙動を踏まえ、(Pu,Am)O$$_{2-x}$$とMgOの焼結挙動の違いの観点から、焼結のメカニズムについて考察を行った。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

Innovative oxide fuels doped with minor actinides for use in fast reactors

逢坂 正彦; 三輪 周平; 田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 大林 弘; 門藤 健司; 圷 葉子; 石 洋平; 小山 真一; et al.

WIT Transactions on Ecology and the Environment, Vol.105, p.357 - 366, 2007/06

将来高速炉サイクル確立において、マイナーアクチニドの取扱いはキーとなる技術である。マイナーアクチニドのうちおもにアメリシウムを対象として、高速炉用の革新的な酸化物燃料の研究開発を行ってきた。コンクリートセルを改造し、遠隔操作にてアメリシウム含有燃料を製造する設備を整備し、関連する特性評価とともに、照射試験用燃料ピンの作製に成功した。本燃料は現在高速炉にて照射中であり、多くの実用的な成果が期待される。本件で得られた知見を元に、さらに高性能なマイナーアクチニド含有燃料のコンセプトを提案し、基礎的な試験を開始した。

報告書

Am含有MOX燃料におけるO/M比にかかわる挙動評価

佐藤 勇; 関 崇行*; 石 洋平; 門藤 健司; 吉持 宏; 田中 健哉

JAEA-Research 2007-013, 63 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-013.pdf:4.89MB

Am-MOX燃料は、空気中にてその重量が比較的速やかに増加する。重量増化速度は、初期O/M比に強く依存し、初期O/M比が低い方が早い。ところが、Amをほとんど含まない燃料においても同様の挙動が見られたことから、Amの影響以外にも原料粉の差も影響する挙動があり、MOXにも同様の挙動が見られる。重量変化の最中のX線回折ピークを観察したところ、有意な変化が生じており、上記の重量変化がO/M比の変化による結晶学的なものであることがわかった。O/M比変化速度は、雰囲気の水分濃度に依存している。雰囲気の水分濃度を極めて低く抑えること(例えば、1ppm以下)でO/M比変化を抑制できることを示した。格子定数のO/M比依存性に関してはAm(IV)の存在を仮定するより、Am(III)とU(V)の存在を仮定した方がO/M比=2.00付近におけるO/M比依存性をうまく説明できる可能性を示した。

論文

遠隔操作によるAm含有MOX燃料製造技術の開発

吉持 宏; 石 洋平; 関 崇行*; 門藤 健司; 関根 伸一*; 小山 真一

サイクル機構技報, (28), p.9 - 20, 2005/09

3%及び5%のAmを添加したMOXペレット(Am-MOX)の遠隔操作による製造技術を開発した。大洗工学センターの照射後燃料試験室のホットセル内に系統的に機器を設置し、できる限りホットセル外部から自動で制御可能なシステムとした。UO$$_{2}$$ペレットとそれに続くPuO$$_{2}$$ペレット製造試験を通して、ボールミル時間、プレス及び焼結条件など、Am-MOXペレット製造に関する基本的な条件の絞り込みを行った。続いて、5%のAm-MOXペレット製造には、5%水素-95%アルゴン雰囲気中2000ppmの水分加湿条件下において1700$$^{circ}$$C,3時間の焼結条件が最適であることを把握した。さらに、この加湿雰囲気は、降温中に800$$^{circ}$$Cで停止することが重要であることがわかった。

報告書

(U,Pu,Am)O$$_{2-x}$$の相状態

逢坂 正彦; 三輪 周平; 門藤 健司; 小崎 葉子; 石 洋平; 吉持 宏; 関 崇行*; 関根 伸一*; 石田 貴志*; 田中 健哉

JNC TN9400 2005-002, 40 Pages, 2005/03

JNC-TN9400-2005-002.pdf:2.43MB

最大5%のAmを含有する(U,Pu,Am)O$$_{2-x}$$の相状態を、X線回折、金相観察及びDTAにより実験的に評価した。格子定数は、Am濃度またはO/M比とともに増加する傾向を示したが、その度合いは(U、Pu)O$$_{2-x}$$と異なっていた。金相写真による組織観察結果から、O/M=1.98付近で大幅な組織変化が観察された。同じくO/M=1.98以上において、(U,Pu)O$$_{2-x}$$には無い多くのDTAピークが観察された。これらの結果について、AmをIII価とし、等価量のUがⅤ価に酸化されるという仮定を立て、解釈を試みた。その結果、格子定数のAm濃度依存性は、各元素のイオン半径を用いたモデルにより良好に再現することができた。またO/M=1.98付近の組織変化は、各元素の原子価状態に依存することが示唆された。以上から、(U,Pu,Am)O$$_{2-x}$$中のAmはIII価で存在するであろうことが示された。

報告書

高速増殖炉サイクルの実用化戦略調査研究フェーズII中間報告; 原子炉プラントシステム技術検討書

此村 守; 小川 隆; 岡野 靖; 山口 浩之; 村上 勤; 高木 直行; 西口 洋平; 杉野 和輝; 永沼 正行; 菱田 正彦; et al.

