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大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
F from 
O
?Tang, T. L.*; 上坂 友洋*; 川瀬 頌一郎; Beaumel, D.*; 堂園 昌伯*; 藤井 俊彦*; 福田 直樹*; 福永 拓*; Galindo-Uribarri, A.*; Hwang, S. H.*; et al.
Physical Review Letters, 124(21), p.212502_1 - 212502_6, 2020/05
被引用回数：14 パーセンタイル：74.18(Physics, Multidisciplinary)中性子過剰核Fの構造が(
)反応で調査した。
軌道の分光学的因子は1.0
0.3と大きいが、一方で残留核であるOが基底状態である割合は約35%,励起状態は約0.65%であることが明らかになった。この結果は、Fのコア核Oは基底状態とは大きく異なり、Oの
軌道に陽子がひとつ加わることでOとFの中性子軌道が相当に変化していると推測される。これは酸素同位体ドリップライン異常のメカニズムである可能性がある。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 村井 直樹; 吉良 弘*; 中谷 健; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 1021(1), p.012030_1 - 012030_6, 2018/06
被引用回数：3 パーセンタイル：88.67(Nuclear Science & Technology)4SEASONS is a medium-resolution thermal neutron chopper spectrometer in the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at J-PARC. Although 4SEASONS is routinely used for many experiments by internal and external users, upgrading and maintenance work is still underway. This paper reviews the recent improvements of the instrument.
高良 和樹*; 中屋 裕行*; 久保 光太郎*; 松浦 秀明*; 島川 聡司; 後藤 実; 中川 繁昭
Proceedings of International Conference on the Physics of Reactors; The Role of Reactor Physics toward a Sustainable Future (PHYSOR 2014) (CD-ROM), 12 Pages, 2014/09
HLWには数十万年にわたり放射線を出し続ける長寿命核分裂生成物(LLFP)が含まれ、それらの中には化学的に地下水に溶けて移行しやすい傾向を示すものもあり、必ずしも地層処分に向いているとは言えない。そこで、LLFPの処分については、長期保管すると同時に削減できる施設の利用を提案する。高温ガス炉(HTGR)は、広い反射体領域を備えており、基本設計を大きく変えることなく大量のLLFPを保管すると同時に核変換よる削減が可能である。概念設計が行われている実用高温ガス炉GTHTR300にLLFPを装荷した場合を想定し、原子炉を1年間運転するための過剰反応度を確保する条件の下、装荷可能なLLFP量およびLLFPの核変換量を、モンテカルロコードMVP-BURNを用いて評価した。その結果、装荷可能なLLFPは15t、LLFPの核変換量は30kg/yearであり、実効的なLLFPの半減期を1/626に短縮できる。更なる最適化による核変換量の増加も期待でき、高温ガス炉は大量のLLFPを長期保管すると同時に削減する施設として利用できる。
-type Si at room temperature仕幸 英治*; 安藤 和也*; 久保 和樹*; 齊藤 英治; 新庄 輝也*; 白石 誠司*
Physical Review Letters, 110(12), p.127201_1 - 127201_5, 2013/03
被引用回数：153 パーセンタイル：97.35(Physics, Multidisciplinary)室温環境で、純スピン流を-型Si中に流しスピン流源から離れた場所で純スピン流を観測することに成功した。強磁性共鳴と
-
相互作用を通じて-型Si/NiFe界面にスピン蓄積を発生させ、このスピン蓄積から生じる純スピン流を-型Si上の離れた箇所に蒸着したPd線中の逆スピンHall効果によって観測した。これにより、室温環境において-型Siで純スピン流輸送が可能であることが示された。
雨倉 宏*; 石川 法人; 大久保 成彰; 中山 佳子*; 三石 和貴*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(23), p.2730 - 2733, 2011/12
被引用回数：13 パーセンタイル：69.64(Instruments & Instrumentation)高速重イオン照射による(シリカ中に埋め込まれた)金属ナノ粒子の形状伸長を説明する既存のモデルとして、熱スパイクモデル(ピコ秒の温度上昇を伴う融解とその後の凝固に至るプロセス)がある。このモデルの妥当性を検証するために、融点の大きく異なる金属であるバナジウム(バルク融点1890
