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論文

Magnetic structures and quadratic magnetoelectric effect in LiNiPO$$_{4}$$ beyond 30 T

Fogh, E.*; 木原 工*; Toft-Petersen, R.*; Bartkowiak, M.*; 鳴海 康雄*; Prokhnenko, O.*; 三宅 厚志*; 徳永 将史*; 及川 健一; S${o}$rensen, M. K.*; et al.

Physical Review B, 101(2), p.024403_1 - 024403_12, 2020/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:14.76(Materials Science, Multidisciplinary)

Neutron diffraction with static and pulsed magnetic fields is used to directly probe the magnetic structures in LiNiPO$$_{4}$$ up to 25 T and 42 T, respectively. By combining these results with magnetometry and electric polarization measurements under pulsed fields, the magnetic and magnetoelectric phases are investigated up to 56 T applied along the easy $$c$$ axis. In addition to the already known transitions at lower fields, three new ones are reported at 37.6, 39.4, and 54 T. Ordering vectors are identified with Q$$_{rm VI}$$ = (0, $$frac{1}{3}$$, 0) in the interval 37.6 - 39.4 T and Q$$_{rm VII}$$ = (0, 0, 0) in the interval 39.4 - 54 T. A quadratic magnetoelectric effect is discovered in the Q$$_{rm VII}$$= (0, 0, 0) phase and the field dependence of the induced electric polarization is described using a simple mean-field model. The observed magnetic structure and magnetoelectric tensor elements point to a change in the lattice symmetry in this phase. We speculate on the possible physical mechanism responsible for the magnetoelectric effect in LiNiPO$$_{4}$$.

論文

Pulsed magnet system at MLF in J-PARC

渡辺 真朗; 野尻 浩之*

Journal of Neutron Research, 21(1-2), p.39 - 45, 2019/05

磁場は物質中の電子のスピンと軌道運動に直接作用し、強磁場中では、興味深い量子現象と相転移が発現する。そのため、近年、中性子散乱実験用の強磁場実験装置が急速に開発されてきている。例えば、既に17Tまでの超伝導DC磁石が中性子散乱実験のために開発されている。MLFでは、試料環境(SE)チームがSE装置として7Tまでの超伝導DC磁石を運用しているが、一部のユーザーから、より高い磁場環境が要求されている。しかし、20T以上を発生させるには、超伝導技術の摘要は困難で、大スペースを必要とする大型システムの構築が要求されるが、コスト、スペースの観点で非現実的である。そこでMLFでは、強磁場環境SE機器として、小エネルギー・小型化が可能なパルス磁場方式を採用することを決定し、開発を進めてきた。本発表では、開発した30Tのコンパクトで可動式のパルスマグネットシステムについて報告する。

論文

Development of compact high field pulsed magnet system for new sample environment equipment at MLF in J-PARC

渡辺 真朗; 野尻 浩之*; 伊藤 晋一*; 河村 聖子; 木原 工*; 益田 隆嗣*; 佐原 拓郎*; 左右田 稔*; 高橋 竜太

JPS Conference Proceedings (Internet), 25, p.011024_1 - 011024_5, 2019/03

近年、中性子や放射光をプローブとした数10T以上の強磁場下で行う実験・研究への要望が増えてきている。強磁場装置を用いた中性子散乱実験は、例えば、磁場誘起超伝導体などにおける強磁場中磁気相関の研究やマルチフェロイック物質などの新しい凝縮系の研究などが挙げられる。J-PARC MLFでは、強磁場パルスマグネットシステムの開発をおこなった。一般的に数10テスラ以上の強磁場装置は大規模になるが、開発する装置はMLFの既存のビームラインに対して設置可能な小型な装置でなければならない。そこで数ミリ秒程度磁場を発生させるパルスマグネットシステムを開発した。パルス磁場にすることで、強磁場を達成しつつエネルギー・パワーを抑えることで装置の小型化が可能である。30テスラを発生可能なパルスマグネットシステムを実現するためには、高電圧・大電流パルス電源および、強磁場に耐えられるコイルと試料スティックが必要である。本発表では、開発したパルスマグネットシステムの詳細およびMLFビームライン(HRC)にて行なった中性子ビーム利用実験でのパルスマグネットシステムの状況について報告する。

