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論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

論文

In-situ residual stress analysis during thermal cycle of a dissimilar weld joint using neutron diffraction and IEFEM

秋田 貢一; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*; 鈴木 裕士; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Vladimir, L.*

溶接学会論文集(インターネット), 35(2), p.112s - 116s, 2017/06

Residual stresses near the weld metal of the joints before and after a thermal cycle were measured using a reactor based neutron diffraction technique in room temperature. In-situ residual stress measurements were performed on the plate type sample using a pulsed neutron diffraction technique under thermal cycles. Residual stress behaviors of the samples were examined also by the idealized explicit FEM (IEFEM), which agreed well with the experimental results of the residual stress behaviors during thermal cycles. Thermal stresses were induced near the weld metal by the difference of the linear expansion coefficients of the dissimilar base metals. Since the thermal stress exceeded the yield stress of the material during the first heating process, the residual stresses near the weld metal were redistributed and a part of the residual stress was relaxed.

論文

Spin-pump-induced spin transport in $$p$$-type Si at room temperature

仕幸 英治*; 安藤 和也*; 久保 和樹*; 齊藤 英治; 新庄 輝也*; 白石 誠司*

Physical Review Letters, 110(12), p.127201_1 - 127201_5, 2013/03

 被引用回数:148 パーセンタイル:97.36(Physics, Multidisciplinary)

室温環境で、純スピン流を$$p$$-型Si中に流しスピン流源から離れた場所で純スピン流を観測することに成功した。強磁性共鳴と$$s$$-$$d$$相互作用を通じて$$p$$-型Si/NiFe界面にスピン蓄積を発生させ、このスピン蓄積から生じる純スピン流を$$p$$-型Si上の離れた箇所に蒸着したPd線中の逆スピンHall効果によって観測した。これにより、室温環境において$$p$$-型Siで純スピン流輸送が可能であることが示された。

論文

A Cubic-anvil high-pressure device for pulsed neutron powder diffraction

阿部 淳; 荒川 雅*; 服部 高典; 有馬 寛; 鍵 裕之; 小松 一生*; 佐野 亜沙美; 上床 美也*; 松林 和幸*; Harjo, S.; et al.

Review of Scientific Instruments, 81(4), p.043910_1 - 043910_5, 2010/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:31.03(Instruments & Instrumentation)

キュービックアンビルセルを中性子回折実験用に小型化し、J-PARC/MLFの工学材料回折装置「匠」で高圧下での粉末回折測定を行った。アンビル材,圧媒体の開発やバックグラウンドと試料以外からの高圧装置部品に由来する回折ピーク強度を減少させ、高圧下における試料からのきれいな回折パターンを測定することに成功した。本研究結果は、キュービックタイプの高圧実験装置とJ-PARCのパルス中性子源の組合せが、高圧下における物性研究の有力な手段になることを示している。

論文

High pressure experiments with the engineering materials diffractometer (BL-19) at J-PARC

阿部 淳; 服部 高典; 小松 一生*; 有馬 寛; 荒川 雅*; 佐野 亜沙美; 鍵 裕之; Harjo, S.; 伊藤 崇芳; 盛合 敦; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 215, p.012023_1 - 012023_6, 2010/03

 被引用回数:4 パーセンタイル:81.66

2008年から稼働し始めたJ-PARCの中性子実験施設MLFの工学材料回折装置「匠」に、高圧発生装置を持ち込み高圧中性子回折実験が可能であるか検討した。測定結果から高圧装置中にセットされた試料からの回折ピークが観測され、「匠」の光学系において高圧実験が可能であることが認められた。バックグランドノイズが高いなどの課題はあるが、本研究結果はJ-PARCにおいて初めての高圧中性子回折実験結果である。

論文

アブストラクトを用いた原子分子物理学分野の論文分類支援システムの設計と実装

柏木 裕恵*; 高田 雅美*; 佐々木 明; 城 和貴*

情報処理学会論文誌; 数理モデル化と応用(インターネット), 48(SIG15), p.189 - 198, 2007/10

原子分子データベースの構築に必要となる、科学論文から原子分子データを収集する過程の自動化支援の手法の研究を行った。インターネットなどで閲覧可能な論文のアブストラクトの中から、これまでのデータベース活動で収集された論文のアブストラクトの集合を教師データとする機械学習手法(学習ベクトル量子化法:LVQ)を用い、原子分子データを含む論文を抽出する方法について、原子分子物理分野の固有表現,専門用語など論文の特徴をよく表すと予想された情報を活用して、分類の性能の評価を行った。最適化の結果、精度82%,再現率13%が得られたが、原子分子データを含む論文が全論文中の1%以下であることから、実用化のためには適切な専門用語辞書を構築するなどによってさらに精度を高める必要があると考えられる。

