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structure observation of pyroelectric ceramics during power generation cycle川崎 卓郎; 福田 竜生; 山中 暁*; 坂本 友和*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 馬場 将亮*; 橋本 英樹*; Harjo, S.; 相澤 一也; et al.
Journal of Applied Physics, 131(13), p.134103_1 - 134103_7, 2022/04
被引用回数：1 パーセンタイル：17.38(Physics, Applied)The microscopic origin of the pyroelectric power generation using ferroelectric ceramics for energy harvesting from time-varying waste heat can be understood by conducting 
neutron diffraction measurements. The behavior of the domain orientation and lattice strain in the lead zirconate titanate (PZT)-based ceramics with a tetragonal structure during the novel power generation cycle combining electric field and temperature change were investigated. The [001] domains and the lattice strain of the (111) plane in the direction of parallel to the electric field increase in the process of simultaneous rise in the electric field and temperature, and rapidly decrease in the process of the field drop. The alignment of the domain orientation by the electric field and its randomization by the higher temperature during the cycle are critical features of the current power generation system.
Kim, J.*; 山中 暁*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 坂本 友和*; 川崎 卓郎; 福田 竜生; 関野 徹*; 中山 忠親*; 武田 雅敏*; et al.
Sustainable Energy & Fuels (Internet), 4(3), p.1143 - 1149, 2020/03
被引用回数：16 パーセンタイル：64.8(Chemistry, Physical)Waste heat is a potentially exploitable energy source but remains a problem awaiting a solution. To explore solutions for automobile applications, we investigate pyroelectric power generation from the temperature variation of exhaust gas using a novel electro-thermodynamic cycle. Niobium-doped lead zirconate titanate stannate (PNZST) ceramics were applied as pyroelectric materials, and their structural characteristics were investigated. In the driving cycle assessments (JC-08) using real exhaust gas, the maximum power generated was identified as 143.9 mW cm
(777.3 J L
per 1 cycle) over a temperature range of 150-220 
C and an electric field of 13 kV cm-1. The net mean generating power of the total driving cycle was 40.8 mW cm, which is the most enhanced result in our power generating systems to date and 314 times greater than our first report. Materials with sharp transition behaviors with the temperature and electric field are worthy of study with regard to pyroelectric energy harvesting materials, and their corresponding crystal and domain structures were investigated to optimize performance.
菊地 紀宏; 堂田 哲広; 橋本 昭彦*; 吉川 龍志; 田中 正暁; 大島 宏之
第23回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(USB Flash Drive), 5 Pages, 2018/06
高速炉の安全性強化の観点から、循環ポンプ等の動的機器を必要としない自然循環冷却が期待されている。自然循環時の炉心流量は定格運転時の2から3%程度となり、隣接する燃料集合体間の径方向熱移行や浮力による炉心内流量再配分が、炉心全体及び燃料集合体内の温度分布に与える影響が相対的に強くなる。自然循環時の燃料集合体内温度分布評価では、この燃料集合間熱移行の考慮が重要となる。本研究では、燃料集合体内熱流動解析と連成させた炉心全体の熱流動解析評価手法整備の前段階として、低流量かつ径方向熱移行量が大きい条件での燃料集合体内熱流動に対するサブチャンネル解析コードASFREの妥当性確認を目的に、隣接集合体間の径方向熱移行が発生する条件で実施されたナトリウム試験を対象とした試験解析を実施した。計測結果との比較により、これまで集合体単体を対象に整備を進めてきたASFREの既存物理モデルである、圧力損失を評価するDistributed Resistance Model及び集合体内の乱流混合を評価するTodreas-Turi Modelの径方向熱移行現象評価への適用性及び解析結果の妥当性確認を行った。
野田 常雄*; 橋本 正章*; 松尾 康秀*; 安武 伸俊*; 丸山 敏毅; 巽 敏隆*
JPS Conference Proceedings (Internet), 14, p.020805_1 - 020805_3, 2017/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.03(Astronomy & Astrophysics)A neutron star is a highly dense object which lasts after a supernova explosion. The density of a neutron star overcomes the nuclear density, and the temperature is high at the beginning of its history. An isolated neutron star does not have any heat sources, and it cools down emitting thermal energy by neutrinos. The neutrino emission process depends on the state of interior matter of the neutron star. To compare theoretical simulations and observations of neutron stars, it can constrain the nuclear theory of high density region. We create a model of neutron stars with colour superconducting quark matter and nucleon super fluidity / superconductivity, to satisfy recent observations, including two 2
neutron stars. We parameterize these super-states and demonstrate the cooling curves, which show heavy stars do not always cool faster than lighter stars.
