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Mn
Si/Ge(111) heteroepitaxial interfaces野口 雄也*; 平田 智昭*; 川久保 雄基*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 前田 佳均
Physica Status Solidi (C), 10(12), p.1732 - 1734, 2013/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nanoscience & Nanotechnology)We have investigated thermal disordering and instability of Fe
MnSi (FMS) (111)/Ge(111) heterointerfaces by Rutherford-backscattering spectrometry (RBS), and found pronounced degradation of axial orientation which appears as increase of the minimum yield of RBS when the FMS samples are annealed above 300
C. Analysis of interdiffusion at the heterointerface reveals that the disordering mainly comes from interdiffusion between Fe and Ge atoms. This situation is the same as that observed in off-stoichiometric Fe
Si, 
, Fe
Si, but far from that in stoichiometric FeSi.
(Mn
Fe)Si(111) epitaxially grown on Ge(111)川久保 雄基*; 野口 雄也*; 平田 智昭*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 山田 晋也*; 浜屋 宏平*; 宮尾 正信*; 前田 佳均
Physica Status Solidi (C), 10(12), p.1828 - 1831, 2013/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nanoscience & Nanotechnology)We have investigated crystal quality of Co(MnFe)Si (CMFS) epitaxially grown on Ge(111) by using Rutherford-backscattering spectrometry and an axial-ion-channeling technique. It was found that the CMFS/Ge and CoFeSi (CMFS with x = 1)/Ge have larger static atomic displacement than Fe-based ternary Heusler alloy FeMnSi and FeCoSi/Ge(111). Quaternary alloys may be affected by increase of mixing entropy. Significant disordering at the interface of CMFS with x = 0.75 was found, and discussed on the basis of thermodynamics.
古川 智弘; 加藤 章一; 前田 茂貴; 山本 雅也; 関根 隆; 伊藤 主税
JAEA-Research 2011-039, 20 Pages, 2012/02
JAEA-Research-2011-039.pdf:3.4MB
高速実験炉「常陽」では、炉心平均燃焼度のさらなる向上を目指して、ドライバー燃料領域の周囲に、ジルコニウム(Zr)合金製反射体を適用することが計画されている。本研究では、「常陽」の冷却材であるナトリウム(Na)中におけるZr合金の耐食性の評価を目的として、高温Na中における腐食特性及び機械的強度に及ぼすNa環境の影響を調べた。Na中浸漬試験は、2種類のZr合金を対象に、500C及び650Cの停留及び流動Na中にて実施し、腐食評価の指標となる重量変化量の測定及び金属組織観察を行った。また、同浸漬材料について、大気中でNa浸漬温度と同一温度条件下で引張試験を実施し、浸漬後の強度特性を調べた。
平山 朋子*; 鳥居 誉司*; 小西 庸平*; 前田 成志*; 松岡 敬*; 井上 和子*; 日野 正裕*; 山崎 大; 武田 全康
日本機械学会論文集,C, 77(779), p.2884 - 2893, 2011/07
Thicknesses and densities of additive adsorbed layers on metal surfaces under lubrication were directly measured by neutron reflectometry. Two kinds of metal surfaces, iron and copper, on ultra-flat silicon blocks were prepared by physical vacuum deposition. After that, each target surface was analyzed by neutron reflectometer SUIREN in air, in base oil (poli-alpha-olefin) and in base oil with deuterated acids as additives. Fitting operation based on Parratt's theory showed that the thicknesses of additive adsorbed layer on the iron and copper surfaces were quite thin, only 1.5 - 2.0 nm. The friction coefficients of the metal surfaces, measured by a ball-on-disk friction tester, decreased considerably when the additive was added to the base oil. We concluded that the additive adsorbed layers on the metal surfaces considerably affected friction properties despite being only several nanometers thick.
