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studied by neutron scattering and their relation with thermal conductivities梶本 亮一; 中村 充孝; 村井 直樹; 社本 真一; 本田 孝志*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 畑 博人*; 江藤 貴弘*; 野田 正亮*; et al.
Scientific Reports (Internet), 8(1), p.9651_1 - 9651_8, 2018/06
被引用回数：6 パーセンタイル：30.3(Multidisciplinary Sciences)The electron-doped SrTiO exhibits good thermoelectric properties, which makes this material a promising candidate of an n-type oxide thermoelectric device. Recent studies indicated that only a few percent co-doping of La and Mn in SrTiO substantially reduces the thermal conductivity, thereby greatly improving the thermoelectric figure of merit at room temperature. Our time-of-flight neutron scattering studies revealed that by doping both La and Mn into SrTiO, the inelastic scattering spectrum shows a momentum-independent increase in the low-energy spectral weight approximately below 10 meV. The increase in the low-energy spectral weight exhibits a clear correlation with thermal conductivity. The correlation is attributed to dynamical and local structural fluctuations caused by the Jahn-Teller instability in Mn
ions coupled with the incipient ferroelectric nature of SrTiO, as the origin of the low thermal conductivity.
長谷川 満*; 堀井 弘幸*; 野元 一宏*; 今井 良夫*; 村井 隆*; 湊 恒明*; 久野 和雄*; 土屋 勝彦; 村上 陽之; 木津 要; et al.
Proceedings of 24th International Cryogenic Engineering Conference (ICEC 24) and International Cryogenic Materials Conference 2012 (ICMC 2012) (CD-ROM), p.571 - 574, 2012/05
JT-60SA装置の超伝導コイルには、18個のトロイダル磁場(TF)コイルと、4つのモジュールから構成される中心ソレノイド(CS)、そして6つの円形であり、さまざまな直径(4.5ないし11m)を持つプラズマ平衡磁場(EF)コイルがあり、日欧協力して製造が進めており、これらのうちCSとEFコイルは日本が担当となっている。このEFコイルのうち、TFコイルの下側に設置されるEF4,5,6の3つのコイルは、TFコイル完成前にJT-60SA本体が設置される箇所に配置されている必要があるため、特に製造が急がれる。2011年より、超伝導コイルの一号機として、EF4コイルの巻線製造が開始された。そして2012年4月、巻線が完成し日本原子力研究開発機構那珂研究所に納入した。最終的に、本コイルの電流中心のトレランスは、要求設計スペックの約十分の一に押さえ込むことが確認できた。本講演では、巻線製造に使用された各機器類の諸元及び工程について述べるとともに、トレランスの評価結果について報告する。
大内 伸夫; 赤岡 伸雄*; 浅野 博之*; 千代 悦司; 滑川 裕矢*; 鈴木 浩幸*; 植野 智晶*; 野口 修一*; 加古 永治*; 大内 徳人*; et al.
Proceedings of 4th International Workshop on the Utilisation and Reliability of High Power Proton Accelerators, p.175 - 183, 2005/11
加速器駆動核変換システム(ADS)ではエネルギー約1GeV,ビームパワー20-30MWの大強度陽子加速器が要求される。原研,KEK,三菱重工業,三菱電機は共同でADS用超伝導陽子リニアックの開発を2002年から実施している。本技術開発では、J-PARC計画用超伝導陽子リニアックの設計をベースに、972MHzクライオモジュールの開発並びに超伝導陽子リニアックのシステム設計を行っている。クライオモジュールの開発においては、最大表面電界30MV/mの達成を目標としてクライオモジュールの試作,試験を実施している。空洞単体試験においては、2台の空洞について最大表面電界32, 34MV/mを達成した。2004年にはクライオモジュールの本格的な試験を実施し、最終目標値の達成を目指す。超伝導陽子リニアックのシステム設計では、エネルギー100
1500MeV領域のビーム軌道解析を実施した。その結果、超伝導リニアックの構成は、10種類の超伝導空洞,クライオモジュール総数106台,全長565mとなった。低エネルギー部では高エネルギー部と比較して加速効率がかなり低下していることが判明した。
椋木 健*; 村井 隆*; 来島 裕子*; 大内 伸夫; 草野 譲一; 水本 元治
KEK Proceedings 2000-23, p.55 - 56, 2001/02
原研とKEKは大強度陽子加速器を核とした、基礎科学研究や原子力工学研究を行うための統合計画を推進している。加速器として超伝導リニアックを第1のオプションとして検討しており、この場合の超伝導空胴と液体ヘリウムジャケットとの接合はHIP(熱間静水圧プレス法)を検討している。本報告では、上記のHIPにより継手を製作した場合の極低温冷却時熱応力について構造解析を行い、検討した結果を報告する。
