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論文

Hybridization of Bogoliubov quasiparticles between adjacent CuO$$_2$$ layers in the triple-layer cuprate Bi$$_2$$Sr$$_2$$Ca$$_2$$Cu$$_3$$O$$_{10+delta}$$ studied by angle-resolved photoemission spectroscopy

出田 真一郎*; Johnston, S.*; 吉田 鉄平*; 田中 清尚*; 森 道康; 安齋 太陽*; 井野 明洋*; 有田 将司*; 生天目 博文*; 谷口 雅樹*; et al.

Physical Review Letters, 127(21), p.217004_1 - 217004_6, 2021/11

Hybridization of Bogoliubov quasiparticles (BQPs) between the CuO$$_2$$ layers in the triple-layer cuprate high-temperature superconductor Bi$$_2$$Sr$$_2$$Ca$$_2$$Cu$$_3$$O$$_{10+delta}$$ is studied by angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES). In the superconducting state, an anti-crossing gap opens between the outer- and inner-BQP bands, which we attribute primarily to interlayer single-particle hopping with possible contributions from interlayer Cooper pairing. We find that the $$d$$-wave superconducting gap of both BQP bands smoothly develops with momentum without abrupt jump in contrast to a previous ARPES study. Hybridization between the BQPs also gradually increases in going from the off-nodal to the anti-nodal region, which is explained by the momentum-dependence of the interlayer single-particle hopping. As possible mechanisms for the enhancement of the superconducting transition temperature, the hybridization between the BQPs, as well as the combination of phonon modes of the triple CuO$$_2$$ layers and spin fluctuations are discussed.

論文

Rapid analysis of $$^{90}$$Sr in cattle bone and tooth samples by inductively coupled plasma mass spectrometry

小荒井 一真; 松枝 誠; 青木 譲; 柳澤 華代*; 寺島 元基; 藤原 健壮; 木野 康志*; 岡 壽崇; 高橋 温*; 鈴木 敏彦*; et al.

Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 36(8), p.1678 - 1682, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Chemistry, Analytical)

ウシの硬組織用の$$^{90}$$Sr分析法をICP-MS用いて開発した。0.1gの硬組織に対して、従来の放射能測定法より低い検出下限値で、11時間での分析を可能とした。そのため、ICP-MS法は微小な骨や歯試料を対象とした迅速かつ有効な分析手法となり得る。

論文

X線光電子分光における時空間計測/解析技術の開発; NAP-HARPESから4D-XPSへ

豊田 智史*; 山本 知樹*; 吉村 真史*; 住田 弘祐*; 三根生 晋*; 町田 雅武*; 吉越 章隆; 鈴木 哲*; 横山 和司*; 大橋 雄二*; et al.

Vacuum and Surface Science, 64(2), p.86 - 91, 2021/02

X線光電子分光法における時空間的な測定・解析技術を開発した。はじめに、NAP-HARPES (Near Ambient Pressure Hard X-ray Angle-Resolved Photo Emission Spectroscopy)データにより、ゲート積層膜界面の時分割深さプロファイル法を開発した。この手法を用いて時分割ARPESデータからピークフィッティングとデプスプロファイリングを迅速に行う手法を確立し、4D-XPS解析を実現した。その結果、従来の最大エントロピー法(MEM)とスパースモデリングのジャックナイフ平均法を組み合わせることで、深さ方向プロファイルを高精度に実現できることがわかった。

報告書

試験研究用原子炉の解体により発生する廃棄物の放射能濃度評価方法の検討

村上 昌史; 星野 譲; 中谷 隆良; 菅谷 敏克; 福村 信男*; 三田 敏男*; 坂井 章浩

JAEA-Technology 2019-003, 50 Pages, 2019/06

JAEA-Technology-2019-003.pdf:4.42MB

試験研究用原子炉施設の解体廃棄物に対する共通的な放射能濃度評価方法の構築に向けて、立教大学のTRIGA-II型炉を対象として、アルミニウム合金, 炭素鋼, 遮蔽コンクリート及び黒鉛構造材中の放射化生成核種の放射能を、放射化学分析及び放射化計算により評価した。採取した構造材サンプルは放射化学分析及び構造材組成分析の両方に使用した。放射能を測定した核種はアルミニウム合金について$$^{3}$$H, $$^{60}$$Co, $$^{63}$$Ni、炭素鋼について$$^{3}$$H, $$^{60}$$Co, $$^{63}$$Ni, $$^{152}$$Eu、遮蔽コンクリートについて$$^{3}$$H, $$^{60}$$Co, $$^{152}$$Eu、黒鉛について$$^{3}$$H, $$^{14}$$C, $$^{60}$$Co, $$^{63}$$Ni, $$^{152}$$Euであった。中性子束分布の計算にはDORTコード、誘導放射能の計算にはORIGEN-ARPコードを使用した。アルミニウム合金, 炭素鋼及び遮蔽コンクリートでは、概ね保守的かつよい精度で放射能濃度を評価できる見通しが得られた。一方で黒鉛では、材料組成分析では全ての元素が定量下限値未満であったにも拘らず、全測定核種の放射能分析値が得られた。

