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論文

Magnetic properties of electron-doped LaCoO$$_3$$

富安 啓輔*; 佐藤 美嘉*; 小山 俊一*; 野島 勉*; 梶本 亮一; Ji, S.*; 岩佐 和晃*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(9), p.094706_1 - 094706_6, 2017/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:36.07(Physics, Multidisciplinary)

We studied electron-doped LaCo$$_{1-y}$$Te$$^{6+}_{y}$$O$$_{3}$$ by magnetization measurements and neutron scattering. The effective Bohr magneton, estimated in the Curie-Weiss fitting around room temperature, is independent of $$y$$. This suggests that magnetic Co$$^{3+mathrm{(HS)}}$$, not nonmagnetic Co$$^{3+mathrm{(LS)}}$$, is mainly replaced by doped magnetic Co$$^{2+mathrm{(HS)}}$$. At the lowest temperatures, a Brillouin-function-like saturating behavior persists in the magnetization curves even in the high-$$y$$ samples, and neither clear magnetic reflection nor magnetic dispersion is observed by neutron scattering. These indicate that magnetic correlation is very weak in contrast to the well-known hole-doped LaCoO$$_3$$ accompanied with the transition to ferromagnetic metal. However, we also found that the low-$$y$$ samples exhibit nonnegligible enhancement in saturated magnetization by $$sim$$2 $$mu_B$$/doped-electron. All these characteristics are discussed in the light of activation and inactivation of spin-state blockade.

論文

高コントラスト・高ビーム品質・高強度レーザーの開発

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基*; 下村 拓也; 笹尾 一*; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.

レーザー研究, 38(9), p.669 - 675, 2010/09

高強度レーザーの時間・空間制御技術に関するレビューである。時間制御技術は主パルスと背景光の強度比を向上させる高コントラスト化であり、先駆けて開発した高エネルギーシード型低利得光パラメトリックチャープパルス増幅手法について紹介する。空間制御技術は高エネルギービームの空間強度均質化であり、回折光学素子を用いた手法について紹介する。これらの手法の特徴を詳細に紹介するとともに、これらの制御技術を用いて得られた時間・空間特性についても報告する。

論文

光パラメトリックチャープパルス増幅器における高効率増幅

小菅 淳; 桐山 博光; 下村 拓也*; 田上 学*; 金沢 修平; 越智 義浩; 森 道昭; 田中 桃子; 岡田 大; 笹尾 一*; et al.

レーザー研究, 38(9), p.706 - 710, 2010/09

市販のQ-スイッチNd:YAGレーザーの2倍波用いて高変換効率光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)を行った。高エネルギーの種光をOPCPAでさらに増幅することにより、28%のポンプーシグナル変換効率を達成した。この結果は、市販のQ-スイッチNd:YAGレーザーの2倍波を用いたOPCPAシステムにおいて最も高い変換効率を達成することができた。

論文

High-contrast (10$$^{10}$$), high-intensity (500 TW) J-KAREN laser system

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 近藤 修司; et al.

JAEA-Conf 2010-002, p.18 - 21, 2010/06

従来のチタンサファイアチャープパルス増幅器(CPA)と光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)を組合せた高強度フェムト秒レーザーシステムの開発を行い、パルス圧縮前で30Jを超える高い増幅エネルギーを得た。再パルス圧縮することで約500TW級の高いピーク強度のレーザーパルスがポテンシャルとして生成可能であることを確認した。低利得のOPCPAを用いることにより、サブナノ秒の時間領域において10桁を超えるコントラスト、ナノ秒の時間領域において12桁程度の高いコントラストを得た。また、高エネルギー励起用グリーンレーザーの空間パターンを回折光学素子により制御し、ほぼ完全なフラットトップの空間プロファイルを得た。このシステムにより粒子加速などの高強度レーザーと物質との相互作用の実験的研究が進展するものと期待される。

論文

High temporal and spatial quality petawatt-class Ti:sapphire chirped-pulse amplification laser system

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田上 学*; 金沢 修平; 若井 大介*; 笹尾 文崇*; 岡田 大; et al.

