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論文

Visualizing cation vacancies in Ce:Gd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$ scintillators by gamma-ray-induced positron annihilation lifetime spectroscopy

藤森 公佑*; 北浦 守*; 平 義隆*; 藤本 將輝*; Zen, H.*; 渡邊 真太*; 鎌田 圭*; 岡野 泰彬*; 加藤 政博*; 保坂 将人*; et al.

Applied Physics Express, 13(8), p.085505_1 - 085505_4, 2020/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

CeドープGd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$(Ce:GAGG)シンチレーターにおける陽イオン空孔の存在を明らかにするために、ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定(GiPALS)法による測定を行った。GAGGおよびCe:GAGGのGiPALSスペクトルに現れる成分は、バルク中と欠陥に捕獲された状態の陽電子消滅であり、その結果2つの指数減衰成分で構成されている。Ce:Y$$_{3}$$Al$$_{5}$$O$$_{12}$$に関する研究から、欠陥に関連する構造はAl/Ga-Oの複空孔に起因するものであることが示唆された。この成分は、Ce, Mg:GAGGの方が小さくなり、その傾向はリン光の原因である浅い電子トラップの抑制と相関していた。酸素空孔は、Al/Ga空孔の電荷を補う役割をしている。欠陥に関連した構造における寿命は、Mg共ドーピングによって大幅に変化し、これは、酸素空孔とともに、Al/GaサイトでのMg$$^{2+}$$イオンとの集合体を考慮することで理解され、その結果、空孔クラスターが形成された。

論文

ホットラボの廃止措置と将来計画,3

椎名 秀徳; 小野 勝人; 西 雅裕; 宇野 希生; 金沢 浩之; 大井 龍一; 二瓶 康夫

デコミッショニング技報, (61), p.29 - 38, 2020/03

日本原子力研究開発機構(以下、機構という。)原子力科学研究部門原子力科学研究所のホットラボは、日本初の照射後試験施設として、1961年に建設された。施設は、コンクリートケーブ10基、鉛セル38基を備え、機構内外における核燃料物質及び原子炉材料の照射挙動の研究・開発に貢献してきたが、2003年4月から廃止措置を開始した。2010年からはウランマグノックス用鉛セル12基の解体・撤去作業を実施中である。「解体撤去工事は、セル周辺機器の解体撤去、セル内汚染レベル調査に続き、背面扉引抜き、グリーンハウス及び揚重架台の設置、天井・側面板の解体撤去、セル前面部遮蔽体である鉛ブロックの解体の順で実施した。」セル内面の放射性汚染部の剥離には、ストリッパブルペイント等を用いた固着汚染除去方法を用いた。今後も、安全を確保しつつ解体工事の効率化や廃棄物の減容化に向けた取り組みを確実に進める。

論文

Study on eutectic melting behavior of control rod materials in core disruptive accidents of sodium-cooled fast reactors, 1; Project overview

山野 秀将; 高井 俊秀; 古川 智弘; 菊地 晋; 江村 優軌; 神山 健司; 福山 博之*; 東 英生*; 西 剛史*; 太田 弘道*; et al.

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference / Light Water Reactor Fuel Performance Conference (Global/Top Fuel 2019) (USB Flash Drive), p.418 - 427, 2019/09

制御棒材の炭化ホウ素(B$$_{4}$$C)とステンレス鋼(SS)の共晶溶融反応及び移動挙動は、ナトリウム冷却高速炉の炉心損傷事故(CDA)評価における重要な課題の一つである。CDAの数値解析では、このような挙動のシミュレーションはこれまで行われたことがないため、物理モデルを開発しそれをCDA解析コードに組み入れる必要がある。本研究では、B$$_{4}$$C-SS共晶溶融実験、共晶溶融の熱物性計測、共晶溶融反応の物理モデル開発に焦点を当てている。共晶実験では、可視化実験,反応速度実験,材料分析を行う。物性は液相から固相までの範囲で測定する。これらの反応速度や物性を基に、シビアアクシデント解析コードのための物理モデルを開発する。本発表はプロジェクト全体概要及び平成29年度までの進捗概要について報告する。この論文における具体的成果は、共晶溶融実験において固化したB$$_{4}$$C-SS共晶試料のホウ素濃度分布で、これはコンピュータコードに組み込まれた共晶物理特性の検証に用いられる。

