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雨宮 雄太郎*; 中田 伸生*; 諸岡 聡; 小坂 誠*; 加藤 雅治*
ISIJ International, 62(2), p.282 - 290, 2022/02
被引用回数：2 パーセンタイル：32.54(Metallurgy & Metallurgical Engineering)To gain a deeper understanding of the dynamic accommodation mechanism of the internal stress in pearlite originating from the lattice misfit between ferrite and cementite phases, the lattice parameter ratios of cementite, b
/a and c/a, were locally analyzed in detail using the electron backscatter diffraction (EBSD) technique. The EBSD analysis revealed that the lattice parameter ratios of the cementite lamellae clearly differed from those of the spheroidized cementite particles, indicating that pearlite has a certain amount of internal stress as long as it maintains a lamellar structure. The internal stress in pearlite gradually decreased during the isothermal holding at 923 K after the pearlitic transformation due to the interfacial atomic diffusion of Fe atoms. However, a comparison with the theoretical values obtained from the Pitsch-Petch orientation relationship revealed that a large amount of internal stress had been already accommodated during the pearlitic transformation by the introduction of misfit dislocations and structural ledges on ferrite/cementite lamellar interfaces, i.e., the internal stress of pearlite is dynamically reduced by two different processes; built-in accommodation upon pearlitic transformation and additional time-dependent relaxation after pearlitic transformation. On the other hand, the analysis of the EBSD and neutron diffraction results yielded intriguingly different lattice parameters of cementite, indicating that various crystallographic orientation relationships between ferrite and cementite coexist in pearlite. Furthermore, the elastic strain energy analysis suggests that the invariant-line criterion on the ferrite/cementite interface plays an important role for the selection of orientation relationships in pearlite.
神田 玲子*; 本間 俊充*; 高原 省五; 坪倉 正治*; 大迫 政浩*; 川口 勇生*; 加藤 尊秋*
リスク学研究, 30(3), p.133 - 139, 2021/04
東京電力福島第一原子力発電所(1F)事故から約10年が経過し、原子力災害時における防護措置について多くの経験が蓄積されてきた。1F事故後の防護措置では、住民へのパターナリスティックな介入や脆弱な集団の避難による健康リスクの増加などの問題が明らかになった。また、除染等の長期的な管理においても、次世代や県外の住民等のステークホルダー間において、リスク・トレードオフが発生しており複雑で継続的な課題と向き合うことになる。これらの事例は、原子力災害の特徴としてリスクが地理的にも時間的にも広範にわたるため、現実の対応では個々の事例に則した対応が不可欠であることを示している。今後、原子力防災の改善にあたっては、国等による合理的な防災計画に加えて住民等の理解や考え方を防災計画に反映することで、トップダウン的アプローチとボトムアップ的アプローチをバランスよく取り入れていく必要がある。
雨宮 雄太郎*; 中田 伸生*; 諸岡 聡; 小坂 誠*; 加藤 雅治*
鉄と鋼, 105(2), p.314 - 323, 2019/02
被引用回数：5 パーセンタイル：29.02(Metallurgy & Metallurgical Engineering)パーライト変態中の応力緩和機構をより深く理解するために、電子線後方散乱回折法(EBSD)を用いて、セメンタイトの格子定数比を局所分析した。その結果、ラメラ状態のセメンタイトの格子定数比は球状態のセメンタイト粒子と大きく異なることを発見した。これは、パーライト組織がラメラ構造を維持する限り、ある程度の内部応力を保持することを実証した結果である。さらに、パーライト組織中の内部応力は、923Kの等温保持により、鉄原子の界面原子拡散が生じ、徐々に減少することを発見した。しかしながら、マイクロメカニクスを用いたPitsch-Petchの方位関係を満足させたフェライトとセメンタイトを仮定した内部応力の理論計算では、ミスフィット転位や構造レッジの導入により、パーライト変態中に多くの内部応力が緩和するという結果が得られている。つまり、パーライト組織の持つ内部応力は2つの異なるプロセスによって、動的緩和が進行すると考えられる。すなわち、それは、ナノ組織の形成による緩和と、時間に依存した焼鈍による緩和である。また、EBSD分析と中性子回折により測定したセメンタイトの格子定数は、異なる値を示した。これは、パーライトの階層組織に起因した局所情報とバルク平均情報の差異であると考えられる。
入澤 恵理子; 関 勝治*; 上野 文義; 加藤 千明; 本岡 隆文; 阿部 仁
Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1108 - 1112, 2015/09
The influence of the nitrous acid on the oxidation of V(IV) in nitric acid solutions, the concentration changes in V(IV), V(V) and nitrous ion formed from HNO
in the nitric acid solution were investigated at various temperatures and pressures. The experimental results showed that the progress and acceleration of the oxidation of vanadium were influenced by the presence of HNO.
