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論文

Abnormally enhanced diamagnetism in Al-Zn-Mg alloys

西村 克彦*; 松田 健二*; Lee, S.*; 布村 紀男*; 島野 寛基*; Bendo, A.*; 渡邊 克己*; 土屋 大樹*; 並木 孝洋*; 戸田 裕之*; et al.

Journal of Alloys and Compounds, 774, p.405 - 409, 2019/02

 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

Temperature and time dependences of magnetization of Al-1.0%Zn-4.2%Mg, Al-2.6%Zn-3.2%Mg, Al-4.1%Zn-1.1%Mg, and Al-5%Zn (at.%) alloys were measured in the range between 10 and 310 K after various periods of natural aging and peak-aged heat treatments. Enhanced diamagnetic contributions on the magnetization were observed for the as-quenched Al-Zn-Mg alloys for the first time. The enhanced diamagnetism observed in Al-2.6%Zn-3.2%Mg and Al-4.1%Zn-1.1%Mg were found to largely alter in natural aging, while that of Al-1.0%Zn-4.2%Mg little changed. After peak-aged heat treatments, the diamagnetism of Al-Zn-Mg was largely reduced. The binary Al-5%Zn showed neither enhanced diamagnetism nor natural aging effect on the magnetization. Isothermal time variations of magnetization of Al-Zn-Mg alloys at 300 K were found to be related with solute-vacancy clustering.

論文

水素分配制御によるアルミニウム合金の力学特性最適化

戸田 裕之*; 山口 正剛; 松田 健二*; 清水 一行*; 平山 恭介*; Su, H.*; 藤原 比呂*; 海老原 健一; 板倉 充洋; 都留 智仁; et al.

鉄と鋼, 105(2), p.240 - 253, 2019/02

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

本レビューでは、高強度アルミニウム合金の水素脆化に関する研究活動、特に様々なトラップサイトでの水素トラップとそれによる水素脆化への影響に焦点を当てて報告する。高亜鉛濃度Al-Zn-Mg合金において、高分解能TEM法による析出物のナノ構造及び界面構造の分析や、高分解能X線マイクロトモグラフィー技術による詳細な破壊マイクロメカニズムとマイクロ構造-破壊特性関係の調査がなされ、さらに、ごく最近実現された超高分解能X線顕微鏡により特徴的な局部的変形、亀裂の発生・成長が観察されている。また、第一原理シミュレーションによる数々の水素トラップサイトのトラップエネルギー導出を元に、変形・破壊中の水素再分配が解析された。水素の再分配と3つの異なるミクロ機構による水素脆化との間の関係を論じ、水素脆化が起こるための現実的な条件を説明する。

論文

Microstructure evolution in a hydrogen charged and aged Al-Zn-Mg alloy

Bendo, A.*; 松田 健二*; Lee, S.*; 西村 克彦*; 戸田 裕之*; 清水 一行*; 都留 智仁; 山口 正剛

Materialia, 3, p.50 - 56, 2018/11

Microstructure evolution of alloy with composition Al-3.4Zn-1.9 Mg (at. %) was tracked using high resolution imaging and electron diffraction during ageing at 120 C after being initially natural aged for 4 days. Hydrogen was charged in microstructure by cutting samples in Electrical Discharge Machine immediately after being quenched from solid solution temperature. Transmission Electron Microscope observations revealed a higher presence of high aspect ratio GPII-zones in microstructure of hydrogen charged and aged samples. Correlation was made with previously reported hydrogen effect into vacancy formation.

論文

Element specific electronic states and spin-flip-like behavior of Ce in (Ce$$_{0.2}$$Gd$$_{0.8}$$)Ni composed of heavy fermion CeNi and ferri-magnet GdNi through XMCD method

矢野 一雄*; 岡根 哲夫; 竹田 幸治; 山上 浩志; 藤森 淳; 西村 克彦*; 佐藤 清雄*

Physica B; Condensed Matter, 515, p.118 - 125, 2017/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.49(Physics, Condensed Matter)

CeNi, GdNi、並びにCe$$_{0.2}$$Gd$$_{0.8}$$Niについて、構成元素の電子状態を軟X線吸収磁気円二色性(XMCD)測定により調べた。実験の結果、この系では、Gd 4f電子だけでなく、NI 3d電子並びにCe 4f電子も磁性も有しており、NI並びにCeの磁気モーメントはGdの磁気モーメントとは反平行にカップリングしていることがわかった。Ceの磁気モーメントは、いったん飽和した後、2T以上の磁場領域で減少していくが、これはスピンフリップ挙動と考えられる。サムルール解析からは、Gd 4f電子とNi 3d電子に小さい軌道磁気モーメントが残っていることが示唆された。