論文

Evaluation of the radiation protection capability in shelter facilities with positive pressure ventilation

石崎 梓; 中西 千佳*; 田窪 一也*; 宗像 雅広

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 9 Pages, 2019/05

In case of a nuclear facility accident, inhabitants living around the nuclear facility generally evacuate further area to prevent radiation exposure. However, people who are unable to move immediately from inhabited areas are supposed to evacuate in local sheltering facilities. Therefore, such facilities have to have enough radiation protection capability for inhabitant's evacuation by equipping a strong construction to shield radiation and a positive pressure ventilation equipment with radioactive materials removal filters to decrease internal exposure. In Japan, such facilities are selected among local public facilities and also these facilities are almost built with wood construction, steel construction and reinforced concrete structure. In addition, facility characteristic, such as floor area, window area, airtightness, positive ventilation performance and so on, are different. To select appropriate facilities to use as sheltering facilities, an evaluation method of radiation protection capability of each facility is necessary. In our study, we focused on air-ventilation and developed an evaluation method of radiation protection capability of internal exposure by inhalation in facilities with positive pressure ventilation equipment. Then, we evaluate radiation protection capabilities of some facilities with various characteristics under various climate conditions. To simulate inflow of radioactive materials, we constructed a compartment model and use computational fluid dynamics analysis. From our evaluation results, it was cleared the relationship between an outdoor wind velocity and a necessary differential pressure to keep positive pressure, and the relationship between internal exposure dose and airtightness.

報告書

建屋の遮蔽性能評価のための建築材料の光子透過率データ集(受託研究)

石崎 梓; 普天間 章; 田窪 一也*; 中西 千佳*; 宗像 雅広

JAEA-Data/Code 2018-022, 20 Pages, 2019/03

JAEA-Data-Code-2018-022.pdf:2.05MB

原子力災害発生時に、被ばく線量を低減するための手段として、屋内退避施設や家屋等の建屋への避難をする場合がある。被ばく線量をどの程度低減することができるかを評価するためには、避難対象施設を構成している建築材料の遮蔽能力を把握しておく必要がある。そこで、国内にて現在、建屋を建築する際に使用されている主な建築材料について、3種類のエネルギーの光子(X線及びガンマ線)照射試験を実施し、各建築材料の光子透過率を取得、整理した。その結果、木構造や鉄骨構造で多く使用されている複合壁や屋根の遮蔽性能が比較的低いことがわかった。また、複合壁や屋根に使用する材質が異なることによって、遮蔽性能が変化する結果となった。例えば、複合壁の場合、外壁が窯業系サイディング材の場合と比較すると、軽量コンクリートの場合では、透過率が低くなった。さらに、遮蔽性能が比較的低い建築材料については、遮蔽性能を強化するための追加対策として、遮蔽材を付加した場合の光子透過率についても測定を行い、その結果を取りまとめた。

論文

Preheat effect on titanium plate fabricated by sputter-free selective laser melting in vacuum

佐藤 雄二*; 塚本 雅裕*; 菖蒲 敬久; 山下 順広*; 山縣 秀人*; 西 貴哉*; 東野 律子*; 大久保 友政*; 中野 人志*; 阿部 信行*

Applied Physics A, 124(4), p.288_1 - 288_6, 2018/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:32.09(Materials Science, Multidisciplinary)

