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論文

$$L_{3}$$-edge jump and shift on white-line of Pd interlayer for trilaminar neutron production target under H$$_{2}$$$$^{+}$$ irradiation

石山 新太郎; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 8(9), p.870 - 875, 2014/09

BNCT用中性子ターゲットインサートPdの0.1-5keV VH$$_{2}$$$$^{+}$$照射特性をXAFSで計測することにより、下記結論を得た。(1)照射により1.1-3倍の顕著なエッジジャンプが低照射量域で観察された。(2)このことからPd 4d軌道のホール数の増加を意味している一方、比較材であるAgには変化はみられなかった。(3)同照射条件で0.12-0.66eVのエッジシフトが生じるとともに、重照射時には急激は減少が見られた。(4)Pd内に蓄積されている注入イオンはH$$^{-}$$の状態で存在している。

論文

BNCT用リチウムターゲットにおけるH$$_{2}$$O添加による低温・低圧窒化リチウム合成

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

日本金属学会誌, 78(8), p.317 - 321, 2014/08

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

BNCT用Liターゲットの運転中の蒸発損耗を防ぐためN$$_{2}$$/H$$_{2}$$O添加環境下でのLiターゲット表面における窒化合成実験を超高真空容器内で行うとともに、H$$_{2}$$Oを添加した窒素ガス中でのリチウム窒化直接合成において観察された表面汚染の主要原因を探るべくXPSによる計測も実施し、その結果下記結論が得られた。(1)1$$times$$10$$^{-8}$$Paの超高真空容器内室温状態において101.3PaN$$_{2}$$ガス添加によりLi表面に窒化反応が生じる。(2)13.3-80Pa/1.33-4.7Pa N$$_{2}$$/H$$_{2}$$O混合ガス中で合成された窒化リチウム化合物表面で顕著なO及びCによる汚染が観察された。(3)0.013-0.027Pa/0-0.005Pa N$$_{2}$$/H$$_{2}$$O混合ガスの場合、窒化反応ならびにO及びCによる汚染は観察されなかった。(4)O及びCによる表面汚染は1.33Pa以上の過剰なH$$_{2}$$O添加により助長される。(5)XPS計測の結果、Li-N化合物表面にLi$$_{2}$$CO$$_{3}$$の生成することが示された。以上の結果、リチウムは窒素ガス中のH$$_{2}$$Oの存在に敏感に反応するものの、H$$_{2}$$Oの存在が室温においてLiとN$$_{2}$$ガスとの反応を促進する助剤として機能することに関する実験事実は得られなかった。

論文

ホウ素中性子捕獲療法のためのリチウムターゲット表面に合成したLi$$_{3}$$Nの表面化学状態

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

日本金属学会誌, 78(8), p.322 - 325, 2014/08

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

ホウ素中性子捕獲治療法のためのリチウムターゲット表面に合成した蒸発防止用Li$$_{3}$$N表面層のO及びCの表面汚染を低減するための1123Kまでの超真空加熱試験を実施した結果、主要な汚染要素であるH$$_{2}$$O, Li化合物であるLiOH及びLi$$_{2}$$CO$$_{3}$$は1123Kまでの真空加熱による分解除去できることがわかった。

論文

BNCTリチウムターゲット表面へのN$$_{2}$$ガスによるLi$$_{3}$$N膜の直接合成

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

日本金属学会誌, 78(4), p.137 - 141, 2014/04

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

BNCT用リチウムターゲット表面の直接窒化を0.1MPaの窒素ガス雰囲気で実施した。さらにLi$$_{3}$$N膜膜合成後の汚染除去を目的としたリチウムターゲットのAr$$^{+}$$スパッタリングを行うとともに、これら成膜特性をXPSにより評価した。その結果下記結論が得られた。目的としたリチウムターゲットのAr$$^{+}$$スパッタリングを行うとともに、これら成膜特性をXPSにより評価した。その結果下記結論が得られた。(1)窒素ガス雰囲気でのリチウム表面に均一な窒化リチウム化合物が直接合成された。(2)窒化中のリチウム表面に顕著な色調変化が観察された。(3)窒化処理によりリチウム表面に生成された窒化リチウム物は化学的量論組成に近いLi$$_{3}$$Nであり、その表面はO及びCにより汚染されやすい。

