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報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2018年度

中野 政尚; 藤井 朋子; 根本 正史; 飛田 慶司; 河野 恭彦; 細見 健二; 西村 周作; 松原 菜摘; 前原 勇志; 成田 亮介; et al.

JAEA-Review 2019-048, 165 Pages, 2020/03

JAEA-Review-2019-048.pdf:2.69MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2018年4月から2019年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングスに変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が多くの項目でみられた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の上限値を超過した値の評価について付録として収録した。

報告書

東海再処理施設周辺の環境放射線モニタリング結果; 2017年度

中野 政尚; 藤田 博喜; 水谷 朋子; 根本 正史; 飛田 慶司; 河野 恭彦; 細見 健二; 外間 智規; 西村 朋紘; 松原 菜摘; et al.

JAEA-Review 2018-025, 171 Pages, 2019/02

JAEA-Review-2018-025.pdf:3.81MB

核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編 環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2017年4月から2018年3月までの間に実施した環境モニタリングの結果、及び大気, 海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものであり、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故の影響が多くの項目で見られた。なお、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、東京電力福島第一原子力発電所事故の影響による平常の変動幅を外れた値の評価について付録として収録した。

論文

Angle-resolved photoemission analysis of electronic structures for thermoelectric properties of off-stoichiometric Fe$$_{2-x}$$V$$_{1+x}$$Al alloys

曽田 一雄*; 原田 翔太*; 林 利光*; 加藤 政彦*; 石川 文洋*; 山田 裕*; 藤森 伸一; 斎藤 祐児

Materials Transactions, 57(7), p.1040 - 1044, 2016/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.91(Materials Science, Multidisciplinary)

The electronic states of Heusler(L21)-type off-stoichiometric Fe$$_{2-x}$$V$$_{1+x}$$Al have been investigated by soft X-ray angle-resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) in order to clarify the origin of their large thermoelectric powers, which cannot be explained in terms of the rigid band model. In off-normal and normal ARPES, Fe$$_{2.05}$$V$$_{0.95}$$Al shows a weakly dispersive bulk band around the binding energy of 0.3 eV in the $$Gamma$$-X direction and an almost dispersion-less one around 0.3 eV in a gap of dispersive bulk bands in the $$Gamma$$-L direction, which is attributed to the anti-site Fe defect. At the $$Gamma$$ point, the bulk band does not appear to cross the Fermi level $$E_{rm F}$$, consistent with the rigid band model for the excess Fe content bringing about the increase in the valence electrons, but no band crossing $$E_{rm F}$$ down is found at the X point. The anti-site Fe defect states near $$E_{rm F}$$ might push up the band at the X point and cause the p-type thermoelectric properties, unexpected with the rigid band picture. The change in the electronic structures and thermoelectric properties are discussed on the off-stoichiometry and substitution of the forth element.

論文

Growth of PrFeAsO$$_{1-y}$$ single crystals and its characterization

石角 元志; 社本 真一; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 伊藤 利充*; 富岡 泰秀*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S322 - S323, 2010/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:86.28(Physics, Applied)

ベルト型高圧合成装置を用いて酸素欠損オキシニクタイド超伝導体PrFeAsO$$_{1-y}$$の単結晶試料を育成した。得られた単結晶試料の超伝導転移温度(Tc)は45Kであり、典型的な大きさは約800$$times$$1000$$times$$30$$mu m^3$$である。面内電気抵抗率は、銅酸化物高温超伝導体と同様にほぼ温度に比例する振る舞いを示しており、銅酸化物高温超伝導体と同様に強い非弾性散乱効果の存在が示唆される。さらにas-grownの単結晶試料を常圧下でアニールすることにより非超伝導の母相単結晶試料を得た。母層の試料の電気抵抗は、150K付近に構造相転移に相当するキンクと、12K付近のPrイオンの磁気秩序に起因すると考えられる構造で特徴付けられる。

論文

Strong carrier-scattering in iron-pnictide superconductors ${it Ln}$FeAsO$$_{1-y}$$ (${it Ln}$ = La and Nd) obtained from charge transport experiments

石田 茂之*; 中島 正道*; 富岡 泰秀*; 伊藤 利充*; 宮沢 喜一*; 鬼頭 聖*; Lee, C.-H.*; 石角 元志; 社本 真一; 伊豫 彰*; et al.

