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報告書

セシウム交換反応CsI + Cs'$$ rightarrow $$ Cs + ICs'の理論的研究(受託研究)

小林 孝徳; 橋本 雅史; 横山 啓一

JAEA-Research 2015-014, 7 Pages, 2015/12

JAEA-Research-2015-014.pdf:2.46MB

セシウム交換反応CsI + Cs'$$rightarrow$$ Cs + ICs'の反応性を議論するため、中間体Cs$$_2$$Iの安定化エネルギー、構造、結合形態、CsとCsIの二体衝突ポテンシャル曲面をM06/def2-TZVPPD密度汎関数法を用いて計算した。その結果Cs$$_2$$Iの生成は入口障壁なしで進むことがわかった。また、2つのCsI結合は、化学的に等価になることがわかった。これらの結果は、CsI + Cs'$$rightarrow$$ Cs + ICs'によるセシウム交換反応の速度が衝突律速に近いことを示唆している。

論文

J-PARC 3-50BTラインにおける光学系の調整

原田 寛之; 明午 伸一郎; 白形 政司*; 佐藤 洋一*; 田村 文彦; 手島 昌己*; 橋本 義徳*; 五十嵐 進*; 小関 忠

Proceedings of 10th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.39 - 43, 2014/06

J-PARC 3-50BTは、速い繰り返しのシンクロトロン(3GeV RCS)から出射されたビームを遅い繰り返しのシンクロトロン(MR)に輸送するビームラインである。空間電荷効果などビームのエミッタンスやハローを増加させる複合的な要因は、大強度の陽子ビームでは強度が増加するにつれて、非線形に増加する。加えて、MRの物理アパーチャは81$$pi$$mm mradであり、RCSの486$$pi$$mm mradと比較して小さい。そのため、一般的なビーム輸送ラインの役割とは異なり、3-50BTではコリメータエリアを要し、ビームを所定のエミッタンスまで削る機能を有する。加速器を安定に運転するためには、3-50BTのコリメータ性能を十分に発揮に発揮させることが不可欠であり、そのためには3-50BTでの光学系を把握並びに調整する必要がある。本講演では、3-50BTにおける光学系の測定手法を紹介し、測定結果と計算モデルに基づいた調整結果を報告する。

論文

Theoretical study for laser isotope separation of heavy-element molecules in a thermal distribution

松岡 雷士; 市原 晃; 橋本 雅史; 横山 啓一

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/12

We proposed a new laser isotope separation scheme that can be applied for the gas-phase diatomic molecules in a thermal distribution. We consider irradiating a train of terahertz-wave pulses to the molecules. The repetition period of the pulses is synchronized with the rotational period of the molecules. The pulses induce cascade rotational transitions only in the selected isotope molecules due to the difference on the rotational period among the isotopes. Because the cascade rotational transitions start from any initial rotational states, this scheme is applicable to the molecules in a thermal distribution even at high temperature. Our numerical simulation by coupled Schr$"o$dinger equations has shown that the enrichment factors get extremely higher than that of the conventional laser schemes.

論文

Numerical study on quantum walks implemented on the cascade rotational transitions in a diatomic molecule

松岡 雷士; 笠嶋 辰也; 橋本 雅史; 横山 啓一

Journal of the Korean Physical Society, 59(4), p.2897 - 2900, 2011/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:42.2(Physics, Multidisciplinary)

We propose an implementation scheme for the continuous-time quantum walk using a diatomic molecule and an optical frequency comb. We show an analogy between the quantum walk and the cascade rotational transitions induced by the optical frequency comb whose frequency peaks are tuned to the pure rotational transitions in the molecule. The strategy to compensate the centrifugal distortion of the real molecule is also discussed.

