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論文

Environmental effects on layer-dependent dynamics of Dirac fermions in quasicrystalline bilayer graphene

Zhao, Y.*; Suzuki, T.*; Iimori, T.*; Kim, H.-W.*; Ahn, J. R.*; 堀尾 眞史*; 佐藤 祐輔*; 深谷 有喜; Kanai, T.*; Okazaki, K.*; et al.

Physical Review B, 105(11), p.115304_1 - 115304_8, 2022/03

本研究では、時間・角度分解光電子分光を用いて、SiC基板上に作製したグラフェン層におけるキャリアダイナミクスについて調べた。光ポンピング後の準結晶グラフェンのディラックバンドでは、電子ドーピングに層依存性が観測された。また、光誘起キャリア輸送量は基板からの距離に依存することがわかった。フラット基板及びステップ基板上の単層グラフェンの結果から、キャリアの生成源は界面のステップ状態に由来することがわかった。本メカニズムは、密度汎関数計算による電子構造を基にした動的モデルにより記述できる。

論文

J-PARC 3GeVシンクロトロン用荷電変換フォイルの長寿命化に向けたとりくみ

吉本 政弘; 仲野谷 孝充; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 山本 春也*; 岡崎 宏之*; 田口 富嗣*; 山田 尚人*; 山縣 諒平*

Proceedings of 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.850 - 854, 2021/10

J-PARC 3GeVシンクロトロン加速器(RCS: Rapid Cycling Synchrotron)では、大強度陽子ビームを実現するために荷電変換フォイルを用いた荷電変換ビーム多重入射方式を採用している。この入射方式では、リニアックから入射される負水素ビームが荷電変換フォイルを通過する際に陽子に変換され、周回ビームに重ねることができる。そのため、ビームサイズを広げずに大強度ビームを蓄積することができる。一方で、ビーム入射期間中は、リニアックからの負水素ビームとRCSで周回する陽子ビームの双方がフォイルを通過するため、荷電変換フォイルのビーム照射に対する耐久性能の向上は大きな課題となっている。RCSでは、ホウ素を添加した炭素電極によるアーク放電法で製膜した薄膜(Hybrid type thick Boron-doped Carbon: HBC)を荷電変換フォイルとして用いている。HBCフォイルは、ホウ素を添加することで従来の純炭素薄膜と比較してビーム照射に対する寿命の向上に成功し、RCSにおいてもビーム強度700kWでの長期間利用運転及び1MWでの2日間連続運転試験で壊れることなく使用できることを示した。我々は、ホウ素添加によりビーム照射耐久性能が向上するメカニズムを明らかにし、さらなる長寿命化に向けたフォイルの実現を目的とし、量子科学技術研究開発機構(QST)高崎・イオン照射施設(TIARA: Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application)のイオンビームを用いた照射試験を行ってきた。これまで、ホウ素の添加量やカソード・アノード電極に使用するホウ素添加炭素電極と純炭素電極の組み合わせにより、イオンビーム照射による寿命が異なることが分かってきた。本報告では、ビーム照射試験の結果からHBCフォイル内のホウ素の役割に関する考察について報告する。

論文

Analysis of J-HBC stripper foil for the J-PARC RCS

吉本 政弘; 仲野谷 孝充; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 山本 春也*; 岡崎 宏之*; 田口 富嗣*; 山田 尚人*; 山縣 諒平*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011019_1 - 011019_7, 2021/03

荷電変換フォイルを用いたH$$^{-}$$ビーム多重入射方式はMW級の大強度陽子ビームを実現するための重要な技術である。大強度陽子加速器施設(Japan Proton Accelerator Research Complex: J-PARC)3GeVシンクロトロン加速器(Rapid Cycling Synchrotron: RCS)では、高エネルギー加速器研究機構(KEK)で開発され耐ビーム寿命が大幅に更新した、ホウ素添付炭素薄(Hybrid type Boron-doped Carbon: HBC)フォイルを採用している。これまで、RCSの利用運転時に使用しており、大強度ビーム照射に対して優れた長寿命性能を有することを確認した。HBCフォイルの性能評価のために、RCSにおいて長期間照射に対する形状観察や荷電変換効率測定を実施してきた。また量子科学技術研究機構(Quantum and Radiological Science and Technology: QST)高崎量子応用研究所(高崎研)のイオン加速器(Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application: TIARA)においてイオンビーム照射試験を実施し、組成分析や不純物同定などの物性解析や電子顕微鏡によるミクロ観察を行ってきた。その結果、フォイル破損に至るメカニズムとして、照射欠陥による密度変化とピンホールの成長、温度上昇にともなうガス化などが重要な鍵ではないかとの兆候を得た。近年、HBCフォイルの蒸着装置をJAEA東海サイトに移設し、フォイル製作を開始した。(以降のフォイルをJ-HBCフォイルと称する。)J-HBCフォイルの性能評価をこれまで同様にQST高崎研のTIARAで実施してきた。さらに、蒸着パラメータを変えてHBCフォイルの耐ビーム性能について試験を行った。その結果、これまで重要なパラメータと考えられていたカソード・アノード電極の消費比率よりも、ボロンの混入率がより重要なパラメータであることが分かった。