C)と亜鉛(バルク融点420C)の金属ナノ粒子の200-MeV Xe照射効果をそれぞれ比較し検討した。その結果、それぞれの融点が異なるにもかかわらず、両者はほぼ同程度の形状伸長を示した。この結果は既存のモデルの修正の必要性を示唆する。シリカの融解と金属ナノ粒子の融解とが同時並行で進行しないことを考慮した修正モデルを提案した。
雨倉 宏*; 石川 法人; 大久保 成彰; Ridgway, M.*; Giulian, R.*; 三石 和貴*; 中山 佳子*; Buchal, C.*; Mantl, S.*; 岸本 直樹*
Physical Review B, 83(20), p.205401_1 - 205401_10, 2011/05
被引用回数：35 パーセンタイル：78.45(Materials Science, Multidisciplinary)シリカに埋め込まれた金属ナノ粒子が高速重イオンの照射方向に形状伸長する現象について研究した。この現象が、イオン照射に伴って形成される欠陥集合体(イオントラック)が重畳することによって間接的に引き起こされる現象なのか、あるいはイオントラックと金属ナノ粒子とが直接相互作用して起きる現象なのかを明らかにすることは、現象解明の重要な鍵となる。本研究では、Znナノ粒子に、イオントラックがほとんど重畳しない低照射量(5.0
10
Xe/cm
)の200-MeV Xeを照射したときにおいても形状伸長が起きることを、検出感度の高い光学的方法を用いて明らかにし、後者のシナリオの可能性の方が高いことを示した。
三浦 健太*; 菊地 秀輔*; 桐生 弘武*; 稲田 和紀*; 小澤 優介*; 花泉 修*; 山本 春也; 杉本 雅樹; 吉川 正人; 川口 和弘; et al.
no journal, ,
イオンビーム照射による発光デバイス及び光スイッチ等の光機能素子の形成技術の開発を行った。発光デバイスの開発では、これまでの成果からSiO
部材にSi
の注入と、その後の1200
C前後でのアニールにより青色発光することを見いだしており、本研究ではこの部材を用いてより低温のアニールで発光する部材の開発を目指した。SiとCの注入、及び大気中での700C、25分間のアニールを行うことで、可視領域での発光を観測できた。さらに、Si及びCの注入量の比によって、発光ピーク波長がシフトすることも確認し、発光色を制御できる可能性も示した。一方、光スイッチの開発では、波長1.55
m帯のマッハツェンダー(Mach-Zehnder: MZ)型光スイッチの実現を目指し、PMMAにプロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)技術で光導波路を描画することでMZ型導波路の製作を試みた。試料として、Si基板上に下部クラッド層のSiO膜(15m)及び光導波路製作層のPMMA膜(8m)を製作した。これに1.7MeV、1m
のHビームを用いてPBWにより8m幅の左右対称に対向したY分岐型の導波路を描画し、さらに、上部クラッド層としてこの照射後の試料にPMMAを10m厚で成膜した。製作した導波路に対して波長1.55mの光を通した結果、出射光が一つであることを確認し、MZ型光導波路として光波の分岐及び合流が行えることを示した。
三浦 健太*; 花泉 修*; 加田 渉*; 小澤 優介*; 稲田 和紀*; 久保田 篤志*; 河嶋 亮広*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.
no journal, ,
イオンビーム照射技術を用いた光スイッチや発光素子の光機能デバイスの製作を目的として、(1)プロトンビーム描画を利用したマッハツェンダー(MZ)導波路型熱光学スイッチ、(2)SiO
部材へのSiとCイオンの注入と1200C以下でアニール処理を行うことによる可視領域で発光する材料の開発を行った。(1)では、Si基板上に下部クラッドのSiO層と光伝搬用のPMMA層をそれぞれ5
mと8mに積層した試料に、1.7MeV, 1mのH
ビーム(50pA)を用いて、ドーズ量100nC/mm
で、線幅8mのY分岐を左右対称に接合した長さ
30mmのMZ型の線を描画した。この後、上部クラッドとして10mのPMMA層を積層し、導波路とした。これを光スイッチとするため、フォトリソグラフィによりTi薄膜ヒーターとA
電極を試料表面に形成し、波長1.55mにおけるスイッチ特性を評価した。この結果、スイッチング電力は約43.9mW、ON/OFF比は約9.0dBと測定され、これらは従来型の石英系熱光学スイッチに比べ優位なものであった。(2)では、SiO部材への150keV-Siの注入量を510
/cmに固定し、75keV-Cの注入量を1, 3, 5, 710/cmと変えた。照射後、大気中、1000Cにおいて25分間のアニールを行い、発光の観測を行った結果、可視域の発光が観測できた。更に、Cイオンの照射量によって、発光ピーク波長がシフトすることから、発光色をイオンの注入量で制御可能であることも明らかになった。
中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 青山 和弘; 神原 理*; 川上 一弘; 久保 直也; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; et al.