報告書

照射後試験施設から発生する廃棄物の放射能評価方法の検討,2

辻 智之; 星野 譲; 坂井 章浩; 坂本 義昭; 鈴木 康夫*; 町田 博*

JAEA-Technology 2017-010, 75 Pages, 2017/06

JAEA-Technology-2017-010.pdf:2.31MB

研究施設等廃棄物の埋設処分に向けた合理的な廃棄物確認手法確立のために、照射後試験施設から発生した放射性廃棄物に対する放射能濃度評価手法を検討する必要がある。このため、ニュークリア・デベロップメントの照射後試験施設をモデルに理論計算を主体とする新たな放射能濃度評価手法の検討を行った。この結果、埋設処分の安全評価上重要と考えられる17核種(H-3, C-14, Co-60, Ni-63, Sr-90, Tc-99, Cs-137, Eu-154, U-234, U-235, U-238, Pu-238, Pu-239, Pu-240, Pu-241, Am-241, Cm-244)のうち、Sr-90, Tc-99, Eu-154等の14核種に対し、理論計算手法を適用できる可能性を得た。

論文

Development of the reasonable confirmation methods concerning radioactive wastes from research facilities

林 宏一; 岡田 翔太; 出雲 沙理; 星野 譲; 辻 智之; 仲田 久和; 坂井 章浩; 天澤 弘也; 坂本 義昭

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04

日本では、原子力発電所から発生した低レベル放射性廃棄物の浅地中埋設処分は実施されているが、それ以外の研究炉やRI使用施設等から発生する放射性廃棄物の浅地中埋設処分は実施されていない。このため、原子力機構は日本における研究施設等廃棄物の実施主体となり、処分に向けた活動を行っている。本報告では、研究施設等から発生した廃棄物の合理的な廃棄確認方法の開発に焦点を当てた活動の成果を報告する。

論文

国際核融合エネルギー研究センターの高性能計算機システムHeliosを利用した国内シミュレーション研究プロジェクトの進展

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。

論文

Effects of irradiation induced Cu clustering on vickers hardness and electrical resistivity of Fe-Cu model alloys

飛田 徹; 中川 将*; 武内 伴照; 鈴木 雅秀; 石川 法人; 知見 康弘; 齋藤 勇一; 曽根田 直樹*; 西田 憲二*; 石野 栞*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 452(1-3), p.241 - 247, 2014/09

 被引用回数:12 パーセンタイル:75.09(Materials Science, Multidisciplinary)

圧力容器鋼に含まれる不純物Cuの析出は、材料の照射脆化(照射硬化)の要因の一つである。本研究では、Fe-Cuモデル合金を用いて電子線照射試験を行い、機械的特性の指標となるビッカース硬さの増加と、材料内部の状態変化に敏感な電気抵抗率の低下を測定し、両者に良い相関があることを明らかにした。また、3DAPによる析出物の観察を行った結果、硬さの増加及び電気抵抗率の低下のメカニズムを析出物の体積分率を用いることで説明できることがわかった。これらのことから、電気抵抗率の測定により照射硬化を評価できる可能性が示唆された。

論文

「常陽」地震観測システムの改善

住野 公造; 須藤 正義; 田中 明広

UTNL-R-0483, p.7_1 - 7_10, 2013/03

高速実験炉「常陽」では、建家及び敷地周辺における地震観測を行うため、SMAC型強震計が約38年間に渡り継続して供用されてきた。しかしながら、設備の老朽化に加え、2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震の発生により耐震安全性の観点で原子炉施設の地震観測データの重要性が高まったことから、旧観測用地震計(SMAC型強震計)の観測データとの整合性を図りつつ最新の技術・知見を反映した地震観測システムに更新を行った。更新により、旧観測用地震計の諸問題を改善するとともに、耐震安全性評価において重要となる場所に新たに観測点を設けることによりデータを拡充し、「常陽」の地震観測及び評価の信頼性をさらに向上した。

