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論文

放射光X線,中性子を用いた固体酸化物型燃料電池材料の評価

伊藤 孝憲*; 井川 直樹; 本間 徹生*

SPring-8の高輝度放射光を利用したグリーンエネルギー分野における電池材料開発, p.104 - 112, 2014/02

昨今の機能材料の多くは様々な元素を含み、複雑な構造をとることが多い。このような材料の結晶構造を明らかにするための強力な武器になるのが大型放射光X線実験施設や中性子ビーム実験施設である。本稿は、固体酸化物型燃料電池材料を例に、放射光X線や中性子ビームによってどのようなことがわかるか、またその魅力について紹介したものである。

論文

炉内トリチウム

上田 良夫*; 大宅 薫*; 芦川 直子*; 伊藤 篤史*; 小野 忠良*; 加藤 太治*; 川島 寿人; 河村 学思*; 剣持 貴弘*; 斎藤 誠紀*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 88(9), p.484 - 502, 2012/09

特定領域科研費「核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開」のレビューのうち第3章4節を執筆した。JT-60Uの30秒Hモード放電では外側ダイバータ板からの炭化水素の発生量が多いときに容器内に残留する水素量が増加することを示した。さらに外側ダイバータ板から発生した炭化水素がプラズマ中でどのような経路を輸送されるのかを調べるため、人為的に外側ダイバータから$$^{13}$$CH$$_{4}$$を注入する実験を行い、実験後にダイバータ・タイルを取り出しタイル上の堆積物を同定した。その結果、注入口のほぼ正面の内側ダイバータ・タイル上に$$^{13}$$Cが多量のHとともに検出された。この結果は、磁力線を横切った輸送が支配的であること、及び$$^{13}$$CとHが結合した形態で輸送された可能性が高いことを示しており、これらから中性の炭化水素、すなわち$$^{13}$$CH$$_{x}$$, x=1$$sim$$4の形態で外側ダイバータから内側ダイバータまで輸送されたと解釈される。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

Element and orbital-specific observation of two-step magnetic transition in NpNiGa$$_5$$; X-ray magnetic circular dichroism study

岡根 哲夫; 大河内 拓雄*; 稲見 俊哉; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 河村 直己*; 鈴木 基寛*; 筒井 智嗣*; 山上 浩志; 藤森 淳; et al.

Physical Review B, 80(10), p.104419_1 - 104419_7, 2009/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:31.42(Materials Science, Multidisciplinary)

X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) experiments were performed at the Np $$M_{4,5}$$ and the Ga $$K$$ absorption edges of NpNiGa$$_5$$ to investigate the temperature-dependent changes of magnetic properties of Np 5$$f$$ and Ga 4$$p$$ electron states. By the sum-rule analysis of the Np $$M_{4,5}$$ XMCD data, the orbital magnetic moment $$mu_{mathrm{L}}$$ and the spin magnetic moment $$mu_{mathrm{S}}$$ were estimated for the Np 5$$f^3$$ and 5$$f^4$$ electronic configurations, and their comparison with the previous magnetization and neutron scattering experiments suggests that the 5$$f^4$$ configuration is more likely than the 5$$f^3$$ configuration in NpNiGa$$_5$$. It was found that $$|mu_{mathrm{L}}/mu_{mathrm{S}}|$$ tends to increase from the high-temperature low-moment ordered state to the low-temperature high-moment ordered state.

論文

Resonant X-ray magnetic diffraction experiments on SmB$$_2$$C$$_2$$

稲見 俊哉; 本間 徹生*; 筒井 智嗣*; 犬童 健太郎*; 小野寺 秀也*; 石井 賢司; 大和田 謙二; 葛下 かおり*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.748 - 750, 2007/03

われわれはSmB$$_2$$C$$_2$$$$T_{rm N2}$$=37Kと$$T_{rm N1}$$=51Kの逐次相転移を共鳴X線回折で調べた。強い共鳴回折がSmの$$L_3$$吸収端で$$T_{rm N2}$$以下では101反射に観測され、一方、中間相では、非整合な$${vec Q}$$=(1$$pmdelta$$, $$pmdelta$$,1)の位置に観測された($$delta$$=0.13)。したがって、SmB$$_2$$C$$_2$$の逐次相転移は整合-非整合磁気相転移であることがわかった。

