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論文

Temperature dependence of the spin Seebeck effect in [Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$/Pt]n multilayers

Ramos, R.*; 吉川 貴史*; Anad$'o$n, A.*; Lucas, I.*; 内田 健一*; Algarabel, P. A.*; Morell$'o$n, L.*; Aguirre, M. H.*; 齊藤 英治; Ibarra, M. R.*

AIP Advances (Internet), 7(5), p.055915_1 - 055915_7, 2017/05

 被引用回数:13 パーセンタイル:25.14(Nanoscience & Nanotechnology)

We report temperature dependent measurements of the spin Seebeck effect (SSE) in multilayers formed by repeated growth of a Fe$$_3$$O$$_4$$/Pt bilayer junction. The magnitude of the observed enhancement of the SSE, relative to the SSE in the single bilayer, shows a monotonic increase with decreasing the temperature. This result can be understood by an increase of the characteristic length for spin current transport in the system, in qualitative agreement with the recently observed increase in the magnon diffusion length in Fe$$_3$$O$$_4$$ at lower temperatures. Our result suggests that the thermoelectric performance of the SSE in multilayer structures can be further improved by careful choice of materials with suitable spin transport properties.

論文

Unconventional scaling and significant enhancement of the spin Seebeck effect in multilayers

Ramos, R.*; 吉川 貴史*; Aguirre, M.*; Lucas, I.*; Anad$'o$n, A.*; 小宅 教文*; 内田 健一*; 安立 裕人; 塩見 淳一郎*; Algarabel, P. A.*; et al.

Physical Review B, 92(22), p.220407_1 - 220407_5, 2015/12

 被引用回数:48 パーセンタイル:8.17(Materials Science, Multidisciplinary)

Spin Seebeck effects have been investigated in highly crystalline magnetic multilayer films. Voltage as well as power generated by the spin Seebeck effect were found to be significantly enhanced with increasing the number of layers, $$n$$. This voltage enhancement defies the simple understanding of the spin Seebeck effect and suggests that spin current flowing between the magnetic layers in the thickness direction plays an important role in the multilayer SSE systems and the observed voltage enhancement.

論文

The Accomplishment of the engineering design activities of IFMIF/EVEDA; The European-Japanese project towards a Li(d,xn) fusion relevant neutron source

Knaster, J.*; Ibarra, A.*; 井田 瑞穂*; 近藤 恵太郎; 菊地 孝行; 大平 茂; 杉本 昌義; 若井 栄一; 渡邊 和仁; 他58名*

Nuclear Fusion, 55(8), p.086003_1 - 086003_30, 2015/08

 被引用回数:49 パーセンタイル:1.99(Physics, Fluids & Plasmas)

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は、現在、日欧間の幅広いアプローチ協定の基で工学実証・工学設計活動(EVEDA)フェーズにおける研究開発か進行中である。工学設計活動(EDA)は2013年夏、予定通りに終了し、IFMIF中間工学設計書(The IFMIF Intermediate Engineering Design Report: IIEDR)を刊行した。先行フェーズに比べ、多くの点で設計の改善が行われた。特に、超伝導加速器の概念により、ビームロスの低減と運転コストの低減が実現された。照射施設の設計においては、照射モジュールと放射線遮蔽構造体を分離することによって、照射試験の柔軟性、遠隔操作機器の信頼性の向上とコストの削減が実現された。刊行されたIFMIF中間工学設計書は、EVEDA事業が開始された2007年より実施されている工学実証活動(EVA)の成果を補完し、建設判断を行うに足る情報を提供する。またさらに、益々増す核融合分野からの要求に合致した次の目標を定める上での基礎となる。

論文

Anomalous Nernst effect of Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$ single crystal

Ramos, R.*; Aguirre, M. H.*; Anad$'o$n, A.*; Blasco, J.*; Lucas, I.*; 内田 健一*; Algarabel, P. A.*; Morell$'o$n, L.*; 齊藤 英治; Ibarra, M. R.*

Physical Review B, 90(5), p.054422_1 - 054422_6, 2014/08

 被引用回数:46 パーセンタイル:9.19(Materials Science, Multidisciplinary)

We report a complete characterization of the anomalous Nernst effect (ANE) and its relationship with the anomalous Hall effect (AHE) in Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$. By combining full thermoelectric and electric transport measurements as a function of temperature, we have verified that the universal scaling relation between the anomalous Hall and diagonal conductivities, observed in materials with bad-metal-hopping type of conduction, is also applicable to the thermoelectric transport. We further show that the ANE and AHE are commonly related through the Mott relation, therefore demonstrating its validity for anomalous transport phenomena in materials with conduction in the dirty regime.

