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Myagmarjav, O.; 岩月 仁; 田中 伸幸; 野口 弘喜; 上地 優; 井岡 郁夫; 久保 真治; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*; 澤田 真一*; et al.
International Journal of Hydrogen Energy, 44(35), p.19141 - 19152, 2019/07
被引用回数：16 パーセンタイル：49.6(Chemistry, Physical)Thermochemical hydrogen production has attracted considerable interest as a clean energy solution to address the challenges of climate change and environmental sustainability. The thermochemical water-splitting iodine-sulfur (IS) process uses heat from nuclear or solar power and thus is a promising next-generation thermochemical hydrogen production method that is independent of fossil fuels and can provide energy security. This paper presents the current state of research and development of the IS process based on membrane techniques using solar energy at a medium temperature of 600
C. Membrane design strategies have the most potential for making the IS process using solar energy highly efficient and economical and are illustrated here in detail. Three aspects of membrane design proposed herein for the IS process have led to a considerable improvement of the total thermal efficiency of the process: membrane reactors, membranes, and reaction catalysts. Experimental studies in the applications of these membrane design techniques to the Bunsen reaction, sulfuric acid decomposition, and hydrogen iodide decomposition are discussed.
水野 峰雄; 芳賀 哲也; 須藤 勝夫; 武内 健太郎; 沖田 高敏; 木原 義之
JAEA-Technology 2011-009, 100 Pages, 2011/06
JAEA-Technology-2011-009.pdf:32.59MB
高速増殖原型炉もんじゅ用燃料ペレットは85%TDと低焼結体密度仕様であるため、製造には密度を降下させるためのポアフォーマ(以下、PFと略す)として、アビセルが使用されてきた。しかし、近年、アビセルの製造が中止されたため、代替材としてのPF候補材の特性を比較評価するための試験を実施した。下記に示した本試験の結果に基づき、セルフィアをアビセルの代替材に推奨した。(1)セルフィアを添加したペレットの焼結体密度のPF添加による密度降下率は、アビセルを添加したペレットとほぼ同一で、密度のばらつきはPF候補材の中で最も小さい。(2)ペレット外観観察における欠陥発生率は、PF候補材の中で最も低い。(3)セルフィアを添加したペレットのO/Mは、アビセル添加ペレットのO/Mと同等である。(4)ペレット縦断面金相観察におけるマイクロクラック発生の程度は、セルフィアがPF候補材の中で最も小さく、アビセル添加ペレットと同等である。(5)セルフィアを添加したペレットの焼しまり量はアビセル添加ペレットと同等である。上記のとおり、アビセルの代替材として推奨したセルフィアは、アビセル使用終了後のもんじゅ燃料製造に使用される予定である。
高木 秀雄*; 三輪 成徳*; 横溝 佳侑*; 西嶋 圭*; 円城寺 守*; 水野 崇; 天野 健治
地質学雑誌, 114(7), p.321 - 335, 2008/07
花崗岩の古応力場を復元するための手法開発を目的として、土岐花崗岩中を対象としてヒールドマイクロクラックを3次元的な測定及び流体包有物を対象とした解析を行った。ヒールドマイクロクラックの3次元方位測定の結果、ヒールドマイクロクラック形成時の主応力軸は南北方向であり、流体包有物の解析から形成時期は70
