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樋口 雄紀*; 吉宗 航*; 加藤 悟*; 日比 章五*; 瀬戸山 大吾*; 伊勢川 和久*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 野崎 洋*; 原田 雅史*; et al.
Communications Engineering (Internet), 3, p.33_1 - 33_7, 2024/02
The automotive industry aims to ensure the cold-start capability of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) for developing fuel cell electric vehicles that can be driven in cold climates. Water and ice behavior is a key factor in maintaining this capability. Previously reported methods for visualizing water and/or ice are limited to small-sized PEFCs ( 
50 cm
), while fuel cell electric vehicles are equipped with larger PEFCs. Here, we developed a system using a pulsed spallation neutron beam to visualize water distribution and identify water/ice phases in practical-sized PEFCs at a cold start. The results show direct evidence of a stepwise freezing behavior inside the PEFC. The produced water initially accumulated at the center of the PEFC and then froze, followed by PEFC shutdown as freezing progressed. This study can serve as a reference to guide the development of cold-start protocols, cell design, and materials for next-generation fuel cell electric vehicles.
段野下 宙志*; 長谷川 寛*; 樋口 翔*; 松田 広志*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 梅澤 修*
Scripta Materialia, 236, p.115648_1 - 115648_5, 2023/11
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Nanoscience & Nanotechnology)Work-hardening behavior of a lath martensitic Fe-18Ni alloy during tensile deformation is discussed based on the Taylor's equation. The dislocation characteristics are monitored using in situ neutron diffraction. In the specimens of as-quenched (AQ) and tempered at 573 K (T573), the dislocations are extremely dense and randomly arranged. The dislocations in AQ and T573 form dislocation cells as deformation progresses. Consequently, a composite condition comprising cell walls and cell interiors is formed, and the coefficient 
in the Taylor's equation increases. Cells are already present in the specimen tempered at 773 K (T773), which has a low dislocation density and a large fraction of edge-type dislocations. As deformation continues, the dislocation density of T773 increases, its cell size decreases, and its composite condition become stronger. Simultaneously, the edge-type dislocation fraction decreases, keeping unchanged. Thus, both the dislocation arrangement and character affected , thereby affecting the work-hardening behavior.
吉宗 航*; 樋口 雄紀*; 加藤 晃彦*; 日比 章五*; 山口 聡*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 野崎 洋*; 篠原 武尚; 加藤 悟*
ACS Energy Letters (Internet), 8(8), p.3485 - 3487, 2023/08
被引用回数：3 パーセンタイル：66.84(Chemistry, Physical)A multiscale water visualization technique for polymer electrolyte fuel cells was established by using 
multiprobe radiography with pulsed spallation neutron and synchrotron X-ray sources. The three-dimensional water distribution revealed that water back-diffusion from the cathode to the anode significantly contributes to the drainability of practical polymer electrolyte fuel cells toward fuel cell electric vehicles.
段野下 宙志*; 長谷川 寛*; 樋口 翔*; 松田 広志*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 梅澤 修*
Materials Science & Engineering A, 854, p.143795_1 - 143795_12, 2022/09
被引用回数：3 パーセンタイル：42.92(Nanoscience & Nanotechnology)The role of the dislocation structure on the work-hardening behavior during the tensile deformation of quenched and tempered martensite was studied. The evolution of the dislocation structure during tensile deformation at room temperature in ultralow-carbon 18 mass%Ni martensitic steels under the conditions of as-quenched by subzero-treatment (SZ) and quenched-and-tempered at 573 and 773 K (T573 and T773, respectively) was monitored using in situ time-of-flight neutron diffraction combined with the convolutional multiple whole profile (CMWP) procedure. The changes in the dislocation parameters due to tempering and deformation obtained by the CMWP procedure were explained by the metallurgical phenomena of body-centered cubic iron.
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：44 パーセンタイル：97.1(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
Strasser, P.*; 阿部 充志*; 青木 正治*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; et al.
