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anisotropic triangular antiferromagnet Ca
ReO
Cl
那波 和宏*; 平井 大悟郎*; 古府 麻衣子; 中島 健次; 村崎 遼*; 小金 聖史*; 木俣 基*; 野尻 浩之*; 廣井 善二*; 佐藤 卓*
Physical Review Research (Internet), 2(4), p.043121_1 - 043121_11, 2020/12
=異方的三角格子反強磁性体CaReOClにおいてスピノンに類した磁気励起が存在するかを確かめるべく、中性子非弾性散乱実験を行った。得られた磁気励起は、スピノン束縛対の形成によって解釈できるものであった。また、CsCuCl
よりもRPA近似による解釈が良く合い、より朝永-ラッティンジャー液体に近い系であると考えられる。
那波 和宏*; 田中 公人*; 栗田 伸之*; 佐藤 卓*; 杉山 晴紀*; 植草 秀裕*; 河村 聖子; 中島 健次; 田中 秀数*
Nature Communications (Internet), 10, p.2096_1 - 2096_8, 2019/05
被引用回数：16 パーセンタイル：74.55(Multidisciplinary Sciences)固体物理学の分野において、現在、その省エネルギーの情報伝達や情報処理への応用もにらんで、トポロジカル物質の探索が精力的に行われている。近年の研究では、フェルミオンである電子にとどまらず、ボゾンにおいてもトポロジカルな状態が生まれることが示唆されている。ここで我々は、スピン1/2のダイマー反強磁性体BaCuSiO
Clについて中性子非弾性散乱実験を行い、トポロジカル的に重要と思われるトリプロンのバンドを測定した。実験結果は、ダイマー間相互作用の小さな交替により生じていると思われるトリプロンバンドの分裂を明瞭に捉えた。解析により、BaCuSiOClについては、初めてとなるボゾンによって実現した結合型Su-Schrieffer-Heeger模型を実現した系であると思われ、トポロジカルに保護された端状態が存在しているものと思われる。
馬籠 博克; 岡田 祐次; 冨田 健司; 飯田 一広; 安藤 均; 米川 昭久; 上田 晴康; 塙 博; 菅野 勝; 作田 善幸
JAEA-Technology 2015-025, 100 Pages, 2015/09
JAEA-Technology-2015-025.pdf:78.32MB
日本原子力研究開発機構では、軽水炉利用の高度化及び高経年化に対応するため、軽水炉燃料及び材料の照射試験を実施する準備を進めている。JMTRは第165運転サイクル後の2006年8月に停止し、再稼働に向けて照射施設の整備を進めており、燃料及び材料の中性子照射試験を行うための燃料異常過渡試験装置及び材料照射試験装置を2008年度から2012年度にかけて製作、設置した。材料照射試験装置は、IASCC(照射誘起応力腐食割れ: Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking)研究に供するものであり、主として3基の水環境調整設備で構成されている。本報告書は、水環境調整設備の性能確認を目的として、2013年度に実施した調整運転についてまとめたものである。
馬籠 博克; 岡田 祐次; 塙 博; 作田 善幸; 菅野 勝; 飯田 一広; 安藤 均; 米川 昭久; 上田 晴康; 柴田 光敦
JAEA-Technology 2014-023, 267 Pages, 2014/07
JAEA-Technology-2014-023-01.pdf:103.68MBJAEA-Technology-2014-023-02.pdf:71.92MB
日本原子力研究開発機構では、軽水炉利用の高度化及び高経年化に対応するため、軽水炉燃料及び材料の照射試験を実施する準備を進めている。JMTRは第165運転サイクル後の2006年8月に停止し、再稼働に向けて照射施設の整備を進めており、燃料・材料の中性子照射試験を行うための燃料異常過渡試験装置及び材料照射試験装置を2008年度から2012年度の間に製作、設置した。本報告書は、先に報告したJAEA-Technology 2013-019「軽水炉照射環境下におけるIASCC研究のための水環境調整設備の整備(1)」(2008年度から2010年度までの整備報告)の続報で、2011年度から2012年度までに実施したIASCC(照射誘起応力腐食割れ: Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking)研究のための材料照射試験装置の水環境調整設備等の整備についてまとめたものである。