論文

X-ray magnetic circular dichroism study of Ce$$_{0.5}$$Gd$$_{0.5}$$Ni

岡根 哲夫; 竹田 幸治; 矢野 一雄*; 藤森 淳; 山上 浩志; 西村 克彦*; 石川 義和*; 佐藤 清雄*

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.011028_1 - 011028_6, 2014/06

(Ce$$_{x}$$Gd$$_{1-x}$$)Ni is an interesting material to study the magnetic properties of Ce 4$$f$$ electrons under the strong influence of other magnetic elements. Previous soft X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) study of Ce$$_{0.2}$$Gd$$_{0.8}$$Ni at the Gd $$M_{4,5}$$, Ni $$L_{2,3}$$, and Ce $$M_{4,5}$$ absorption edges has revealed that, while the Gd 4$$f$$ and Ni 3$$d$$ magnetic moments show a saturation at around 2 T, the Ce 4$$f$$ magnetic moment takes a maximum at around 2 T and then shows a linear decrease with magnetic, which can be interpreted as a spin flip behavior. Present study provides the results of similar XMCD study for Ce$$_{0.5}$$Gd$$_{0.5}$$Ni to investigate the stoichiometry dependence of the magnetic properties of Gd 4$$f$$, Ni 3$$d$$, and Ce 4$$f$$ electrons, especially focusing on the spin flip behavior of Ce 4$$f$$ electrons.

論文

Evaluation of bending strain dependence of critical current of Nb$$_{3}$$Al conductor for coils with react-and-wind method

木津 要; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 安藤 俊就*; 菱沼 良光*; 小泉 徳潔; 松川 誠; 三浦 友史*; 西村 新*; 奥野 清; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1493 - 1499, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.08(Nuclear Science & Technology)

大型超伝導コイルでは、大きな電磁力が発生するので、電磁力支持,電気絶縁の観点から、超伝導素線を数百本撚り合わせたケーブルを、金属製の鞘(コンジット)に納めたケーブル・イン・コンジット(CIC)型の超伝導導体を使用している。CIC型導体では冷却によるコンジットとケーブルとの熱収縮差に起因する熱歪,導体の曲げによる曲げ歪の影響が問題となる。しかしながら、超伝導コイルでは熱歪や曲げ歪を変化させることはできないので、コイル試験では、超伝導工学上重要な、臨界電流値と熱歪・曲げ歪の関係を幅広い領域で評価することは困難であった。そこで、本研究では、液体ヘリウムにより冷却されたCIC導体サンプルに、クライオスタット外部からシャフトを介してねじりを加えることを可能にする試験装置を開発した。この新しい試験装置に、ねじりばね状のNb$$_{3}$$Al CIC導体サンプルを取り付け、ねじることにより、サンプルに引張り・圧縮歪、及び曲げ歪を連続的に印加し、臨界電流と歪の関係を測定することに成功した。また、本研究の結果より、CIC型導体中の撚り線の歪緩和機構が存在することが明らかとなった。

論文

Overview of national centralized tokamak program; Mission, design and strategy to contribute ITER and DEMO

二宮 博正; 秋場 真人; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井上 信幸; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 49, p.S428 - S432, 2006/12

現在検討が進められているJT-60のコイルを超伝導コイルに置き換える計画(トカマク国内重点化装置計画)の概要について述べる。本計画はITER及び原型炉への貢献を目指しているが、その位置づけ,目的,物理設計及び装置設計の概要,今後の計画等について示す。物理設計については、特に高い規格化ベータ値を実現するためのアスペクト比,形状因子及び臨界条件クラスのプラズマや完全非誘導電流駆動のパラメータ領域等について、装置については物理設計と整合した設計の概要について示す。

論文

Effects of tensile and compressive strain on critical currents of Nb$$_{3}$$Al strand and cable-in-conduit conductor

木津 要; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 安藤 俊就*; 菱沼 良光*; 小泉 徳潔; 松川 誠; 三浦 友史*; 西村 新*; 奥野 清; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.872 - 875, 2006/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:86.46(Engineering, Electrical & Electronic)

Nb$$_{3}$$Al素線の臨界電流値(Ic)は歪みにより減少する。ケーブル・イン・コンジット導体(CICC)中の素線には熱歪みと曲げ歪みが加わる。しかしながら、JT-60定常高ベータ化計画のR&Dにおいてリアクト・アンド・ワインド法によって製作されたNb$$_{3}$$Al-D型コイルにおいては、0.4%の曲げ歪みが印加されてもIcは減少しないことが見いだされている。これは、素線の曲げ歪みがケーブル効果により緩和したことを示唆している。CICCのIcに対する曲げの効果を評価するためには、素線に対する引張り・圧縮歪みの効果と、CICC中の素線の歪み緩和効果を調査する必要がある。そこで本研究では、素線及びCICCサンプルに引張り・圧縮歪みを印加できる装置を開発した。サンプルはベリリウム銅製のねじりコイルばね形状のサンプルホルダー表面に取り付けられ、ホルダーをねじることで歪みが印加される。CICCサンプルを取り付け可能とするために82mm径のサンプルホルダーを製作した。Nb$$_{3}$$Al素線サンプルのIcを外部磁場6$$sim$$12T,歪み-0.86%$$sim$$+0.18%の範囲で測定することに成功した。外部磁場11T,歪み-0.86%でのIcは歪み0%の65%に減少することが見いだされた。

論文

Overview of the national centralized tokamak programme

菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.

Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:51.44(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。

論文

Engineering design and control scenario for steady-state high-beta operation in national centralized tokamak

土屋 勝彦; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; et al.

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1599 - 1605, 2006/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.21(Nuclear Science & Technology)

JT-60定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)は、経済的な核融合炉の実現を目指した定常高ベータプラズマ運転の実証が重要なミッションの一つである。現在、プラズマ形状及びアスペクト比について広いパラメータ領域で研究を行えるように、装置の物理的・技術的設計検討を進めている。本装置の目標とする高ベータプラズマは、自由境界MHD安定性限界を超えた領域にあるため、電子サイクロトロン加熱による新古典テアリングモードの抑制に加えて、安定化板及び容器内コイルを用いた壁不安定性モードの抑制など、さまざまなMHD不安定性の制御手法を駆使する必要がある。それらを踏まえて、今回は、高ベータと臨界条件クラスのプラズマを同時に達成できるプラズマパラメータの解析評価、及び自由境界MHD安定性限界を超えた高ベータプラズマの非誘導電流駆動制御シナリオの検討結果について報告する。また、広いパラメータ領域で定常高ベータプラズマ運転を実現させるための装置設計の現状に関して、超伝導コイル及び放射線遮へい材を中心に報告する。

論文

Design study of national centralized tokamak facility for the demonstration of steady state high-$$beta$$ plasma operation

玉井 広史; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤田 隆明; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; 細金 延幸; 市村 真*; et al.

Nuclear Fusion, 45(12), p.1676 - 1683, 2005/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:47.76(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置の設計研究をまとめた。装置の設計は、プラズマのアスペクト比と形状制御性に関して自由度を広く確保できることが求められている。これは、ITERと平行して研究を進めるとともに、定常高ベータプラズマ運転についての科学的なデータベースをDEMOへ提供する観点から重要である。この目標に合致するように、プラズマのアスペクト比と形状の自由度の確保について、これまで比較的困難であったダイバータ排気性能との両立が図られるように装置設計を行った。この装置設計に基づいて、閉じ込め,安定性,電流駆動,ダイバータプラズマ等の物理性能を評価し、主目的である定常高ベータプラズマを実現するための制御方法を検討した。

報告書

ガラス固化体からの放射線量に関する検討

若杉 圭一郎; 宮原 要; 牧野 仁史; 石黒 勝彦; 澤村 英範*; 根山 敦史*; 西村 和哉*

JNC-TN8400 2003-022, 84 Pages, 2003/11

JNC-TN8400-2003-022.pdf:9.58MB

本検討では,第2次取りまとめのレファレンスケースで設定したガラス固化体と同様の仕様を想定したガラス固化体を対象に、キャニスタおよびオーバーパックによる遮へいの効果を考慮して、ガラス固化体からの放射線量を定量的に把握した。さらに,ガラス固化体からの放射線量の特徴を遮へいの観点から把握することを目的として,管理区域の基準値までガラス固化体からの放射線量を減衰させるために必要なコンクリート壁の厚さを評価した。

口頭

Nb$$_{3}$$Al素線とケーブル・イン・コンジット導体の臨界電流に対する引張り・圧縮歪みの影響

木津 要; 安藤 俊就*; 奥野 清; 小泉 徳潔; 島田 勝弘; 妹尾 和威*; 高畑 一也*; 玉井 広史; 土屋 勝彦; 西村 新*; et al.