論文

グラフト捕集材によるホタテ加工残渣からのカドミウム除去装置の開発

中居 久明*; 天間 毅*; 玉田 正男; 沢村 利洋*; 齊藤 貴之*; 本間 哲雄*; 佐藤 康士*

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 47, 2007/02

ホタテ貝の加工に伴い廃棄される中腸腺(ウロ)は、有害金属であるカドミウムイオンを蓄積しているため、ほとんどが産業廃棄物として焼却処分されている。しかし、ウロは、タンパク質や脂肪のほかに、ドコサヘキサエン酸(DHA)やエイコサペンタエン酸(EPA)などの有価物を含んでおり、その利用価値は非常に高い。カドミウムイオンを除去して、ウロを資源として有効利用するため、リンゴ酸によるウロからのカドミウムイオン溶出処理と放射線グラフト重合捕集材による溶出したカドミウムイオの除去を組合せることにより、中腸腺20kg程度の処理が可能な処理装置を試作した。粉砕していないボイル中腸腺15kg(湿潤重量)に0.1Mリンゴ酸溶液150Lを加えて、30$$^{circ}$$Cに保ち、ポンプにより通液速度3L/min(空間速度SV=36h$$^{-1}$$)で捕集材カラムに通液し、カドミウムイオンを除去した結果、25mg/kgであったウロ中のカドミウムは、24時間後には1.0mg/kg以下まで減少し、ビーカスケール実験と比べ、ほぼ同じ結果が得られた。

論文

Soft X-ray absorption magnetic circular dichroism study of ferromagnetic superconductor UGe$$_2$$

岡根 哲夫; 岡本 淳*; 間宮 一敏*; 藤森 伸一; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 村松 康司*; 藤森 淳*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(2), p.024704_1 - 024704_5, 2006/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:55.59(Physics, Multidisciplinary)

圧力下で超伝導と強磁性を示すUGe$$_2$$の常圧下での磁性状態を軟X線吸収磁気円二色性(XMCD)測定により調べた。XMCDデータにサム・ルールを適用して磁気モーメントのスピン成分と軌道成分の比を求め、その結果からUGe$$_2$$中のウランは4価より3価に近い価数状態にあることを明らかにした。またウランの6d電子の磁性への寄与は5f電子の磁性への寄与に比べて無視できるくらい小さいことを実験的に明らかにした。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer study on the 5f-quadrupoles in uranium-based intermetallics

筒井 智嗣*; 中田 正美; 那須 三郎*; 本間 徹生*; 常盤 欣文; 青木 大*; Wisniewski, P.*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Hyperfine Interactions, 141/142(1-4), p.237 - 242, 2002/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.48(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

多くのウラン化合物についてメスバウア分光測定を行い、電子状態を反映した四極子分裂を観測した。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer spectroscopic study of UX$$_{2}$$(X=Ga, P, As, Sb)

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 山本 悦嗣; 常盤 欣文; 青木 大*; Wi$'s$niewski, P.*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, Vol.70, Supplement A, p.34 - 36, 2001/05

UX$$_{2}$$(X=Ga, P, As, Sb, Bi)はいずれも2次元原子配列を持つ磁性体であり、UGa$$_{2}$$は強磁性体、そのほかの化合物は反強磁性体である。de Haas-van Alphen効果測定によりUGa$$_{2}$$のフェルミ面は3次元フェルミ面だけで構成されているのに対し、その他の化合物のフェルミ面は2次元フェルミ面で構成されている。そこで本研究では、これらの化合物の原子配列、フェルミ面と5f軌道との相関を調べることを目的として$$^{238}$$Uメスバウアー分光測定を行った。これらの化合物ではすべて磁気秩序状態で電気四極子相互作用と磁気双極子相互作用が観測された。いずれの化合物も核位置の電場勾配の主軸と磁気モーメントの方向は平行である。電場勾配の符号は、UGa$$_{2}$$が正,ほかの化合物が負である。これらの結果は、これらの化合物においてフェルミ面の次元性が原子配列でなく、5f軌道や磁気構造と相関があることを示唆している。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer study on the magnetic properties of uranium-based heavy fermion superconductors

