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論文

Modulation of Dirac electrons in epitaxial Bi$$_2$$Se$$_3$$ ultrathin films on van der Waals ferromagnet Cr$$_2$$Si$$_2$$Te$$_6$$

加藤 剛臣*; 菅原 克明*; 伊東 直洋*; 山内 邦彦*; 佐藤 匠*; 小口 多美夫*; 高橋 隆*; 塩見 雄毅*; 齊藤 英治; 佐藤 宇史*

Physical Review Materials (Internet), 4(8), p.084202_1 - 084202_6, 2020/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:21.87(Materials Science, Multidisciplinary)

We investigated the Dirac-cone state and its modulation when an ultrathin film of topological insulator Bi$$_2$$Se$$_3$$ was epitaxially grown on a van der Waals ferromagnet Cr$$_2$$Si$$_2$$Te$$_6$$ (CST) by angle-resolved photoemission spectroscopy. We observed a gapless Dirac-cone surface state in six quintuple-layer (6QL) Bi$$_2$$Se$$_3$$ on CST, whereas the Dirac cone exhibits a gap of 0.37 eV in its 2QL counterpart. Intriguingly, this gap is much larger than those for Bi$$_2$$Se$$_3$$ films on Si(111). We also revealed no discernible change in the gap magnitude across the ferromagnetic transition of CST, suggesting the very small characteristic length and energy scale of the magnetic proximity effect. The present results suggest a crucial role of interfacial coupling for modulating Dirac electrons in topological-insulator hybrids.

論文

Spin Seebeck effect in the layered ferromagnetic insulators CrSiTe$$_3$$ and CrGeTe$$_3$$

伊東 直洋*; 吉川 貴史*; Barker, J.*; 廣部 大地*; 塩見 雄毅*; 齊藤 英治

Physical Review B, 100(6), p.060402_1 - 060402_6, 2019/08

 被引用回数:36 パーセンタイル:88.74(Materials Science, Multidisciplinary)

We have studied the longitudinal spin Seebeck effect (LSSE) in the layered ferromagnetic insulators CrSiTe$$_3$$ and CrGeTe$$_3$$ covered by Pt films in the measurement configuration where spin current traverses the ferromagnetic Cr layers. The LSSE response is clearly observed in the ferromagnetic phase and, in contrast to a standard LSSE magnet Y$$_3$$Fe$$_5$$O$$_{12}$$, persists above the critical temperatures in both CrSiTe$$_3$$/Pt and CrGeTe$$_3$$/Pt samples. With the help of a numerical calculation, we attribute the LSSE signals observed in the paramagnetic regime to exchange-dominated interlayer transport of in-plane paramagnetic moments reinforced by short-range ferromagnetic correlations and strong Zeeman effects.

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

On the spatial structure of solitary radial electric field at the plasma edge in toroidal confinement devices

伊藤 公孝*; 伊藤 早苗*; 神谷 健作; 糟谷 直宏*

Plasma Physics and Controlled Fusion, 57(7), p.075008_1 - 075008_7, 2015/07

 被引用回数:19 パーセンタイル:69.15(Physics, Fluids & Plasmas)

分岐理論モデルに基づく孤立径電場構造に関して、トカマク及びヘリカル系プラズマの両者のプラズマ及び幾何学パラメータ依存性を理論的に調べた。その結果、理論的に予想される径電場のオーダーはトカマクのHモードプラズマにおける実験値と良い一致が得られた。一方ヘリカルでは、リップル損失輸送によって径電場のピーク値は低減する一方、その幅は大きく影響を受けないことが分かった。本論文では、Hモードペデスタル部の到達可能な圧力勾配限界値についても論じている。

論文

Dynamics of edge limit cycle oscillation in the JFT-2M tokamak

小林 達哉*; 伊藤 公孝*; 井戸 毅*; 神谷 健作; 伊藤 早苗*; 三浦 幸俊; 永島 芳彦*; 藤澤 彰英*; 稲垣 滋*; 居田 克巳*; et al.