JNC TN9400 2004-035, 2071 Pages, 2004/06

JNC-TN9400-2004-035.pdf:76.42MB

ナトリウム冷却炉、鉛ビスマス冷却炉、ヘリウムガス冷却炉及び水冷却炉について、革新技術を導入し炉型の特徴を活かした炉システム概念を構築し、その概念の成立の見通しを得るための検討を行うとともに、設計要求への適合性を評価した。その結果、2015年頃に高速増殖炉技術を実用化するためには、現状の知見で課題とされた項目で画期的な技術革新がないかぎり、ナトリウムを冷却材して選択することが合理的であることが明らかとなった。

報告書

LMFBRの主循環系用大型電磁ポンプの開発: 邦訳

青木 忠雄; 西口 洋平*; 宇野 修*; 神戸 満*; 石川 光一*; 太田 俊郎*; 塙 幹男*

PNC TN951 77-10, 142 Pages, 1977/01

PNC-TN951-77-10.pdf:5.67MB

日本ではLMFBRプラントの主冷却系用として,従来の機械式ポンプに代わり電磁ポンプを使用することの是非については,これまであまり検討されなかったと思われるが,本年6月のERDA/PNCプラントコンポーネント・ワーキンググループ会議で,ERDAから,EG社の55$$times$$3/minALIP(AnnularLinearInductionPump-FFTF2次系主循環ポンプの代替用ポンプとして開発)を大洗工学センターで試験できないか打診してきたことをきっかけに,ナトリウム機器構造試験室内で主冷却系用大型電磁ポンプの可能性について検討を始めた。▲ここに紹介する文献は,本社技術情報室がNTISを通して購入した下記の公開資料でFFTF(55$$times$$3/min),デモプラント(100$$times$$3/min)および1200MWe級LMFBR(340$$times$$3/min)の主循環ポンプとしてそれぞれの容量の電磁ポンプをGE社がUSAEC(現在ERDA)に対して推奨したfeasibilitystudyである。▲本資料は室内検討用として邦訳したものであるが,検討の輪を広げる意味で,報告書のかたちにまとめたものである。▲文献:▲GEAP-13965▲DEVELOPMENTOFLARGEELECTROMAGNETICPUMPSFOR▲MAINHEATTRANSPORTSYSTEMSOFLMFBRs▲Jene1973CompiledbyG.D.Collins▲

口頭

低除染燃料の相状態と物性に関する基礎研究,5; (Pu$$_{0.91}$$Am$$_{0.09}$$)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャル

逢坂 正彦; 門藤 健司; 石 洋平; 田中 健哉; 関 崇行*; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*

no journal, , 

低除染燃料の相状態に関する基礎的なデータ取得の一環として、H$$_{2}$$O/H$$_{2}$$ガス平衡及びO$$_{2}$$ガス希釈を用いた熱重量分析により(Pu$$_{0.91}$$Am$$_{0.09}$$)O$$_{2-x}$$の酸素ポテンシャルを測定した。

口頭

遠隔操作によるAm含有MOX燃料技術開発,11; 燃料のO/M比の時間変化挙動,1

佐藤 勇; 石 洋平; 門藤 健司; 吉持 宏; 田中 健哉; 関 崇行*

no journal, , 

セル内保管中のAm含有MOX燃料の重量変化を測定した。その結果、Amを含有する燃料のO/M比が速やかに変化している可能性を見いだした。

口頭

遠隔操作によるAm含有MOX燃料製造技術の開発,12; 小規模セルにおける遠隔燃料製造の評価

吉持 宏; 石 洋平; 田中 健哉; 関根 伸一*; 関 崇行*

no journal, , 

Am含有酸化物燃料の遠隔製造技術開発として、ホットセル内において「常陽」照射用3%及び5%Am-MOXペレットの製造並びに照射燃料ピンの作製を実施し、小規模セルでの遠隔製造の成立性を評価した。

口頭

遠隔操作によるAm含有MOX燃料技術開発,11; 燃料のO/M比の時間変化挙動,2

門藤 健司; 石 洋平; 佐藤 勇; 吉持 宏; 田中 健哉; 関 崇行*

no journal, , 

原子力機構では、Am-MOX燃料の遠隔製造技術を開発中である。ペレット重量変化測定の結果、物性に影響を与える重要な特性の一つであるO/M比が、速やかに上昇している可能性が示唆された。そこで、ペレットに対してX線回折パターンを遂次測定し、その結晶構造変化について評価したので報告する。

口頭

Am含有MOX燃料におけるO/M比変化挙動

佐藤 勇; 石 洋平; 門藤 健司; 田中 健哉; 関 崇行*; 石田 貴志*

no journal, , 

保管中のAm含有MOX燃料のO/M比変化における雰囲気依存性を評価したところ、O/M比変化速度は雰囲気の水分濃度に依存した挙動を示すことがわかった。

口頭

低除染燃料の相状態と物性に関する基礎研究,8; (Pu$$_{0.91}$$Am$$_{0.09}$$)O$$_{2-x}$$相状態の実験的評価

三輪 周平; 逢坂 正彦; 門藤 健司; 石 洋平; 吉持 宏; 田中 健哉; 関 崇行*; 関根 伸一*; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; et al.

no journal, , 

低除染燃料の相状態評価に資する基礎的データの取得として、(Pu$$_{0.91}$$Am$$_{0.09}$$)O$$_{2-x}$$を調製し、O/M比を1.90$$sim$$2.00の範囲で調整した(Pu$$_{0.91}$$Am$$_{0.09}$$)O$$_{2-x}$$について、XRD,金相観察及びDTAを用いた熱分析により相状態の実験的評価を行った。

口頭

Research and development of americium-containing mixed oxide fuel for fast reactors

田中 康介; 逢坂 正彦; 佐藤 勇; 三輪 周平; 小山 真一; 石 洋平; 廣沢 孝志; 大林 弘; 吉持 宏; 田中 健哉

no journal, , 

遠隔操作によるアメリシウム含有MOX(Am-MOX)燃料の製造技術を開発した。また、Am-MOX燃料の相状態・物性を評価するとともに、照射挙動評価を実施した。本報告では、Am-MOX燃料の研究開発の現状について述べる。

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