論文

3KeV H$$_{2}$$$$^{+}$$ irradiation to Li/Pd/Cu trilaminar neutron production target for BNCT

石山 新太郎; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 55(4), p.658 - 663, 2014/03

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

Li/Pd/Cu三層中性子発生ターゲットの3KeV H$$_{2}$$$$^{+}$$照射を行い、ターゲットの生じる物理的化学的特性変化をXPS及びXAFSを用いて調べた結果、下記成果を得た。(1)無電解メッキによるPd/Cuターゲットの境界面結合は物理的結合である。(2)H$$_{2}$$$$^{+}$$照射によりPd 4$$d$$のエッジジャンプが生じた。これは照射により4$$d$$バンド内にホールが生じたことを意味している。(3)Pd 4$$d$$に0.9eVの化学シフトが照射により生じた。これはPd内にPdH$$_{x}$$化合物が生成したものを考えられる。

論文

Surficial chemical states of Li$$_{3}$$N synthesized on lithium target for boron neutron capture therapy

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 55(3), p.539 - 542, 2014/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:77.99(Materials Science, Multidisciplinary)

BNCT治療装置のリチウムターゲット表面の蒸発防止を目的に窒化した表層汚染除去を高温乖離法で行った結果、下記結論を得た。(1)1023Kまでの乖離処理によりLi$$_{3}$$N表層のコンタミ層で融点が1023K以下のものの除去は可能である。(2)主要な汚染化合物はH$$_{2}$$Oのほか、LiOH並びにLi$$_{2}$$CO$$_{3}$$が考えられ、これらは高真空中で残存しているH$$_{2}$$O及びCO$$_{2}$$とのLi$$_{3}$$N分解反応により生じたものである。

論文

Low temperature and pressure synthesis of lithium-nitride compound with H$$_{2}$$O addition on lithium target for BNCT

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 54(12), p.2233 - 2237, 2013/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.03(Materials Science, Multidisciplinary)

BNCT治療装置用リチウムターゲット表面にN$$_{2}$$/H$$_{2}$$O混合ガスを超高真空中で吹きかけ、低温低圧での窒化実験を行った結果、下記結論が得られた。(1)1$$times$$10$$^{-8}$$Paの超高真空中で101.3PaN$$_{2}$$ガスによりリチウム表面にリチウム-窒素化合物が形成した。(2)13.3$$sim$$80Pa/1.33$$sim$$4.7PaN$$_{2}$$/H$$_{2}$$O混合ガスの吹きかけにより生成した化合物表面にO及びCの顕著なコンタミが発生した。(3)しかしながら、0.013$$sim$$0.027Pa/1.33$$sim$$4.7PaN$$_{2}$$/H$$_{2}$$Oの条件下では窒化もコンタミを生じなかった。(4)O及びCのコンタミは1.33PaH$$_{2}$$O以上の過剰添加により増長する。

論文

${it In-situ}$リチウム蒸着/イオン注入法により合成されたボロン中性子捕捉治療用中性子発生ターゲットの熱的安定性

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

日本金属学会誌, 77(11), p.509 - 513, 2013/11

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

${it In-situ}$真空蒸着/イオン注入法により合成したBNCT治療用中性子発生源リチウムターゲットの熱的安定性をレーザー加熱実験により検証した結果、下記結論を得た。(1)N$$^{2+}$$イオン注入により表面窒化したターゲットのリチウム蒸発温度が120K程度上昇し、ターゲット自体の熱的耐久性が向上した。(2)また、${it in-situ}$真空蒸着/イオン注入法による損傷したターゲットの再補修が可能である。

論文

Thermal stability of BNCT neutron production target synthesized by ${it in-situ}$ lithium deposition and ion implantation

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 54(9), p.1760 - 1764, 2013/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.03(Materials Science, Multidisciplinary)