Nuclear Fusion, 54(7), p.073017_1 - 073017_14, 2014/07

 被引用回数:26 パーセンタイル:77.67(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2MトカマクのLH遷移直前において、種々のパラメータにリミットサイクル振動が観測された。リミットサイクル振動の時間的、空間的ダイナミクスを詳細に解析したところ、帯状流は観測されず、プラズマ周辺部に局在化したポロイダルフローと密度勾配の振動が存在することが明らかとなった。その振動は乱流の原因と考えられるレイノルズストレスにも観測されているが、平均的なプラズマフローの駆動力としては小さい。密度勾配の内向きの伝搬と小さい乱流粒子束も観測されており、乱流拡散理論と比較した実験的検証結果を報告する。

論文

REIDAC; A Software package for retrospective dose assessment in internal contamination of radionuclides

栗原 治; 波戸 真治; 金井 克太; 高田 千恵; 高崎 浩司; 伊藤 公雄; 池田 浩*; 大枝 幹拓*; 黒澤 直弘*; 福津 久美子*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(10), p.1337 - 1346, 2007/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

放射性核種による体内汚染時において、放射線防護の観点から内部被ばく線量評価が必要となる。この目的のために、国際放射線防護委員会(ICRP)では、種々の放射性核種の線量係数や残留/排泄率を示している。しかしながら、これらの諸量は、代表的な条件でのみ計算されたものであり、事故時において体内汚染時の詳細な状況や個人の代謝特性等を考慮して遡及的に線量評価を行わなければならない場合には必ずしも十分ではない。本研究では、このような観点から、遡及的な詳細な線量評価を行うことを目的としたソフトウエア(REIDAC)の開発を行った。本論文では、REIDACの概要について紹介するとともに、検証結果及び具体的な適用例について示した。

論文

Electron spin resonance in electron-irradiated 3C-SiC

伊藤 久義; 早川 直宏; 梨山 勇*; 作間 栄一郎*

Journal of Applied Physics, 66(9), p.4529 - 4531, 1989/11

 被引用回数:119 パーセンタイル:97.34(Physics, Applied)

エピタキシャル成長3C-SiC(立方晶シリコンカーバイド)結晶における電子線照射誘起欠陥を電子スピン共鳴(ESR)法により調べた。この結果、電子線照射3C-SiCにおいて、g値として2.0029$$pm$$0.0001なる値をとり、分離幅約1.5Gで等間隔に分離した等方的な5本線スペクトルを示す欠陥(ESRセンター)が生成されることが明らかになった。また、電子線照射3C-SiCの等時及び等温アニールの結果、このESRセンターは3種類のステージ(150$$^{circ}$$C、350$$^{circ}$$C、750$$^{circ}$$C)においてアニールされ、特に750$$^{circ}$$Cにおけるアニール過程は活性化エネルギー2.2$$pm$$0.3eVの一次反応で表されることが解った。

報告書

1MeV-electron irradiation induced defects in epitaxially grown 3C-SiC

伊藤 久義; 早川 直宏; 梨山 勇*; 作間 栄一郎*

JAERI-M 89-094, 13 Pages, 1989/07

JAERI-M-89-094.pdf:0.45MB

化学気相成長(Chemical Vapor Deposition)法によりSi上にエピタキシャル成長させて作製した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)結晶に対し、その1MeV電子線照射効果を電子スピン共鳴法を用いて調べた。その結果、電子線照射により3C-SiC中に4種類の常磁性欠陥(T1~T4センター)が誘起されることが判明した。T1センターは等間隔で分離した(分離幅約1.5G)等方的な5本線で構成され、そのg値は2.0029$$pm$$0.0001であることが見いだされた。また、T2センターは100以下の低温で出現し異方性を持つこと、並びにT3及びT4センターは室温において検出され異方性を示すことが解った。さらに、電子線照射3C-SiCの等時アニールの結果、T1センターのアニール過程において3種類のステージ(150$$^{circ}$$C、350$$^{circ}$$C、750$$^{circ}$$C)が存在することが明らかになった。一方、T3、T4センターについては各々100$$^{circ}$$C、350$$^{circ}$$Cにアニールステージを持つことが見いだされた。

報告書

「常陽」運転管理システムの検討

佐藤 増雄*; 府川 直弘*; 玉置 哲男*; 高橋 秀治*; 伊藤 篤*; 吉田 恵*; 園田 幸夫*; 山本 博樹*; 丸山 富美*

PNC TJ9164 89-003, 200 Pages, 1989/03

PNC-TJ9164-89-003.pdf:5.83MB

原子力プラントにおける運転・補修業務に伴うプラント管理業務は、特に作業の集中する定期検査時には、種々の作業許可審査や操作禁止札の発行および工程表作成・改定等に多大な労力を費やしており、業務のOA化の推進が必要になってきている。一方、エレクトロニクス技術の高度化により、軽水炉向けに種々のOAシステムの開発が行われている。このような背景を踏まえつつ、FBRプラントとしての特殊性を考慮したプラント管理システムを構築し、将来炉においてもこれを反映することを目的として本検討作業を行っている。プラント管理システムを具体化するために、プラント管理業務の省力化、信頼性、効率性の向上およびこれまでに高速実験炉「常陽」にて蓄積したプラント管理技術の有形化を目的として、高速実験炉「常陽」として最適なプラント管理システムを構築し、また、将来炉においてもこれを適用するために必要なソフトウェア手法およびハードウェアシステムについて幅広く検討する。