EPJ Web of Conferences, 198, p.00003_1 - 00003_8, 2019/01
被引用回数：13 パーセンタイル：98.93(Quantum Science & Technology)High precision measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium is a stringent tool for testing bound-state quantum electrodynamics (QED) theory, determining fundamental constants of the muon magnetic moment and mass, and searches for new physics. Muonium is the most suitable system to test QED because both theoretical and experimental values can be precisely determined. Previous measurements were performed decades ago at LAMPF with uncertainties mostly dominated by statistical errors. At the J-PARC Muon Science Facility (MUSE), the MuSEUM collaboration is planning complementary measurements of muonium HFS both at zero and high magnetic field. The new high-intensity muon beam that will soon be available at H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation for high-field measurements, and the latest results at zero field are presented.
石澤 明宏*; 井戸村 泰宏; 今寺 賢志*; 糟谷 直宏*; 菅野 龍太郎*; 佐竹 真介*; 龍野 智哉*; 仲田 資季*; 沼波 政倫*; 前山 伸也*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 92(3), p.157 - 210, 2016/03
幅広いアプローチ協定に基づいて国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)の計算機シミュレーションセンター(CSC)に設置された高性能計算機システムHeliosは、2012年1月に運用を開始し、日欧の磁気核融合シミュレーション研究に供用され、高い利用率の実績を示すとともに、炉心プラズマ物理から炉材料・炉工学にわたる広い分野で多くの研究成果に貢献している。本プロジェクトレビューの目的は、国内の大学や研究機関においてHeliosを利用して進められているシミュレーション研究プロジェクトとその成果を一望するとともに、今後予想される研究の進展を紹介することである。はじめにIFERC-CSCの概要を示した後、各研究プロジェクト毎にその目的、用いられる計算手法、これまでの研究成果、そして今後必要とされる計算を紹介する。
-H)Ru complex derived from H
小江 誠司*; 嘉部 量太*; 上原 啓嗣*; 久禮 文章*; 西村 貴史*; Menon, S. C.*; 原田 了輔*; 福住 俊一*; 樋口 芳樹*; 大原 高志; et al.
Science, 316(5824), p.585 - 587, 2007/04
被引用回数：229 パーセンタイル：99.49(Multidisciplinary Sciences)ヒドロゲナーゼは分子性水素(H)の酸化還元反応を触媒する酵素であり、水素エネルギーへの応用という点からその酵素活性機構が注目されている。本研究では水素分子(H)をNiRu二核アクア錯体と常温常圧下で反応させることで、新規の水素架橋型Ni(-H)Ru二核錯体を得ることに成功した。このNi(-H)Ru二核構造は中性子回折により明確に決定された。この錯体は(6配位Ni)(-H)M(M=遷移金属)という構造を持つ初めての化合物で、[NiFe]ヒドロゲナーゼの活性状態の構造とされているものと非常に近く、ヒドロゲナーゼのモデル化合物として活性機構解明の重要な手がかりとなる。
渡辺 勝利; 新藤 雅美; 中島 甫; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; et al.
JAERI-Research 97-009, 62 Pages, 1997/02
JAERI-Research-97-009.pdf:4.82MB
HTTR実機用ハステロイXR伝熱管材および実機用溶加材を用いて、伝熱管母材および溶接継手の引張特性およびクリープ特性を検討し、次のような結果を得た。引張特性に関しては、時効後の室温における強度変化は母材および溶接継手材ともに比較的少なかったが、著しい延性低下が両者ともに観測された。一方、クリープ特性に関しては、母材と溶接継手材について、900Cおよび950Cのいずれの場合にも、クリープ破断強度に関する差異は比較的少なかった。他方、板材と伝熱管材のクリープ特性について見ると、母材および溶接継手材ともに、管材は低応力・長時間側で板材よりもクリープ破断時間が若干低下する傾向が見られたが、管材のクリープ破断時間は、ハステロイXR母材のマスターカーブと同等以上であり、設計破断応力強さ[S
]よりも充分に長いことから、実用上は特に問題ないと判断される。
渡辺 勝利; 中島 甫; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 小池上 一*; 樋口 洵*; 仲西 恒雄*; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*
JAERI-Research 94-046, 50 Pages, 1994/12
JAERI-Research-94-046.pdf:2.23MB
HTTR実機用ハステロイXRと同一ヒートの母材および実機用溶加材を用いて、溶接部の化学分析、金属組織観察、硬さ試験、FISCO試験および曲げ試験を行い、総合特性評価の一環として溶接性を検討した。得られた結果はいづれの試験においても良好な特性を示した。特に最もcriticalなpassである曲げ試験においては溶加材中のB量およびC量の最適化を図ったことにより、溶接割れ感受性が充分に低いことが分った。これらのことにより、実機用溶加材の優れた性能および狭開先化の有効性を確認するとともに、実機適用上の工学的な問題はないことが結論された。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
