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論文

Self-organization of zonal flows and isotropic eddies in toroidal electron temperature gradient driven turbulence

河合 智賀*; 井戸村 泰宏; 小川 雄一*; 山田 弘司*

Physics of Plasmas, 27(8), p.082302_1 - 082302_11, 2020/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:27.66(Physics, Fluids & Plasmas)

弱磁気シアにおける大域的ジャイロ運動論モデルに基づいてトロイダル電子温度勾配駆動(ETG)乱流を調べた。大域的分布効果のために高トロイダルモード数nのトロイダルETGモードは外側の磁気面で励起され、強い線形分散をもたらす。この結果得られる非等方な波-乱流境界とエネルギー逆カスケードが帯状流の自己組織化を生成する。これは大域的ジャイロ運動論モデル特有の機構である。この自己組織化はランダムノイズによって初期化した減衰乱流とトロイダルETG乱流の両方で確認された。また、イオン電子温度比と乱流強度が決める臨界パラメータによってこの自己組織化過程が帯状流と等方的渦を生成することも示した。

論文

Impact of plasma parameter on self-organization of electron temperature gradient driven turbulence

河合 智賀*; 井戸村 泰宏; 前山 伸也*; 小川 雄一*

Physics of Plasmas, 24(4), p.042303_1 - 042303_13, 2017/04

AA2017-0111.pdf:7.14MB

 被引用回数:2 パーセンタイル:15.91(Physics, Fluids & Plasmas)

ジャイロ運動シミュレーションとHasegawa-Mima (HM)方程式に基づいてスラブ電子温度勾配駆動(ETG)乱流の自己組織化を調べた。自己組織化乱流構造のスケールと異方性は、Rhinesスケールと、HM方程式の断熱応答項によって与えられる特徴的なスケールによって変化する。前者は線形波分散と非線形乱流カスケードの競合によって決定され、後者は乱流カスケードが妨げられるスケールとして与えられる。これらのスケールは、密度勾配、温度勾配、イオンと電子の温度比などのプラズマパラメータによって制御される。プラズマパラメータに依存して、ETG乱流は大きく異なる輸送レベルを与える等方的乱流、もしくは、帯状流のいずれかを示すことがわかった。プラズマパラメータにかかわらず変調不安定性が帯状流を励起するが、最終的な乱流構造は自己組織化過程によって決定される。

論文

Numerical evaluation of a multiple soil barrier system preventing water infiltration

高山 裕介*; 生田 勇輝*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 瀧 富弘; 坂尾 亮太; 市川 康明*

Unsaturated Soils; Research & Applications, p.659 - 665, 2014/06

礫層,砂層とベントナイト混合土層からなる不飽和の多重覆土層では、ベントナイト混合土層の非常に低い透水性だけでなく、異なる保水能力を有する砂層-礫層間のキャピラリーバリアにより水の浸入を防止することが期待される。数値シミュレーションでは、植生層(まさ土), 上部フィルタ層(砂), 排水層(礫), 下部フィルタ層(まさ土), ベントナイト混合層(ベントナイト及びまさ土)からなる幅10m, 厚さ1.5mの不飽和の多重覆土層を考えており、これらの覆土層は5%の勾配で設置しているものとして飽和/不飽和、水/土連成の有限要素法を用いて多重覆土層による降雨浸透抑制の評価を行った。その結果、バリアシステムの長期性能を評価するうえでキャピラリーバリアが重要であり、また、本論文で検討した遮水機能は過去の最大降雨強度に対しても機能することを確認することができた。

論文

Huge upper critical field in the superconductor with non-centrosymmetric crystal structure CeCoGe$$_3$$

M$'e$asson, M.-A.*; 村中 大志*; 松田 達磨; 河井 友也*; 芳賀 芳範; Knebel, G.*; 青木 大*; Lapertot, G.*; 本多 史憲*; 摂待 力生*; et al.

Physica C, 470(Suppl.1), p.S536 - S538, 2010/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:23.57(Physics, Applied)

We report the upper critical field, $$H_{c2}$$, of the non-centrosymmetric compound CeCoGe$$_3$$ by resistivity measurements under high pressure of 7.1 GPa, for $$H$$ along $$c$$ and $$a$$ axis, and for a magnetic field up to 17T. $$H_{c2}$$ is very anisotropic, saturating at low temperature for $$H$$ along the $$a$$ axis and linear for $$H$$ along the $$c$$ axis. Very high $$H_{c2}$$($$T$$) is observed for $$H$$ along the $$c$$ axis, with a huge value of the slope d$$H$$$$_{c2}$$/d$$T$$ =-47 $$pm$$ 1.3 T/K, the highest ever reported if normalized to the superconducting temperature of 0.65 K. This is most probably related to a conjunction of a heavy fermionic state and the absence of the Pauli limitation. A fit of $$H_{c2}$$($$T$$) shows that the curves for a and $$c$$ axis can be reproduced with a moderate coupling Eliashberg theory.