前田 茂貴; 山本 雅也; 曽我 知則; 関根 隆; 青山 卓史
Journal of Nuclear Science and Technology, 48(4), p.693 - 700, 2011/04
高速実験炉「常陽」では、運転用燃料に比べて核物質量の少ない照射試験用集合体を多く装荷しつつ、運転用燃料の利用効率を向上できるようにするため、炉心燃料の高燃焼度に関する炉心改造を計画している。改善方策として、(1)径方向反射体要素の材質をステンレス鋼からジルコニウム合金に変更することで、中性子反射効率を高め、(2)性能試験及びその後の運用実績に基づき、制御棒価値の設計余裕を合理化することにより制御棒の本数を削減し、炉心の平均燃焼度を増加できることを核計算により確認した。これらの方策により、運転用燃料の利用効率改善と「常陽」の照射能力を向上させることができる。
堂野前 貴子; 勝山 幸三; 舘 義昭; 前田 宏治; 山本 雅也; 曽我 知則
Journal of Nuclear Science and Technology, 48(4), p.580 - 584, 2011/04
長寿命制御棒開発における課題のひとつとして吸収材-被覆管機械的相互作用(ACMI)がある。高速実験炉「常陽」での制御棒寿命は、吸収材料である炭化ホウ素ペレット(BC)のスエリングとリロケーションによって引き起こされるACMIによって制限されている。そこで、このACMI抑制のためにBCペレットと被覆管の間のギャップにシュラウド管を挿入した。さらに、ペレット温度を下げるために、ナトリウムをボンド材として採用した。これらの改良の結果、「常陽」制御棒寿命はこれまでの2倍と評価された。本論文では、これらに関する照射後試験結果を報告する。
三浦 幸俊; 旭 芳宏*; 花田 和明*; 星野 克道; 居田 克巳*; 石毛 洋一*; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; Maeda, M.*; et al.
Fusion Energy 1996, p.167 - 175, 1997/05
ダイバータバイアスのL/H遷移パワーに与える効果についてまとめたものである。JFT-2Mの上シングルヌルプラズマ配位において、下シングル閉ダイバータ用の外側バッフル板に正のバイアス電圧を印加するとスクレイプオフ層(SOL)に負の径電場が形成され、またバッフル板からダイバータ板へSOL電流が流れる。これらの効果により、ダイバータ部に中性粒子が圧縮されるダイバータ効果が助長される。この中性粒子のダイバータ部への圧縮がL/H遷移パワー減少に対して効果的であることを明らかにした。また、強力なガスパフも過渡的に中性粒子をダイバータ部に圧縮し同様な効果があることを示した。これらの結果は、イオン損失によるL/H遷移理論を支持している。
花田 和明*; 篠原 孝司*; 長谷川 真*; 白岩 俊一*; 遠山 濶志*; 山岸 健一*; 大舘 暁*; 及川 聡洋; 戸塚 裕彦*; 石山 英二*; et al.
Fusion Energy 1996, p.885 - 890, 1997/05
H-L遷移時にプラズマ周辺で起こっている現象を静電プローブにより測定し、その因果関係について調べた結果をまとめたものである。ピンを12本つけた静電プローブにより、スクレイプオフ層から主プラズマまでの領域を測定した。最前面にある3本ピンをトリプルプローブとして使用し、電子温度(T
)と密度(n)を決定し、他のピンでは浮遊電位を測定した。浮遊電位と電子温度から求めた空間電子により径電場(E
)を決定し揺動との関係を調べた。結果は、初めにセパラトリックス内に形成された負の径電場が減少し、次に揺動レベルの増大が起こり、電子温度が減少し、その後He光の増大が起こっていることを明らかにした。ここで、H-モード中に形成されている負の径電場は、-22kV/mであり、電子温度減少の直前で-8kV/mであった。またこの変化に要した時間は約200
secである。
玉井 広史; 荘司 昭朗; 三浦 幸俊; 永島 圭介; 川島 寿人; 松田 俊明; 小川 宏明; 前野 勝樹; 山内 俊彦; 上原 和也; et al.
