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論文

耐放射線鉛ガラスのナノ秒パルスレーザ誘起着色現象

山崎 和彦*; 加藤 裕典*; 二川 正敏; 勅使河原 誠

実験力学, 21(4), p.308 - 313, 2021/12

https://doi.org/10.11395/jjsem.21.308

本研究では、可視波長のナノ秒パルスレーザーによる耐放射線性鉛ガラスの発色と損傷について評価した。試験体として鉛含有量の異なるPbO-55wt%, 71wt%及びPbOを含まないガラスの3種類の耐放射線ガラスを用いた。ピークパワー1kWのナノ秒パルスレーザー照射により、相変化を伴う変色とダメージ形成が観測された。高鉛濃度ガラスはレーザー強度に対する着色の閾値が低いが、損傷形成の閾値は両PbOガラスともほぼ同じであった。一方、PbOを含まないガラスにレーザー照射しても変化は見られなかった。また、ラマンスペクトルにおける波数200-500cm$$^{-1}$$および1000cm$$^{-1}$$の強度変化の結果から、ナノ秒パルスレーザー照射によるPbOの光化学反応および熱反応を考察した。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2014年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 桑原 和道; 上野 哲朗; 大貫 賢二*; 別府 伸治; 尾上 博則; 竹内 竜史; et al.

JAEA-Review 2015-024, 122 Pages, 2015/11

JAEA-Review-2015-024.pdf:80.64MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2014年度は、2014年2月における深度500mステージの研究坑道の掘削工事の完了に伴い、超深地層研究所計画における深度500mまでの第2段階の調査研究を一旦終了し、これまで実施してきた各種モニタリングを含め、物質移動試験や再冠水試験等の第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2014年度に実施した調査研究、施設建設、共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

北海道北部、幌延地域に分布する新第三紀堆積岩中の炭化水素ガスの分子組成と炭素同位体組成

舟木 泰智; 石山 宏二*; 早稲田 周*; 加藤 進*; 渡辺 邦夫*

地学雑誌, 121(6), p.929 - 945, 2012/12

https://doi.org/10.5026/jgeography.121.929

炭化水素ガスの分子組成と炭素同位体組成は、その生成,移動,集積に関する情報を持っている。そのため、これらは堆積岩の透過性を評価するための指標となることが期待される。本研究では、北海道北部の幌延地域に分布する新第三紀の堆積岩の透気特性を把握するために、ボーリングコアを用いたヘッドスペースガス分析を実施した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)炭化水素ガスは、二酸化炭素還元反応などのメタンの生成反応と嫌気的メタン酸化反応といった堆積時から現在までの微生物の活動に伴う同位体分別によってもたらされた可能性が示唆される。(2)隆起・侵食時以降に高透水性の断層が発達し、開放的な環境が形成された可能性がある断層の近傍層準では、微生物起源の炭化水素ガスが移動,放出することに伴う同位体分別が生じた可能性も示唆される。(3)ヘッドスペース法による炭化水素ガスの分析は、調査地域の水理地質特性の変遷と併せた検討を通じて、地層の長期閉じ込め性評価のための指標となり得る可能性が期待できる。

論文

Study on corrosion of stainless steel in boiling nitric acid under heat transfer conditions

上野 文義; 白石 啓宜; 井上 峻; 本岡 隆文; 加藤 千明; 山本 正弘; 内山 軍蔵; 野島 康夫*; 藤根 幸雄*

Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference (ICONE-20 & POWER 2012) (DVD-ROM), 8 Pages, 2012/07

PUREX法の核燃料再処理プラントでは、加熱部の伝熱条件において沸騰硝酸溶液により厳しい腐食が生じる。本報告では、溶解槽や濃縮缶の加熱部におけるステンレス鋼の腐食速度に及ぼす表面温度と熱流束の影響について実験により検討した。著者らは、表面温度と熱流束の二つの因子に着目した。これらの因子を検討するため、伝熱条件と浸漬条件での腐食試験セルを用い、大気圧条件下の沸騰温度にて、V(V)を33mol/m$$^{3}$$添加した3kmol/m$$^{3}$$硝酸溶液を用いて試験を行った。熱流束と溶液と表面の温度差との関係を示す沸騰曲線を実験により調べ、この沸騰曲線を用いて沸騰条件での表面温度を推定した。測定した腐食速度と二つの因子との関係を検討した結果、腐食速度は熱流束に依存せず、表面温度に依存することが明らかとなった。腐食速度のアレニウスプロットによると、溶液の沸騰により非沸騰に対して腐食が加速されることが示された。

