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論文

Spin mixing conductance at a well-controlled platinum/yttrium iron garnet interface

Qiu, Z.*; 安藤 和也*; 内田 健一*; 梶原 瑛祐*; 高橋 遼*; 中山 裕康*; 安 東秀*; 藤川 安仁*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 103(9), p.092404_1 - 092404_4, 2013/08

 被引用回数:97 パーセンタイル:95.88(Physics, Applied)

白金(Pt)/イットリウム鉄ガーネット(YIG)界面を高い精度で制御することに成功し、そのPt/YIG界面におけるスピンミキシングコンダクタンスを研究した。高い結晶性をもつ明瞭な界面が、ミキシングコンダクタンスの最大値を得るためには重要な要素であることを実験的に示した。そのスピンミキシングコンダクタンスはよく制御されたPt/YIG界面において、理論的予想最大値と近い、1.3$$times$$10$$^{18}$$m$$^{-2}$$という値が得られた。

論文

Measurement and analysis of reflector reactivity worth by replacing stainless steel with zirconium at the fast critical assembly (FCA)

福島 昌宏; 北村 康則; 安藤 真樹; 久語 輝彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 49(10), p.961 - 965, 2012/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

Zirconium alloy instead of stainless steel (SS) has been considered as an effective reflector to improve the neutron economy in the experimental fast reactor JOYO. The aim of the present study is to demonstrate the effectiveness of the zirconium (Zr) reflector compared with the SS reflector in a fast reactor core. The FCA-XXVIII-1(3) core was built at the fast critical facility (FCA) and the reflector reactivity worth was measured by replacing SS with Zr at the peripheral region of the core. The experimental result of the positive reflector reactivity worth demonstrates the effectiveness of the Zr reflector compared with the SS reflector in the fast reactor core. This paper also focuses on the validation of standard calculation methods used for fast reactors with JENDL-4.0. As a result, it is confirmed that the standard calculation methods for the reflector reactivity worth show agreement within the experimental error.

論文

Interface induced inverse spin Hall effect in bismuth/permalloy bilayer

Hou, D.*; Qiu, Z.*; 針井 一哉; 梶原 瑛祐*; 内田 健一*; 藤川 安仁*; 中山 裕康*; 吉野 達郎*; 安 東秀*; 安藤 和也*; et al.

Applied Physics Letters, 101(4), p.042403_1 - 042403_4, 2012/07

 被引用回数:60 パーセンタイル:91.48(Physics, Applied)

ビスマス/パーマロイ二層膜における逆スピンホール効果をスピンポンピングを用いて室温下で測定した。その結果、強磁性共鳴の吸収線幅からビスマスが良いスピン吸収材であることわかった。また、二層膜の逆スピンホール電圧と抵抗値の測定により、ビスマス膜厚の増大とともに逆スピンホール電流が減少することを見いだした。これは白金/パーマロイのような従来の二層膜における逆スピンホール効果の理解とは異なるものである。ビスマス/パーマロイ界面のスピン伝導の変調を考慮することで、この逆スピンホール電流の膜厚依存性を定量的に説明できるモデルを構築した。

論文

Geometry dependence on inverse spin Hall effect induced by spin pumping in Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt films

中山 裕康*; 安藤 和也*; 針井 一哉; 吉野 達郎*; 高橋 遼*; 梶原 瑛祐*; 内田 健一*; 藤川 安仁*; 齊藤 英治

Physical Review B, 85(14), p.144408_1 - 144408_7, 2012/04

 被引用回数:161 パーセンタイル:97.96(Materials Science, Multidisciplinary)

強磁性共鳴(FMR)によるスピンポンピングで誘起される逆スピンHall効果(ISHE)の形状依存性を定量的に調べた。Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜のサイズと膜厚を変え、FMRスペクトルとISHEによって誘起される起電力を測定した。薄膜形状を変えるとISHEによって誘起される電流はシステマティックに変化する。スピンポンピングによって誘起されるISHEの膜厚依存性はNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$とPtでは異なっている。

論文

Optical features of a LiF crystal soft X-ray imaging detector irradiated by free electron laser pulses

Pikuz, T.; Faenov, A.*; 福田 祐仁; 神門 正城; Bolton, P.; Mitorfanov, A.*; Vinogradov, A.*; 永園 充*; 大橋 治彦*; 矢橋 牧名*; et al.