IAEA-CN-60/A1-7, 0, p.137 - 144, 1995/00
エルゴディック磁場によって定常Hモードを制御したとき発生するELMの特徴について、不純物やダイバータへの粒子・熱束の振舞いを明らかにする。また、バイアス印加によるダイバータプラズマ制御に関して、バイアスの加え方によって粒子・熱束が広範に制御できることを示すとともに、その制御機構について考察する。
荒 弘重*; 福光 健二*; 飯塚 友之助*; 石井 卓*; 泉谷 泰志*; 今津 雅紀*; 櫨田 吉造*; 長谷川 誠*; 前田 政也*; 矢部 幸男*; et al.
PNC TJ199 84-04VOL1, 20 Pages, 1984/03
PNC-TJ199-84-04VOL1.pdf:0.88MB
地層処分場の処分ピットの間隔は小さいことが経済性や施設規模の面から望ましいが,固化体は発熱体なので許容上限岩盤温度に見合う間隔を設けなければならない。冷却貯蔵期間・埋設密度・岩盤熱物性が異なる場合について軸対象熱伝導解析と3次元熱伝導解析を行なって,許容上限岩盤温度を100
とした場合の処分ピット間隔を次のように得た。・固化後30年貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔8
4m・固化後100年以上貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔2mさらに,施設のスケールファクター(1万本,2万本,4万本),岩盤の種類(硬岩,軟岩),冷却貯蔵期間(30年,100年,500年)を変えた中から6案の処分しせつ設計し,コストを概算した結果,固体化1本当りの処分コストは3600万本/本(貯蔵期間100年以上,硬岩の場合)から8000万円/本(貯蔵期間30年以上,軟岩の場合)と推定された。また,岩盤内空洞の地震時の被災例,観測例および安定性に対する解析的研究例について文献調査した結果,良好な岩盤に堀削した空洞の耐震性の高さが明らかとなった。なお,昭和55年58年度の研究開発成果について総括し,報告書は2分冊に分けて作成した。
伊藤 和寛; 山本 雅也; 前田 宏治; 赤坂 尚昭; 原田 晃男; 小無 健司*
no journal, ,
「水素化物中性子吸収材を用いた革新的高速炉炉心に関する研究開発」の一環として、高速実験炉「常陽」を用いた水素化物中性子吸収材及び水素透過防止用コーティングを施した被覆管材料の照射試験を実施した。本報告では、照射試験計画の概要とこれまでに得られた結果を速報する。
勝山 幸三; 山本 雅也; 阿部 和幸; 前田 宏治; 永峯 剛; 中村 保雄
no journal, ,
「常陽」において高燃焼度まで照射されたNaボンド型制御棒の非破壊による照射後試験を実施した。その結果、制御要素の著しい変形等はなく、Naボンド型制御棒の健全性と優れたACMI抑制能力を確認した。
堂野前 貴子; 勝山 幸三; 舘 義昭; 前田 宏治; 山本 雅也; 曽我 知則
no journal, ,
日本では、ナトリウムボンド型制御棒が開発されている。これらの照射試験は高速実験炉「常陽」にて実施された。このNaボンド制御棒は、B Cの最高燃焼度で100
10
cap/cm
まで照射された。ACMIを制御するために、B Cペレットスタックと被覆管との間にシュラウド管を装荷した。制御棒の内側はナトリウムで充填されている。照射後に、これらの被覆管には目立った変化は見られなかった。一方、B Cペレットが装荷されている高燃焼度領域では、シュラウド管にクラックが観察された。これらの結果より、もし、クラックがシュラウド管に発生したとしても、被覆管の外径増加にはほとんど影響がないことが明らかとなった。シュラウド管により、B Cのリロケーションは制御され、被覆管は10010cap/cmまで安全に照射することができた。
板垣 亘; 伊藤 主税; 前田 茂貴; 山本 雅也
no journal, ,
精度の高い照射試験を行うためには、中性子照射量や照射温度を正確に評価する必要がある。「常陽」では、炉心管理コードシステムHESTIAによりサイクル運転ごとに求めた中性子分布を用いて、輸送計算コードやモンテカルロコードで、炉心周辺部や照射リグ内の中性子束分布を求める。この計算値に対して、多重放射化箔法等の実測データで補正することにより計算誤差を低減する。この手法により「常陽」で実施してきた約90体の照射試験に対して、高い精度で中性子照射量を評価できることを実証している。照射温度については、輸送計算により求めた炉内の