no journal, ,
スリット部の設計を見直した新しいフェルミチョッパーを製作し、2015年3月からMLF/BL011四季にて運用を開始した。同一条件下で旧型のフェルミチョッパーと強度を比較すると、低エネルギー領域において数十倍にも及ぶ強度ゲインを達成しており、四季の測定効率を劇的に向上させることに成功した。本発表では、仕様や設計に関する詳細や測定例について報告する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; 神原 理*; 久保 直也; 青山 和弘; 川上 一弘; et al.
no journal, ,
四季は現在J-PARC・MLFで稼働中の3台のチョッパー分光器の1つで、3台の中でも特に熱中性子領域において高効率の非弾性散乱測定を可能にすることを目的としている。共用ビームラインの1台としてユーザー利用に供されているが、性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置のアップデートも続けられている。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 中島 健次; 河村 聖子; 中谷 健; et al.
no journal, ,
四季はJ-PARC・MLFに設置されている4台のチョッパー分光器の1つである。そのカバーするエネルギー領域と運動領域はそれぞれおよそ10
10 meV, 10 10
でありMLFの非弾性中性子散乱装置がカバーするエネルギー・運動量領域の中でも中程の領域を占める。共用ビームラインの1台としてユーザー利用に供され、超伝導体, 磁性体, 誘電体, 触媒, 熱電材料等さまざまな物質の研究に用いられているが、性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置の高度化が続けられている。本発表では、新しい単色化チョッパーの導入、検出器増設、データ収集・解析環境の更新、分解能計算の試み等、最近四季で行われたアップデートの状況について報告する。
中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 青山 和弘; 神原 理*; 川上 一弘; 久保 直也; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; et al.
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設のチョッパー型分光器四季では、2014年まで米国SNSから借用したフェルミチョッパーを使用していたが、このたび、スリット部の設計を見直した新しいフェルミチョッパーを製作し、2015年3月から運用を開始した。同一条件下で旧型のフェルミチョッパーと強度を比較すると、低エネルギー領域において数十倍にも及ぶ強度ゲインを達成することに成功した。本発表では、新型フェルミチョッパーの仕様や設計に関する詳細について報告する。
石本 和聖; 平出 哲也; 鈴木 淳市*; 大久保 成彰; 鈴木 一彦*
no journal, ,
SUS316の塑性変形により導入される欠陥評価のために陽電子消滅寿命測定を行った。変形を与える前にはほとんど長寿命成分が見られなかったが、40%の変形を与えることで177ピコ秒の成分が86%程度現れ、原子空孔が導入されていると考えられる。また、中性子小角散乱実験の結果、くびれが始まる約50%を超える塑性ひずみと共に散乱強度が上昇していることから、mレベルのボイド発生を検出していると考えられる。破壊に至る変形過程の微細構造変化評価手段として、陽電子消滅法と小角散乱法は異なるサイズの欠陥とボイドの情報が観測されており、両手法を用いることの有用性が示された。
梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 蒲沢 和也*; 池内 和彦*; 飯田 一樹*; 石角 元志*; 村井 直樹; 中谷 健; 久保 直也*; et al.
no journal, ,
本発表では、J-PARC・MLFに設置されているチョッパー型非弾性散乱装置「四季」の最近の装置整備状況、利用状況、研究成果について報告する。四季のカバーするエネルギー領域と運動領域はそれぞれおよそ10 - 10 meV、10 - 10 であり、MLF非弾性中性子散乱装置がカバーするエネルギー・運動量領域の中でも中程の領域を占める。現在も性能および操作性・安全性のさらなる向上を目指して装置の高度化が続けられており、最近では特に試料環境やデータ解析環境の高度化が図られた。一方、利用状況を見ると、2016年度はMLFの運転日数の制約から競争率が上昇したものの、その時期を除くと、ここ数年一般課題の競争率は2倍前後となっている。特に最近は海外からの申請が占める割合が高くなっている。課題の多くは強相関・磁性分野であり、2016年には鉄系超伝導等の研究成果が生まれた。