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 山本 悦嗣; 大國 仁*; 大貫 惇睦

Hyperfine Interactions, 126(1-4), p.335 - 340, 2000/07

 被引用回数:6 パーセンタイル:38.76(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

重い電子系化合物の磁性核のメスバウアー分光による研究は、イッテルビウム(Yb)金属間化合物でかなり精力的に研究が行なわれてきた。しかしながら、ウラン金属間化合物、特に磁性や超伝導で興味深い物性を示す重い電子系超伝導体についてのウランのメスバウアー分光はこれまで行なわれたことがなかった。本研究では、ウランの重い電子系超伝導体であるUPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$およびURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$について$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行った。その結果、どちらの化合物においても反強磁性状態だけでなく、常磁性状態でも常磁性緩和による内部磁場が観測された。観測された温度は重い電子の形成に相関があると考えられる帯磁率が極大になる温度付近であることから、観測された常磁性緩和と重い電子の形成には密接な関係があると考えられる。

論文

De Haas-van Alphen effect in a heavy fermion superconductor UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$

芳賀 芳範; 稲田 佳彦*; 桜井 健司*; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 本間 徹生*; 大貫 惇睦*

Physica B; Condensed Matter, 284-288, p.1291 - 1292, 2000/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Condensed Matter)

UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$で実現している重い電子状態を明らかにするため、ドハース・ファンアルフェン効果の測定を行った。この目的のために、精製ウランを用いた高純度単結晶を育成した。本研究で、サイクロトロン有効質量65m$$_{0}$$の極めて重い軌道を発見した。この値は、これまでに報告されている120m$$_{0}$$(CeRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$)、100m$$_{0}$$(UPt$$_{3}$$)に匹敵する。

論文

The Basal-plane anisotropy in the paramagnetic state in UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$

芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 本間 徹生*; 大貫 惇睦*

Physica B; Condensed Matter, 284-288, p.1289 - 1290, 2000/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Condensed Matter)

重い電子系化合物UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$の磁気トルクを測定し、六方晶基底面内の異方性を研究した。この研究により、ネール点(14K)以上の常磁性領域でも磁気異方性が存在することを見いだした。この異方性は、帯磁率がCurie-Weiss則からずれる60Kまで存在する。六方晶基底面内の異方性は、一イオン結晶場では説明できないので、この異方性は反強磁性相関によるものであると結論した。

論文

$$^{238}$$U M$"o$ssbauer spectrosopic study of UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$ and URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$

筒井 智嗣; 中田 正美; 那須 三郎*; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 山本 悦嗣; 大國 仁*; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.242 - 243, 2000/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:22.75(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導化合物UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$及びURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$$$^{238}$$Uメスバウアー分光を行った。これらの化合物はこれまでの研究によりその磁性を超伝導はウランの5f電子が担っていることが明らかとなってきている。しかしながら、これらの化合物に関する微視的電子状態の研究(おもにNMR)ではウランの5f電子の状態を直接観測するような測定手法は行われていなかった。われわれはウランの5f電子の状態を直接知ることができる$$^{238}$$Uメスバウアー分光を用いて、これらの物性、おもに磁性について調べてきた。その結果、常磁性状態で常磁性緩和による内部磁場が観測され、その観測される温度領域からこの常磁性緩和は重い電子の形成過程を関連する現象であると結論づけた。

論文

Neutron scattering studies on heavy fermion superconductors

目時 直人; 小池 良浩; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 本間 徹生; 大貫 惇睦; 木村 憲彰*; 前沢 邦夫*

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.987 - 988, 2000/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.92(Physics, Condensed Matter)

近年行った重い電子系超伝導体の中性子散乱実験による研究について、磁気及び超伝導秩序変数の結合、磁気励起に観察された超伝導ギャップ、そして弱反強磁性秩序の特異な性質に関して報告する。

論文

Magnetic, elastic, transport and fermi surface properties of a ferromagnetic compound UGa$$_{2}$$

本間 徹生; 山本 悦嗣; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; 荒木 新吾*; 稲田 佳彦*; 竹内 徹也*; 桑原 慶太郎*; 網塚 浩*; 榊原 俊郎*; et al.

