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山下 恵史朗*; 小松 一生*; Klotz, S.*; Fabelo, O.*; Fern
ndez-D
az, M. T.*; 阿部 淳*; 町田 真一*; 服部 高典; 入舩 徹男*; 新名 亨*; et al.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(40), p.e2208717119_1 - e2208717119_6, 2022/10
被引用回数：2 パーセンタイル：22.35(Multidisciplinary Sciences)氷の多形体は、圧力や温度により驚くほど多様な構造を示す。水素結合の乱れは、その構造多様性の重要な要因であるだけでなく、その物性をも支配している。しかし、観測可能な逆格子空間が限られていることや、高圧下で測定されたデータの不確かさにより、高圧下において氷多形体の乱れた構造を明らかにすることは困難であった。今回、単結晶および粉末中性子回折の両方を用いて、2.2GPa, 298Kにおいて主要な高圧氷である氷VIIの乱れた構造を初めて明らかにした。最大エントロピー法を用いることにより3次元的な原子分布を導くことに成功し、水素がこれまで言われていた離散的なサイトではなく、リング状に分布をしていることを発見した。また、274Kでの全散乱実験により、氷VIIの水素秩序相である氷VIIIとは、同じ分子構造を持つにもかかわらず、その分子間構造が異なることを明らかにした。今回の単結晶と粉末回折の相補的な構造解析によって、氷VIIのユニークな無秩序構造が明確に示された。今回の発見は、圧力によって大きく変化するプロトンダイナミクスと関連しており、圧力下における氷VIIの異常な物性の構造的な起源を理解することに役立つと考えられる。
(001) surface using supersonic seeded oxygen molecular beam勝部 大樹*; 大野 真也*; 高柳 周平*; 尾島 章輝*; 前田 元康*; 折口 直紀*; 小川 新*; 池田 夏紀*; 青柳 良英*; 甲谷 唯人*; et al.
Langmuir, 37(42), p.12313 - 12317, 2021/10
被引用回数：1 パーセンタイル：6.77(Chemistry, Multidisciplinary)超音速分子ビーム(SSMB)を用いて、アナターゼ型TiO(001)表面の酸素空孔の酸化を調べた。SSMBによって表面およびサブサーフェイスの酸素空孔を除去できた。格子間空孔が酸素空孔の大部分と考えられるが、SSMBによって効果的に除去できた。表面の酸素空孔は、TiO結晶成長後の状態では安定であるが、SSMBを用いて同様に効果的に除去できた。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
阿部 徹*; 平野 史生; 三原 守弘; 本田 明
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 27(1), p.3 - 11, 2020/06
硝酸イオン化学的変遷挙動評価モデル(NEON)は、地層処分施設およびその周辺における硝酸イオンの化学的変遷挙動を把握するために開発された評価ツールである。硝酸イオンはTRU廃棄物に易溶性の塩として含まれており、放射性物質の移行挙動に影響を及ぼす可能性がある。したがって、地層処分の安全性を評価するための基礎情報として硝酸イオンの化学形態の変化を評価する必要がある。NEONでは硝酸イオンと、金属,鉱物および微生物との反応がモデル化されており、このうち微生物との反応は微生物の活動による窒素循環等の過程を取り入れて構築している。各反応モデルは室内実験の結果と比較され、おおむね再現できることが確認されている。そこで、TRU廃棄物の地層処分を想定したスケールにおけるNEONの適用性を評価することを目的として、地下水の硝酸性窒素汚染の天然事例について再現解析を実施し、モデルの適用性を評価した。再現解析には広島県生口島の事例を取り上げた。NEONを用いて計算された硝酸イオンおよびその化学変遷物であるアンモニウムイオンの濃度分布は、数百メートル規模でおおむね再現しており、NEONの広域的条件における適用性が示された。
Myagmarjav, O.; 岩月 仁; 田中 伸幸; 野口 弘喜; 上地 優; 井岡 郁夫; 久保 真治; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*; 澤田 真一*; et al.
International Journal of Hydrogen Energy, 44(35), p.19141 - 19152, 2019/07
被引用回数：16 パーセンタイル：49.6(Chemistry, Physical)Thermochemical hydrogen production has attracted considerable interest as a clean energy solution to address the challenges of climate change and environmental sustainability. The thermochemical water-splitting iodine-sulfur (IS) process uses heat from nuclear or solar power and thus is a promising next-generation thermochemical hydrogen production method that is independent of fossil fuels and can provide energy security. This paper presents the current state of research and development of the IS process based on membrane techniques using solar energy at a medium temperature of 600C. Membrane design strategies have the most potential for making the IS process using solar energy highly efficient and economical and are illustrated here in detail. Three aspects of membrane design proposed herein for the IS process have led to a considerable improvement of the total thermal efficiency of the process: membrane reactors, membranes, and reaction catalysts. Experimental studies in the applications of these membrane design techniques to the Bunsen reaction, sulfuric acid decomposition, and hydrogen iodide decomposition are discussed.