報告書

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月$$sim$$平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

報告書

高温工学試験研究炉(HTTR)の安全性実証試験; 炉心冷却喪失コールド試験

篠原 正憲; 柳 俊樹; 栃尾 大輔; 島崎 洋祐; 野尻 直喜; 大和田 博之; 佐藤 直; 佐川 浩; 梅田 政幸

JAEA-Technology 2011-029, 39 Pages, 2011/12

JAEA-Technology-2011-029.pdf:3.03MB

原子力機構では、高温ガス炉技術の高度化の一環として、高温ガス炉固有の安全性を実証するために、高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた安全性実証試験を計画・実施している。炉心冷却喪失コールド試験は、試験手順やプラント挙動を確認する目的で安全性実証試験前に実施した。試験は、核熱を伴わない状態で段階的に実施し、1次加圧水冷却器用ヘリウム循環機の入熱のみにより、原子炉圧力容器温度を120$$^{circ}$$C程度に保持し、炉容器冷却設備の1系統又は2系統を停止させる試験(Phase1)、1次加圧水冷却器用ヘリウム循環機3台を停止させて炉容器冷却設備の1系統を停止させる試験(Phase2)を実施した。本試験により試験手順の確認を行うとともに、解析に必要なデータを得ることができ、2次元水平断面モデルによる温度解析は、実測値をほぼ再現することができた。

論文

Resonant magnetic X-ray diffraction study on the successive metamagnetic transitions of TbB$$_4$$ up to 30T

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 奥山 大輔*; 村上 洋一*

Journal of Physics; Conference Series, 211, p.012010_1 - 012010_6, 2010/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:20.62

Quite recently, successive metamagnetic transitions between 16T and 28T were reported on the rare-earth tetraboride TbB$$_4$$. Considerable attentions have been attracted on this peculiar bahavior. Recently, X-ray diffraction experiments under pulsed high magnetic field have been developed at several places. In order to examine the magnetic structures at high magnetic fields, we applied this technique to TbB$$_4$$. Small magnetic X-ray scattering cross section was overcome by utilizing resonance enhancement. The obtained field, polarization, and scattering angle dependence of magnetic reflections indicates that magnetic moments perpendicular to the magnetic field exist in the high-field plateau phases. This result is inconsistent with normalfractional magnetization plateau phases that posses only magnetic moments parallel or antiparallel to the field. In order to resolve this discrepancy, we propose magnetic structures that consist of Ising spins and XY spins.

論文

Universal magnetic structure of the half-magnetization phase in Cr-based spinels

松田 雅昌; 大山 研司*; 吉居 俊輔*; 野尻 浩之*; Frings, P.*; Duc, F.*; Vignolle, B.*; Rikken, G. L. J. A.*; Regnault, L.-P.*; Lee, S.-H.*; et al.

Physical Review Letters, 104(4), p.047201_1 - 047201_4, 2010/01

 被引用回数:23 パーセンタイル:23.08(Physics, Multidisciplinary)

Using an elastic neutron scattering technique under a pulsed magnetic field up to 30 T, we determined the magnetic structure in the half-magnetization plateau phase in the spinel CdCr$$_2$$O$$_4$$. The magnetic structure has a cubic $$P$$4$$_3$$32 symmetry, which is the same as that observed in HgCr$$_2$$O$$_4$$. This suggests that despite their different zero-field ground states a universal field induced spin-lattice coupling mechanism is at work in the Cr-based spinels.

論文

Instability of magnons in two-dimensional antiferromagnets at high magnetic fields

益田 隆嗣*; 北岡 修司*; 高見澤 聡*; 目時 直人; 金子 耕士; Rule, K. C.*; Kiefer, K.*; 真中 浩*; 野尻 浩之*

Physical Review B, 81(10), p.100402_1 - 100402_4, 2010/00

 被引用回数:34 パーセンタイル:19.37(Materials Science, Multidisciplinary)

