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論文

High-energy spin fluctuation in low-T$$_{c}$$ iron-based superconductor LaFePO$$_{0.9}$$

石角 元志*; 社本 真一; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; Hong, T.*; Mutka, H.*

Scientific Reports (Internet), 8, p.16343_1 - 16343_6, 2018/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:65.19(Multidisciplinary Sciences)

磁気揺らぎはBCS理論に従わない非従来型超伝導で最も可能性のある機構として重要な役割を担うと考えられてきた。今回、これまで磁気ゆらぎが見つかっていない5Kという低い超伝導転移温度の鉄リン系超伝導体LaFePO$$_{0.9}$$で、30-50meVの高エネルギーで磁気ゆらぎを見つけた。これはこれまで考えられてきた高エネルギー磁気揺らぎで、高い超伝導転移温度になるという考えとは矛盾することから、超伝導機構の理解に向けて重要な発見である。

論文

Revealing the second harmonic generation in a femtosecond laser-driven cluster-based plasma by analyzing shapes of Ar XVII spectral lines

Oks, E.*; Dalimier, E.*; Faenov, A.*; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; Andreev, A.*; Koga, J. K.; 榊 泰直; 小瀧 秀行; Pirozhkov, A. S.; et al.

Optics Express (Internet), 23(25), p.31991 - 32005, 2015/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:62.52(Optics)

フェムト秒高強度レーザーをアルゴンクラスターターゲットに照射して生成したプラズマから発生したアルゴンXVIIスペクトルサテライト線のライン形状を詳細に解析することにより、プラズマ中で非線形現象が起こっていることを明らかにし、その結果、照射レーザー光の第二次高調波(SHG)が発生していることを解明した。サテライト線解析の新しい理論を構築し、入射レーザー光の2 %がSHGに変換されていることを明らかにした。この実験結果は、二次元粒子コードを用いたシミュレーション結果とも良い一致を示した。

論文

3D visualization of XFEL beam focusing properties using LiF crystal X-ray detector

Pikuz, T.*; Faenov, A.*; 松岡 健之*; 松山 智至*; 山内 和人*; 尾崎 典雅*; Albertazzi, B.*; 犬伏 雄一*; 矢橋 牧名*; 登野 健介*; et al.

Scientific Reports (Internet), 5, p.17713_1 - 17713_10, 2015/12

 被引用回数:20 パーセンタイル:18.25(Multidisciplinary Sciences)

we report, that by means of direct irradiation of lithium fluoride a (LiF) crystal, in situ 3D visualization of the SACLA XFEL focused beam profile along the propagation direction is realized, including propagation inside photoluminescence solid matter. High sensitivity and large dynamic range of the LiF crystal detector allowed measurements of the intensity distribution of the beam at distances far from the best focus as well as near the best focus and evaluation of XFEL source size and beam quality factor M2. Our measurements also support the theoretical prediction that for X-ray photons with energies $$sim$$10 keV the radius of the generated photoelectron cloud within the LiF crystal reaches about 600 nm before thermalization. The proposed method has a spatial resolution 0.4-2.0 micron for photons with energies 6-14 keV and potentially could be used in a single shot mode for optimization of different focusing systems developed at XFEL and synchrotron facilities.

論文

Using LiF crystals for high-performance neutron imaging with micron-scale resolution

Faenov, A.*; 松林 政仁; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; 神門 正城; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 酒井 卓郎; 塩澤 方浩*; et al.

High Power Laser Science and Engineering, 3, p.e27_1 - e27_9, 2015/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.29(Optics)

This paper describes an overview of our recent discovery - clear demonstration that LiF crystals can be efficiently used as a high-performance neutron imaging detector based on optically stimulated luminescence of color centers generated by neutron irradiation. It is shown that the neutron images we have obtained are almost free from granular noise, have a spatial resolution of 5.4 $$mu$$m and a linear response with a dynamic range of at least 10$$^{3}$$. The high contrast and good sensitivity of LiF crystals allow us to distinguish two holes with less than 2% transmittance difference. We propose to use such detectors in areas where high spatial resolution with high image gradation resolution is needed, including diagnostics of different plasma sources such as laser and z-pinch produced plasmas.

論文

Nonlinear plasma wave in magnetized plasmas

Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; Koga, J. K.; 細貝 知直*; Zhidkov, A.*; 児玉 了祐*

Physics of Plasmas, 20(8), p.083113_1 - 083113_10, 2013/08

 被引用回数:15 パーセンタイル:34.85(Physics, Fluids & Plasmas)

Nonlinear axisymmetric cylindrical plasma oscillations in magnetized collisionless plasmas are amodel for the electron fluid collapse at the axis behind the ultrashort relativisically intense laserpulse exciting the plasma wake wave. We present the analytical description of the strongly nonlinear oscillations showing that the magnetic field prevents from closing the cavity formed behind the laserpulse.

