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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:11 パーセンタイル:89.19(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

Welding technology on sector assembly of the JT-60SA vacuum vessel

芝間 祐介; 岡野 文範; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 三代 康彦; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 持田 務*; 森本 保*; 濱田 崇史*; et al.

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.1614 - 1619, 2015/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:32.14(Nuclear Science & Technology)

現在、建設中のJT-60SA装置では、高さ6.6m、大半径5mの二重壁トーラス構造で真空容器(150tons)を製作する。容器を10個のセクターに分割して製作し、これら分割セクターの製作が2014年に完了した。製作したセクターを現地で接続する段階にあり、この接続の初期では、セクターを直接突き合わせて溶接接続する。二つのセクター間を溶接接続するためには、溶接に必要な目違いやギャップの許容量を把握するという課題がある。他方、現地の組み立てでは、これらの許容量を満足するように管理されなければならない。本報告では、真空容器の最終セクターを含む組立方法の詳細について報告する。更に、分割製作されたセクターを直接接続する溶接技術、最終セクターの部分モックアップ溶接試験の結果を議論するとともに、現地製作の現状も報告する。

論文

Fundamental welding R&D results for manufacturing vacuum vessel of JT-60SA

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 大縄 登史男*; 柳 寛*; 江尻 満*; 金原 利雄*; 市橋 公嗣*; 菊池 淳史*; 水牧 祥一*; 正木 圭; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(9-11), p.1816 - 1820, 2011/10

 被引用回数:11 パーセンタイル:69.09(Nuclear Science & Technology)

JT-60SA真空容器の実機製作が2009年11月より東芝にて開始されている。製作に先立ち、溶接要素のR&Dを三段階で実施している。第一段階として溶接法のスクリーニングを行った。第二段階として、直線及び曲線部について1m規模の試作を経て、溶接電圧及び電流、施工時の被溶接体設置精度、溶接手順、開先形状等の条件に起因する溶接変形と品質の依存性を精査した。さらに、低入熱での溶接条件を精査した。最終段階として、製作手順の確立として20度セクター上半分のモックアップを試作し、既に確認している。本発表では、特に第一段階と第二段階でのR&Dの結果を中心に説明する。

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:47 パーセンタイル:95.74(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.

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

JT-60SA真空容器の試作

浅野 史朗*; 江尻 満*; 柳 寛*; 市橋 公嗣*; 菊池 淳史*; 水牧 祥一*; 奥山 利久*; 正木 圭; 芝間 祐介; 片山 雅弘*; et al.

no journal, , 

現在東芝では、JT-60SA真空容器の試作に引き続き実機製作を進めている。この実機の製造手順と溶接条件を実証するために実施した真空容器20$$^{circ}$$セクター上半分に相当する部分を試作した。真空容器は、高さ6.6m,外径9.95m,胴部重量約150tonで材質は低コバルト仕様のSUS316Lである。二重壁構造を有しており、内外壁間には補強部材としてポロイダルリブは設置される。試作範囲は20$$^{circ}$$セクター上半分であり、これらの溶接には、(1)内壁間及び外壁間,(2)リブ-内壁間,(3)リブ-外壁間、の三種類の溶接部位に対してそれぞれ異なる溶接方法を適用する。試作では、溶接変形量などの基礎データを取得し、製造手順と治工具設計の最適化を進めた結果、実機の製造方法を確立することができた。

口頭

JT-60SA真空容器の実機製作

浅野 史朗*; 江尻 満*; 奥山 利久*; 柳 寛*; 菊地 淳史*; 水牧 祥一*; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