癌治療用中性子源リチウムターゲットの使用時の損耗を防ぐためリチウム表面を窒化する技術を酸素や水分のない高真空状態で実施した結果、リチウム真空蒸着法並びに窒素イオン注入法により従来リチウム窒化合成に必要とされていた酸素や水分の存在なしでその合成並びに再合成に成功した。その結果リチウム表面に窒化物を合成後のリチウムターゲットの蒸発温度をリチウム単体の温度より120K高くすることに成功した。

論文

Direct synthesis of Li$$_{3}$$N thin layer on lithium target surface for BNCT in N$$_{2}$$ gaseous conditions

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 54(9), p.1765 - 1769, 2013/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.03(Materials Science, Multidisciplinary)

BNCT用リチウムターゲットの蒸発損耗防止を目的に、0.1MPa窒素ガス中でターゲット表面の直接窒化によるLi$$_{3}$$N薄膜生成実験を548K以下で実施した結果、(1)276$$sim$$548Kにおいてリチウム表面にLi$$_{3}$$N薄膜を生成できることがわかった。生成表面にはO及びCによりコンタミが見られた。(2)生成膜速度はリチウム融点温度以下では0.02$$sim$$0.5wt.%で、融点以上で1$$sim$$5wt.%であった。(3)Li$$_{3}$$N表面のOによるコンタミはArスパッタにより除去可能である。

論文

Synthesis of lithium nitride for neutron production target of BNCT by ${it in situ}$ lithium deposition and ion implantation

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 293, p.42 - 47, 2012/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:25.58(Instruments & Instrumentation)

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の中性子源として、プロトン照射により発生する中性子を用いることが計画されており、そのための中性子発生用ターゲットとして金属リチウムが候補に挙がっている。しかし金属リチウムは熱的に不安定であり、高フルエンスのイオン照射によりブリスタリングを起こすという問題がある。そこで熱的に安定な窒化リチウムに着目し、真空中でリチウムをその場蒸着した後、低エネルギー窒素イオンを照射することにより窒化リチウムのその場生成を試みた。表面状態変化を放射光光電子分光法で調べた結果、表面層には化学量論組成(Li$$_{3}$$N)に近い窒化リチウム層が生成していることがわかった。また得られた窒化リチウム層は、空気中に3か月間放置しても安定であり、BNCTの中性子発生用ターゲットとして有望であることがわかった。

論文

In-situ vacuum deposition technique of lithium on neutron production target for BNCT

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 288, p.18 - 22, 2012/10

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の中性子源として、原子炉の中性子以外に、加速器から発生する中性子を用いることが計画されており、そのための中性子発生用ターゲット材として金属リチウムが候補にあがっている。しかしリチウムターゲットは高フルエンスのプロトンの照射効果によってブリスタリングを起こすため、リチウムを真空中で繰り返しその場蒸着して安定なリチウム層を作成する技術の開発が必要である。そこで本研究では、銅表面上にパラジウムを電着した基板に真空中でリチウムを蒸着する3層構造のターゲットを提案し、作成した3層構造の表面・界面の化学結合状態を放射光を用いたX線光電子分光法(XPS)及びX線吸収微細構造法(XAFS)により調べた。その結果、蒸着したリチウム表面には、1層以下のごく薄い水,炭酸などが吸着しているものの、バルクの化学状態は金属リチウムであり、真空中でのその場蒸着によって新たな金属リチウム層を繰り返し作成できることがわかった。またリチウムとパラジウムの界面にはPd-Li合金と思われる層が生成しており、それがリチウム薄膜の安定性に寄与していることが明らかとなった。

論文

In-situ vacuum deposition technique of lithium on neutron production target for BNCT

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 288, p.18 - 22, 2012/10

 被引用回数:11 パーセンタイル:22.82(Instruments & Instrumentation)

