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論文

The $$f$$-electron state of the heavy fermion superconductor NpPd$$_5$$Al$$_2$$ and the isostructural family

目時 直人; Aczel, A. A.*; 青木 大*; Chi, S.*; Fernandez-Baca, J. A.*; Griveau, J.-C.*; 萩原 雅人*; Hong, T.*; 芳賀 芳範; 池内 和彦*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011123_1 - 011123_6, 2020/03

希土類(4$$f$$)やアクチノイド(5$$f$$)は、電子数の増加とともに複雑さを増し、様々な相互作用が競合して多様な状態が出現する。多体$$f$$電子系の結晶場分裂はバンド幅より狭いため、(1)高分解能の実験が必要で、(2)遍歴的なCeやU化合物は本質的に明瞭なスペクトルを示さない。また、(3)国際規制物質NpやPuなど超アクチノイド元素の取り扱いは厳しく規制されている。そこで比較的局在性の強い物質や希土類関連物質の、中性子散乱実験による磁気励起の研究が有益である。本稿では重い電子系化合物NpPd$$_5$$Al$$_2$$と関連物質の$$f$$電子状態について述べる。

論文

$$f$$-electron states in PrPd$$_5$$Al$$_2$$

目時 直人; 山内 宏樹; 鈴木 博之*; 北澤 英明*; 萩原 雅人*; 益田 隆嗣*; Aczel, A. A.*; Chi, S.*; Hong, T.*; 松田 雅昌*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(9), p.094704_1 - 094704_8, 2018/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:54.08(Physics, Multidisciplinary)

中性子非弾性散乱実験によりPrPd$$_5$$Al$$_2$$$$f$$電子状態を明らかにした。この物質のユニークな結晶構造に起因する2次元的な結晶場ポテンシャルにより、大きな$$J_z$$を伴う平べったい$$f$$軌道が安定化し、イジング型の磁気異方性が生じることがわかった。この2次元的な結晶場ポテンシャルは同じ結晶構造を持つ希土類化合物RPd$$_5$$Al$$_2$$に共通に存在し、重い電子系超伝導体NpPd$$_5$$Al$$_2$$におけるXY型磁気異方性への変化を系統的に説明することができる。それは、$$f$$電子の局所的な性質がこの物質系の物性発現機構において非常に重要であり、NpPd$$_5$$Al$$_2$$における重い電子系超伝導にも関与している。

論文

Neutron powder diffraction study on the magnetic structure of NdPd$$_5$$Al$$_2$$

目時 直人; 山内 宏樹; 北澤 英明*; 鈴木 博之*; 萩原 雅人*; Frontzek, M. D.*; 松田 雅昌*; Fernandez-Baca, J. A.*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(3), p.034710_1 - 034710_5, 2017/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:63.32(Physics, Multidisciplinary)

中性子回折実験によりNdPd$$_5$$Al$$_2$$の磁気構造を研究した。$$q$$=(1/2 0 0)の変調ベクトルで説明できる顕著な反強磁性ピークを磁気転移温度$$T_textrm{N}$$=1.2K以下で観察した。c軸に平行なNdの磁気モーメントは0.3Kで2.9(1)$${mu}_{rm B}$$の大きさであり、a面内で強磁性的に整列した層がa軸方向に++--と4枚周期で配列する。各Nd層の面間隔はa/2である。この構造は$$q$$=(0.23 0.23 0)であるCePd$$_5$$Al$$_2$$によく似ていて、面内成分$$q_{|}$$のみの変調構造は、これらの物質の2次元的なフェルミ面によって生じていると理解できる。その2次元性は、これらの物質の縦長のとてもユニークな形のユニットセルと、2枚PdとAl層によって隔てられたNdの原子間距離がc軸方向に7${AA}$以上ととても大きいことに起因している。

論文

Study on vortex cavitation in scaled upper plenum model of Japan Sodium-cooled Fast Reactor, 2; Investigation of effective cavitation suppressor

萩原 裕之*; 江連 俊樹; 伊藤 啓; 上出 英樹

Proceedings of 9th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9) (CD-ROM), 7 Pages, 2014/11

A water test visualizing vortex cavitation inception have been carried out using 1/11 scale upper plenum model of Japan Sodium-cooled Fast Reactor. The influence of the splitter on the vortex cavitation has been examined. In addition to that, a measurement test for flow velocity distribution around the vortex has been performed by means of the particle imaging velocimetry (PIV). In the visualization test, the vortex cavitation inception occurs much more easily in the case without the flow splitter than that with the flow splitter. Besides, it has been observed that the influence of kinematic viscosity coefficient on the vortex cavitation inception decreases by installing flow splitter. As a result of the measurement test, the correlation has been found between the magnitude of circulation and the vortex cavitation inception.