論文

Oxygen isotope separation utilizing two-frequency infrared multiphoton dissociation of 2,3-dihydropyran

橋本 雅史; 大場 弘則; 横山 淳

Applied Physics B, 104(4), p.969 - 974, 2011/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Optics)

2,5-ジヒドロピラン(DHP)の赤外多光子解離(IRMPD)を利用した$$^{18}$$O同位体分離法に対し励起光及び分解光の2波長照射を導入することで、同位体分離効率の向上を試みた。励起光1052.2cm$$^{-1}$$, 0.45J/cm$$^{2}$$と分解光1031.5cm$$^{-1}$$, 1.06J/cm$$^{2}$$の照射において、$$^{18}$$Oを含むDHPの分解確率(D($$^{18}$$O))1.6$$times$$10$$^{-3}$$/Pulseと同位体分離係数(S)316を得た。これは単波長照射(1033.5cm$$^{-1}$$, 2.2J/cm$$^{2}$$, D($$^{18}$$O)=2.2$$times$$10$$^{-3}$$/Pusle, S=391)と比較して、より低いフルエンスで同程度の分解確率と分離係数を得たことに相当する。この結果、$$^{18}$$Oの分離速度を単波長の4倍以上に高めることができ、酸素同位体の大量分離手法としての可能性が示された。

論文

Isotope production for medical usage using fast neutron reactions

初川 雄一; 永井 泰樹; 金 政浩; 瀬川 麻里子; 原田 秀郎; 岩本 修; 岩本 信之; 落合 謙太郎; 高倉 耕祐; 今野 力; et al.

Proceedings in Radiochemistry, 1(1), p.327 - 329, 2011/09

核医学において最もよく用いられている$$^{99}$$Tcの供給は危機に面しており、新たな製造プロセスの開発は喫緊の問題である。本研究は$$^{rm 99m}$$TcをFNSより発生される14MeV高速中性子を用いて効率よく製造することを提案するものであり、試験的に作成したチタン酸ゲルを用いた$$^{rm 99m}$$Tc/$$^{99}$$Moジェネレータについても併せて発表を行う。

論文

Narrow-band regenerative amplifier for momentum imaging spectroscopy of molecules

松岡 雷士; 橋本 雅史; 横山 啓一

Proceedings of International Quantum Electronics Conference and the Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (IQEC/CLEO Pacific Rim 2011) (CD-ROM), p.1363 - 1364, 2011/08

We developed a Ti:Sapphire narrow-band regenerative amplifier for molecular spectroscopy. The gain bandwidth of the regenerative cavity was narrowed to $$sim$$0.7 cm$$^{-1}$$ by three birefringence filters and a plate of etalon. With 1.1-mJ pumping by the second harmonics of Nd:YLF laser, mode-locked seed pulses were amplified to $$sim$$25$$ mu$$J at 1-kHz repetition.

論文

Numerical study on quantum walks implemented on the cascade rotational transitions in a diatomic molecule

松岡 雷士; 笠嶋 辰也; 橋本 雅史; 横山 啓一

arXiv.org (Internet), 5 Pages, 2011/04

We propose an implementation scheme for the continuous-time quantum walk using a diatomic molecule and an optical frequency comb. We show an analogy between the quantum walk and the cascade rotational transitions induced by the optical frequency comb whose frequency peaks are tuned to the pure rotational transitions in the molecule. The strategy to compensate for the centrifugal distortion of the real molecule is also demonstrated.

論文

Beam injection tuning of the J-PARC main ring

Wei, G.; 小関 忠*; 五十嵐 進*; 冨澤 正人*; 高野 淳平*; 石井 恒次*; 白形 政司*; Fan, K.*; 畠山 衆一郎; 魚田 雅彦*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3915 - 3917, 2010/05

The beam commissioning of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) MR (Main Ring) was started from May 2008 and is in progress. As usual, injection tuning is in the first stage and strongly related to other tuning items. Starting with design schemes, making adjustment due to leakage field influence from injection septum, doing envelope matching considering dilution of beam profile in Main Ring are reported in this papers.

