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論文

New insights into the Cs adsorption on montmorillonite clay from $$^{133}$$Cs solid-state NMR and density functional theory calculations

大窪 貴洋*; 岡本 拓也*; 河村 雄行*; Gu$'e$gan, R.*; 出口 健三*; 大木 忍*; 清水 禎*; 舘 幸男; 岩舘 泰彦*

Journal of Physical Chemistry A, 122(48), p.9326 - 9337, 2018/12

 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

モンモリロナイトに吸着したCsの吸着構造を核磁気共鳴法(NMR)によって調査した。Cs置換率や含水率の異なるCs型モンモリロナイトのNMRスペクトルを測定するとともに、Cs吸着構造とNMRパラメータの関係を明らかにするために、第一原理計算に基づいてNMRパラメータを評価した。NMR実験と第一原理計算との比較の結果、Cs置換率が低いモンモリロナイトでのCs吸着形態は4面体シートでAl置換されたサイトの近傍に吸着したCsであること、Cs置換率と含水率が高い条件においてもCsの一部は脱水和状態で吸着していることを明らかにした。

論文

Local structure analysis of ZrN, and Dy$$_{0.5}$$Zy$$_{0.5}$$N surrogate materials for fast reactor nitride fuel

米田 安宏; 辻 卓也; 松村 大樹; 岡本 芳浩; 高木 聖也; 高野 公秀

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 42(2), p.23 - 26, 2017/04

窒化物模擬燃料物質のDyNとZrNの結晶構造解析を行った。DyNとZrNの格子ミスマッチは7%近くありながら、Dy$$_{1-x}$$Zr$$_x$$Nは単相の試料が得られ、平均構造の格子定数はVegard則に従う。局所構造解析は放射光X線を利用したXAFSとPDF解析を併用して行ったところ、Zr-Nの原子間距離が平均構造の格子定数のより大きなDy$$_{0.5}$$Zr$$_{0.5}$$NにおいてZrNよりも縮んでいることがわかった。このような局所的なモジュレーションが熱伝導率などの物性に与える影響を検討した。

論文

Measurements of electron-induced neutrons as a tool for determination of electron temperature of fast electrons in the task of optimization laser-produced plasma ions acceleration

榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 小倉 浩一; 深見 智代; 松川 兼也*; et al.

Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02A705_1 - 02A705_4, 2014/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:81.48(Instruments & Instrumentation)

高強度レーザーとプラズマの相互作用によるイオン発生において、電子特性の計測は不可欠である。そのため、様々な計測手法が提案されているが、今回我々は、光核中性子反応による中性子を計測することで、精度よく電子特性の計測を行う新規性の高い手法を提案する。この手法は、イオン加速エネルギー計測と共にピークパワー1$$times$$10$$^{21}$$W/cm$$^{2}$$のJ-KARENレーザーによって実証された。イオン加速エネルギーと本手法による計測結果は極めて相関をもつことがわかり、改良を重ねて行けば非常に良い計測器になり得ることがわかった。

報告書

分子動力学法による乾式再処理電解浴中の金属イオン環境シミュレーション

岡本 芳浩; 鶴岡 卓哉*; 矢板 毅; Madden, P. A.*

JAEA-Research 2007-005, 25 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-005.pdf:1.8MB

使用済核燃料の乾式再処理の中心的プロセスである溶融塩電解においては、電解浴中に金属イオンが微量溶け込んだ環境の把握が重要となる。本研究では、電解浴としてLiCl-KCl共晶塩を、研究対象塩化物として代表的な希土類元素塩化物であるLaCl$$_3$$を選び、分子動力学計算を実施した。LaCl$$_3$$は、単独塩融体の状態において最近接La$$^{3+}$$-Cl$$^-$$対の配位数がおよそ8であることが知られている。アルカリ塩化物との混合によって、LaCl$$_3$$は最近接相関距離が短くなり、また配位数を減らして、6配位八面体構造を形成して安定化していくことがわかった。これは、もともと6配位構造をとり、アルカリ塩化物との混合によってそれが安定化するだけのYCl$$_3$$系の混合挙動とは異なる。また、混合の相手がLiClとKClでは混合挙動が異なる結果が得られた。KClは6配位構造を安定化させるのに対して、LiClでは配位数は7以下にはならず6配位構造にはならないことを確認した。これは、LaCl$$_3$$とLiClではCl$$^-$$イオンの数密度にほとんど差はないため、さらに小さなLi$$^+$$イオンがLa$$^{3+}$$イオンに接近して、そのクーロン力で配位構造の形成や安定化を阻害するためと考えられる。