Proc. of the 2nd JAERI Symp. on HTGR Technologies; Oct. 21
23,1992,Oarai,Japan (JAERI-M 92-215), p.560 - 574, 1993/01
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては、溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を溶加材中のB量およびC量を最適化することにより低減できたことから本溶加材がHTTR厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
渡辺 勝利; 佐平 健彰*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 樋口 洵*; 中島 甫
Computer Aided Innovation of New Materials,II, p.1491 - 1494, 1993/00
ハステロイXR系合金用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った12種の溶加材を用いて、溶接性および溶接部の高温強度特性を調べた。得られた結果より(1)溶加材中のC量およびB量を最適化することにより高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を低減できること見い出すとともに(2)クリープ破断時間に関する重回帰分析による予測値と実験とが比較的よく一致したことから本合金設計法の妥当性を明らかにした。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
耐熱金属材料第123委員会研究報告, 33(2), p.227 - 242, 1992/00
ハステロイXR系合金の高温構造物用溶加材の開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った7種の溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。すなわち、溶接性に関しては溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては、引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は、溶加材中のB量およびC量の最適化を図ることにより高温強度特性を損うことなく、溶接部の割れ感受性を低減できることが分った。また、クリープ破断時間に関して、実測値と重回帰分析により求めた予測値とが、比較的よく一致することから、提案した合金設計法の妥当性が明らかになった。
渡辺 勝利; 中島 甫; 佐平 健彰*; 丸七 香樹*; 竹入 俊樹*; 斉藤 貞一郎*; 高津 玉男*; 仲西 恒雄*; 小池上 一*; 樋口 洵*
JAERI-M 91-189, 67 Pages, 1991/11
ハステロイXR系合金の厚肉構造物用溶加材開発を目指して、重回帰分析により合金設計を行った溶加材を用いてハステロイXR系合金の溶接性およびTIG溶接部の高温強度特性を検討した。即ち、溶接性に関しては溶着金属の化学分析、曲げ試験、フィスコ割れ試験、金属組織観察および硬さ測定、高温強度特性に関しては引張試験およびクリープ試験を行った。得られた結果は高温強度特性を損うことなく溶接部の割れ感受性を低域できたことから本溶加材が厚肉構造物用として優れた適性を有していることが分った。
Song, F.; 樋口 雄紀*; 日比 章五*; 吉宗 航*; 加藤 悟*; 篠原 武尚
no journal, ,
In this work, we have applied the energy-selective neutron radiography to visualize the freezing and thawing of water in different cavity layers of a fuel cell by taking cross-sectional neutron transmission images, as a preliminary experiment for further operando water/ice identification observations on PEFCs. A miniature size of a fuel cell, which consisted of gas diffusion layers (GDLs) and aluminum frames with gas channels produced by 3D printing technique, was prepared as a model cell sample. This model fuel cell was filled with water and cooled by a Peltier cooler down to -10 degree C. Consecutive high-resolution energy-selective neutron imaging was conducted throughout the freezing process at the RADEN instrument in J-PARC MLF. By taking the ratio of logarithms of neutron transmission between long and short wavelength neutrons, we defined a water/ice identification parameter to confirm freezing of water within the cell. This parameter was spatially resolved on the neutron transmission images to map the water/ice distribution in each layer of the model fuel cell as it was cooled to sub-zero temperatures. In the presentation, we will discuss the spatial and temporal resolution capacities of the high-resolution energy-selective neutron imaging at the RADEN instrument, and show results of the water/ice identification experiments on the cross-sectional observation of the PEFC.