Optics Letters, 35(10), p.1497 - 1499, 2010/05

 被引用回数:85 パーセンタイル:95.22(Optics)

高強度チタンサファイアCPA(チャープパルス増幅)レーザーにおいて、30$$mu$$Jの高エネルギーシーダーを用いることにより光パラメトリックチャープパルス増幅器(OPCPA)を低利得で動作させることで、5$$times$$10$$^{-11}$$の高いコントラスト(主パルスに対する背景光び強度比)を達成した。また、大口径チタンサファイアレーザー増幅器に対して液体のクラッディングを初めて導入して寄生発振を抑制するとともに回折光学素子を用いた空間ビーム均質化を行いフィリングファクター(空間的なビームのピーク強度に対する平均強度)を80%程度にまで向上させることで、理論限界に近い増幅効率で30J以上の大出力を得た。

論文

High enrichment of $$^{28}$$Si by infrared multiple photon decomposition of Si$$_{2}$$F$$_{6}$$

横山 淳; 大場 弘則; 柴田 猛順; 河西 俊一*; 杉本 俊一*; 石井 武*; 大家 暁雄*; 宮本 佳樹*; 磯村 昌平*; 荒井 重義*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.457 - 462, 2002/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:17.07(Nuclear Science & Technology)

六フッ化ニケイ素(Si$$_{2}$$F$$_{6}$$)の赤外多光子解離を用いたシリコン同位体分離により高濃縮$$^{28}$$Siを得た。TEA炭酸ガスレーザーの10P(8)発振線(954.55cm$$^{-1}$$)の光をセルにつめたSi$$_{2}$$F$$_{6}$$にフルエンス1.0J/cm$$^{2}$$で照射した。その結果、$$^{29}$$Siと$$^{30}$$Siは、生成物であるSiF$$_{4}$$と白色の粉に濃縮し、$$^{28}$$Siは分解しないで残ったSi$$_{2}$$F$$_{6}$$に濃縮した。99.9%濃縮の$$^{28}$$Siは、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を50%分解することにより得られた。また、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を連続的に流し、レーザー照射を行うことで、99.7%濃縮の$$^{28}$$Siを2.5g/hの生成速度で連続的に生成することが出来た。

報告書

東北大学受託照射 第16サイクル報告書(SMIR-9.10、INTA-S)

小山 真弘; 安部 英昭*; 宮川 俊一

PNC TN9440 88-007, 99 Pages, 1988/10

PNC-TN9440-88-007.pdf:4.26MB

高速実験炉「常陽」は、定格運転第16サイクル原子炉起動を昭和63年8月2日に行い、臨界点確認、制御棒校正等を経て出力上昇し、8月5日に100MWに到達した。その後、定格出力100MWの約32日間継続運転終了に伴い、原子炉出力を15MWまでに降下し、手動制御棒一斉挿入により9月5日に原子炉を停止した。

報告書

東北大学受託照射 第15サイクル報告書(SMIR-9,INTA-S,SMIR-10)

小山 真弘; 安部 英昭*; 宮川 俊一

PNC TN9440 88-005, 36 Pages, 1988/06

PNC-TN9440-88-005.pdf:0.71MB

高速実験炉「常陽」は、定格運転第15サイクル原子炉起動を昭和63年2月29日に行い、臨界点確認、制御棒校正、流量係数測定等を経て出力上昇し、3月3日に100MWに到達した。その後「常陽」において初めて定格出力100MWの70日間継続運転を実施した後、原子炉出力を30MWまで降下し、手動制御棒一斉挿入により5月11日に原子炉を停止した。なお臨界点確認のため翌12日に原子炉の起動、停止を実施し本サイクルを終了した。

報告書

東北大学 受託照射 第14サイクル報告書(SMIR-9,INTA-S,SMIR-10)

