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論文

Electronic structure of ThRu$$_2$$Si$$_2$$ studied by angle-resolved photoelectron spectroscopy; Elucidating the contribution of U 5$$f$$ states in URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$

藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.

Physical Review B, 96(12), p.125117_1 - 125117_9, 2017/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:80.59(Materials Science, Multidisciplinary)

The Fermi surface and band structure of $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ have been studied by angle resolved photoelectron spectroscopy (ARPES) with the incident photon energies of $$hnu$$ = 665-735 eV. Detailed band structure and the three-dimensional shape of the Fermi surface were derived experimentally, and they are quantitatively explained by the band-structure calculation based on the density functional approximation. Comparison of the experimental ARPES spectra of $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ with those of $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ shows that they have considerably different spectral profiles particularly in the energy range of $$E_mathrm{B} = E_mathrm{F}$$ - 1 eV. Some energy bands with their energy dispersions of about 1 eV observed in $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ are missing in the ARPES spectra of $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ measured along the same high symmetry line of Brillouin zone, suggesting that U 5$$f$$ states form these bands in $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$. The relationship between the ARPES spectra of $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ and $$mathrm{ThRu}_2mathrm{Si}_2$$ is very different from the case between $$mathrm{CeRu}_2mathrm{Si}_2$$ and $$mathrm{LaRu}_2mathrm{Si}_2$$ where their intrinsic difference is limited only in the very vicinity of the Fermi energy. The present result argues that the U 5$$f$$ electrons in $$mathrm{URu}_2mathrm{Si}_2$$ have strong hybridization with ligand states, and essentially have an itinerant character.

論文

Development of hydrogen behavior simulation code system

寺田 敦彦; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 上地 優; 日野 竜太郎

Proceedings of 6th International Conference on Hydrogen Safety (ICHS 2015) (CD-ROM), 11 Pages, 2015/10

原子力機構では、シビアアクシデント状況下における水素安全の向上に向けて、水素の発生から拡散、燃焼、爆発に至る挙動を予測する水素挙動解析システムの構築を進めている。システムは、研究者, エンジニア等のユーザを支援するために、様々なCFD, FEMコードで構成されている。本報では、水素挙動解析システムの構築に向けた取り組みの一環として、既存試験データを用いた浮力乱流モデル, 凝縮モデルについてのコード検証結果を報告する。

論文

Development of hydrogen behavior simulation code system; Outline of code system and validation using existing data

寺田 敦彦; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 上地 優; 門脇 敏*; 日野 竜太郎

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05

福島第一原子力発電所事故では、被覆管の酸化によって発生した大量の水素が原子炉建屋に漏洩し、水素爆発が引き起こることで環境に深刻な影響を与えるに至った。原子力発電所の安全対策のさらなる向上に向けて、特にシビアアクシデント時における、拡散流動、燃焼、爆発による構造物への影響を考慮した水素挙動を予測するシステムの開発を進めている。このシステムは、多くの研究者, 技術者を支援するために様々なCFD、及びFEMのツールで構成されている。本報では、開発を進めているシステムの概要と配管破断試験の予備解析にて良好な機能検証がえられた結果等を報告する。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

High-resolution soft X-ray photoemission spectroscopy of spinel-type compound CuIr$$_{2}$$S$$_{4}$$

岡根 哲夫; 藤森 伸一; 間宮 一敏; 岡本 淳; 村松 康司; 藤森 淳; 鈴木 博之*; 松本 武彦*; 古林 孝夫*; 磯部 雅朗*; et al.