レーザーコーティングによる高品質な金属膜生成をめざし、本研究ではシンクロトロン放射光実験により、レーザー照射により溶融したチタンの動態を調べた。濡れ性の指標として、レーザ照射中を30keVのシンクロトロンX線により、Ti64ベースプレートとTi球との接触角を測定した。その結果、ベースプレートの温度が上昇すると接触角は低下し、ベースプレートの温度が500$$^{circ}$$Cのときに接触角度は28度まで減少することを確認した。そして予熱をした状態でレーザーコーティングを行うとスパッタリングが少なく、表面粗さも少ない高品質な金属膜の生成に成功したが、この要因として濡れ性の改善が大きく関与していることを明らかにした。

論文

Decommissioning program of Research Hot Laboratory in JAEA; Technical review of dismantling works for the lead cells, 2

椎名 秀徳; 小野 勝人; 西 雅裕; 二瓶 康夫

Proceedings of 54th Annual Meeting of Hot Laboratories and Remote Handling (HOTLAB 2017) (Internet), 7 Pages, 2017/00

原子力科学研究所のホットラボは1961年以降、燃料および構造材料の照射後試験のための日本初の施設である。ホットラボは、地上2階地下1階でできており、コンクリートセル10基と鉛セル38基が設置されている。ホットラボでは、2003年に照射後試験が完了した後、研究施設の合理化を促進するために、廃炉計画が実施された。プログラムの第一段階として、PIE装置と照射試料の除染および撤去を行った。鉛セルの解体は、2005年に開始された。現在、26基の鉛セルを解体が完了している。本発表では、鉛セルの解体作業の技術内容を報告する。

報告書

平成27年度原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 宗像 雅広; 森 愛理; 石崎 梓; 嶋田 和真; 廣内 淳; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳*; 山田 勉*; et al.

JAEA-Research 2016-016, 131 Pages, 2016/10

JAEA-Research-2016-016.pdf:20.59MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。ここでは、平成27年度に実施した福島第一原子力発電所周辺におけるモニタリング結果と川内原子力発電所周辺で行ったバックグラウンド線量率のモニタリング結果についてまとめた。

報告書

平成26年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 森 愛理; 石崎 梓; 宗像 雅広; 中山 真一; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳; 山田 勉; 石田 睦司; et al.

JAEA-Research 2015-006, 81 Pages, 2015/07

JAEA-Research-2015-006.pdf:22.96MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本報告書には、平成26年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめた。

論文

Applicability study of nuclear graphite material IG-430 to VHTR

大崎 弘貴; 島崎 洋祐; 角田 淳弥; 柴田 大受; 小西 隆志; 石原 正博

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 8 Pages, 2015/05

超高温ガス炉(VHTR)黒鉛構造物の設計では、高強度で、かつ耐酸化性の高い黒鉛材の使用が望まれる。IG-430(黒鉛材)は、VHTR黒鉛構造物の有望な候補材のひとつであるが、高温ガス炉の設計のための十分なデータベースが存在しない。そこで、本研究では、IG-430の設計データとして最も重要な強度の一つである圧縮強度を測定結果を統計的に評価した。また、IG-430黒鉛構造物の信頼性をHTTRの黒鉛設計基準で用いられている安全率をもとに評価し、VHTR黒鉛構造物としての適用性を検討した。その結果、IG-430は、高温ガス炉で使われている従来の黒鉛材の一つであるIG-110よりも高強度(約11%)で、かつ、低い標準偏差(約27%)を持つことが示された。これは、IG-430中のき裂の伝播が、IG-110中と比較して容易でないためと推定される。また、評価したIG-430の破壊確率が低いことから、IG-430を用いることで黒鉛構造物の信頼性の向上が達成できることが分かった。以上より、IG-430がVHTRの黒鉛構造物に適用できる見通しを得た。

報告書

原子力緊急時支援・研修センターの活動(平成25年度)

佐藤 猛; 武藤 重男; 秋山 聖光; 青木 一史; 岡本 明子; 川上 剛; 久米 伸英; 中西 千佳; 小家 雅博; 川又 宏之; et al.

