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五十嵐 正安*; 松本 朋浩*; 八木橋 不二夫*; 山下 浩*; 大原 高志; 花島 隆泰*; 中尾 朗子*; 茂吉 武人*; 佐藤 一彦*; 島田 茂*
Nature Communications (Internet), 8, p.140_1 - 140_8, 2017/07
被引用回数：25 パーセンタイル：65.98(Multidisciplinary Sciences)Orthosilicic acid (Si(OH)
) and its small condensation compounds are among the most important silicon compounds but have never been isolated, despite the long history of intense research due to their instability. These compounds would be highly useful building blocks for advanced materials if they become available at high purity. We developed a simple procedure to selectively synthesize orthosilicic acid, its dimer, cyclic trimer, and tetramer, as well as appropriate conditions to stabilize these species, in organic solvents. Isolation of orthosilicic acid, the dimer and the cyclic tetramer as hydrogen-bonded crystals with tetrabutylammonium halides and of the cyclic trimer as solvent-containing crystals was achieved. The solid-state structures of these compounds were unambiguously clarified by single crystal X-ray diffraction analysis and also by neutron diffraction study for orthosilicic acid. Based on these results, we also succeeded in developing a more practical synthetic procedure for high concentrations of stable orthosilicic acid stably in organic solvents via a simple hydrolysis of tetraalkoxysilanes.
味村 周平*; Bezerra, T. J. C.*; Chauveau, E.*; Enomoto, T.*; 古田 久敬*; 原田 正英; 長谷川 勝一; Hiraiwa, T.*; 五十嵐 洋一*; 岩井 瑛人*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2015(6), p.063C01_1 - 063C01_19, 2015/06
被引用回数：6 パーセンタイル：46.14(Physics, Multidisciplinary)J-PARC E56実験は物質・生命科学実験施設においてステライルニュートリノを探索する実験である。実験の妥当性を検証するために、われわれはMLF 3Fにバックグランドイベント用検出器を設置し、測定を行った。この検出器は500Kgのプラスチックシンチレータから構成されている。陽子ビーム入射によって
線と中性子が生成され、宇宙線起源の線なども検出された。これらの結果について報告する。
高橋 昭久*; 久保 誠*; 五十嵐 千恵*; 吉田 由香里*; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 中野 隆史*
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 82, 2015/03
放射線によるDNA二本鎖切断(DSB)は致命的であるが、相同組換え(HR)および非相同末端結合(NHEJ)によって修復される。そこで、我々は殺細胞効果におよぼすDNA二本鎖切断修復のLET依存性を明らかにすることを目的に、DNA二本鎖切断修復の異なる細胞における高LET放射線感受性をコロニー形成法で評価した。その結果、NHEJがはたらく野生型細胞とHR欠損細胞は108keV/
mの炭素線で高いRBE値を示した。SER値はHR修復欠損ではLETの違いによらず約2と一定だったのに対して、NHEJ修復欠損ではX線に比べて、HR修復欠損よりも高い値を示した。
永井 泰樹; 橋本 和幸; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司; 園田 望; 川端 方子; 原田 秀郎; 金 政浩*; 塚田 和明; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 82(6), p.064201_1 - 064201_7, 2013/06
被引用回数：41 パーセンタイル：85.2(Physics, Multidisciplinary)A new system proposed for the generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons (GRAND) is described by mainly discussing the production of 
Mo used for nuclear medicine diagnosis. A prototype facility of this system consists of a cyclotron to produce intense accelerator neutrons from the 
C(d,n) reaction with 40 MeV 2 mA deuteron beams, and a sublimation system to separate 
Tc from an irradiated 
MoO
sample. About 9.7 TBq/week of Mo is produced by repeating irradiation on an enriched Mo sample (251g) with accelerator neutrons three times for two days. It meets about 10% of the Mo demand in Japan. The characteristic feature of the system lies in its capability to reliably produce a wide range of high-quality, carrier-free, carrier-added radioisotopes with a minimum level of radioactive wastes without using uranium. The system is compact in size, and easy to operate; therefore it could be used worldwide to produce radioisotopes for medical, research, and industrial applications.
