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論文

Partial breakdown of translation symmetry at a structural quantum critical point associated with a ferroelectric soft mode

石井 悠衣*; 山本 有梨沙*; 佐藤 直大*; 南部 雄亮*; 河村 聖子; 村井 直樹; 尾原 幸治*; 河口 彰吾*; 森 孝雄*; 森 茂生*

Physical Review B, 106(13), p.134111_1 - 134111_7, 2022/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Materials Science, Multidisciplinary)

We report that complete suppression of a phonon-driven structural phase transition causes partial breakdown of a three-dimensional translation symmetry in a well-defined sublattice. This state is revealed for a dielectric compound, Ba$$_{1-x}$$Sr$$_x$$Al$$_2$$O$$_4$$, that comprises an AlO$$_4$$ network incorporated into a hexagonal Ba(Sr) sublattice. Pair distribution function analyses and inelastic neutron scattering experiments provide clear-cut evidence of the AlO$$_4$$ network forming a continuum of Al-O short-range correlations similar to glasses, whereas the Ba(Sr) sublattice preserves the original translational symmetry. This glassy network significantly dampens the phonon spectrum and transforms it into the broad one resembling those typically observed in glass materials.

論文

Tracer diffusion coefficients measurements on LaPO$$_{4}$$-dispersed LATP by means of neutron radiography

Song, F.*; Chen, H.*; 林田 洋寿*; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 薮塚 武史*; 八尾 健*; 高井 茂臣*

Solid State Ionics, 377, p.115873_1 - 115873_6, 2022/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:33.33(Chemistry, Physical)

Lithium tracer diffusion coefficients have been measured in Li$$_{1.3}$$Al$$_{0.3}$$Ti$$_{1.7}$$(PO$$_4$$)$$_3$$ (LATP) and LATP - LaPO$$_4$$ composite solid electrolytes in the temperature range between 300$$^{circ}$$C and 500$$^{circ}$$C by means of neutron radiography technique that utilizes the difference in neutron attenuation of $$^6$$Li and $$^7$$Li isotopes. The diffusion coefficient of LATP - LaPO$$_4$$ composite is higher than that of pristine LATP, although the difference is much smaller than that estimated from the room temperature conductivity. This suggests that the bulk diffusion becomes the predominant diffusion mechanism at 300$$^{circ}$$C to 500$$^{circ}$$C instead of the diffusion along the space charge layer formed around the LaPO$$_4$$ dispersants.

論文

Heavy fermion state of YbNi$$_2$$Si$$_3$$ without local inversion symmetry

中村 翔太*; 兵頭 一志*; 松本 裕司*; 芳賀 芳範; 佐藤 仁*; 上田 茂典*; 三村 功次郎*; 斉木 克祥*; 磯 孝斉*; 山下 穣*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(2), p.024705_1 - 024705_5, 2020/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:22.58(Physics, Multidisciplinary)

We have succeeded in growing a new heavy fermion compound YbNi$$_2$$Si$$_3$$ by the flux method. From electrical resistivity, magnetization, specific heat, magnetic torque and X-ray photoemission measurements concluded that this compound is a heavy fermion compound exhibiting an antiferromagnetic order at 0.35 K.

論文

Local structure modulation in the electronic ferroelectric oxide LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

早川 弘毅*; 森本 昌規*; 池田 直*; 米田 安宏; 小原 真司*; 吉井 賢資; 松尾 祥史*; 道内 尊正*; 森 茂生*

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 34(1), p.51 - 54, 2009/05

最近われわれは、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$が、鉄3d電子の局在化により強誘電性を示す新規なタイプの強誘電体であると報告したが、この物質の詳細な性質はいまだわかっていないことが多い。このことを鑑み、本研究では、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$に対し高エネルギー放射光X線を用いた局所構造解析を行った。Pair-distribution functionに対するフィッティングの結果、強誘電相における局所構造は、これまで報告されている結晶構造とは異なり、ルテチウム原子が変位した構造を持っていることがわかった。このことは、この物質の結晶構造を再検討する必要性を示す。また、局所構造解析の結果を誘電率測定・磁化測定や電子線回折などから得られた結果とあわせて議論し、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の性質を明らかにすることを試みる。

論文

Effect of oxygen vacancies on charge ordered structure in YFe$$_{2}$$O$$_{4-delta}$$

森 茂生*; 篠原 聡*; 松尾 祥史*; 堀部 陽一*; 吉井 賢資; 池田 直*

Japanese Journal of Applied Physics, 47(9), p.7595 - 7598, 2008/09

 被引用回数:12 パーセンタイル:44.67(Physics, Applied)