小山 真弘; 安部 英昭*; 宮川 俊一

PNC TN9440 88-002, 30 Pages, 1988/03

PNC-TN9440-88-002.pdf:1.51MB

高速実験炉「常陽」は、第14サイクル原子力起動を昭和62年11月28日に行い、臨界点確認制御棒校正、流量係数測定等を経て出力上昇し、12月1日に100MWに到達し定格運転を継続した。その後定格運転日数60日に伴い、11月29日に原子炉出力を30MWまで降下した後、制御棒一斉挿入により原子炉を停止した。なお、臨界点確認及び流量係数測定等を行うため1月30日に原子炉の起動、停止を実施し本サイクルを終了した。

報告書

東北大学・受託照射 第13サイクル報告書(SMIR-9,INTA-S)

小山 真弘; 安部 英昭*; 宮川 俊一

PNC TN9440 87-008, 39 Pages, 1987/12

PNC-TN9440-87-008.pdf:5.15MB

高速実験炉「常陽」において、東北大学金属材料研究を窓口とする国立大学(以下、大学連合)の材料照射試験を第13サイクルより開始した。その内容は高速炉、核融合炉用炉心構造材料の基礎的研究の一環として、ミニサイズ試験片を用いて高速中性子下で照射試験を行い、材料の照射欠陥と機械的性質、照射欠陥及び照射透起析出物と照射量及び照射温度との関係、高速中性子照射、加速器によるイオン照射、電子線照射等とのシュミレーション則を調べることである。本照射試験は事業団の高速炉構造材料の照射試験用リグSMIR-9及びINTA-Sに大学連合用の資料キャプセル(キャプセル番号:SMIR-9/PNC7$$sim$$15,INTA-S/PNC-16)を組み込んで実施している。これは昭和59年度から昭和61年度にかけてSMIR-6及びSMIR-7を用いて実施した照射試験に続く2回目の受託照射であり、事業団の業務範囲は照射リグの設計、製作、計装品キャプセルの設計、製作、照射条件解析、照射、解体である。本報告書は、この照射試験に関する第13サイクル技術報告を行うものである。なお、第15サイクルから照射開始されるSMIR-10にも大学連合用キャプセルを組み込んで照射する予定である。

報告書

「常陽」照射試験報告; 東北大学受託の高速中性子照射試験(SMIR-6、SMIR-7)

安部 英昭*; 宮川 俊一; 小山 真弘

PNC TN9440 87-007, 58 Pages, 1987/10

PNC-TN9440-87-007.pdf:1.75MB

高速実験炉「常陽」において、東北大学金属材料研究所を窓口とする国立大学(以下、大学連合)の材料試験を、昭和59年度から61年度にかけて実施した。その内容は、高速炉の炉心構造材料や核融合材料開発の基礎的研究の一環として、ミニサイズ試験片を用い、高速中性子下で照射試験を行い、材料の照射欠陥と機械的性質、照射欠陥及び照射透起析出物と照射量及び照射温度との関係、高速中性子照射と加速器によるイオン照射、電子線照射等とのシミュレーション則を調べることである。本照射試験は事業団の高速炉構造材料の照射試験用リグSMIR-6及びSMIR-7に大学連合の資料キャプセルを組み込んで実施した。これは「常陽」における初めての受託照射であり、事業団の業務範囲は,照射リグの設計、製作、計装品キャプセルの設計、製作、照射条解析、照射、解体、である。これらのスケジュールを表-1に示す。本報告書は、この照射試験に関する技術報告を行うものである。

報告書

「常陽」設置変更許可申請(その10)関連資料

宮川 俊一; 河北 孝二*; 森木 保幸*; 横山 和郎; 吉野 富士男*; 溝尾 宣辰

PNC TN9900 86-001, 792 Pages, 1986/09

PNC-TN9900-86-001.pdf:25.77MB

高速実験炉「常陽」の稼動率向上,照射試験の効率化,燃料費節減,購入プルトニウム組成変動への対応等を自的とした,炉心燃料の最高燃焼度及び組成の変更を主内容とする,原子炉施設の設置変更許可申請(昭和61年1月29日申請)に対し,同年8月7日付で内閣総理大臣から許可証が交付された。本資料は,この一連の申請作業の備忘録として,昭和58年後半からの準備作業資料から審査時の提出資料までをまとめて内部資料とするものである。