錦野 将元; 長谷川 登; 石野 雅彦; 越智 義浩; 河内 哲哉; 山極 満; 加藤 義章*
Chinese Optics Letters, 13(7), p.070002_1 - 070002_3, 2015/07
被引用回数：1 パーセンタイル：7(Optics)Ablation dynamics of tungsten irradiated with a 70-fs laser pulse is investigated with X-ray interferometry and X-ray imaging using 13.9 nm soft X-ray laser of 7 ps pulse duration. The evolution of high density ablation front of tungsten is presented. The ablation front expands to around 120 nm above the original target surface at 160 ps after fs-laser irradiation with the expansion speed of approximately 750 m/s. These results will provide important data for understanding ablation properties of W, which is a candidate material of the first wall of magnetic confinement fusion reactors.
Magnitskiy, S.*; Nagorskiy, N.*; Faenov, A.*; Pikuz, T.; 田中 桃子; 石野 雅彦; 錦野 将元; 福田 祐仁; 神門 正城; 河内 哲哉; et al.
Nature Communications (Internet), 4, p.1936_1 - 1936_7, 2013/06
被引用回数：5 パーセンタイル：29.23(Multidisciplinary Sciences)プラズマベースの過渡利得電子衝突励起方式のX線レーザーの発展により、小型でコヒーレントなX線光源が実現するとともに、幅広い応用研究への道が開かれている。本論文において、われわれは原子力機構において開発された2段階増幅のプラズマX線レーザーの出力位置での遠視野像に、予期しない同心円状の干渉縞が観測されたことを報告する。この模様はX線領域において初めて観察された蜃気楼現象と考えることができる。われわれは、実験条件下でのX線の伝搬を表すマクスウエル=ブロッホ方程式を解く方法を開発した。その結果、仮想的な点光源から発せられるように見えるX線の蜃気楼がさらにプラズマのレーザー効果で増幅することにより今回観測した干渉縞が発現したことを見いだした。今回得られた結果は、レーザー生成プラズマにおけるX線増幅現象の物理の本質に新しい視点を落とすとともに、X線によるプラズマ診断法や極端紫外線リソグラフィー(EUV)の新しい可能性を開くものである。
Norman, G.*; Starikov, S.*; Stegailov, V.*; Fortov, V.*; Skobelev, I.*; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 保 智己*; 加藤 義章*; 石野 雅彦; et al.
Journal of Applied Physics, 112(1), p.013104_1 - 013104_8, 2012/07
被引用回数：41 パーセンタイル：82.33(Physics, Applied)It was shown experimentally the possibility of nanostructuring (about 20 nm) of gold surface by picosecond soft X-ray single pulse with low fluence of 20 mJ/cm
. The nanometer-scale changes of the surface structure are due to the splash of molten gold under fluence gradient of the laser beam. In addition, the ablation process occurs at slightly higher fluence of 50 mJ/cm. The atomistic model of ablation is developed that reveals that the low threshold fluence of this process is due to the build-up of the high electron pressure and the comparatively low electron-ion energy relaxation rate in gold.
河内 哲哉; 長谷川 登; 錦野 将元; 石野 雅彦; 今園 孝志; 大場 俊幸; 海堀 岳史; 岸本 牧; 越智 義浩; 田中 桃子; et al.