正方格子ハイゼンベルグ反強磁性体Ba$$_2$$MnGe$$_2$$O$$_7$$のスピンダイナミクスを、バルク測定,中性子回折、及び非弾性中性子散乱組合せて研究した。容易面を伴う反強磁性秩序が$$T$$$$leq$$4.0Kで観察された。交換相互作用は$$J_1$$=27.8(3)$$mu$$eV及び$$J_2$$=1.0(1)$$mu$$eVで、スピンフロップの臨界磁場は9.75Tと見積もられた。三軸分光器を用いた高分解能磁気励起測定により、磁場下でマグノン励起の不安定性が0.7$$H$$$$_{rm C}$$ $$_sim^{<}$$ $$H$$ $$_sim^{<}$$ 0.85$$H$$$$_{rm C}$$の範囲で観察された。

論文

XMCD spectroscopy on valence fluctuating and heavy fermion compounds in very high magnetic fields up to 40 T

松田 康弘*; Her, J. L.*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; Ouyang, Z. W.*; 岡田 郷子*; 野尻 浩之*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*; 吉村 一良*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 190, p.012019_1 - 012019_6, 2009/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:12.56

$$L$$-edge X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) and X-ray absorption spectra (XAS) in several rare-earth elements have been studied in pulsed high magnetic fields up to 40 T. XMCD spectrum of Eu in EuNi$$_2$$(Si$$_{0.18}$$Ge$$_{0.82}$$)$$_2$$ shows a characteristic two peak structure, reflecting the valence fluctuation. However, in YbInCu$$_4$$, it is found that the XMCD spectrum of Yb shows only a single peak. In contrast to XMCD, two absorption bands in XAS are observed in both compounds. The intensity ratio between the two absorption bands changes significantly with increasing magnetic field in these materials, suggesting the field-induced valence change. The high magnetic field XMCD and XAS measurements have also been conducted in an antiferromagnetic heavy fermion compound CeRh$$_2$$Si$$_2$$. The Ce valence is found to be nearly trivalent and insensitive to magnetic field. The XMCD at Ce $$L$$$$_{2}$$-edge increases rapidly around 26 T corresponding to the metamagnetic transition.

論文

X-ray magnetic circular dichroism of a valence fluctuating state in Eu at high magnetic fields

松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 鈴木 基寛*; 河村 直己*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*

Physical Review Letters, 103(4), p.046402_1 - 046402_4, 2009/07

 被引用回数:47 パーセンタイル:12.09(Physics, Multidisciplinary)

価数揺動を示す二つの物質(EuNi$$_2$$(Si$$_{0.18}$$Ge$$_{0.82}$$)$$_2$$とEuNi$$_2$$P$$_2$$)についてEuのL吸収端でX線磁気円二色性(XMCD)を40Tの高磁場まで測定した。磁気的な2価のEuからの主要なXMCDに加え、非磁性の3価のEuからの明瞭なXMCDが観測された。この結果はどちらの価数の5d電子は磁気的に偏極していることを示している。また、それぞれの価数での5d電子の偏極度の比は物質依存であることも示された。XMCDの起源に対する可能な説明と偏極度の比の物質依存性についての説明を伝導電子とf電子の混成の点から議論する。

報告書

HTTR第2次燃料体組立,貯蔵作業における燃料取扱い

富本 浩; 加藤 康; 大和田 博之; 佐藤 直; 島崎 洋祐; 小澤 太教; 篠原 正憲; 濱本 真平; 栃尾 大輔; 野尻 直喜; et al.

JAEA-Technology 2009-025, 29 Pages, 2009/06

JAEA-Technology-2009-025.pdf:21.78MB

高温工学試験研究炉(HTTR)は、1989年に初装荷燃料を装荷し、初臨界を達成してから、10年が過ぎ、現在も初装荷燃料にて運転を継続中である。燃料体組立は12種類の濃縮度がある燃料棒4770本を黒鉛ブロックに装荷する。第2次燃料体組立では150体の燃料体を組立てた。燃料棒は設計上、燃料棒の濃縮度誤装荷防止について考慮されているが、さらに確実な取扱いができるように作業上の誤装荷対策をあらかじめ検討した。燃料棒の受入れを2008年6月から開始し、原子炉建家内で組立作業を行い、新燃料貯蔵ラックへの貯蔵を行った。組立,貯蔵作業は、3回の期間に分けて実施し、各々の期間ごとに使用前検査を受検し、2008年9月にすべての作業を完了した。その後、同年11月に使用前検査合格証を受けた。本報告は第2次燃料体の組立,貯蔵作業における燃料取扱いについてまとめたものである。