口頭

高コントラスト,高品質ビーム,PW級J-KARENレーザー

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 近藤 修司; et al.

no journal, , 

高強度レーザー技術の進展により、10$$^{20}$$W/cm$$^{2}$$を超える高い集光強度が実現できるようになった。しかしながら、出力パルスの時間構造において、主パルスに先立って6桁から8桁程度強度の低いプリパルスが存在する。このため、プリパルスによりターゲットが破壊されたり、プリプラズマが生成され主パルスとターゲットとの相互作用を妨げる。われわれは光パラメトリックチャープパルス増幅法(OPCPA)を改良し、高強度チタンサファイアレーザーに世界に先駆けて導入することで、主パルスに付随するプリパルスを主パルスに対して11桁以上抑制することに成功した。また、ほぼ一様な強度の高いビーム品質で500TW級の高い強度のレーザーパルスがポテンシャルとして生成可能であることを確認した。

口頭

高強度レーザーの高コントラスト・高ビーム品質技術

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也; 笹尾 一; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 近藤 修司; et al.

no journal, , 

ペタワット(1千兆ワット)のピーク強度を有する超高強度レーザーの小型化,信頼性の向上に伴い、レーザー駆動粒子加速をはじめとした相対論領域の超高強度利用研究が推進されている。このような利用研究を推進するうえで極めて重要なのは、コントラスト(メインパルスとそれに付随する背景光の強度比)である。光パラメトリックチャープパルス増幅法を改良し、高強度チタンサファイアレーザーに世界に先駆け導入することで不必要なノイズ成分をメインパルスに対して1000億分の1以下に抑えることに成功したので紹介する。また、高効率増幅や信頼性などの向上のために回折光学素子を導入し、空間的にほぼ完全なフラットトップの良好なパターンを得ることができたので併せて報告する。

口頭

J-KARENレーザーを用いた7MeV級陽子線発生

森 道昭; 小倉 浩一; 余語 覚文; 西内 満美子; 桐山 博光; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 織茂 聡; 反保 元伸; 大東 出; et al.

no journal, , 

J-KARENチタンサファイアレーザーを用いて、陽子線がん治療のためのレーザーイオン加速研究を行っている。その中でも特にレーザー装置の高コントラスト・高エネルギー化によって7MeVを超える陽子線の発生が可能になったのでこれを中心に報告する。具体的には、コントラストを一桁改善し、レーザーエネルギーを従来の2倍以上に増強したJ-KARENレーザーシステムで発生した波長800nm・パルス幅40fs・レーザーエネルギー1.8J・ピーク出力45TWのレーザー光を、f/2.5(f=320mm)の軸外し放物面鏡を用いて厚み2.5ミクロンのステンレス薄膜上に入射角45度の配置で強度5$$times$$10$$^{19}$$W/cm$$^{2}$$で集光・照射し、カットオフ7MeVのエネルギーのプロトンビームが発生していることを明らかにした。一方、エネルギースペクトルの計測結果とCR-39を用いたイオンビームの空間分布計測からレーザー光からイオンビームへの変換効率は1MeV以上で約0.6%であることもわかった。講演では、本実験結果を交え今後の展開について報告する。

口頭

レーザー駆動陽子線細胞照射装置の開発と生物影響研究

余語 覚文; 西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 前田 拓也; 森 道昭; 小倉 浩一; 織茂 聡; et al.

no journal, , 

高強度・短パルスのレーザーを用いたイオン加速は、1MV/$$mu$$mに及ぶ急峻な電場勾配を発生するため、従来のイオン加速器を大幅に小型化する技術として注目されている。レーザー駆動イオン加速装置の特徴の1つとして、シンクロトロンなど通常のがん治療に使われている加速器と比較して、高電流・短時間幅のイオンビームを発生することが挙げられる。将来的に、レーザー駆動加速装置が治療に用いられることを想定して、前述のような特徴を持つレーザー駆動陽子線の生物学的効果を、実験的に究明する必要がある。この目的のために、レーザー駆動による陽子線の細胞照射装置を開発し、生物学的影響を評価する実験を開始した。照射装置の開発の現状と、ヒト由来のがん細胞に対して照射実験を行った結果について報告する。