論文

Performance of the main ring BPM during the beam commissioning at J-PARC

外山 毅*; 荒川 大*; 平松 成範*; 五十嵐 進*; Lee, S.*; 松本 浩*; 小田切 淳一*; 手島 昌己*; 飛山 真理*; 橋本 義徳*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.981 - 983, 2010/05

J-PARC MRのビームコミッショニング中のBPMの運用経験について報告する。サブジェクトは、(1)特にビームダクトの段差の影響,(2)1秒平均に対し30ミクロンの位置分解能,(3)ビームを使った位置校正である。

報告書

原子力緊急時支援・研修センターの活動(平成20年度)

金盛 正至; 橋本 和一郎; 照沼 弘; 池田 武司; 大村 明子; 寺門 直也; 長倉 智啓; 福本 雅弘; 渡辺 文隆; 山本 一也; et al.

JAEA-Review 2009-023, 61 Pages, 2009/09

JAEA-Review-2009-023.pdf:8.49MB

日本原子力研究開発機構は、災害対策基本法及び武力攻撃事態対処法に基づき、「指定公共機関」に指定されており、国及び地方公共団体その他の機関に対し、災害対策または武力攻撃事態等への対処に関して、日本原子力研究開発機構防災業務計画及び国民保護業務計画に則り、技術支援をする責務を有している。原子力緊急時支援・研修センターは、緊急時には、全国を視野に入れた専門家の派遣,防災資機材の提供,防護対策のための技術的助言等の支援活動を行う。また、平常時には、我が国の防災対応体制強化・充実のために、自らの訓練・研修のほか、国,地方公共団体,警察,消防,自衛隊等の原子力防災関係者のための実践的な訓練・研修並びに原子力防災に関する調査研究を実施する。平成20年度においては、日本原子力研究開発機構の中期計画に基づき、おもに下記の業務を推進した。(1)国,地方公共団体等との連携を図った指定公共機関としての技術支援活動,(2)国,地方公共団体等の原子力防災関係者に対する研修・訓練,(3)原子力防災にかかわる調査・研究の実施及び情報発信,(4)国際機関と連携を図ったアジア諸国への原子力防災にかかわる国際貢献。

論文

Practical method for producing a large amount of isotopically enriched silicon by infrared multi-photon dissociation of hexafluorodisilane

大場 弘則; 赤木 浩; 勝又 啓一*; 橋本 雅史; 横山 淳

Japanese Journal of Applied Physics, 47(11), p.8379 - 8381, 2008/11

 被引用回数:4 パーセンタイル:79.37(Physics, Applied)

本論文はレーザー照射による高濃縮シリコン同位体の実用的な作製手法について述べた。フローセルを用いて、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$分子の赤外多光子解離による同位体分離を1波長あるいは2波長の炭酸ガスレーザー照射で行った。その結果、2波長照射により$$^{28}$$Siが99.1%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$ガスを0.67g($$^{28}$$Si)/hの生産速度でかつ高い収率で得ることに成功した。また、1波長照射で濃縮度が31%を超える$$^{30}$$Siを含むSiF$$_{4}$$ガスを0.12g/hの生産速度で連続的に取得することができた。

論文

Small-angle neutron scattering studies of chemical reaction and reaction-induced self-assembly

田中 宏和; 小泉 智; 橋本 竹治; 黒崎 一裕*; 大前 仁*; 小林 四郎*

Physica B; Condensed Matter, 385-386(1), p.814 - 817, 2006/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.75(Physics, Condensed Matter)

酵素重合により人工合成されたセルロースの自己集合過程を、小角中性子散乱を用いたその場・時分割測定により、観察した。得られた結果は以下の通りである。(1)反応溶液中で集合構造を形成している酵素の集合体の、なめらかな表面上あるいは表面近くに位置する酵素の特別な反応サイトにおいて、セルロース分子は合成される。(2)合成されたセルロース分子は、拡散律速凝集により凝集体を形成し、結晶化してフィブリルとなる。(3)フィブリルはさらにフィブリル同士で凝集体を形成し、それらが、反応時間の経過とともになめらかな酵素集合体の表面上に堆積して、表面フラクタルの次元を2から2.3へ増加させる。

論文

Chemical reaction at specific sites and reaction-induced self-assembly as observed by in situ and real time SANS; Enzymatic polymerization to synthetic cellulose