中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
大島 武; 横関 貴史; 村田 航一; 松田 拓磨; 三友 啓; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 土方 泰斗*; 田中 雄季*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 55(1S), p.01AD01_1 - 01AD01_4, 2016/01
被引用回数：14 パーセンタイル：54.92(Physics, Applied)In this study, we report the effects of 
-ray irradiation and subsequent annealing on the electrical characteristics of vertical structure power 4H Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) with the blocking voltage of 1200 V. The MOSFETs were irradiated with -rays up to 1.2 MGy in a N atmosphere at room temperature (RT). During the irradiation, no bias was applied to each electrode of the MOSFETs. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h to investigate the stability of their degraded characteristics. Then, the irradiated MOSFETs were annealed up to 360 C in the atmosphere. The current-voltage (I-V) characteristics of the MOSFETs were measured at RT. By 1.2 MGy irradiation, the shift of threshold voltage (V
) for the MOSFETs was -3.39 V. After RT preservation for 240 h, MOSFETs showed no significant recovery in V. By annealing up to 360 C, the MOSFETs showed remarkable recovery, and the values of V become 91 % of the initial values. Those results indicate that the degraded characteristics of SiC MOSFETs can be recovered by thermal annealing at 360 C.
横関 貴史; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 田中 雄季*; 神取 幹郎*; 吉江 徹*; 土方 泰斗*; 大島 武
Materials Science Forum, 821-823, p.705 - 708, 2015/07
Since silicon carbide (SiC) has high radiation resistance, it is expected to be applied to electronic devices used in harsh radiation environments, such as nuclear facilities. Especially, extremely high radiation resistant devices (MGy order) are required for decommissioning of TEPCO Fukushima Daiichi nuclear reactors. The development of radiation resistant devices based on Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) FETs is important since MOSFETs can easily realize normally-off and low-loss power devices. In this study, we irradiated vertical power 4H-SiC MOSFETs with gamma-rays up to 1.2 MGy, and investigated the recovery of their degraded characteristics due to thermal annealing up to 360 C. The drain current (I
) - gate voltage (V
) curves of SiC MOSFETs shift to the negative voltage side and the leakage of I increased by irradiation at 1.2 MGy. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h. By the RT-annealing, no significant change in the degraded electrical characteristics of SiC MOSFETs was observed. The degraded characteristics of SiC MOSFETs began to recover by annealing above 120 C, and their characteristics reach almost the initial ones by annealing at 360 C.
八巻 徹也; 伊藤 久義; 松原 正和*; 阿部 弘亨*; 浅井 圭介*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 28(3), p.879 - 882, 2003/10
本研究では、KrFエキシマーレーザー(波長248 nm)パルスをTiOペレットに照射し、その直後に誘起されるプラズマ内反応を利用することによって、室温でナノ微粒子を作製した。1Torr以上に圧力を制御したOとAr混合ガス(5:5)中で作製すると、低次酸化物の混入のない高純度なTiO微粒子が生成し、これはルチル,アナターゼ結晶相から成っていることが明らかになった。また、雰囲気ガスの圧力を10Torrまで増加させるにつれて、含有するルチル相の重量分率は大きくなった。このことは、本手法がTiO微粒子中のルチル/アナターゼ混合比を制御可能であることを示している。結晶相の制御性について、レーザープラズマの物理モデルに基づいて考察を行った結果、高圧下でのプラズマ密度の増大が反応系内の温度(ここでは電子温度に相当)を上昇させ、このことが高温相であるルチル体の結晶化を促進していると考えられた。透過型電子顕微鏡観察によれば、微粒子の粒径は10-14nmであり、光触媒材料としての高い応用性が示唆された。
nanoparticles by pulsed laser ablation; Ambient pressure dependence of crystallization松原 正和*; 八巻 徹也; 伊藤 久義; 阿部 弘亨*; 浅井 圭介*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 42(5A), p.L479 - L481, 2003/05
KrFエキシマーレーザーを用いたアブレーションによってTiOナノ微粒子を作製した。全圧1Torr以上に保ったOとAr混合ガス(O:Ar=5:5)中でアブレーションすると、低次酸化物などの不純物の混合がなく、ルチル, アナターゼの両相から成るTiOの形成が確認された。ルチル/アナターゼ結晶相の重量分率は、O/Arガスの圧力によって制御可能であった。得られたナノ微粒子は球状であり、その粒径もガス圧に依存して10-14nmであった。
平岡 徹; 藤沢 登; 西尾 敏; 中村 博雄; 曽根 和穂; 前野 勝樹; 山本 新; 大塚 英男; 阿部 哲也; 深井 佑造*; et al.