椋木 健*; 村井 隆*; 大内 伸夫; 草野 譲一; 水本 元治; 斎藤 健治*
日本機械学会関東支部茨城講演会(2000)講演論文集, 2 Pages, 2000/00
原研と高エネ研は大強度陽子加速器を核とした、基礎科学研究や原子力工学研究を行うための統合計画を推進している。本報告では、空胴形状パラメータ(壁角度、アイリス半径)を変化させて構造解析を行い、空胴形状を最適化するとともに、極低温冷却時の異材接合(Nb-SUS)部熱応力による脆性破壊について破壊力学的手法により検討した結果をまとめた。
土屋 勝彦; 木津 要; 村上 陽之; 吉田 清; 村井 隆*; 岡田 泰之*; 野元 一宏*; 湊 恒明*
no journal, ,
JT-60SA装置におけるポロイダル磁場を生成する超伝導コイルシステムのうち、中心ソレノイドは最大磁場8.9Tを20kAの電流で発生させるため、大きな電磁力を生じる。そのため、本コイル巻線部のインレット部や終端(巻き止め)部を設計するにあたっては、この電磁力に耐えることはもちろんのこと、特に巻線製造後に直接加工を施すインレットについては、その加工時に超伝導線を傷つけないようにする構造を持つことが要求される。この対策により開口部面積が大きくなるため、インレットキャップに電磁力を持たせることで、機械的強度を担保する設計とした。また、インレットキャップに空ける冷媒溝構造についても、加工が可能となるよう設計を進めた。本講演では、これらの形状を決定するまでのプロセスや構造の機械的成立性について述べる。
studied by neutron scattering and their relation with thermal conductivities梶本 亮一; 中村 充孝; 村井 直樹; 社本 真一; 本田 孝志*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 畑 博人*; 江藤 貴弘*; 野田 正亮*; et al.
no journal, ,
The electron-doped SrTiO exhibits good thermoelectric properties. Recent studies indicated that only a few percent co-doping of La and Mn in SrTiO substantially reduces the thermal conductivity. Then, we investigated the static as well as dynamical structural properties of La and Mn-doped SrTiO by time-of-flight elastic and inelastic neutron scattering. We found that the La-Mn co-doped samples show tetragonal structures similar to the low-temperature structure of SrTiO, while the La-doped and Mn-doped samples maintain cubic structures with the same symmetry as the high-temperature structure of SrTiO. However, it is unlikely that it is the origin of the low thermal conductivity, since the structural transition in SrTiO does not significantly change the thermal conductivity. On the other hand, we found that the inelastic scattering spectrum shows a momentum-independent increase in the low-energy spectral weight by the co-doping. Interestingly, the increase in the low-energy spectral weight exhibits a clear correlation with thermal conductivity. The substitution of Sr
ions by La ions results in the electron doping, and further doping of the Mn ions are expected to create Jahn-Teller active Mn ions. We consider that dynamical and local structural fluctuations caused by the Jahn-Teller instability in Mn ions coupled with the incipient ferroelectric nature of SrTiO induce additional low-energy scatterings and correspond to the origin of low thermal conductivity in the La and Mn co-doped compounds.
楡井 真実; 篠原 英*; 中西 尚志*; 河村 聖子; 村井 直樹; 秋葉 宙*; 山室 修*; 古府 麻衣子
no journal, ,
一般に高分子に側鎖としてアルキル鎖を導入すると柔らかくなることが経験的に知られている。一方で、その詳しいメカニズムはわかっていない。我々はアルキル鎖の無秩序性が重要な役割を果たしているのではないかと考えている。本研究ではポリチオフェン(PT)に長さが異なる分岐アルキル鎖を側鎖として導入した二種類のアルキル化ポリチオフェンPT2/6とPT8/12を対象とした。直鎖のPTは室温で固体だが、PT2/6とPT8/12はどちらも液体状態である。これら二つの試料について、J-PARCのAMATERAS分光器を用いて、中性子準弾性散乱測定を行った。アルキル鎖由来の二つの局所緩和が観測され、緩和時間およびその温度変化はPT2/6とPT8/12でほとんど同じであった。また、350K以上では水素原子の9割が100psより速く運動しており、アルキル鎖がほぼ無秩序状態にあることがわかった。講演では直鎖PTとの比較をもとに、分岐アルキル鎖の役割について議論する。