no journal, , 

トカマク国内重点化装置トロイダル磁場コイルの候補線材であるニオブアルミ(Nb$$_{3}$$Al)素線とケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の引張り・圧縮歪みによる臨界電流(Ic)の変化を測定することを目的に、コイルばね状に成形したベリリウム銅製サンプルホルダー,ホルダーの外表面に取り付けられる超伝導サンプル、及びこれらのサンプルに低温中で連続的に異なる歪みを印加し、Ic特性を取得できる新たな実験装置を製作した。サンプルは、サンプルホルダーの外表面にNb$$_{3}$$Al素線を取り付けたもの(素線サンプル)と、Nb$$_{3}$$Al素線2本,銅線1本をステンレス鋼製のコンジットに入れたCIC導体をサンプルホルダーに取り付けたもの(CICサンプル)を製作した。これより素線サンプルは-0.88%$$sim$$+0.15%の、CICサンプルは-0.91%$$sim$$+0.26%の歪み領域のIcの測定に成功し、Nb$$_{3}$$Alの歪みによるIcの減少がニオブスズより小さいことを確認した。また、素線サンプルとCICサンプルの臨界電流密度(Jc)の比較よりCICサンプルの歪みによるJcの減少は素線サンプルより緩やかであるという結果が得られた。これはCIC導体中の素線の歪みの緩和を示唆しており、導体中の素線が撚られていることに起因すると推察される。

口頭

スプリング法で測定したNb$$_{3}$$Al CIC導体の臨界電流密度の歪依存性

木津 要; 安藤 俊就*; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 松川 誠; 玉井 広史; 小泉 徳潔; 奥野 清; 西村 新*; 菱沼 良光*; et al.

no journal, , 

Nb$$_{3}$$Alケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の臨界電流値(Jc)の曲歪による影響に関する研究の一環として、スプリング法によるCIC導体に歪印加する装置を製作し、2本のNb$$_{3}$$Al素線と1本の純銅線の3本線からなるNb$$_{3}$$Al CIC導体サンプルについて臨界電流値と歪の関係について測定を行った。その結果、Nb$$_{3}$$Al CIC導体は、Nb$$_{3}$$Al素線より歪に対してJcの低下が小さいことが確認された。本結果はコイルの設計付近の-0.7%歪みにおいてのJcが0.2%程度ずれた値に相当することを示している。

口頭

Nb$$_{3}$$Al CIC導体のIcの曲歪み依存性

木津 要; 安藤 俊就*; 土屋 勝彦; 島田 勝弘; 松川 誠; 玉井 広史; 小泉 徳潔; 奥野 清; 西村 新*; 菱沼 良光*; et al.

no journal, , 

Nb$$_{3}$$Alケーブル・イン・コンジット(CIC)導体の臨界電流値(Ic)の曲歪による影響に関する研究を核融合科学研究所のLHD計画共同研究の支援を得て行っている。すなわち、スプリング法によるCIC導体のIcの曲げ歪み効果を、0から約0.6%まで4.2Kの温度で連続的に測定できる装置を製作し、今回実験を行って、貴重なデータを得た。本報では、導体を剛体と仮定して、導体内の磁場分布,歪み分布を考慮したIc計算を試み、実験結果との比較検討を行った結果を報告する。実験結果では、9, 10, 11Tのいずれの外部磁場でも約0.6%の歪みまでほとんどIcは曲歪みによる影響がなかったが、計算では0.5%の曲歪みにおいて、9Tで約20%、11Tで約30%のIcの低下が見られ、実験結果と大きな違いがみられた。そこで、曲歪みの中心軸が導体の中心からずれた場合について計算を行った。実験結果と最も一致する計算値は導体の曲げ加工する内側方向に3.5mm中心軸がずれた場合である。しかし、このズレ値が正しいかの判断は0.6%以上での実験結果での検証が必要である。以上のように実験結果は予想される計算結果より曲加工に影響されないことが明らかになった。

口頭

Ce$$_{x}$$Gd$$_{1-x}$$Niの軟X線吸収磁気円二色性測定

岡根 哲夫; 矢野 一雄*; 山上 浩志; 藤森 淳; 西村 克彦*; 石川 義和*; 佐藤 清雄*

no journal, , 

希土類金属-遷移金属合金における元素ごとの磁性の振る舞いを分離して観測することは、この合金系においてどのような元素組成の組合せにおいてどのような磁性が発現するかを予測するうえで重要な知見となる。GdNiではGd 4f電子とNi 3d電子による磁性が反平行にカップリングしているが、このGdサイトをCeに置換したCe$$_{x}$$Gd$$_{1-x}$$Ni混晶化合物においては顕著な磁化の減少が生じ、最終的に常磁性基底状態を持つCeNiに帰着する。Gd 4f電子とNi 3d電子の磁気モーメントがCe置換によりどのような影響を受けるか、混晶内でCeの4f電子はどのような磁性状態を持っているのかを理解するため、Ce$$_{0.2}$$Gd$$_{0.8}$$Ni単結晶試料に対するGd $$M_{4,5}$$吸収端, Ce $$M_{4,5}$$吸収端, Ni $$L_{2,3}$$吸収端におけるXMCD測定実験を行った。実験の結果、Ce 4f電子がGd 4f電子と反平行な磁気モーメントを持ち、その強度がいったん極大値に達した後に磁場の増大とともに減少するという興味深い振る舞いを示すことを明らかにした。

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