論文

${it Ex-situ}$ and ${it in-situ}$ X-ray diffractions of corrosion products freshly formed on the surface of an iron-silicon alloy

鈴木 茂*; 松原 英一郎*; 小松 卓哉*; 岡本 吉則*; 蟹江 澄志*; 村松 淳司*; 小西 啓之; 水木 純一郎; 早稲田 嘉夫*

Corrosion Science, 49(3), p.1081 - 1096, 2007/03

 被引用回数:25 パーセンタイル:18.26(Materials Science, Multidisciplinary)

鉄鋼材料の腐食生成物の形成過程を明らかにするために、純鉄及びFe-2%Si合金の表面に湿潤状態で生じた腐食生成物を採取し、放射光によるX線回折実験を行った。NaCl水溶液によって純鉄表面に生じた湿潤腐食生成物の外周部には$$gamma$$-FeOOHが、内部には$$gamma$$-FeOOHのほか、$$alpha$$-FeOOH, Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$が含まれている。これと比較して、Fe-Si合金の場合は$$beta$$-FeOOHの生成が著しい。実験ではFe-Si合金の腐食に対する硫酸イオンの影響についても調べた。また実験室のX線回折計で純鉄,Fe-Si合金の乾湿繰返し過程での腐食生成物の形成をその場観察した。その結果は先の放射光による${it Ex-situ}$実験の結果と一致している。

論文

「もんじゅ」原子炉容器ISIシステムの開発

田川 明広; 岡本 久彦; 上田 雅司; 山下 卓哉

日本保全学会第3回学術講演会要旨集, p.376 - 679, 2006/07

高速増殖原型炉「もんじゅ」では、安全上重要な機器に対し、供用期間中検査(ISI: In-service inspection)を実施する計画である。原子炉容器(RV: Reactor Vessel)はプラント最重要機器の一つであり、その安全性の重要度が高いのは言うまでもない。検査としては、Na連続漏洩監視と目視検査を実施する。また、検査時の温度は約200$$^{circ}$$Cに維持され、放射線環境は約10Sv/hrと、温度,放射線レベルともに高い。検査装置は、RVとGV間の約30cmの狭隘空間に挿入され、ばねの突っ張り力とタイヤ摩擦力で自重を支え、遠隔操作で垂直走行させて検査を行う。平成4年の総合機能試験(以下、SKS)で使用した現有検査装置により目視データを取得し、目標性能を満たした。また、研究開発として体積検査も実施している。本報では、さらに性能向上を図るために次世代装置開発を行ったので報告する。

口頭

「もんじゅ」用ISI装置の開発,28; 原子炉容器廻り検査支援システムの開発

岡本 久彦; 田川 明広; 上田 雅司; 山下 卓哉

no journal, , 

高速原型炉「もんじゅ」の原子炉容器溶接部の健全性確認を目的として、原子炉容器廻り供用期間中検査(RV-ISI)装置を開発している。過去の検査では、検査機操作が狭視野の目視装置を使って行われることや目視装置の故障時には、センサ値のみで遠隔操作となることなどの課題があった。そこで、操作員の負担軽減と技術的支援を目的に開発を進めている「RV-ISI支援システム」について開発状況を報告する。

口頭

「もんじゅ」用ISI装置の開発,30; 原子炉容器廻り検査装置のモックアップによる機能試験

岡本 久彦; 田川 明広; 上田 雅司; 山下 卓哉

no journal, , 

原子炉容器廻りISI(供用期間中検査)装置は原子炉容器本体及び原子炉容器入口配管のISIを行う装置であり従来の検査経験と関連技術の進歩を踏まえさらなる検査性能の向上を目的に新型装置を開発している。現在、装置の製作を終了し機能試験を実施中である。これまでの開発状況を報告する。