報告書

HTTR長期連続運転の結果の概要; 定格・並列30日運転

栃尾 大輔; 野尻 直喜; 濱本 真平; 猪井 宏幸; 関田 健司; 近藤 雅明; 七種 明雄; 亀山 恭彦; 齋藤 賢司; 藤本 望

JAEA-Technology 2009-005, 47 Pages, 2009/05

JAEA-Technology-2009-005.pdf:4.01MB

HTTRは1998年の初臨界達成後、定格運転及び高温試験運転の出力上昇試験を経て、現在、供用運転を行っている。今回、HTTRでは長期にわたって熱利用系に安定な熱供給ができることを実証するために、定格・並列運転で30日連続運転を行った。本報はその運転で得られたHTTRの長期連続運転の特性をまとめたものである。

論文

Resonant magnetic X-ray diffraction study on successive metamagnetic transitions in TbB$$_4$$

稲見 俊哉; 大和田 謙二; 松田 康弘*; Ouyang, Z. W.*; 野尻 浩之*; 松村 武*; 奥山 大輔*; 村上 洋一*

Journal of the Physical Society of Japan, 78(3), p.033707_1 - 033707_4, 2009/03

 被引用回数:15 パーセンタイル:32.41(Physics, Multidisciplinary)

Resonant magnetic X-ray diffraction experiments on the Shastry-Sutherland lattice TbB$$_4$$ were carried out under pulsed magnetic fields up to 30 T at 8 K. TbB$$_4$$ exhibits a multi-step magnetization process above 16 T below about 20 K when magnetic fields are applied along the $$c$$-axis. We examined the intensity of the 010 magnetic reflection as a function of magnetic field and found that the magnetization plateau phases are accompanied by large XY components of magnetic moments. We propose novel magnetic structures which consist of XY spins and Ising spins for the plateau phases. We also propose that energy level-crossing and its inherent degeneracy give rise to the successive met magnetic transitions in TbB$$_4$$.

論文

J-PARCの拓く凝縮系科学

藤井 保彦; 新井 正敏; 門野 良典*; 金谷 利治*; 神山 崇*; 新村 信雄*; 野尻 浩之*; 野田 幸男*; 八木 健彦*; 山田 和芳*

固体物理, 43(7), p.441 - 450, 2008/07

平成20年12月から利用を開始するJ-PARC/MLF(中性子,ミュオン)において、凝縮系科学分野で計画している新しい科学を切り拓く研究を各分野の専門家がそれぞれの夢も交えて紹介している。

報告書

HTTR原子炉圧力容器溶接線部に対する超音波探傷試験; 下鏡ドーム子午線方向溶接線

野尻 直喜; 大和田 博之; 加藤 康

JAEA-Technology 2008-045, 38 Pages, 2008/06

JAEA-Technology-2008-045.pdf:6.95MB

本報は高温工学試験研究炉(HTTR: High Temperature Engineering Test Reactor)の供用期間中検査(ISI)として行った原子炉圧力容器の溶接線部に対する超音波探傷試験について、検査方法,検査範囲等、並びに2008年に実施した下鏡ドーム子午線方向溶接線の探傷結果を記載したものである。また、供用期間中検査の結果から欠陥の発生,進展等を評価するために必要な供用前検査結果(1996年実施)についても記載している。

論文

High-magnetic-field X-ray absorption spectroscopy of field-induced valence transition in EuNi$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$

松田 康弘*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村田 悠人*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 光田 暁弘*; 和田 裕文*; 宮崎 寛*; 原田 勲*

Journal of the Physical Society of Japan, 77(5), p.054713_1 - 054713_7, 2008/05

 被引用回数:24 パーセンタイル:23.93(Physics, Multidisciplinary)

EuNi$$_2$$(Si$$_{1-x}$$Ge$$_x$$)$$_2$$の磁場誘起価数転移を低温でX線吸収実験から研究した。Euの価数の磁場依存性を初めて直接的に観測したものである。40T以上の磁場において価数の低下を観測した。Euの価数はゼロ磁場の2.75から40Tで2.33になった。この結果を理論モデルで解析した。量子力学的混成に重要な、混成パラメータVとエネルギー差$$Delta$$$$E$$を求めた。