JAERI-M 82-174, 309 Pages, 1982/11
IAEA、INTORワークショップ、フェーズ2Aにおける日本の検討成果をまとめた報告書の一部をなすものである。不純物制御の方式として、本フェーズにおいては、ポンプリミターを中心に検討を行った。ポンプリミターとしては、ダブルエッジ型、曲面板方式を採用した。表面材料および基盤材料について検討評価を行った。材料選定に際しては、スパッタリング、プラズマディスラプション時における挙動、熱特性、電磁気特性、基盤への接続方式などを総合的に評価した。また、新しく開発されたSiCの第1壁への応用も検討した。
曽根 和穂; 大塚 英男; 阿部 哲也; 山田 礼司; 小原 建治郎; 成沢 忠*; 塚越 修*; 佐竹 徹*; 小宮 宗治*
真空, 20(4), p.136 - 141, 1977/04
室温におけるモリブデンのスパッタリング収率をオージェ電子分光法を用いて測定した。イオンビームは0.1~6keVのプロトンである。この方法は10
atoms/ion程度の微小なスパッタリング収率を測定するには有力な方法である。また熱分解黒鉛のスパッタリング収率を測定するには有力な方法である。また熱分解黒鉛のスパッタリング収率を上記エネルギー範囲のプロトンについて、物理的スパッタリング収率と化学的スパッタリング収率を分けて測定することに成功した。また本論文は昨年11月26日学振141委員会の研究会および、11月27日真空に関する連合講演会において講演した内容をまとめたものである。
角 美香; 高松 舞*; 海老沢 徳幸; 阿部 勝男; 影山 十三男; 千葉 正彦; 中沢 博明; 鈴木 徹; 甲地 友和*; 櫛桁 義幸*; et al.
no journal, ,
同位体希釈質量分析法(IDMS)によるPu, U分析にはLSD(Large Size Dried)スパイクと呼ばれる標準物質が必要である。この調製にあたり、原料物質(一次標準核物質)の効率的利用と原子力機構保有のMOXより分離精製したPuの有効性を確認するため、原子力機構及び日本原燃において共同研究を実施した。「標準核物質(LSDスパイク)の調製と評価(1)調製・試験」で報告する、六ヶ所再処理工場において実試料を用いたLSDスパイクの試験結果について、GUM(Guide to the expression of Uncertainty in Measurement)に基づく不確かさの評価を行った。また通常量の1/2量で調製したLSDスパイク、及び原子力機構にて保有しているMOXより分離精製したPuを原料として調製したLSDスパイクについて、それぞれ統計的に評価し、これらLSDスパイクの有効性を確認した。
; 宇宙生物学の研究モデルとして堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 越川 滋行*; 中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 岩田 健一*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 東 正剛*; et al.
no journal, ,
クマムシの一種、ヨコヅナクマムシが藻類
を餌として培養可能であることを報告する。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196Cの超低温や100Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000GyのHeイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。
甲地 友和*; 櫛桁 義幸*; 村上 貴樹*; 菱 朋行*; 藍 寛信*; 高松 舞*; 海老沢 徳幸; 角 美香; 阿部 勝男; 影山 十三男; et al.
