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論文

Corrigendum to "Visualization of the working fluid in a flat-plate pulsating heat pipe by neutron radiography" [International Journal of Heat and Mass Transfer 185 (2022) 122336]

安田 陽介*; 松本 吉弘*; 篠原 武尚; 鍋島 史花*; 堀内 敬介*; 永井 大樹*

International Journal of Heat and Mass Transfer, 213, p.124291_1 - 124291_2, 2023/10

Behaviors of the working fluid in a flat-plate pulsating heat pipe (PHP), made of aluminum alloy, in the bottom- and top-heating orientations were visualized by neutron radiography. The results indicate that the initial distribution of the working fluid does not affect the startup characteristics of oscillation of the working fluid in regard to the specifications of flat-plate PHP used in this study.

論文

Materials science and fuel technologies of uranium and plutonium mixed oxide

加藤 正人; 町田 昌彦; 廣岡 瞬; 中道 晋哉; 生澤 佳久; 中村 博樹; 小林 恵太; 小澤 隆之; 前田 宏治; 佐々木 新治; et al.

Materials Science and Fuel Technologies of Uranium and Plutonium mixed Oxide, 171 Pages, 2022/10

プルトニウム燃料を使用した革新的で先進的な原子炉が各国で開発されている。新しい核燃料を開発するためには、照射試験が不可欠であり、核燃料の性能と安全性を実証する必要がある。照射試験を補完する技術として、照射挙動を正確にシミュレートする技術を開発できれば、核燃料の研究開発にかかるコスト,時間,労力を大幅に削減でき、核燃料の照射挙動をシミュレーションすることで、安全性と信頼性を大幅に向上させることができる。核燃料の性能を評価するためには、高温での燃料の物理的および化学的性質を知る必要がある。そして、照射中に発生するさまざまな現象を記述した行動モデルの開発が不可欠である。以前の研究開発では、モデル開発の多くの部分で、フィッティングパラメータを使用した経験的手法が使用されてきた。経験的手法では、データがない領域では非常に異なる結果が得られる可能性がある。したがって、この研究では、燃料の基本的な特性を組成と温度に外挿できる科学的記述モデルを構築し、モデルが適用される照射挙動分析コードの開発を行った。

論文

PSTEP: Project for solar-terrestrial environment prediction

草野 完也*; 一本 潔*; 石井 守*; 三好 由純*; 余田 成男*; 秋吉 英治*; 浅井 歩*; 海老原 祐輔*; 藤原 均*; 後藤 忠徳*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.159_1 - 159_29, 2021/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:52.8(Geosciences, Multidisciplinary)

PSTEPとは、2015年4月から2020年3月まで日本国内の太陽・地球惑星圏に携わる研究者が協力して実施した科研費新学術領域研究である。この研究枠組みから500以上の査読付き論文が発表され、様々なセミナーやサマースクールが実施された。本論文では、その成果をまとめて報告する。

論文

Magnetic properties of single crystalline YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

吉井 賢資; 水牧 仁一朗*; 松本 圭右*; 森 茂生*; 遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 松村 大樹; 神戸 高志*; 池田 直*

Journal of Physics; Conference Series, 428, p.012032_1 - 012032_5, 2013/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:96.95

マルチフェロイック物質YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の単結晶試料について、その磁性を調べた。磁気転移温度は250Kと過去の報告値に近かった。また、c軸方向の磁化のほうが、ab軸方向のそれよりも10倍以上大きく、この物質の異方性が観測された。ab面内の磁化については、10K以下で、磁場中冷却した磁化が負となる現象が見られた。これは、磁化が外部磁場と逆向きに向いていることを示し、エネルギー的に不安定な特異現象である。Ybモーメントの磁化がFeのそれと逆に向いており、それが低温で増強されるためと考えた。磁気熱量効果の測定からは、エントロピー変化のピーク値は1Jkg$$^{-1}$$K$$^{-1}$$とあまり大きくないものの、ピーク幅100K程度の広い温度範囲で見られており、磁気冷凍に有利な性質であることがわかった。これは、この物質系特有の三角格子上の磁気フラストレーションに起因するものと考えられる。

論文

Multipole and superconducting state in PrIr$$_2$$Zn$$_{20}$$ probed by muon spin relaxation