口頭

レーザー駆動陽子線によるがん細胞DNA2本鎖切断のRBE測定

余語 覚文; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 前田 拓也; 西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; 森 道昭; 小倉 浩一; 織茂 聡; et al.

no journal, , 

レーザー駆動加速装置が治療に用いられることを想定して、レーザー駆動による陽子線を用いた細胞生物学実験を実施した。実験では、機構のJ-KAREN装置からの超短パルスレーザー(パルス幅:40fs,エネルギー:1.8J,中心波長:800nm)を5$$times$$10$$^{19}$$W/cm$$^2$$の集光強度で厚さ12.5$$mu$$mのポリイミド薄膜に照射し、最大エネルギー4MeVの連続スペクトルを持つ陽子線を発生させ、磁場分析器でエネルギーを選別した後、薄膜窓を介して培養状態のヒト肺腺がん細胞株に照射した。陽子線バンチの時間幅は20ns、ビームフラックスは10$$^{15}$$cm$$^{-2}$$s$$^{-1}$$、1バンチによる吸収線量は約1Gyであった。この結果、吸収線量あたりの2本鎖切断収量を測定して、生物効果を示す指標である、生物学的効果比(RBE: Relative Biological Effectiveness)を、レーザー駆動粒子線として初めて評価することができた。

口頭

Demonstration of a temporally and spatially high quality petawatt-lass laser system

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基*; 下村 拓也; 笹尾 一; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 金沢 修平; et al.

no journal, , 

近年の高強度レーザー技術の急速な進展に伴い、世界各国で超高強度ピーク出力を有するレーザー装置が開発され、多くの研究に利用されようとしている。実際の応用を考えたとき、ピーク出力向上のみならず時間構造や空間構造,ビーム安定性が重要となる。本講演では、高強度レーザーの空間制御技術として背景光の抑制,空間制御技術としてビーム均質化、及びレーザー光路の自動制御化を原子力機構において開発されたJ-KARENレーザーに適用した実験結果について報告する。

口頭

Demonstration of a high spatiotempral-quality petawatt-class Ti:sapphire CPA laser system

桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基*; 下村 拓也; 笹尾 一*; 田中 桃子; 越智 義浩; 田上 学*; 岡田 大; 金沢 修平; et al.

no journal, , 

フロントエンドとして高エネルギー・高コントラストシード光を用いて低利得で動作させた光パラメトリックチャープパルス増幅器を独自に設計・試作し、PW級のレーザーシステムに実際に導入することで、10$$^{-11}$$オーダーの高いコントラスト動作を実証した。また、主パルス近傍のコントラストを劣化させる原因として、(1)ASE,(2)パラメトリック蛍光,(3)高次の位相歪み,(4)ランダム位相ノイズ,(5)OPCPAについて考察し、得られた実験データと理論計算との比較・評価を行った。これらより劣化の原因は、ランダム位相ノイズ、及びOPCPAノイズが複合しておきたものと考えられ、軽減するためには周波数依存で空間的に位相ノイズが存在し、しかもレーザーショット事のふらつき等を考えるとレーザー自身の制御だけでは難しく、パルス圧縮後にプラズマミラーの利用等が必要となることが明らかとなった。

口頭

Demonstration of a high-efficiency, broadband optical parametric chirped-pulse amplification as a front-end for a high intensity laser

小菅 淳; 桐山 博光; 下村 拓也; 田上 学*; 金沢 修平; 越智 義浩; 森 道昭; 田中 桃子; 岡田 大; 笹尾 一*; et al.

no journal, , 

市販のQスイッチNd:YAGレーザーの2倍波を用いて光パラメトリックチャープパルス増幅の高変換効率化を行った。高エネルギーの種光を用いたOPCPAにより、ポンプ光から信号光への変換効率が28%まで実現することができた。この結果は、今まで報告されている市販のQスイッチNd:YAGレーザーの2倍波をポンプ光としたOPCPAにおいて一番高い効率のOPCPAを実現している。

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