no journal, ,
同位体希釈質量分析法(IDMS)によるPu, U分析にはLSD(Large Size Dried)スパイクと呼ばれる標準物質が必要である。この調製にあたり、原料物質(一次標準核物質)の効率的利用と原子力機構保有のMOXより分離精製したPuの有効性を確認するため、原子力機構及び日本原燃において共同研究を実施した。原子力機構における調製と、六ヶ所再処理工場の遠隔装置を用いて行った実試料の評価試験について報告する。
戸田 佳明*; 原 徹*; 阿部 冨士雄*; 木村 晃彦*; 笠田 竜太*; 井上 賢紀; 奥田 隆成*; 大貫 惣明*; 鵜飼 重治*; 藤澤 敏治*
no journal, ,
次世代原子力システム用の燃料被覆管には、耐食性や耐照射性のほかに、優れた高温クリープ強度が求められている。本研究では、優れた高温クリープ特性の向上を示した高耐食性ODS鋼のメカニズムを検討するため、各種ODS鋼の高温でのクリープ変形挙動を調査することを目的とする。提供されたFe-(15
16)Cr-0.1Ti-4Al-0.35YO
鋼(No.1), 2%W添加鋼(No.9), No.1鋼粉末と9Cr-ODS鋼粉末あるいはAl無添加15Cr-ODS鋼粉末を均一混合したODS鋼材(No.H1とNo.H2)に対し、700Cにおいてクリープ試験を行い、クリープ歪みを解析した。右図は700C-80MPaにおける4種の供試鋼と比較のための9Crフェライト系耐熱鋼のクリープ速度一時間曲線を示す。高耐食性ODS鋼のうち、No.H2-ODS鋼の破断寿命が顕著に増大したが、最小クリープ速度での変形時間が短い。すなわち、高耐食性ODS鋼のクリープ寿命は、最小クリープ速度域を伸ばせば、さらに増大すると期待される。
服部 高典; 有馬 寛; 阿部 淳; 佐野 亜沙美; 内海 渉; 永井 隆哉*; 鍵 裕之*; 飯高 敏晃*; 片山 芳則; 井上 徹*; et al.
no journal, ,
新しい高圧中性子ビームラインPLANETが、J-PARCの生命物質科学研究施設(MLF)に建設されている。本稿では、そのデザインコンセプトと建設の現状を紹介する。PLANETは、高圧下での物質,鉱物中の水,水素の状態を調べるために建設されている中性子粉末回折計である。その最大の特徴は、最大荷重1500トンを持つ大型プレスが配備されることである。この装置と、最新の中性子技術を組合せることで、物質,鉱物に対する水や水素の影響を、約10GPa,数千Kの条件で調べることができる。この分光器を使うことにより、hydrousな地球及び惑星の深部の状態を推測することできると期待される。
鍵 裕之*; 服部 高典; 有馬 寛; 阿部 淳; 佐野 亜沙美; 片山 芳則; 内海 渉; 永井 隆哉*; 井上 徹*; 飯高 敏晃*; et al.
no journal, ,
大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)は世界で最も強力な核破砕型中性子源の一つである。われわれは高圧実験専用の粉末回折系(PLANET)をBL-11に建設している。PLANETは地球深部の含水鉱物やマグマ,軽元素の液体など、水素を含む物質の構造研究を目的としている。本装置は、大型のマルチアンビル型油圧プレスを用いることによって、20GPa, 2000Kまでの粉末や液体/ガラスの回折及びラジオグラフィー実験を可能にする。
服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 阿部 淳; 内海 渉; 永井 隆哉*; 鍵 裕之*; 飯高 敏晃*; 片山 芳則; 井上 徹*; et al.
no journal, ,
超高圧中性子回折装置PLANETは、東海村のJ-PARC物質生命科学実験施設(MLF)に建設されている高圧専用の分光器である。「水素をよく見ることができる」という中性子の特徴を生かし、地球ダイナミクスに及ぼす水の影響を調べることを、その主たる目的としている。その最大の特徴は一軸あたり500トン重の最大荷重を持つ6油圧6軸型の大型高圧プレス(通称:圧姫)を分光器室内に導入し、高圧高温(30万気圧,2000K以上)における物質(結晶・液体)の状態を、中性子回折,中性子イメージング技術を使って調べることができる点である。現在、新学術領域研究及び学術創成研究の科学研究費補助金を資金に建設が進められている。本発表では、その概要と建設状況に関して紹介する。2010年度、分光器室である遮蔽体、実験に必要な中性子を切り出すチョッパー、試料部までに効率的に中性子を輸送するスーパーミラーガイド管、放射線安全を担保するインターロックのインストールを終え、2011年3月にfirst beamを受け入れた。2011年夏に、高圧プレス,検出器架台,入射コリメータをインストールし、中性子ビームを用いた本格的なコミッショニングが始まる予定である。
有馬 寛; 井上 徹*; 阿部 淳; 服部 高典
no journal, ,
近年、含水マグマの放射光高温高圧その場観察実験によって高圧下においてマグマとフルイドが不混和から混和へと超臨界状態になる「第2臨界点」の存在が示唆されている。しかし、X線では平均原子量に基づいたコントラストを観察するため、これら融体を区別することが困難である。中性子の散乱断面積は原子番号に因らないことから中性子イメージングはマグマと水の観察において有効な手段となりうる。本発表ではJ-PARCパルス中性子源のBL11超高圧中性子回折装置に導入する中性子カメラを用いてのイメージング実験計画、BL19工学材料回折装置での含水模擬試料の試験測定結果について述べる。