論文

Safety design approach for external events in Japan Sodium-cooled Fast Reactor

山野 秀将; 久保 重信; 谷 明洋*; 西野 裕之; 堺 公明

Proceedings of 2012 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '12) (CD-ROM), p.813 - 825, 2012/06

この論文では、IAEAの深層防護の原則に従った内部事象のためのアプローチに並ぶ、JSFRの設計研究における外部事象についての安全設計アプローチについて述べる。強調される点は、設計において考慮されなければならない新しい事象分類,例,設計拡張状態(DEC)の追加である。この研究では、DEC分類は外部事象に拡張されている。耐震設計に加えて、津波,強風,異常気温のようなその他の外部事象がこの研究では検討されている。外部事象には自然災害や人的要因の災害からなる多くの種類が含まれるため、典型となる事象を選ぶための、立地,重要性,頻度による選別法を開発した。これらの事象のための設計アプローチは確率論的,統計的,決定論的基準により分類されている。

論文

グリーンハウス方式によるグローブボックス解体撤去工法の改良

綿引 政俊; 赤井 昌紀; 中井 宏二; 家村 圭輔; 吉野 正則*; 平野 宏志*; 北村 哲浩; 鈴木 一敬

日本原子力学会和文論文誌, 11(1), p.101 - 109, 2012/02

プルトニウムの燃料設計技術開発や製造技術開発に用いられたグローブボックス等の設備を更新等のため解体撤去する場合には、設備をビニール状のシートで構成したグリーンハウスで覆い、その中で空気供給式防護具を装着した作業者が解体工具を用いて解体することになる。プルトニウム燃料技術開発センターでは、これまでさまざまなGBの解体撤去作業を実施してきており、その過程で多くの知見を蓄積してきた。そしてこれらの実績等から、以降にGB等を解体実施する際には、それまでの課題を摘出し、解体撤去作業時の安全対策等の改良、改善を常に行ってきた。本技術資料では、グリーンハウス方式によるグローブボックス解体撤去工法について取り組んできた改良、改善について報告する。

論文

Hardness modification of aluminum-alloys by means of energetic ion irradiation and subsequent thermal aging

光田 智昭*; 小林 一平*; 小杉 晋也*; 藤田 直樹*; 齋藤 勇一; 堀 史説*; 千星 聡*; 金野 泰幸*; 西田 憲二*; 曽根田 直樹*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 272, p.49 - 52, 2012/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.66(Instruments & Instrumentation)

So far, we have found that the hardness of Al-Cu-Mg alloy (JIS2017, Duralumin) increases by energetic heavy ion irradiation at room temperature. Observations by using the three-dimensional atom probe (3DAP) have revealed that nano-meter sized precipitates are homogeneously distributed in the irradiated specimens, which are produced through the irradiation enhanced diffusion of solute atoms. The small precipitates contribute to the increase in hardness. In this report, we show the results for the hardness modification of Al-Cu-Mg alloy by the combination of energetic ion irradiation and thermal aging treatment. The hardness of the specimens pre-irradiated and thermally aged at 423 K is much larger than that without the pre-irradiation. The present result indicates that the combination of energetic ion irradiation and subsequent thermal aging can be used as an effective tool for the hardness modification of Al-Cu-Mg alloy.

論文

Development of advanced tritium breeding material with added lithium for ITER-TBM

星野 毅; 加藤 剣一*; 名取 ゆり*; 及川 史哲; 中野 菜都子*; 中村 和*; 佐々木 一哉*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 蓼沼 克嘉*

Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.684 - 687, 2011/10

 被引用回数:39 パーセンタイル:95.49(Materials Science, Multidisciplinary)

Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$は日本におけるITERテストブランケットモジュール(TBM)に装荷するトリチウム増殖材料の候補材料として選定されている。本材料は水素添加ガス雰囲気中で高温・長時間、中性子照射されるため、水素により還元されにくく、Liの蒸発及び核的燃焼に対する耐久性が要求される。そこで、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$よりLi/Ti比が大きく、しかもLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の結晶構造を持つ先進トリチウム増殖材料であるLi添加型Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$(Li$$_{2+x}$$TiO$$_{3+y}$$)の開発を行った。水酸化リチウム一水和物とメタチタン酸を回転混合させることにより、常温にて始発原料同士の固相反応を進行させ、ゲル状とした。このゲル状試料を焼成したLi添加型Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$は、無添加Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$のXRD回折ピークと一致し、他の不純物等による相は観察されなかった。さらに、Li/Ti分析結果から、合成前後のLi/Ti比はほぼ一致した。これらの結果より、従来の固相合成法に常温固相合成反応を取り入れることで、高温・長時間使用時においても化学的に安定なITER-TBM用Li添加型Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$が合成可能となることを初めて明らかにした。