BNCT治療装置用の中性子発生源リチウムターゲットにおける放射線損傷の低減化を図るためLi/Pd/Cu三層構造ターゲットモデルを新規提案し、電解メッキ技術とその場真空蒸着技術を融合化することにより同ターゲットモデルの試作を試みた。その結果、その場真空蒸着法によりPd/Cu上に均質なLi層を形成できること、補修時を想定し再蒸着できること並びにLi蒸着膜とPdは金属結合による強固な固着形態をしていることがわかった。

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

 被引用回数:50 パーセンタイル:21.34(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

論文

TRIACにおけるECRイオン源の現状

仲野谷 孝充; 松田 誠; 藤井 義雄*

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.729 - 730, 2005/07

原研ではKEKと共同でTRIAC(Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex)の建設を行ってきた。TRIACとは安定核ビーム及び短寿命核ビームを1MeV/uまで加速することができる複合型加速器である。安定核ビームはECRイオン源により生成され、おもに短寿命核を効率よく加速するためにパイロットビームとして用いられる。また、将来計画では大強度の安定核ビーム用のイオン源としても期待されている。これまでに、同イオン源から窒素やネオン等の気体元素のイオン化,加速は多くの実績がある。しかし、多様な短寿命核種のパイロットビームや大強度安定核ビームとして利用するために生成イオン種の拡大が求められている。そこでオーブン法により各種の金属イオンの生成を試みた。オーブン法では金属蒸気を生成するためのオーブンをイオン源内に直接導入する。そのためオーブンには坩堝容積を確保しながら本体の縮小化や、少ない熱輻射で高い到達温度等の相反する性能が求められる。これらの点を踏まえオーブンの開発を行った。結果、これまでにFeやAu等の17種類の金属イオンを生成することができた。

論文

Progress in physics and technology developments for the modification of JT-60

玉井 広史; 松川 誠; 栗田 源一; 林 伸彦; 浦田 一宏*; 三浦 友史; 木津 要; 土屋 勝彦; 森岡 篤彦; 工藤 祐介; et al.

Plasma Science and Technology, 6(1), p.2141 - 2150, 2004/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:92.17(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60定常高ベータ化計画(JT-60改修計画)の最重要課題は高ベータ,臨界クラスのパラメータを持つ高性能プラズマの100秒程度以上の維持を実証することである。このため、高ベータプラズマを達成するためのプラズマパラメータや運転シナリオ,制御手法の検討を行うとともに、超伝導磁場コイルの要素技術の開発を始め、放射線遮蔽や真空容器等の設計検討及び試験開発を行い、その成立性を確認した。本発表は、以上の物理・工学設計と試験開発の進捗状況を詳述する。

論文

VHTRCにおけるデジタル非線形H$$_{infty}$$推定器による反応度推定実験

鈴木 勝男; 鍋島 邦彦; 山根 剛; 藤井 義雄*

日本原子力学会和文論文誌, 2(4), p.408 - 417, 2003/12

原子炉の安全運転や反応度異常の早期検知のためには、オンライン連続的な炉心反応度の監視が必要である。日本原子力研究所の高温ガス炉臨界実験装置(VHTRC)において、デジタル非線形H$$infty$$推定器を用いた反応度推定実験を行った。実験方法について、反応度の投入方法,サンプリング周期とアンチエリアシングフィルタ仕様,実験回路やデジタル非線形H$$infty$$反応度推定器の設計を述べた。次に、種々の反応度投入に対する出力応答試験の核計装信号のサンプリングデータを入力とするデジタル非線形H$$infty$$推定器の反応度推定結果について議論した。その結果、VHTRCの高出力運転及び低出力運転における動的反応度が、真値からほとんど遅れることなく、精度0.05¢$$sim$$0.1¢の範囲で良好に推定された。また、デジタル非線形H$$infty$$推定器により、周期Ts=10msのデータサンプリングの実時間推定が実現できることを確認した。本実験の結果から、実機のオンライン実時間反応度計として、デジタル非線形H$$infty$$反応度推定器が適用可能である見通しを得た。

論文

Objectives and design of the JT-60 superconducting tokamak

石田 真一; 阿部 勝憲*; 安藤 晃*; Chujo, T.*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 後藤 誠一*; 花田 和明*; 畑山 明聖*; 日野 友明*; et al.