Optics Express (Internet), 20(4), p.3424 - 3433, 2012/02

 被引用回数:22 パーセンタイル:75.12(Optics)

Optical features of point defects photoluminescence in LiF crystals, irradiated by soft X-ray pulses of the Free Electron Laser were measured. We found that peak of photoluminescence spectra lies near of 530 nm. Our results suggest that redistribution of photoluminescence peak intensity from red to green part of the spectra is associated with a shortening of the applied for irradiation of LiF laser pulses down to pico - or femtosecond durations. Dependence of peak intensity of photoluminescence spectra from the soft X-ray irradiation fluence was measured and the absence of quenching phenomena, even at relatively high fluencies was found, which is very important for wide applications of LiF crystal X-ray imaging detectors.

論文

All-oxide system for spin pumping

Qiu, Z.*; 梶原 瑛祐*; 安藤 和也*; 藤川 安仁*; 内田 健一*; 田代 隆治*; 針井 一哉*; 吉野 達郎*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 100(2), p.022402_1 - 022402_3, 2012/01

 被引用回数:28 パーセンタイル:76.85(Physics, Applied)

単純な酸化物のみからなる系においてスピン波共鳴によるスピンポンプを逆スピンホール効果(ISHE)を用いて詳しく調べた。ランタンドープのイットリウム鉄ガーネット(La:YIG)/インジウムスズ酸化物(ITO)の2層膜においてスピンポンプが生じスピン流がITO層に注入され、それがISHEを通じて起電力として観測される。この起電力は面外磁場角度と励起マイクロ波パワーに依存して観測されたが、これはISHEの理論予測とよい一致を示す。酸化物のみからなる系でのスピンポンプの発見は酸化物スピントロニクスの可能性を広げるものである。

論文

Benchmark calculations of sodium-void experiments with uranium fuels at the fast critical assembly FCA

福島 昌宏; 北村 康則; 久語 輝彦; 山根 剛; 安藤 真樹; 千葉 豪; 石川 眞; 岡嶋 成晃

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 2, p.306 - 311, 2011/10

The capture cross section of $$^{235}$$U has been re-evaluated by the OECD/NEA/NSC/WPEC subgroup 29 focusing on energy region from 100 eV to 1 MeV from the viewpoints of differential and integral data analyses since 2007. Sodium-void reactivity experiments with uranium fuels were carried out at the Fast Critical Assembly (FCA) in the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) in 2009 and new integral data were obtained to help to validate the re-evaluated capture cross section of $$^{235}$$U. The benchmark calculations for the new integral data were performed by using a continuous-energy Monte Carlo code (MVP) with use of the evaluated nuclear data libraries JENDL-3.2, -3.3, -4.0, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1. The ratios of calculated to experimental (C/E) values of sodium-void reactivities with respect to JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1 are less than those with respect to JENDL-3.2 and -4.0. The analysis results are similar to those of sodium-void reactivities previously obtained at the BFS facility in Russia. The benchmark calculations demonstrate the improvement of the reliability of the integral data such as the new integral data obtained at the FCA and the previously obtained data in the BFS and the usefulness of the new integral data for the validation of the re-evaluated cross section of $$^{235}$$U.

論文

Ablation of insulators under the action of short pulses of X-ray plasma lasers and free-electron lasers

Inogamov, N. A.*; Anisimov, S. I.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Fortov, V. E.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; et al.

Journal of Optical Technology, 78(8), p.473 - 480, 2011/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:31.11(Optics)

An experimental and theoretical study has been carried out of the ablation of a solid insulator with a wide band gap (LiF) under the action of ultrashort laser pulses of the UV range, obtained in a free-electron laser, and the soft X-ray region, obtained in a silver-plasma laser. A comparison is made of the results obtained on the two laser systems. It is shown that the ablation threshold is about the same for both lasers. A theory is presented that explains the weak growth of the ablation mass with increasing surface energy density of the laser radiation (the fluence) in the case of X-ray lasers as a result of the transition from spallation close to the ablation threshold to evaporative ablation at high fluence values.

論文

Two-temperature warm dense matter produced by ultrashort Extreme Vacuum Ultraviolet-Free Electron Laser (EUV-FEL) pulse

Inogamov, N. A.*; Faenov, A. Ya.*; Zhakhovsky, V. V.*; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Yu.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Shepelev, V. V.*; Anisimov, S. I.*; Fortov, V. E.*; et al.