論文

Structural phase transition in the spin gap system YbAl$$_3$$C$$_3$$

松村 武*; 稲見 俊哉; 小坂 昌史*; 加藤 慶顕*; 犬飼 敬希*; 落合 明*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 片野 進*; 鈴木 博之*

Journal of the Physical Society of Japan, 77(10), p.103601_1 - 103601_4, 2008/10

https://doi.org/10.1143/JPSJ.77.103601
 被引用回数：14 パーセンタイル：62.95(Physics, Multidisciplinary)

The unresolved phase transition at 80K in YbAl$$_3$$C$$_3$$ has been studied by X-ray diffraction. It has been confirmed that the transition is a structural one with atomic displacement. Superlattice reflections that appear below 80K show that the crystal structure changes from hexagonal to orthorhombic. From the reflection conditions, we conclude that the space group in the low temperature phase is Pbca, where all the atoms occupy the general 8c site. By fitting the observed intensities, we present two possible models of atomic displacement. The displacement results in the deformation of the triangular lattice of Yb spins, which is considered to be responsible for the formation of a spin-singlet ground state at low temperatures.

論文

A Cu NQR study in a $$d$$-electron heavy-fermion system, CaCu$$_{3}$$Ru$$_{4}$$O$$_{12}$$

加藤 治一*; 鶴田 拓也*; 西岡 孝*; 松村 政博*; 酒井 宏典; 神戸 振作

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68(11), p.2187 - 2190, 2007/11

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.08.038
 被引用回数：8 パーセンタイル：38.69(Chemistry, Multidisciplinary)

f電子を含まない重い電子系化合物と考えられているCaCu$$_{3}$$Ru$$_{4}$$O$$_{12}$$についてCu核の核四重極共鳴(NQR)を用いた研究を行った。Cu核NQRスペクトルは、ローレンツ型の曲線になっており、少なくとも5Kの低温まで、なんらの磁気秩序も示さないことを示唆する。Cu核のスピン格子核磁気緩和率は、Cuの3$$d$$電子状態の変化を捉え、低温でフェルミ液体的挙動をすることがわかった。このことは、この系の重い電子描像を強く支持する。

論文

NMR study of the semimetallic compound UCoGa$$_5$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 加藤 治一*; 徳永 陽; 藤本 達也*; Walstedt, R. E.*; 池田 修悟; 眞榮平 孝裕*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Physical Review B, 76(2), p.024411_1 - 024411_6, 2007/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.024411
 被引用回数：6 パーセンタイル：31.31(Materials Science, Multidisciplinary)

HoCoGa$$_5$$(115)構造を持つUCoGa$$_5$$のNMR研究を報告する。これはd波超伝導体PuCoGa$$_5$$と同じ構造である。スピン格子緩和率はほかにアクチナイド115化合物に比べて小さかった。これは、この化合物のde Haas-van Alphen効果とバンド計算で示唆されて半金属的性質と整合している。異なったGaやCoサイトのスピン格子緩和率を比較し、2つの異なった性質を持つバンド構造が明らかになった。

論文

NMR study of magnetic fluctuations in 115 actinide compounds

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 加藤 治一; 藤本 達也; Walstedt, R. E.*; 池田 修悟; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 青木 大*; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.176 - 181, 2007/03

色々な基底状態を持つ5f-115化合物UFeGa$$_{5}$$常磁性,UPtGa$$_{5}$$, NpCoGa$$_{5}$$, NpFeGa$$_{5}$$反強磁性,PuRhGa$$_{5}$$超伝導のNMRを測定し、局所的磁気揺らぎの温度異存を常磁性状態でc軸平行と垂直で見積もった。磁気異方性はすべての化合物で見られた。これは強いLS結合によるもので、揺らぎが等方的な3d系の銅系高温超伝導体とははっきり異なっている。超伝導体PuRhGa$$_{5}$$の揺らぎはXY型が強いことがわかった。そのエネルギーは10meV程度で$$T$$$$_{rm c}$$1K程度の重い電子系(1meV)と高温超伝導体($$T$$$$_{rm c}$$100Kで100meV)のちょうど中間にあることがわかった。基底状態と磁気揺らぎの関係について議論する。