Physical Review B, 81(9), p.094515_1 - 094515_6, 2010/03

 被引用回数:19 パーセンタイル:33.32(Materials Science, Multidisciplinary)

知られている鉄系超伝導体の中で、最も高い超伝導転移温度を持つ酸素欠損の鉄ヒ素化物${it Ln}$FeAsO$$_{1-y}$$ (${it Ln}$: La and Nd)において、特長的な常伝導状態電荷輸送が見つかった。この系における「ドーピング」の効果はおもに、high-${it T}$ $$_{c}$$銅酸化物におけるそれと異なり、おもにキャリア散乱によっている。最大の${it T}$ $$_{c}$$=28KのLa系の超伝導領域において、低温の抵抗は${it T}$ $$^{2}$$項に支配される。一方で、40Kより高い${it T}$ $$_{c}$$を持つNd系ではキャリアは${it T}$に比例する電気抵抗と小さな磁気抵抗を示す強い散乱を受ける。このような強い散乱が鉄系の高い${it T}$ $$_{c}$$超伝導性にとって決定的なものとなっている。

論文

Muon spin rotation measurements of heterogeneous field response in overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$

MacDougall, G. J.*; Savici, A. T.*; Aczel, A. A.*; Birgeneau, R. J.*; Kim, H.*; Kim, S.-J.*; 伊藤 利充*; Rodriguez, J. A.*; Russo, P. L.*; 植村 泰朋*; et al.

Physical Review B, 81(1), p.014508_1 - 014508_7, 2010/01

 被引用回数:9 パーセンタイル:55.3(Materials Science, Multidisciplinary)

Transverse-field muon spin rotation measurements of overdoped La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ reveal a large broadening of the local magnetic field distribution in response to applied field, persisting to high temperatures. The field response is approximately Curie-Weiss-like in temperature and is largest for the highest doping investigated. Such behavior is contrary to the canonical Fermi-liquid picture commonly associated with the overdoped cuprates and implies extensive heterogeneity in this region of the phase diagram. A possible explanation for the result lies in regions of staggered magnetization about dopant cations, analogous to what is argued to exist in underdoped systems.

論文

Growth of single crystal PrFeAsO$$_{1-y}$$ and its characterization

石角 元志; 社本 真一; 鬼頭 聖*; 伊豫 彰*; 永崎 洋*; 伊藤 利充*; 富岡 泰秀*

Physica C, 469(15-20), p.901 - 904, 2009/10

 被引用回数:21 パーセンタイル:32.09(Physics, Applied)

酸素欠損オキシニクタイド超伝導体PrFeAsO$$_{1-y}$$の単結晶をベルト型アンビル装置を用いて高圧合成法で育成した。板状の単結晶は多結晶ペレットの中から機械的に取り出し、光沢状のab面を有している。典型的な結晶の大きさは100$$times$$100$$times$$15$$mu m^3$$である。講演では詳細な育成条件と試料評価,X線回折,帯磁率,電気抵抗測定について報告する。

論文

Observation of itinerant Ce 4$$f$$ electronic states in CeIrSi$$_3$$ studied by angle-resolved Ce 3$$drightarrow 4f$$ resonance photoemission spectroscopy

大河内 拓雄*; 利光 孝文*; 山上 浩志; 藤森 伸一; 保井 晃; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 宮内 裕一朗*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 78(8), p.084802_1 - 084802_6, 2009/08

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.73(Physics, Multidisciplinary)

結晶構造に空間反転対称性を持たない超伝導体CeIrSi$$_3$$に対してCe 3$$d{rightarrow}$$4$$f$$共鳴角度分解光電子分光を行い、4$$f$$バンド構造とフェルミ面を得た。その結果、Ce 4$$f$$状態はフェルミ準位近傍に位置することがわかり、フェルミ準位を横切る伝導バンドが共鳴増大を示した。さらに、CeIrSi$$_3$$のバンド分散とフェルミ面は、4$$f$$電子を持たない参照物質LaIrSi$$_3$$のそれとは異なり、その違いは局所密度近似(LDA)による電子状態計算によりよく説明できることを見いだした。これらの結果は、CeIrSi$$_3$$の4$$f$$電子は伝導電子とよく混成し、遍歴的な電子状態を形成していることを示唆している。

論文

High-pressure synthesis and physical properties of new iron (nickel)-based superconductors

Shirage, P. M.*; 宮沢 喜一*; 石角 元志; 木方 邦宏*; Lee, C.-H.*; 竹下 直*; 松畑 洋文*; 熊井 玲児*; 富岡 泰秀*; 伊藤 利充*; et al.