新規強誘電体$$R$$Fe$$_{2}$$O$$_{4}$$($$R$$=Y,Ho-Lu)の一つであるYFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の性質を、おもに電子線回折によって調べた。室温における測定では、強誘電性の起源である、ab面内に3倍周期を持つ鉄電荷秩序が観測された。また、c軸方向には2倍の長周期構造が発生していることもわかった。温度を変えて行った測定では、高温600K近傍では、基本単位格子(空間群$$R$$$$overline{3}$$$$m$$)に由来する反射のみが観測された。温度を下げると、500K近傍では、上述のab面内の3倍周期構造が現れ、室温近傍ではそれに加えてc軸方向に2倍周期が現れる。試料温度100K以下では、[119]方向に7倍周期という、この物質に特徴的な構造が出現することがわかった。これらの結果を、誘電特性と関連付けて議論する。

論文

Local structure of BiFeO$$_3$$-BaTiO$$_3$$ mixture

米田 安宏; 吉井 賢資; 小原 真司*; 喜多川 修二*; 森 茂生*

Japanese Journal of Applied Physics, 47(9), p.7590 - 7594, 2008/09

 被引用回数:23 パーセンタイル:64.41(Physics, Applied)

BiFeO$$_{3}$$とBaTiO$$_{3}$$を固溶させた(1-$$x$$)BiFeO$$_{3}$$-$$x$$BaTiO$$_{3}$$に関しては、Kumarによって室温での構造が$$x$$=0.33近傍でcubic構造となり、誘電率が増加することが報告されている。また、この混晶の電子顕微鏡観察が森らによって行われており、$$x$$=0.33の試料では電子回折パターンに散漫散乱が現れ、暗視野像においてツイードパターンが観察されることが報告された。平均構造がcubicであるにもかかわらず、何だかの強誘電的ドメインが観察されるということは、長距離構造には現れないローカルな強誘電性発現機構が存在することを示している。そこで、高エネルギーX線回折で得たデータを元にpair-distribution function解析を行うことで、(1-$$x$$)BiFeO$$_{3}$$-$$x$$BaTiO$$_{3}$$の局所構造を明らかにし、強誘電的性質とのかかわりを示すことを試みた。その結果、BiO$$_{12}$$ポリヘドロンはBiのlone-pair電子のために歪んだ構造をしており、この局所的な歪みが分極発現機構となっていることがわかった。

論文

Doping effect on the charge ordering in LuFe2O4

松尾 祥史*; 篠原 聡*; 森 茂生*; 堀部 陽一*; 吉井 賢資; 池田 直*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.966 (Internet), 6 Pages, 2007/03

透過電子顕微鏡により、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の電荷秩序につき、Fe$$^{2+}$$をCu$$^{2+}$$に置換した効果について調べた。LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の電荷秩序は、3倍周期を持つ10-20nmスケールのドメインの存在によって特徴付けられる。一方、Cu置換した場合(LuFeCuO$$_{4}$$)には、電荷秩序は起こらなくなり、局所歪みが発生することが観測された。実空間の格子像からは、三角格子上のFe$$^{3+}$$とCu$$^{2+}$$の短距離秩序を持つナノスケールのクラスターの存在が見いだされた。また、磁化測定からは、LuFeCuO$$_{4}$$の磁気転移温度は50Kと、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$の250Kより大幅に低いことがわかった。

論文

High performance tokamak experiments with a ferritic steel wall on JFT-2M

都筑 和泰; 木村 晴行; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 星野 克道; Bakhtiari, M.; 河西 敏; et al.

Nuclear Fusion, 43(10), p.1288 - 1293, 2003/10

 被引用回数:39 パーセンタイル:74.34(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mでは、原型炉のブランケット構造材料の候補である低放射化フェライト鋼とプラズマとの適合性を調べる実験を進めてきている。昨年度にはフェライト鋼内壁を真空容器内に全面的に設置する作業を行い、今年度より実験を開始している。プラズマ生成,制御は問題なく行われ、金属不純物の放出も検出限界以下であった。改善閉じ込め(Hモード)も実現され、そのしきいパワーもこれまでと同等であった。プラズマ安定性に関してもこれまでの所悪影響は観測されておらず、規格化$$beta$$が3を超える放電との共存性も示された。高速イオンのリップル損失に関しても顕著な低減が実証された。以上のように、フェライト鋼の悪影響は小さく、有望な結果を得ている。JFT-2Mでは、その他にも先進的、基礎的な研究を行っている。先進的粒子供給手法であるコンパクトトロイド(CT)入射実験においては、再現性よくプラズマ中へ入射が行われ、CT入射に伴う密度の急上昇が初めて明確に観測された。

報告書

ナトリウム冷却炉の検査・補修技術に関する検討

木曽原 直之; 内田 昌人; 此村 守; 笠井 重夫; 惣万 芳人; 島川 佳郎; 堀 徹; 近澤 佳隆; 宮原 信哉; 浜田 広次; et al.

