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論文

Fabrication of a novel magnetic topological heterostructure and temperature evolution of its massive Dirac cone

平原 徹*; Otrokov, M. M.*; 佐々木 泰祐*; 角田 一樹*; 友弘 雄太*; 日下 翔太郎*; 奥山 裕磨*; 一ノ倉 聖*; 小林 正起*; 竹田 幸治; et al.

Nature Communications (Internet), 11, p.4821_1 - 4821_8, 2020/09

 被引用回数:24 パーセンタイル:92.77(Multidisciplinary Sciences)

We fabricate a novel magnetic topological heterostructure Mn$$_{4}$$Bi$$_{2}$$Te$$_{7}$$/Bi$$_{2}$$Te$$_{3}$$ where multiple magnetic layers are inserted into the topmost quintuple layer of the original topological insulator Bi$$_{2}$$Te$$_{3}$$. A massive Dirac cone (DC) with a gap of 40-75 meV at 16 K is observed. By tracing the temperature evolution, this gap is shown to gradually decrease with increasing temperature and a blunt transition from a massive to a massless DC occurs around 200-250 K. Magnetic measurements show that there are two distinct Mn components in the system that corresponds to the two heterostructures; MnBi$$_{2}$$Te$$_{4}$$/Bi$$_{2}$$Te$$_{3}$$ is paramagnetic at 6 K while Mn$$_{4}$$Bi$$_{2}$$Te$$_{7}$$/Bi$$_{2}$$Te$$_{3}$$ is ferromagnetic with a negative hysteresis (critical temperature 20 K). This novel heterostructure is potentially important for future device applications.

論文

Experimental results of the $$gamma$$-ray imaging capability with a Si/CdTe semiconductor Compton camera

武田 伸一郎*; 青野 博之*; 奥山 翔*; 石川 真之介*; 小高 裕和*; 渡辺 伸*; 国分 紀秀*; 高橋 忠幸*; 中澤 知洋*; 田島 宏康*; et al.

IEEE Transactions on Nuclear Science, 56(3), p.783 - 790, 2009/06

 被引用回数:51 パーセンタイル:96.07(Engineering, Electrical & Electronic)

A semiconductor Compton camera that combines silicon (Si) and Cadmium Telluride (CdTe) detectors was developed, and its imaging capability was examined with various kinds of $$gamma$$-ray targets such as a point source, arranged point sources and an extended source. The camera consists of one double-sided Si strip detector and four layers of CdTe pad detectors, and was designed to minimize the distance between a scatterer and the target. This is because the spatial resolution with Compton imaging improves as the target approaches the scatterer. This new camera realizes a minimum distance of 25 mm. By placing the target at a distance of 30 mm from the detector, resolving power better than 3 mm was demonstrated experimentally for a 364 keV ($$^{131}$$I) $$gamma$$-ray. Positional determination with accuracy of 1 mm was also demonstrated. As a deconvolution method, we selected the iteration algorithm (called List-Mode Expectation-Maximizing Maximum Likelihood), and applied it to several kinds of experimental data. The Compton back projection images of the arranged point sources and an extended object were successfully deconvolved.

論文

A Remote radiation monitoring system using an autonomous unmanned helicopter for nuclear emergencies

奥山 慎一; 鳥居 建男; 鈴木 昭彦*; 澁屋 正紀*; 宮崎 信之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(Suppl.5), p.414 - 416, 2008/06

 被引用回数:25 パーセンタイル:84.3(Nuclear Science & Technology)

原子力災害発生時には、周辺環境への放射線の影響を評価するため、陸上・海上及び空からのモニタリングが実施される。空からのモニタリングとして有人ヘリコプターによる空中モニタリングが実施されるが、航空法の制約から高度300m以下の飛行は禁止され、地上付近や複雑な地形では詳細な放射線分布測定が困難である。近年、産業用無人ヘリは自律飛行技術の進展により、火山防災等への適用が行われつつある。そこで、自律型無人ヘリを用いた遠隔空中モニタリングの可能性について調査,試験を行い、原子力防災への適用性を検討した。その結果について報告する。