no journal, , 

JT-60SAは、国際熱核融合実験炉(ITER)のサテライトトカマク装置で、欧州との国際協力の下に現在建設中にある。JT-60SAの機器のうち真空容器の製作の現状と、その溶接部の機械特性について報告する。20度上半分モックアップの試作を含む数々のR&Dをもとに、JT-60SAの真空容器実機製作を2009年より東芝において開始している。真空容器の断面はD型で、低コバルトSUS316Lで製作する。容器高さ9.95m、容器大半径6.6mで、重量150トンである。2009年より実機20度セグメントのインボード(IB)部及びアウトボード(OB)部の製作を開始し、10分割で構成されるセクターのうち、40度セクターを構成する20度IBセグメント同士及び20度OBセグメント同士を接続する大規模な溶接工程にこの12月から入る。また、2011年から1体目の40度IB部と40度OB部を接続する溶接施工を原子力機構の那珂核融合研究所の真空容器組立棟で行う予定である。ポスター発表では、R&Dで得られた試験結果から、溶接部の機械特性について紹介しつつ、これらの製作の現状を中心に報告する。

口頭

JT-60SA真空容器の実機製作

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 持田 務*; 菊地 淳史*; 小田島 渉*; 江尻 満*; 水牧 祥一*; 芝間 祐介; 正木 圭; 逆井 章

no journal, , 

JT-60SA真空容器(高さ6.6m、外径9.95m、重量約150トン)の実機製作を2009年11月より開始している。2012年3月末の段階で40度セクター3体の製作を終えている。本講演では実機製作の現状について紹介する。真空容器は、ポロイダルリブを有する内外二重壁構造で、ポートと接続される部分には二重壁を貫通する形で管台と呼ばれる座を溶接する。輸送制限のため、工場では各セクターをインボード(IB)とアウトボード(OB)に分割して製作して出荷し、原子力機構那珂核融合研究所内の真空容器組立棟で溶接接続して完成させる。製作単位はIB, OBとも20度分の上半分、及び下半分である。製造上の課題は溶接変形の抑制及びその矯正であり、(1)溶接入熱の低減と均等化、(2)溶接パスシーケンスの最適化、(3)治具による拘束、(4)製作単位でのプレス矯正を併用し、セクターポロイダル断面の内壁各測定点における平均誤差をIB側で1mm以下、OB側で2mm以下に抑えることに成功している。2012年度中に40度セクター6体目までの製作を完了し、予定通り2013年度中にセクター全数の製作を終えられる見通しである。

口頭

JT-60SA真空容器セクターの製作完了と組み立て

浅野 史朗*; 奥山 利久*; 江尻 満*; 水牧 祥一*; 持田 務*; 濱田 崇史*; 荒木 隆夫*; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 甲斐 俊也*; et al.

no journal, , 

東芝ではBA活動の中核装置に位置づけられている超伝導トカマクJT-60SAの真空容器(高さ6.6m、外径9.95m、重量約150トン)の実機製作を2009年11月よりスタートし、40度セクター7体、30度セクター2体、20度セクター1体から成る、セクター10体すべての製作を2014年4月に予定通り終えた。2014年6月からは現地で各セクターをトーラス状に配置しセクター同士の接続を開始する。本講演では二重壁構造を有する真空容器セクターの製造技術、製作精度、組み立て方法について紹介する。

口頭

JT-60SA真空容器のセクター製作と組立

芝間 祐介; 岡野 文範; 柳生 純一; 神永 敦嗣; 三代 康彦; 早川 敦郎*; 佐川 敬一*; 持田 務*; 森本 保*; 濱田 崇史*; et al.

no journal, , 

日欧協力で建設中のJT-60SA装置の真空容器(150トン)は、二重壁トーラス型のステンレス製の溶接構造で、高さ6.6m、大半径5.0mである。容器は10体のセクターに分割して製作され、セクターの製作が2014年4月に完了した。現在、現地でセクターを接続する段階にあり、初期の接続ではセクター間を直接突き合わせて溶接接続する。このため、セクター間端部の連続的に変化する目違いやギャップに対し、全姿勢を経験して裏波溶接を達成するという課題がある。本報告では、真空容器の最終セクターを含む真空容器の組立方法を詳細に述べる。更に、分割製作されたセクターを直接接続する溶接技術、最終セクターの部分モックアップ溶接試験の結果を議論するとともに、現地製作の現状も報告する。

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