論文

Direct observation of field-induced variant transformation in Fe$$_3$$Pt using pulsed magnetic field X-ray diffraction

Ouyang, Z. W.*; 松田 康弘*; 野尻 浩之*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 坪田 雅己*; 左近 拓男*; 福田 敬*; 掛下 知行*

Journal of Applied Physics, 102(11), p.113917_1 - 113917_6, 2007/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:94.14(Physics, Applied)

X-ray diffraction experiments in pulsed magnetic fields were performed to study the giant magnetic-field-induced strain in the martensitic phase of ordered Fe$$_3$$Pt alloy. The field dependence of the arrangement of the variants (crystallographic domains) was observed directly in pulsed magnetic fields for the first time. The variants with the $$c$$ axis perpendicular to the magnetic field are transformed into variants with the $$c$$ axis nearly parallel to the magnetic field. Moreover, we found that the reorientation behaviors are different for different variants with the same crystallographic direction. The results demonstrate the crucial importance of microscopic investigation, such as X-ray diffraction analysis, of the martensitic transition. We also found that the magnetic-field-induced strain associated with the rearrangement of the variants occurs even in a very fast sweeping pulsed field of up to 1.9$$times$$10$$^3$$ T/s at 1 T.

報告書

HTTR運転データベース,2; HTTR炉心特性データベース等の具体例

野尻 直喜; 大和田 博之; 藤本 望

JAEA-Data/Code 2007-013, 93 Pages, 2007/06

JAEA-Data-Code-2007-013.pdf:5.34MB

「HTTR運転データベース」は将来型高温ガス炉の実用化開発や高温工学試験研究炉(HTTR)の運転管理に資することを目的にHTTRの運転データを蓄積・整理したデータベースである。対象データは基本的にHTTRの運転より得られた過剰反応度,炉心又はプラント内の各部温度,冷却材中不純物濃度等の測定値を整理・評価したデータである。データベースは重要度の高い運転データを長期的及び系統的に管理する目的で、将来型高温ガス炉の実用化開発やHTTRの運転管理に関する目的別のデータベースから成る構造とした。本報ではHTTR運転データベースのうちHTTR共通データベース,HTTR核特性データベース,ヘリウム純度管理データベース,炉内構造物健全性データベース及びその他データベースの具体例を示す。

論文

High-magnetic-field X-ray absorption spectroscopy of field-induced valence transition in YbInCu$$_4$$

松田 康弘*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村田 悠人*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 太田 寛人*; Zhang, W.*; 吉村 一良*

Journal of the Physical Society of Japan, 76(3), p.034702_1 - 034702_6, 2007/03

 被引用回数:50 パーセンタイル:13.14(Physics, Multidisciplinary)

YbInCu$$_4$$の磁場誘起価数転移を41Tまでの磁場下におけるYbの$$L_{rm III}$$吸収端のX線吸収分光法で研究した。磁場誘起価数転移は吸収スペクトルの大きな変化として明確に観測された。Ybの価数の低温での磁場依存性が初めて直接決定された。メタ磁性転移の上の価数はYb$$^{2.96+}$$と高温相の値にまで回復することがわかった。価数の変化も磁場-温度平面上で$$0<B<41$$T, $$5<T<50$$Kの範囲で求められた。

論文

High field X-ray diffraction study on a magnetic-field-induced valence transition in YbInCu$$_4$$

松田 康弘*; 稲見 俊哉; 大和田 謙二; 村田 悠人*; 野尻 浩之*; 村上 洋一*; 太田 寛人*; Zhang, W.*; 吉村 一良*

Journal of the Physical Society of Japan, 75(2), p.024710_1 - 024710_5, 2006/02

 被引用回数:38 パーセンタイル:17.23(Physics, Multidisciplinary)

放射光X線とパルスマグネットを用いた30Tを超える高磁場下X線回折について報告する。YbInCu$$_4$$の磁場誘起価数転移に伴う格子変形について研究した。32KでのBragg反射の形は27T以上で構造変化のため大きく変わる。転移磁場近傍では、低磁場相と高磁場相が格子定数の不連続を伴って入れ替わる。これはこの磁場誘起相転移が一次相転移の証拠である。低磁場相のBragg反射の強度の磁場依存性はおおよそ磁化に比例する。

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