60Maであることが示された。この結果は、日本海拡大による西南日本の回転を考慮すると当時のプレート運動方向と調和的であり、本研究で開発した手法が古応力場を復元するための手法として有効であることを示した。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 盛谷 浩右*; 水野 善之*
電気学会論文誌,C, 127(2), p.140 - 145, 2007/02
酸素分子が室温のTi(0001)-1
1表面に吸着するときの初期吸着確率を並進運動エネルギーの関数としてリアルタイム光電子分光法で測定した。O 1s光電子スペクトルは三つの成分(A, B, C)でよくフィッティングできた。成分Aの結合エネルギーは528.8eVであり、成分BとCはそれからそれぞれ+0.7eV, +1.6eVシフトしている。酸素ビームを照射していくと成分AとCがおもに現れて、成分Bは潜在時間を置いて後に現れてくる。これは二種類の化学吸着状態が初期に形成されることを意味している。初期吸着確率の入射エネルギー依存性は成分AとCで大きく異なることがわかった。すなわち、成分Cの初期吸着確率は入射エネルギーとともに単調に減少し、0.5eV以上ではほぼ一定であるが、成分Aのそれは0.5eVまで急激に減少し、その後、緩やかに増加して再び減少し、0.9eVと1.8eVで極大を示した。成分AとCで観察された初期吸着確率の入射エネルギー依存性は物理吸着状態を経た解離吸着や直接的な解離吸着と解釈された。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*
真空, 49(12), p.775 - 779, 2006/12
Ti(0001)-11表面を超音速窒素分子ビームで窒化し、リアルタイム光電子分光法で吸着反応ダイナミクスを調べた。調べたすべての窒素供給量において、N1s内殻準位の光電子スペクトルは二つの化学シフトした成分から成り立ち、その結合エネルギーは396.9と396.6eVである。その二つの成分で初期吸着確率はともに入射エネルギーに対して減少傾向を示した。ただし、0.3eVと1.5eVに極小がみられた。そのような入射エネルギー依存性は二つの成分の化学結合状態が類似していることを表している。0.3eV以下では物理吸着状態を経由した吸着過程、0.3eV以上では活性化吸着がおもに起こると考えられる。
森崎 徳浩; 林 光二; 稲垣 嘉之; 加藤 道雄; 藤崎 勝夫*; 前田 幸政; 水野 貞男*
JAERI-Tech 2005-009, 37 Pages, 2005/03
JAERI-Tech-2005-009.pdf:14.33MB
実規模単一反応管試験装置の触媒粉塵用フィルタのノズルフランジと鏡の溶接部近傍の損傷(き裂)に関し、損傷の原因調査及び再発防止対策等について審議検討を行った。損傷の原因は、内面側から発生した応力腐食割れ(SCC)によるものと推定された。このため、触媒粉塵用フィルタ内の凝縮水発生防止,溶接残留応力低減,溶接鋭敏化低減を行うためのフィルタの改修を行った。また、試験装置の類似継ぎ手構造部の健全性確認を実施した結果、いずれの箇所にも欠陥は検出されず、健全性が確保されていることを確認した。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 水野 善之*; 頓田 英機*; 本間 禎一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 盛谷 浩右; 鉢上 隼介
JAERI-Tech 2004-046, 25 Pages, 2004/06
JAERI-Tech-2004-046.pdf:2.51MB
Ti(0001)表面の初期酸化過程を調べるために、SPring-8のBL23SUに設置されている表面化学実験ステーションの表面化学反応分析装置を用いて、酸素分子の初期吸着係数の並進運動エネルギー依存性を調べた。その結果、酸素分子の並進運動エネルギーが増加すると初期吸着係数は単調に低下していくことが明らかとなった。また初期吸着係数の酸素分子ビーム入射角度依存性を調べた。その結果、初期吸着係数は分子ビームの入射角度に依存せず一定であることがわかった。以上のことからTi(0001)表面への酸素分子の解離吸着過程はTrapping-mediated dissociative adsorption機構で進行すると結論される。
高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 盛谷 浩右; 小川 修一*; 水野 善之*; 頓田 英機*; 本間 禎一*
真空, 47(6), p.457 - 461, 2004/06
Ti(0001)表面の酸化反応を400C, 3.710
Paの反応条件のもとで放射光を用いてその場リアルタイム光電子分光観察した。酸素の吸着曲線は45-85Lで一旦台形状になるが、その後増加した。この再増加はTiの酸化状態がTiOからTiO