岡田 祐次; 馬籠 博克; 塙 博; 近江 正男; 菅野 勝; 飯田 一広; 安藤 均; 柴田 光敦; 米川 昭久; 上田 晴康
JAEA-Technology 2013-019, 236 Pages, 2013/10
JAEA-Technology-2013-019.pdf:45.07MB
日本原子力研究開発機構では、軽水炉利用の高度化及び高経年化に対応するため、軽水炉燃料及び材料の照射試験を実施する準備を進めている。JMTRは第165運転サイクル後の2006年8月に停止し、再稼働に向けて照射施設の整備を進めており、燃料・材料の中性子照射試験を行うための燃料異常過渡試験装置及び材料照射試験装置を2008年度から2012年度の間に製作、設置する予定である。本報告書は、2008年度から2010年度までに実施した照射誘起応力腐食割れ(IASCC: Irradiation Assisted Stress Corrosion)研究のための材料照射試験装置の水環境調整設備等の整備についてまとめたものである。
岡田 祐次; 馬籠 博克; 飯田 一広; 塙 博; 近江 正男
UTNL-R-0483, p.10_4_1 - 10_4_10, 2013/03
原子力機構において、軽水炉(BWR)の長期利用にかかわる原子炉圧力容器の照射脆化及び炉心構成機器の応力腐食割れに関して、BWRの温度,圧力,水質等の影響を確認する目的で、JMTR(Japan Materials Testing Reactor:材料試験炉)にBWR照射環境下における照射誘起応力腐食割れ(IASCC)評価を行う水環境調整設備の整備を実施した。本報告では、JMTR再稼働後に飽和温度キャプセルを利用した照射試験のために使用する水環境調整設備の整備の概要について報告する。
柴田 大受; 角田 淳弥; 多田 竜也; 塙 悟史; 沢 和弘; 伊与久 達夫
Journal of Nuclear Materials, 381(1-2), p.165 - 170, 2008/10
被引用回数：14 パーセンタイル：66.71(Materials Science, Multidisciplinary)炉内黒鉛構造物の長寿命化は超高温ガス炉(VHTR)のための重要な技術であり、高温での中性子照射により生じる残留応力が寿命を決める因子となっている。また、通常運転時では黒鉛の酸化の影響は少ないと考えられるが、寿命期間の長期においては確認する必要がある。本研究ではこれらの損傷を非破壊的に評価するため、微小硬度計の圧子の押込み特性と超音波伝播特性の適用性を検討した。実験にはVHTRの候補銘柄であるIG-110とIG-430を使用し、以下の結果を得た。(1)圧縮ひずみを与えた状態では圧子の押込み特性が変化することから、押込み特性から残留応力を測定できる見込みを得た。(2)黒鉛の均一酸化状態における1MHzの音速の変化は、超音波と気孔との相互作用モデルにより評価することが可能である。(3)IG-110黒鉛の酸化による強度低下の傾向は均一酸化モデルで評価することができ、今後非均一状態への展開が重要である。
角田 淳弥; 柴田 大受; 塙 悟史; 石原 正博; 伊与久 達夫; 沢 和弘
JAEA-Technology 2006-048, 19 Pages, 2006/10
JAEA-Technology-2006-048.pdf:1.37MB
原子炉級微粒等方性黒鉛であるIG-110黒鉛は、耐放射線性,耐腐食性及び高強度を有しており、高温工学試験研究炉(HTTR)の燃料体,制御棒案内ブロック,サポートポスト等に使用されている。HTTRの炉内黒鉛構造物の設計・製作にあたり、日本原子力研究所(現日本原子力研究開発機構)では、HTTR用の黒鉛構造設計方針を策定し、それまでの研究開発の結果に基づいて設計用データを定めている。本報は、HTTR炉内構造物について高速中性子照射,酸化等による物性値,強度等の経年変化を調べるサーベイランス試験の基礎データとして活用することを目的として、HTTRの炉内に装荷されたIG-110黒鉛の特性値についてまとめるとともに、黒鉛構造設計方針で規定されている設計用データと比較検討したものである。比較検討の結果、炉内に装荷されたIG-110黒鉛の強度特性が良好で、黒鉛構造設計方針で規定される応力制限値に対して十分な安全性が確保されることを示した。