X-Ray Lasers 2010; Springer Proceedings in Physics, Vol.136, p.15 - 24, 2011/12
本講演では、原子力機構におけるレーザー駆動X線レーザーの光源開発及び利用研究に関する最新の成果を報告する。利用研究の対象は物質科学,レーザー加工,X線イメージング,生体細胞の放射線損傷等と多岐に渡っている。物質科学への応用に関しては、強誘電体の相転移直上での格子揺らぎの時間相関を初めて観測した。レーザー加工に関しては、短パルスレーザー照射時の試料表面電子融解現象をX線レーザー干渉計で観察した。軟X線回折イメージングに関しては、静止したサンプルの微細構造の観察結果とともに、将来的なポンププローブ観察への計画を紹介する。また、X線レーザーの集光性能を利用した細胞損傷効果の基礎実験では、DNAの2本鎖切断の観察結果とKeV領域のインコヒーレントX線照射の場合との比較を議論する。
Inogamov, N. A.*; Anisimov, S. I.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Fortov, V. E.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; et al.
Journal of Optical Technology, 78(8), p.473 - 480, 2011/08
被引用回数：6 パーセンタイル：32.94(Optics)An experimental and theoretical study has been carried out of the ablation of a solid insulator with a wide band gap (LiF) under the action of ultrashort laser pulses of the UV range, obtained in a free-electron laser, and the soft X-ray region, obtained in a silver-plasma laser. A comparison is made of the results obtained on the two laser systems. It is shown that the ablation threshold is about the same for both lasers. A theory is presented that explains the weak growth of the ablation mass with increasing surface energy density of the laser radiation (the fluence) in the case of X-ray lasers as a result of the transition from spallation close to the ablation threshold to evaporative ablation at high fluence values.
Inogamov, N. A.*; Zhakhovsky, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Khokhlov, V. A.*; Shepelev, V. V.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; 田中 桃子; Pikuz, T. A.*; 岸本 牧; et al.
Applied Physics A, 101(1), p.87 - 96, 2010/10
被引用回数：34 パーセンタイル：76.6(Materials Science, Multidisciplinary)A short laser pulse in wide range of wavelengths, from infrared to X-ray, disturbs electron-ion equilibrium and increases pressure in a heated layer. The case where the pulse duration 
is shorter than acoustic relaxation time 
is considered. It is shown that this short pulse may cause thermomechanical phenomena such as spallative ablation regardless of wavelength. While the physics of electron-ion relaxation strongly depends on wavelength and various electron spectra of substances. There are spectra with an energy gap in semiconductors and dielectrics opposed to gapless continuous spectra in metals. The paper describes entire sequence of thermomechanical processes from expansion, nucleation, foaming, and nanostructuring to spallation with particular attention to spallation by X-ray pulse.
Inogamov, N. A.*; Faenov, A. Ya.*; Zhakhovskii, V. V.*; Skobelev, I. Y.*; Khokhlov, V. A.*; 加藤 義章*; 田中 桃子; Pikuz, T. A.*; 岸本 牧; 石野 雅彦; et al.
Contributions to Plasma Physics, 51(4), p.361 - 366, 2010/05
被引用回数：19 パーセンタイル：62.41(Physics, Fluids & Plasmas)Laser-matter interaction is defined by an electric band structure of condensed matter and frequency of electromagnetic radiation. The thermalization processes are different for optical as compared with X-ray quanta and for metals relative to semiconductors and dielectrics, since the light absorption and electron-electron, electron-ion dynamics are sensitive to the electron population in a conduction band and the width of a forbidden gap. Although the thermalization processes are different, the final state is simply a heated matter. Laser heating creates powerful stresses in a target if duration of laser pulse is short in acoustic time scale. Nucleation and material removal take place under such stresses. Such way of removal is called here the spallative ablation. Thus the spallative ablation is an ablation mechanism universally important for qualitatively different materials and quanta.
Faenov, A. Y.; Inogamov, N. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Khokhlov, V. A.*; 西原 功修*; 加藤 義章*; 田中 桃子; Pikuz, T. A.*; 岸本 牧; 石野 雅彦; et al.
Applied Physics Letters, 94(23), p.231107_1 - 231107_3, 2009/06
被引用回数：44 パーセンタイル：82.04(Physics, Applied)Ablation of LiF crystal by soft X-ray laser pulses with wavelength 13.9 nm and duration 7 ps is studied experimentally and theoretically. It is found that a crater appears on a surface of LiF for XRL fluence, exceeding the ablation threshold 10.2 mJ/cm in one shot, or 5 mJ/cm in each of the three XRL shots. This is substantially below the ablation thresholds obtained with other lasers having longer pulse duration and/or longer wavelength. A new mechanism of thermomechanical ablation in large bandgap dielectrics is proposed. The theory explains the low ablation threshold via small attenuation depth, absence of light reflection, and electron heat conductivity.