論文

Ion acceleration in subcritical density plasma via interaction of intense laser pulse with cluster-gas target

福田 祐仁; Faenov, A.*; 反保 元伸; Pikuz, T.*; 中村 龍史; 神門 正城; 林 由紀雄; 余語 覚文; 榊 泰直; 亀島 敬*; et al.

Progress in Ultrafast Intense Laser Science VII, p.225 - 240, 2011/05

本研究では、サブ臨界密度プラズマを生成させるために、世界に先駆けて、クラスターを含むガスターゲットをイオン加速研究に導入し、核子あたりの最大エネルギーが10$$sim$$20MeV/nという、従来の同規模クラスのレーザー装置を用いた場合の約10倍の加速エネルギーを得ることに成功した。クラスターターゲットは、連続供給が可能であるうえに、この手法により生成したイオンの発散角は、従来手法よりも小さく、医療利用へ向けたビーム伝送・照射系の設計にも適していることが明らかとなった。

論文

Energy increase in multi-MeV ion acceleration in the interaction of a short pulse laser with a cluster-gas target

福田 祐仁; Faenov, A. Y.; 反保 元伸; Pikuz, T. A.*; 中村 龍史; 神門 正城; 林 由紀雄; 余語 覚文; 榊 泰直; 亀島 敬*; et al.

Physical Review Letters, 103(16), p.165002_1 - 165002_4, 2009/10

 被引用回数:141 パーセンタイル:3.11(Physics, Multidisciplinary)

小型極短パルスレーザーとクラスターターゲットを用いた新しいイオン加速手法を提案する。この手法では、従来手法よりも小さな発散角(3.4$$^{circ}$$)で、イオンの加速エネルギー10$$sim$$20MeV/uを達成した。この加速エネルギーは、固体ターゲットを用いた従来手法の約10倍増に相当する。粒子コードによるシミュレーションにより、クラスターターゲット裏面の臨界密度プラズマ中で成長する強力な電磁場構造が、高エネルギーイオン発生に重要な役割を果たしていることが示唆されている。

論文

Guiding and confining fast electrons by transient electric and magnetic fields with a plasma inverse cone

Lei, A. L.*; Cao, L. H.*; Yang, X. Q.*; 田中 和夫*; 兒玉 了祐*; He, X. T.*; 三間 圀興*; 中村 龍史; 乗松 孝好*; Yu, W.*; et al.

Physics of Plasmas, 16(2), p.020702_1 - 020702_4, 2009/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:55.52(Physics, Fluids & Plasmas)

反転コーンにおける高速電子の伝播に関するシミュレーション及び実験的研究を行った。コーン形状ターゲットは高速点火核融合において、高エネルギー発生及びレーザーの集光を目的として利用されている。本研究では、コーンターゲットを電子のガイディングを目的として利用することが可能であることを示した。反転コーンの先端部にレーザーを照射することで、多くの高速電子が発生する。これらの電子はコーンの側面に誘起される電磁場によってガイドされることがシミュレーションにより確認された。この現象を大型レーザーを使った実験により調べ、大電流が発生する場合においても電子のガイディングが起こることが確認された。

論文

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて

高村 秀一*; 門 信一郎*; 藤井 隆*; 藤山 寛*; 高部 英明*; 足立 和郎*; 森宮 脩*; 藤森 直治*; 渡辺 隆行*; 林 泰明*; et al.

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて, P. 164, 2007/03

核融合並びにプラズマに興味を持ってもらい、またその有用性,将来性を広く理解してもらうための一般向け解説書として、プラズマ・核融合学会の企画(日本実業出版社から出版予定)に共同執筆で出版するものである。読者の対象範囲は、理科に興味を持つ高校生,大学生・一般社会人,ある種のプラズマに仕事で関連している人で、他分野からのヒントを求める人など、広い層に読んでもらえることを想定している。(目次:はじめに/プラズマってなんだ?/プラズマ技術のひろがり/実験室の超先端プラズマ/核融合プラズマエネルギーとは?/プラズマエネルギーへの道/核融合プラズマエネルギー発電所を目指して/プラズマエネルギーと未来社会)

論文

Local crystal structures of Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$ revealed by the atomic pair distribution function analysis

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; 山田 昇*; Proffen, T.*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(11), p.8789 - 8794, 2006/11

 被引用回数:14 パーセンタイル:50.24(Physics, Applied)

パルス中性子の特徴を利用した構造解析法の一つである結晶PDF解析法を用いた研究例として、光相変化記録材料DVD-RAMとして実用化されているGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の結晶相とナノ相の局所構造解析を紹介した。ナノ相は格子定数が広がっており、GeSb$$_{2}$$Te$$_{4}$$と思われ、この異なる組成が結晶成長の核となる理由から、この系では核生成により結晶成長を起こすことがわかった。またそのアモルファス中に埋もれたナノ粒子の粒径分布を求める新しい試みについても報告した。