論文

Radiotherapy using a laser proton accelerator

村上 昌雄*; 菱川 良夫*; 宮島 悟史*; 岡崎 良子; Sutherland, K.*; 阿部 光幸*; Bulanov, S. V.; 大道 博行; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; et al.

AIP Conference Proceedings 1024, p.275 - 300, 2008/08

光医療研究連携センターで進める事業の中心的治療器の開発の概念について考えを提示する。

論文

Flux line lattice melting and the formation of a coherent quasiparticle bloch state in the ultraclean URu$$_2$$Si$$_2$$ superconductor

岡崎 竜二*; 笠原 裕一*; 宍戸 寛明*; Konczykowski, M.*; Behnia, K.*; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 大貫 惇睦; 芝内 孝禎*; 松田 祐司*

Physical Review Letters, 100(3), p.037004_1 - 037004_4, 2008/01

 被引用回数:27 パーセンタイル:77.32(Physics, Multidisciplinary)

We find that in ultraclean heavy-fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ ($$T_c0 = 1.45$$ K) a distinck flux line lattice melting transition with outstanding characters occurs well below the mean-field upper critical fields. We show that a very small number of carriers with heavy mass in this system results in exceptionally large thermal fluctuations even at subkelvin temperatures, which are witnessed by a sizable region of the flux line liquid phase. The uniqueness is further highlighted by an enhancement of the quasiparticle mean free path below the melting transition, implying a possible formation of a quasiparticle Bloch state in the periodic flux line lattice.

論文

放射線治療の高度化のための超並列シミュレーションシステム

斎藤 公明; 齋藤 秀敏*; 国枝 悦夫*; 成田 雄一郎*; 明上山 温*; 藤崎 達也*; 川瀬 貴嗣*; 金子 勝太郎*; 尾嵜 真浩*; Deloar, H. M.*; et al.

情報処理, 48(10), p.1081 - 1088, 2007/10

科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業CRESTの一環として、外部の大学,医療機関,民間企業とチームを組織し、超並列シミュレーション計算を利用して放射線治療の高度化に貢献するための研究開発を行ってきた。この中で、現在広く行われているX線治療に関して、詳細人体モデルとモンテカルロ計算を利用して高精度線量を短時間に行い、ネットワークを介して医療現場を支援するシステムを開発してきた。さらに、これからの治療として期待される陽子線治療に関して、レーザーにより発生する陽子線を利用して小型で安価な陽子線治療装置を開発するための基礎的な研究を行ってきた。平成14年に開始した本プロジェクトはそれぞれのサブテーマについて成果を挙げ、平成19年度に終了する予定である。これらのプロジェクト研究の全容についてまとめて紹介する。

論文

High-resolution resonance photoemission study of Ce$$MX$$ ($$M$$=Pt, Pd; $$X$$=P, As, Sb)

岩崎 剛之*; 関山 明*; 山崎 篤志*; 岡崎 誠*; 角野 宏治*; 宇都宮 裕*; 今田 真*; 斎藤 祐児; 室 隆桂之*; 松下 智裕*; et al.