Tc-MDP using Tc separated from Mo produced by Mo(
,2)Mo永井 泰樹; 初川 雄一; 金 政浩; 橋本 和幸; 本石 章司; 今野 力; 落合 謙太郎; 高倉 耕祐; 佐藤 裕一*; 河内 幸正*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(8), p.083201_1 - 083201_4, 2011/08
被引用回数：14 パーセンタイル：64.23(Physics, Multidisciplinary)加速器で生成される中性子を酸化モリブデン100に照射して、Mo(,2)Mo反応で生成したMoから放射性の不純物を除去してTcを分離抽出すること、そして、Tc-MDP標識化合物を合成することに、世界で初めて成功した。親核のMoは、原子力機構の核融合中性子源施設で、トリチウムに重陽子を照射して得られる14MeVの中性子を用いて、Mo(,2)Mo反応で生成した。そして、Tcは、昇華法でMoから分離抽出し、その放射核純度は、99.99%以上であることを、分光で確認した。また、Tc-MDP標識率は、99%以上であることを、薄膜クロマト法で確かめた。これらの値は、米国薬局方が高濃縮ウランの核分裂反応で生成されるMoに対する要請値を超えるものである。そのため、本方法で生成するMoは、核分裂法の代替えとして有効であり、我が国の安定かつ信頼性の高いMo供給に寄与するであろう。
小林 貴之; 寺門 正之; 佐藤 文明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.037_1 - 037_10, 2009/08
電子サイクロトロン加熱電流駆動は高効率電子加熱と、新古典ティアリングモード(NTM)抑制において重要な核融合プラズマ制御手法である。近年、JT-60Uの電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、高出力ジャイロトロン開発と出力変調技術開発に成功した。1.5MW, 1秒間の安定な発振が2007年に初めて実証された。空胴及びコレクターの温度上昇の評価を行い、1.5MWでのパルス幅伸張が、110GHzジャイロトロン改造管により可能である見通しを得た。加えて、NTMに同期した0.8MW, 5kHzの出力変調ECCDを実施した。NTM同期装置が期待どおりに動作し、JT-60UでのNTM抑制実験において重要な役割を果たした。これらの開発結果により、近い将来の電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、性能を向上させるための開発に重要な知見が得られた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 平内 慎一; et al.
Nuclear Fusion, 49(8), p.085001_1 - 085001_7, 2009/07
被引用回数：20 パーセンタイル：60.87(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60U電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)装置のジャイロトロンにおいて、1.5MW, 1秒間(110GHz)の出力が得られた。これは1秒以上のパルス幅では世界最高値である。熱応力の観点で注意深く設計された共振器,ミラー駆動ベローズのRFシールド,誘電損失の小さいセラミックを用いたDCブレークがこの出力を可能にした。一方、5kHzという高い周波数でパワー変調を行うことに成功しJT-60Uの新古典テアリングモード(NTM)抑制実験の成果につながった。ジャイロトロンのカソードヒーターパワーとアノード電流の実時間制御によって0.4MW, 30秒の長パルス入射をデモンストレーションし、伝送系部品の温度上昇を測定するとともにその健全性を確認し、さらなる長パルス入射の見通しを得た。また、4本のジャイロトロンを同時に発振させ2.9MW, 5秒の高パワー入射を行って、高いシステム総合性能を示すことができた。信頼性の高い長パルス対応水冷式アンテナとして、革新的な直線駆動ミラーを用いる方式を設計した。ビームプロファイルと機械強度を評価する計算を行って実現可能性を確証した。
横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 佐藤 文明; 和田 健次; et al.
JAEA-Technology 2008-065, 98 Pages, 2008/10
JAEA-Technology-2008-065.pdf:38.83MB
本報告は、大型トカマク実験装置JT-60Uの次期装置として計画されているJT-60SAの建設に先立って必要な、JT-60高周波加熱装置大電力増幅設備及び電源設備等の解体について検討した結果をまとめたものである。RF増幅室I,RF増幅室II,RF増幅室III,加熱電源棟,トランスヤード,一次冷却棟,加熱ポンプ室,ドライエリアを含むJT-60実験棟地下設備,JT-60実験棟屋上に至る広い範囲での設備解体について検討を行い、その(1)対象機器,(2)作業内容と内訳,(3)物量の推定,(4)解体の手順方法と留意事項についてまとめた。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 寺門 正之; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 平内 慎一; et al.
Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 8 Pages, 2008/10
JT-60Uの電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置のジャイロトロン開発において、1.5MW,1秒間(110GHz)の出力を得ることに成功した。これは1秒以上のパルス幅では世界最高値である。熱応力の観点で注意深く設計された共振器,ミラー駆動ベローズのRFシールド,誘電損失の小さいセラミックを用いたDCブレークがこの出力を可能にした。一方、5kHzという高い周波数でパワー変調を行うことに成功しJT-60Uの新古典テアリングモード(NTM)抑制実験の成果につながった。ジャイロトロンのカソードヒーターパワーとアノード電圧の実時間制御によって0.4MW,30秒の長パルス入射をデモンストレーションし、伝送系部品の温度上昇を測定するとともにその健全性を確認し、さらなる長パルス入射の見通しを得た。また、4本のジャイロトロンを同時に発振させ2.9MW,5秒の高パワー入射を行って、高いシステム総合性能を示すことができた。信頼性の高い長パルス対応水冷式アンテナとして、革新的な直線駆動ミラーを用いる方式を設計した。ビームプロファイルと機械強度を評価する計算を行って実現可能性を確証した。
五十嵐 誉廣; 三輪 幸夫; 加治 芳行; 塚田 隆
Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(4), p.1188 - 1196, 2008/00
粒界型応力腐食割れ(IGSCC)の分岐き裂を再現するための2次元IGSCCモデルの開発を行った。本モデルでは、IGSCCの進展傾向に重要な影響を与えると考えられる、粒界腐食,粒界に作用するせん断応力の影響、そして粒界強度の因子を考慮してIGSCCを進展させる。本モデルを用いて、幾つかの荷重条件,せん断応力条件におけるき裂進展シミュレーションを行った。結果、き裂分岐の原因は粒界に作用するせん断応力の影響であること、そしてIGSCCに特異的に見られる、荷重方向に対し斜め方向へのき裂進展の原因は、せん断応力と粒界腐食の相乗的影響であることがわかった。
五十嵐 誉廣; 三輪 幸夫; 加治 芳行; 塚田 隆
Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 8 Pages, 2007/04
粒界型応力腐食割れ(IGSCC)の特徴の一つである分岐き裂を再現する2次元粒界型応力腐食割れ進展モデルの開発を行った。モデルでは、粒界の長さ,粒界強度などの「結晶粒スケール」の要因によりIGSCC進展が実現される。特に、粒界腐食と粒界に作用するせん断応力をパラメータとしてモデルに導入した。本モデルを用いて、幾つかの荷重条件,せん断応力条件におけるIGSCC進展の計算機シミュレーション解析を行った。解析結果より、き裂分岐は粒界に対するせん断応力の影響により実現されること、そしてせん断応力と粒界腐食の相乗的影響によって、荷重方向に対し斜めに進展する傾向が見られることがわかった。
五十嵐 誉廣; 尾形 修司*; 塚田 隆
Proceedings of 3rd International Conference on Multiscale Materials Modeling, p.179 - 182, 2006/09
材料の破壊・損傷などの諸現象は、さまざまなサイズにおける材料の化学的・機械的特性の変化や、環境の効果などが複雑に影響を及ぼし合う現象であるため、各種の実験解析から得られた結果を総合的に考慮する必要がある。しかし、実験解析で取り扱えるサイズには限界があること、そして実験では短い時間スケールの動的振る舞いを追うことが難しいことから、破壊・損傷現象の素過程を追うための解析手法として計算機解析が注目されている。計算機を用いた連続体-原子マルチスケール手法は、計算精度を保ちつつ解析時間の削減が可能であるため、ナノ
サブミクロンサイズの材料に関する諸物理現象の素過程を解析するための適切な手法の一つである。本研究では、新しいマルチスケール手法である、高速粗視化粒子-分子動力学ハイブリッドシミュレーション法の開発を行い、開発したハイブリッドシミュレーション法を用いて
-Fe系のシミュレーション解析を行った。原子ポテンシャルはFeとCuを扱うことができるAcklandポテンシャルを採用した。特に粒界を含むFe系に対し応力が作用したときのFe原子の振る舞いについて、原子論的な視点から議論を行う。
近藤 恭弘; 秋川 藤志; 穴見 昌三*; 浅野 博之*; 福井 佑治*; 五十嵐 前衛*; 池上 清*; 池上 雅紀*; 伊藤 崇; 川村 真人*; et al.