論文

Experimental study on vortex cavitation in scaled upper plenum model of Japan Sodium-cooled Fast Reactor, 1; Evaluation of circulation and vortex cavitation occurrences using vortex model

江連 俊樹; 伊藤 啓; 亀山 祐理*; 萩原 裕之*; 上出 英樹

Proceedings of 9th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9) (CD-ROM), 7 Pages, 2014/11

A water experiment in the 1/22 scaled upper plenum model of JSFR was performed to clarify behavior of vortex cavitation occurrences. Velocity distributions between H/L intakes and R/V wall were obtained under various H/L inlet velocity and temperature conditions. Pressure drop at vortex center was evaluated from obtained velocity distributions based on the Burgers vortex model. Evaluated value of pressure drop in time series was also compared with temporal behavior of vortex cavitation occurrences. As the results, circulation around vortex was quantified and time-averaged normalized circulation was observed to be nearly constant independent on the variation of Reynolds number at H/L pipe intakes. The evaluated value of pressure drop showed qualitatively consistent behavior to occurrences of vortex cavitation in time series. Consequently, it is confirmed that occurrences of vortex cavitation can be predicted by means of the evaluation method based on Burgers vortex model.

報告書

コンパクト化したナトリウム冷却炉の温度成層化現象に関する実験研究; 自然循環条件における成層界面挙動評価

萩原 裕之; 木村 暢之*; 小野島 貴光; 長澤 一嘉*; 上出 英樹; 田中 正暁

JAEA-Research 2014-014, 178 Pages, 2014/09

JAEA-Research-2014-014.pdf:53.12MB

日本原子力研究開発機構で設計検討が行われているナトリウム冷却高速炉(JSFR)では、原子炉スクラム時において、炉上部プレナム内に温度成層化現象が発生する。成層界面では鉛直方向に急峻な温度勾配が形成され、時間経過とともに成層界面が上昇すると、炉容器壁に熱荷重が発生する。これまでに、強制循環試験(15%流量)を実施し、炉容器壁の熱応力に対して構造健全性を担保できる見通しを得ている。今回、1/11縮尺上部プレナム水流動試験装置により、強制循環から自然循環へ系統運用を変更した試験を実施した。加えて、直接炉心冷却系熱交換器(DHX)を運転した試験を実施した。本試験により、自然循環に系統運用を変更することで、成層界面での温度勾配が1/3程度に低下し、スクラム時の炉容器壁の構造健全性の裕度が大幅に増加することを明らかにした。また、DHXを運転した場合、DHX出口からの低温流体により、炉容器壁に急峻な温度勾配が生じることを明らかにした。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2011年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一; 丹野 剛男; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2013-018, 169 Pages, 2013/09

JAEA-Review-2013-018.pdf:15.71MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2011年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階及び第3段階の調査研究のうち2011年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

Thermal-hydraulic studies on self actuated shutdown system for Japan Sodium-cooled Fast Reactor

萩原 裕之; 山田 由美*; 衛藤 将生*; 大山 一弘*; 渡辺 収*; 山野 秀将

Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 8 Pages, 2012/12

JSFR設計にキュリー点電磁石(CPEM)を用いた自動停止システム-受動的炉停止系(SASS)を選定した。CPEMを用い、燃料からの過剰な放出熱上昇を検知し制御棒を炉心に挿入し炉停止に至らせる。したがって、冷却材温度上昇に対するCPEMの反応速度を保証しSASSの実用性を立証することが重要である。本論文では、反応時間の短縮を確保するため、CPEMのある後備炉停止系を取り囲む6本の燃料集合体から流出する流量を「フローコレクター」という機器を考案した。

論文

Experimental study for the proposal of design measures against cover gas entrainment and vortex cavitation with 1/11th scale reactor upper sodium plenum model of Japan Sodium-cooled Fast Reactor

吉田 和弘*; 坂田 英之*; 佐郷 ひろみ*; 白石 直*; 大山 一弘*; 萩原 裕之*; 山野 秀将; 山本 智彦

Proceedings of 8th Japan-Korea Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-8) (USB Flash Drive), 9 Pages, 2012/12

液中渦キャビテーションを防止するために、UIS付きラジアルスリットによる上部プレナムにおける非対称流動の緩和するため、燃料交換時のみ使用する燃料交換器の代わりにダミープラグと名付けられた円柱構造を設置した。本研究では、液中渦キャビテーション防止のため、上部プレナム内流動の改善を目的として、UISスリットの縁の延長と隔離板を考案した。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2010年度)

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 上野 孝志; 徳安 真吾; 大丸 修二; 竹内 竜史; et al.