論文

Cu NMR study in a heavy-electron system, CaCu$$_3$$Ru$$_4$$O$$_{12}$$

加藤 治一*; 鶴田 拓也*; 西岡 孝*; 松村 政博*; 酒井 宏典; 神戸 振作

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part1), p.251 - 253, 2007/03

f電子を含まないが重い電子系的な振る舞いを示すCaCu$$_3$$Ru$$_4$$O$$_{12}$$においてCu NMR測定を行った。磁場掃印スペクトルは、軸対称性のない場合の核四重極相互作用による粉末図形として理解できることが明らかとなった。Cu核の電気四重極パラメータとナイトシフトが導かれた。

論文

Photoemission spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy studies of the superconducting pyrochlore oxide Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$

入澤 明典*; 東谷 篤志*; 笠井 修一*; 笹林 武久*; 重本 明彦*; 関山 明*; 今田 真*; 菅 滋正*; 酒井 宏典; 大野 浩之*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(9), p.094701_1 - 094701_5, 2006/09

https://doi.org/10.1143/JPSJ.75.094701
 被引用回数：6 パーセンタイル：41.83(Physics, Multidisciplinary)

パイロクロア酸化物超伝導体Cd$$_2$$Re$$_2$$O$$_7$$の光電子放出$$cdot$$X線吸収分光測定を行った。スペクトルの温度変化は、200Kの構造相転移点よりは、120Kの構造相転移点において、電子状態の変化に対応して大きく変化した。構造相転移の意味をRe-O混成軌道の変化に基づいて議論した。

論文

NMR study of antiferromagnet UPtGa$$_{5}$$

神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽; 藤本 達也; 加藤 治一; Walstedt, R. E.; 池田 修悟; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.127 - 129, 2006/08

最近Pu化合物で高い臨界温度を示す超伝導体が115構造を持つ化合物で発見された。PuCoGa$$_5$$($$T_{c}=18K$$)とPuRhGa$$_5$$($$T_{c}=9K$$)。この発見はアクチニド化合物研究の興味を大きくした。本研究では同型だが超伝導を示さない115化合物のNMRの研究を行い、超伝導体と比較することにより、超伝導発現機構について検討した。

論文

NMR studies of actinide compounds; The NMR of actinide nuclei

Walstedt, R. E.*; 徳永 陽; 加藤 治一*; 酒井 宏典; 藤本 達也; 神戸 振作; 安岡 弘志

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.77 - 81, 2006/08

本論文ではこれまでわれわれが行ってきたアクチノイド核NMRについて総括する。UO$$_2$$及びUSb$$_2$$では反強磁性秩序相において$$^{235}$$U-NMRの直接観測に成功し、さらにURh$$_3$$では$$^{103}$$Rhと$$^{235}$$Uの2重共鳴を利用して$$^{235}$$Uの$$T_1$$(T)を常磁性状態で初めて見積もることができた。最近行われたNpO$$_2$$のNMR実験では、$$^{17}$$O核の1/$$T_1$$の温度依存性に非常に大きな磁場依存性が観測され、その解析からNp核の緩和時間$$T_{1Np}$$が約40nsと初めて見積もられた。解析からはさらに$$^{17}$$O-$$^{237}$$Np核間に伝導電子を介した非常に強い間接的相互作用が存在することが示された。

論文

$$^{31}$$P-NMR study of the uranium-based filled skutterudite compound UFe$$_4$$P$$_{12}$$

徳永 陽; 松田 達磨; 酒井 宏典; 加藤 治一*; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; 安岡 弘志

Physical Review B, 71(4), p.045124_1 - 045124_5, 2005/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.71.045124
 被引用回数：10 パーセンタイル：42.74(Materials Science, Multidisciplinary)