論文

量子臨界点にあるCeIrSi$$_3$$のスピンシングレットとスピントリプレットが混ざり合った超伝導

摂待 力生*; 河井 友也*; 宮内 裕一朗*; 奥田 悠介*; 大貫 惇睦; 竹内 徹也*; 立岩 尚之; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*

固体物理, 43(8), p.459 - 474, 2008/08

CeIrSi$$_3$$は反強磁性体であるが圧力を加えるとネール温度が減少し、やがて超伝導が発現する。この物質は結晶構造に反転中心を持たないため、通常とは異なる対称性の超伝導状態が実現している可能性がある。特に、量子臨界点付近で上部臨界磁場が異常に増大するなどの特徴が観測された。

論文

Magnetic and superconducting properties of CeTX$$_3$$ (T:transition metal and X:Si and Ge) with non-centrosymmetric crystal structure

河井 友也*; 村中 大志*; M$'e$asson, M.-A.*; 下田 哲哉*; 土井 裕介*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; Knebel, G.*; Lapertot, G.*; 青木 大*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 77(6), p.064716_1 - 064716_9, 2008/06

 被引用回数:60 パーセンタイル:89.2(Physics, Multidisciplinary)

反転中心を持たないセリウム化合物CeTX$$_3$$の単結晶による物性研究を行った。電気抵抗及び磁化の測定に加え、圧力効果を調べたところ、CeCoGe$$_3$$では5.4GPa以上の圧力で反強磁性が消失し、超伝導が発現することを明らかにした。

論文

Split Fermi surface properties of LaTGe$$_3$$ (T:transition metal) and PrCoGe$$_3$$ with the non-centrosymmetric crystal structure

河井 友也*; 村中 大志*; 遠藤 豊明*; Nguyen, D.; 土井 裕介*; 池田 修悟*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 摂待 力生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 77(6), p.064717_1 - 064717_15, 2008/06

 被引用回数:39 パーセンタイル:83.54(Physics, Multidisciplinary)

反転中心を持たない化合物LaTGe$$_3$$及びPrCoGe$$_3$$のフェルミ面を、ドハース・ファンアルフェン効果を用いて研究した。スピン起動相互作用によるバンドの分裂が明瞭に観測された。これらの電子状態は、反転中心がない場合の超伝導の理解に極めて重要である。

論文

Magnetic and electrical properties in CePtSi$$_{3}$$ without inversion symmetry in the crystal structure

河井 友也*; 奥田 悠介*; 宍戸 寛明*; Thamizhavel, A.*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 中島 美帆*; 竹内 徹也*; 辺土 正人*; 上床 美也*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 76(1), p.014710_1 - 014710_6, 2007/01

 被引用回数:18 パーセンタイル:67.52(Physics, Multidisciplinary)

反転中心を持たない化合物CePtSi$$_3$$の単結晶育成に成功した。二つの反強磁性転移を4.8及び2.4Kにおいて見いだした。秩序モーメントはCeあたり1.15$$mu$$$$_{rm B}$$であり、[100]方向を容易軸方向とする。同じ構造で圧力超伝導を示すCeIrSi$$_3$$と比較すると、磁気異方性は似ているが、CePtSi$$_3$$はより強い磁性を示す。

論文

Current status of the AGS spallation target experiment

中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.

Proceedings of 6th Meeting of the Task Force on Shielding Aspects of Accelerators, Targets and Irradiation Facilities (SATIF-6), (OECD/NEA No.3828), p.27 - 36, 2004/00

米国ブルックヘブン国立研究所AGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いて行われている一連の核破砕ターゲット実験及びその解析の概要について報告する。本実験では、中性子発生特性,遮蔽設計パラメータに関する情報を得ることを目的として、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射し、そこで発生する二次粒子を用いて、中性子工学及び遮蔽に関する実験を過去4年間にわたって行ってきた。昨年、遮蔽実験を行うとともに、これまでの実験結果の解析を通して大強度陽子加速器施設の設計コードの精度検証が精力的に行われている。本報告では、昨年行った遮蔽実験の最新結果及びこれまで行ってきた実験解析の結果について紹介する。

論文

Research activities on neutronics under ASTE collaboration at AGS/BNL

中島 宏; 高田 弘; 春日井 好己; 明午 伸一郎; 前川 藤夫; 甲斐 哲也; 今野 力; 池田 裕二郎; 大山 幸夫; 渡辺 昇; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1155 - 1160, 2002/08