長谷川 登; 河内 哲哉; 岸本 牧; 助川 鋼太*; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; 加藤 義章*
Japanese Journal of Applied Physics, 48(1), p.012503_1 - 012503_6, 2009/01
被引用回数：6 パーセンタイル：26.38(Physics, Applied)時間コヒーレントX線レーザー発生を行うために、高次高調波をX線レーザー媒質により増幅した際に受ける影響についての考察を行った。X線レーザー媒質は、非常に狭いスペクトル幅を持つため、高次高調波の時間コヒーレント成分のみを増幅することが可能である。チタンサファイアレーザーの第29次高調波(26.9nm)を種光としてネオン様マンガンX線レーザー媒質に入射することにより、種光が大きな屈折を受けることなく増幅されることを確認した。これにより、数百フェムト秒の時間コヒーレントなX線レーザーの発生が可能となったことが示された。
長谷川 登; 河内 哲哉; 佐々木 明; 岸本 牧; 助川 鋼太; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; et al.
Physical Review A, 76(4), p.043805_1 - 043805_5, 2007/10
被引用回数：20 パーセンタイル：66.89(Optics)固体をターゲットとするプラズマX線レーザーは短波長でのレーザー発振が得られるため、その増幅媒質の詳細情報が求められている。しかし、X線レーザーの増幅媒質の時間分解計測は、受動的な分光方法では不可能であり、かつ媒質自身が高電子密度プラズマであるため、可視領域のレーザーを用いた能動分光法も適応不可能であった。今回われわれは、チタンサファイアレーザーの第29次高調波(波長26.9ナノメートル)をプローブ光として用いることにより、過渡利得方式ネオン様マンガンX線レーザー媒質(増幅波長26.9ナノメートル)の増幅率の時間分解計測に成功した。得られた増幅率の立ち上がり時間及び持続時間は、それぞれ23ピコ秒,27ピコ秒であった。これらの結果は、流体シミュレーションと原子過程シミュレーションを組合せた理論計算結果と良い一致が得られた。
河内 哲哉; 永島 圭介; 岸本 牧; 長谷川 登; 田中 桃子; 越智 義浩; 錦野 将元; 川染 勇人; Tai, R.; 並河 一道*; et al.
Proceedings of SPIE's International Symposium on Optics and Photonics 2005, Vol.5919, p.59190L_1 - 59190L_11, 2005/09
原研におけるX線レーザー開発の現状について報告する。波長13.9nmのニッケル様銀レーザーの応用実験については、X線スペックルを用いた強誘電体の微視的なクラスター構造についての観測や、内殻電子の光イオン化についての実験について紹介する。X線レーザーの高品質化については、高次高調波を種光としてネオン様マンガンレーザー(波長23.6nm)の時間的にコヒーレントなX線レーザーを発生させたことについて報告する。また、現在開発中のX線レーザー発生用高繰返しガラスレーザー(繰返し数0.1Hz)についての紹介も行う。
越智 義浩; 河内 哲哉; 佐々木 明; 永島 圭介; 長谷川 登; 田中 桃子; 岸本 牧; 錦野 将元; 加藤 義章
X-Ray Lasers 2004; Institute of Physics Conference Series, Vol.186, p.111 - 114, 2005/06
波長1053nmのCPAガラスレーザーシステムを用いて、過渡励起方式(TCE)X線レーザーの研究を行っている。今回、原子番号の異なる銀(47),パラジウム(46),モリブデン(42)をターゲット物質として用い、その時間幅を斜入射分光器とX線ストリークカメラを組合せ時間・波長分解計測を行った。得られた時間幅は銀,パラジウム,モリブデンに対してそれぞれ9.3ps, 6.2ps, 3.9psであり、ターゲット物質の原子番号の減少とともに短くなることが明らかになった。この実験結果と流体コード、及び原子コードによるシミュレーションの比較により、プラズマ媒質中での利得発生機構についての解析を行いその結果について発表する。
西谷 智博; 中西 彊*; 山本 将博*; 奥見 正治*; 古田 史生*; 宮本 延春*; 桑原 真人*; 山本 尚人*; 浪花 健一*; 渡辺 修*; et al.