論文

冬季雷活動時に観測される放射線量率の変動; 雷からの放射線発生と逃走絶縁破壊

鳥居 建男; 奥山 慎一; 野崎 達夫; 大久保 浩一; 杉田 武志*; 村木 綏*

地文台によるサイエンス; 極限エネルギー宇宙物理から地球科学まで, p.211 - 217, 2008/00

冬の日本海沿岸で発生する冬季雷の活動時に環境放射線レベルが上昇する事象が観測されることがある。これまでの測定の結果、数10秒程度の緩やかな低エネルギーの放射線レベルの上昇と、その直後に発生する高エネルギー放射線による急峻な上昇という異なる2種類の放射線が観測された。本稿では、冬季雷活動時の放射線変動の観測結果を中心に、放射線が引き金となって発生すると考えられる雷放電の逃走絶縁破壊について概説する。

論文

雷雲中における放射線強度変動に関する研究

鳥居 建男; 奥山 慎一; 石塚 晃弘

東京大学宇宙線研究所平成17年度共同利用研究・研究成果報告集, P. 129, 2006/00

雷雲中で観測される電界強度と室内実験で測定される絶縁破壊電界強度の間には大きな差があることから、現在でも雷放電発生メカニズムは解明されていない。本研究では、雷放電開始メカニズム解明の一環として、雷雲と観測地点の距離が短い山岳地域(乗鞍岳)において雷放電と放射線の関係を調査するために雷活動時の放射線強度変動の観測を行った。しかしながら、冬季雷活動時に観測されるような雷雲から放出される有意な放射線の変動は見られなかった。また、エネルギースペクトルでも数MeV以下の低エネルギー領域ではラドン子孫核種のレインアウト・ウォッシュアウトによる放射線強度の上昇(持続時間:数時間程度)のみであった。

論文

無人ヘリによる放射線サーベイ手法の開発

奥山 慎一; 鳥居 建男; 澁屋 正紀*

放射線防護医療, (1), p.44 - 45, 2005/11

放射性物質が異常な水準で放出される原子力事故時には放出源情報の迅速な把握を目的としてモニタリングが行われるが、その際にモニタリング要員の被ばくの防止が重要な課題となる。本件では、現在行われている有人ヘリコプタによる空中モニタリングでは不可能な放出源近傍の低高度でのモニタリング,複雑地形でのモニタリングも可能な自律航行型無人ヘリを用いた空中放射線サーベイシステム開発の研究成果について報告する。本システムの使用により、高線量率環境下でも無人で遠隔線量率測定が可能となるとともに、航路等のプログラム化により、繰り返し定点観測が可能となることから、原子力災害時の緊急時モニタリングに適していることが明らかになった。

報告書

高速増殖炉もんじゅ建設所における気象調査報告書(平成14年度)

鳥居 建男; 大久保 浩一; 奥山 慎一

JNC TN4420 2004-002, 14 Pages, 2004/05

JNC-TN4420-2004-002.pdf:0.36MB

白木地区における気象観測結果(平成14年度)を示した。

報告書

高速増殖原型炉もんじゅ建設地点における植生写真観察調査報告書(平成15年度分)