次世代の数MW級核破砕中性子源の開発を目的として、日米欧の国際協力の下、米国ブルックヘブン国立研究所においてAGS(Alternating Gradient Synchrotron)加速器を用いた一連の実験が行われている。実験では、AGS加速器から得られる数GeV,数百kJの陽子ビームを水銀核破砕ターゲットに入射して、中性子源開発における重要な課題である、圧力波発生機構,中性子発生特性,遮蔽設計パラメーターに関する情報を得るため、圧力波測定,発熱分布測定など熱工学的実験並びに、発生中性子分布,エネルギースペクトル測定,遮蔽体内中性子減衰特性測定,核破砕生成物測定等,中性子工学実験及び遮蔽実験を行っている。ここでは、中性子工学実験及び遮蔽実験に関してこれまでに得られた成果など研究の現状について紹介する。

論文

Concept of the IFMIF accelerator system

杉本 昌義; 金正 倫計; 川合 将義*; M.Chernogubovsky*

Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.127 - 129, 1997/00

この2年間、国際核融合材料照射施設(IFMIF)の概念設計活動が実施され最終報告書が完成した。概念設計の内容については次のステップに向け、国内及び国際的枠組みで評価を実施していく予定である。IFMIF加速器システムは250mA,40MeVの重電子ビームを供給するために入射器、RFリニアック、高エネルギービーム輸送系等から構成される複雑な系であり、その全体的な挙動を解析するにはサブシステムごとにダイナミカルモデルで近似する手法が有効である。

論文

IFMIF用CW重陽子リニアックの技術課題

杉本 昌義; 金正 倫計; M.Chernogubovsky*; 川合 将義*; 北條 義文*

Proc. of 22nd Linear Accelerator Meeting in Japan, p.101 - 103, 1997/00

IFMIFの概念設計活動は昨年12月に最終報告書を完成し終了した。今年から数年間は工学実証にはいる前に概念設計の詳細化という観点からIFMIF加速器特有の技術課題を再検討していくことになった。これを受けて去る5月にはRFQのビーケムダイナミクスを中心とした技術会合が開催された。この内容を含め、加速器技術に関する課題の現状を報告する。

口頭

軟X線発光分光によるSrFeO$$_{2}$$の電子励起構造の観測

水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 魚住 孝幸*; 井上 暁*; 河合 正徳*; 市川 能也*; 島川 祐一*

no journal, , 

本研究では無限層鉄酸化物SrFeO$$_{2}$$のFeの3d電子構造と結晶構造の異方性の相関を明らかにするために、SrFeO$$_{2}$$単結晶薄膜を用いて、Fe-L, O-K吸収端においてX線吸収測定(XAS)及びX線発光分光(XES)測定を行った。XAS及びXES両スペクトルに明瞭な偏光及び配置依存性が見られた。これは、Fe-3d電子構造の異方性を示している。

口頭

たんぽぽ計画[有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]の開発・運用準備状況

山岸 明彦*; 横堀 伸一*; 橋本 博文*; 矢野 創*; 今井 栄一*; 奥平 恭子*; 河合 秀幸*; 小林 憲正*; 田端 誠*; 中川 和道*; et al.

no journal, , 

ISS-JEM(国際宇宙ステーション・日本実験棟)曝露部上での微生物と生命材料となり得る有機化合物の天体間の移動の可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を提案し[有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集(たんぽぽ)]、2013年度に実験開始を実現するため、準備を進めている。超低密度エアロゲルを長期間曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集するとともに、新規に開発したエアロゲルの利用可能性を検証する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕に対して、微生物又は微生物関連生体高分子の検出を試み、ISS軌道での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と生存に影響を与える環境因子について推定を行う。そこから、地球由来微生物の惑星間移動の可能性を検討する。さらに、宇宙塵に含まれて地球に飛来する有機物が宇宙空間で変成する可能性を検討する。実際の運用では、同装置は汎用曝露装置(ExHAM)に固定され、きぼう与圧部エアロックからロボットアームによって同曝露部に設置され、一定時間曝露された後に再度同ルートで回収、有人帰還船に搭載して地球に帰還する予定である。本講演では、本計画の概要と打上げ一年前の準備状況等について報告する。

口頭

TANPOPO: astrobiology exposure and micrometeoroid capture experiments; Proposed experiments at the exposure facility of ISS-JEM

横堀 伸一*; 橋本 博文*; 林 宣宏*; 今井 栄一*; 河合 秀幸*; 小林 憲正*; 三田 肇*; 中川 和道*; 鳴海 一成; 奥平 恭子*; et al.

no journal, , 

TANPOPO, Japanese name of dandelion, is a plant species, whose seeds with floss are spread by wind. We propose this mission to examine possible interplanetary migration of microbes, and organic compounds at the Exposure Faculty of Japan Experimental Module (JEM) of the International Space Station (ISS). The Tanpopo mission consists of six subthemes - capture of microbes in space, exposure of microbes in space, capture of organic compounds in space, exposure of organic compounds in space, measurement of space debris at the ISS orbit, and evaluation of ultra low-density aerogel special for the TANPOPO mission. Our proposal was accepted as a candidate experiment on Exposed Facility of ISS-JEM. In this paper, we overview the TANPOPO mission and discuss the current status of experiments related to the microbe existence/survival set for this mission.