Journal of Applied Physics, 97(9), p.094907_1 - 094907_6, 2005/05
被引用回数：64 パーセンタイル：87.31(Physics, Applied)GaAs-GaAsP及びInGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極は50%を超える偏極度の電子生成を実現してきた。InGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極では高い量子効率0.7%を達成したが、その偏極度は77
5%であった。一方、GaAs-GaAsP歪み超格子光陰極では926%の高い偏極度を0.5%の高い量子効率で達成した。さらに、このような超格子光陰極を用いたときの高い偏極度の電子生成メカニズムを実験的に得たスピン分解量子効率により明らかにした。
永島 圭介; 田中 桃子; 錦野 将元; 岸本 牧; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 長谷川 登; 越智 義浩; 助川 鋼太*; Tai, R.; et al.
Applied Physics B, 78(7), p.927 - 932, 2004/05
波長13.9ナノメートルでの空間フルコヒーレントX線レーザーの開発に成功した。この実験は、2つのレーザー媒質を用いて、第1の媒質から得られるシード光を第2の媒質で増幅するもので、ビーム発散角が0.2ミリラジアンという極めて指向性の高いX線ビームが生成された。この発散角は、回折限界の2倍以内である。シード光は第2媒質中で屈折の影響無しに増幅されており、増幅係数はセンチメートル当たり約8であった。また、可視度の測定から、空間コヒーレンス長がビーム径より大きいことがわかった。こうした空間コヒーレンスの高いX線レーザーの応用研究として、強誘電体であるチタン酸バリウムの表面分域構造の観測を行い、キュリー温度近傍での分域構造の変化を明らかにした。
錦野 将元; 田中 桃子; 永島 圭介; 岸本 牧; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 助川 鋼太*; 越智 義浩; 長谷川 登; 加藤 義章
Physical Review A, 68(6), p.061802_1 - 061802_4, 2003/12
被引用回数：61 パーセンタイル：89.37(Optics)過渡励起方式のX線レーザーは単色性・高輝度・短パルスと優れた特性を持ち、X線顕微鏡やX線干渉計測などの応用研究への利用が期待されている。光量子科学研究センターではX線レーザー(波長13.9nm)の指向性や空間コヒーレンスを向上させるため、ある程度の距離を離して配置した2個のターゲットを用いるダブルターゲット方式により高コヒーレントX線レーザーの発生実験を行った。その結果、従来よりも1桁程度発散角の小さい(ビーム発散角0.2mrad)、非常に指向性の良いX線レーザーを発生させることに成功した。今回、ダブルスリットを用いたyoungの干渉実験により、ダブルターゲット増幅X線レーザーの空間コヒーレンスの計測を行った。X線レーザーの空間コヒーレンス度は、ダブルスリットによって形成される干渉縞の可視度から評価することができ、このX線レーザーの空間コヒーレンス長が、垂直方向・鉛直方向ともにX線レーザーのビーム径よりも長いフルコヒーレントな状態であることを確認した。
田中 桃子; 錦野 将元; 河内 哲哉; 長谷川 登; 加道 雅孝; 岸本 牧; 永島 圭介; 加藤 義章
Optics Letters, 28(18), p.1680 - 1682, 2003/09
被引用回数：64 パーセンタイル：90.08(Optics)高強度で高コヒーレントなパルスX線源は材料・生物分野に有用な光源とされており、そのような光源を実験室規模で実現しうるX線レーザーは精力的に研究されてきた。中でも過渡利得方式によるX線レーザー発生は、小型で短波長X線レーザーを実現しており、高い利得、数ピコ秒程度のパルス幅などの特徴を持っている。しかしながらこの方式では、利得が大きいために短い媒質長で飽和増幅に達してしまうことや、プラズマの密度勾配による屈折の効果になどにより、ビーム発散角が10mrad程度と大きく空間コヒーレンスも他方式と比べて低いという難点があった。今回われわれは、2つの利得媒質を用いることにより、波長13.9nmのX線レーザーをビーム発散角0.2mrad(回折限界の1.8倍)で発振することに成功した。このX線レーザーは、最初の媒質から発生させたパルスX線種光を2つ目の媒質で増幅させるという方法で発生させている。X線種光を空間的・時間的にコントールして2つ目の媒質に入射することにより、媒質中でX線が屈折する効果を抑え、発散角が広がるのを防いでいる。
