Composite with a glassy nonporous coordination polymer enhances gas adsorption selectivity

Zheng, X.*; 加藤 優*; 上村 洋平*; 松村 大樹; 八木 一三*; 高橋 仁徳*; 野呂 真一郎*; 中村 貴義*

Inorganic Chemistry, 62(3), p.1257 - 1263, 2023/01

https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.2c04068

A glass-crystal composite (g-NCP/PCP), comprising a glassy nonporous coordination polymer (g-NCP) and a crystalline porous coordination polymer (PCP)/metal-organic framework, was synthesized by using a melt-quenched method. Compared to that of the PCP itself, g-NCP/PCP has an enhanced gas adsorption selectivity. The results should stimulate further studies of the chemistry of g-NCP/PCP glass-crystal composites.

BNCT用リチウムターゲットにおけるHO添加による低温・低圧窒化リチウム合成

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

日本金属学会誌, 78(8), p.317 - 321, 2014/08

https://doi.org/10.2320/jinstmet.J2013078

BNCT用Liターゲットの運転中の蒸発損耗を防ぐためN/HO添加環境下でのLiターゲット表面における窒化合成実験を超高真空容器内で行うとともに、HOを添加した窒素ガス中でのリチウム窒化直接合成において観察された表面汚染の主要原因を探るべくXPSによる計測も実施し、その結果下記結論が得られた。(1)110Paの超高真空容器内室温状態において101.3PaNガス添加によりLi表面に窒化反応が生じる。(2)13.3-80Pa/1.33-4.7Pa N/HO混合ガス中で合成された窒化リチウム化合物表面で顕著なO及びCによる汚染が観察された。(3)0.013-0.027Pa/0-0.005Pa N/HO混合ガスの場合、窒化反応ならびにO及びCによる汚染は観察されなかった。(4)O及びCによる表面汚染は1.33Pa以上の過剰なHO添加により助長される。(5)XPS計測の結果、Li-N化合物表面にLiCOの生成することが示された。以上の結果、リチウムは窒素ガス中のHOの存在に敏感に反応するものの、HOの存在が室温においてLiとNガスとの反応を促進する助剤として機能することに関する実験事実は得られなかった。

BNCTリチウムターゲット表面へのNガスによるLiN膜の直接合成

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

日本金属学会誌, 78(4), p.137 - 141, 2014/04

https://doi.org/10.2320/jinstmet.J2013068

BNCT用リチウムターゲット表面の直接窒化を0.1MPaの窒素ガス雰囲気で実施した。さらにLiN膜膜合成後の汚染除去を目的としたリチウムターゲットのArスパッタリングを行うとともに、これら成膜特性をXPSにより評価した。その結果下記結論が得られた。目的としたリチウムターゲットのArスパッタリングを行うとともに、これら成膜特性をXPSにより評価した。その結果下記結論が得られた。(1)窒素ガス雰囲気でのリチウム表面に均一な窒化リチウム化合物が直接合成された。(2)窒化中のリチウム表面に顕著な色調変化が観察された。(3)窒化処理によりリチウム表面に生成された窒化リチウム物は化学的量論組成に近いLiNであり、その表面はO及びCにより汚染されやすい。

原子力緊急時支援・研修センターの活動(平成24年度)

佐藤 猛; 武藤 重男; 奥野 浩; 片桐 裕実; 秋山 聖光; 岡本 明子; 小家 雅博; 池田 武司; 根本内 利正; 斉藤 徹; et al.

JAEA-Review 2013-046, 65 Pages, 2014/02

JAEA-Review-2013-046.pdf:11.18MB

原子力機構は、指定公共機関として、国及び地方公共団体その他の機関に対し、災害対策又は武力攻撃事態等への対処において、防災業務計画及び国民保護業務計画に則り、技術支援をする責務を有している。原子力緊急時支援・研修センターは、緊急時には、専門家の派遣、防災資機材の提供、防護対策のための技術的助言等の支援活動を行う。また、平常時には、我が国の防災対応体制強化・充実のために、自らの訓練・研修の他、国、地方公共団体、警察、消防、自衛隊等の原子力防災関係者のための訓練・研修、原子力防災に関する調査研究及び国際協力を実施する。平成24年度においては、上記業務を継続して実施するとともに、国の原子力防災体制の抜本的見直しに対し、これまでに培った経験及び東京電力福島第一原子力発電所事故への対応を通じた教訓等を活かし、国レベルでの防災対応基盤の強化に向け、専門家として技術的な支援を行うとともに、当センターの機能の維持・運営及び国との連携を図った自らの対応能力強化などに取り組んだ。なお、福島事故への対応については、人的・技術的な支援活動の主たる拠点が福島技術本部に移行することとなったため、平成24年9月をもって終了した。

Low temperature and pressure synthesis of lithium-nitride compound with HO addition on lithium target for BNCT

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 54(12), p.2233 - 2237, 2013/12

https://doi.org/10.2320/matertrans.M2013242

BNCT治療装置用リチウムターゲット表面にN/HO混合ガスを超高真空中で吹きかけ、低温低圧での窒化実験を行った結果、下記結論が得られた。(1)110Paの超高真空中で101.3PaNガスによりリチウム表面にリチウム-窒素化合物が形成した。(2)13.380Pa/1.334.7PaN/HO混合ガスの吹きかけにより生成した化合物表面にO及びCの顕著なコンタミが発生した。(3)しかしながら、0.0130.027Pa/1.334.7PaN/HOの条件下では窒化もコンタミを生じなかった。(4)O及びCのコンタミは1.33PaHO以上の過剰添加により増長する。