JAEA-Review 2014-048, 69 Pages, 2015/02

JAEA-Review-2014-048.pdf:13.91MB

日本原子力研究開発機構は、災害対策基本法及び武力攻撃事態対処法に基づき、「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、原子力機構の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、全国を視野に入れた専門家の派遣、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・研修のほか、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実践的な訓練・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25年度においては、原子力機構の年度計画に基づき、以下の業務を推進した。(1)国, 地方公共団体等との連携を図った指定公共機関としての技術支援活動、(2)国, 地方公共団体等の原子力防災関係者の人材育成及び研修・訓練、(3)原子力防災に係る調査・研究の実施及び情報発信、(4)国際機関と連携を図ったアジア諸国への原子力防災に係る国際貢献。また、指定公共機関としてこれまでに培った経験及び福島事故への初動時からの対応等を活かし、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、支援・研修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重点的に取り組んだ。

論文

Towards optimizing the performance of self-regenerating Pt-based perovskite catalysts

Jarrige, I.*; 石井 賢司; 松村 大樹; 西畑 保雄; 吉田 雅洋*; 岸 浩史*; 谷口 昌司*; 上西 真里*; 田中 裕久*; 笠井 秀明*; et al.

ACS Catalysis, 5(2), p.1112 - 1118, 2015/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:60.17(Chemistry, Physical)

Self-regenerating automotive catalysts owe their remarkable performance to the repeated motion of the precious metal atoms in and out of the perovskite lattice under fluctuating oxidizing and reducing conditions, preventing coalescence of the metal nanoparticles. Here we use resonant inelastic X-ray scattering to characterize the occupied and unoccupied Pt 5d states in two self-regenerating Pt-perovskite catalysts, CaTi$$_{0.95}$$Pt$$_{0.05}$$O$$_3$$ and CaZr$$_{0.95}$$Pt$$_{0.05}$$O$$_3$$. Upon reduction, the element and symmetry-specific charge excitation spectra reveal a sizeable hybridization between the Pt 5d and the Ti 3d or Zr 4d states at the interface between the nanoparticles and the perovskite, which involves the occupied states and is thus invisible in X-ray absorption spectra. A correlation is found between the strength of this d-band hybridization and the proportion of Pt nanoparticles that remain buried below the surface during reduction, indicating that the motion of the Pt atoms towards the surface is hindered by this hybridization specifically, rather than by the Pt-O bonding. These results provide direct evidence that the strength of the metal-metal d-band hybridization plays a pivotal role in determining the efficiency of self-regeneration in perovskite catalysts.

論文

From laboratory to field; ${it OsNRAMP5}$-knockdown rice is a promising candidate for Cd phytoremediation in paddy fields

高橋 竜一*; 石丸 泰寛*; Shimo, H.*; Bashir, K.*; 瀬野浦 武志*; 杉本 和彦*; 小野 和子*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; et al.

PLOS ONE (Internet), 9(6), p.e98816_1 - e98816_7, 2014/06

 被引用回数:26 パーセンタイル:18.1(Multidisciplinary Sciences)

Previously, we reported that OsNRAMP5 functions as a manganese, iron, and cadmium (Cd) transporter. The shoot Cd content in ${it OsNRAMP5}$ RNAi plants was higher than that in wild-type (WT) plants, whereas the total Cd content (roots plus shoots) was lower. For efficient Cd phytoremediation, we produced ${it OsNRAMP5}$ RNAi plants using the natural high Cd-accumulating cultivar Anjana Dhan (A5i). Using a positron-emitting tracer imaging system, we assessed the time-course of Cd absorption and accumulation in A5i plants. Enhanced $$^{107}$$Cd translocation from the roots to the shoots was observed in A5i plants. To evaluate the phytoremediation capability of A5i plants, we performed a field experiment in a Cd-contaminated paddy field. The biomass of the A5i plants was unchanged by the suppression of ${it OsNRAMP5}$ expression; the A5i plants accumulated twice as much Cd in their shoots as WT plants. Thus, A5i plants could be used for rapid Cd extraction and the efficient phytoremediation of Cd from paddy fields, leading to safer food production.