岩間 俊郎; 大久保 浩一; 奥山 慎一

JNC TN4420 2003-004, 30 Pages, 2004/03

JNC-TN4420-2003-004.pdf:3.16MB

高速増殖原型炉もんじゅでは、昭和55年12月10日付け、55動燃(動燃)082動力炉・核燃料開発事業団(平成10年10月1日付け、「核燃料サイクル開発機構」に法人名称変更)高速増殖原型炉計画に係わる環境影響評価事後管理事項の実施計画に基づき、モニタリング調査の一環として、工事着工前の昭和55年より工事着工語の昭和60年,造成工事終了後の昭和63年にそれぞれ一般調査(植生調査、階層別群落構造調査、群落断面調査)及び詳細調査(毎木調査、林床調査、SDR調査)を実施し比較、解析を行っている。また、これらの調査を実施しない年度には、補足として植生写真観察調査を実施し、植生状況の記録を行ってきた。実施計画に基づいたモニタリング計画は、昭和63年をもって一応の完了となっているが、データのさらなる集積を目的として平成2年より植生写真観察調査を毎年継続して実施することとなった。今年度は伐採終了後から20年を経た調査として位置づけられる。

報告書

高速増殖原型炉もんじゅ建設地点における植生写真観察調査報告書(平成15年秋季調査分)

岩間 俊郎; 大久保 浩一; 奥山 慎一

JNC TN4420 2003-003, 30 Pages, 2004/03

JNC-TN4420-2003-003.pdf:2.18MB

高速増殖原型炉もんじゅでは、昭和55年12月10日付け、55動燃(動燃)082動力炉・核燃料開発事業団(平成10年10月1日付け、「核燃料サイクル開発機構」に法人名称変更)高速増殖原型炉計画に係わる環境影響評価事後管理事項の実施計画に基づき、モニタリング調査の一環として、工事着工前の昭和55年より工事着工後の昭和60年、造成工事終了後の昭和63年にそれぞれ一般調査(植生調査、階層別群落構造調査、群落断面調査)及び詳細調査(毎木調査、林床調査、SDR調査)を実施し比較、解析を行っている。また、これらの調査を実施しない年度には、補足として植生写真観察調査を実施し、植生状況の記録を行ってきた。実施計画に基づいたモニタリング計画は、昭和63年をもって一応の完了となっているが、データのさらなる集積を目的として平成2年より植生写真観察調査を毎年継続して実施することとなった。今年度は伐採終了後から20年を経た調査として位置づけられる。今回の秋季調査では、昨年度から比較すると、マツクイムシによる被害が至るところで認められ、クロマツやアカマツの活力低下が認められる区が昨年は2区あったが、今年度秋季調査ではさらに2区増え、7調査地点のうち、4区でマツ類の活力変化がみられた。全体的には、各撮影地点とも、写真撮影の対象となっている主要な樹木は概ね順調な伸長生長を示しており、安定した樹林環境を維持していると推察された。今後も、この傾向は維持されつつ、徐々に遷移進行していくものと考えられる。

報告書

高速増殖原型炉もんじゅ建設地点における植生写真観察調査報告書(平成15年夏季調査分)

岩間 俊郎; 大久保 浩一; 奥山 慎一

JNC TN4420 2003-002, 30 Pages, 2004/03

JNC-TN4420-2003-002.pdf:2.05MB

高速増殖原型炉もんじゅでは、昭和55年12月10日付け、55動燃(動燃)082動力炉・核燃料開発事業団(平成10年10月1日付け、「核燃料サイクル開発機構」に法人名称変更)高速増殖原型炉計画に係わる環境影響評価事後管理事項の実施計画に基づき、モニタリング調査の一環として、工事着工前の昭和55年より工事着工後の昭和55年より工事着工後の昭和60年,造成工事終了後の昭和63年にそれぞれ一般調査(植生調査、階層別群落構造調査、群落断面調査)及び詳細調査(毎木調査、林床調査、SDR調査)を実施し比較、解析を行っている。また、これらの調査を実施しない年度には、補足として植生写真観察を実施し、植生状況の記録を行ってきた。実施計画に基づいたモニタリング計画は、昭和63年をもって一応の完了となっているが、データのさらなる集積を目的として平成2年より植生写真観察調査を毎年継続して実施することとなった。今年度は伐採終了後から20年を経た調査として位置づけられる。今回の夏季調査では、№6においてマツ枯れの被害が認められた他は、昨年度同様に著しい変化の認められた地点はなかった。各撮影地点とも、写真撮影の対象となっている主要な樹木は概ね順調な伸長生長を示しているが、樹林の発達に伴い立木密度が高くなりつつある。そのため、低木層や亜高木層において、樹木間の競合がみられ、活力の低い低木類に衰退傾向がみられた。この傾向は、樹林が極相林に近い群落構造へ推移していくまでは続いていくものと考えられる。