論文

立方晶シリコンカーバイドの電子線照射損傷

伊藤 久義; 吉川 正人; 早川 直宏; 作間 栄一郎*; 梨山 勇*

EIM-88-120, p.25 - 34, 1988/12

CVD(Chemical Vapor Deposition)法により作製した立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)結晶に対し、その電子線照射損傷を電子スピン共鳴(ESR)法を用いて調べた。その結果、3C-SiC中に電子線照射により誘起される4種類のESRセンター(T1~T4センター)が存在することを見い出した。T1センターは等間隔で分離した等方的な5本線で構成され、そのg値は2.0029$$pm$$0.0001である。T2センターは約100k以下の低温で検出され、異方性を持つ。T3及びT4センターは室温において観測され、かつ異方性を示す。さらに、照射試料の等時及び等温アニールにより、欠陥のアニール挙動について調べた。

報告書

「常陽」炉運転自動化の検討

佐藤 増雄*; 府川 直弘*; 玉置 哲男*; 岩下 強*; 伊藤 篤*; 関口 峰生*; 山中 俊勝*; 吉田 恵*; 丸山 富美*; 山本 博樹*

PNC TJ9164 88-007, 96 Pages, 1988/11

PNC-TJ9164-88-007.pdf:2.11MB

本報告書は、「常陽」の制御棒操作を自動化することによって、運転員の負担を軽減すると共に、マンマシンインタフェイスの充実と運転操作性の向上を図り、さらに、運転操作面での信頼性、安全性の改善を図ることを目的とし、以下の項目について検討した結果をまとめたものである。尚、本検討は、現状プラント構成に基づくもの(制御棒操作自動化システム)と、蒸気発生器を設置した場合のプラント構成に基づくもの(プラント運転自動化システム)とに分け、検討を実施した。(1)制御棒操作自動化システム、及びプラント運転自動化システム構成の検討、(2)知識工学等新技術適用による制御手法の検討、(3)マンマシンインタフェイス手法、及び異常時処置方法の検討、(4)既設制御棒駆動機構、及び中央制御盤の改造範囲の検討 また、自動化システムを実現するにあたっての課題について検討した。以上の検討により、制御棒操作自動化システムとプラン運転自動化システムの基本構成を設定するとともに、既設制御棒駆動機構の改造を行わなくとも、制御棒操作自動実現に必要な制御棒位置制御が可能である見通しを得た。

論文

ポリマーエマルションの放射線加工(IV); メタクリル酸メチルの低温放射線乳化重合

幕内 恵三; 片貝 秋雄; 伊藤 洋; 早川 直宏; 荒木 邦夫

色材協會誌, 56(6), p.381 - 388, 1983/00

メタクリル酸メチルの放射線乳化重合を0$$^{circ}$$C~19$$^{circ}$$Cで行った。重合温度、乳化剤濃度及び線量率によらず、重合は2段階で進行した。重合率70%前後までの第1段階では、重合速度は大きく、分子量は重合率とともに大きくなった。第2段階では、重合速度は小さく、分子量は重合率とともに小さくなった。エマルション中のメタクリル酸メチルの分布状態を高分解能NMRにより求め、第2段階での分子量低下は、ポリメタリル酸メチルの放射線による崩壊が共存するメタクリル酸メチルによって促進されるためであることを明らかにした。

口頭

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立,9; 広域な範囲(80km圏内の)放射性物質の分布予測モデル開発

