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H
perovskite lattice associated with hydrogen exchange and transport伊藤 孝; 幸田 章宏*; 下村 浩一郎*; 髭本 亘; 松崎 禎市郎*; 小林 洋治*; 陰山 洋*
Physical Review B, 95(2), p.020301_1 - 020301_5, 2017/01
被引用回数：10 パーセンタイル：49.68(Materials Science, Multidisciplinary)Excited configurations of hydrogen in the oxyhydride BaTiOH (
), which are considered to be involved in its hydrogen transport and exchange processes, were investigated by 
SR spectroscopy using muonium (Mu) as a pseudoisotope of hydrogen. Muons implanted into BaTiOH were mainly found in two metastable states. One was assigned to a highly mobile interstitial protonic state, which is commonly observed in perovskite oxides. The other was found to form an entangled two spin-
system with the nuclear spin of an H
ion at the anion site. The structure of the (H,Mu) complex agrees well with that of a neutralized center containing two H ions at a doubly charged oxygen vacancy, which was predicted to form in SrTiO
by a computational study. Above 100 K, interstitial Mu
diffusion and retrapping to a deep defect were observed, which could be a rate-limiting step of macroscopic Mu/H transport in BaTiOH.
三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 河村 成肇*; Strasser, P.*; 牧村 俊助*; 幸田 章宏*; 藤森 寛*; 中原 一隆*; 門野 良典*; 加藤 峯夫*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 404(5-7), p.957 - 961, 2009/04
被引用回数：11 パーセンタイル：46.22(Physics, Condensed Matter)ミュオン科学実験施設(MUSE)はJ-PARCの実験施設の一つである、MUSEは中性子とミュオン利用の実験施設である物質生命科学実験施設(MLF)の中にある。MLFの建屋建設は2004年にはじまり、2006年度末に完了した。われわれはそこにビームライン機器の設置を行っており、最初のミュオンビームが2008年の秋に発生する予定である。
三宅 康博*; 西山 樟生*; 河村 成肇*; 牧村 俊助*; Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; Beveridge, J. L.*; 門野 良典*; 福地 光一*; 佐藤 伸彦*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 374-375, p.484 - 487, 2006/03
被引用回数：6 パーセンタイル：31.83(Physics, Condensed Matter)物質生命科学実験施設の建屋の建設は2004年度の初めに開始された。2008年に加速器とビーム輸送系のコミッショニングが行われた後、2009年にはミュオンのユーザー利用が開始される。この論文ではJ-PARCミュオン科学実験施設建設の現状について述べる。
三宅 康博*; 河村 成肇*; 牧村 俊助*; Strasser, P.*; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; Beveridge, J. L.*; 門野 良典*; 佐藤 伸彦*; 福地 光一*; et al.
Nuclear Physics B; Proceedings Supplements, 149, p.393 - 395, 2005/12
J-PARCミュオン施設は物質生命科学実験施設の中に位置する。中性子標的の手前に置かれたミュオン標的から得られるミュオンを用いた研究が行われる。このJ-PARCミュオン科学施設の概要を報告する。
加藤 岑生; 伊藤 剛士*; 須貝 宏行; 河村 繕範; 林 巧; 西 正孝; 棚瀬 正和; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*
Fusion Science and Technology, 41(3), p.859 - 862, 2002/05
原研では核融合研究の推進のために、小型トリチウムリサイクルシステムの開発を進めている。従来、原研が開発し、55.5TBq(1500Ci)の純粋なトリチウムガスを濃縮してきたガスクロマトシステムでは、分離後のキャリヤーガス中のトリチウムをモレキュラーシーブスカラムに捕集し、次いでキャリヤーガスの流れを切り替え、循環させてウランゲッターに捕集している。本システムでは、分離後のキャリヤーガス中のトリチウムのみをプロトン導電体により透過させ、直接ウランゲターに捕集するなどの改良を行い、自動化することを考えている。各種の実験で使用したトリチウム混合ガスから実験現場でトリチウムを回収し、再利用できれば、核融合研究をより効率的に進めることができる。また、小型トリチウムリサイクルシステムは、英国のRIKEN-RAKLミュオン触媒核融合研究を進めるでも非常に有用である。
河村 成肇*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.
Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.213 - 215, 1999/00
英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において現在D-T反応によるミュオン触媒核融合(
CF)実験中である。RIKEN-RALミュオン施設でトリチウムの
崩壊で生成したHe-3がD-Tの混合固体中に蓄積し、液体では蓄積しないことを見いだした。実際、D-T濃度比が3:7の時の液体では、ニュートロンの放出減少率はターゲットを液化した直後から変化しないが、固体では、固化直後から増加する。このことから、すべてのHe-3が固体の中に残ることを示していると考えられる。これらの実験結果について報告する。
He transfer in solid T
studied by X-ray and neutron detection松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 河村 成肇*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 橋本 雅史; 須貝 宏行; et al.
Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.229 - 234, 1999/00
英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合(CF)実験中である。トリチウム取り扱いシステムを使用して、高純度トリチウムの1500Ciを用いて、実験の直前にHe-3を除いた液体及び固体におけるtt反応を観測した。実際tt反応は、dt反応のバックデータとしてだけでなく、tt反応に関連した新しい物理現象として重要である。この実験結果について報告する。
松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 渡邊 功雄*; G.H.Eaton*
Hyperfine Interactions, 119(1-4), p.361 - 363, 1999/00
英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合(CF)実験中である。この実験に使用しているトリチウム取り扱いシステムについて報告する。特に重水素とトリチウム混合ガス中のHe-3(トリチウムの崩壊によって生成する)の除去システム、そのほかの性能及び実際に1500Ciのトリチウムを充填し、安全取り扱い上問題なく実施できた結果について報告する。
sticking and fusion neutrons in solid/liquid D-T mixtures of high tritium concentration石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 中村 哲*; 河村 成肇*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.
Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.203 - 208, 1999/00
英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合(CF)実験中である。ここではターゲットの重水素とトリチウムの混合比を0.1,0.2,0.28,0.4,0.5,0.6と0.7に変化させ、液体、固体それぞれについて、CFサイクルにおけるミュオンの損失を測定するため、 X-rayの放出確率を測定した。実験では、トリチウムの崩壊で生成するHe-3が反応に影響するため実験直前に除いて行った。14MeVの核融合ニュートロンとX-rayの測定から、ミュオンサイクル数、ミュオン損失確率、 X-rayの放出確率を求めることができた。dtの損失確率は、ミュオンの損失確率からttとddの影響を差引いて求めた。この結果を理論的な計算値と比較した結果について報告する。
加藤 岑生; 黒沢 清行; 須貝 宏行; 棚瀬 正和; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*
KEK Proceedings 99-11, p.113 - 127, 1999/00
英国のラザフォード・アップルトン研究所(RAL)のRIKEN-RAL施設においてミュオン触媒核融合実験(理化学研究所と原研の共同研究)に協力している。その実験に使用する高純度トリチウムガスを原研が供給した。トリチウムガスは、原研の材料試験炉(JMTR)で中性子照射した
LiAl合金ターゲットを加熱抽出して得た。ミュオン触媒核融合実験用として、水素を除く必要性から、このトリチウムガスをクロマトグラフ法で分離精製して高純度トリチウムガスにした。また、日本から英国への高純度トリチウムガスを輸送するA型輸送容器及び実験に使用した後のトリチウムガス回収用Zr-Coゲッター容器を含む日本への輸送のためのA型輸送容器それぞれ1基を製作した。この報告では、トリチウムの製造、分離精製、Zr-Coゲッター容器を含むA型輸送要素の製作について報告する。
/K
ratio of muon to sticking X-rays in muon catalyzed d-t fusion at RIKEN-RAL muon facility中村 哲*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.
Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.209 - 212, 1998/00
英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合(CF)実験中である。ミュオン触媒核融合では、生成する粒子にミュオンが付着し、X-rayが放出される。この時にの運動エネルギーに依存したドップラー拡がりをもったKX-rayとKX-rayの放出を観測することができた。この強度比の情報はdtのミュオン損失確率を理論的に計算するうえで重要である。観測結果と理論計算について考察した結果を報告する。
/T target of muon-catalyzed fusion experiments工藤 博司; 藤江 誠; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 須貝 宏行; 梅澤 弘一; 松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*
Applied Radiation and Isotopes, 43(5), p.577 - 583, 1992/00
ミュオン触媒核融合(CF)実験で必要とする高純度、高濃縮トリチウムを50TBqレベルで調製した。同位体濃縮にはガスクロマトグラフ法を、化学的精製には活性ウランによるトリチウム化物生成反応を利用するシステムを考案し、最終的には同位体純度99.9%以上、化学的純度99.7%以上の高品位トリチウムガスを得た。特に、CF実験の妨害となるHeおよび
Heの混入は、調製直後の値として0.02%以下に抑えることができた。このトリチウムガス(300ml)をDガスと混合(1:2)してターゲット容器に充填し、20Kで液化後
ビームで照射した。CFサイクルにおける-付着率として
o=0.39
0.14%を得た。
-sticking phenomena in muon catalyzed fusion for a high density D-T mixture with 30% tritium concentration永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 渡辺 康*; 坂元 真一*; 岩崎 雅彦*; 三宅 康博*; 西山 樟生*; 鳥養 映子*; 栗原 秀樹*; et al.