JNC TN9400 2003-002, 109 Pages, 2002/12

JNC-TN9400-2003-002.pdf:8.12MB

FBRの冷却材であるナトリウムは、伝熱性能や材料との共存性などの観点で様々な利点を有しているが、化学的に活性で水や空気と反応しやすいことや、光学的に不透明であることからNa機器の検査が困難であるなどNa固有の課題がある。この様なNaの欠点は実用化プラントにおいても、安全性や稼働率などの経済性に影響を及ぼす可能性があるため、これらの課題が顕在化しないように対策を講じておかなければならない。したがって、蒸気発生器(SG)伝熱管破損によるNa/水反応、Na機器の検査・補修(ISI&R)及び配管・機器からのNa漏えいの3つに着目し、実用化炉の観点で検討を行うワーキング・グループを発足させた。 SG水リークについては、経済性(財産保護や稼働率)の観点で破損伝播に対する取り組み方針の考え方を整理した。この結果SGが大型化していることから水リーク事故から破損領域を極限化し、SG伝熱管を保護するための方策を採用した。予備的な解析の結果、リーク検出系などの水リーク対策設備を高度化することで大型SGにおいても破損伝播を抑制できる見通しが得られた。今後は、詳細な破損伝播解析による評価や水リーク対策設備高度化方策の技術的実現性の検討を行う予定である。 ISI&Rについては、実用化炉の検査・補修の考え方について先行炉のそれと比較し、整理を行った。また、Naドレンなしでの検査・補修の可能性についても検討し、開発要素が多いことが明らかになった。今後は実用化炉としての特徴を踏まえて検査・補修の考え方を検討し、その上で必要となる技術の達成方策を明らかにする。Na漏えいについては、1次系及び2次系機器からのNa漏えい事故に対する取り組み方針について考え方をまとめた。そして、稼働率低下防止の観点からNa漏えい後の早期補修の具体的方法について2次系Na主配管を対象とし、2重構造の特殊性を踏まえた検討を行い、課題を摘出した。今後は先行炉の配管補修も参考とし、漏えい箇所に応じたより詳細な補修方法を検討する必要がある。さらにACS伝熱管やポンプなどの機器からの漏えい、および1次系Na漏えい事故の対応など引き続いて検討をしていく。

報告書

分配係数の測定条件に関するアンケート調査

武部 愼一; 木村 英雄; 松鶴 秀夫; 高橋 知之*; 保田 浩志*; 内田 滋夫*; 馬原 保典*; 佐伯 明義*; 佐々木 規行*; 芦川 信雄*; et al.

JAERI-Review 2001-015, 81 Pages, 2001/05

JAERI-Review-2001-015.pdf:5.94MB

分配係数は環境中における放射性核種の移行挙動を評価するためのさまざまな移行評価モデルに用いられており、放射性廃棄物の処分における安全評価上極めて重要なパラメータである。しかし、測定条件や方法などが既定されておらず、データの相互比較ができないなどの問題が指定されている。分配係数の標準的な測定方法の提案に役立てることを目的にアンケート調査を実施した。本報告は、国内の各研究機関における、試料の採取方法や保管、前処理方法、試料の物理化学的特性に関する分析項目、並びに分配係数の測定方法とその条件等についてアンケート調査した結果をまとめたものである。

論文

分配係数の比較実験及びアンケート調査

高橋 知之*; 武部 愼一; 木村 英雄; 松鶴 秀夫; 保田 浩志*; 内田 滋夫*; 佐伯 明義*; 馬原 保典*; 佐々木 規行*; 芦川 信雄*; et al.

KURRI-KR-44, p.169 - 176, 2000/02

分配係数は原子力施設の安全評価上極めて重要なパラメータである。原研に設けられた環境放射能挙動専念部会・安全評価用パラメータ検討グループでは、分配係数測定値の利用に関して標準的な条件を提言することを目的に各研究機関における相互比較実験等を実施してきた。本報では、各研究機関においてこれまで実施してきた分配係数測定値に与える各種の変動因子による影響について、得られた実験結果を報告するとともに、分配係数の測定条件やその条件の設定に関する考え方等についてのアンケート調査状況、並びに現在問題となっている項目や今後検討すべき課題等について報告する。