口頭

「もんじゅ」原子炉容器廻り検査装置のモックアップによる機能試験

岡本 久彦; 田川 明広; 上田 雅司; 山下 卓哉

no journal, , 

高速増殖原型炉「もんじゅ」では、安全上重要な機器に対し、供用期間中検査(ISI:In-service inspection)を実施する計画である。原子炉容器廻りISI装置は原子炉容器本体及び原子炉容器入口配管のISIを行う装置でもんじゅ専用に開発された検査機を使用して原子炉容器の溶接部表面及び配管の溶接部表面について肉眼検査を実施するものである。現在、新型装置の製作を終了しモックアップを使った機能試験を実施中である。これまでに得られた機能試験の結果を報告する。

口頭

Off-axis XUV harmonics from relativistic laser - gas jet interaction

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

We present the discovery of strong off-axis XUV high-order harmonics generated in the interaction of relativistic-irradiance ($$>$$ 10$$^{18}$$ W/cm$$^{2}$$) multi-terawatt femtosecond laser pulses with gas jet targets. The results are obtained using the J-KAREN laser facility in Kansai Photon Science Institute, JAEA in the relativistic regime of high-order harmonics generation in gas targets discovered by us. We have performed the measurements of the harmonics source size and angular divergence which allow more accurate estimate of the peak spectral brightness, much more favorable compared to the previous conservative estimates. Our results are important for many research fields and technological areas requiring a bright coherent X ray or XUV source for pumping, probing, seeding, imaging, or attosecond science.

口頭

Off-axis high-order harmonics from relativistic laser - gas jet interaction

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

We present the discovery of strong off-axis XUV high-order harmonics generated in the interaction of relativistic-irradiance ($$>$$ 10$$^{18}$$ W/cm$$^{2}$$) multi-terawatt femtosecond laser pulses with gas jet targets. The results are obtained using the J-KAREN laser facility in Kansai Photon Science Institute, JAEA in the relativistic regime of high-order harmonics generation. The recent measurements of the harmonics source size and angular divergence allow more accurate estimate of the peak spectral brightness, which is much more favorable compared to the previous conservative estimates. Our results are important for many research fields and technological areas requiring a bright coherent X-ray or XUV source for pumping, probing, seeding, imaging, or attosecond science.

口頭

High-order harmonic comb from relativistic electron spikes

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

We present the new regime of high-order harmonics generation by multi-TW femtosecond lasers irradiating gas jet targets. We describe new results concerning the off-axis XUV harmonics emission, angular distribution and source size.

口頭

On-axis and off-axis high order harmonics generation by relativistic laser in gas jet target

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

We have recently discovered a new regime of high-order harmonic generation by multi-TW femtosecond lasers focused to gas jet targets, where comb-like spectra with hundreds of harmonic orders, reaching the photon energy of 500 eV, including the "water window" spectral range, were generated by either linearly or circularly polarized pulses. In this presentation we describe the results of new experiments with the J-KAREN laser in KPSI, JAEA, namely (1) the discovery of a strong off-axis XUV high-order harmonics emission, (2) the detailed study of the high-resolution on-axis harmonics spectra, and (3) the measurements of the harmonics source size and angular divergence which allow more accurate estimate of the peak spectral brightness, much more favorable compared to the previous conservative estimates.

口頭

高コントラスト超高強度短パルスレーザーJ-KARENによるレーザー駆動イオン加速実験

西内 満美子; 榊 泰直; 匂坂 明人; 前田 祥太; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 福田 祐仁; 松川 兼也*; et al.

no journal, , 

レーザー駆動型のイオン線は、その類稀な特徴より医療応用をはじめとして多くの応用の分野から着目を浴びている。その中の一つとして、既存の加速器へのインジェクターがある。重イオンを高エネルギーまで加速する加速器の小型化には、できるだけ電荷質量比(Q/M)が高く、高電流密度を持つイオン源が必要不可欠となる。一方、原子力機構関西研においては、高コントラスト超高強度短パルスレーザーJ-KARENを用いてレーザー駆動イオン加速研究を行っている。レーザー自身の高い電場強度によってプラズマ中のイオンは高いQ/Mを実現し、かつ同時に高エネルギーにまで加速することが可能である。最適化を行えば、既存の加速器のイオン源のみならず初段の線形加速器までの置き換えが可能となる。本講演では、薄膜と超高強度短パルス高コントラストレーザーとの相互作用によって、高エネルギーイオンの加速に成功したことについて報告する。

口頭

超高強度超短パルスレーザーの薄膜照射で発生する電子スペクトル計測

前田 祥太; 西内 満美子; 榊 泰直; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 福田 祐仁; 松川 兼也*; et al.