Nuclear Fusion, 43(7), p.606 - 613, 2003/07

原型炉の経済性と環境適合性のさらなる向上を図るため、大学等との連携協力によりJT-60を超伝導トカマクへ改修する計画を推進している。目的は、原型炉と同様に強磁性体である低放射化フェライト鋼をプラズマの近くに設置して、高ベータで自発電流割合が高く、高度なダイバータ熱粒子制御を持ち、ディスラプション頻度の少ない定常運転を実現することである。JT-60の既存設備を最大限活用し、新たに導入する超伝導トロイダル及びポロイダル磁場コイルを用いて、主半径2.8m,プラズマ電流4MA,トロイダル磁場3.8Tの高非円形かつ高三角度配位のシングルヌル・プラズマの100秒運転を行う。原型炉の設計例から設定された高い達成目標の実現を目指し、高ベータプラズマ制御,高性能・高自発電流プラズマ制御,ダイバータ熱粒子制御、及びフェライト鋼のプラズマ適合性の実証という重要課題に取り組むことができるよう設計を行った。

論文

Objectives and design of the JT-60 superconducting tokamak

石田 真一; 阿部 勝憲*; 安藤 晃*; Cho, T.*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 後藤 誠一*; 花田 和明*; 畑山 明聖*; 日野 友明*; et al.

Nuclear Fusion, 43(7), p.606 - 613, 2003/07

 被引用回数:33 パーセンタイル:25.22(Physics, Fluids & Plasmas)

原型炉の実現に向けて経済性と環境適合性の向上を図るため、大学等との連携協力によりJT-60を超伝導トカマクへ改修する計画を推進している。目的は、原型炉で想定されているように、強磁性体である低放射化フェライト鋼をプラズマの近くに設置して、高ベータで自発電流割合が高く、高度なダイバータ熱粒子制御をもち、ディスラプション頻度の少ない定常運転を実現することである。新たに導入する超伝導トロイダル及びポロイダル磁場コイルを用いて、主半径2.8m,プラズマ電流4MA,トロイダル磁場3.8Tの高非円形かつ高三角度配位のシングルヌル・プラズマの100秒運転を行う。既存のJT-60設備を最大限に生かし、原型炉の設計例から設定された高い達成目標の実現に向けて、高ベータプラズマ制御,高性能・高自発電流プラズマ制御,ダイバータ熱粒子制御、及びフェライト鋼のプラズマ適合性の実証という克服すべき課題に取り組むための設計を行った。

論文

高電圧端子内ECRイオン源設置計画,2

松田 誠; 藤井 義雄*; 竹内 末広; 吉田 忠

第15回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.62 - 64, 2003/03

原研タンデム加速器では得られるビームのエネルギー,強度,イオン種の拡大を目的に高電圧端子内にECRイオン源を設置する計画を進めてきた。第1段階では基本的な技術の取得及び機器の開発のため、加速器本体に大きく手を加えることなく設置が可能な小型の永久磁石型ECRイオン源(RF周波数10GHz、出力200W)を搭載した。主に水素,酸素及び希ガスイオンの加速に利用され、利用実績も上がってきている。しかし現在のイオン源は性能的にはまだ十分ではないので、計画の第2段階として、より高性能なイオン源を設置する計画を進めている。イオン源には14.5GHz,200Wの永久磁石型ECRイオン源(SUPERNANOGAN)を採用する。このイオン源はかなり大きなものであるため、現在のイオン源位置には設置せず、ガスストリッパー装置を撤去しそこにTECRIS用の入射90度電磁石を配置しイオン源を接続する。この配置だと180度電磁石をビームの分析電磁石として使用することができるため、現在より広範な電荷領域にわたってイオンを選択することが可能となる。これによりSUPERNANOGANからの加速が実現すれば現在の加速器の性能を凌駕し、高質量のイオンについては引き出されるイオンの電荷が倍増、つまりエネルギーの倍増が期待できる。

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