Contributions to Plasma Physics, 51(5), p.419 - 426, 2011/06

 被引用回数:19 パーセンタイル:67.23(Physics, Fluids & Plasmas)

極短パルス,極端紫外自由電子レーザー(EUV-FEL)パルス(波長:50nm,パルス幅:100fs)をフッ化リチウム(LiF)のような誘電体に照射することで、結晶状態にあるLiFの破砕現象を初めて観測した。低フルーエンスの場合ではLiFの破砕現象が起こり、これがLiFの低いアブレーション閾値の原因となっていることを明らかにした。同様の現象は、ピコ秒パルスの関西光科学研究所X線レーザー装置を用いた実験でも観測されている。この破砕現象は、ナノ秒パルスのX線レーザー装置では観測されておらず、フェムト$$sim$$ピコ秒パルス特有の現象であることをモデル計算から明らかにした。

論文

Inverse spin-Hall effect induced by spin pumping in metallic systems

安藤 和也*; 高橋 三郎; 家田 淳一; 梶原 瑛祐*; 中山 裕康*; 吉野 達郎*; 針井 一哉*; 藤川 安仁*; 松尾 衛*; 前川 禎通; et al.

Journal of Applied Physics, 109(10), p.103913_1 - 103913_11, 2011/05

 被引用回数:338 パーセンタイル:99.43(Physics, Applied)

強磁性/常磁性複層系において、スピンポンピングによって誘起された逆スピンホール効果(ISHE)の系統的な研究を行う。強磁性共鳴により駆動されたスピンポンピングが常磁性層にスピン流を注入し、常磁性層におけるISHEの作用によりスピン流に対して横向きに起電力が生じる。Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜系では、強磁性共鳴条件において印加磁場の向きと直交する方向に起電力が発生することがわかった。起電力のスペクトル形状はローレンツ関数を用いてよく再現され、観測された起電力は完全にスピンポンピング誘起のISHEによるものであることを示している。すなわち、本実験ではその他の外的な磁気電圧効果は排除されている。起電力はマイクロ波強度,印加磁場の方向,薄膜の大きさに対し系統的に変化する。この振る舞いはLandau-Lifshitz-Gilbert方程式に基づく理論計算によりよく再現される。また、この起電力は、Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$を強磁性絶縁体Y$$_3$$Fe$$_4$$GaO$$_{12}$$で置き換えたPt/Y$$_3$$Fe$$_4$$GaO$$_{12}$$複層膜系においても観測され、スピンポンピング誘起ISHEが起電力の起源となっていることを示唆している。

論文

Inverse spin-Hall effect induced by spin pumping in different size Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt films

中山 裕康*; 安藤 和也*; 針井 一哉*; 藤川 安仁*; 梶原 瑛祐*; 吉野 達郎*; 齊藤 英治

Journal of Physics; Conference Series, 266, p.012100_1 - 012100_4, 2011/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:96.03

スピン流を電圧に変換する逆スピンホール効果を異なる長さや幅のNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜で調べた。スピンポンプによって逆スピンホール効果から生じる電圧を室温で測定した。実験結果から逆スピンホール効果によって発生する電圧はNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜の長さに比例することが明らかになった。一方、発生する電圧はNi$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt薄膜の幅が変わっても変化しなかった。この結果は逆スピンホール効果を表すモデルと整合する。

論文

Benchmark calculations of sodium-void experiments with uranium fuels at the fast critical assembly FCA

福島 昌宏; 北村 康則; 久語 輝彦; 山根 剛; 安藤 真樹; 千葉 豪; 石川 眞; 岡嶋 成晃

Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2010/10

The capture cross section of $$^{235}$$U has been re-evaluated by the OECD/NEA/NSC/WPEC Subgroup 29 focusing on energy region from 100 eV to 1 MeV from the viewpoints of differential and integral data analyses since 2007. Sodium-void reactivity experiments with uranium fuels were carried out at the Fast Critical Assembly (FCA) in the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) in 2009 and new integral data were obtained to help to validate the re-evaluated capture cross section of $$^{235}$$U. The benchmark calculations for the new integral data were performed by using a continuous-energy Monte Carlo code (MVP) with use of the evaluated nuclear data libraries JENDL-3.2, -3.3, -4.0, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1. The ratios of calculation to experimental (C/E) values of sodium-void reactivities with respect to JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0 and JEFF-3.1 are less than those with respect to JENDL-3.2 and -4.0. The analysis results are similar to those of sodium-void reactivities previously obtained at the BFS facility which is another fast critical assembly in Russia. The benchmark calculations demonstrate the improvement of the reliability of the integral data such as the new integral data obtained at the FCA and the previously obtained data in the BFS and the usefulness of the new integral data for the validation of the re-evaluated cross section of $$^{235}$$U.

