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論文

Effect of rattling motion without cage structure on lattice thermal conductivity in LaOBiS$$_{2-x}$$Se$$_x$$

Lee, C. H.*; 西田 篤弘*; 長谷川 巧*; 西当 弘隆*; 國岡 春乃*; 河村 聖子; 中村 充孝; 中島 健次; 水口 佳一*

Applied Physics Letters, 112(2), p.023903_1 - 023903_4, 2018/01

 被引用回数:18 パーセンタイル:12.49(Physics, Applied)

LaOBiS$$_{2-x}$$Se$$_x$$の低エネルギーフォノンを中性子非弾性散乱によって調べた。主にBi原子の振動に関連すると思われる分散のないフラットなフォノンが、比較的低いエネルギー$$E = 6 sim 6.7$$meVに観測された。このフォノンは、S原子よりも原子質量の大きいSeをドープし格子が膨張することによってソフト化する。同時に、Seドープにより格子熱伝導率が減少する。これらの結果は、LaOBiS$$_{2-x}$$Se$$_x$$が籠状構造を持たないにもかかわらず、Bi原子のラットリングが籠状化合物のラットリングのようにフォノンを散乱しうるということを示唆しており、それが熱電特性を向上させるのに寄与していると考えられる。

論文

Feasibility study of technology for Pu solution monitoring including FP; Composition research of high active liquid waste and radiation measurement results on the surface of cell

松木 拓也; 舛井 健司; 関根 恵; 谷川 聖史; 安田 猛; 蔦木 浩一; 石山 港一; 西田 直樹; 堀籠 和志; 向 泰宣; et al.

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2016/07

東海再処理施設(TRP)では、高放射性廃液貯槽(HAW貯槽)で貯蔵している核分裂生成物(FP)を含んだ高放射性廃液(HALW)中に含まれるプルトニウム(Pu)量の監視を目的に新たな検出器の開発を2015年から2017年までの計画で進めている。これにより、HALW中のPu量をリアルタイムに監視することが可能となるため、国際原子力機関が長期課題として掲げている「より効果的・効率的な再処理施設の保障措置」に貢献することが可能となる。本計画の第1段階では、HALWから放出される放射線(中性子/$$gamma$$線)の強度及びエネルギーの調査として、HALWの$$gamma$$線スペクトル分析及びHAW貯槽が設置されているセル外壁での放射線測定を実施した。本論文では、検出器への適用の可能性のある$$^{238}$$Pu及び$$^{239}$$Pu由来の$$gamma$$線ピークの詳細及びセル外壁での放射線測定結果について報告する。

論文

Numerical study of plasma generation process and internal antenna heat loadings in J-PARC RF negative ion source

柴田 崇統*; 西田 健治朗*; 望月 慎太郎*; Mattei, S.*; Lettry, J.*; 畑山 明聖*; 上野 彰; 小栗 英知; 大越 清紀; 池上 清*; et al.

Review of Scientific Instruments, 87(2), p.02B128_1 - 02B128_3, 2016/02

BB2015-1473.pdf:4.28MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.85(Instruments & Instrumentation)

J-PARC高周波(RF)イオン源のアンテナコイル熱負荷とプラズマ熱流束の関係を明らかにするため、プラズマ輸送過程と電磁場分布を同時に解析する数値シミュレーションモデルを構築した。シミュレーションから、ロッドフィルターおよびカスプ磁石により、アンテナコイル近傍で、磁束密度の絶対値が30-120Gaussの値を取る領域が生じる。このような磁場中では、イオン源内の電子が磁化されるため、コイル近傍で電子密度増加が起こる。すると、水素分子・原子のイオン化が促進されるため、局在的にプラズマ密度が増加する。このとき、アンテナ電位が負の値を取ると、イオン化で生じた水素の正イオンがアンテナに向かって加速され、アンテナの特定部位に熱負荷が集中する結果が得られた。これより、フィルター、およびカスプ磁石の配置変更により、コイル近傍の磁場構造を改変することで、熱負荷が低減されることが指摘された。