UFe$$_4$$P$$_{12}$$は、良質な単結晶の得られる唯一のU系充填スクッテルダイト化合物であり、低温で電気抵抗は絶縁体的な温度依存性を示し、帯磁率は3Kにおいて強磁性転移を示す。本研究はこの新しいスクッテルダイト化合物の電子状態を微視的観点から明らかにするため、この物質における初めてのNMR測定を行った。単結晶試料を用いてP核の位置における超微細磁場の磁場角度依存性を詳細に測定し、その結果がウランの5f電子の局在状態を仮定した双極子磁場の計算結果とよく一致することを示した。さらにスピン-格子緩和時間を測定し、その温度及び磁場依存性が局在的な5f電子の描像で定性的に理解できることを示した。

論文

Decrease in $$^{111}$$Cd knight shift in superconducting Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$; Evidence for spin-singlet pairing

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 北川 健太郎*; 村川 寛*; 石田 憲二*; 大野 浩之*; 加藤 将樹*; 吉村 一良*; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(11), p.2940 - 2943, 2004/11

https://doi.org/10.1143/JPSJ.73.2940
 被引用回数：8 パーセンタイル：48.29(Physics, Multidisciplinary)

Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$の超伝導状態の低磁場・極低温で$$^{111}$$Cd核の核磁気共鳴実験を行った。交流帯磁率のその場観察を行い、0.1Kでの超伝導臨界磁場$$H_{c2}$$は4kOeだった。超伝導状態において、ナイトシフトが減少することを観測し、この超伝導体が超伝導状態でスピン一重項を形成することがわかった。

論文

Direct observation of $$^{235}$$U NMR in an itinerant 5${it f}$ electron system, USb$$_{2}$$

加藤 治一*; 酒井 宏典; 生嶋 健司*; 神戸 振作; 徳永 陽; 青木 大*; 芳賀 芳範; 大貫 惇睦; 安岡 弘志; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(8), p.2085 - 2088, 2004/08

https://doi.org/10.1143/JPSJ.73.2085
 被引用回数：12 パーセンタイル：57.62(Physics, Multidisciplinary)

遍歴反強磁性体であるUSb$$_{2}$$の反強磁性状態で$$^{235}$$U核と$$^{121}$$Sb, $$^{123}$$Sb核のNMRを直接観測した。$$^{235}$$U NMRの1/2$$<$$-$$>$$-1/2遷移の共鳴周波数が217.2MHzであることを数々の方法で確認した。また$$^{235}$$U核の超微細相互作用定数は147T/mBであることがわかった。これは金属間ウラン化合物で$$^{235}$$U NMRが観測された初めての例である。

論文

Magnetism of uranium dioxide UO$$_{2}$$ under high pressure

酒井 宏典; 加藤 治一; 徳永 陽; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 中村 彰夫; 立岩 尚之*; 小林 達生*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276(Suppl.), p.e413 - e414, 2004/05

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2003.11.307
 被引用回数：2 パーセンタイル：13.76(Materials Science, Multidisciplinary)

約1GPaまでの高圧下において、絶縁体ウラン酸化物UO$$_{2}$$の直流帯磁率をピストンシリンダー型高圧セルを用いて測定した。約0.2GPaの低い圧力領域以降、弱い強磁性が出現することがわかった。このとき、残留磁化・保磁力は、加圧に従って増大する、この弱い強磁性は、スピンモーメントが傾いたことによるか、もしくは、粒界付近に生じたキャンセルしない磁気成分によって生じたものと考えられる。

論文

NQR measurements of UTGa$$_{5}$$

加藤 治一; 酒井 宏典; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 常盤 欣文; 大貫 惇睦

Acta Physica Polonica B, 34(2), p.1063 - 1066, 2003/09

http://www.actaphys.uj.edu.pl/_cur/store/vol34/pdf/v34p1063.pdf

本研究では、5f遍歴電子反強磁性体UPtGa$$_{5}$$($$T_{N}$$=26K,$$gamma$$=57mJ/mol K$$^{2}$$)について$$^{69,71}$$Ga-NMR/NQR測定を行った。常磁性領域においてナイトシフト測定を行い、超微細相互作用係数$$A_{hf}^{para}$$を見積もった。また、反強磁性領域において、零磁場スペクトルを解析することにより、内部磁場の値が得られ、反強磁性相における超微細相互作用係数$$A_{hf}^{AF}$$を見積もることに成功した。$$A_{hf}^{AF}$$の値は、$$A_{hf}^{para}$$に比べて一桁程度大きいことから、hyperfine interactionが長距離にわたっている可能性がある。UPtGa$$_{5}$$の磁性において、RKKY相互作用が重要な役割を果たしているのかもしれない。