論文

イレウスチューブバルーン内圧のセルフチューニング制御

関 健史*; 長縄 明大*; 岡 潔; 芳野 純治*

計測自動制御学会産業論文集, 10(2), p.7 - 16, 2011/05

小腸内検査はダブルバルーン内視鏡やカプセル内視鏡で行われるが、小腸内に癒着や閉塞が存在する患者に対して適用することは困難である。そこで、著者らはこれらの症状のある患者に対して適用可能な、イレウスチューブと外径1.1mmの光ファイバスコープを組合せた新しい小腸内視鏡を開発した。本内視鏡は、イレウスチューブ先端に配置されるバルーンの内圧を制御しながら、一定速度でチューブを引き抜くことにより、小腸の全域検査が可能となる。これまでの研究により、イレウスチューブと医療用シリンジを組合せたバルーン内圧制御装置を開発し、その制御性能を検証した。本研究では、臨床で医師が用いる多種多様なシリンジに対して制御性能を保持させるため、逐次最小2乗法を用いた新しい2自由度制御系の設計を行い、本手法の効果を検証するための制御検証試験を行った。目標値応答特性では、バルーン内圧は規範モデル出力によく一致し、整定時では$$pm2%$$以内の制御精度が得られた。加えて、PID制御手法ではシリンジの違いによる影響が生じる外乱抑制特性に対しては、提案する制御手法を用いることで、その問題を解決することができた。

論文

高速実験炉「常陽」の保守経験,1; 「常陽」における保守活動の概要

住野 公造; 小林 哲彦; 礒崎 和則; 吉田 昌宏

日本保全学会第7回学術講演会要旨集, p.255 - 257, 2010/07

高速実験炉「常陽」では、安全上の重要度分類に基づき、これまでの経験・知見を反映して、効率的・効果的な保全計画を策定して30年以上に渡り保守業務を展開してきた。その結果、系統が複雑で遠隔操作に確実性が求められ、放射性Na付着等が伴う燃料取扱系の保守業務の比重が大きいものの、Na冷却系に関しては、保守範囲が駆動部等の冷却材に接しない部分に限られていることに加え、Naの純度管理を適切に行うことにより、腐食に起因する保全活動も負担とならないことが実証された。また、高経年化に関する評価を行い、中長期保全計画を策定し、これに基づく保全業務を展開した結果、主な経年劣化事象は、冷却水及び大気環境による材料の腐食・侵食,絶縁劣化によるものであり、高速炉プラント特有のものはないことが確認された。

論文

シリンジを用いたイレウスチューブのバルーン内圧制御

関 健史; 長縄 明大*; 岡 潔; 石川 信治*; 芳野 純治*

日本機械学会論文集,C, 76(766), p.1645 - 1647, 2010/06

近年、ダブルバルーン内視鏡やカプセル内視鏡の開発により、小腸内の全域検査が可能になってきたが、これらの内視鏡は癒着や狭窄があるイレウス患者に対して適用が制限される場合がある。そこで著者らはイレウスチューブの内腔に外径1.1mmの極細光ファイバスコープを挿入し、イレウス患者へ適用可能な新しい小腸内視鏡の研究開発を行っている。本内視鏡では、イレウスチューブのバルーン内圧を調整しながら一定速度で体内からチューブを引き抜き、小腸全域を検査することを検討しており、これまでに、イレウスチューブのバルーンと水圧シリンダを用いた内圧制御システムを開発し、その有用性を確認した。本研究では、制御システムの小型化や衛生面や向上を目的として、医療用シリンジを用いた制御システムを構築し、その制御性能を検証した。その結果、目標値応答特性では目標値に対して$$pm$$0.5%以内の制御精度が得られ、外乱に対する影響を12%以内に抑えることができた。