論文

Effects of irradiation induced Cu clustering on vickers hardness and electrical resistivity of Fe-Cu model alloys

飛田 徹; 中川 将*; 武内 伴照; 鈴木 雅秀; 石川 法人; 知見 康弘; 齋藤 勇一; 曽根田 直樹*; 西田 憲二*; 石野 栞*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 452(1-3), p.241 - 247, 2014/09

 被引用回数:12 パーセンタイル:21.02(Materials Science, Multidisciplinary)

圧力容器鋼に含まれる不純物Cuの析出は、材料の照射脆化(照射硬化)の要因の一つである。本研究では、Fe-Cuモデル合金を用いて電子線照射試験を行い、機械的特性の指標となるビッカース硬さの増加と、材料内部の状態変化に敏感な電気抵抗率の低下を測定し、両者に良い相関があることを明らかにした。また、3DAPによる析出物の観察を行った結果、硬さの増加及び電気抵抗率の低下のメカニズムを析出物の体積分率を用いることで説明できることがわかった。これらのことから、電気抵抗率の測定により照射硬化を評価できる可能性が示唆された。

論文

Hardening induced by energetic electron beam for Cu-Ti alloys

植山 大地*; 千星 聡*; 齋藤 勇一; 石川 法人; 西田 憲二*; 曾根田 直樹*; 堀 史説*; 岩瀬 彰宏*

Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FC04_1 - 05FC04_5, 2014/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:82.21(Physics, Applied)

MeVエネルギー領域の荷電粒子ビーム照射による金属表面の改質に関する研究を行っている。これまでに、イオンビーム照射により熱時効した金属の表面の硬度が向上することを明らかにした。今回、電子線照射による表面硬度の変化を調べた。大きさが10$$times$$10$$times$$0.25mm$$^3$$のCu-Ti合金の試料について熱時効処理のみのものと、熱時効しながら試料を突き抜ける2MeVの電子ビーム照射(8.0$$times$$10$$^{17}$$/cm$$^2$$)したものの表面硬度を比較した。その結果、熱時効処理だけの試料に比べて、電子ビーム照射したものは表面及び裏面とも4倍程度の高度の向上が得られた。これにより、電子線照射は金属試料全体の硬度向上に有用な手段であることを明らかにした。

論文

Hardness modification of aluminum-alloys by means of energetic ion irradiation and subsequent thermal aging

光田 智昭*; 小林 一平*; 小杉 晋也*; 藤田 直樹*; 齋藤 勇一; 堀 史説*; 千星 聡*; 金野 泰幸*; 西田 憲二*; 曽根田 直樹*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 272, p.49 - 52, 2012/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.25(Instruments & Instrumentation)

So far, we have found that the hardness of Al-Cu-Mg alloy (JIS2017, Duralumin) increases by energetic heavy ion irradiation at room temperature. Observations by using the three-dimensional atom probe (3DAP) have revealed that nano-meter sized precipitates are homogeneously distributed in the irradiated specimens, which are produced through the irradiation enhanced diffusion of solute atoms. The small precipitates contribute to the increase in hardness. In this report, we show the results for the hardness modification of Al-Cu-Mg alloy by the combination of energetic ion irradiation and thermal aging treatment. The hardness of the specimens pre-irradiated and thermally aged at 423 K is much larger than that without the pre-irradiation. The present result indicates that the combination of energetic ion irradiation and subsequent thermal aging can be used as an effective tool for the hardness modification of Al-Cu-Mg alloy.