論文

Ga and Pt NMR study of UPtGa$$_{5}$$ and UNiGa$$_{5}$$

加藤 治一; 酒井 宏典; 徳永 陽; 常盤 欣文; 池田 修悟; 大貫 惇睦; 神戸 振作; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 72(9), p.2357 - 2363, 2003/09

https://doi.org/10.1143/JPSJ.72.2357
 被引用回数：17 パーセンタイル：66.96(Physics, Multidisciplinary)

UPtGa$$_{5}$$及びUNiGa$$_{5}$$は互いに同型構造をとるが、T$$_{N}$$以下においては相異なった磁気構造をとる。これら両化合物についてGa,Pt核NMR測定を行った。本論文では常磁性相におけるナイトシフト(K)の結果について述べる。Ga核,Pt核位置におけるトランスファー超微細相互作用係数が求められた。またKのうち、温度に依存しない成分K$$_{0}$$を定量的に評価することに成功した。解析の結果、UPtGa$$_{5}$$及びUNiGa$$_{5}$$における伝導電子の状態は少なくとも常磁性領域ではほぼ同一であることが示された。

論文

Pressure-induced weak ferromagnetism in uranium dioxide, UO$$_{2}$$

酒井 宏典; 加藤 治一; 徳永 陽; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 中村 彰夫; 立岩 尚之*; 小林 達生*

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2035 - S2037, 2003/07

https://doi.org/10.1088/0953-8984/15/28/321
 被引用回数：3 パーセンタイル：21.33(Physics, Condensed Matter)

立方晶蛍石型結晶構造をもつウラン酸化物UO$$_{2}$$は、イオン性結晶であり、絶縁体である。この酸化物は、U$$^{4+}$$イオン($$5f^{2}$$)に対応する局在磁気モーメントを有し、常圧下において、$$T_{N}$$=30.8Kにおいて反強磁性秩序を示す。また、この転移は微小な格子変形を伴う一次転移であることが知られている。このことから、この転移は電気的四重極相互作用と磁気的交換相互作用との競合により引き起こされていると考えられる。この競合関係を明らかにするため、われわれは約1GPaまでの高圧下における直流帯磁率の測定をピストンシリンダー型の高圧セルを用いて行った。高圧下においてUO$$_{2}$$は弱強磁性的な振る舞いを$$T_{N}$$以下において示した。$$T_{N}$$は、約1GPaまで変化しない。このときの磁気モーメントはウランあたり約0.05$$mu_{B}$$と微小ながら、加圧に応じて大きくなることがわかった。この小さな磁気モーメントは傾角反強磁性秩序からもたらされている可能性がある。

論文

Ga nuclear magnetic resonance study of UTGa$$_{5}$$(T=Ni, Pt)

加藤 治一; 酒井 宏典; 徳永 陽; 常盤 欣文; 池田 修悟; 大貫 惇睦; 神戸 振作; Walstedt, R. E.

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2001 - S2005, 2003/07

https://doi.org/10.1088/0953-8984/15/28/314
 被引用回数：4 パーセンタイル：26.93(Physics, Condensed Matter)

HoCoGa$$_{5}$$型構造をとるUPtGa$$_{5}$$, UNiGa$$_{5}$$はともに、Uのもつ5$$f$$電子が遍歴的に振る舞い、$$T_{N}$$=26K(Pt), 86K(Ni)で長距離秩序化する。常磁性層でのFermi面は両化合物でほぼ同一であり、またPt,Ni原子の$$p$$軌道は磁性に本質的にかかわりないことが示唆されているにもかかわらず、中性子回折実験で示された$$T_{N}$$以下での磁気構造はUPtGa$$_{5}$$,UNiGa$$_{5}$$で互いに相異なる。われわれは、微視的な観点からこの系の磁性を明らかにしようと常磁性相,磁気秩序相それぞれにおいて$$^{69,71}$$Ga核についてNMR/NQR実験を行った。常磁性相で得られたナイトシフト$$K$$と、静帯磁率$$chi$$はそれぞれ、温度に依存しないconst項とCurie-Weiss的な温度変化する項に分離できる。このことを手がかりに、特にスピンと軌道の役割の違いに注目して、この系の磁性について考察する。

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