Observation of all-in type tetrahedral displacements in nonmagnetic pyrochlore niobates

鳥越 秀平*; 石本 祐太朗*; 青石 優平*; 村川 寛*; 松村 大樹; 吉井 賢資; 米田 安宏; 西畑 保雄; 樹神 克明; 富安 啓輔*; et al.

Physical Review B, 93(8), p.085109_1 - 085109_5, 2016/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.085109

We observed all-in type Nb tetrahedral displacement in nonmagnetic pyrochlore niobates ANbO (A = NdCa and YCa) through the analysis of the neutron pair distribution function and the extended X-ray absorption function spectroscopy. The all-in type Nb tetrahedral displacement, which has the character of a charge singlet state, is driven by the formation of the bonding orbital. The diffuse scattering in the X-ray diffraction, which has the resonant component in the Nb 3 edge, indicates that the all-in type Nb tetrahedral displacement has the periodicity with its short-range correlation.

還元条件下におけるチタンオーバーパックの耐食性に関する研究(II) (研究概要)

和田 隆太郎*; 西村 務*; 下郡 一利*; 泊里 治夫*; 舛形 剛*; 下田 秀明*; 藤原 和雄*; 西本 英敏*; 小田 正彦*

PNC TJ1058 98-002, 159 Pages, 1998/02

PNC-TJ1058-98-002.pdf:12.95MB

チタンは高耐食性金属としてオーバーパック候補材料の一つとされている。本研究では地下深部本来の環境とされる還元性環境における水素脆化挙動を明らかにすることを目的として、50の脱気炭酸塩溶液含浸ベントナイト中ならびに炭酸塩溶液中において1440時間までの電気化学的試験を行い、チタン還元性環境における腐食電位と水素吸収との関係について検討した。また、文献調査を行い、水素脆化モデルならびに腐食電位評価モデルの考え方をとりまとめた。さらに、炭素鋼オーバーパックの微生物腐食に関してベントナイト中での微生物の繁殖挙動とともに好気性/嫌気性細菌混合系の腐食への影響を調べた。その結果、硫酸塩還元菌は圧縮ベントナイト中では生育し難いことが判った。また、混合系(SRB/IB)でのベントナイト中の炭素鋼の腐食速度は昨年度のIB単独系とほぼ同様0.02㎜/y以下であることが判った。

レーザー駆動イオン加速のための水素クラスターターゲット の生成とその評価

神野 智史*; 田中 宏尭*; 金崎 真聡; 榊 泰直; 近藤 公伯; 松井 隆太郎; 岸本 泰明; 福田 祐仁

no journal, , 

近年、レーザー技術の進展により、PW級レーザーが出現し、レーザー集光強度10W/cmでのイオン加速実験が可能となってきている。このような集光強度では、例えば、直径数百nmの水素クラスターのクーロン爆発によって100MeV級のクリーンな陽子線発生が可能である。また、相対論効果により、イオンがレーザー進行方向に指向性を持って加速されることも期待できる。これらのことを実証するため、本研究では、冷却機構付パルスバルブを用いた水素クラスターターゲット生成装置を開発し、Mie散乱を用いて生成した水素クラスターのサイズ計測を行った。現在までに背圧6MPa、温度25Kと50Kにおいて、直径400-2000nmの水素クラスターの存在を確認している。講演では水素クラスターサイズの温度依存性、粒子コードを用いた水素クラスターと高強度レーザーとの相互作用、などについて報告する。

高強度レーザーとクラスター媒質との相互作用による電磁場構造の形成とイオン加速に関するシミュレーション研究

松井 隆太郎; 福田 祐仁; 川人 大希*; 岸本 泰明*

no journal, , 

原子力機構関西光科学研究所で行われたイオン加速実験において、最大集光強度が10W/cmの高強度レーザーをクラスター媒質(COクラスターと背景水素ガスで構成)に照射することで、1.6MeVにまで加速された高エネルギー背景ガスイオンが得られた。本研究では、背景ガスイオンを加速する電磁場構造の形成過程を明らかにするため、実験を模擬したパラメータ領域で、相対論的電磁粒子コードEPIC3Dを用いて、二次元、および、三次元粒子シミュレーションを行った。その結果、レーザー照射されたクラスター媒質中では、クラスターのクーロン爆発電場に加え、背景ガスの圧縮面に形成される電場が背景ガスイオンを加速することを見いだした。また、実験結果とよく似た傾向を示すイオンのエネルギースペクトルが得られた。

高強度レーザーとクラスターとの相互作用から発生するMeV級イオンの空間分布・エネルギー分布測定

金崎 真聡*; 神野 智史; 榊 泰直; 西内 満美子; 近藤 公伯; 小田 啓二*; 山内 知也*; 松井 隆太郎*; 岸本 泰明; Doria, D.*; et al.