論文

Development of a Remote Radiation Monitoring System using Unmanned Helicopter

奥山 慎一; 鳥居 建男

6th International Conference on High Levels of Nat, 84 Pages, 2004/00

原子力災害発生時には、周辺環境への放射線の影響を評価するため、陸上・海上及び空からのモニタリングが実施される。空からのモニタリングとして有人ヘリコプターによる空中モニタリングが実施されるが、航空法の制約から高度300m以下の飛行は禁止され、地上付近や複雑な地形では詳細な放射線分布測定が困難である。近年、産業用無人ヘリは自律飛行技術の進展により、火山防災等への適用が行われつつある。そこで、自律型無人ヘリを用いた遠隔放射線空中モニタリングシステムを開発し、試験を行い、原子力防災への適用性を検討した。その結果について報告する。

口頭

Observation and a Monte Carlo analysis of the energetic radiation associated with winter thunderstorm activities in Japan

鳥居 建男; 奥山 慎一; 石塚 晃弘; 野崎 達夫; 那波 康則*; 杉田 武志*

no journal, , 

日本海沿岸で冬季雷活動時に観測される放射線量率の上昇の特徴について明らかにするとともに、モンテカルロ計算による雷雲電界中での荷電粒子の挙動解析を行った。冬季雷活動時に空間放射線量率の上昇が観測されることがある。この原因を調査するため、冬季雷雷雲を模擬した電界領域での高エネルギー電子の挙動をモンテカルロ計算により解析してきた。その結果、電界強度がある値(P(z)気圧の場で約280P(z)kV/m)を超えると電子・光子のシャワーが発生し、急激に電子・光子束密度が増加することがわかった。また、そのエネルギーも数MeV程度まで上昇し、冬季雷活動時に観測される放射線と符合するものであった。今回、これまで解析してきた高エネルギーの荷電粒子である宇宙線の電磁成分に加えて、地上付近で最も主要な宇宙線成分であるミュオンに着目し、宇宙線ミュオンとミュオンが空気分子と衝突して生成させるノックオン電子について雷雲電界中での挙動解析を行った。その結果、宇宙線ミュオンは電界領域で有意な変動を受けないものの、ノックオン電子により、高電界領域で電子・光子束が急激に増加することがわかった。宇宙線ミュオンは大気中での粒子束及びその高透過性から雷雲中の高電界領域で多量の高エネルギーのノックオン電子を放出することによって、雷雲中で電子・光子シャワーを発生させ地上付近での放射線量率の上昇をもたらしている要因と考えられた。本発表では、宇宙線ミュオンの影響解析について述べるとともに、高電界領域での電子密度の上昇についても触れる。

口頭

冬季雷活動に起因した放射線変動と大気中放射性物質による逃走電子の生成

鳥居 建男; 奥山 慎一; 野崎 達夫; 杉田 武志*; 村木 綏*

no journal, , 

日本海沿岸で発生する冬季雷活動時に空間放射線量率が上昇する事象が観測されることがある。本件は、もんじゅ周辺で観測された事象の特徴とともに、放射線の発生源として考えられる雷雲電界内での放射線挙動について報告する。

口頭

The Experimental results of a $$gamma$$-ray imaging with a Si/CdTe semiconductor Compton camera

武田 伸一郎*; 青野 博之*; 石川 真之介*; 小高 裕和*; 渡辺 伸*; 国分 紀秀*; 高橋 忠幸*; 奥山 翔*; 中澤 知洋*; 田島 宏康*; et al.