JAEA-Review 2012-020, 178 Pages, 2012/06

JAEA-Review-2012-020.pdf:33.16MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2010年度は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めるとともに、第3段階(研究坑道を利用した研究段階)の調査研究を開始した。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」及び第3段階(研究坑道を利用した研究段階)における2010年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

Shielding experiments at high energy accelerators of Fermilab, 3; Neutron spectrum measurements in intense pulsed neutron fields of the 120-GeV proton facility using a current Bonner sphere technique

萩原 雅之*; 佐波 俊哉*; 岩元 洋介; 荒川 弘之*; 執行 信寛*; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; Vaziri, K.*; 中村 尚司*; et al.

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.52 - 56, 2011/02

反陽子ターゲットステーションでは、約75kW、1.6$$mu$$s(2.2秒間隔)のパルス状の陽子がターゲットに撃ち込まれ、大強度の瞬間的な中性子場(バースト中性子)が形成される。バースト中性子が持続される$$mu$$sに満たない短い時間で、従来のボナー測定法を用いることは、信号の数え落とし問題からも非常に難しい。本研究では、バースト中性子場における中性子スペクトルを測定するため、電流読取型ボナー測定法の開発を行った。ターゲットの直上、ダンプの直上にあたる遮蔽体の外側で中性子スペクトルの測定を行ったところ、体系の相違に大きく依存する熱中性子フラックスの違いを除き、MARSによる計算結果と精度よく一致した。

報告書

超深地層研究所計画における地下水の地球化学に関する調査研究; 瑞浪層群・土岐花崗岩の地下水の地球化学特性データ集(2004年4月$$sim$$2008年3月)

齋 正貴; 萩原 大樹; 松島 博之*; 野田 正利*; 納多 勝*; 安藤 賢一*; 田中 達也*; 上田 正*; 本田 ゆう子*; 水野 崇

JAEA-Data/Code 2010-010, 75 Pages, 2010/09

JAEA-Data-Code-2010-010.pdf:2.5MB

このデータ集は、2004年4月から2008年3月までに瑞浪超深地層研究所における研究坑道内、地上から掘削したボーリング孔(MSB-2号孔,MSB-4号孔及びMIZ-1号孔)から採取した地下水の地球化学特性データをとりまとめたものである。また、本データ集では、データを用いたさまざまな目的の解析を行う過程でデータの確認ができるように、試料採取地点,試料採取時間,採取方法及び分析方法などを示した。

論文

Experimental studies of shielding and irradiation effects at high energy accelerator facilities

中島 宏; 坂本 幸夫; 岩元 洋介; 松田 規宏; 春日井 好己; 中根 佳弘; 増川 史洋; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; et al.

Nuclear Technology, 168(2), p.482 - 486, 2009/11

BB2007-3640.pdf:0.22MB

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.67(Nuclear Science & Technology)

米国国立フェルミ加速器研究所(FNAL)と日本の研究グループとの間で研究協力の下、高エネルギー粒子輸送計算コード開発にかかる遮蔽と放射線照射効果に関する実験的研究が、FNALにおける120GeV陽子シンクロトロンを用いて、開始された。最初の実験を、Pbarターゲットステーションの反陽子生成ターゲット及びNumi実験施設のニュートリノ生成ターゲットを用いて行った。実験では、放射化法を用いて、ターゲット周囲の遮蔽体における反応率分布を測定するとともに、液体シンチレーション検出器、ボナー球検出器、ホスウィッチ検出器など粒子検出器により予備的な測定も行った。ここでは、その予備的な実験結果について報告する。

論文

Preparation of polymer electrolyte membranes consisting of alkyl sulfonic acid for a fuel cell using radiation grafting and subsequent substitution/elimination reactions

高橋 周一*; 小此木 裕行*; 萩原 時男*; 前川 康成

Journal of Membrane Science, 324(1-2), p.173 - 180, 2008/10

 被引用回数:36 パーセンタイル:75.54(Engineering, Chemical)

燃料電池用電解質膜の高温作動時の耐久性向上を目的に、アルキルスルホン酸をグラフト鎖に有する電解質膜の合成を試みた。ETFEにアクリル酸メチル(MA)をグラフト重合後、クロロスルホン酸とジオキサンの当量錯体で処理することで、副反応なしにスルホン化が進行し、低含水率で高いイオン伝導性を示す電解質膜が合成できた。得られた電解質膜の重量及び滴定法による定量分析より、スルホン化と同時に脱カルボン酸も起こる置換/脱離反応が進行し、アルキルスルホン酸30%とアルキルカルボン酸70%の共重合グラフト鎖を有するグラフト型電解質膜であることが確認できた。

論文

Tomonaga-Luttinger liquid in a quasi-one-dimensional $$S$$ = 1 antiferromagnet observed by specific heat measurements