に変化することに伴って起こる。結局、酸素の吸着曲線の特異的な変化はTiの酸化状態の変化に対応していることがわかった。
高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*; 頓田 英樹*; 本間 禎一*
表面科学, 24(8), p.500 - 508, 2003/08
Ti(0001)表面の酸素分子による初期酸化過程の温度依存性を低エネルギー電子回折(LEED)とリアルタイム光電子分光で解析した。LEEDから酸化膜がエピタキシャル成長することが明らかとなった。酸素の光電子分光から酸素の拡散が温度によって促進され、400Cで7nmにもなることが明らかになった。Tiの光電子分光から表面近傍ではTiOが主であるが界面ではTiOやTiO
も存在することが明らかになった。
高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 山内 康弘*; 水野 善之*; 頓田 英樹*; 本間 禎一*
Applied Surface Science, 216(1-4), p.395 - 401, 2003/06
被引用回数：19 パーセンタイル：64.2(Chemistry, Physical)SPring-8の原研軟X線ビームラインBL23SUに設置した「表面反応分析装置」を用いてTi(0001)表面のO分子による酸化素過程を放射光による光電子分光法で実時間その場観察した。また、東北大学において反射高速電子線回折(RHEED)とオージェ電子分光(AES)によっても実時間その場観察を行った。酸素分圧を210
Torrから810
Torrの範囲とし、表面温度を473Kまたは673Kとした。光電子分光観察ではTi-2pとO-1s光電子スペクトルの時間発展を観察することで、清浄Ti表面がTiO変化する様子が観察された。また、RHEED-AES測定においては反射電子線強度とO-KLLオージェ電子強度が時間に依存した振動構造を示した。これらの実験結果から酸化されたTi(0001)表面の粗さの変化は表面の金属層の消失ばかりでなく、酸化結合状態の変化にも関係していることが明らかとなった。
高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*; 頓田 英樹*; 本間 禎一*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 200, p.376 - 381, 2003/01
被引用回数：10 パーセンタイル：56.43(Instruments & Instrumentation)Tiは耐食性,耐熱性に優れた性質から今日広く使われている。Ti表面は活性であるため酸化による不動態化が必要であるが、Ti酸化膜の形成過程についてはよく理解されていない。本研究では極薄膜のTi酸化膜の形成過程における化学結合状態を調べることを目的としてTi(0001)表面の初期酸化過程を放射光を用いた時間分解光電子分光でその場観察した。実験には原研ビームラインBL23SUの表面反応分析装置を用いた。Ti-2p,O-1sの光電子スペクトルをそれぞれ40eV,10eVの広い範囲にわたって短時間で計測して時間発展を観察することに成功した。酸化の初期においては最表面Tiの酸化に伴い内殻準位のエネルギーがシフトしたTiの成分が減少し、酸化の進行に伴って再び最表面にTi層が出現するとともに酸化が再び進行することがわかった。
此村 守; 三枝 利家; 水野 朋保; 大久保 良幸*
Global 2003/ANS,ENS (2003.11.16-20), 0 Pages, 2003/00
実用化戦略調査研究では、ガス冷却高速炉の有望な候補概念として、ピン型燃料炭酸ガス炉、ピン型燃料ヘリウムガス炉、被覆粒子燃料ヘリウムガス炉の3概念より経済性・安全性の観点から被覆粒子燃料ヘリウムガス炉を選定した。(フェーズ1)この被覆粒子燃料ヘリウムガス炉の燃料集合体概念については被覆粒子層直接冷却方式横方向流冷却概念の他に燃料保持性に優れる六角ブロック縦方向流冷却概念についても検討を行った。また、プラント概念実現性を左右する重要な課題である受動的炉停止機構、ガスタービン等について開発計画を策定した。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*
no journal, ,
Ti(0001)表面の超音速窒素分子ビームによる窒化反応をリアルタイム光電子分光法で解析した。窒素の吸着曲線と窒化状態の基板温度依存性を調べた。超音速窒素分子ビームの運動エネルギーは0.03eVから1.99eVとした。基板温度は27C, 200C, 400Cとした。放射光のエネルギーを668eVとした。N1s光電子スペクトルを26秒間隔で連続的に測定した。27Cと200CではN1s光電子ピークは二つの成分からなり、400Cでは三つの成分から構成されることが明らかとなった。
小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*
no journal, ,