論文

Hardening of Al-Cu-Mg alloy by energetic ion irradiation

光田 智昭*; 小林 一平*; 小杉 晋也*; 藤田 直樹*; 齋藤 勇一; 堀 史説*; 千星 聡*; 金野 泰幸*; 西田 憲二*; 曽根田 直樹*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 408(2), p.201 - 204, 2011/01

 被引用回数:10 パーセンタイル:31.54(Materials Science, Multidisciplinary)

We irradiated Al-Cu-Mg alloy with 10 MeV iodine ions at room temperature and measured the surface microhardness. We analyzed the microstructure using a three-dimensional atom probe. Irradiation for 3.5 h led to an increase in hardness comparable to that obtained after 4 days of aging at 423 K. Precipitates of about 2.9 nm in diameter were distributed homogeneously over the irradiated region. The nanometer-sized precipitates produced by the irradiation caused a remarkable increase in hardness.

論文

Growth and characterization of bismuth magnesium titanate Bi(Mg$$_{1/2}$$Ti$$_{1/2}$$)0$$_3$$

米田 安宏; 齋藤 寛之; 吉井 賢資; 西田 貴司*; 早川 弘毅*; 池田 直*

Key Engineering Materials, 421-422, p.30 - 33, 2010/00

高温高圧合成によってBi(Mg$$_{1/2}$$Ti$$_{1/2}$$)O$$_3$$を作製した。常圧合成ではBi$$_2$$O$$_3$$, Ti$$_2$$O$$_3$$とMgOの混合粉体を固相反応法によって焼結してもペロブスカイト構造のサンプルは得られない。常圧合成では層状ビスマス化合物の方が安定だからである。高圧合成によって得られたBi(Mg$$_{1/2}$$Ti$$_{1/2}$$)O$$_3$$は若干の不純物が存在するもののrhombohedral構造を示していた。不純物の影響でleakyなD-Eループしか得ることができなかったが、今後、純度が向上すれば非鉛圧電体の有力なエンドメンバーとなることが期待できる。

論文

Electroplating of the superconductive boride MgB$$_{2}$$ from molten salts

阿部 英樹*; 吉井 賢資; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.406 - 409, 2005/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:64.17(Chemistry, Multidisciplinary)

ホウ素系超伝導体MgB$$_{2}$$の膜を、グラファイト基板の上に電気化学的にめっきする新しい方法について報告する。塩化マグネシウムなどのハロゲン化物などの混合物をアルゴン雰囲気下数百度で加熱して溶融状態にしたものに電気分解することにより、グラファイト電極基板上にMgB$$_{2}$$膜がめっきされることを発見した。電気伝導度及び磁化測定から、めっき膜が36K以下で超伝導状態であることがわかった。また、この方法の応用上の利点についても解説する。

論文

Electroplating of the superconductive boride MgB$$_{2}$$ from molten salts

阿部 英樹*; 吉井 賢資; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(1), p.406 - 409, 2005/01

ホウ物超伝導体MgB$$_{2}$$膜の電気めっき法による作製について報告する。MgCl$$_{2}$$などからなる混合溶融塩を原材料に使用し、アルゴン雰囲気下600$$^{circ}$$Cでこの溶融塩を電気分解することにより、10ミクロンオーダーの厚みを持ったMgB$$_{2}$$膜を作製することができた。本手法では、基板材料にはグラファイトを使用するが、平坦な基板のみならず曲がった基板の上にも膜を作製できることが特徴である。また、電気抵抗測定及び磁化測定から、作成した試料が36Kに超伝導転移を示すことが観測された。

論文

Superconducting properties of MgB$$_{2}$$ films electroplated to stainless steel substrates

阿部 英樹*; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*; 吉井 賢資

Applied Physics Letters, 85(25), p.6197 - 6199, 2004/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:46.17(Physics, Applied)

MgCl$$_{2}$$, NaCl, KCl, MgB$$_{2}$$O$$_{4}$$からなる混合溶融塩に微量のCuCl$$_{2}$$を添加したところ、ステンレス基板上にホウ化物超伝導体MgB$$_{2}$$膜を電気化学的手法によって作製できることを発見した。顕微鏡観察から、薄いCu層がステンレスとMgB$$_{2}$$膜を結合させる役割をしていることが示唆された。また、低温における電気伝導測定から、臨界磁場28T,不可逆磁場13T、及び臨界電流25000A/cm$$^{2}$$の超伝導パラメータが得られた。この結果は、本手法で作製した膜が良好な超伝導特性を有することを示す。さらに、本手法の有する簡便安価性を考え合わせると、本手法はpowder-in-tube法のような従来型の膜作製法に比べ、応用に有利と結論した。