論文

Design and analysis of the vacuum vessel for RTO/RC-ITER

小野塚 正紀*; 伊尾木 公裕*; Johnson, G.*; 児玉 徹彦*; Sonnazzaro, G.*; Utin, Y.*

Fusion Engineering and Design, 51-52(Part.B), p.249 - 255, 2000/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:60.67(Nuclear Science & Technology)

低技術目標/低コスト化ITER向け真空容器の設計は進展を続けている。低コスト化ITERの真空容器は高真空と放射化材との境界を形成し、崩壊熱等の除去に寄与する。低コスト化ITERの真空容器は、基本的には以前の容器と同じである。しかし、バックプレートを削除するオプションでは2つの基本設計変更がなされる。すなわちブランケットモジュールは容器に直接支持されるとともに、ブランケット冷却水路は構造上容器の一部とした。さらに、プラズマの上下安定性の向上、モジュール第一壁の位置設定のために「tight fitting」形状を採用し、各種電磁力及び応力の推定を行うために真空容器の3次元モデルを作り解析を実施した。VDE、冷却水圧力等により最大応力は容器下部の支持部分に見受けられたが、部分補強にてその低減が図られる。モジュールが直接支持される容器部分の応力評価のために局部モデルも作られた。さらに容器及びブランケットへの冷却水条件の差、及び核発熱に起因する熱応力の評価も実施した。真空容器の構造設計及び応力評価を完結させるには一層の解析が必要とされるが、現状までの評価では容器の構造は成立性があると思える。

論文

VDE/disruption EM analysis for ITER in-vessel components

三木 信晴*; 伊尾木 公裕*; F.Elio*; 児玉 徹彦*; S.Chiocchio*; D.Williamson*; M.Roccella*; P.Barabaschi*; R.S.Sayer*

Fusion Technology 1998, 2, p.1389 - 1392, 1998/00

本論文では、ブランケットモジュール、バックプレート、ダイバータモジュールの電磁石解析結果をまとめる。プラズマディスラプション時は、約1msの熱消滅に続いて、50~100msの電流消滅が生じる。熱消滅時に、プラズマ中のトロイダル磁束が増加する。この磁束変化により、バックプレート、ダイバータには2.5MAのポロイダル電流が誘起され、約0.7MPaのプラズマ方向電磁力荷重が生じる。電流消滅時には、プラズマ電流は21MAから0に減少し、ポロイダル磁束が変化する。バックプレートには、トロイダル方向渦電流が誘起され、最大0.6MPaの電磁石荷重が生じる。ブランケットモジュールには半径方向とポロイダル方向の2つの渦電流ループが誘起され、2方向の回転トルクが問題となる。VDE(プラズマ上下方向変位事象)時は、約7.4MAのハロー電流が流れ、下側モジュールの電磁力が問題となる。

口頭

The Whole particle structural analysis on TiO$$_{2}$$ and Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$ nanoparticles

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; Proffen, T.*; 山田 昇*

no journal, , 

ナノ粒子はその比率において、大きな表面積を持っている。その表面は内部とは異なる結晶構造を持つこともある。触媒に関して、表面はその機能において重要な役割を担っている。全構造解析はその特性を理解するうえで、重要なステップである。最近のパルス中性子や放射光X線といった高強度量子ビームを用いれば、高強度かつ高Q分解能が必要なその解析ができるようになる。TiO$$_{2}$$とGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$ナノ粒子は、それぞれ光触媒と光記録材料である。前者の粒子は各々分散しており、後者はアモルファス中に埋もれている。これらの特徴的なナノ粒子を球状粒子形状因子を用いた結晶PDF解析法によって、LANSCEにあるNPDF装置を用いて得られた中性子粉末回折データを用いて調べた。

口頭

Neutron scattering study of nanoparticles by the atomic pair distribution function

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; Proffen, T.*; 山田 昇*

no journal, , 

高強度パルス中性子源での中性子散乱では、その高強度と高Q分解能を利用し、さらに幅広いQ領域つまり小角散乱をも含めることで、新しいナノ構造研究が可能になる。しかしそのナノ構造体の結晶PDF解析法については、今まで研究されていなかった。そこで、結晶PDF解析に現れる特徴的な有限サイズの効果を議論する。

口頭

結晶PDF解析法でみた光相変化記録材料Ge$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$のナノ構造

社本 真一; 樹神 克明; 飯久保 智; 田口 富嗣; 山田 昇*; Proffen, T.*

no journal, , 

パルス中性子の特徴を利用した構造解析法の一つである結晶PDF解析法を用いた研究例として、光相変化記録材料DVD-RAMとして実用化されているGe$$_{2}$$Sb$$_{2}$$Te$$_{5}$$の結晶相とナノ相の局所構造解析を紹介する。ナノ相は格子定数が広がっており、GeSb$$_{2}$$Te$$_{4}$$と思われ、この異なる組成が結晶成長の核となる理由から、この系では核生成により結晶成長を起こすことがわかった。またそのアモルファス中に埋もれたナノ粒子の粒径分布を求める新しい試みについても報告する。