論文

NBI技術の波及効果

渡邊 和弘; 安東 靖典*

プラズマ・核融合学会誌, 81(10), p.792 - 797, 2005/10

中性粒子入射装置(NBI)で開発された大出力イオン源や電源技術の波及効果について述べる。具体的には、高集積電子デバイス,ハードディスクの大容量化,大型液晶モニターなどのようなハイテク製品実現を支える製造装置への波及が上げられる。つまり、これらの技術の進展の裏には、それを製造する際に必要な道具、いわゆる製造装置の性能向上が不可欠であり、それを可能にしたのがNBIで培われた大面積大出力イオンビーム技術である。さらに、NBI電源技術についても、サージ抑制素子の高性能化技術などが、高エネルギー加速器の小型化高性能化に大きく貢献している。本稿では、NBI開発によって進展したイオンビーム技術が、今日のIT化時代を支える柱の一つとなっていること、さらに、加速器などの分野への貢献を含めて具体的な例を挙げながら紹介する。

論文

Impurity and particle recycling reduction by boronization in JT-60U

東島 智*; 杉江 達夫; 久保 博孝; 辻 俊二; 嶋田 道也; 朝倉 伸幸; 細金 延幸; 河野 康則; 中村 博雄; 伊丹 潔; et al.

Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.375 - 379, 1995/00

 被引用回数:32 パーセンタイル:93.37(Materials Science, Multidisciplinary)

不純物を減少させることは核融合炉実現には不可欠である。この観点からJT-60Uではデカボランを用いたボロナイゼーションを実施している。ボロナイゼーションを、導入することで、大気開放後直ちに不純物密度(特に酸素密度)を低下させることができた。しかし、他のコンディショニング法を用いて最終的に得られたプラズマの各不純物密度と比較すると、大幅に改善されたとは言い難い。一方粒子リサイクリングはボロナイゼーションにより明確に減少し、結果的にこれがプラズマの閉じ込め改善に寄与していると考えている。次回ボロナイゼーションを計画しており、本講演では不純物及び粒子リサイクリングに着目した解析を行い、今までのボロナイゼーションについてまとめる。

論文

Achievement of high fusion triple product in the JT-60U high $$beta$$$$_{P}$$ H mode

森 雅博; 石田 真一; 安東 俊郎; 安納 勝人; 朝倉 伸幸; 安積 正史; A.A.E.van-Blokland*; G.J.Frieling*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; et al.

Nuclear Fusion, 34(7), p.1045 - 1053, 1994/00

 被引用回数:30 パーセンタイル:81.05(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60Uにおいて、鋸歯状振動の無い高$$beta$$$$_{P}$$領域の運転にて、高閉じ込め状態の改善が達成された。すなわち、プラズマ周辺部と中心部の両方において閉じ込めが改善している状態(高ポロイダルベータHモード)を実現した。この状態では$$beta$$限界も改善しており、結果として、1.1$$times$$10$$^{21}$$m$$^{-3}$$・keV・sという世界最高の核融合積を達成した。この値は、それまでの値の約2.5倍の進展である。中心イオン温度も37keVに達し、DD反応による中性子発生率も、これまでの値の約2倍に当たる5.6$$times$$10$$^{16}$$s$$^{-1}$$に達している。本論文では、この閉じ込め改善状態(高ポロイダルベータHモード)の特性についても報告する。

口頭

高速炉実機未臨界状態で行う反応度フィードバック精密測定技術の開発,1-5; FCA実験計画

福島 昌宏; 岡嶋 成晃; 北村 康則; 安藤 真樹; 山根 剛; 森 貴正; 西 裕士; 山根 義宏*; 兼本 茂*

no journal, , 

高速炉実機において、反応度フィードバック効果を未臨界状態にて精密測定することが可能な反応度計測システムを開発することを目指している。未臨界反応度計測法として考案した炉雑音法と修正中性子源増倍法を組合せたシンセシス法について、実機炉心への適用性を検証するために、日本原子力研究開発機構の高速炉臨界実験装置FCAを用いた実証試験を計画した。本発表では、FCA実験体系の概要と実験計画について報告する。

