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論文

Present and new operational quantities evaluated from photon spectrum measurements at workplaces in the research reactor and accelerator facility at the JAEA

谷村 嘉彦; 吉富 寛; 西野 翔; 辻 智也; 深見 智代; 篠塚 友輝; 大石 皓平; 石井 雅人; 高宮 圭; 大貫 孝哉; et al.

Radiation Measurements, 176, p.107196_1 - 107196_6, 2024/08

https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2024.107196
 被引用回数：1 パーセンタイル：27.40(Nuclear Science & Technology)

ICRUはReport95で場や個人被ばくのモニタリングに用いる実用量の定義を変更した。新しい実用量を導入した場合に、さまざまな原子力施設の作業現場における線量測定に影響する。このため、作業場のエネルギースペクトルや測定器の特性を把握しておく必要がある。本研究では、原子力機構にある研究炉(JRR-3)及び加速器施設(J-PARC)の作業場において、NaI(Tl)又はLaBr$$_3$$(Ce)シンチレーション検出器を用いて光子スペクトルを測定した。そして、現行及び新しい実用量を導出してこれらを比較した。

論文

Charge-density-wave order and multiple magnetic transitions in divalent europium compound EuAl$$_4$$

金子 耕士; 川崎 卓郎; 仲村 愛*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 90(6), p.064704_1 - 064704_6, 2021/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.064704
 被引用回数：60 パーセンタイル：94.53(Physics, Multidisciplinary)

Multiple transition phenomena in divalent Eu compound EuAl$$_4$$ with the tetragonal structure were investigated via single crystal time-of-flight neutron Laue technique. At 30 K below a charge-density-wave (CDW) transition, superlattice peaks emerge near nuclear Bragg peaks described by an ordering vector $$q_{rm CDW}$$ = (0 0 $${delta}_c$$). In contrast, magnetic peaks appear at $$q_2 = ({delta}_2 {delta}_2 0)$$ with $${delta}_2$$ = 0.09 below $$T_{N1}$$ = 15.4 K, and moves to $$q_1 = ({delta}_1 0 0)$$ with $${delta}_1$$ = 0.19 below $$T_{N3}$$ =12.2 K, whereas no distinct change in the magnetic Bragg peak was detected at $$T_{N2}$$ and $$T_{N4}$$. The structural modification with $$q_{rm CDW}$$ is characterized by an absence of the superlattice peak in (0 0 $$l$$). Considering an absence of splitting in magnetic peaks along $$l$$, the structural transition is mainly ascribed to a displacement of Al ions within the tetragonal $$ab$$-plane. Complex incommensurate magnetic transitions are in stark contrast to a simple collinear commensurate structure in isovalent EuGa$$_4$$. This could stem from incompatible electronic structures with the CDW transition between two compounds.

報告書

再冠水試験におけるボーリングピットの埋め戻し試験

高安 健太郎; 大貫 賢二*; 川本 康司*; 高山 裕介; 見掛 信一郎; 佐藤 稔紀; 尾上 博則; 竹内 竜史

JAEA-Technology 2017-011, 61 Pages, 2017/06

JAEA-Technology-2017-011.pdf:9.15MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、超深地層研究所計画に基づき、結晶質岩(花崗岩)を対象として三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。これらの研究開発課題のうち、坑道埋め戻し技術の開発の一環として再冠水試験を実施している。この試験は、坑道掘削による周辺岩盤や地下水に及ぼす影響が、坑道の冠水によって回復する過程を把握することを目的として、深度500mの水平坑道の北端部切羽より約40m手前に止水壁を施工して冠水坑道とし、再冠水して実施するものである。本報告書は、再冠水試験の一環として2014年度に実施した冠水坑道のピットにベントナイト混合土を用いた埋め戻し試験と埋め戻し施工の結果、及び引き続き2014年9月から2016年3月までのピットでの観測結果を報告するものである。

論文

Magnetic structure of divalent europium compound EuGa$$_{4}$$ studied by single-crystal time-of-flight neutron diffraction

川崎 卓郎; 金子 耕士; 仲村 愛*; 阿曽 尚文*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 田村 格良; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(11), p.114711_1 - 114711_5, 2016/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.114711
 被引用回数：17 パーセンタイル：65.80(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic structure of the intermetallic compound EuGa$$_{4}$$ was investigated using single-crystal neutron diffraction with TOF Laue technique on the new diffractometer SENJU at MLF of J-PARC. Despite of the high neutron absorption of Eu, a vast number of diffraction spots were observed without isotope enrichment. The magnetic reflections appeared at $$h + k + l$$ $$neq$$ 2$$n$$ below 16 K, indicating that the ordering vector is $$q$$ = (0, 0, 0). The continuous evolution of the magnetic reflection intensity below T$$_{N}$$ follows a squared Brillouin function for $$S$$ = 7/2. By adopting a wavelength-dependent absorption collection, the magnetic structure of EuGa$$_{4}$$ revealed that a nearly full magnetic moment of 6.4 $$mu$$B of Eu lies within the basal plane of the lattice.