論文

Superconductivity of M$$_{I}$$(M$$_{II}$$$$_{0.5}$$,Si$$_{0.5}$$)$$_{2}$$ (M$$_{I}$$=Sr and Ba, M$$_{II}$$=Al and Ga), ternary silicides with the AlB$$_{2}$$-type structure

今井 基晴*; 西田 憲二*; 木村 隆*; 北澤 英明*; 阿部 英樹*; 鬼頭 聖*; 吉井 賢資

Physica C, 382(4), p.361 - 366, 2002/11

 被引用回数:56 パーセンタイル:10.6(Physics, Applied)

三元系シリコン化合物M$$_{I}$$(M$$_{II}$$$$_{0.5}$$,Si$$_{0.5}$$)$$_{2}$$ (M$$_{I}$$=Sr及びBa, M$$_{II}$$=Al及びGa)をアーク溶解法で合成した。X線回折からは、これらがAlB$$_{2}$$型の結晶構造を持っていることがわかった。電気伝導及び磁化測定からは、Sr(Al$$_{0.5}$$,Si$$_{0.5}$$)$$_{2}$$が4.2Kで超伝導転移を示すが、Ba(Al$$_{0.5}$$,Si$$_{0.5}$$)$$_{2}$$は2Kより上の温度で超伝導を示さないことがわかった。また、Sr(Ga$$_{0.5}$$,Si$$_{0.5}$$)$$_{2}$$とBa(Ga$$_{0.5}$$,Si$$_{0.5}$$)$$_{2}$$もそれぞれ5.1Kと3.3K以下の温度で超伝導になることがわかった。

口頭

Bi(Mg$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_3$$の高圧合成

米田 安宏; 西田 貴司*; 齋藤 寛之; 吉井 賢資

no journal, , 

反強誘電体はそれ自身だけでは大した電気的な特性はないが、他の強誘電体と組合せることによって、非常に有用な強誘電体となりうる。Bi(Mg$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_3$$はビスマスペロブスカイトの一つで、常圧では合成が困難であるが、高温高圧合成によって合成できることがKhalyavinらによって報告された。Khalyavinらによると、回収されたBi(Mg$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_3$$は結晶構造がPnnmのorthorhombic構造で、反強誘電的なサブラティス構造であることから、反強誘電体であるとされている。われわれも同様の方法でBi(Mg$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_3$$を高温高圧合成したところ、室温でrhombohedral構造となるサンプルを回収することができた。このサンプルのP-Eヒステリシスループを測定したところ、図1に示すように強誘電的なヒステリシスを十分示唆する結果が得られた。合成条件を変えるとKhalyavinらの報告と同様にorthorhombic構造のBi(Mg$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_3$$が得られることから、これらの異なる構造の原因を明らかにするためにX線回折実験を行ったところ、常圧での安定相はorthorhombic構造で、準安定相のrhombohedral構造は高圧で安定相であることがわかった。

口頭

放射性物質取扱に関する現場分析技術の習得

真崎 祐次*; 宮内 啓成*; 田口 茂郎; 堀籠 和志; 石橋 篤; 山本 昌彦; 舛井 健司; 西田 直樹; 久野 剛彦; 駿河谷 直樹

no journal, , 

再処理施設技術開発センターでは、放射線の取扱いに対し長年の経験を有しており、機構外の要求に応え放射性核物質取扱に関する現場分析技術の習得を目指した支援を行っている。本発表では放射性物質取扱に関する分析技術を紹介すると共に、その習得に向けた近年の成果について述べる。

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