口頭

高速炉実機未臨界状態で行う反応度フィードバック精密測定技術の開発,1-1; 全体計画

岡嶋 成晃; 西 裕士; 山根 義宏*; 兼本 茂*; 山根 剛; 森 貴正; 北村 康則; 福島 昌宏; 北野 彰洋; 安藤 真樹; et al.

no journal, , 

高速炉システムを対象に、実機での原子炉起動前炉物理試験を未臨界状態で実施できる測定技術を開発し、高速炉臨界実験装置(FCA)を用いて実証するとともに、その技術に基づく実機の計測システムの提案を文部科学省のエネルギー対策特別会計委託事業として実施している。本発表では、その研究の背景と目的,研究の概要を報告する。

口頭

高速炉実機未臨界状態で行う反応度フィードバック精密測定技術の開発,1-2; 大容量時系列データ高速処理システムの開発

北村 康則; 山根 義宏*; 岡嶋 成晃; 福島 昌宏; 安藤 真樹; 山根 剛

no journal, , 

近年、炉雑音データ測定システムとして、中性子検出パルスの発生時刻の時系列データを取得する方式のものが使用されることが多くなっている。しかし、それらは、熱中性子炉未臨界状態において使用することを想定して設計開発されたものであるため、高速炉実機未臨界状態における反応度フィードバック精密測定技術の開発を目指す本研究において使用するには、十分な性能を持っているとは言い難かった。そこで、新しい大容量時系列データ高速処理システムの開発を実施した。今回の大容量時系列データ高速処理システムの開発では、高速アンプやディスクリ回路等の内部電気信号処理部の全面的な見直しを行った。その結果、大容量時系列データ高速処理システムでは、高速炉未臨界状態における炉雑音データを取得するうえで十分な時間分解能である20n秒を達成することができた。また、独立な4つの入力チャンネルを装備することで、空間依存性等の検証に有効な複数検出器同時測定も可能となった。さらに、新規に設計開発した専用データバスを介し、測定中に、随時、取得データを大容量コンパクトフラッシュディスクに転送することで、最大処理能力の向上と大容量化が達成できた。

口頭

$$^{235}$$U捕獲断面積検証のためのFCA臨界実験と実験解析

久語 輝彦; 北村 康則; 福島 昌宏; 安藤 真樹; 山根 剛; 岡嶋 成晃

no journal, , 

$$^{235}$$Uの分離共鳴領域の捕獲断面積の積分的評価に資する炉物理実験データを取得するために、FCAにおいてウラン炉心のNaボイド反応度等、$$^{235}$$Uの共鳴領域に感度を持つ炉物理実験を実施した。最新の核データライブラリJENDL-4.0を含め、種々のライブラリを用いて実験解析を実施した。Naボイド反応度については、BFSでの傾向と同様に、JENDL-3.3, ENDF/B-VII.0及びJEFF-3.1の計算値は過小評価した。FCAで新たに測定したNaボイド反応度は、Na散乱断面積の影響は小さく、$$^{235}$$U捕獲断面積に大きな感度を有している。特に、$$^{235}$$U捕獲断面積に関して数100eVから数keVのエネルギー領域の寄与が大きく、この領域の断面積の検証に有効である。本実験結果はベンチマーク化され、OECD/NEA/NSCの核データ評価協力ワーキングパーティWPECのサブグループ29での$$^{235}$$Uの捕獲断面積の再評価に活用される。

口頭

水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心の研究,3; FCAを用いた試験計画及び第1試験結果

安藤 真樹; 福島 昌宏; 北村 康則; 久語 輝彦; 岩崎 智彦*; 小無 健司*

no journal, , 

水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心の研究の一環として、ハフニウム水素化物制御棒の核的性能評価を目的としたFCAを用いた試験を計画実施中である。本発表では、その全体計画と第1試験として実施した板状模擬物質(ハフニウム金属及びポリエチレン等)による反応度価値測定及び解析の結果を報告するものである。本試験では、開発段階であるハフニウム水素化物と従来型制御棒に用いられている炭化ホウ素について、JENDL-3.3及び標準的な高速炉解析手法を用い実験解析を実施し、解析予測精度を比較した。その結果、ハフニウム水素化物については、炭化ホウ素に比べ、計算値は実験値を数%程度過小評価する傾向となった。

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