論文

Engineering validation and engineering design of lithium target facility in IFMIF/EVEDA project

若井 栄一; 近藤 浩夫; 金村 卓治; 古川 智弘; 平川 康; 渡辺 一慶; 井田 瑞穂*; 伊藤 譲; 新妻 重人; 枝尾 祐希; et al.

Fusion Science and Technology, 66(1), p.46 - 56, 2014/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:59.06(Nuclear Science & Technology)

EVEDA Lithium Test Loop (ELTL) has been designed and constructed, has operated a liquid lithium flow test facility with the world's highest flow rate and has succeeded in generating a 100-mm-wide and 25-mm-thick free-surface lithium flow along a concave back plate steadily at a high speed of 20 m/s at 300$$^{circ}$$C for the first time in the world. This result will greatly advance the development of an accelerator-based neutron source to high energy and high density, one of the key objectives of the fusion reactor materials development under the BA (Broader Approach) Activities. Recent related engineering validation and engineering design of the lithium facility has been evaluated.

論文

IFMIF; Overview of the validation activities

Knaster, J.*; Arbeiter, F.*; Cara, P.*; Favuzza, P.*; 古川 智弘; Groeschel, F.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; 松本 宏*; Mosnier, A.*; et al.

Nuclear Fusion, 53(11), p.116001_1 - 116001_18, 2013/11

AA2013-0294.pdf:2.55MB

 被引用回数:58 パーセンタイル:2.9(Physics, Fluids & Plasmas)

日欧協力による幅広いアプローチ活動の下、IFMIF/EVEDA事業は、次の段階のIFMIF建設を目途としている。主要施設である(1)加速器、(2)標的、(3)試験設備の実証活動では、フルスケールのプロトタイプ、もしくは、直接、IFMIFへ外挿可能なスケールダウンモデルを製作している。1.125MW(125mA, 9MeV)の重陽子ライナックの据付が2013年3月に日本の六ヶ所で始まる。日本の大洗で稼動中の世界最大の液体リチウム試験ループは、今後、意欲的な実験が計画されている。フルスケールの高中性子束試験モジュールには日欧の協力で開発された小型試験片が約千個詰め込まれ、ヘリウムガスループとともにドイツで製作された。フルスケールのクリープ試験用中間中性子束試験モジュールがスイスで製作された。

論文

Observation of the spin Seebeck effect in epitaxial Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$ thin films

Ramos, R.*; 吉川 貴史*; 内田 健一*; 安立 裕人; Lucas, I.*; Aguirre, M.*; Algarabel, P.*; Morell$'o$n, L.*; 前川 禎通; 齊藤 英治; et al.

Applied Physics Letters, 102(7), p.072413_1 - 072413_5, 2013/02

 被引用回数:120 パーセンタイル:2.47(Physics, Applied)

We report the experimental observation of the spin Seebeck effect in magnetite thin films. The signal observed at temperatures above the Verwey transition is a contribution from both the anomalous Nernst (ANE) and spin Seebeck (SSE) effects. The contribution from the ANE of the Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$ layer to the SSE is found to be negligible due to the resistivity difference between Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$ and Pt layers. Below the Verwey transition, the SSE is free from the ANE of the ferromagnetic layer and it is also found to dominate over the ANE due to magnetic proximity effect on the Pt layer.

論文

IFMIF specifications from the users point of view

Garin, P.*; Diegele, E.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; 實川 資朗; 木村 晴行; M$"o$slang, A.*; 室賀 健夫*; 西谷 健夫; Poitevin, Y.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.611 - 614, 2011/10

 被引用回数:25 パーセンタイル:9.03(Nuclear Science & Technology)

この論文はIFMIF仕様作業グループが、IFMIF施設の最上位の仕様に関して、ユーザーの視点で提言をまとめたものである。特に核融合動力炉と材料開発に関する日欧の異なるロードマップを考慮した。ブランケット構造材料,ブランケット機能材料及びセラミックス等の非金属材料の開発において、IFMIFに要求される仕様を提案した。さらに、ITER TBMの性能確認試験への適用の可能性についても言及した。

論文

IFMIF加速器のプロトタイプ建設の意義と目標課題

杉本 昌義; Garin, P.*; Vermare, C.*; 設楽 弘之; 木村 晴行; 鈴木 寛光; 大平 茂; 奥村 義和; Mosnier, A.*; Facco, A.*; et al.

