Resonant inelastic X-ray scattering study of intraband charge excitations in hole-doped high- cuprates

脇本 秀一; 石井 賢司; 木村 宏之*; 池内 和彦*; 吉田 雅洋*; 足立 匡*; Casa, D.*; 藤田 全基*; 福永 靖*; Gog, T.*; et al.

Physical Review B, 87(10), p.104511_1 - 104511_7, 2013/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.87.104511

We have performed resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) near the Cu- edge on various cuprate superconductors, covering underdoped to heavily overdoped regimes and focusing on charge excitations inside the charge-transfer gap. RIXS measurements with = 9.003 keV on metallic LaSrCuO and BiPbSrCuO exhibit a dispersive intraband excitation below 4 eV, similar to that observed in the electron-doped NdCeCuO. This is the first observation of a dispersive intraband excitation in a hole-doped system, evidencing that both electron- and hole-doped systems have a similar dynamical charge correlation function.

インパイル水ループ2号(OWL-2)用SUS316鋼の照射後試験

柴田 晃; 木村 正; 永田 寛; 青山 征司; 菅野 勝; 近江 正男

JAEA-Testing 2010-003, 22 Pages, 2010/11

JAEA-Testing-2010-003.pdf:8.82MB

インパイル水ループ2号(OWL-2)では、炉内管材料としてステンレス鋼(SUS316)を使用したが、高照射SUS316鋼材の機械的特性のデータはOWL-2が設置された当時から不足していた。このためOWL-2炉内管に材料であるSUS316サーベランス試験片を炉内に装荷し、3.410n/m(1MeV)までのSUS316の照射データの蓄積が行われた。しかしながらSUS316はJMTRに設置する他の照射装置の炉内管,照射キャプセル等に使用されており、より高い照射量における機械的特性データが求められている。本報告書では、OWL-2炉内管で用いられたSUS316について、1.010n/mまで照射したサーベランス試験片の照射後試験について報告する。引張強度の変化傾向が速中性子照射量10-10n/mでの試験結果の延長上にあること、破断伸びが試験全域で37%以上残存していることを明らかにした。これにより、SUS316は、高速中性子照射量1.010n/mまで炉内構造物として十分な延性を有しているとの結論を得た。

JMTRコンクリート構造物の健全性調査

宮内 優; 木村 正; 大戸 勤; 根本 宣昭; 飛田 健治; 深作 秋富; 高橋 邦裕

JAEA-Review 2010-008, 106 Pages, 2010/06

JAEA-Review-2010-008.pdf:8.89MB

2007年度から開始したJMTR原子炉施設の改修工事に先立ち、JMTR再稼働後も長期的に使用するコンクリート構造物(排気筒,トレンチ,カナル室壁,フィルタバンク廻り)について健全性調査を実施した。健全性調査では、コンクリートの表面劣化,反発度(非破壊強度推定),コア供試体による圧縮強度,静弾性係数,中性化深さ,鉄筋腐食,塩分含有量について、それぞれ調査を行い健全性が十分維持されていることを確認した。その後、調査結果をもとに排気筒とトレンチについて、塗装の剥離等の劣化の進行抑制の観点から、再塗装などの補修を実施した。コンクリート構造物の今後の継続的使用にあたっては、これまで実施してきた建家外表面の塗装を含む定期的な点検及び補修を計画的に実施することが、健全性を維持するうえで重要である。

JMTR原子炉建家の健全性調査

木村 正; 大戸 勤; 宮内 優; 根本 宣昭; 飛田 健治; 深作 秋富; 高橋 邦裕

JAEA-Review 2009-054, 73 Pages, 2010/03

JAEA-Review-2009-054.pdf:6.79MB

2007年度から開始したJMTR原子炉施設の改修工事に先立ち、JMTR再稼働後も長期的に使用するコンクリート構造物である原子炉建家について健全性調査を実施した。健全性調査では、コンクリートの表面劣化,反発度(非破壊強度推定),コア供試体による圧縮強度,静弾性係数,中性化深さ,鉄筋腐食,塩分含有量について、それぞれ調査を行い健全性が十分維持されていることを確認した。原子炉建家の今後の継続的使用にあたっては、これまで実施してきた建家外表面の塗装を含む定期的な点検及び補修を計画的に実施することが、コンクリート構造物の健全性を維持するうえで重要である。

Charge excitations in the stripe-ordered LaSrNiO and La(Ba,Sr)CuO superconducting compounds

脇本 秀一; 木村 宏之*; 石井 賢司; 池内 和彦; 足立 匡*; 藤田 全基*; 加倉井 和久; 小池 洋二*; 水木 純一郎; 野田 幸男*; et al.

