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論文

The Promising features of new nano liquid metals; Liquid sodium containing titanium nanoparticles (LSnanop)

伊丹 俊夫*; 斉藤 淳一; 荒 邦章

Metals, 5(3), p.1212 - 1240, 2015/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:7.14(Materials Science, Multidisciplinary)

新しい種類の分散液体は、電子顕微鏡観察により決めたチタンナノ粒子(10nm)を液状ナトリウム中に分散することによって開発された。体積分率は、分析されたチタン濃度(2%)からチタンとナトリウムの密度の0.0088であると見積もられた。この分散液体(チタンナノ粒子を含む液体ナトリウム)の多くの顕著な特徴は、少量のチタンナノ粒子にもかかわらず、原子量のための理想溶液からの3.9%の負の偏差、17%の表面張力の増加、11%の水との反応熱量の減少、そして、水と酸素との化学的反応性の抑制である。水への反応熱の低下はLSnanopの過剰な凝集エネルギーの存在に起因すると思われる。過剰な凝集エネルギーは遮蔽効果に特に重点を置いて、簡単な理論的な分析に基づいて議論した。反応の抑制は、水に対する反応熱の低下や過剰な凝集エネルギー、表面張力、チタン酸化物のプラグとしての役割、LSnanopの表面の負の吸着及び浸透に関連して議論された。

論文

The Preparation, physicochemical properties, and the cohesive energy of liquid sodium containing titanium nanoparticles

斉藤 淳一; 伊丹 俊夫; 荒 邦章

Journal of Nanoparticle Research, 14(12), p.1298_1 - 1298_17, 2012/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:21.58(Chemistry, Multidisciplinary)

Liquid sodium containing titanium nanoparticles (LSnanop) of 10 nm diameter was prepared by dispersing titanium nanoparticles (2 at.% Ti) into liquid sodium with the addition of stirring and ultrasonic sound wave. The titanium nanoparticles themselves were prepared by the vapor deposition method. This new liquid metal, LSnanop, shows a remarkable stability due to the Brownian motion of nanoparticles in liquid sodium medium. In addition, the difference of measured heat of reaction to water between this LSnanop and liquid sodium indicates the existence of cohesive energy between the liquid sodium medium and dispersed titanium nanoparticles. The origin of the cohesive energy, which serves to stabilize this new liquid metal, was explained by the model of screened nanoparticles in liquid sodium. In this model negatively charged nanoparticles with transferred electrons from liquid sodium are surrounded by the positively charged screening shell, which may inhibit the gathering of nanoparticles by the "Coulombic repulsion coating". The atomic volume of LSnanop shows the shrinkage from the linear law, which also suggests the existence of cohesive energy. The viscosity of LSnanop is almost same as that of liquid sodium. This behavior was explained by the Einstein equation. The surface tension of LSnanop is 17% larger than that of liquid sodium. The cohesive energy and the negative adsorption may be responsible to this increase. Titanium nanoparticles in liquid sodium seem to be free from the Coulomb fission. This new liquid metal containing nanoparticles suggests the possibility to prepare various stable suspensions with new properties.

論文

Fusion plasma performance and confinement studies on JT-60 and JT-60U

鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09

 被引用回数:28 パーセンタイル:48.48(Nuclear Science & Technology)

JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。

論文

不純物挙動

杉江 達夫; 久保 博孝; 逆井 章; 小出 芳彦; 平山 俊雄; 嶋田 道也; 伊丹 潔; 河野 康則; 西谷 健夫; 永島 圭介; et al.