加速器, 7(2), p.110 - 118, 2010/07

国際核融合材料照射施設(IFMIF)は核融合材料開発のための加速器型中性子源である。2007年6月より始まったIFMIFの工学実証工学設計活動(EVEDA)では40MeV, 125mAの重陽子加速実現のための原型加速器を青森県六ヶ所村に建設中である。原型機は超電導加速器の初段部までをつくり、9MeV, 125mAの運転を実現するのが目標である。その主な技術仕様や大電流加速器の課題を述べるとともに、原型機運転において期待される成果を概説する。

論文

Commissioning of the IFMIF/EVEDA accelerator prototype; Objectives & plans

Vermare, C.*; Garin, P.*; Shidara, H.*; Beauvais, P. Y.*; Mosnier, A.*; Ibarra, A.*; Heidinger, R.*; Facco, A.*; Pisent, A.*; 前原 直; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.777 - 779, 2010/05

In the frame of the IFMIF/EVEDA project, a high-intensity (125 mA) CW deuteron accelerator will be installed and commissioned at the Rokkasho Broader Approach (BA) site. The main objective of this 9 MeV prototype is to provide information on the feasibility of the design, the manufacturing and the operation of the two linacs (up to 40 MeV) foreseen for IFMIF. Based on the requirements for each system (accelerators, lithium target and tests facility) which are deduced from the IFMIF fusion material irradiation requirements, given by the users, the objectives of this accelerator prototype are defined and presented here. Also, because of the distributed nature of the design work and the procurement of the accelerator, organization of the installation and commissioning phase is essential. The installation and commissioning schemes, the organization proposed and the overall plans are presented.

論文

The Accelerator prototype of the IFMIF/EVEDA project

Mosnier, A.*; Beauvais, P. Y.*; Branas, B.*; Comunian, M.*; Facco, A.*; Garin, P.*; Gobin, R.*; Gournay, J. F.*; Heidinger, R.*; Ibarra, A.*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.588 - 590, 2010/05

The objectives of the IFMIF/EVEDA project are to produce the detailed design of the entire IFMIF facility, as well as to build and test a number of prototypes, including a high-intensity CW deuteron accelerator (125 mA @ 9 MeV). Most of the accelerator components (injector, RFQ, superconducting RF-linac, transport line and beam dump, RF systems, local control systems, beam instrumentation) are designed and provided by European institutions (CEA/Saclay, CIEMAT, INFN/LNL, SCK-CEN), while the RFQ couplers, the supervision of the control system and the building including utilities constructed at Rokkasho BA site are provided by JAEA. The coordination between Europe and Japan is ensured by an international project team, located in Rokkasho, where the accelerator will be installed and commissioned. The design and R&D activities are presented, as well as the schedule of the prototype accelerator.

論文

Progress of the accelerator in Broader Approach IFMIF/EVEDA project

神藤 勝啓; Vermare, C.*; 原見 太幹*; 杉本 昌義; Garin, P.*; 前原 直; 榊 泰直; 大平 茂; 奥村 義和; Mosnier, A.*; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.255 - 258, 2008/00

During 6 years of IFMIF/EVEDA project since July 2007, design, construction, operation and maintenance of a prototype accelerator as an engineering validation activity and an accelerator engineering design activity for IFMIF including the interfaces with the Li loop target system and the material irradiation test facilities will be performed. The prototype accelerator consists of a 100 keV injector equipped with an ECR ion source, a radio-frequency quadrupole (RFQ) linac accelerating the beam up to 5 MeV, the first section of the superconducting drift tube linac (SC-DTL) accelerating the beam up to 9 MeV and subsystems. Most of the accelerator components are provided by European institutions (CEA/Saclay, CIEMAT, INFN/LNL etc.), while the RF couplers for the RFQ linac, the supervision of the accelerator control system and the accelerator prototype building constructed at Rokkasho BA site for the accelerator test and beam diagnosis are provided by JAEA. The R&D activities and the future schedule of the prototype accelerator of the IFMIF/EVEDA project will be presented.