髭本 亘; 伊藤 孝; 二宮 和彦; 鬼丸 孝博*; 松本 圭介*; 高畠 敏郎*

Physical Review B, 85(23), p.235152_1 - 235152_4, 2012/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.71(Materials Science, Multidisciplinary)

ミュオンスピン回転緩和法を用いてカゴ状構造を持つ重い電子系物質PrIr$$_2$$Zn$$_{20}$$の磁性と超伝導特性の研究を行った。1K以下で温度に依存しない$$mu$$SR信号が観測され、0.11Kで観測されていた相転移は純粋な四極子転移である可能性が最も高いものと考える。0.05K以下の超伝導相では、時間反転対称性の破れた状態など非通常型を示す結果は得られなかった。また零磁場の$$mu$$SR実験では15K以下の常磁性状態において自発的なミュオンスピンの回転が観測され、$$^{141}$$Prとミュオンの間に特異な結合状態が形成されていることを提案する。

論文

Doping effect on charge ordered structure in Mn-doped YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

松本 圭祐*; 小山 司*; 森 茂生*; 吉井 賢資; 神戸 高志*; 池田 直*

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 18(9), p.092047_1 - 092047_4, 2011/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:52.96

YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$は鉄イオンの電荷秩序により強誘電体となる物質である。本研究では、この物質のFeの一部をMnに置換した場合の電荷秩序構造を透過電子線回折により調べ、わずかなMn置換量により、電荷秩序構造が破壊されることを観測した。鉄の半分をMnで置換したYbFeMnO$$_{4}$$では、ハニカム状の散漫散乱を見いだし、これが中心対称を失った短距離イオン秩序構造を持つことを見いだした。本系は室温で1000程度の誘電率を示すが、この性質は、イオン秩序構造がランダムに分布することによると考えられる。

論文

Collapsing processes of charge ordered structure in charge- and spin- frustrated ferrite YbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

松本 圭右*; 小山 司*; 森 茂生*; 吉井 賢資; 池田 直*

Journal of Physics; Conference Series, 320, p.012085_1 - 012085_5, 2011/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.03

表記酸化物はFe$$^{3+}$$とFe$$^{2+}$$が電荷秩序配列することによる新規なタイプの強誘電体である。本物質につき、Feの一部をMnに置き換えた場合の電荷秩序構造の変化を透過電子顕微鏡により観察した。10%ほどの置換により、電荷秩序構造は破壊され、Fe$$^{3+}$$とMn$$^{2+}$$の短距離イオン秩序が発生することがわかった。この系は室温で比誘電率が1000ほどの値を示すが、この性質は短距離イオン秩序による電気双極子を起源とすると考えられる。

論文

ステンレス鋼レーザ溶接部の負荷荷重下における高エネルギー放射光によるひずみ分布測定

松本 恵介*; 菖蒲 敬久; 秋庭 義明*; 八木 毅*; 山本 勝太*

材料, 57(7), p.654 - 659, 2008/07

The railway carbody structure for commuter and suburban services in Japan is often made of austenitic stainless steel, which is used in the form of the thin metal sheets by cold rolling. To observe the distribution, the strain scanning method by using high-energy synchrotron radiation was applied to the strain measurement of austenitic stainless steel. The transmission method was applied in order to observe internal weld zone. The specimen of lapped joint prepared by welding 2mm thick plates by laser weld method was used for measurement. The result by this measurement shows strain distribution in the weld zone successfully. In addition, the different tendency between the distribution of residual strain and that of strain under loading made be clear. The full width of half maximums, FWHM, of measurement shows a difference between the tendency of measured value of weld zone and that of base material.

論文

Measurement of strain distribution around weld zone for railway carbody structure using high-energy synchrotron radiation

松本 恵介*; 菖蒲 敬久; 秋庭 義明*; 八木 毅*; 山本 勝太*

Materials Science Forum, 571-572, p.321 - 326, 2008/00

The railway carbody structure for commuter and suburban services in Japan is often made of austenitic stainless steel, which is used as the thin metal sheets by cold rolling. To observe a strain distribution around weld zone, where is the critical area of the body structure strength, the strain scanning method by using high-energy synchrotron radiation was applied to the strain measurement of austenitic stainless steel. Two welded specimens at lapped splice were measured, one is 1.5 mm thick by spot welding joint, and another is 2.0 mm thick by laser welding joint. The sizes of gauge volume were a width of 2 or 3 mm and a height of 0.15 mm in this measurement. This measurement provides the strain distribution, which includes both residual strain and strain under loading. The result by this measurement shows strain distribution in the weld zone successfully. In addition, the different tendency to the distribution from residual strain and strain under loading made be clear.