Physical Review Letters, 102(15), p.157001_1 - 157001_4, 2009/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.157001

Charge excitations in stripe-ordered 214 compounds, LaSrNiO and 1/8-doped La(Ba, Sr)CuO are studied using resonant inelastic X-ray scattering in hard X-ray regime. We are observing eV excitations with the momentum transfer corresponding to the charge stripe spatial period both for the diagonal (nickelate) and parallel (cuprates) stripes. They are interpreted as collective stripe excitations or anomalous softening of the charge excitonic modes of the in-gap states.

使用済イオン交換樹脂の処理に関する検討

木村 正; 出雲 寛互; 長尾 美春; 河村 弘

UTNL-R-0471, p.5_3_1 - 5_3_10, 2009/03

JMTR原子炉施設においては、原子炉の一次冷却水及びプール・カナル水の精製にイオン交換樹脂を使用している。冷却水の精製に用いた使用済イオン交換樹脂は、JMTR原子炉施設内の廃液貯槽に貯蔵しており、その貯蔵量はJMTRの運転に伴い増加している状況にある。これまで、JMTR原子炉施設内の放射性廃棄物の管理の観点から、使用済イオン交換樹脂の処理方法等を検討してきたが、その集中処理施設が国内には存在しておらず、使用済イオン交換樹脂の処理,減容等がほとんどできないのが現状である。一方、海外では原子力発電所の使用済イオン交換樹脂を受け入れて、集中的に処理する施設が存在する。例えば、米国ではスタズビック処理施設(Studsvik Processing Facility)があり、合理的かつ合法的に使用済イオン交換樹脂が処理されている。本報告は、JMTR原子炉施設内に貯蔵している使用済イオン交換樹脂を、スタズビック処理施設で委託処理する場合の処理方法について調査し、技術的,法的及び社会的観点から問題点を抽出して、海外委託処理の実現性について検討したものである。

非火山地域における地温の特徴

山川 正; 武田 聖司; 木村 英雄; 兵頭 浩*

JAEA-Research 2007-040, 21 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-040.pdf:2.95MB

放射性廃棄物の地層処分では、人間社会への核種移行を評価することが安全性を評価するうえで重要である。本研究では日本列島における第四紀火山地域以外の地域(非火山地域)の変動の一つとして地温を取り上げ、その空間的な特徴を調査した。比較的データの豊富な第四紀火山地域の火山影響範囲の特定とその地温特徴を確認後、日本列島全域より第四紀火山地域を除外し、非火山地域での地温特徴の空間分布を整理した。その結果、第四紀火山地域の火山影響範囲は火山中心より約24kmまでと判断でき、それ以遠の地域、すなわち非火山地域における温泉の泉温と深度の関係が明らかとなった。これよると、非火山地域の一般的な地温勾配は約16C/kmであり、従来の非火山地域における平均的な地温勾配といわれる20C/kmより有意に低い値を示した。地温勾配の頻度分布から判断すると、日本列島の地温勾配異常域は10地域に限られ、これらの地域を別にすると、地温勾配に含まれる標準偏差は温度の不確実性を内包することがわかる。