Physica C, 469(9-12), p.355 - 369, 2009/06

 被引用回数:35 パーセンタイル:19.54(Physics, Applied)

高圧合成を用いてLnFeAsO系超伝導体の合成を行いその評価を行い、特に酸素欠損,Lnイオン半径の変動,外圧のTcに与える影響を調べた。すべての実験データは結晶構造と超伝導の強い相関を示している。単結晶PrFeAsO$$_{1-y}$$の上部臨界磁場測定より異方性は5程度で銅酸化物より小さいことがわかった。また、高圧合成法は122系の物質合成・単結晶に対しても有効であることを示す。

論文

Absence of broken time-reversal symmetry in the pseudogap state of the high temperature La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$ superconductor from muon-spin-relaxation measurements

MacDougall, G. J.*; Aczel, A. A.*; Carlo, J. P.*; 伊藤 利充*; Rodriguez, J.*; Russo, P. L.*; 植村 泰朋*; 脇本 秀一; Luke, G. M.*

Physical Review Letters, 101(1), p.017001_1 - 017001_4, 2008/07

 被引用回数:59 パーセンタイル:10.16(Physics, Multidisciplinary)

銅酸化物高温超伝導体に見られる擬ギャップの起源として、擬ギャップ温度以下で、時間反転対称性の破れた軌道電流パターンを持つ秩序状態が存在することが理論で提唱され、YBCOを用いた中性子回折実験によりその軌道電流から生まれるモーメントに起因すると考えられる磁気ピークが観測されている。本研究では、微小な内部磁場の観測に優れるミュウオンスピン緩和測定を用いて、La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{4}$$の組成を最適ドープから過剰ドープまで変化させて軌道電流秩序状態があるかを検証した。その結果、軌道電流秩序状態はすべての組成で存在せず、仮に存在したとしても内部磁場にして0.2G以下であり、中性子で報告されたモーメントの200分の1以下となる。よって、理論で提唱されているような時間反転対称性の破れた軌道電流パターンを持つ秩序状態は存在しないことを示した。

論文

Remote-welding technique for assembling In-Pile IASCC capsule in hot cell

川又 一夫; 石井 敏満; 金澤 賢治; 岩松 重美; 近江 正男; 清水 道雄; 松井 義典; 宇賀地 弘和; 加治 芳行; 塚田 隆; et al.

JAEA-Conf 2006-003, p.115 - 125, 2006/05

JMTRホットラボでは、JMTRにて再照射する試験を行うために、ホットセル内において照射済み試験片をキャプセルに組込む、キャプセル組立てを実施している。今回、その技術をもとに、照射下き裂進展試験用キャプセルを組立てる遠隔溶接技術を開発した。セル内において照射下き裂進展試験キャプセルを組立てる技術は照射下き裂進展試験を実施するうえで重要な技術である。本報告では、照射下試験用キャプセルの組立て技術及び開発した溶接装置について紹介する。

論文

Effects of hole doping on magnetic ground and excited states in the edge-sharing CuO$$_2$$ chains of Ca$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_5$$O$$_{10}$$

松田 雅昌; 加倉井 和久; 黒木 章悟*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; 岡 邦彦*

Physical Review B, 71(10), p.104414_1 - 104414_8, 2005/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:47.74(Materials Science, Multidisciplinary)

Ca$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_5$$O$$_{10}$$は辺共有CuO$$_2$$鎖を有する物質であり、低温において反強磁性相転移を示す。スピン構造は鎖内で強磁性的、鎖間で反強磁性的である。Ca$$_2$$Y$$_2$$Cu$$_5$$O$$_{10}$$において詳細な中性子非弾性散乱実験を行ったところ、鎖方向にはゾーン中心では鋭い磁気励起が観測されるが、中心から離れるに従って磁気励起のピーク幅の増加が見られた。また、この磁気励起の温度依存性,ホール濃度依存性について調べた結果、鎖に垂直方向の相互作用は温度上昇,ホールドープとともに減少するが、鎖方向の相互作用はほとんど変化しないことがわかった。さらに、高ホール濃度領域では、ホールの部分的秩序化を示唆する結果を得た。この結果から、高ホール濃度領域で見られるスピングラス的振る舞いの起源がフラストレーションによるものではなく、ホールの相分離により反強磁性クラスターができるためであることが明らかになった。

論文

Polarized neutron scattering study of the CuO$$_{2}$$ chains in Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$

松田 雅昌; 中村 充孝; 武田 全康*; 加倉井 和久; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; 岡 邦彦*

Physica B; Condensed Matter, 329-333(1-4), p.711 - 712, 2003/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Condensed Matter)

Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$は辺共有CuO$$_{2}$$鎖を有する物質であり、低温において反強磁性相転移を示す。磁気構造は鎖内で強磁性的,鎖間で反強磁性的である。これまでの非偏極中性子回折実験による強度解析からは、磁気モーメントが単純にCu位置に局在してCuO$$_{2}$$面に垂直方向(b面)を向いているのではく、O位置にもモーメントが存在することが示唆されていた。しかし、モーメントの方向が決まらないと磁気構造を確定することは困難であった。今回、偏極中性子回折実験を行い、この化合物の磁気構造を詳細に調べ、磁気モーメントの方向がb軸であることを決定した。その結果、モーメントがO位置に拡がった存在することが明らかになった。これは、強磁性CuO$$_{2}$$鎖におけるCuとOの強い電子軌道混成によるものである。

論文

Detailed magnetic structure of the coupled edge-sharing CuO$$_{2}$$ chains in Ca$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$

松田 雅昌; 加倉井 和久; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; Lee, C.-H.*; 岡 邦彦*

Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S637 - S639, 2002/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:82.77(Materials Science, Multidisciplinary)

Ca$$_{2+x}$$Y$$_{2-x}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$は辺共有CuO$$_{2}$$鎖を有する物質であり、低温において反強磁性相転移を示す。スピン構造は鎖内で強磁性的,鎖間で反強磁性的である。Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$において詳細な中性子非弾性散乱実験を行ったところ、鎖方向にはゾーン中心では鋭い磁気励起が観測されるが、中心から離れるに従って磁気励起のピーク幅の増加が見られるという古典スピン波理論では説明不可能な新しい現象を見いだした。またこの化合物のスピン構造を詳細に調べたところ、強磁性CuO$$_{2}$$鎖におけるCuとOの強い電子軌道混成により、Cuスピンの非局在化(Cu位置のみに局在せずに3割程度はO位置に拡がって存在)が見られることを示した。

論文

Development of a non-destructive testing technique using ultrasonic wave for evaluation of irradiation embrittlement in nuclear materials

石井 敏満; 大岡 紀一; 星屋 泰二; 小林 英男*; 齋藤 順市; 新見 素二; 辻 宏和

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part.1), p.240 - 244, 2002/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.07(Materials Science, Multidisciplinary)

軽水炉や核融合炉などの構造材料の照射脆化を超音波法で非破壊的に評価する試験技術の開発を進めている。本研究では、原子炉圧力容器用A533B-1鋼材,不純物Pの含有量を低く調整したA533B-1鋼材及びサブマージマーク溶接部から製作した衝撃試験片をJMTRにおいて523K又は563Kで中性子照射した後、遠隔操作による超音波測定を行い、試験片中を伝わる超音波の音速及び減衰率を求めた。その結果、照射材では、未照射材に比べて横波,縦波ともに音速が低下し、縦波の減衰率は上昇する傾向があることがわかった。音速の低下は、中性子照射による鋼材の剛性率及びヤング率の低下に起因することが推測される。また、シャルピー吸収エネルギーの41Jレベル遷移温度シフト量の照射に伴う増加に対して、超音波の音速は低下し、減衰率は上昇する特性があることを見いだした。

論文

Development of a remote-controlled fatigue test machine using a laser extensometer in Hot Laboratory for study of irradiation effect on fatigue properties

石井 敏満; 米川 実; 近江 正男; 高田 文樹; 齋藤 順市; 井岡 郁夫; 三輪 幸夫

KAERI/GP-192/2002, p.157 - 166, 2002/00

原子炉構造材料の疲労特性に及ぼす中性子照射の影響を調べるために、JMTRホットラボでは、非接触で歪測定が可能なレーザー伸び計を採用した遠隔操作型高温疲労試験装置を開発した。疲労試験では、分解能0.1mm,測定精度$$pm$$0.5%のレーザー伸び計を用いて、小型疲労試験片の平行部の両端部に加工したツバの間隔の変化を測定した。この疲労試験装置を用いて、JMTRにおいて照射温度823Kで1$$times$$10$$^{25}$$n/m$$^{2}$$(E$$>$$1MeV)まで中性子照射した304型ステンレス鋼製試験片を対象に、823Kの真空中で、ひずみ量0.7,1.0,1.4%の軸歪制御による低サイクル疲労試験を行い、中性子照射によるステンレス鋼の疲労寿命低下の定量的データを提供することができた。