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276(Suppl.), p.e297 - e298, 2004/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.88(Materials Science, Multidisciplinary)

金属-絶縁体転移を示すスピネル・カルコゲナイドCuIr$$_{2}$$S$$_{4}$$の温度に依存した電子状態の変化を高分解能軟X線光電子分光により実験的に調べた。試料温度が転移温度以下になると、フェルミ準位近傍でギャップの形成が見られる一方、価電子帯全体の構造も高エネルギー側にシフトしていることが明らかになった。またIr 4${it f}$内殻準位の光電子スペクトルの形状は転移温度の上と下で非常に顕著な形状変化を示した。このことは金属-絶縁体転移に伴うIr 5${it d}$電子状態の変化に対応したものと考えられる。

報告書

JENDL-3.2に基づく軽水炉MOX燃料用ORIGEN2ライブラリ

須山 賢也; 尾上 昌晃*; 松本 英樹*; 笹原 昭博*; 片倉 純一

JAERI-Data/Code 2000-036, 35 Pages, 2000/11

JAERI-Data-Code-2000-036.pdf:1.19MB

ORIGEN2コードで使用する軽水炉MOX燃料用ライブラリをJENDL-3.2により作成した。今後国内で使用されることが予想されるMOX燃料の仕様を用いて、SWATにより作成した。作成したライブラリの検証は、欧州のPWRで行われた照射後試験の解析によって行った。また米国のPWRで行われた照射後試験の解析によって、ライブラリ作成時に仮定した条件と照射条件の相違がある場合の実験値と計算値の比較を示した。これらの新しいMOX燃料用ライブラリは、1999年に公開されたJENDL-3.に基づくORGEN2用ライブラリORLIBJ32に組み込まれた。

報告書

不均質媒体中での核種移行解析手法の高度化に関する研究(コア研究協力)

大久保 博生*; 中島 研吾*; 松本 昌昭*

JNC-TJ1400 2005-015, 388 Pages, 1999/02

JNC-TJ1400-2005-015.pdf:27.73MB

本研究では、以下の検討を行った。(1)不均質媒体中での核種及び水理の移行現象を中心とした解析対象シナリオの検討。(2)不均質媒体中の核種移行、コロイド影響、水理の各解析・評価手法に関する研究。(3)(1)で抽出されたシナリオに基づき、(2)で検討された先進的な評価モデルの適用も視野に入れた包括的な性能評価スキームの検討。その結果、性能評価スキームの高度化のために今後検討すべき研究課題が明らかにされた。

論文

Development of seismic PSA methodology at JAERI

村松 健; 蛯沢 勝三; 松本 潔; 及川 哲邦; 近藤 雅明; 福岡 博*

The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering, Vol. 3, 0, p.1333 - 1340, 1995/00

原研では確率論的安全評価(PSA)に関する研究の一環として地震起因事象に関するPSA(地震PSA)の手法の開発、改良を行なっている。本研究の最新の成果から、以下の事項を報告する。地震危険度評価については、断層モデルに基づく機構論的な地震動予測式の開発を進めており、震源及び波動伝播の地域特性を考慮するために観測地震動を用いて特性パラメータを定めた。建屋の損傷確率評価については、建屋応答の非線形性を考慮した解析により損傷確率を評価した。機器の損傷確率評価については、振動試験データに基づいて非常用ディーゼル発電機の耐力評価を行なった。システム信頼性解析の分野では、地震起因炉心損傷頻度評価用コードSECOM-2を用いた感度解析により、応答の相関性を考慮した場合の炉心損傷頻度への影響を評価した。

口頭

核燃料サイクルシステム全体を視野に入れた包括的な廃棄物マネジメントに向けた技術基盤の開発,2; 地層処分概念の適用性評価や設定にかかわる支援技術

鈴木 祐二; 柴田 雅博; 牧野 仁史; 梅木 博之; 日置 一雅; 松本 昌昭*; 大久保 博生*

no journal, , 

地層処分概念の適用性評価や、適切な処分概念の選定にあたっては、今後明らかになるサイトの環境条件、さまざまな技術的要件やステークホルダーの要求等に柔軟に対応できるようにしておくことが重要である。本報では、その実施を支援することを目的として開発を進めている手法について報告する。

口頭

角度分解光電子分光によるThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の電子状態

藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.

no journal, , 

角度分解光電子分光によりThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$のバンド構造およびフェルミ面の導出を行った結果について報告する。バンド計算の結果との比較を行い、その電子状態について議論する。さらにURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$に対する実験結果との比較を行って、URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$のバンド構造とフェルミ面におけるU 5f電子状態の寄与についても議論する。