報告書

昭和50年度東海事業所環境放射能監視に関する技術レポート

木下 睦*; 篠原 邦彦*; 倉林 美積*; 武藤 重男; 岸本 洋一郎; 黒須 五郎; 成田 脩; 須藤 雅之*

PNC TN841 76-46, 104 Pages, 1976/10

PNC-TN841-76-46.pdf:3.39MB

昭和50年度(昭和50年4月$$sim$$昭和51年3月)に実施した東海事集所敷地内外の環境放射線および環境放射能の監視測定の結果をとりまとめた。環境測定の内容は、昭和50年8月以降については再処理工場保安規程第III篇(環境監視篇)に基づく測定項目、およびそれ以前についてのほぼ同規模の事前調査として定常的に実施した項目ならびに特別に行なった調査等であり、同年度に東海事業所で行ったほとんどの測定項目を含んでいる。特にこの報告書に集録した技術データは上述の再処理工場の操業開始後の環境管理に必要な監視測定法ないしその基準の具体化をはかる上に必要な基準情報であり、今後これらデータの解析、検討に際し活用するため、ここに総括したものである。

口頭

岩盤の不連続性を考慮した鉱さいたい積場かん止堤基礎の地震応答解析

堀川 滋雄*; 佐々木 猛*; 越谷 賢*; 福嶋 繁; 小原 義之

no journal, , 

本発表では、岩盤の不連続面を考慮した地震応答解析として、不連続面群の変形特性の拘束圧依存性や非線形性が考慮できる解析として、等価連続体解析の一種である複合降伏モデルに繰り返し載荷の影響を導入した手法を用いて地震応答解析を行い、基盤の安定性を評価した事例を報告する。解析対象は、日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センター敷地内に位置する鉱さいたい積場かん止堤の基礎岩盤を構成している花崗岩地山である。過去に実施されてきた地質調査結果をもとに母岩物性値や節理群の走向傾斜, 分布間隔, 幅, せん断剛性, 垂直剛性などを決定して入力物性値とした。解析の結果、かん止堤の安定性には全く問題ないこと、基礎岩盤の高角度節理系で地震時に若干開口することが分かった。本解析においては、人形峠センターで今後発生するであろう巨大想定地震時における鉱さいたい積場のコンクリートかん止堤とその周辺の地盤, 基盤の影響解析であり、今後、本解析結果に基づき対策等を検討する。

口頭

Seismic response analysis of tailing dam foundation on discontinuous rock masses and counter measure design

佐々木 猛*; 越谷 賢*; 堀川 滋雄*; 福嶋 繁; 小原 義之

no journal, , 

The authors report an earthquake response analysis of a tailing dam with the foundation of the jointed rock masses. The non-linear deformation characteristics of the rock joints are assumed the combination of different angle of joint sets as Multiple Yield Model introduced by Sasaki et al. (1994). The geology of dam foundation of granite is classified as CH, CM, CL and D with two joint sets. The vertical and the horizontal angle of joints are combined in the granite. The height of the tailing dam is 10 meters and the width is 30 meters. The water gathering basin is constructed in front of the dam to collects the leakage water throw the rock joints of dam foundation with gravity type retaining wall. The input earthquake motion is assumed the several faults existing around the dame site were moved and the wave motions is calculating the statistic green function theory (Irikura et al.,1991). The non-linear deformation of joint of the normal and the shear direction are both depends on of the confining pressure presented by Bandis et al. (1981) and Kulhawy (1975), respectively. The two section models of the flowing down direction are analyzed by finite element method as the present state and the measures state. Collapse of the water gathering basin is fear misgivings by the earthquake motions. Therefore, in order to control of the collapse of water gathering basin with gravity type retaining wall, the additional new small gravity dam will be planed in front of the gravity wall. And section of the orthogonal axes of the dam is analyzed. According to the results, the tailing dam is sound, and the water gathering basin with gravity type wall is collapsed. And the additional small gravity dam considering counter measures is sound and the acceleration at the gravity type wall is one/ third reduction compare with non-counter measures. Therefore, the effect of the additional small gravity dam is very well for the strong earthquake in this analysis.