口頭

廃砂たい積場の覆土設置による沈下及び覆土の排水機能の評価

生田 勇輝*; 高山 裕介*; 鶴見 修平*; 市川 康明*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 瀧 富弘; 坂尾 亮太

no journal, , 

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターにおいて、ウラン鉱山施設の跡措置の一環として、センター内にある「夜次鉱さいたい積場」の跡措置に取り組んでいる。夜次鉱さいたい積場の跡措置は危害及び鉱害防止の観点から降雨のたい積物への浸入防止対策として、天然材料を用いたキャピラリーバリアやベントナイト混合土などの難透水性材料を用い、降雨の浸透を抑制する方法が考えられている。本研究では、実際の覆土構造に基づいて、降雨が生じた時のシステムの排水機能の解析的な評価を行う。覆土のシステムは長期的に機能し続けることが求められる。覆土を施工した際、長期的な圧密沈下により、勾配が低下し排水機能が低下していくことも懸念されるため、圧密沈下解析及び降雨浸透流解析を実施した。その結果として、圧密沈下解析では沈下量の解析値はおおむね実測値に近い値を示し、降雨浸透流解析では降雨に伴う飽和度の上昇はほとんど見られなかった。

口頭

Gyrokinetic simulation of electron turbulence spectrum

河合 智賀; 前山 伸也; 井戸村 泰宏; 小川 雄一*

no journal, , 

磁場閉じ込めプラズマ中における帯状流などの構造を形成する過程として、エネルギースペクトルの逆カスケードによる自己組織化現象がその候補として考えられている。一方、第一原理モデルに基づくプラズマ乱流シミュレーションにおいてこれまで乱流スペクトルと自己組織化の関連については検討が進んでいなかった。当研究では、高解像度のVlasovコードを用いたシミュレーションによって電子系乱流のスペクトル構造を明らかにし、その低波長側の構造と自己組織化現象の関連について調べた。

口頭

電子乱流スペクトルのジャイロ運動論的シミュレーション

河合 智賀; 井戸村 泰宏; 前山 伸也; 小川 雄一*

no journal, , 

核融合プラズマの閉じ込め特性を評価する上で乱流輸送をもたらす乱流スペクトルの理解が重要な課題となっている。本研究では、格子モデルに基づく高精度なジャイロ運動論シミュレーションによって電子乱流から帯状流が形成される自己組織化過程を詳細に解析し、帯状流の形成をもたらす乱流スペクトルの構造を明らかにした。

口頭

電子乱流スペクトルのジャイロ運動論シミュレーション

河合 智賀; 前山 伸也; 井戸村 泰宏; 小川 雄一*

no journal, , 

準2次元乱流スペクトルにおけるエネルギー逆カスケードによる自己組織化現象は磁場閉じ込めプラズマ中での帯状流などの構造を形成する機構と考えられている。一方、第一原理モデルに基づくプラズマ乱流シミュレーションにおいてこれまで乱流スペクトルと自己組織化の関連は検討が進んでいなかった。本研究では、プラズマ乱流の流体近似であるHasegawa-Mima方程式から導かれる自己組織化による流れの構造形成とエネルギースペクトルの関連性を電子乱流のジャイロ運動論的Vlasovシミュレーションによって検証した。

口頭

電子乱流スペクトルのジャイロ運動論的シミュレーション

河合 智賀; 井戸村 泰宏; 前山 伸也*; 小川 雄一*

no journal, , 

磁化プラズマ乱流における流れの構造形成と自己組織化の関連を検討するため、電子乱流のエネルギースペクトル構造をジャイロ運動論的シミュレーションによって評価した。プラズマ密度や電子とイオンの温度比によって反磁性回転に起因する波の分散が変わり帯状流の構造形成の有無に影響すること、また乱流の飽和振幅の大小に依存して自己組織化によるエネルギーの逆カスケードのほか変調不安定性のような直接相互作用から帯状流が形成される過程が見られることが確認された。これらの結果より、電子乱流の構造がプラズマの巨視的パラメータによって大きく変化することを明らかにした。

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