木名瀬 栄; 高橋 知之*; 佐藤 仁士; 斎藤 公明; 黒澤 直弘*; 龍福 進*; 林 寛子*; 石橋 一房*

no journal, , 

原子力機構は、平成24年度文部科学省受託業務「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」の一環として、福島第一原子力発電所事故による放射性物質の移行状況を予測し、地域住民の将来設計などに資するため、土地利用に応じた放射性物質分布の変化傾向を予測する数理モデルを開発している。平成24年度は、常緑樹,落葉樹,都市などの土地利用種別に、1成分の環境半減期からなる外部被ばく線量評価予測数値モデルプロトタイプを開発した。また、福島第一原子力発電所から80km圏内について、空間線量率の経時変化を把握し得るデータ(第1-3次走行サーベイやサーベイメータ等の測定による地上1m高さの空間線量率)、宇宙航空研究開発機構のALOSデータなどの土地利用形態情報を用いて、空間線量率の経時変化データ解析から土地利用種別の放射性セシウムの環境半減期などを評価した結果、常緑樹や落葉樹の土地利用の場合、都市などに比べ、放射性セシウムの環境半減期が長いことを明らかにした。

口頭

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立; 狭い範囲の分布予測モデル開発

佐藤 仁士; 木名瀬 栄; 斎藤 公明; 高橋 知之*; 黒澤 直弘*; 龍福 進*; 林 寛子*; 石橋 一房*; 坂本 隆一*; 根本 久*

no journal, , 

平成24年度文部科学省受託業務「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」の一環として、福島県内の狭い範囲における分布予測モデルの開発に資するため、走行サーベイ,土壌採取,in-situ測定,道路直交方向の空間線量率測定を実施し、調査データを土地利用種別に分類し、環境半減期の解析を行った。走行サーベイの結果、時間経過とともに全体の空間線量率が減少している傾向が見られた。走行サーベイを土地利用種別で分類し、環境半減期を比較したところ、「森林」で長く、「建物用地」で短い傾向が見られ、広域での解析と同様の傾向であった。また、土壌採取,in-situ調査の結果により、空間線量率の変化を把握することで土壌中放射能濃度の変化を把握することができることがわかった。さらに、道路と沿線区域の空間線量率測定の結果から、道路より沿線区域の線量が高いことが明らかになった。

口頭

東京電力(株)福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立,8; 狭い範囲における走行サーベイ解析

佐藤 仁士; 木名瀬 栄; 斎藤 公明; 高橋 知之*; 菅野 光大*; 林 寛子*; 石橋 一房*; 黒澤 直弘*; 坂本 隆一*; 根本 久*

no journal, , 

平成24年度文部科学省受託業務「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立」の一環として、福島県内の狭い範囲における移行モデル(分布状況変化モデル)開発に資するため、道路周辺を中心とした空間線量率などの詳細調査を行っている。本発表では、土地利用状況などが明確な狭い範囲(福島県伊達郡川俣町)を対象に、走行サーベイや道路直交方向測定などの詳細調査を実施した。それらの結果から、環境中の空間線量率の分布状況とその時間変化の傾向、道路中央及び道路の路肩や路側帯の積雪による影響を明らかにした。

口頭

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立; 狭い範囲における放射性物質の移行モデル開発,3; 環境半減期評価

龍福 進*; 石橋 一房*; 林 寛子*; 黒澤 直弘*; 佐藤 仁士; 木名瀬 栄; 斎藤 公明; 高橋 知之*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の長期的影響把握手法の確立の一環として、地上に沈着した放射性物質に見られる物理的減衰以上の減衰を表すパラメータとして環境半減期を導入し、福島県内の狭い範囲(行政区画程度)における分布予測モデルの開発を行っている。環境半減期の算出にあたっては、福島県伊達郡川俣町において、KURAMAを用いて走行サーベイを実施して取得した空間線量率と、公開されている第1次,第2次の走行サーベイの空間線量率結果を利用し、得られた値の評価は、対象地区全域での累積頻度の割合を導出して行った。その結果、時間の経過とともに減衰が進み、環境半減期のばらつきが小さくなる傾向を示した。また土地利用区分の差異の影響を見た場合、減衰は森林(遅い)、建物用地(速い)、田とその他の農用地(中間)という結果となった。これは土地利用区分を考慮することで、精度の高い評価を可能とすることを示唆している。

口頭

PrRh$$_2$$Zn$$_{20}$$$$mu$$SR

髭本 亘; 伊藤 孝; 長澤 直裕*; 鬼丸 孝博*; 高畠 敏郎*

no journal, , 

カゴ状物質PrRh$$_2$$Zn$$_{20}$$は0.06K付近で超伝導が生じると同時に別の相転移を示す。この相転移は四極子転移であるものと考えられているが、これまでのところ微視的な研究は行われてなく詳細は不明である。我々はミュオンスピン緩和法により、PrRh$$_2$$Zn$$_{20}$$における四極子秩序と超伝導についての研究をJ-PARCミュオン科学実験施設において行った。その結果、相転移温度前後で信号に変化が見られず、磁性を伴う相転移はないことが明らかになった。この結果は四極子転移を支持するものである。また超伝導に関しても、特異な超伝導を示唆する結果は得られていない。講演ではその詳細について報告する。