Muon Catal. Fusion, 5-6, p.289 - 295, 1991/00
トリチウム濃度30%の液体D-Tターゲットにパルスビームを照射し、ミューオン触媒核融合実験を行った。-付着現象にともない生成する原子から放出される特性X線(8.2keV)の直接測定に成功した。また、測定したX線のスペクトル幅(0.640.22keV)は、ドップラー効果を考慮した理論に一致した。X線の強度から、実効付着率として
=0.340.13%を得た。
二宮 和彦; 中垣 麗子*; 久保 謙哉*; 石田 勝彦*; 小林 義男*; 松崎 禎市郎*; 松村 宏*; 三浦 太一*; 髭本 亘; 篠原 厚*
no journal, ,
本研究では、ミュオン転移と呼ばれるミュオン原子形成反応に注目し、ミュオン転移反応における分子構造による影響の解明を目指す。予備実験として英国RIKEN-RALミュオン施設において、ゲルマニウム半導体検出器によるミュオン特性エックス線測定システムの構築を行った。実験システムの評価のために、水素(99.7%)とアルゴン(0.3%)の混合ガスに対してミュオンの照射を行った。転移過程を経て形成されたミュオンアルゴン原子からのミュオン特性エックス線スペクトルが得られたので、結果について報告する。
SR法で探るBaTiO
水素化物中の水素の状態伊藤 孝; 髭本 亘; 幸田 章宏*; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; 松崎 禎市郎*; 友野 大*; 小林 洋治*; 坂口 辰徳*; 陰山 洋*
no journal, ,
BaTiOは誘電材料や圧電素子として電子機器に広く用いられている。その歴史は古く、1940年代に初めて合成されて以来、機能改良・新機能開発が継続して進められ、今日に至っても電子産業を支え続けている。その一環として水素化の試みがあったが、結晶中に取り込ませることができた水素の量は酸素の量に対してわずか0.1%程度であった。そのような中、最近、水素化に関するブレークスルーとなる研究が小林らにより発表され、注目を集めている。小林らは低温還元法によりBaTiO結晶中の酸素を20%程度まで水素で置換することに成功した。この手法により合成されたBaTiO水素化物は、室温・大気中で安定である。一方で比較的低温(約400
C)で水素ガスを放出する能力を持つため、水素貯蔵材料として高い将来性がある。われわれはBaTiO水素化物中の水素の状態を微視的な観点から明らかにすることを目的に、水素濃度0
15%の試料に対してミュオンスピン緩和(SR)測定を行った。このような置換系においては試料の均一性が常に問題になるため、微視的かつvolume sensitiveなプローブであるSRによる測定は非常に重要である。15Kにおいて水素濃度依存性を測定したところ、
H核双極子に起因するミュオンスピン緩和が系統的に変化する様子が観測された。水素化された試料については試料からの信号のほぼ100%がこの緩和を示すことから、水素は結晶全体にわたってほぼ均一に分布していると考えられる。
水素化物のSRによる研究伊藤 孝; 髭本 亘; 幸田 章宏*; 下村 浩一郎*; 西山 樟生*; 松崎 禎市郎*; 友野 大*; 小林 洋治*; 坂口 辰徳*; 陰山 洋*
no journal, ,
BaTiOは誘電材料や圧電素子として電子機器に広く用いられている。その歴史は古く、1940年代に初めて合成されて以来、機能改良・新機能開発が継続して進められ、今日に至っても電子産業を支え続けている。その一環として水素化の試みがあったが、結晶中に取り込ませることができた水素の量は酸素の量に対してわずか0.1%程度であった。そのような中、最近、低温還元法により水素濃度約20%のBaTiO水素化物の合成に成功したとの報告がなされた。この手法により合成されたBaTiO水素化物は、比較的低温(約400C)で水素ガスを放出する能力を持つため、水素貯蔵材料として高い将来性がある。われわれはBaTiO水素化物中の水素の状態を微視的な観点から明らかにすることを目的に、水素濃度0-15%の試料に対してミュオンスピン緩和(SR)測定を行った。このような置換系においては試料の均一性が常に問題になるため、微視的かつvolume sensitiveなプローブであるSRによる測定は非常に重要である。15Kにおいて水素濃度依存性を測定したところ、H核双極子に起因するミュオンスピン緩和が系統的に変化する様子が観測された。試料に由来する信号のほぼ100%がこの緩和を示すことから、水素は結晶全体にわたってほぼ均一に分布していると考えられる。