口頭

IFMIF/EVEDA原型加速器の製作現況

設楽 弘之; Vermare, C.*; 杉本 昌義; Garin, P.*; 前原 直; 神藤 勝啓; Mosnier, A.*; Ibarra, A.*; Facco, A.*

no journal, , 

幅広いアプローチ活動のもとで実施しているIFMIF/EVEDA事業では工学実証活動の大きな柱として、IFMIF加速器の前段部の原型加速器を製作し、青森県六ヶ所において建設・運転試験を行う準備が進められている。原型加速器では、IFMIF加速器の仕様(40MeV, 125mAのD$$^{+}$$をCWモードで供給)を実現するうえで最重要課題とみなされる、入射器からRFQリニアック,超伝導リニアックの初段までの前段部を実規模で実証するのがねらいであり、9MeV, 125mA CWのD$$^{+}$$加速を目標に各機器及びシステムとしての性能を検証する。2012年以降、上流側から順次、機器の設置、及び調整試験を行い、2014年には原型加速器全体のCW運転を含む実証試験を行う予定である。全段を通して、ビームのエネルギー,ビーム形状等の計測を行うことで、設置誤差等によるビーム品質の安定性,良好さの確認が不必要な放射化を抑えるために必要である。また、RF源・RF伝送,ビームダイナミクス,冷却系・制御系等の補機系の開発,放射線安全等の検討も平行して進められている。

口頭

Fusion technology activities through the Broader Approach IFMIF-EVEDA project

松本 宏; Knaster, J.*; Heidinger, R.*; 杉本 昌義; Ibarra, A.*; Mosnier, A.*; Heinzel, V.*; Massaut, V.*; Micciche, G.*; M$"o$slang, A.*

no journal, , 

国際核融合材料照射施設(IFMIF)工学設計及び実証試験活動は2007年に欧州と日本の間で結ばれた幅広い活動協定に基づき開始され、IFMIFプラントを建設するうえでの主要な技術課題を実証するサブプロジェクトを同時に進めながらIFMIFの工学設計を完成させることを目的とし、以下のサブプロジェクトより構成される。(1)IFMIFの工学設計をし、その建設,運転,廃止措置に関する決定に必要な情報を提供する。(2)IFMIFの 困難な技術課題を実証するために、原型加速器,リシウムループ,照射サンプルを格納するリグなどを設計制作し、運転試験を行う。工学設計は2013年3月までに主な設計作業を完了し、6月に中間設計報告書を完成させ、終了の予定である。発表ではこれまでに得られた実証試験からの知見をとり入れながら完成しつつある工学設計の概要、またこれまでの実証試験の成果、今後5年間に渡り続く加速器実証試験のスケジュール、予定などを発表する。

口頭

Spin Seebeck effect in a variety of magnetic systems

前川 禎通; Ibarra, R.*; 齊藤 英治*

no journal, , 

When metals and semiconductors are placed in a temperature gradient, the electric voltage is generated. This mechanism to convert heat into electricity, the so-called Seebeck effect, has attracted much attention as the mechanism for utilizing wasted heat energy. Ferromagnetic insulators are good conductors of spin current, i.e., the flow of electron spins. When they are placed in a temperature gradient, generated are spin current and the spin voltage, i.e., spin accumulation. Once the spin voltage is converted into the electric voltage by the inverse spin Hall effect in attached metal films, the electric voltage is obtained from heat energy. This is called the spin Seebeck effect (SSE).Here, we present our recent progress in the study on the spin Seebeck effect in collaboration with the Zaragoza team headed by M. R. Ibarra.

口頭

Vision of the neutron source for the post BA activities

大平 茂; 落合 謙太郎; 杉本 昌義; 春日井 敦; 奥村 義和; 牛草 健吉; Ibarra, A.*; Heidinger, R.*; Knaster, J.*

no journal, , 

IFMIF/EVEDA事業では、EVEDAリチウム試験ループで安定したリチウム流の実現が実証され、原型加速器では入射器において成果が生み出されつつあるが、BA運営委員会では十分に長い時間をかけてLIPAcの信頼性をテストするために、延長の可能性の検討が要請されている。これらのBA活動の進捗状況と成果を基に、EUと日本はポストBA活動の連携の検討を2014年の初めに開始し、現在の連携協力の可能性のある領域として、既存のBA活動の発展あるいは増強が検討されている。この議論の中で、DONESあるいはA-FNSという名称で、IFMIF加速器の1基分を備えた中性子源を備える必要があると評価がなされた。本発表ではIFMIF/EVEDA事業の現状及び成果を紹介するとともに、日本、欧州それぞれの中性子源の検討について述べる。

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