論文

内視鏡画像における組織形状計測システムの開発と基礎検証

岡 潔; 関 健史*; 内藤 岳人*; 渡邉 真也*; 若林 貴夫*; 長縄 明大*; 乾 和郎*; 芳野 純治*

日本画像医学雑誌, 28(1), p.12 - 24, 2010/05

これまでに開発してきた「胎児外科治療用レーザー鉗子型内視鏡」に搭載した距離計測機能に着目し、従来使用されている上部消化器内視鏡との組合せにより、胃内の病変部の形状計測を行うことを提案した。すなわち、対象の形状を簡易的に計測可能な機能を内視鏡に付加する代わりに、システム全体は可能な限りシンプルな構成とし、従来の内視鏡をそのまま使用可能にすることでシステム全体の低コスト化を図った。さらには、別途開発を進めた外径$$phi$$1.1mmの複合型光ファイバスコープを従来の内視鏡に組み込むことで、本ファイバの特徴である、(1)ファイバスコープ映像の取得,(2)治療用レーザーの照射,(3)半導体レーザーによる距離計測及び血流計測を同時に行える機能をそのまま従来の内視鏡に付加できることを提案した。また、健常者の胃壁に対して本システムを適用する臨床試験を実施し、実際に適用可能であることを示した。

論文

イレウスチューブを用いた小腸全域検査のためのバルーン内圧制御

関 健史*; 長縄 明大*; 岡 潔; 芳野 純治*

日本コンピュータ外科学会誌, 12(1), p.33 - 42, 2010/03

腸閉塞患者向けのイレウスチューブ型小腸内視鏡の開発を行っている。このイレウスチューブ型小腸内視鏡を用いて小腸内全域検査を行う方法は、体内から内視鏡を抜去する際に、イレウスチューブ先端のバルーン内圧力を調整して腸管を適切に把持し、手繰り寄せた状態の腸管を少しずつ解放しながら一定の速度で引き抜くことにより検査を行うものである。本研究では、小腸内全域検査を行う際にバルーン内圧力を適切に制御するための制御ユニットを開発し、その性能を検証した。まず、バルーン内圧を設定圧力にするため、目標圧力応答試験を行った結果、0.6%以内の制御精度で追従させることができた。また、腸管からバルーンへ加わる内圧変化を除去する基礎検証として行った試験では、制御を行わない場合と比較して、圧力変動を20分の1程度に抑えることができた。さらに、腸管を模擬したモデルに挿入し引き抜き試験を行ったところ、バルーン内圧を変化させず一定に保持することができ、安定した引き抜きを行うことができた。以上の結果から、イレウスチューブ型小腸内視鏡に制御ユニットを組み込むことで、内視鏡を一定速度で引き抜きながら小腸内全域検査を行える可能性を示すことができた。

論文

イレウスチューブを用いた小腸内圧計測システムの開発

石川 寛子; 岡 潔; 長縄 明大*; 芳野 純治*; 若林 貴夫*; 渡邊 真也*; 内藤 岳人*

日本機械学会論文集,C, 75(756), p.2359 - 2361, 2009/08

消化管では、機能的疾患の診断,重症度の判定,治療方針の決定,治癒の判定を目的とし内圧計測が行われている。小腸も種々の方法による内圧計測が行われてきたが、これらの方法は患者への苦痛や負担を伴う場合があることや、電気的要素を体内に取り込む場合もあることから、あまり好ましくない。そこで本研究では、腸閉塞の治療に使われるイレウスチューブを用いて、患者への負担がなく、無侵襲に小腸の内圧を計測するシステムを開発した。また、その装置の基礎性能試験を行ったところ、約2.8秒の整定時間でバルーンにかかる圧力を計測できることを確認した。

論文

Crystal structure of advanced lithium titanate with lithium oxide additives

星野 毅; 佐々木 一哉*; 土谷 邦彦; 林 君夫; 鈴木 晶大*; 橋本 拓也*; 寺井 隆幸*

Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.1098 - 1101, 2009/04

水素により還元されにくく、Liの核的燃焼に対する耐久性,トリチウム増殖比が向上した先進トリチウム増殖材の開発を目指し、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$よりLi添加量の大きい(Li$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$比が1.0より大きい)チタン酸リチウムの合成法の探索を行った。リチウムエトキシド(LiO-C$$_{2}$$H$$_{5}$$)又はリチウムプロポキシド(LiO-i-C$$_{3}$$H$$_{7}$$)とテトラチタンプロポキシド(Ti(O-i-C$$_{3}$$H$$_{7}$$)$$_{4}$$)をLi$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$比が2.0になるようにアルコール溶媒にて混合した後、加水分解を行い、得られたゲルを5%H$$_{2}$$-He雰囲気中にて、800$$^{circ}$$C・6時間の条件にて焼成を行ったところ、水素により還元されず、Liの核的燃焼に対する耐久性が高いと考えられる試料の合成に成功したことを、熱天秤等を利用した材料特性評価により確認した。

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