no journal, , 

クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験においては、クーロン爆発によって等方的に発生する低エネルギー成分(数MeV/n)に加え、磁気双極子渦の運動によってレーザー進行方向に加速される高エネルギー成分(数MeV/n)が存在する。本研究では、比較的低エネルギーのイオンについて、その空間分布とエネルギー分布の測定を試み、加速機構について検討した。

レーザー照射されたクラスター媒質中での背景ガスイオン加速に関する研究

松井 隆太郎; 福田 祐仁; 金崎 真聡; 榊 泰直; 岩田 夏弥*; 近藤 公伯; 岸本 泰明*

no journal, , 

クラスター媒質(クラスターと背景ガスで構成)と高強度レーザーとの相互作用によるイオン加速実験において、背景ガスイオンが加速されていることを示す実験結果が得られた。本研究では、この実験を模擬した2次元PICコードシミュレーションを行い、背景ガスイオンの加速メカニズムについて調べた。その結果、背景ガスイオンがクラスターのクーロン爆発電場により圧縮を受けて加速されることを見出した。また、イオンが、相対論効果による非等方なクーロン爆発電場を受けて、レーザー進行方向に加速されていることを示唆する結果も得られた。

Ion accelerations via the interaction of intense lase pulses with cluster targets

福田 祐仁; 金崎 真聡*; 神野 智史*; 榊 泰直; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 桐山 博光; 神門 正城; 近藤 公伯; Pikuz, T. A.*; et al.

no journal, , 

クラスターターゲットを用いたイオン加速実験において、クラスターを構成する炭素イオンと背景ガスの水素イオンとを分別したエネルギー分布計測に成功し、それぞれ、1.1MeV/nと1.6MeVまで加速されていることを明らかにした。実験で得られたエネルギー分布形状を粒子コードシミュレーション結果と比較し、クラスターのクーロン爆発で生成される電場によって背景ガスイオンが加速されていることを明らかにした。また、冷却機構付パルスバルブを用いた水素クラスターターゲット生成装置を開発し、Mie散乱を用いて生成した水素クラスターのサイズ計測を行った。現在までに背圧6MPa、温度25Kと50Kにおいて、直径400-2000nmの水素クラスターの存在を確認している。

「もんじゅ」汚染の分布の評価,4; 燃料取扱設備の放射化汚染と二次的な汚染の評価

花木 祥太朗; 木下 拓真*; 川口 鷹太郎*; 岸本 安史*; 眞下 隆太朗; 林 宏一

no journal, , 

「もんじゅ」では、汚染の分布に関する評価として、作業者及び周辺公衆の被ばく低減、解体撤去工法・手順の策定、解体撤去工事に伴って発生する放射性廃棄物の発生量評価を目的に、施設内に残存する放射性物質の種類、放射能量及び分布について評価を行っている。評価は、中性子照射によって構造材が放射化して生成される放射化汚染と、放射化した構造材が冷却材中に溶出して生成される腐食生成物が機器・配管の内部に付着して残存する二次的な汚染に区分して行っている。本会では、ナトリウム冷却高速炉(SFR)に特有の燃料取扱設備の放射化汚染と二次的な汚染の評価について発表する。

Experimental and theoretical studies on acceleration of background gas ions induced by Coulomb explosion of clusters

福田 祐仁; 金崎 真聡; 神野 智史*; 榊 泰直; 西内 満美子; Faenov, A.*; Pikuz, T.*; 桐山 博光; 神門 正城; 近藤 公伯; et al.

no journal, , 

本研究では、関西光科学研究所J-KARENレーザーとクラスターターゲットとの相互作用によって加速されるイオンのうち、これまでほとんど調べられてこなかった低エネルギー成分のイオンについて、クラスターを構成するイオンと背景ガスイオンの同時弁別計測を行った。その結果、最大で1.1MeV程度のクラスターを構成する炭素イオンと最大で1.5MeV程度の背景ガスイオンであるプロトンが加速されていることが明らかとなった。実験を模擬した粒子コードシミュレーションは、実験結果をほぼ定量的に説明する結果となっており、クラスターのクーロン爆発による電場が背景ガスイオンの加速に寄与していることを示す結果が得られた。

レーザー照射されたクラスターと背景ガスの相互作用による接触面の電場構造とダイナミックス

松井 隆太郎; 福田 祐仁; 川人 大希*; 岸本 泰明*

no journal, , 

クラスター媒質(クラスターと背景ガスで構成)と高強度レーザーとの相互作用によるイオン加速実験において、クラスターのクーロン爆発が背景ガスイオンの加速に寄与していることを示す実験結果が得られた。本研究では、この実験を模擬した2次元粒子シミュレーションを行い、背景ガス存在下でのクラスターの膨張ダイナミックスについて調べた。その結果、クーロン爆発するクラスターと背景ガスの接触面近傍での荷電分離とそれによる電場形成がクラスター膨張の構造やダイナミックスに重要な役割を果たすことを明らかにした。