口頭

Development of hydrogen behavior simulation code system; Code system with open source code and validation

松本 昌昭*; 芦田 高規*; 河合 理城*; 寺田 敦彦; 日野 竜太郎

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故では、被覆管の酸化によって発生した大量の水素が原子炉建屋に漏洩し、水素爆発が引き起こることで環境に深刻な影響を与えるに至った。原子力発電所の安全対策のさらなる向上に向けて、特にシビアアクシデント時における、拡散流動, 燃焼を考慮した水素挙動を予測するオープンソースコードシステムの開発を進めてきた。本報では、開発を進めているシステムの概要とISP47 TOSQAN試験等の予備解析にて良好な結果が得られたことを報告する。

口頭

Electronic structure of ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$ studied by ARPES

藤森 伸一; 小畠 雅明; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; 斎藤 祐児; 藤森 淳; 山上 浩志; 松本 裕司*; 山本 悦嗣; 立岩 尚之; et al.

no journal, , 

ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$2の電子状態について角度分解光電子分光法を用いて研究を行った。ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$は隠れた秩序転移を示すURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$と同じ結晶構造を持つが、5f電子を持たないことからURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$におけるU 5f電子状態を理解するための参照系である。ARPESによる測定の結果、ThRu$$_{2}$$Si$$_{2}$$の電子構造は特にEF付近においてURu$$_{2}$$Si$$_{2}$$と大きく異なっていることが明らかとなった。これは、URu$$_{2}$$Si$$_{2}$$において、5f電子がフェルミ準位に寄与し、遍歴的な性質を持っていることを示している。

口頭

篭状構造をもつ超伝導体Sr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$における相転移

金子 耕士; 松田 雅昌*; 筒井 智嗣*; Goh, S. K.*; 松元 卓也*; 今井 正樹*; 吉村 一良*

no journal, , 

篭状構造をもつSr$$_3$$Ir$$_4$$Sn$$_{13}$$は、常圧では$$T_{rm c}$$=5 Kの超伝導に加え、$$T^*{sim}$$150 K近傍にも転移を示す。高温の転移点である$$T^*$$は、物理・化学的圧力の印加により急激に減少し、転移が消失する近傍で、量子臨界点を示唆する振る舞いが現れる。$$T^*$$の転移は非磁性の構造相転移だと考えられていることから、この物質では、従来の磁気的とは異なる、非磁性起源の量子臨界点の出現が期待されている。今回、この$$T^*$$での転移について、X線及び中性子散乱を用いてその詳細を調べた。$$q$$=(1/2, 1/2, 0)で表される逆格子点において、$$T^*$$以下で格子系起源の超格子反射が出現することを観測した。温度変化では、反射強度が$$T^*$$以下から連続的に成長していることに加え、ヒステリシスを示さないことを明らかにした。さらに高温から$$T^*$$に向けて、臨界散乱的な強度の増加も見られることから、$$T^*$$の構造相転移は2次であると結論づけられる。この結果は、加圧によって現れる量子臨界点への連続性と、矛盾しない。本発表では、上記回折実験に加え、$$T^*$$転移近傍におけるダイナミクスの結果についても合わせて報告する。

口頭

水素挙動解析システムの構築に向けた取組み

寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎; 松本 昌昭*; 杉山 均*; 門脇 敏*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、水素の発生から拡散、燃焼、爆発に至る挙動を予測する水素挙動解析システムの構築を進めている。本報では、システムの概要と水素挙動解析システムの構築に向けた取り組みの一環として、OECD/NEAのISP47等のTOSQAN試験データを用いたコード検証事例を報告する。

口頭

水素挙動解析システムの構築に向けた取組み; 水素燃焼シミュレーション

寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎; 杉山 均*; 松本 昌昭*; 門脇 敏*

no journal, , 

原子力機構では、水素の発生から拡散、燃焼・爆発に至る挙動を予測する水素挙動解析システムの構築を進めている。本報では、水素挙動解析システムの構築に向けた取組みの一環として、OECD/NEAプロジェクトで実施されたISP49のTHAI-HD22試験データによるコード検証を行い、実験結果の再現性が確認できたことを報告する。