論文

Cylindrical domains of block copolymers developed via ordering under moving temperature gradient

三田 一樹*; 田中 宏和*; 西条 賢次*; 竹中 幹人*; 橋本 竹治

Macromolecules, 40(16), p.5923 - 5933, 2007/08

 被引用回数:41 パーセンタイル:75.14(Polymer Science)

外場のないときにシリンダー状ナノ秩序構造を形成するブロック共重合体高分子を、ゾーン加熱法を用いて、無秩序-秩序相転移を経て秩序構造を形成することを世界で初めて試みた。その結果、シリンダーグレインは温度勾配軸方向に伸びた円柱グレインを形成し、グレイン内部ではシリンダー軸は常に温度勾配の軸と垂直に配向するという特徴あるシリンダーグレイン構造の創製に初めて成功した。

論文

Design and implementation of an evolutional data collecting system for the atomic and molecular databases

佐々木 明; 城 和貴*; 柏木 裕恵*; 渡辺 知恵美*; 鈴木 学*; Lucas, P.*; 大石 雅寿*; 加藤 太治*; 加藤 雅敏*; 加藤 隆子*

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.348 - 351, 2006/00

原子分子データベースは基礎科学,産業応用で利用されているが、広い分野からの需要を満たすには、現在手作業に頼っているデータ収集,評価を効率化することが不可欠である。われわれは、従来の原子データベースの構築の方法を分析し、原子分子データが記載されている論文の収集,論文中の重要データの抽出,具体的な図表のデータの読み取り,数値化の3つの段階に分け、コンピュータの活用による作業の効率化の方法の検討を行った。まず、論文の収集に関しては、多くの学術雑誌がオンライン化されていることを利用し、アブストラクトを自動的に収集することができる。次に、核融合研などにこれまでに蓄積されている、原子分子データが記載されている論文との類似性を計算することで、収集された論文の中から原子分子データが記載されている論文を選びだすことができると考えられる。本研究では、参照アブストラクトとの類似性のためにLVQ(Learning Vector Quantization)法によるテキスト分類の方法を用い、用意されたサンプルが原子分子データを含む論文かどうかの適合性を判定する実験を行い、結果の評価を行う。本研究は、会津大,奈良女子大,核融合研のグループが論文ダウンロードソフトの開発,テキスト分類ソフトの開発評価,参照用データの提供等の各要素を分担して行う。

口頭

科学論文からの原子分子データの収集,データベース化の自動化支援に関する研究

佐々木 明; 村田 真樹*; 柏木 裕恵*; 城 和貴*; Lukas, P.*; 加藤 太治*; 村上 泉*

no journal, , 

原子分子データは、基礎科学・産業分野の利用のためにデータベース化が行われている。従来は、原子分子物理学の専門家が論文として発表したデータを手作業で収集していたが、応用分野ではさらに多種,多量のデータが要求されるようになっている。そこでわれわれは、言語処理技術の応用による論文の収集やデータの抽出の自動化の支援と、作業の効率化の可能性を検討している。論文中の原子分子物理学に特徴的な専門用語,数式,化学式の認識と、これまでのデータベース作成を通して蓄積されている論文を教師データとした機械学習によるテキスト分類手法により、原子分子データが記述されている論文の識別を試みた結果について報告する。

口頭

J-PARCの共用開始と中性子利用高圧研究の戦略

内海 渉; 阿部 淳; 服部 高典; 深澤 裕; 山内 宏樹; 井川 直樹; 鍵 裕之; 有馬 寛*; 荒川 雅; 小松 一生*; et al.

no journal, , 

J-PARCが、2008年12月より施設共用運転が開始され、世界最高レベルのパルス中性子を利用して、高圧下における物質・材料研究や地球科学研究が大きく発展することが期待されている。J-PARCのビームライン整備状況や、中性子利用高圧研究の戦略について概要を報告する。