報告書

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。

論文

JAEAにおける500-kV光陰極DC電子銃の開発

西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 羽島 良一; 山本 将博*; 宮島 司*; 本田 洋介*; 飯島 北斗*; 栗木 雅夫*; 桑原 真人*; et al.

Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.255 - 259, 2013/08

次世代ERL放射光源の電子源に対する要求は、エミッタンス0.1$$sim$$1mm-mrad電流10$$sim$$100mAの高輝度大電流電子ビームの生成である。このような低エミッタンスビームを生成するには、空間電荷力抑制のため、電子銃の出射ビームエネルギー500keV以上が要求される。われわれは平成20年度より500kV光陰極DC電子銃の開発に着手し、世界に先駆けて550kVのDC印加と500kVでの8時間連続高電圧印加に成功した。この後、ビーム生成のためにカソード・アノード電極と非蒸発型ゲッターポンプを電子銃真空容器にインストールし、526kVの高電圧印加に成功した。当面の課題は電子ビーム生成条件下での550kV印加であるが、高電圧印加試験中にカソード電極から暗電流が突然発生するという新しい問題に直面している。この原因を、電子銃真空容器内の微細粉塵が、高電圧印加試験中の放電で帯電してカソード電極に付着し暗電流が発生すると推定した。電子銃真空容器内面の低電界化により暗電流問題の解決を図るべく、電極の改造に着手している。平成24年度10月には高エネルギー加速器研究機構で建設中のコンパクトERLに本電子銃を移設する予定であり、400keV以上でのビーム生成と大電流試験にも取り組みつつある。

論文

Development of a photoemission DC Gun at JAEA

西森 信行; 永井 良治; 松葉 俊哉; 羽島 良一; 山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 飯島 北斗*; 栗木 雅夫*; 桑原 真人*; et al.

Proceedings of 34th International Free Electron Laser Conference (FEL 2012) (Internet), p.161 - 164, 2012/08

The next generation light source such as X-ray FEL oscillator requires high brightness electron gun with megahertz repetition rate. We have developed a photoemission DC gun at JAEA. By employing a segmented insulator with rings which guard the ceramics from field emission, we successfully applied 500-kV on the ceramics with a center stem electrode for eight hours without any discharge in 2009. This high voltage testing was performed with a simple configuration without NEG pumps and electrodes. In 2011 we reached 526-kV with NEG pumps and electrodes, before suffering another field emission problem from the cathode electrode. The problem may be attributed to small dust inside our gun chamber. We found wiping the cathode electrode with a lint free tissue could remove the field emission site effectively. Noble gas conditioning is also planned to remove the emission site without air exposure of the gun chamber.

報告書

原子力緊急時支援・研修センターの活動(平成22年度)

片桐 裕実; 奥野 浩; 澤畑 正由; 池田 武司; 佐藤 宗平; 寺門 直也; 長倉 智啓; 中西 千佳; 福本 雅弘; 山本 一也; et al.

JAEA-Review 2011-037, 66 Pages, 2011/12

JAEA-Review-2011-037.pdf:4.52MB

日本原子力研究開発機構は、災害対策基本法及び武力攻撃事態対処法に基づき、「指定公共機関」に指定されており、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関して、日本原子力研究開発機構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、全国を視野に入れた専門家の派遣,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実践的な訓練・研修並びに原子力防災に関する調査研究を実施する。平成22年度においては、上記業務を実施したほか、平成23年3月11日の東日本大震災により発生した東京電力福島第一原子力発電所の事故に際し、指定公共機関としての支援活動を総力を挙げて行った。

論文

Behavior of environmental tritium at NIFS Toki Site of Japan

杉原 真司*; 田中 将裕*; 玉利 俊哉*; 嶋田 純*; 高橋 知之*; 百島 則幸*; 福谷 哲*; 安藤 麻里子; 佐久間 洋一*; 横山 須美*; et al.