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.156 - 158, 2004/08
現在KEKにおいて、J-PARCリニアックのDTL1のビームコミッショニングが行われている。ピーク電流30mA,パルス幅20micro-sec,繰り返し12.5HzのビームをDTL1から透過率100%で引出し、設計値通りの19.7MeVに加速されていることを確認した。本発表では、DTL1のビームコミッショニングで現在までに得られている結果を発表する。
森山 伸一; 横倉 賢治; 長谷川 浩一; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 石井 和宏; 佐藤 文明; 谷 孝志; 五十嵐 浩一; 下野 貢; et al.
no journal, ,
電子サイクロトロン加熱(ECH)装置で用いるミリ波帯の方向性結合器は導波管内の不要モードや偏波に 敏感に反応して結合度等が変化するために適用範囲の広いパワー計測法とは言えない。この問題を解決するため、JT-60本体とECH装置導波管の真空を隔て、ミリ波を透過する窓として使用しているCVDダイアモンドディスクが、誘電正接によって発熱することを利用してパワーを測定する新しい手法の開発を行っている。ミリ波はHE11モードで伝送されるため、パワー密度が大きいディスク中心部にピークした発熱分布となる。しかしダイアモンドの熱伝導率が非常に高い(2kW/mK)ことを利用して、温度測定の可能なディスク端の温度変化から準実時間でパワーを見積もることを目指している。ディスクの発熱分布と熱伝導に関するモデル計算を行って、ディスク端温度の時間変化率を予想し、この変化率から求めたパワー波形より、測定の応答時間を0.2秒程度にできること明らかにした。これにより、時間応答性の高い極細熱電対を用いることにより、JT-60への実入射パワーを準実時間で測定できる見通しが得られた。
加治 芳行; 五十嵐 誉廣; 三輪 幸夫; 田口 剛俊; 相沢 静男; 塚田 隆; 菱田 護*; 高倉 賢一*
no journal, ,
照射誘起応力腐食割れ(IASCC)は、軽水炉炉内機器の信頼性向上にかかわる重要な検討課題である。本研究では、応力拡大係数Kの有効範囲の検討,き裂進展形態の観察を目的として、照射材を用いてき裂進展量を長くした照射後き裂進展試験と有限要素法による解析を実施した。高速中性子照射量1
10
n/m
(E
1MeV)まで照射したSUS304鋼を用いて、288
C高温水中において初期応力拡大係数Kin=18, 23MPam
の2条件でSCC進展試験を実施した。き裂進展挙動を把握するために、試験片肉厚中央断面において、光学顕微鏡によるき裂の進展状況の観察,微小硬さ試験機を用いたき裂近傍の硬さ測定,後方散乱電子線回折パターン(EBSP)法による粒界性格の測定等を行った。試験片肉厚中央断面におけるき裂進展形態としては、負荷方向に垂直な方向に対して上下約45方向への分岐が観察された。EBSP法による粒界性格測定により、分岐したき裂も含めて結晶粒界を進展しており、主としてランダム粒界を進展していた。また、有限要素法による解析結果から、き裂が分岐した場合には単一き裂の場合と比べて、電位差法によりき裂長さを長めに評価することがわかった。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SA用電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW5秒(110GHz 4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW100秒(110GHz 4系統,140GHz 5系統)に増力する計画である。アンテナはJT-60Uで実績のある回転ミラー式と新方式の直線駆動式の開発を平行して進めている。前者では長パルス入射に不可欠な熱除去の方法として、核融合炉級環境での信頼性を高める目的で、冷却水を用いない熱伝導による除熱の可能性を探っている。一方、真空容器内の冷却水供給管を剛体にできる後者では、曲面鏡の曲率と寸法に対してビームの駆動範囲とプロファイルを計算し、480mm角のポートに収納可能なアンテナを設計できる見通しを得た。高周波源のジャイロトロン開発では絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更することによって漏れ高周波による発熱を抑え、0.2秒以上のパルス幅では世界初となる1.5MW(1秒)の発振に成功した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、ITER向け170GHz管で実績のあるモード変換器の改良を実施中で、年度内に試験を開始できる見込みである。
森山 伸一; 小林 貴之; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SA電子サイクロトロン周波数帯(ECRF)加熱電流駆動装置の設計を進めており、現状の入射電力約3MW,5秒(110GHz,4系統)のJT-60U用ECRF装置を改造し、7MW,100秒(110GHz4系統,140GHz5系統)に増力する計画である。ジャイロトロン開発では、絶縁円筒をアルミナから窒化珪素に変更し、モード変換損失高周波等による発熱を抑え、1.5MW,1秒間の発振に成功した。1ms級では2MWの原理検証試験がロシアと欧州で行われているが、核融合実験の実用パルス幅である0.1秒以上ではJT-60Uのジャイロトロンが従来から世界をリード(1.3MW)しており、今回の発振パワー1.5MWは当初定格及び欧米の競合管の記録の約1.5倍となった。冷却水温度から推定して絶縁円筒温度は低く維持されていると見られ、キャビティ温度は冷却水沸騰温度に到達せずに、パルス幅より短い0.7秒程度で飽和した。一方、飽和に5から10秒を要するコレクタ温度はパルス幅3秒程度で冷却水が沸騰に至る可能性を示した。さらに1MWで100秒連続発振を目指して、モード変換器の効率改善の改良を実施中である。
小林 貴之; 森山 伸一; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.