菊地 紀宏; 大島 宏之; 田中 正暁; 橋本 昭彦*
第21回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(USB Flash Drive), 4 Pages, 2016/06
高速炉燃料集合体の熱流力設計や安全性評価への適用を目的として、サブチャンネル解析コードASFREを整備し、複数の試験解析を通して燃料集合体内熱流動評価への適用性を確認してきたが、試験結果と比べやや急峻な温度分布となる傾向があった。本研究では、燃料集合体内温度分布の予測精度向上を目的として、流量配分に影響を及ぼす局所的な流動抵抗をより適切に評価するため、サブチャンネル解析の各コントロールボリュームにおいて冷却材が燃料ピンやワイヤスペーサから受ける局所的な流動抵抗を計算する分布抵抗モデル(DRM: Distributed Resistance Model)の精緻化を試みた。具体的には、DRMに組み込まれる燃料ピン配置等の幾何形状を考慮するモデルパラメータを修正した。改良されたDRMの適用性を確認するため、37本ピンバンドル体系ナトリウム試験を対象とした解析を実施し、その適用性を確認した。
野田 常雄*; 安武 伸俊*; 橋本 正章*; 丸山 敏毅; 巽 敏隆*; 藤本 正行*
Acta Astronomica Sinica, 56(Suppl.), p.52 - 54, 2015/11
コンパクト星の冷却シナリオを示す。カシオペアA(Cas A)の観測により中央のソースは高い有効温度のコンパクト星で、エキゾチックな相を持たない場合の冷却と矛盾しない。Cas Aの観測データから、Cas Aの質量が太陽質量の1.5倍以上となることが分かる。それは重いコンパクト星ほど早く冷えるという現在のコンパクト星の冷却シナリオと矛盾する可能性がある。我々はコンパクト星の冷却にカラー超伝導のあるクォーク物質の効果を入れ、ギャップエネルギー
が10MeVより大きいと仮定した。冷却曲線を計算すると、重い星はゆっくり冷えて軽い星はその反対の傾向を持つことを示した。
野田 常雄*; 橋本 正章*; 安武 伸俊*; 丸山 敏毅; 巽 敏隆*; 藤本 正行*
Astrophysical Journal, 765(1), p.1_1 - 1_5, 2013/03
被引用回数：32 パーセンタイル：66.33(Astronomy & Astrophysics)The Cas A observation shows that the central source is a compact star that has high effective temperature, and it is consistent with the cooling without exotic phases. The observation also gives the mass range of 
, which may conflict with the current plausible cooling scenario of compact stars. There are some cooled compact stars such as Vela or 3C58, which can not be explained by the minimal cooling scenario with the neutrino emission by nucleon superfluidity (PBF). Then we invoke the exotic cooling processes where heavier stars cool faster than lighter ones. However, the result is inconsistent with the observation of Cas A. Therefore, we present a new cooling scenario by constructing models that include a quark color superconducting (CSC) phase with a large energy gap; this phase appears at ultrahigh density regions and reduces neutrino emissivity. In our model, a compact star has a CSC quark core with a low neutrino emissivity surrounded by high emissivity region made by normal quarks. Our result without considering nucleon superfluidity, shows that while heavier stars cool slowly and lighter ones quickly. Furthermore, we show that our scenario is consistent with the recent observations of the effective temperature of Cas A during the last 10 years, including nucleon superfluidity.
single crystals岡崎 竜二*; Konczykowski, M.*; Van der Beek, C. J.*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; 山下 穣*; 石角 元志; 鬼頭 聖*; et al.
Physica C, 470(Suppl.1), p.S485 - S486, 2010/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Physics, Applied)鉄系オキシニクタイドPrFeAsO単結晶における
と 
-planesのより下部臨界磁場
を報告する。磁束ピン止めによって決定の困難さを回避することで、センサーの位置ごとの局所の磁気誘導を評価できる小型のホールセンサーアレイを使った新方式を開発した。結晶の縁に置かれたホールセンサーは、マイスナーの状態から最初の磁束侵入を明瞭に解明した。 によるの温度依存性は、面内侵入の深さによって計測され、完全ギャップの超伝導状態と一致する。低温でのの異方性は
3であると評価され、それは
よりさらに小さいものである。これは、マルチバンド超伝導性を意味し、超伝導性のアクティヴバンドはより二次元的である。
Van der Beek, C. J.*; Rizza, G.*; Konczykowski, M.*; Fertey, P.*; Monnet, I.*; 岡崎 竜二*; 加藤 智成*; 橋本 顕一郎*; 下澤 雅明*; 宍戸 寛明*; et al.