Ti表面での窒素吸着反応ダイナミクスを明らかにするために、超音速窒素分子ビームを用いたTi(0001)表面窒化過程を光電子分光でリアルタイム観察し、窒素分子の吸着状態を識別して初期吸着確率の運動エネルギー依存性を調べた。N1 s光電子ピークはふたつの成分から成り立っている。成分ごとの吸着曲線から初期吸着確率の運動エネルギー依存を求めた。ふたつの成分ともほぼ同様の依存性を示した。0.3eV以下では物理吸着状態を経由した解離吸着が主であり、0.3eV以上では直接解離吸着が主となることがわかった。
三輪 成徳*; 高木 秀雄*; 西嶋 圭*; 横溝 佳侑*; 円城寺 守*; 水野 崇
no journal, ,
マイクロクラックを指標とした古応力場の復元を目的とし、土岐花崗岩中に発達するマイクロクラックの方位分布を測定し、クラック中に取り込まれた流体包有物の加熱冷却実験との併用、またクラック内の充填物質別に方位分布解析を行うことで、岩石の固結直後から現在に至るまでのクラック形成史と応力場の変遷を考察した。測定の結果、ヒールドマイクロクラックの方位分布は、大きく3方位に卓越して分布する。最も顕著な集中はNNW-SSE走向・高角傾斜のもので、次いでENE-WSW走向・高角傾斜及び低角傾斜のものが卓越し、最も顕著な卓越方位は露頭から得た試料における結果とも調和的である。これらのことから、ヒールドマイクロクラック形成時にはN-S方向の圧縮場が想定され、露頭においてもほぼ同じ応力場が想定された。
高桑 雄二*; 小川 修一*; 大平 雅之*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 水野 善之*; 山内 康弘*; 本間 禎一*
no journal, ,
Ti(0001)-11清浄表面の酸素分子による酸化過程をXPS, UPS, AES/RHEEDの各種表面分析方法でリアルタイムモニタした。それによって以下の結論を得た。酸化層はTi(0001)表面に
構造を持ってエピタキシャル成長する。表面荒さは周期的に変化する。その周期は仕事関数のそれと一致する。低酸化状態(TiO)が酸素の解離吸着に大きな影響を与える。酸化膜は673Kで容易に熱分解する。分解中はTiOからTiOへの還元が起こる。
皆藤 威二; 大塚 智史; 井上 賢紀; 浅山 泰; 大久保 努; 水野 朋保; 大久保 良幸*; 小竹 庄司*
no journal, ,
JSFRの炉心・燃料には、経済性向上の観点から、優れた耐照射特性と高温強度特性を有するODS鋼を燃料被覆管に採用することにより、取出平均燃焼度約150GWd/tの達成を可能とする炉心・燃料設計概念の構築を目指している。これらの革新技術についてJSFR炉心への採否判断のための評価を実施した結果を報告する。
水野 峰雄; 須藤 勝夫; 武内 健太郎; 沖田 高敏; 木原 義之
no journal, ,
簡素化ペレット法はFBRサイクル実用化研究開発(FaCT)において実用化の可能性が最も大きい主概念とされている。本試験では簡素化ペレット法の基礎試験として、これまでに経験のない、造粒粉末に乾式回収粉を混合した粉末によるMOXペレット製造の小規模試験を実施した。本試験の結果、ペレットの焼結体密度は、乾式回収粉の粒度及び添加率に強く依存することがわかった。本結果は今後の工学規模試験における試験条件等に反映される予定である。
野田 秀作; 橋本 慎太郎; 佐藤 達彦; 仁井田 浩二*; 水野 義之*
no journal, ,
PHITSコードへパイオン生成反応などの高エネルギー光核反応モデルを組み込み、ミューオン核反応によって原子核内に発生する仮想光子スペクトルと組み合わせることによって、ミューオン核反応を模擬することを可能とする研究を行った。ミューオン核反応モデルの組み込みにおいて、ミューオン核反応によって発生した仮想光子と原子核との光核反応を正確に再現しなければならない。そこで、新たにPHITSに高エネルギー光核反応であるパイオン生成反応の組み込みを行った。高エネルギー光核反応モデルを組み込んだPHITSは、比較的よく実験値を再現することが確認できた。本発表では、ミューオンによる仮想光子発生メカニズムと高エネルギー光核反応を組み合わせ、両モデルの検証結果について述べる。
渡部 創; 佐野 雄一; 小藤 博英; 竹内 正行; 田中 康介; 小泉 務; 水野 朋保; 木原 義之
no journal, ,
JAEA promotes SmART cycle project which is a cycle test using feedstock of small amount of MA in irradiated fuel. As the current status of the project, the dissolution and extraction of irradiated Joyo fuel have been finished and the flowsheet for MA recovery from the raffinate by extraction chromatography was decided by radioactive tests.