口頭

J-PARC工学材料回折装置「匠」における高圧中性子回折実験の最新結果

服部 高典; 阿部 淳; 有馬 寛; 荒川 雅; 小松 一生*; 奥地 拓生*; 鍵 裕之; 内海 渉; Harjo, S.; 伊藤 崇芳

no journal, , 

これまで高圧中性子実験は、そのソースフラックスの不足のために限られたものであった。しかしながら現在、大強度陽子加速器施設J-PARCが建設され、高圧中性子実験が可能になってきた。高圧中性子実験は、これまでわれわれの手に入れることのできなかった情報(軽元素の位置や原子のダイナミックス)を提供するために、垂涎の的となっている。本稿では、J-PARC工学材料測定装置「匠」を用いての、初めての高圧TOF実験結果を紹介し、高圧中性子回折の今後の展開を述べる。

口頭

A Feasibility study of neutron powder diffraction under high pressure with the Engineering Materials Diffractometer "TAKUMI" at J-PARC

阿部 淳; 服部 高典; 小松 一生*; 有馬 寛; 荒川 雅*; 奥地 拓生*; 鍵 裕之; 八木 健彦*; 上床 美也*; 松林 和幸*; et al.

no journal, , 

2009年の1月2月にJ-PARC/MLFの工学材料回折装置「匠」に2種類の高圧装置、パリ-エジンバラプレスとパームキュービックアンビルセルを持ち込んで、高圧中性子回折実験を行った。試料には鉛を用い、鉛の中性子回折線を観察することで、「匠」において高圧実験が可能であるか検討した。どちらの高圧装置を用いても鉛のピークが観測され、パームキュービックアンビルセルを用いた高圧の測定では、圧力増加に伴い鉛のピークがd値の低くなる方へシフトした。このことから、J-PARCの「匠」において高圧中性子回折実験が可能になったと言える。

口頭

Strategy of high pressure research with pulsed neutron at J-PARC

内海 渉; 鍵 裕之*; 服部 高典; 有馬 寛; 小松 一生*; 阿部 淳; 永井 隆哉*; 奥地 拓生*; Harjo, S.; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

J-PARCは、大強度陽子加速器施設であり、世界最強クラスのパルス中性子を発生できる。J-PARCの運用開始により、高圧下の物質科学や地球内部構造探求が大きく進展することが期待されている。最初の高圧実験が、工業材料回折装置(BL19)で行われた。また、2011年の運用開始をめざして高圧専用ビームラインの建設も始まった。

口頭

工学材料回折装置「匠」を用いた高圧下中性子粉末回折実験

阿部 淳; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 有馬 寛; 深澤 裕; Harjo, S.; 伊藤 崇芳; 相澤 一也; 内海 渉; 小松 一生*; et al.

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)に建設された工学材料回折装置「匠」は、物体内のひずみ応力測定を目的とした装置であるが、90度検出器バンクを主体とする光学系や大型機器を搭載可能な試料ステージが高圧実験を行うにも都合の良いものになっており、われわれは、匠を用いて高圧下での中性子粉末回折実験を推進するための種々の試験開発を行っている。高圧発生装置としては、海外の中性子実験施設において汎用的に使用されている1軸圧縮型のパリ-エジンバラプレスと日本で開発された6方向から試料を加圧できるパームキュービックアンビルセルを用い、中性子実験用に新規開発中のダイヤモンドアンビルセルの使用も検討している。アンビル材や圧媒体の中性子実験への最適化などを含めた多くの装置開発を行うとともに、バックグラウンドを低減させるための遮蔽対策などを行うことにより、J-PARCにおいて、高圧下での粉末中性子回折実験が可能になった。本発表では匠でのこれまでの高圧実験結果と今後の計画について報告する。

口頭

異材溶接継手における熱サイクル中その場中性子応力測定

秋田 貢一; 西川 聡*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 鈴木 裕士; 盛合 敦; Harjo, S.; 相澤 一也

no journal, , 

異材溶接継手における残留応力緩和過程を明らかにするために、工学中性子回折装置TAKUMI(J-PARC/MLF)を用いて、Ni基合金((NCF600)-ステンレス鋼(SUS316L)異材溶接継手の、室温から593Kまでの熱サイクル中その場残留応力測定を実施した。その結果、昇温過程においてNi基合金側の引張残留応力が上昇する一方、ステンレス鋼側(SUS316L)では低下することを実験的に示し、さらに、その過程でNi基合金側の応力が材料の降伏点を超えることで残留応力が再配分し、残留応力緩和することを明らかにした。

口頭

Ni基合金-SUS316L異材溶接継手の昇温・降温過程におけるその場中性子残留応力測定

秋田 貢一; 盛合 敦; 鈴木 裕士; Harjo, S.; 西川 聡*; 柴原 正和*; 生島 一樹*

no journal, , 

熱サイクル中における異材溶接継手内部の残留応力挙動を、中性子回折を利用することでその場測定し、残留応力緩和過程を検討した。

口頭

異材溶接配管継手の軸圧縮下残留応力挙動の評価

木谷 悠二*; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; 川崎 卓郎; 相澤 一也; et al.