口頭

NMM-DDAによる鉱山捨石たい積場の地震応答解析検討事例

堀川 滋雄*; 佐々木 猛*; 越谷 賢*; 福嶋 繁; 小原 義之

no journal, , 

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターが所掌する麻畑2号坑捨石たい積場は、斜面勾配が約35度の谷地形に掘削土砂を投下堆積させたたい積場である。捨石たい積場末端部は二級河川に隣接しており、想定される断層型地震が発生した場合には斜面を形成している捨石土砂が河川内へ流れ込み、上・下流域への被害が懸念される地点である。本発表ではマニフォールド法-不連続変形法連成解析(NMM-DDA)を用いて、捨石たい積場斜面の地震時安定性を検討した結果について報告する。

口頭

複合降伏モデルを用いた節理性岩盤の地震時浸透流解析

堀川 滋雄*; 佐々木 猛*; 越谷 賢*; 福嶋 繁; 小原 義之

no journal, , 

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センター敷地内に位置する鉱さい堆積場は、試験製錬所, 旧坑道および坑水処理設備から発生する鉱さい, 坑水, ろ過砂, 沈殿物を堆積・貯留する施設である。最近山陰地方で多発している内陸型地震が当敷地近傍で発生した場合、激しい揺れに伴って、例えば鉱さい堆積場のコンクリートかん止堤および周辺地盤や付帯構造物が損壊することで鉱さい堆積場内に貯留している鉱さいや坑水・廃水等が堆積場外へ流出する可能性も考えられ、今後の安全対策事業の中で踏まえるべき対策検討課題の一つとなっている。2018年の発表では、かん止堤基礎岩盤の不連続面を考慮した地震応答解析として、等価連続体解析の一種である複合降伏モデル(MYM: Multiple Yield Model)に繰り返し載荷の影響を導入した手法(不連続面群の変形特性の拘束圧依存性や非線形性を考慮)を用いた地震応答解析を実施し、基礎地盤ならびに周辺構造物の地震時安定性を評価した事例を紹介した。本発表は2018年の結果を踏まえて、地震に伴って開閉口する基盤岩に分布する節理群の透水特性の変化から鉱廃水の流出状況を予測・評価することを目的に、複合降伏モデルを用いた節理性岩盤の二次元浸透流解析を行った事例について報告する。

口頭

Earthquake response analysis of a mine rubble deposit sites using NMM+DDA coupled analysis

堀川 滋雄*; 佐々木 猛*; 越谷 賢*; 福嶋 繁; 小原 義之

no journal, , 

This paper aims to analyze the scope and environmental impact of the mine deposit rocks sliding down when an active-fault earthquake occurs at the site in Tottori Prefecture, southwest Japan. The authors analyzed the behavior prediction of waste rocks in earthquake using Numerical Manifold method (NMM) and Discontinuous Deformation Method (DDA) coupled analysis in this study. In order to evaluation on the seismic stability of the mine deposit rock site, dynamic stability analysis is performed by FEM based on time history data of seismic stress and seismic acceleration which is generally obtained by two-dimensional seismic response analysis (dynamic FEM analysis). And the sliding amount is calculated by dynamic time history calculation (Newmark method). However, the Newmark method is an analysis method which is used on the premise that it can be treated as a small deformation theory. An elastic-plastic deformation of the mine deposit rocks is not considered in the method. The consideration of numerical analysis modelling at the site, (i) the behavior of the bedrock as a continuum and the behavior of the waste rocks as a discontinuity must be coupled analyzed. (ii) if the mine deposit rocks collapse due to the earthquake, it will be necessary to evaluate the impact on the surrounding area by risk of mine deposit rocks discharge (risk management), that is, to evaluate the scope and environmental impact of waste rocks falling down, the environmental impact, and its countermeasure costs. Since, an analysis method that can consider even large deformation (elastic-plastic behavior) of mine deposit rocks were required for this reason. From these conditions, the authors solved the bedrock using NMM, which can solve stress-deformation analysis of discontinuous rock mass, and the waste rocks were analyzed by coupling them using DDA that can reproduce slope collapse phenomenon such as collapse shape, arrival time, and fall speed due to the earthquake.

口頭

NMM-DDA連成解析による鉱山捨石たい積場の地震時安定性検討

佐々木 猛*; 堀川 滋雄*; 越谷 賢*; 福嶋 繁; 小原 義之

no journal, , 

当該捨石たい積場は、風化花崗岩を基盤とする斜面勾配が約35度の谷地形に掘削土砂を投下している。捨石たい積場末端は河川に隣接し、想定される地震が発生した場合、斜面を形成する土砂が河川内に流入することが懸念される。本発表では、地震による捨石たい積場の安定性問題の解析をManifold法とDDAを組み合わせ、地震入力基盤は連続体のManifold法に入力し、上部の崩壊土砂は回転自由度を持つDDAでモデル化して、地震による斜面の安定性を検討した。これらの結果、たい積土砂は斜面上部から中央部で円弧状に最大で約3m移動することが判明した。これらの移動を抑える対策工として鉄筋挿入工が検討され、たい積土砂の移動量を40%から70%程度低減し、当該斜面が地震時でも安定であることが判明した。

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