報告書

JENDLによる核種生成量予測精度の検討

奥村 啓介; 大木 繁夫*; 山本 宗也*; 松本 英樹*; 安藤 良平*; 辻本 和文; 笹原 昭博*; 片倉 純一; 松村 哲夫*; 青山 卓史*; et al.

JAERI-Research 2004-025, 154 Pages, 2005/01

JAERI-Research-2004-025.pdf:19.46MB

本報告書は、シグマ研究委員会・核燃料サイクル専門部会・核種生成量評価ワーキンググループ(WG)における平成13$$sim$$15年度の活動成果についてまとめたものである。同WGでは、軽水炉及び高速炉で照射されたUO$$_{2}$$又はMOX燃料、及び高速炉で照射されたアクチノイド試料に対する照射後試験の解析を、JENDL-3.2, JENDL-3.3及びその他の海外の核データライブラリとORIGENコードやより詳細な解析コードを使用して行った。これらの結果から、核種生成量評価の予測精度の現状と問題点が論じられる。さらに、最新のJENDL-3.3に基づくORIGENコード用のPWR, BWR, FBR用の断面積ライブラリの作成,ORIGEN計算への中性子スペクトルインデックスの導入検討、及びORIGENユーザーへの核種生成量評価に対する期待精度のアンケート調査といった活動の成果についても報告する。

口頭

高エネルギー放射光による鉄道車両用構体溶接部の疲労損傷評価

菖蒲 敬久; 松本 恵介*; 山本 勝太*; 八木 毅*; 沖野 友洋*

no journal, , 

鉄道車両における溶接部の疲労試験による損傷を残留ひずみと負荷時のひずみ分布の変化から評価するため、疲労試験前後のレーザ溶接継手試験片について、溶接部近傍のひずみ測定を行った。大型放射光施設(SPring-8)のビームラインBL02B1を用いて、溶接した2枚板に負荷をかけたときのひずみ分布を求めた結果、疲労試験前後では、溶接部内部の残留ひずみが変化していることが測定できた。一方で、荷重を負荷した測定では、溶接部近傍にき裂が発生していると考えられる結果が得られ、残留ひずみ分布の変化は、疲労破壊の起点位置に影響を与えていると考えられる。

口頭

YbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$の電荷秩序構造と磁気・誘電特性

松本 圭祐*; 松尾 祥史*; 大石 大輔*; 赤浜 祐士*; 吉井 賢資; 花咲 徳亮*; 神戸 高志*; 池田 直*; 君塚 昇*; 森 茂生*

no journal, , 

電子強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類)の鉄サイトにマンガンを置換したYbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$について、その電荷秩序構造と磁気・誘電特性を調べた。電子線回折からは、マンガンの入っていない母体物質は、室温で鉄電荷秩序構造が観測された。マンガンを導入すると、閾値(10-20パーセント)以上の置換量において、鉄電荷秩序構造は消失することがわかった。また、マンガン置換により、磁気転移温度・自発磁化・誘電率といった物性量が減少することが観測された。これらの現象を鉄とマンガンの短距離秩序などと関連付けて説明する。

口頭

YbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$の電荷秩序構造と磁気・誘電特性,2

松本 圭祐*; 星山 卓也*; 大石 大輔*; 赤浜 裕士*; 吉井 賢資; 狩野 旬*; 花咲 徳亮*; 神戸 高志*; 池田 直*; 森 茂生*

no journal, , 

われわれのグループが発見した新規強誘電体RFe$$_{2}$$O$$_{4}$$(R:希土類元素)の性質を詳しく調べる目的で、FeサイトをMnに置換したYbFe$$_{2-x}$$Mn$$_{x}$$O$$_{4}$$を合成し、物性を調べた。電子線回折実験を行ったところ、x=0のYbFe$$_{2}$$O$$_{4}$$では室温でab面内3倍周期の鉄電荷秩序構造が観測された。これはこの系の強誘電性の起源となるものである。しかし、x=0.1の試料では、長距離の鉄電荷秩序は消失し、代わりに短距離秩序を示す散漫散乱パターンが観測された。すなわち、5%のMn少量置換により、長距離秩序構造が壊されることがわかった。講演では、この系の磁気・誘電特性と局所構造の相関及び詳細について報告する予定である。