論文

瑞浪超深地層研究所における再冠水試験計画;支保工や埋戻し材の地質環境への影響評価を目的とした力学・水理連成挙動の予察解析

高山 裕介; 佐藤 稔紀; 尾上 博則; 岩月 輝希; 三枝 博光; 大貫 賢二

第43回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.313 - 318, 2015/01

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、結晶質岩を主な対象とした深地層の科学的研究を実施している。その一環として、瑞浪超深地層研究所の深度500m研究アクセス北坑道において、坑道の冠水に伴う力学・水理・化学特性の長期変化を複合的に把握する技術の開発を目的として、坑道規模の複合試験(再冠水試験)を実施している。本研究では、坑道冠水に先立ち、坑道内で使用する支保工や埋戻し材(コンクリートや粘土(ベントナイト材料))が周辺岩盤へ与える影響を予察的に推定するための、力学・水理連成現象の解析を実施した。本解析結果は、連成現象を把握するための観測機器の配置や、坑道内で使用する坑道の埋戻し材料の仕様等を決定する際の参考にする。

論文

Single crystal neutron diffraction study of high neutron absorbing compound EuGa$$_{4}$$

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014009_1 - 014009_4, 2014/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.1.014009

Single crystal neutron diffraction measurement of EuGa$$_{4}$$ has been carried out using time-of-flight single crystal neutron diffractometer SENJU at BL18 in MLF/J-PARC. In spite of extremely high neutron absorption of natural Eu, significant numbers of Bragg reflection were observed. Lattice parameters and Bravais lattice at above $$T_mathrm{N}$$ (=15 K) obtained from the positions and systematic extinction of the reflections were well agreed with the result of single crystal X-ray diffraction. Further, magnetic reflections were clearly observed at below $$T_mathrm{N}$$ at the positions of forbidden reflections of body-centered lattice of EuGa$$_{4}$$. An antiferromagnetic structure with the propagation vector $$q$$ = 0 was clarified.

論文

Corrosion resistance of Al-alloying high Cr-ODS steels in stagnant lead-bismuth

高屋 茂; 古川 智弘; 井上 賢紀; 藤澤 敏治*; 奥田 隆成*; 阿部 冨士雄*; 大貫 惣明*; 木村 晃彦*

Journal of Nuclear Materials, 398(1-3), p.132 - 138, 2010/03

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2009.10.023
 被引用回数：70 パーセンタイル：96.63(Materials Science, Multidisciplinary)

ODSフェライト鋼は、優れた高温強度を有し、燃料被覆管の候補材であるが、LBEとの共存性がADS及びLBE冷却FBRにおける一つの課題である。Al添加とCr増加は、共存性に良い影響を与えると考えられるが、Al添加は高温強度の低下を招き、Cr増加は時効脆化が懸念される。そのため、耐食性と高温強度をバランスさせる最適なAl添加量とCr増加量を求める必要がある。本研究では、LBE中溶存酸素濃度10$$^{-8}$$wt%, 650$$^{circ}$$Cの条件で3000時間,LBE中に浸漬された試験片の断面観察をSEM及びオージェ電子分光法により実施した。その結果、複合酸化物/内部酸化層と母材の間に連続的に非常に薄いAl酸化膜が形成され、そのようなAl酸化皮膜がさらなる複合酸化物/内部酸化層の成長を抑制していることがわかった。Al濃度が2から4wt%に増加することにより酸化皮膜の平均厚さが、薄くなる傾向があった一方、Cr濃度への依存性はほとんど確認できなかった。さらに、5000時間の腐食試験を実施した。これらの材料は、10$$^{-8}$$wt%, 650$$^{circ}$$Cの条件でも優れた耐食性を示した。3.5wt%のAl添加は耐食性の向上に大変有効である。

論文

Corrosion behavior of Al-alloying high Cr-ODS steels in lead-bismuth eutectic

高屋 茂; 古川 智弘; 青砥 紀身; M$"u$ller, G.*; Weisenburger, A.*; Heinzel, A.*; 井上 賢紀; 奥田 隆成*; 阿部 冨士雄*; 大貫 惣明*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.507 - 510, 2009/04

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2008.12.155
 被引用回数：69 パーセンタイル：96.82(Materials Science, Multidisciplinary)

Al(0$$sim$$3.5wt%)とCr(13.7$$sim$$17.3wt%)を含むODS鋼と、12Cr鋼の停留鉛ビスマス(LBE)中での耐食性を調べた。試験条件は、ODS鋼については、LBE中溶存酸素濃度が10$$^{-6}$$と10$$^{-8}$$wt%,温度が550と650$$^{circ}$$C,浸漬時間は3,000時間まで、12Cr鋼については、LBE中溶存酸素濃度が10$$^{-8}$$wt%,温度が550$$^{circ}$$C,浸漬時間は5,000時間まである。Alを約3.5wt%,Crを13.7$$sim$$17.3wt%含むODS鋼は、表面に保護的なAl酸化膜が形成された。Alの添加は、ODS鋼の耐食性向上にとても効果があることがわかる。一方、Crを16wt%を含み、Alを含まないODS鋼については、溶存酸素濃度が10$$^{-6}$$wt%,温度が650$$^{circ}$$Cの場合を除き、十分な耐食性を有しなかった。単にCrを増量しただけでは、耐食性の向上は期待できないと思われる。