橋本 竹治; 田中 宏和; 小泉 智; 黒崎 一裕*; 大前 仁*; 小林 四郎*

Biomacromolecules, 7(9), p.2479 - 2482, 2006/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:68.42(Biochemistry & Molecular Biology)

酵素重合法により人工合成されるセルロース分子の自己秩序化過程を、世界で初めて中性子散乱法によりその場,実時間解析をし、セルロースの重合反応に誘起されて起こるセルロース分子集合構造の形成過程・機構を解明することに成功した。その概要は次の通りである。酵素触媒という特異な場(モノマー分子の認識,活性化,重合を司る3nm$$times$$0.55nm$$^{2}$$の狭い空間)で次々と合成されるセルロース分子(300分子/毎分/1酵素)は、反応溶液中を拡散し互いに衝突すると水素結合により会合体を形成する。会合体は合成されたセルロース分子の拡散に律速された成長をし、反応の進行に伴いより大きな分子集合体が形成される。合成されたセルロース分子は、このような自己秩序化過程・機構に従い、20nmから20mmにわたる長さの尺度で、酵素触媒のまわりに表面フラクタル構造(フラクタル次元2.3)を発現することを明らかにした。

論文

Rhemium-186-monoaminemonoamidedithiol-conjugated bisphosphonate derivatives for bone pain palliation

小川 数馬*; 向 高弘*; 荒野 泰*; 大高 章*; 上田 真史*; 上原 知也*; 間賀田 泰寛*; 橋本 和幸; 佐治 英郎*

Nuclear Medicine and Biology, 33(4), p.513 - 520, 2006/05

 被引用回数:50 パーセンタイル:18.7(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

患者のQOL(生活の質)の向上を目指した癌性骨転移の疼痛緩和薬剤の開発を目指して、二官能性放射性薬剤の概念に基づき、安定な$$^{186}$$Re化合物である$$^{186}$$Re-MAMA(モノアミンモノアミドジチオール)を骨への集積能を有するビスホスホネート骨格を持つ化合物に導入した新規薬剤を合成し、その特性を調べた。ビスホスホネートの中央炭素に水酸基を有した$$^{186}$$Re-MAMA-HBPと、水酸基を持たない$$^{186}$$Re-MAMA-BPを合成し、骨の主成分であるハイドロキシアパタイトへの結合親和性及びマウス体内分布を比較検討した。レニウム-186標識MAMA結合ビスホスホネートは、レニウムの還元剤として塩化スズを用い、クエン酸中で$$^{186}$$ReO$$_{4}$$$$^{-}$$とMAMA結合ビスホスホネートを反応させ、逆相HPLCによる精製後、95%以上の放射化学的純度で得られた。$$^{186}$$Re-MAMA-HBPは、$$^{186}$$Re-MAMA-BPと比べ、インビトロにおいて、より高いハイドロキシアパタイトへの結合親和性を示し、インビボにおいて、より高い大腿骨への放射能集積を示した。したがって、$$^{186}$$Re標識ビスホスホネートへの水酸基の導入は、骨集積増加に効果的であると考えられる。これらの結果は、骨指向性放射性治療薬剤のドラッグデザインに有用な指針を示すものである。

論文

Silicon isotope separation utilizing infrared multiphoton dissociation of Si$$_{2}$$F$$_{6}$$ irradiated with two-frequency CO$$_{2}$$ laser lights

横山 淳; 大場 弘則; 橋本 雅史; 勝又 啓一; 赤木 浩; 石井 武*; 大家 暁雄*; 荒井 重義*

Applied Physics B, 79(7), p.883 - 889, 2004/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:55.84(Optics)