線分布から試料の発熱密度を計算し、冷却材流量から集合体内の冷却材温度分布を求める。冷却材温度を境界条件として、汎用非線形解析コードFINASによりキャプセルの内部構造及び試料配置をモデル化して試料内部の温度分布を計算している。計算による試料温度の精度と信頼性を確認するため、熱膨張差型温度モニタ(TED)を照射リグに装填し、オフラインでの温度測定値を計算値にフィードバックしている。TEDの測定範囲は400-750C、測定精度は
25Cであり、これまで「常陽」において約50体の照射試験の使用実績を有する。
山本 雅也; 川原 啓孝; 寺門 嗣夫; 前田 茂貴; 齋藤 拓人; 青山 卓史
no journal, ,
「常陽」の確率論的安全評価(PSA)において、炉心損傷に至る可能性のある事象のうち、発生頻度が相対的に高い異常な過渡変化時のスクラム失敗事象(ATWS)及び崩壊熱除去機能喪失事象(PLOHS)について、成功基準を詳細化するとともに、動特性解析及び自然循環解析を実施し、炉心損傷頻度を定量化した。また、各炉心損傷事象の環境への影響の重大性を評価した。これらの結果から過出力時のスクラム失敗事象(UTOP)に起因する炉心損傷が最もリスクが大きいと評価し、本事象をレベル2以降のPSAの評価対象に選定した。
齋藤 拓人; 山本 雅也; 前田 茂貴
no journal, ,
2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震及び福島第一原子力発電所の事故により電源機能喪失時の安全確保の重要性が再認識されている。本稿では全交流電源喪失時の「常陽」の炉心及び使用済燃料を貯蔵する水冷却池の安全性評価結果について述べる。全交流電源喪失により強制循環機能を喪失しても、自然循環によって崩壊熱が除去できるように高低差をつけて冷却系機器を配置しており、2次冷却系の最終的な除熱機器である主冷却器での自然通風で炉心の崩壊熱を除去できる。このことは、MK-I炉心及びMK-II炉心での実験により実証されており、MK-IIIにおいても自然循環による冷却が可能であることを確認した。次に、使用済燃料水冷却池の評価では、最も結果が厳しくなる原子炉附属建家の水冷却池においても、水温は最高約70Cまでしか上昇せず、冷却水が蒸発し缶詰缶頂部が露出するまでに、約3.5か月の猶予がある。この間に冷却水を補給することが可能であり、安全に使用済燃料を冷却することができることを確認した。
MnSi/Ge(111) heteroepitaxial interfaces野口 雄也*; 平田 智昭*; 川久保 雄基*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 前田 佳均
no journal, ,
We have investigated perfection of atomic rows on iron-based Heusler alloy films, FeMnSi, on Ge(111) planes by using ion channeling technique in order to find the dominant factors for the perfection. FeMnSi/Ge(111) (x=0.84, 0.72 and 0.36) interfaces have imperfection of atomic rows which may be controlled by both the lattice mismatch with the Ge substrate and the Mn-Si pairs due to the site disorder in the film with the Mn content x = 0.75. This is in contract with FeSi/Ge(111) and FeCoSi/Ge(111) which have a high quality of atomic rows at the heterointerface like that of perfect crystals. Analysis of axial channeling parameters employed in this study is very useful for quantitative evaluation of perfection of atomic rows at the heterointerface.