核融合研究, 65(SPECIAL ISSUE), p.287 - 306, 1991/03

JT-60は、第1壁の材料を金属から炭素に変え、プラズマの配位についてもリミッター、外側X点閉ダイバータ、下側X点開ダイバータ配位での高加熱入力実験を行ってきた。これら第1壁及び配位の違いによる不純物の特性について調べた結果、酸素不純物の少ない、金属第1壁の外側X点閉ダイバータ配位でのプラズマが一番不純物が少なかった。また、高密度領域では、ダイバータ部での炭素、水素からの放射冷却により、ダイバータ板への熱流束が低減された。プラズマ中の不純物輸送については、Lモードの中性粒子加熱プラズマでは、異常輸送が支配的であり、不純物のプラズマ中心への集中は観測されなかった。ただし、ペレット入射プラズマでは、電子密度が中心ピークした時に、不純物のプラズマ中心への集中が観測された。

論文

H-mode experiments with outer and lower divertors in JT-60

中村 博雄; 辻 俊二; 永見 正幸; 小関 隆久; 石田 真一; 安積 正史; 秋場 真人; 安東 俊郎; 藤井 常幸; 福田 武司; et al.

Nuclear Fusion, 30(2), p.235 - 250, 1990/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:52.55(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60の外側ダイバータおよび下側ダイバータにおけるHモード実験について述べた。外側ダイバータでは、従来の下側ダイバータと同様の特性を有するHモードが得られた。Hモードの閾値は、16MWおよび1.8$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$である。また、NB+ICRF、NB+LHRFの複合加熱においても、Hモードが観測された。更に、改造後の下側ダイバータにおいても、Hモードが得られた。上記の2つのダイバータ配位ともに、エネルギー閉じ込めの改善度は、約10%である。本論文では、Hモード放電の諸特性について述べるとともに、バルーニング/交換型不安定性の解析を行い、JT-60の外側X点ダイバータでも、安定領域が存在する事を示した。

報告書

Results of the H-mode experiments with outer and lower divertors

中村 博雄; 辻 俊二; 永見 正幸; 小関 隆久; 石田 真一; 安積 正史; 秋場 真人; 安東 俊郎; 藤井 常幸; 福田 武司; et al.

JAERI-M 89-106, 52 Pages, 1989/08

JAERI-M-89-106.pdf:1.27MB

本報告書は、JT-60の外側ダイバータおよび下側ダイバータにおけるH-mode実験結果について述べた。外側ダイバータ配位においても従来の下側あるいは上側ダイバータと同様に、H-modeが得られた。全吸収パワーおよび電子密度の閾値は、それぞれ、16MWおよび1.8$$times$$10$$^{19}$$ m$$^{-3}$$である。エネルギー閉じ込め時間の改善は、約10%である。また、NB+ICRFおよびNB+LHRFの複合加熱実験においても、H-modeが得られた。また、新たに設置した下側ダイバータ実験でもH-modeが観測された。これらの結果をもとに、H-modeの特徴について、外側ダイバータと下側ダイバータの比較を行った。

口頭

ナノ液体金属流体の成立とその性質

伊丹 俊夫; 荒 邦章; 斉藤 淳一; 西村 正弘

no journal, , 

液体ナトリウムに溶解度を持たないチタンをナノ微粒子状態で懸濁させた人工液体を作成し、そのいろいろな性質を明らかにしている。本報告は、それらの紹介、及び、なぜこのような人工液体が成立しうるかについて議論する。さらに、この人工液体の物性(表面張力,粘性)の特徴について理論的説明を加える。

口頭

ナノ粒子分散ナトリウムの開発と研究,4; 分散と特性変化の理論

伊丹 俊夫; 荒 邦章; 斉藤 淳一

no journal, , 

チタンナノ粒子を分散した液体ナトリウムは、液体ナトリウムの高反応性を抑制する効果が顕著である。本発表では、この特異な分散液体の安定性と物性変化について理論的検討を加えた。

口頭

ナノ金属分散液体金属の性質と凝集エネルギー

斉藤 淳一; 伊丹 俊夫; 永井 桂一; 荒 邦章

no journal, , 

ナノサイズの金属チタン微粒子を懸濁させた液体ナトリウムの製法,性状、及び物性について研究している。この新規な液体金属は溶質溶媒の組合せに由来する多様性に富み、特に、構成成分の性質を超える性質が期待されて、多くの可能性を持つ。本発表では、この新規液体金属の物性である反応熱量,表面張力及び凝集エネルギーについて理論的考察を加えた。

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