no journal, , 

ショット粒衝突時の荷重分布をモデル化し、理想化陽解法FEMに対して導入することで、ショットピーニングによって発生する残留応力を予測可能な解析システムを構築した。次いで、ショットピーニングを施工した異材円筒多層溶接試験体に対して軸方向圧縮荷重を負荷し、荷重負荷状態および負荷後の弾性ひずみ分布を中性子回折により測定した。その結果、解析値と実測値の定性的傾向は互いに対応することが確認され、構築した解析システムの妥当性が示された。

口頭

応力改善工法で付与した圧縮残留応力の持続性評価,2; ショットピーニングを施した溶接継手の熱サイクルおよび応力負荷による残留応力変化

西川 聡*; 古川 敬*; 秋田 貢一; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; Harjo, S.; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 木谷 悠二*; 山田 祐介*

no journal, , 

第1報で開発したFEM解析手法の妥当性を検証するため、円筒形状を有する実機部分模擬溶接試験体(同材、異材)を製作して、(溶接)$$rightarrow$$(SP施工)$$rightarrow$$(熱緩和またはひずみ負荷)の各々のプロセスにおける表面と内部の残留応力を測定した。その結果、開発したFEM解析手法により、実用上十分な精度で残留応力が予測できることを示した。

口頭

原子炉冷却配管における溶接・ピーニングから実働状態までの全工程残留応力挙動評価; 中性子応力測定と理想化陽解法FEM解析

秋田 貢一*; 鈴木 裕士; 諸岡 聡; Harjo, S.; 柴原 正和*; 生島 一樹*; 西川 聡*; 古川 敬*

no journal, , 

本研究では、原子力プラント構造物の溶接部における健全性を評価するための基盤技術として、製造段階から稼働状態に至るまでの全工程(溶接・ショットピーニング・高温あるいは荷重)における残留応力評価が可能なシミュレーション手法を開発し、その妥当性を実験的に検証した。シミュレーション手法開発では、理想化陽解法をベースとした有限要素法解析手法に、ショットピーニングによる残留応力発生をシミュレーションする機能を追加した。また、検証実験では、原子炉冷却配管を模擬した配管溶接継手を作製し、ショットピーニング前後の残留応力変化をX線回折により、また、熱サイクル付与前後および軸圧縮荷重負荷-除荷過程における内部残留応力の変化を中性子回折により測定した。その結果、実験と解析の差は目標値$$pm$$150MPaにほぼ収まった。これにより、ショットピーニングで付与した圧縮残留応力とその持続性を計算により短時間で把握きることから、原子炉溶接部等における応力腐食割れ発生のリスクや発生後のき裂進展を予測でき、従って適切な対策が可能になる。

口頭

Investigations of the cause of unexpected intensity tail observed in the Fermi chopper spectrometer 4SEASONS

中村 充孝; 梶本 亮一; 及川 健一; 篠原 武尚; 相澤 一也; Harjo, S.; 岩橋 孝明*; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; et al.

no journal, , 

J-PARC物質・生命科学実験施設のフェルミチョッパー分光器四季では、コンパクトなスリットパッケージを新たに導入することで強度を大幅に向上させることに成功した。その一方、新スリットパッケージの導入が想定外の強度裾を生じさせ、データ解析に悪影響を及ぼすことも明らかになった。この問題を解決するために、モンテカルロシミュレーション、中性子透過率測定、顕微鏡による直接観察等によりフェルミチョッパーブレードの各種評価を行った。本発表では、問題解決に向けた様々なアプローチと、それに基づいて立てた仮説について紹介する。

口頭

硬質地盤における大深度・大口径改良体の高圧噴射攪拌工法による試験施工

一条 つばさ; 中山 一彦; 瀬下 和芳; 小島 一樹; 櫻井 百香

no journal, , 

試験研究用原子炉施設の冷却器を内包する建物の基礎地盤のすべり抵抗を向上させるために、高圧噴射攪拌工法による地盤改良を行う計画がある。この工法は改良深度が約30mでN値50以上の硬い地盤に対して大口径改良体の施工事例は少ないため、試験施工を行った。改良体の範囲及び改良径の確認については、熱電対による温度計測及びボーリングコア採取による確認を行い、硬い地盤に対して改良径$$phi$$4.5mが施工できることを確認した。

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