no journal, , 

原子力機構では、超高強度超短パルスレーザーと薄膜を相互作用させて高エネルギーイオン発生の研究を行っている。装置の巨大化を抑えつつ発生イオンを高エネルギー化するためには、照射条件を最適化しなければならない。最適化するパラメータの決定には、イオンと同時に発生する電子や中性子、X線の情報から、プラズマ中の物理現象を知る必要がある。そこで本研究では、レーザープラズマ相互作用で発生した電子の温度を精度よく測るために、1-200MeVのブロードバンドなスペクトル検出器を開発した。検出器は、永久磁石と蛍光板およびCCDカメラで構成される。本発表では、まず、兵庫県立粒子線医療センターにて行った4・9・12・15MeVの準単色電子を用いての蛍光板発光特性の調査結果を報告する。次に、粒子輸送モンテカルロ計算コード「PHITS」を用いた計算機上での模擬実験により、データ解析手法を検証したので報告する。

口頭

High-order harmonics from relativistic electron spikes

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

In recent experiments we discovered bright off-axis harmonics carrying the pulse energy of up to 50 nJ ($$approx 5 times 10^9$$ photons) in the 60-100 eV spectral region, which is one of the best results achieved with compact coherent X-ray sources. We measured the angular divergence. High-resolution images reveal that the harmonics are emitted from two point-like regions with size smaller than a micron, which was predicted by our relativistic electron spikes model.

口頭

Source structure of high-order harmonics from relativistic electron spikes

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

In recent experiments with the J-KAREN laser we imaged the source of harmonics with photon energies from 60 to 100 eV onto a LiF crystal detector, which provides sub-$$mu$$m resolution. The images reveal that the harmonics are emitted from two point-like regions with size smaller than a micron, in accordance with the prediction of our relativistic electron spikes model.

口頭

High-resolution XUV imaging of catastrophes in relativistic plasma

Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.

no journal, , 

Plasma produced with relativistic-irradiance (I$$_{0}$$ $$>$$ 10$$^{18}$$ W/cm$$^{2}$$) lasers is known as a source of XUV and X-ray radiation generated via various mechanisms. Recently discovered by us high-order harmonic emission from gas jet targets produces short-pulse coherent radiation desirable for many applications. According to our model, the harmonics are emitted by relativistic electron spikes, which are the density singularities resulting from catastrophes of a multi-stream relativistic plasma flow. Here we present high-resolution measurements of a XUV emission source which show that the radiation is indeed emitted by tiny sources, in accordance with the model prediction. In the experiment performed with the J-KAREN laser the XUV emission (60-100 eV) has been imaged on a LiF crystal detector, which reveals the detailed structure of the XUV sources, for example the double source consisting of two sub-micrometer radiating points, as predicted by the model.

口頭

第一原理計算と$$^{133}$$Cs固体核磁気共鳴法によるモンモリロナイトに吸着したCs吸着構造の解析,2; $$^{133}$$Cs MASおよび$$^{133}$$Cs 3Q MAS NMRによる構造解析

岡本 拓也*; 大窪 貴洋*; 岩舘 泰彦*; 出口 健三*; 清水 禎*; 大木 忍*; 舘 幸男

no journal, , 

モンモリロナイトに吸着した$$^{133}$$Csの吸着構造の関係を明らかにすることを目的に、Cs置換率の異なるモンモリロナイトを調製し、$$^{133}$$Cs Magic angle spinning (MAS) NMRおよび$$^{133}$$Cs Triple quantum (3Q) MAS NMR測定を行った。理論計算から得られた$$^{133}$$Cs NMRパラメータと実測したスペクトルを比較することでピークの帰属を行いCs吸着サイトの構造を検討した。

口頭

モンモリロナイトに吸着した水和Csの構造

岡本 拓也*; 大窪 貴洋*; 岩舘 泰彦*; 出口 健三*; 清水 禎*; 大木 忍*; 舘 幸男

no journal, , 

モンモリロナイトに吸着した$$^{133}$$Csの吸着構造を明らかにすることを目的に、Cs吸着モンモリロナイトを調製し、$$^{133}$$Cs Magic angle spinning (MAS) NMR測定を行った。含水率の異なるCs型モンモリロナイトの測定結果から、水和に伴うCsの吸着構造の変化を解析した。

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