萩原 政幸*; 辻井 宏之*; Rotundu, C. R.*; Andraka, B.*; 高野 安正*; 立岩 尚之; 小林 達生*; 鈴木 隆史*; 菅 誠一郎*

Physical Review Letters, 96(14), p.147203_1 - 147203_4, 2006/04

 被引用回数:18 パーセンタイル:68.78(Physics, Multidisciplinary)

準一次元系磁性物質Ni(C$$_9$$H$$_{24}$$N$$_4$$)(NO$$_2$$)(ClO$$_4$$)(NTENP)の磁場中比熱測定を行った。スピン鎖に並行に磁場を加えると、臨界磁場$$H_c$$以上でスピンギャップが消滅し、磁気秩序転移温度より高温では比熱$$C_{rm mag}$$が温度$$T$$に依存する振る舞いを示すことが明らかとなった。本研究から明らかとなった、朝永-ラッティンジャー流体的振る舞いについて理論モデルを用いて解析する。

口頭

放射線グラフト重合と高分子変換反応による新規電解質膜の合成

高橋 周一; 前川 康成; 萩原 時男*; 小此木 裕行*

no journal, , 

エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に、アクリル酸メチルやビニルケトンなどの脂肪族ビニルモノマーを放射線グラフト重合し、次いでグラフト鎖を高分子変換反応することで、アルキルスルホン酸グラフト鎖を有する新規電解質膜を合成した。アクリル酸メチルをグラフト化したETFE膜のスルホン化処理等により得られた電解質膜は、含水状態で、従来フスチレン誘導体をグラフト鎖とする電解質膜よりも高い熱安定性を示した。

口頭

高分子変換反応によるグラフト型電解質膜の合成と特性評価

高橋 周一; 前川 康成; 萩原 時男*; 小此木 裕行*

no journal, , 

エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に、アクリル酸メチルを放射線グラフト重合し、次いでグラフト鎖をクロロスルホン酸錯体により高分子変換反応することで、アルキルスルホン酸グラフト鎖を有する新規電解質膜を合成した。アクリル酸メチルグラフト膜のスルホン化に伴う構造変化を詳細に検討し、その電解質特性と熱安定性を評価した。

口頭

Polymer electrolyte membranes consisting of alkyl sulfonic acid for fuel cells, synthesized by radiation-induced graft polymerization and subsequent chemical transformation

前川 康成; 高橋 周一; Hanh, T. T.*; 小此木 裕行*; 萩原 時男*

no journal, , 

燃料電池用電解質膜の高温作動時の耐久性向上を目的に、アルキルスルホン酸をグラフト鎖に有する電解質膜の合成を試みた。ETFEにアクリル酸メチル(MA)をグラフト重合後、クロロスルホン酸とジオキサンの当量錯体で処理することで、副反応なしにスルホン化が進行し、低含水率で高いイオン伝導性を示す電解質膜が合成できた。さらに、グラフト鎖のMAを一部メタクリル酸メチル(MMA)に置き換えた共重合グラフト型電解質膜も作製可能であること、及び、MMA比率の増加により、電解質膜の高温での安定性が向上することを明らかにした。

口頭

FERMI研究所の高エネルギー加速器施設における遮蔽実験,6; 核反応生成物測定

松村 宏*; 春日井 好己; 八島 浩*; 岩瀬 宏*; 松田 規宏; 木下 哲一*; 佐波 俊哉*; 萩原 雅之*; 執行 信寛*; 荒川 弘之*; et al.

no journal, , 

FERMI研究所で始まった遮蔽実験において、高放射線量場における高エネルギー中性子の検出器として「金放射化検出器」に着目した。放射化学分離及びX-X-$$gamma$$同時計数法などの組合せにより、幅広い閾値の核破砕残留核の高感度定量に成功し、高エネルギー中性子検出器として有用であることが示された。

口頭

Current status of JASMIN: Japanese-American study of muon interactions and neutron detection

中島 宏; Mokhov, N.*; 岩元 洋介; 松田 規宏; 春日井 好己; 坂本 幸夫; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; Vaziri, K.*; 佐波 俊哉*; et al.

no journal, , 

現在、多目的高エネルギー放射線輸送計算コードは、高エネルギー加速器施設遮蔽設計のみならず、高エネルギー物理学など多くの研究分野の中で使用されている。これら計算コードは、実験データに基づいてその精度を検証する必要がある。そこで、これまでほとんど行われていなかった、高エネルギーミュオン,中性子等によって引き起こされる物質との相互作用に関する研究を行うため、日米の大学,研究機関によりJASMIN共同研究が開始された。本研究では、米国フェルミ国立加速器研究所における反陽子ターゲット及びニュートリノ生成ターゲットにおいて、120GeV陽子を用いた一連の実験を行っている。本報告では、本研究における最近の実験及びその結果について紹介する。

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