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論文

Commissioning of Versatile Compact Neutron Diffractometer (VCND) at the B-3 beam port of Kyoto University Research Reactor (KUR)

森 一広*; 奥村 良*; 吉野 泰史*; 金山 雅哉*; 佐藤 節夫*; 大場 洋次郎; 岩瀬 謙二*; 平賀 晴弘*; 日野 正裕*; 佐野 忠史*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011093_1 - 011093_6, 2021/03

京都大学研究炉(KUR)のB-3ビームポートは、過去には単結晶回折計が設置されていたが、近年はユーザーが減少し、アクティビティが低下している状況にあった。そこで本研究グループでは、近年の中性子利用に関するニーズを再調査し、B-3ビームポートに新たに多目的小型中性子回折計(VCND)を構築した。VCNDは、1.0オングストロームの入射中性子波長を利用して6度から130度までの散乱角を測定でき、既に水素吸蔵合金の研究等への利用が開始されている。講演では、今後の改修計画等についても説明する。

論文

Structural and electrochemical features of (Li$$_{2}$$S)$$_{x}$$(SiS$$_{2}$$)$$_{100-x}$$ superionic glasses

森 一広*; 岩瀬 謙二*; 大場 洋次郎; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 福永 俊晴*

Solid State Ionics, 344, p.115141_1 - 115141_10, 2020/01

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Physical)

(Li$$_{2}$$S)$$times$$(SiS$$_{2}$$)$$_{100-x}$$は、高いイオン伝導度を持ち、容易に入手できるシリコンを骨格とすることから、全固体リチウムイオン電池の構成材料として有望視されている。本研究では、交流インピーダンス測定および放射光X線回折測定,飛行時間分析型中性子回折測定により、(Li$$_{2}$$S)$$times$$(SiS$$_{2}$$)$$_{100-x}$$ガラスの構造と特性を調べた。その結果、SiS$$_{4}$$四面体を単位とする骨格構造と、Liイオンの伝導経路を可視化することができた。また、活性化エネルギーの低下によってLiイオンの伝導経路が容易に形成され、高いイオン伝導度が実現していることが示唆された。

論文

Direct observation of fast lithium-ion diffusion in a superionic conductor; Li$$_{7}$$P$$_{3}$$S$$_{11}$$ metastable crystal

森 一広*; 延壽寺 啓悟*; 村田 駿*; 柴田 薫; 川北 至信; 米村 雅雄*; 小野寺 陽平*; 福永 俊晴*

Physical Review Applied (Internet), 4(5), p.054008_1 - 054008_6, 2015/11

 被引用回数:22 パーセンタイル:72.73(Physics, Applied)

J-PARCセンター物質生命科学実験施設MLFに設置されている中性子準弾性散乱装置DNAを利用して、全固体リチウムイオン電池の固体電解質として有望なLi$$_{7}$$P$$_{3}$$S$$_{11}$$準安定結晶のリチウムイオン伝導経路を解明し、リチウムイオンの動きを直接観測することに成功した。

論文

パルス中性子を用いた構造解析の最前線

社本 真一; 鈴谷 賢太郎; 神山 崇*; 樹神 克明; 大友 季哉*; 福永 俊晴*

プラズマ・核融合学会誌, 84(6), p.323 - 332, 2008/06

中性子は磁気モーメントを持つが、電荷を持たない粒子である。このことから高い透過性を持つと同時に、強力な非破壊的測定プローブとなっている。特にパルス中性子では広い逆格子空間の散乱パターンを測定できることから、その特徴を利用して、周期構造を持たないアモルファスの構造から結晶性の物質の構造まで、幅広く物質の構造解析に用いられている。さらにその中間に存在する乱れた結晶性物質やナノ物質の構造解析も可能である。ここではパルス中性子を利用した構造解析研究について、これまでの日本での先駆的な研究や放射光X線回折との比較を含めて、アモルファスから結晶性物質、さらにフラーレンなどのナノ物質の最新の研究例も紹介しながら、基礎から応用,将来展望、さらにJ-PARC物質・生命科学実験施設で建設中の3台の特徴ある構造解析用の回折装置、すなわち超高分解能粉末中性子回折装置SuperHRPD,高強度汎用全散乱装置NOVA,茨城県材料構造解析装置iMATERIAについて解説する。構造解析について興味をもたれた方は関係者に問い合わせていただき、ぜひ利用していただきたい。

論文

The Design of the neutron total scattering spectrometer for hydrogenous materials at J-PARC-JSNS