口頭

Fiber-optic laser-induced breakdown spectroscopy of solid samples in air with long nanosecond pulse

松本 歩; 大場 弘則; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫

no journal, , 

To observe the inside of the damaged nuclear reactors in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, a fiber-optic laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) instrument has been developed. Recently, a long pulse laser is expected to avoid the damage of an optical fiber probe and to enable the transmission of higher energy. However, the laser ablation process of solid samples in air with the long pulse has not been clarified enough. In this study, temporal variations of the plasma emission were measured with short and long nanosecond pulses. As a result, the delay time from the pulse irradiation to the plasma generation and the temporal profile of the emission intensity are considerably different depending on the pulse duration. The difference of the plasma formation process during the pulse irradiation may affect the LIBS signal observed after several microseconds.

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,2-2-2; ロングパルスレーザー適用ファイバー伝送LIBS特性

松本 歩; 大場 弘則; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫

no journal, , 

福島第一原子力発電所の廃炉における燃料デブリのその場分析技術として、ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光装置が開発されている。本手法における確実な分析の実現方法として、新たに、ロングパルスレーザーを導入し、ファイバー損傷の回避および高いエネルギー伝送によるプラズマ発光の増大を図る試みを開始した。ロングパルス照射で生成するプラズマの特性が十分に解明されていないことから、従来のナノ秒パルスおよびロングパルスを用いてプラズマを生成し、発光スペクトルの違いを調べた。その結果、ロングパルスを照射すると、スペクトル全体の強度が大幅に向上することがわかった。またこのとき、原子, 分子の発光強度は増加する一方で、イオンの発光強度は低下することがわかった。

口頭

Challenging in LIBS technology for decommissioning of damaged reactor "Fukushima Daiichi Nuclear Power Station"

若井田 育夫; 大場 弘則; 大場 正規; 松本 歩; Ruas, A.; 利光 正章; 赤岡 克昭; 宮部 昌文

no journal, , 

福島第一原子力発電所廃止措置における炉内分析手法として光ファイバを活用したレーザー誘起発光分光法(ファイバLIBS)を提案し、Zr/U酸化物模擬デブリ試料に適用することで、その場分析への適用の可能性を確かめてきた。より長尺の光ファイバ伝搬における減衰を補償するため、100nsのロングパルスレーザーを導入し、レーザー入力の増大が図れることや、時間積分観測による発光信号の増倍が得られることを確認した。さらに、発光信号の増大を図る目的で、レーザー照射時にマイクロ波を重畳するマイクロ波LIBS法を導入し、大気中においても、約10倍程度の発光量の増加も確かめた。冷却水等に溶存する元素分析については、溶液から液体薄膜を形成し、レーザーを照射することで原子発光を得た。Zr硝酸塩水溶液に適用した結果、ppmオーダーの検出下限が得られることが示された。

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,2-1-1; ロングパルスレーザー適用ファイバー伝送LIBS特性

大場 弘則; 松本 歩; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫

no journal, , 

過酷事故炉内状況調査のために、レーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)と光ファイバー伝送システムを組み合わせた分析技術の開発を進めている。今回は、光ファイバーへの入射エネルギーの向上およびファイバー損傷を抑制するために、LIBS光源にパルス幅60$$sim$$100nsのロングパルスレーザーを導入し、従来適用約6ns幅のノーマルパルスレーザー適用の場合とのファイバー伝送特性および発光スペクトル出現特性を調べた。その結果、ノーマルパルスでは、光ファイバーの入射損傷しきい値が低くなること、発光強度は大きいが減衰が早いことが確認された。これに対してロングパルスでは、損傷しきい値エネルギーは3倍以上となった。また、発光ピーク強度は低いものの減衰が緩やかであり全発光量は、ノーマルパルスよりも多く、長いレーザーパルスによって生成プラズマが再励起されて発光量が多く観測されていることが示唆された。

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