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.195 - 196, 2000/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:16.19(Physics, Condensed Matter)

われわれは六方晶AlB$$_{2}$$型結晶構造をもつ強磁性体UGa$$_{2}$$の5f電子状態を調べるために、磁気、弾性、伝導的特性とドハースファンアルフェン効果の実験を行った。これらの実験結果から六方晶の[0001]面内に100K以下で歪みが生じることを見いだした。これは、[1120]方向に向いた強磁性モーメントの発達によって引き起こされていると考えられる。

論文

Fermi surface of UB$$_{4}$$ studied by the de Haas-van Alphen oscillation and magnetoresistance experiments

山本 悦嗣; 本間 徹生; 芳賀 芳範; 稲田 佳彦*; 青木 大*; 常盤 欣文; 鈴木 悟仁*; 三宅 耕作*; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.767 - 768, 2000/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.92(Physics, Condensed Matter)

われわれはUB$$_{4}$$の純良単結晶を育成し、ドハース・ファンアルフェン効果と磁気抵抗の測定を行った。磁気抵抗のデータから、UB$$_{4}$$は伝導電子とホールの数が等しい補償金属で[100],[010]方向に開軌道を持つことがわかった。ドハース・ファンアルフェン振動のブランチは11個観測され、そのサイクロトロン質量は3.0~14.1m$$_{0}$$でこれは電子比熱係数24.9mJ/K$$^{2}$$・molを反映している。

論文

Observation of heavy electrons in UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$

芳賀 芳範; 稲田 佳彦*; 山上 浩志*; 桜井 健司*; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 本間 徹生*; 大貫 惇睦*

Physica B; Condensed Matter, 281-282, p.780 - 781, 2000/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Condensed Matter)

重い電子系超伝導体UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$の高純度単結晶を育成し、ドハース・ファンアルフェン(dHvA)効果の観測に成功した。極値断面積の角度依存性は過去の報告と一致した。本研究では新たに$$zeta$$と呼ばれる新しいブランチを発見した。この軌道は有効質量が65m$$_{0}$$と極めて重くなっていることが見いだされた。

論文

Neutron scattering studies on heavy-fermion superconductors

目時 直人; 小池 良浩; 芳賀 芳範; 本間 徹生; 佐藤 真直; 大貫 惇睦

Physica B; Condensed Matter, 280(1-4), p.362 - 367, 2000/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:22.75(Physics, Condensed Matter)

近年行った重い電子系超伝導体の中性子散乱実験による研究について、磁気及び超伝導秩序変数の結合、磁気励起に観察された超電導ギャップ、そして弱反強磁性秩序の特異な性質に関して報告する。

論文

Neutron scattering experiments at high pressure on a heavy fermion superconductor UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$

本間 徹生; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 目時 直人; 小池 良浩; 長壁 豊隆; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 68(12), p.4047 - 4048, 1999/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:16.38(Physics, Multidisciplinary)

重い電子系超伝導体UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$におけるT$$_{N}$$(14.5K)以下での反強磁性秩序と約2Kでの超伝導転移の圧力依存性が、電気抵抗・比熱などのマクロな物性測定によって調べられている。その結果、磁気相転移に伴う異常は圧力によって抑制される振る舞いを示すが、超伝導転移に伴う異常はほとんど変化しない。この異常な圧力依存性をミクロな立場から理解し、磁気秩序と超伝導の発現機構に対する知見を得るために圧力下中性子散乱実験を行った。その結果、T$$_{N}$$は過去の圧力下の研究と一致して高圧下で減少傾向を示した。新たに磁気モーメントの大きさが加圧とともに大きく減少することを見いだした。この圧力依存性を直線で外挿すると磁気モーメントは6.5GPaで消失することが期待される。

論文

De Haas-van Alphen oscillation in both the normal and superconducting mixed states of UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$

芳賀 芳範; 稲田 佳彦*; 桜井 健司*; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 本間 徹生*; 大貫 惇睦*

Journal of the Physical Society of Japan, 68(2), p.342 - 345, 1999/02

 被引用回数:18 パーセンタイル:83.37(Physics, Multidisciplinary)

UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$は、反強磁性と超伝導が共存する系として注目されている。この物質はd波型超伝導と考えられており、超伝導ギャップのノードがフェルミ面のどこにあるか興味がある。我々は、UPd$$_{2}$$Al$$_{3}$$の電子状態を明らかにするために、ドハース・ファンアルフェン効果の測定を行った。その結果、超伝導混合状態での信号を初めて検出し、サイクロトロン有効質量及び、散乱緩和率に相当するディングル温度の磁場依存性を決定した。両者とも常伝導状態では磁場によらないが、混合状態では著しく変化する。すなわち、ディングル温度は混合状態で増大するが、これは磁束の侵入によるポテンシャルの乱れで説明される。一方有効質量は、混合状態で減少するが、この起源は明らかではない。この現象はf電子系超伝導体だけで観測されることから、電子相関が原因となっていると考えられる。

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