Fusion Science and Technology, 60(4), p.1300 - 1303, 2011/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:87.73(Nuclear Science & Technology)

原子力施設に起因する環境中トリチウムの挙動を評価する技術の開発を目的として、核融合科学研究所周辺の河川,降水及び地下水中トリチウム濃度の変動を測定した。近年の環境中トリチウム濃度は核実験前のレベルまで低下しているため、固体高分子電解質を用いた電気分解で試料中トリチウムを濃縮し、低バックグラウンド液体シンチレーション測定を行った。降水中のトリチウム濃度は0.09$$sim$$0.78Bq/Lであり、夏と秋に低く冬と春に高い季節変動を示した。河川水と地下水はほぼ一定の値を示し、それぞれ0.34と0.24Bq/Lであった。トリチウム濃度と同時に河川水の電気伝導度と流量、水素及び酸素同位体比の測定を行った。これらのデータをもとにダイナミックモデルを開発し、トリチウムの挙動を解析した。

論文

500-kV光陰極DC電子銃の開発

西森 信行; 永井 良治; 羽島 良一; 山本 将博*; 宮島 司*; 本田 洋介*; 飯島 北斗*; 栗木 雅夫*; 桑原 真人*; 奥見 正治*; et al.

Proceedings of 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.20 - 23, 2011/08

次世代ERL放射光源の電子源に対する要求は、エミッタンス0.1$$sim$$1mm-mrad電流10$$sim$$100mAの高輝度大電流電子ビームの生成である。われわれは平成20年度より500kV光陰極DC電子銃の開発に着手し、21年度世界に先駆けて500kVのDC印加試験に成功した。高電圧印加試験に成功後、ビーム生成のために次の3つの技術課題に取り組んでいる。(1)カソード・アノード電極をインストールした状態での500kV高電圧印加、(2)ガリウム砒素光陰極の長寿命化のための1$$times$$10$$^{-9}$$Pa以下の極高真空の実現、(3)静的寿命の長いガリウム砒素光陰極の準備。(1)については、これまで466kVまでの高電圧印加に成功した。放電後、300kV前後でカソード電極から電界放出電子が発生するようになったため、原因を調査中である。(2)については、合計18,000l/sのNEGポンプ、200L/sのイオンポンプをインストールし、目標である6$$times$$10$$^{-10}$$Paの極高真空を実現した。(3)については、水素洗浄装置を導入することで、活性化前のガリウム砒素光陰極表面の清浄化に成功し、静的1/e寿命1000時間を達成した。下流ビームラインを接続して300kV,最大5.7microAのビーム生成にも成功している。上記開発の現状について報告する。

論文

中性子反射率法を用いた金属表面における添加剤吸着層の厚み及び密度測定とそのトライボロジー特性

平山 朋子*; 鳥居 誉司*; 小西 庸平*; 前田 成志*; 松岡 敬*; 井上 和子*; 日野 正裕*; 山崎 大; 武田 全康

日本機械学会論文集,C, 77(779), p.2884 - 2893, 2011/07

Thicknesses and densities of additive adsorbed layers on metal surfaces under lubrication were directly measured by neutron reflectometry. Two kinds of metal surfaces, iron and copper, on ultra-flat silicon blocks were prepared by physical vacuum deposition. After that, each target surface was analyzed by neutron reflectometer SUIREN in air, in base oil (poli-alpha-olefin) and in base oil with deuterated acids as additives. Fitting operation based on Parratt's theory showed that the thicknesses of additive adsorbed layer on the iron and copper surfaces were quite thin, only 1.5 - 2.0 nm. The friction coefficients of the metal surfaces, measured by a ball-on-disk friction tester, decreased considerably when the additive was added to the base oil. We concluded that the additive adsorbed layers on the metal surfaces considerably affected friction properties despite being only several nanometers thick.

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