no journal, , 

A $$gamma$$-ray imaging detector is required in various fields such as high-energy astrophysics, medical imaging and nondestructive inspection. We have proposed a concept of the Si/CdTe semiconductor Compton camera, which consists of many layers of thin Si and CdTe detectors. The Si/CdTe Compton camera features high energy resolution and high angular resolution. Recently, we developed a new Compton camera system for a balloon borne astrophysical experiment. It consists of a 4-layers stack of double-sided silicon strip detector (DSSD) modules and 32 CdTe pad detectors symmetrically surrounding the DSSD stack. The Compton reconstruction was successfully performed and the $$gamma$$-ray images were obtained from 662 keV down to 59.5 keV. The Angular Resolution Measure (ARM) is 3.5 degree (FWHM) and 2.5 degree (FWHM) at 356 keV and 511 keV, respectively. The Si/CdTe Compton camera which has such good angular resolution is also attractive for medical imaging and/or nondestructive inspection. An internal structure of about one mm can be resolved when the distance between the camera and a target becomes closer than a few mm. We developed another prototype which enable us to approach the target down to 20 mm. In this presentation, we will show the experimental results of this prototype and also discuss Compton reconstruction methods.

口頭

Application of double-sided silicon strip detectors for a Si/CdTe Compton camera

青野 博之*; 武田 伸一郎*; 石川 真之介*; 小高 裕和*; 国分 紀秀*; 渡辺 伸*; 高橋 忠幸*; 中澤 知洋*; 奥山 翔*; 田島 宏康*; et al.

no journal, , 

We have developed a low noise double-sided silicon strip detector for hard X-ray imaging spectroscopy. Development of low-noise analog electronics, optimized double-sided silicon strip detectors and a compact assembly technology realized the high-quality X-ray imaging device with fine energy, position and timing resolutions, and good uniformity. Imaging detectors in 10-100 keV would be attractive in various fields such as astrophysics, medical and nondestructive inspection. For these purposes, the development the next generation Compton Camera is now underway.

口頭

敦賀市における降下物中の$$^{22}$$Naと$$^{7}$$Beの輸送・供給プロセス

吉田 圭佑; 加藤 慎吾; 井上 睦夫*; 石塚 晃弘; 奥山 慎一

no journal, , 

もんじゅ周辺地域の環境モニタリングでは高速増殖原型炉もんじゅの冷却材に含まれる$$^{22}$$Naを監視対象核種が、$$^{22}$$Naは宇宙線でも生成されるため、降下物の年間集合試料から$$^{22}$$Naが検出されている。もんじゅの環境モニタリングの精度をより高めるには、$$^{22}$$Naが多く生成する高緯度地方の大気上空からの輸送・供給プロセスを理解する必要がある。そこで、敦賀市において$$^{22}$$Naと$$^{7}$$Beの測定、福井と石川県内の地点で$$^{7}$$Beの測定を行った。$$^{22}$$Naと$$^{7}$$Beの降下量は相関関係を示したため、降下物中の$$^{7}$$Beを調べることで同時に$$^{22}$$Naの挙動を知ることができることが分かった。北陸地方の他地点の測定結果との比較の結果、$$^{7}$$Be降下量は金沢市,石川県能美市,福井市,敦賀市,石川県志賀町の順で多くなっていた。しかし、いずれの地点でも$$^{7}$$Be降下量は冬季に高くなる傾向があり、また、冬季の降水量と7Be降下量が比例していることが分かった。よって、敦賀市においても冬季の季節風と降水により$$^{7}$$Beと同じ挙動を示す$$^{22}$$Naの降下量が共に多くなるという輸送・供給プロセスが存在することが分かった。また、冬季の$$^{7}$$Be降下量の違いが生じた要因は、各採取地点の距離が離れており、後背の山脈の高さや山脈までの距離が異なっているため、地域差と地形の違いにより、月間の降水量に違いが生じたことが考えられる。

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