口頭

小型ラマンライダーによる放射線環境下の大気計測

千明 倫之*; 椎名 達雄*; 斎藤 隼人*; 眞子 直弘*; 久世 宏明*; 羽生 敏紀; 金山 文彦; 福嶋 峰夫

no journal, , 

放射線計測においては、GM管等の接触式センサの他、ダストサンプリングによる測定方法が存在するが、作業者の安全性や機器そのものの被曝に課題が残る。本研究ではこれまで計測範囲0-50mで水素濃度1%まで検知が可能な水素漏洩検知用小型ラマンライダーを開発してきた。今回、この小型ラマンライダーを改良し、放射線環境下における大気計測にて、放射線の大気への影響を考察した。本研究では、放射線源として9MBqのAm-241線源を、光源として349nmのレーザを使用し、水蒸気ラマン光の400nm及び液体の水ラマン光の396nmを検知した。その結果、放射線の影響により液体の水ラマン光が増加し、水蒸気ラマン光が減少した。液体の水ラマン光の増加率と水蒸気ラマン光の減少率の比はおよそ3倍であり、これは液体の水ラマン及び水蒸気ラマンの散乱断面積の比に等しい。このことより放射線の影響により、水蒸気がイオン化し、水クラスタが生成されたことをライダの測定実験で検証できた。また、生成された水クラスタの半径は0.2$$mu$$mと算出され、水蒸気(一般に1nm径)と比べ十分に大きいため、妥当な大きさであると考えられる。

口頭

Compact Raman lidar measurement of liquid and vapor phase water under the influence of ionizing radiation

椎名 達雄*; 千明 倫之*; 斎藤 隼人*; 眞子 直弘*; 久世 宏明*; 羽生 敏紀; 金山 文彦; 福嶋 峰夫

no journal, , 

A compact Raman lidar has been developed for studying phase changes of water in the atmosphere under the influence of ionization radiation. The Raman lidar is operated at the wavelength of 349 nm and backscattered Raman signals of liquid and vapor phase water are detected at 396 and 400 nm, respectively. Alpha particles emitted from $$^{241}$$Am of 9 MBq ionize air molecules in a scattering chamber, and the resulting ions lead to the formation of liquid water droplets. From the analysis of Raman signal intensities, it has been found that the increase in the liquid water Raman channel is approximately 3 times as much as the decrease in the vapor phase water Raman channel, which is consistent with the theoretical prediction based on the Raman cross-sections. In addition, the radius of the water droplet is estimated to be 0.2 micro m.

口頭

小型ラマンライダーを用いた放射線分解による水相計測

椎名 達雄*; 斎藤 隼人*; 眞子 直弘*; 久世 宏明*; 羽生 敏紀; 金山 文彦; 福嶋 峰夫

no journal, , 

福島第一原子力発電所での作業や原子力施設の解体作業において、放射能の遠隔分布計測のニーズはあるが、計測手法はガンマカメラ等に限られ、その使用状況にも制限が多い。本研究では、水素ガス検知用のラマンライダーの発展として、光学的遠隔計測手法を利用し、放射線の影響による大気の電離及びこれによる水相変化をとらえることを考案した。具体的な事象として、放射線分解による大気イオンの上昇に伴って、水蒸気量の減少と水クラスタの生成を予想した。本研究ではこれまでに開発してきた、349nmのレーザを発する水素ガス漏えい検知用小型ラマンライダーに水蒸気ラマン及び水ラマンエコーを計測するためのポートを追加することで、水相計測を行った。各ラマン光の計測は光電子増倍管を介して、ホトンカウンティング法によって行った。$$alpha$$線源であるAm-241を用いた試験の結果、放射線の影響により水ラマンエコーの増加及び水蒸気ラマンエコーの減少が測定された。これらの増減比はそれぞれのラマン散乱断面積とよく合致したことより、放射線の影響により水蒸気がイオン化し水クラスタが生成されたことを、ラマンライダーの測定実験で検証できたと考えられる。

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