口頭

新型原子核乾板を用いた高$$gamma$$線バックグラウンド下での中性子スペクトル測定手法の開発,2; 反跳陽子飛跡認識アルゴリズムの開発

高木 恵輔*; 石原 康平*; 富田 英生*; 河原林 順*; 井口 哲夫*; 森島 邦博*; 前田 茂貴; 松本 哲郎*

no journal, , 

$$gamma$$線バックグラウンド下での中性子スペクトル測定に向けて新たに開発した原子核乾板では、$$gamma$$線感度を抑制するために粒径100nm程度のArBr結晶を用いている。中性子及び$$gamma$$線を照射した新型原子核乾板には、銀粒子が離散的に連なって構成された中性子起因反跳陽子飛跡と、バックグラウンドとなる$$gamma$$線起因の銀粒子が記録される。そこで、反跳陽子飛跡の抽出に適した飛跡抽出アルゴリズムを開発し、その特性を評価した。

口頭

PrIr$$_2$$Zn$$_{20}$$の磁場中$$mu$$SR

髭本 亘; 岡澤 赳; 大嶋 浩平*; 伊藤 孝; Robert, S.*; 松本 圭介*; 鬼丸 孝博*

no journal, , 

PrIr$$_2$$Zn$$_{20}$$では磁場によって非フェルミ流体的振る舞いからフェルミ流体的振る舞いへと変化することが見いだされており、2チャンネル四重極近藤効果の可能性が指摘されている。非フェルミ流体相近傍で磁場中におけるスピン状態を解明することで、2チャンネル近藤効果の実験的証拠を得られる可能性があり、磁場中$$mu$$SR実験を行った。その結果磁場中でミュオンスピン緩和の変化が観測され、2チャンネル近藤効果との関連を考察する。

口頭

Visualization of grease fluidity in a ball bearing using neutron imaging technology

酒井 一泉*; 緒方 塁*; 木村 信治*; 松本 吉弘*; 栗田 圭輔

no journal, , 

軸受トルク特性を決定する軸受内グリースの流動性を可視化するために、中性子イメージング技術を適用した。本研究では、増粘剤の異なる2種類のリチウム(Li)グリースを使用した。Li複合増粘剤のグリースは、省エネ性能に関連する軸受トルクを低下させることに優れていた。軸受回転後、軸受内に分布するグリースの中性子ラジオグラフィーとCT(コンピュータ断層撮影)測定を実施した。Li complex greaseのベアリングボールへの付着は極めて限定的であり、グリースの大部分はボール間のケージ表面に留まった。また、グリースが流れる瞬間をとらえるために、軸受の回転を伴う中性子ラジオグラフィーを実施した。軸受の回転を伴う中性子ラジオグラフィー観察の結果、もう一方のグリースは、軸受の回転開始時からではなく、徐々に流れていくことがわかった。これらの結果をもとに、潤滑機構を提案する予定である。

口頭

An Experimental study on grease fluidity in a ball bearing using neutron imaging technology

酒井 一泉*; 緒方 塁*; 山田 周平*; 木村 信治*; 松本 吉弘*; 栗田 圭輔

no journal, , 

グリース潤滑の転動体軸受は、モーターの軸回転に広く使用されている。液体潤滑剤とは異なり、ベアリング内の半固体グリースの流動性はベアリングの性能に重要な役割を果たす。流動性は、チャネリング状態や撹拌状態としてよく説明される。この状態はよく知られているが、ベアリングの外側からは見ることができない。そのため、軸受内部のグリースを可視化することはグリースの流動性を把握する上で有益であるが、軸受内部を非破壊で観察する方法は限られている。本研究では、中性子イメージング技術を応用して、ボールベアリング内部のグリースの流動性を非破壊観察した。この技術は、中性子が重元素を通過し、軽元素と相互作用する特性に基づいている。言い換えれば、中性子は、重元素を含むベアリングの内部にある軽元素を含む潤滑剤を識別することができる。

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