鈴谷 賢太郎; 亀田 恭男*; 大友 季哉*; 吉田 亨次*; 伊藤 恵司*; 福永 俊晴*; 三沢 正勝*

Journal of Neutron Research, 13(1-3), p.123 - 128, 2005/03

J-PARCの大強度中性子源(JSNS)に設置すべき中性子散乱装置として、水素(軽水素)系物質専用全散乱装置を提案している。本稿では、この装置のデザイン,特性,概念設計結果を示し、また装置設計のための予備実験の結果を紹介して、この装置の有効性を立証する。本装置デザインの大きな特徴は、中性子飛行距離において、試料-検出器間の距離が相対的に非常に小さいことであり、この特徴は、従来の軽水素を含む物質を測定する際の困難(非弾性散乱効果)を大きく低減する。したがって、今後急速な需要が予想される生体関連物質,水素エネルギー材料などの軽水素含有物質の構造解析に極めて有用であると期待できる。

論文

Inelasticity effect on neutron scattering intensities of the null-H$$_{2}$$O

亀田 恭男*; 佐々木 基弥*; 臼杵 毅*; 大友 季哉*; 伊藤 恵司*; 鈴谷 賢太郎; 福永 俊晴*

Journal of Neutron Research, 11(3), p.153 - 163, 2003/09

水H$$_{2}$$OのTOF中性子回折におけるH(軽水素)からの非弾性散乱の効果を、D$$_{2}$$O(重水)と混合することで干渉性散乱強度をゼロにして、構造と関係ない非干渉性(-非弾性)散乱のみを観察することで、直接調べた。

論文

Structural studies of K$$_{2}$$O-B$$_{2}$$O$$_{3}$$ melts and glasses

梅咲 則正*; 喜多 善史*; 飯田 孝道*; 半田 克巳*; 小原 真司*; 鈴谷 賢太郎; 福永 俊晴*; 三沢 正勝*

Physics and Chemistry of Glasses, 41(5), p.304 - 308, 2000/10

アルカリボレート(K$$_{2}$$O 10, 30mol %-B$$_{2}$$O$$_{3}$$)ガラス及び融体の構造をパルス中性子回折で調べた。K$$_{2}$$Oの量が増加することによって、動径分布関数のB-O相関に関する最接距離のピークが長い距離側にふくらみはじめ非対称なピークへ変化することがわかった。これは、アルカリ酸化物K$$_{2}$$Oの添加によって、B$$_{2}$$O$$_{3}$$ガラスのユニット構造であるBO$$_{3}$$三角形の一部が、BO$$_{4}$$四面体へと、変化したことを意味している。また、アルカリ金属イオンK$$^{+}$$の局所構造を調べるため、KのK吸収端でのEXAFS測定を行った。その結果、K-Oの原子間距離は2.83~2.86Åであり、Oは、Kの周り八面体的に6配位していることがわかった。

論文

Structure of M$$_{2}$$O-B$$_{2}$$O$$_{3}$$ (M: Na and K) glasses and melts by neutron diffraction

半田 克巳*; 喜多 善史*; 小原 真司*; 鈴谷 賢太郎; 福永 俊晴*; 三沢 正勝*; 飯田 孝道*; 岩崎 博*; 梅咲 則正*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 60(8-9), p.1465 - 1471, 1999/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:62.1(Chemistry, Multidisciplinary)

アルカリホウ酸ガラスM$$_{2}$$O-B$$_{2}$$O$$_{3}$$ (M: Na, K) 及び融体の構造をパルス中性子全散乱によって調べた。M$$_{2}$$Oの量(10~30mol%)が増加するにつれて、g(r)のB-Oに相当する第1ピークが非対称に分裂していくのが見いだされ、配位数N$$_{B-O}$$も3.0から3.5に変化した。これは明らかに、BO$$_{3}$$のユニットに対して新たにBO$$_{4}$$のユニットが生成したことを意味している。つまり、M$$_{2}$$Oの添加によって、B$$_{2}$$O$$_{3}$$ガラスのBO$$_{3}$$ユニットがBO$$_{4}$$に変化したと考えられる。こうした変化は、融体でも同様に観察された。また、EXAFSによって、添加イオンK$$^{+}$$の分布構造を調べたが、K-Oの原子間距離は2.83~2.86Åで、配位数N$$_{K-O}$$は、約6であることが明らかになった。

口頭

Neutron science activities at reactor based facilities in Japan

加倉井 和久; 柴山 充弘*; 福永 俊晴*

no journal, , 

The neutron science activities at reactor based facilities in Japan will be reviewed. JRR-3 and KURR are the two major facilities for reactor based neutron beam science in Japan. The historical development and present status of the activities at these facilities will be reported. The effort to develop neutron beam technologies and instrumentations in order to perform cutting edge research and to promote industrial applications will be reported.

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