論文

Current status and future prospects of JMTR Hot Laboratory

齋藤 順市; 石井 敏満; 近江 正男; 藤木 和男; 伊藤 治彦; 高橋 秀武

KAERI/GP-192/2002, p.3 - 11, 2002/00

材料試験炉部ホットラボで開発した、核融合炉材料開発に不可欠な微小試験片試験技術,IASCC研究に不可欠な低歪速度引張試験技術,軽水炉燃料の安全性研究に貢献する再計装技術及び遠隔溶接技術,照射脆化を非破壊的に評価する技術等について紹介する。また、PIE技術の情報交換,研究者の交流及びPIE施設の相互利用を図ることが、PIE技術の底上げ及び原子力研究のブレークスルーのために重要であることを提案する。

論文

Application of infrared thermography to nondestructive evaluation of nuclear structures and components

石井 敏満; 大岡 紀一; 那珂 通裕; 金谷 邦雄; 齋藤 順市; 岡本 芳三*

Proceedings of 6th Far-East Conference on Nondestructive Testing (FENDT '02), p.273 - 278, 2002/00

原子力施設において、安全上重要な構造物や機器は、原子炉停止中の検査は元より、運転中にも状態を監視して健全性を確保することが重要であり、それには各種の非破壊試験法を適切に応用する必要がある。また、原子力施設では、原子炉の運転に伴う放射線や高温の環境により検査員が接近できない場所にも多くの機器が設置されており、これらを監視するためのリモートセンシング技術を応用した非破壊試験法の確立が急務となっている。本報では、最近リモートセンシング技術として注目されている、赤外線サーモグラフィを原子力施設の機器や構造物の診断に応用した例として、赤外線サーモグラフィによりJMTRの機器や構造物の熱画像データを取得し、機器の運転状態や構造物の内部状態との対応について評価することにより、非破壊試験法としての有効性を検討した結果について紹介する。

論文

Magnetic excitations from the edge-sharing CuO$$_{2}$$ chains in Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$

松田 雅昌; 山口 博隆*; 伊藤 利充*; Le, C.*; 岡 邦彦*; 水野 義明*; 遠山 貴巳*; 前川 禎通*; 加倉井 和久*

Physical Review B, 63(18), p.180403_1 - 180403_4, 2001/05

 被引用回数:25 パーセンタイル:23.52(Materials Science, Multidisciplinary)

Ca$$_{2}$$Y$$_{2}$$Cu$$_{5}$$O$$_{10}$$は辺共有CuO$$_{2}$$鎖を有する物質であり、29Kで反強磁性相転移を示す。スピン構造は鎖内で強磁性的、鎖間で反強磁性的である。このことから、この物質は1次元強磁性を研究するうえで重要な物質であると考えられる。今回、この化合物の単結晶を用いて中性子非弾性散乱実験を行った。その結果、ゾーン中心では鋭い磁気励起が観測されるが、中心から離れるに従って磁気励起のピーク幅が増加することがわかった。この実験事実は、古典的スピン波理論では説明できず、量子効果が大きく関わっていることが予想される。この現象は1次元強磁性体における量子効果という点で新しく興味ある現象であり、今後、実験と理論の両面から研究が進展することが期待される。

論文

Development of a small specimen test machine to evaluate irradiation embrittlement of fusion reactor materials

石井 敏満; 近江 正男; 齋藤 順市; 星屋 泰二; 大岡 紀一; 實川 資朗; 衛藤 基邦

Journal of Nuclear Materials, 283-287(Part.2), p.1023 - 1027, 2000/12

 被引用回数:7 パーセンタイル:50.97(Materials Science, Multidisciplinary)

国際エネルギー機関(IEA)が概念設計した加速器型中性子源を用いた国際核融合材料照射装置(IFMIF)は、核融合炉材料開発に不可欠な照射装置である。しかしながら、照射体積に制限があるため微小試験片試験技術(SSTT)の確立が必要となる。そこで、大洗ホットラボでは、遠隔操作型スモールパンチ(SP)試験装置を開発し、照射済フェライト鋼試験片のSP試験を行った。本報では、照射後SP試験方法、装置概略及び試験結果について述べる。SP試験片は、10mm角で長さ0.25mmの平板型、及び直径3mmで厚さ0.25mmのTEMディスク型である。また試験は、真空又は不活性ガス中で93K~1123Kの範囲で実施できる。フェライト鋼の試験の結果、SP試験で求めた中性子照射に伴う延性ぜい性遷移温度の変化量は、シャルピー衝撃試験で求めた遷移温度の変化量に良く一致した。

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