塙 悟史; 石原 正博; 柴田 大受; 沢 和弘; 本橋 嘉信*
材料, 55(9), p.868 - 873, 2006/09
本報では、汎用的な2次元C/C複合材構造物の強度予測法を提案した。提案手法は、競合リスクモデルに基づく脆性破壊モデルを有限要素法応力解析へ拡張したものであり、基本的な破壊様式として繊維方向及び繊維垂直方向への引張及び圧縮破壊,せん断破壊の5つの破壊様式を考慮した。提案手法の適用性を評価するために、応力集中を有する構造要素の破壊試験を行い、得られた結果を提案手法による予測結果と比較した。その結果、提案手法は若干高めの予測強度を与えるものの良い予測結果を示した。また、従来の複合材料の破壊則との比較の結果、提案手法は従来の複合材料の破壊則よりも正確な強度予測が可能であった。本検討の結果、提案手法により任意形状の2次元C/C複合材構造物に対して理論的な強度予測が可能であることが示された。
角田 淳弥; 塙 悟史; 柴田 大受; 多田 竜也; 伊与久 達夫; 沢 和弘
Proceedings of 14th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-14) (CD-ROM), 8 Pages, 2006/07
マイクロインデンテーション法による高温ガス炉黒鉛構造物の健全性解析評価を行った。インデンテーション法は、物質の機械的特性を測定できる簡便な方法で、荷重と深さの関係から残留応力の評価に適用できると考えられている。本研究では、高温ガス炉黒鉛構造物の寿命評価においてマイクロインデンテーション法の適用性を確認することを目的として、IG-110黒鉛のSu値を考慮しながら応力・ひずみ負荷状態におけるインデンテーション荷重及び深さ挙動を検討した。さらに、酸化黒鉛及び残留ひずみを負荷した酸化黒鉛のインデンテーション荷重及び深さの挙動を解析的に評価した。結果として、インデンテーション法は黒鉛構造物の健全性評価に適用できる可能性があることが示唆された。
塙 悟史; 柴田 大受; 角田 淳弥; 菊地 孝行; 沢 和弘; 石原 正博; 伊与久 達夫
高温学会誌, 32(1), p.36 - 42, 2006/01
高温工学試験研究炉(HTTR)は、冷却材の炉心出口温度が最高で950
Cと非常に高温となるために、炉内構造物には耐熱性が要求される。そのため、炉内構造材としてはセラミックス材料である黒鉛材料がおもに使用されている。一方、黒鉛材料は、構造材料として広く一般的に使用されている金属材料とは異なる特性を有するために、その点を考慮した機器の設計並びに供用期間中にわたる機器の健全性確保が必要である。本報では、高温ガス炉の炉内構造物を構成する黒鉛材料についてその脆性的な特性を考慮した構造設計法を示すとともに、原子炉供用期間中に交換されることのない炉心支持黒鉛構造物の供用期間中の健全性確保の方法を述べた。さらに、新たな原子炉用構造材料として期待されているC/C複合材料について、炉内構造材料としての適用の可能性について示した。
塙 悟史; 角田 淳弥; 柴田 大受; 石原 正博; 伊与久 達夫; 沢 和弘
Transactions of 18th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-18), p.600 - 605, 2005/08
炭素繊維強化炭素複合材料(C/C複合材)は高強度かつ優れた耐熱性を有することから高温ガス炉の炉内構造材として有望視されている。C/C複合材の原子力適用に際しては、黒鉛材料と同様に中性子照射による損傷がC/C複合材にも生じることが予想される。そこで、C/C複合材の熱・照射応力を評価するためにC/C複合材の高い異方性を考慮できる有限要素コードVIENUSを開発した。本報告では、炉心拘束機構への2次元C/C複合材の適用を想定し、C/C複合材の厚さや炉心拘束機構取付時のギャップをパラメータとした熱・照射応力解析を実施した。その結果、厚さとギャップの適切な設定によりC/C複合材は炉心拘束機構へ適用可能であること、また照射による寸法収縮に起因してC/C複合材に生じる周方向引張応力は増加するが、炉心拘束機構としてのC/C複合材の適用を考えた場合その増加は十分に小さいことが明らかとなった。