(MnFe)Si/Geエピタキシャル薄膜のイオンビーム解析川久保 雄基*; 野口 雄也*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 浜屋 宏平*; 宮尾 正信*; 前田 佳均
no journal, ,
本研究ではGe(111)面上にエピタキシャル成長させた膜厚50nmのCoMn
FeSi(以下、0.5CMFS), CoMn
Fe
Si(0.75CMFS)(111)面のイオンチャネリング測定と、DebyeモデルとBarrette-Gemmellモデルによって静的原子変位を評価し、
111
軸の結晶性について検討した。イオン散乱測定は2.0MeV 
He
イオン,散乱角165で行い、Ge111軸から5範囲でチャネリングディップ曲線を測定し、最小収量
と半値角
を決定した。得られたは薄膜の最大組成のCo原子の軸チャネリングに、付近の急激な収量の増加はFe, Mn原子の111軸からの原子変位(構造乱れ)によるものと考えられる。0.5CMFSと0.75CMFSを比較すると0.5CMFSの方のが小さく、が大きくなった。これは0.5CMFSが0.75CMFSよりも軸方向のCo原子の構造乱れが小さいことを示す。ヘテロ界面と薄膜内部のとCo原子の静的原子変位u
をFe組成でまとめると、界面では0.75CMFSのところで軸配向性が劣化しているが、薄膜内部では他との差が小さいことが分かった。これは、界面から成長が進むにしたがって、111軸周りでの結晶性を改善する物理過程が存在することを示唆している。
Si/Si(111)エピタキシャル界面の評価川久保 雄基*; 野口 雄也*; 平田 智昭*; 前田 佳均; 境 誠司; 鳴海 一雅
no journal, ,
格子不整合+4%程度のFeSi(111)/Si(111)ヘテロ界面を作製しその構造乱れをイオンチャネリングで評価し、最新のスピン注入のデータと比較した。まず、化学量論性が結晶性に与える影響を調べるために化学量論組成のFeSiと非化学量論組成のFeSi薄膜をSi(111)面上にエピタキシャル成長させた。断面TEM観察によると、前者の界面では平坦で均一な成長が観察されたが、後者では部分的に非晶質状態が生成し、不均一な成長が界面から起こっていることがわかった。次に、Si111軸でのチャネリングディップ曲線からその最小収量と臨界角を求め、Barrett-Gemmell理論及びDebye理論を用いて原子変位を計算した。界面の状況に対応して後者の界面での原子変位は前者の界面の2倍程度になっていることが明らかにできた。安藤らは、このヘテロ界面を用いたPd/FeSi/Si, Pd/FeSi/Si試料の強磁性共鳴(FMR)を測定し、強磁性層からPdへのスピン注入によるFMRスペクトルのDC起電力を求めた結果、最も原子変位の少ないFeSi(111)/Si(111)ヘテロ界面から成長したFeSiからPdへのスピン注入では68mV程度の非常に大きな値を得ている。これは界面からFeSi薄膜が軸のそろった非常に均一な成長をしているため、膜全体で効率的なスピン輸送が起こるためであると説明されている。以上のことから、イオンチャネリングによるヘテロ界面の評価とスピン注入特性が一致していることを明らかにできた。
Si/Si(111)ヘテロ界面の軸配向性の評価川久保 雄基*; 野口 雄也*; 水城 達也*; 鳴海 一雅; 境 誠司; 浜屋 宏平*; 宮尾 正信*; 前田 佳均
no journal, ,
ホイスラー合金FeSiは、スピンFETのソース電極およびドレイン電極の候補の一つである。本研究では、FeSi/Siの熱安定性を明らかにするために、ラザフォード後方散乱(RBS)/チャネリング法を用いて、アニール温度によるFeSi/Si試料の結晶軸配向性について検討した。低温MBE法によって膜厚50nmのFeSiをSi(111)上に成長させ、赤外線ランプアニールにより高真空中にて100C及び200Cで2時間アニールをした。各試料についてチャネリングディップ曲線を測定し、軸配向性を評価する最小収量()と半値角()を求めた。これまでの研究により、FeSi/Si未アニール試料のは18%であり、は0.99であることが明らかとなっている。100C及び200CでアニールしたFeSi/Si試料のはそれぞれ19%と20%であり、は0.85と0.83であった。未アニール試料と200Cアニール試料を比較するとが2 %程度増大し、が0.16程度減少した。これは、アニールをしたことで界面での結晶性が乱れたためであると推測される。講演ではチャネリングパラメータ(、)とDebyeモデルおよびBarette-Gemmellモデルから原子の静的変位uの計算結果、およびRBSスペクトルからFeSi薄膜内部の組成比の変化、界面における拡散の程度からアニールの影響について考察する。