Thermal stability of BNCT neutron production target synthesized by lithium deposition and ion implantation

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Materials Transactions, 54(9), p.1760 - 1764, 2013/09

https://doi.org/10.2320/matertrans.M2013062

癌治療用中性子源リチウムターゲットの使用時の損耗を防ぐためリチウム表面を窒化する技術を酸素や水分のない高真空状態で実施した結果、リチウム真空蒸着法並びに窒素イオン注入法により従来リチウム窒化合成に必要とされていた酸素や水分の存在なしでその合成並びに再合成に成功した。その結果リチウム表面に窒化物を合成後のリチウムターゲットの蒸発温度をリチウム単体の温度より120K高くすることに成功した。

A Feasible DEMO blanket concept based on water cooled solid breeder

染谷 洋二; 飛田 健次; 宇藤 裕康; 星野 一生; 朝倉 伸幸; 中村 誠; 谷川 尚; 榎枝 幹男; 谷川 博康; 中道 勝; et al.

Proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2012) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/03

核融合原型炉水冷却ブランケットの製作性向上を目指して、混合ペブル増殖材料概念に着目して設計研究を行い、トリチウムの自給自足性を充たしていることを示した。他方、核融合炉ブランケットは電磁力対策及びメンテナンスのためにモジュール化が必要になる。この際に各モジュール間のギャップには、トリチウム増殖領域を確保できないことからTBR値の減少が懸念されるが、各モジュールを3次元モデルで詳細に評価した結果、3cm程度までのギャップ幅ならば、ギャップ内での中性子散乱の寄与によってTBR値は減少しないことがわかった。このことは、ブランケットの保守を容易にするとともに計測装置のアクセス性の改善を示している。次に核融合の健全性の観点から、ブランケットモジュール内の配管破断に対応するために筐体厚さが重要になってくる。現行の原型炉ブランケット概念の筐体厚さは22mmであり、冷却配管が破断した際の蒸気圧8MPaに対する耐圧性を期待できない。本論文では、TBRと筐体厚さのトレードオフ関係を定量化し、ブランケットの健全性に関して議論する。

In-situ vacuum deposition technique of lithium on neutron production target for BNCT

石山 新太郎; 馬場 祐治; 藤井 亮*; 中村 勝*; 今堀 良夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 288, p.18 - 22, 2012/10

https://doi.org/10.1016/j.nimb.2012.07.024

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)の中性子源として、原子炉の中性子以外に、加速器から発生する中性子を用いることが計画されており、そのための中性子発生用ターゲット材として金属リチウムが候補にあがっている。しかしリチウムターゲットは高フルエンスのプロトンの照射効果によってブリスタリングを起こすため、リチウムを真空中で繰り返しその場蒸着して安定なリチウム層を作成する技術の開発が必要である。そこで本研究では、銅表面上にパラジウムを電着した基板に真空中でリチウムを蒸着する3層構造のターゲットを提案し、作成した3層構造の表面・界面の化学結合状態を放射光を用いたX線光電子分光法(XPS)及びX線吸収微細構造法(XAFS)により調べた。その結果、蒸着したリチウム表面には、1層以下のごく薄い水,炭酸などが吸着しているものの、バルクの化学状態は金属リチウムであり、真空中でのその場蒸着によって新たな金属リチウム層を繰り返し作成できることがわかった。またリチウムとパラジウムの界面にはPd-Li合金と思われる層が生成しており、それがリチウム薄膜の安定性に寄与していることが明らかとなった。

ERL主ライナックのためのカプラー開発; カプラ実機におけるエージング試験

篠江 憲治*; 佐藤 昌人*; 阪井 寛志*; 梅森 健成*; 中村 典雄*; 古屋 貴章*; 沢村 勝; Cenni, E.*

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1026 - 1030, 2012/08

http://www.pasj.jp/web_publish/pasj9/proceedings/PDF/THPS/THPS053.pdf

ERL主加速ライナックに用いる入力カプラの開発を行っている。カプラについては実機の製作が完了し(2台)エージングを兼ねてハイパワー試験を行った。試験の電源はクライストロンを用いて行った。試験の初期では、入力パワーにパルスでゲートをかけ、パルス幅を10マイクロ秒、繰り返し5Hzでパワーを増加させ、一度100KWまで到達させた。その後はパルス幅や繰り返しを増やすことで、入力するパワーを増やしていき、100KWまでの到達を繰り返しながらエージングを行い、最終的には40KW, CWまで到達させた。

Effect of welding and coating on deuterium permeation through F82H

中村 博文; 中道 勝; 谷川 博康; 山西 敏彦

Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1150 - 1153, 2011/10

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2011.01.098

核融合炉、特に増殖ブランケットは多くの溶接部を有しており、また、透過防止膜で被覆されている。このような部位からのトリチウム透過量を評価するために、核融合炉構造材の候補材であるF82Hに対し、種々の表面状態,表面処理を行わない(BareF82H),溶接部を有するF82H(WeldF82H)及び金メッキを施したF82H(AuF82H)に関する重水素透過試験を実施した。透過試験の結果、重水素の定常透過及び過渡挙動から導かれる拡散係数を議論した。その結果、BareF82Hからの重水素透過は、清浄表面での透過より小さいこと、溶接部からの重水素透過BareF82Hと大差ないこと、及び金メッキはF82Hからの透過抑制効果が大きいことがわかった。