シリコン同位体分離を2振動数CO$$_{2}$$レーザー光照射によるSi$$_{2}$$F$$_{6}$$の赤外多光子解離を利用して行った。2振動数光照射により高い分離係数を維持したまま分離効率を向上させることができた。例えば、966.23cm$$^{-1}$$(0.089J/cm$$^{2}$$)と954.55cm$$^{-1}$$(0.92J/cm$$^{2}$$)の光を100パルス同時に照射し、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を40%分解させることで$$^{28}$$Si同位体純度99.4%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$が得られた。一方、954.55cm$$^{-1}$$の光(0.92J/cm$$^{2}$$)のみでは同位体純度99.0%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$を得るのに1000パルスの照射が必要であった。$$^{29}$$Siと$$^{30}$$Siの1パルス照射あたりの分離係数は、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$圧の増加に伴って増大した。この圧力効果の原因について周囲の気体との衝突による回転及び振動緩和の観点から議論した。

論文

Validation of CAMP code for thermo-fluiddynamics of molten debris in lower Plenum

丸山 結; 森山 清史; 中村 秀夫; 橋本 和一郎; 平野 雅司; 中島 研吾*

Proceedings of RASPLAV Seminar 2000 (CD-ROM), 8 Pages, 2000/11

シビアアクシデント時圧力容器下部プレナム内溶融炉心熱流動解析コードCAMPの検証を行った。本コードは、内部発熱流体の自然対流と下部ヘッドへの熱負荷、下部ヘッドと溶融炉心固化物間の隙間形成と隙間への冷却水の浸入をモデル化している。半球容器内でフレオンを電磁加熱したUCLA実験の解析では、流体の温度、容器壁面熱伝達係数等を良く予測した。半球スライス容器内で溶融塩を容器側壁から加熱したRASPLAV-salt実験では、熱伝達特性を定性的に再現した。原研で実施した半球体系の圧力容器内溶融炉心冷却性実験の解析を行い、隙間への冷却水浸入モデルを用いることにより実験で測定された容器壁の温度履歴を再現できることを示した。また、狭隘流路内限界熱流束及び内部発熱流体自然対流熱伝達に関する相関式を用い、隙間への冷却水浸入のみでは、大量の溶融炉心の冷却が困難であることを明らかにした。

論文

Production of hyperlithiated Li$$_{2}$$F by a laser albation of LiF-Li$$_{3}$$N mixture

横山 啓一; 羽毛田 直樹*; 橋本 雅史; 古川 勝敏; 田中 宏昌*; 工藤 博司*

Chemical Physics Letters, 320(5-6), p.645 - 650, 2000/04

 被引用回数:33 パーセンタイル:28.18(Chemistry, Physical)

理論的に存在が予測されていた超原子価分子のLi$$_{2}$$Fを実験的に観測することに初めて成功した。フッ化リチウムと窒化リチウムの混合物をターゲット材としたレーザーアブレーション-光イオン化質量分析法によりLi$$_{2}$$F$$^{+}$$イオンを検出し、イオン化用レーザーの出力依存性からLi$$_{2}$$F$$^{+}$$が中性のLi$$_{2}$$F分子から生成していることを確認した。

論文

He accumulation effect in solid and liquid D-T mixture

河村 成肇*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.213 - 215, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。RIKEN-RALミュオン施設でトリチウムの$$beta$$崩壊で生成したHe-3がD-Tの混合固体中に蓄積し、液体では蓄積しないことを見いだした。実際、D-T濃度比が3:7の時の液体では、ニュートロンの放出減少率はターゲットを液化した直後から変化しないが、固体では、固化直後から増加する。このことから、すべてのHe-3が固体の中に残ることを示していると考えられる。これらの実験結果について報告する。

論文

Muon catalyzed fusion and muon to $$^{3}$$He transfer in solid T$$_{2}$$ studied by X-ray and neutron detection

松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 河村 成肇*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 橋本 雅史; 須貝 宏行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.229 - 234, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。トリチウム取り扱いシステムを使用して、高純度トリチウムの1500Ciを用いて、実験の直前にHe-3を除いた液体及び固体におけるtt$$mu$$反応を観測した。実際tt$$mu$$反応は、dt$$mu$$反応のバックデータとしてだけでなく、tt$$mu$$反応に関連した新しい物理現象として重要である。この実験結果について報告する。

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