Physica C, 470(Suppl.1), p.S385 - S386, 2010/12
被引用回数：1 パーセンタイル：6.48(Physics, Applied)ニクタイド超伝導体PrFeAsO
中の結晶の乱れが、磁束の新入の磁気光学可視化,透過型電子顕微鏡,放射光X線回折を用いて調べられた。磁束分布の臨界状態,臨界電流の大きさと温度依存性が、すべての温度で酸素欠陥によるバルクの磁束ピン止めを示す。
clusters studied by R2PI and IR Dip spectroscopies佐伯 盛久; 石内 俊一*; 酒井 誠*; 橋本 健朗*; 藤井 正明*
Journal of Physical Chemistry A, 114(42), p.11210 - 11215, 2010/10
被引用回数：10 パーセンタイル：31.95(Chemistry, Physical)A large-size 1-naphthol cluster, (1-NpOH), with n=30 was prepared by using a high-pressure pulsed valve. The electronic and vibrational transitions of (1-NpOH) with n=3-9 were measured by resonant two photon ionization (R2PI) and ion-detected IR dip spectroscopies. The (1-NpOH)
and the (1-NpOH)
clusters show relatively sharp origin bands. The structure of (1-NpOH) was determined by comparison of the IR dip spectrum with the simulated one by DFT calculation, while those of (1-NpOH) (n
4) were discussed in terms of topological geometries of a hydrogen-bonded network. Those analyses suggest that (1) the (1-NpOH) cluster has the cyclic structure where three 1-NpOH monomers are linked by both the hydrogen-bonding and the 
...C-H interaction between naphthyl rings and (2) the (1-NpOH) cluster with n4 is built up by attaching the 1-NpOH monomers to the (1-NpOH) core.
能田 洋平; 小泉 智; 橋本 竹治; 下野 智史*; 馬場 正昭*; 山内 淳*; 伊熊 直彦*; 内田 幸明*; 田村 類*; 飯間 義雄*
no journal, ,
近年、分子の骨格部分に固定されたスピンソースを持つ常磁性キラル液晶分子が合成され、その電場・磁場への応答に興味がもたれている。一般に液晶分子は液晶セルの配向膜上で、ラビング処理の方向にそって配向する。これまでわれわれは、この配向効果を利用して、液晶セル中での常磁性液晶の異方的ESR測定の可能性を探ってきた。さらに近年、京都大学伊熊,田村らによって強誘電性を示す常磁性キラル液晶分子が合成された。本発表では、その強誘電性状態における印加電場のスイッチングへの応答時の配向変化の、角度回転ESR測定による詳細な調査結果を報告する。得られたESR測定結果から、電圧無印加時は液晶分子がラビング方向に対してほぼ均一に揃っていたが、電圧印加によってスメクチック層平面に対して大きく傾くことを明らかにした。
横山 啓一; 笠嶋 辰也; 松岡 雷士; 橋本 雅史; 坪内 雅明; 杉山 僚; 横山 淳
no journal, ,
長寿命核分裂生成物の同位体分離を実現するためには技術革新を必要とする。量子制御はそのようなブレークスルーを起こす可能性がある。われわれは二原子分子の回転状態のカスケード励起に基づく新しい同位体選択スキームを提案した。これを確かめるための原理実証試験と必要な光源開発に着手した。原理実証試験では、チタンサファイアレーザーを用いたラマン散乱による回転カスケードの実証実験を行う。現在、これに必要となる回転状態分布測定方法の開発を進めている。フェムト秒コヒーレントアンチストークスラマン散乱による窒素分子の回転状態測定実験の現状について報告する。また、高出力テラヘルツ波源の開発状況についても紹介する。その中で特に、ZnTe及びLiNbO結晶中で光整流に基づくテラヘルツ波発生試験と高出力ピコ秒レーザーの開発計画について述べる。
横山 啓一; 松岡 雷士; 笠嶋 辰也; 坪内 雅明; 橋本 雅史
no journal, ,
レーザー技術の進歩により精密な分子制御が可能になりつつある。この量子制御技術によりレーザー同位体分離の技術革新が実現するかもしれない。最近われわれが考案した二原子分子の純回転遷移を利用した手法は、今までの手法と比べて遥かに効率よくかつ選択的に同位体選択できることが、数値計算により示された。このスキームに関する最新の検討結果と実証研究の現状を報告する。