Physical Review B, 65(19), p.195109_1 - 195109_9, 2002/05

 被引用回数:23 パーセンタイル:72.01(Materials Science, Multidisciplinary)

低い近藤温度を持つCeMX (M=Pt, Pd; X=P, As, Sb)の Ce 3d-4f共鳴光電子分光を高いエネルギー分解能にて行い、Ce 4d-4f共鳴光電子分光の結果と比較を行った。実験結果は、低い近藤温度の物質においても表面とバルク電子状態が大きく異なることを示した。Ce 4f成分の寄与のない価電子帯スペクトルは、同じ構造をもつLaMXのバンド計算を用いて説明できた。実験で得られたCe 4f成分は、不純物アンダーソンに基づいたNCA(noncrossing approximation)計算によってよく再現でき、表面とバルクのCe 4f電子状態の違いを説明するのにもっと重要な要因がCe 4f準位シフトであることがわかった。さらに、CeMXのCe 4f状は、p-d反結合状態と優先的に混成することがわかった。

報告書

耐硝酸材料腐蝕試験 報告書

工藤 寿雄*; 大久保 勝夫*; 近藤 豊*; 高井 重治*; 柴田 雄*; 長野 博夫*; 工藤 赳夫*; 南 孝男*; 岡崎 敏家*; 吉川 治*; et al.

PNC TJ104 79-01, 116 Pages, 1979/02

高速炉使用済燃料の溶解,再溶解条件である沸騰硝酸,沸騰硝弗酸条件における各種材料の耐食性について文献調査を行ない、硝酸環境,硝弗酸環境における腐食について概説を試みるとともに、1.3章および1.4章のTable1.4.3に示すように各種推奨材を整理することができた。同時に、このような条件における耐食試験(液相の母材についてのみ)を実施した。供試材のうち(金,白金,Corronel230,25Cr‐2Mo,Uranus65,316L)腐食度の比較では、金,白金以外ではCorronel230が最も良好な結果(1$$sim$$9g/m2Hr 0.9$$sim$$8.2mm/year)を示したが、試験片表面に粒界腐食が観察され、成分の変更が必要であることが明らかとなった。また、弗素イオン捕促剤としては、Al/F=1までAl(NO3)3添加を試みその効果を確認した。文献調査によると、捕促剤としてはAl以外にもZr,Th等があげられ、弗素イオンに対する添加割合は、例えばAl(NO3)3ではAl/F=5程度までは腐食抑制効果を増大させるようである。なお、文献によると弗素イオン捕促剤を添加した場合、気相部においては、液相部に比較して腐食抑制効果が小さいと言われている。今後の耐食試験で検討が必要である。金,白金についてはその良好な耐食性が確認されたが、他の装置材料に対するGalvanicCorrosionが今後の検討項目になると思われる。

口頭

J-PARC 3GeVシンクロトロン用荷電変換フォイルの性能評価

吉本 政弘; 仲野谷 孝充; 山崎 良雄; Saha, P. K.; 金正 倫計; 山本 春也*; 岡崎 宏之*; 田口 富嗣*; 山田 尚人*; 山縣 諒平*

no journal, , 

荷電変換フォイルを用いたH$$^{-}$$ビーム多重入射方式はMW級の大強度陽子ビームを実現するための重要な技術である。大強度陽子加速器施設(Japan Proton Accelerator Research Complex: J-PARC)3GeVシンクロトロン加速器(Rapid Cycling Synchrotron: RCS)では、高エネルギー加速器研究機構(KEK)で開発され耐ビーム寿命を大幅に更新した、ホウ素添加炭素(Hybrid type Boron-doped Carbon: HBC)フォイルを採用している。これまで、RCSの利用運転時に使用しており、数百kWのビーム照射に対して優れた長寿命性能を有することを確認したが、設計出力である1MWでの長期安定性は未だ不明である。そこで、HBCフォイルの性能評価のために、RCSにおける長期間照射に対する形状観察や荷電変換効率測定の実施に加えて、量子科学技術研究機構(Quantum and Radiological Science and Technology: QST)高崎量子応用研究所(高崎研)のイオン加速器(Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application: TIARA)におけるイオンビーム照射試験や組成分析等を実施してきた。これまでに、フォイル破損に至るメカニズムとして、照射欠陥による密度変化とピンホールの成長、温度上昇にともなうガス化などの兆候を得た。現在、HBCフォイル蒸着時にカソード電極またはアノード電極のどちらかを純炭素電極に代えて製膜したHBCフォイルの照射試験を進めている。その結果、アノード電極由来のホウ素がビーム照射の耐久性能に重要な役割を果たしている可能性を示唆するデータを取得することができ、大強度ビームの安定供給に必須の、HBCフォイルの長寿命化に向けた新たな知見を得た。

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