口頭

幅広い実空間領域の2体分布関数によるナノ粒子研究

社本 真一; 飯久保 智; 樹神 克明; 田口 富嗣; Proffen, T.*

no journal, , 

高強度高分解能全散乱装置で優れた特徴を発揮できる構造解析法として、2体分布関数(Atomic Pair Distribution Function, PDF)解析法があり、これは並進対称性を持たないナノ構造の構造解析手法として期待できる。それを用いることで、アモルファス中に析出したナノ粒子のサイズを含めた構造を調べることができ、また凝集したナノ粒子の焼結する過程を調べることもできる。ここではそれらのPDF解析について紹介する。

口頭

Structural analysis of nano-transition-metal-oxides

社本 真一; 飯久保 智; 樹神 克明; 田口 富嗣; 古屋仲 秀樹*; 竹内 謙*; 小原 真司*; Loong, C.-K.*; Proffen, T.*

no journal, , 

マンガン酸化物やチタン酸化物のようなナノ遷移金属酸化物粉末粒子の局所構造をX線と中性子粉末回折データを用いて研究を行ってきた。例えば、結晶構造のわからないナノマンガン酸化物試料は海水のようなpptレベルの水溶液中でさえ、金吸着剤として非常に高い効率を示す。ナノ物質では結晶構造パラメーターを決めることにはいろいろな困難が伴う。幅広い回折ピークをフィットする代わりに、2体分布関数では相対的に短距離の原子間距離で鋭いピークを示す。例えば、絶対値のスケールでピーク面積を解析することで、マンガンイオンの価数又はナノマンガン酸化物MnO$$_{x}$$中のマンガン原子の原子分率を求めることができる。

口頭

Ion acceleration in the interaction of short pulse laser radiation with the cluster-gas targets

福田 祐仁; Faenov, A. Y.; 反保 元伸; 余語 覚文; Pikuz, T. A.*; 神門 正城; 小瀧 秀行; 大東 出; 林 由紀雄; 川瀬 啓悟; et al.

no journal, , 

高強度レーザーとクラスターターゲットとの相互作用により生成した臨界密度近傍プラズマ中に置いて、3mm長の安定な自己収束を観測した。レーザー光進行方向に設置した固体飛跡検出器により、10MeV/nを越える高エネルギーイオンを観測した。

口頭

Magnetic excitation spectrum in LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_{x}$$ system

社本 真一; 脇本 秀一; 石角 元志; 樹神 克明; 梶本 亮一; 新井 正敏; 松田 雅昌; 加倉井 和久; 江坂 文孝; 伊豫 彰*; et al.

no journal, , 

One of the electron-doped Fe pnictide superconductor systems, LaFeAsO$$_{1-x}$$F$$_{x}$$, has been studied by neutron powder inelastic scattering measurements at MERLIN of ISIS and TAS-1, 2 of JRR-3. As for the parent compound, the inelastic scattering intensity along the Q-axis at T = 140 K exhibits a prominent asymmetric peak ascribed to a magnetic rod, suggesting the two-dimensionality of the spin density wave above the magnetic transition temperature. It persists even in the tetragonal phase up to room temperature. Superconducting samples (x = 0.057, T$$_{c}$$ = 25 K and x = 0.082, T$$_{c}$$ = 29 K) also exhibit the peaks at the same Q positions but at low temperatures. The observed dynamical spin susceptibilities have a maximum at about 11 meV at 4 K. The relationship to superconductivity is discussed together with the recent result on an overdoped sample with x = 0.158.

口頭

Novel path towards compact laser ion accelerators for hadron therapy; Tenfold energy increase in laser-driven multi-MeV ion generation using a cluster-gas target

福田 祐仁; Faenov, A. Y.; 反保 元伸; Pikuz, T.*; 中村 龍史; 神門 正城; 林 由紀雄; 余語 覚文; 榊 泰直; 川瀬 啓悟; et al.

no journal, , 

レーザーを用いたイオン加速手法の開発は、粒子線がん治療装置の小型化,低価格化の観点から注目を集めている。本研究では、新たにクラスターターゲットをイオン加速研究に導入し、核子あたりの最大エネルギーが10$$sim$$20MeV/nという、従来の同規模クラスのレーザー装置を用いた場合の約10倍の加速エネルギーを得ることに成功した。この手法により生成したイオンの発散角は、従来手法よりも小さく、医療利用へ向けたビーム伝送・照射系の設計にも適していることが明らかとなった。

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