柴田 大受; 角田 淳弥; 塙 悟史; 多田 竜也; 沢 和弘; 石原 正博; 伊与久 達夫
no journal, ,
高温ガス炉の炉内黒鉛構造物の機械的特性の劣化を非破壊的に評価する技術として、微小押込み法(圧子の押込み特性)及び超音波法(超音波伝播特性)に着目して、平成16年度から技術開発を開始した。平成18年度までに小型の試験片を用いて評価モデルの開発を行い、平成19年度以降はそのモデルの大型構造物への適用性を検証する計画である。本報告は、非破壊的評価技術開発の計画及び概要について記したものである。
柴田 大受; 角田 淳弥; 塙 悟史; 多田 竜也; 沢 和弘; 伊与久 達夫
no journal, ,
超高温ガス炉(VHTR)の炉内黒鉛構造物の寿命期間に影響する残留応力と酸化劣化の影響を評価する技術として、微小硬度計による圧子の押込み特性と超音波伝播特性の適用性について検討を行った。試験には原子炉級の等方性黒鉛IG-110を用いた。高温・中性子照射により生じる残留応力を模擬するため試験片に水平方向から圧縮応力を加え、微小硬度計により垂直方向に圧子の押込み特性を取得した。圧縮ひずみにより圧子押込み深さが小さくなり、圧子の押込み特性は圧縮応力状態を評価するうえで有効であることを示した。また、IG-110黒鉛試験片を500Cで酸化させ、超音波伝播特性(1MHz,縦波)を取得した。音速は酸化に伴い減少し、その傾向を多孔質セラミックスに対する超音波伝播モデルで解析的に評価できることを示した。この結果から、超音波伝播特性により酸化状態を評価することのできる見通しを得た。今後、これらの評価技術について最適な測定条件を確立し、評価モデルの開発を行い大型の黒鉛構造物への適用性を検証する計画である。
角田 淳弥; 塙 悟史; 柴田 大受; 多田 竜也; 伊与久 達夫; 沢 和弘
no journal, ,
高温ガス炉の炉内黒鉛構造物の使用期間長期化に関し、黒鉛廃棄物の処分方法の検討を行い重要な技術的課題を摘出するとともに健全性評価技術に関する検討を行った。
(MoO
)(SeO
)Piyawongwatthana, P.; 那波 和宏*; Wu, H. C.*; 佐藤 卓*
no journal, ,
Magnetic properties of Cu(MoO)(SeO) were investigated using magnetic susceptibility and neutron powder diffraction. This compound has an armchair chain structure along the 
-axis that is formed by two inequivalent Cu1 and Cu2 atoms. The magnetic susceptibility shows a broad peak at 
50 K, followed by a phase transition into antiferromagnetically ordered states at 
= 23.6 K. Below , powder neutron diffraction reveals that the = 1/2 Cu
spins order antiferromagnetically with the magnetic propagation vector 
= (0, 0, 0). The spin polarization is predominantly along the -axis with weak non-collinearity. This system was also found to be a magnetoelectric material. Further measurements of each component of the magnetoelectric tensor confirmed that it belongs to magnetic space group 
.