ナトリウム冷却炉の上部プレナム流動特性の研究; 水流動試験の検証解析と渦予測手法の適用性検討

藤井 正; 近澤 佳隆; 此村 守; 上出 英樹; 木村 暢之; 中山 王克; 大島 宏之; 成田 均*; 藤又 和博*; 糸岡 聡*

JAEA-Research 2006-017, 113 Pages, 2006/03

JAEA-Research-2006-017.pdf:14.98MB

実用化戦略調査研究で概念設計を進めているナトリウム冷却大型炉では、従来設計よりも高流速条件となる炉上部プレナム内の流動特性を把握するため、縮尺水流動試験が実施されている。本報告では、汎用熱流体解析プログラムを用いて水試験体系を対象とした流動解析を実施し、実機体系でのプレナム内流況と気泡を伴う水中渦の評価に対する適用性を検討した。(1)1/10縮尺プレナム試験を対象に、フルード数一致条件での定常解析を実施した。解析では、炉心上部機構内部から炉容器壁に向かう噴出し流れや、切込み部からの上昇噴流等の上部プレナムでの特徴的なフローパターンを再現できる見通しを得た。また、実機体系での全体流況が水試験体系と定性的に一致することを確認するとともに、解析における数値解法や境界条件等の設定がフローパターンに及ぼす影響が明らかとなった。(2)伸長渦理論に基づく渦予測評価手法を用いて、1/10縮尺試験のディッププレート下方領域における渦の分布を評価した。実機流速一致条件の場合には、水試験と同様、コールドレグ配管壁からホットレグ配管に吸込まれる2本の渦を、気泡を伴う水中渦として同定した。この結果より、上部プレナム内で定常的に発生する液中渦を渦予測評価手法により同定できることを確認した。

炉容器コンパクト化に関する流動特性試験; ディッププレートの2重化とUIS胴の効果

中山 王克; 木村 暢之; 上出 英樹; 伊藤 真美*; 関根 正*

JNC TN9400 2005-032, 103 Pages, 2005/03

JNC-TN9400-2005-032.pdf:33.44MB

FBR実用化戦略調査研究にて検討されている大型ナトリウム炉のコンパクト化に関して、炉内の高流速化に伴い、自由液面からのガス巻き込みが懸念されている。そこで、実機の1/10スケール炉上部プレナム水流動試験装置を製作し、自由液面からのガス巻き込みを含む炉内流動の適正化を図るための研究を実施している。これまで、液面に向かう流れの抑制やキャビテーションを伴う水中渦抑制に効果的な構造として1)燃料交換機(FHM)貫通孔に挿入するプラグ、2)ホットレグに向かい合う炉壁に縦リブを設けるスプリッタを考案し、大型炉の成立性を確認した。本報告では、液面の下に設ける水平板(ディッププレート、D/P)の2重化ならびにUISの外周に多孔胴を設けることの効果について1/10スケール試験装置を用いて検討した。 2重D/Pでは、炉容器と燃料出入機案内管の間の液面近傍領域において、流れを抑制する効果が確認された。また、燃料交換機(FHM)貫通孔に挿入するプラグについて、2重としたD/P間の高さでプラグの直径を変えて段差を設けることで、プラグ周りの隙間を通る流れの抑制効果が認められた。2重D/P体系でのプラグ高さが液面近傍の流れに与える影響を評価した結果、プラグをD/Pよりさらに下方に挿入することが液面近傍の流速低減とキャビテーションを伴う水中渦の抑制に有効であることを確認した。キャビテーションを伴う水中渦を抑制する構造案としてUISに多孔胴を設けることの効果を把握した。胴を設けることで、炉壁とホットレグ間のキャビテーションを発生させやすくし、コールドレグから発達するキャビテーションの抑制についても必ずしも有効でないとする結果が得られた。胴により効果を得ようとする場合には、胴にあける孔の配置などにより、渦の発生を抑制するよう流れの微妙なバランスをとる必要があり、さらに検討が必要と考えられる。

Experimental Study on Flow Optimization in Upper Plenum of Reactor Vessel for a Compact Sodium Cooled Fast Reactor

木村 暢之; 林 謙二; 五十嵐 実; 上出 英樹; 伊藤 真美*; 関根 正*

Proceedings of 10th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-10), CD-RO, K0102 Pages, 2003/00

FBR実用化戦略調査研究の一環として行っているNa大型炉について、炉容器コンパクト化に伴う上部プレナム内流動の適正化を行う必要がある。そこで、1/10スケール水流動試験装置を製作し、可視化、粒子画像流速測定法、超音波流速計による流況の定量化を行うとともに、熱流動上の課題の抽出を行った。その結果、UISの切り込みを通る上昇流によって液面が大きく変動することを確認した。しかし、ディッププレートの下に移行するガス巻き込みの発生は確認されなかった。また、ホットレグ(H/L)吸込流速増大のため、H/L吸込部近傍に3本のキャビテーションを伴う水中渦を確認した。流動上の課題について、プレナム内構造をパラメータとした実験を行い、流動の適正化を実施した。ホットレグ近傍で発生する水中渦に関しては、炉容器とホットレグの間にスプリッタを設けることで水中渦の初生条件を改善することができた。また、燃料交換機が挿入される貫通孔のプラグ高さを最適化することで、ディッププレートを通過する流量を低減できた。