no journal, ,
JT-60SAにおいて、7MWの電子サイクロトロン加熱及び電流駆動が、4ユニットの110GHz及び5ユニットの140GHzの電子サイクロトロン波(ECRF)加熱電流駆動装置により行われる。伝送系は4か所の斜め上ポートに接続され、ポート内には準光学アンテナが設置される。現在、2種類のアンテナ方式が検討されている。一つは従来型の回転ミラーアンテナ方式であり、もう一つは直線駆動ミラーにより入射角を制御する新しいアンテナ方式である。これらのアンテナ方式について、冷却構造,入射角度範囲及びビーム径の観点から評価を行っている。また、JT-60U ECRF加熱電流駆動装置では、大電力発振管ジャイロトロン1基で1.5MW/1秒の高出力運転を達成した。さらに、JT-60SA用のジャイロトロンの開発を目指して、既存110GHzジャイロトロンの改造を進めている。以上のJT-60SA用ECRF加熱電流駆動装置の設計検討の進捗状況と、JT-60U ECRF加熱電流駆動装置における最新の成果を報告する。
森山 伸一; 小林 貴之; 諫山 明彦; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 寺門 正之; 平内 慎一; et al.
no journal, ,
JT-60SAの電子サイクロトロン加熱(ECH)装置には100秒間のパルス幅が必要となるために、ジャイロトロンはモード変換器の改良により変換損失の低減を図る。アンテナは強制冷却が必要となりかつ広いビーム入射角度範囲が求められるため、直線駆動式ミラーを用いて冷却配管可撓部を真空容器外にのみ設ける形式により信頼性を確保する。第1平面鏡(M1)を導波管の軸に沿って駆動することで第2曲面鏡(M2)へのビームの入射位置を変化させ、ポロイダル入射角度()をスキャンできる。トロイダル入射角度(
)はM1を回転することで18度程度変えられる。プラズマ中心と周辺をカバーするためには広いポロイダル角度範囲(
)が求められるが、M2の曲率半径を小さくすると焦点鏡としての作用が強くなりビームウエストがM2に近くなって、共鳴層でのビーム径が広がってしまう。一方、新古典テアリングモード抑制のためにはビーム径を磁気島の幅に比べて小さくすることが求められる。とビーム径のバランスを電磁界分布計算によって評価した。を変えずにビーム径を絞るためにM1を凸面としてビームウエストを共鳴層に近づける検討も開始した。
寺門 正之; 小林 貴之; 佐藤 文明; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 下野 貢; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; 鈴木 高志; 和田 健次; et al.
no journal, ,
JT-60Uでは、新古典的テアリングモード(NTM)の周波数にあわせてミリ波を入射し、モードを抑制する実験を行うために約5kHzの電子サイクロトロン加熱(ECH)装置の出力変調運転が必要である。その手法は、高周波源であるジャイロトロンのアノード電圧を制御することにより、高電圧の主電源を遮断することなく電子ビームのピッチ角を変えることで発振出力を変調するものである。今回、アノード分圧器において使用している素子をフォトカプラからFETに変更した分圧基板を開発し応答速度を上げ、さらに高電圧回路のリップル電圧抑制用のコンデンサと抵抗の定数を調整して、アノード電圧の制御領域を広げ、7kHzの変調に成功した。また、変調中に発振停止した場合に主電源を遮断する保護回路を開発した。さらに、NTMに同期した変調入射を行うために、プラズマ磁気プローブの信号に同期して変調する制御,変調指令に対する発振遅れ時間の制御とRFデューティの制御,磁気プローブの信号に対する入射位相の制御を行う同期変調制御回路を開発した。以上の開発により、約45kHzのNTMに同期した変調入射を成功させた。