口頭

中性子回折で探るEu$$X$$$$_{4}$$($$X$$=Al, Ga)の対照的な基底状態

金子 耕士; 川崎 卓郎; 仲村 愛*; 茂吉 武人*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 及川 健一; et al.

no journal, , 

Euイオンは、2価ではS=7/2で磁性を有し、3価ではスピンと軌道磁気モーメントがキャンセルすることにより非磁性となる。すなわち、価数が磁性、軌道と密接な関わりをもっている。Eu化合物では、価数揺動や重い電子状態に加え、超伝導など多彩な物性を示すことから、微視的状態に興味が持たれている。Eu$$X$$$$_{4}$$ ($$X$$ = Al, Ga)では、Euは2価の電子状態を取り、S=7/2で記述される安定した磁性を示す一方、同じ価電子数をもつ2つの化合物において、EuGa$$_4$$が$$T_N$$=16Kの反強磁性転移を示すのに対し、EuAl$$_4$$は基底状態に至るまでに5つの転移点を持つ、複雑な物性を示すことが見出された。この違いを生じる起源は未知である。違いを生む機構を解明する上で、中性子は微視的知見が得られる最適なプローブである。反面、Euは中性子吸収体である上、同位体も高価であることから、中性子による研究は困難を伴う。今回J-PARC/MLFの単結晶中性子回折計SENJUにおいて、同位体置換なしの試料で実験を行った。その結果、転移に伴う超格子反射の観測に成功し、2つの化合物の違いを明らかにしたので報告する。

口頭

原子力システム高効率化に向けた高耐食性スーパーODS鋼の開発,4; 鉛ビスマス中耐食性評価

高屋 茂; 古川 智弘; 青砥 紀身; 井上 賢紀; 藤澤 敏治*; 奥田 隆成*; 阿部 冨士雄*; 大貫 惣明*; 木村 晃彦*

no journal, , 

「原子力システム高効率化に向けた高耐食性スーパーODS鋼の開発」において、スーパーODS鋼候補材の鉛ビスマス中での耐食性を評価するために実施した長時間腐食試験結果について報告する。

口頭

Contrasting magnetic ground state in isoelectronic compound Eu$$X_4$$ ($$X$$ = Al, Ga)

金子 耕士; 川崎 卓郎; 仲村 愛*; 茂吉 武人*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 及川 健一; et al.

no journal, , 

As a consequence of strong coupling among charge, magnetic and orbital degrees of freedom, a variety of attractive physical properties comes out in Eu compounds. In Eu$$X_4$$ ($$X$$ = Al, Ga) with the BaAl$$_{4}$$-type structure, Eu ions are divalent and, hence, carry magnetism with S = 7/2. These isoelectronic compounds exhibit contrasting magnetic properties. In order to reveal respective ground states from a microscopic point of view, single crystal neutron diffraction experiments were carried out on SENJU at BL18 in MLF. Superlattice peaks were successfully observed in both compounds. The magnetic ground state of EuGa$$_4$$ can be described by the commensurate vector. On the other hand, the ground state in EuAl$$_4$$ is characterized with the long periodic magnetic structure. This study reveals that, in addition to the transition sequence, the ground state magnetic structures are also different between these compounds.

口頭

Eu$$X_4$$($$X$$=Al, Ga)で実現する対照的な基底状態

金子 耕士; 川崎 卓郎; 仲村 愛*; 茂吉 武人*; 宗像 孝司*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 鬼柳 亮嗣; 大原 高志; 及川 健一; et al.

no journal, , 

価数揺動など多彩な物性を示すEuT$$_2X_2$$化合物の母物質であるEuX$$_4$$($$X$$=Al,Ga)では、Euは2価の電子状態を取り、S=7/2で記述される物性を示す。EuGa$$_4$$では、T$$_N$$=16Kの反強磁性転移を示すのに対し、EuAl$$_4$$は、基底状態に至るまでに5つの転移点を持つ、複雑な物性を示す。この両者における各転移の詳細な描像に関して、単結晶中性子回折を用いて明らかにしたので、報告する。

口頭

単結晶中性子回折法を用いた高い中性子吸収を示すEuX$$_{4}$$(X=Al,Ga)の磁気構造の研究

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 茂吉 武人*; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; et al.

no journal, , 

単結晶中性子回折法による磁気反射の観測は物質の磁気的性質を調べるための最も基礎的かつ強力な手法であるが、Eu, Gd, Sm, Dyなどの希土類元素は中性子の吸収が非常に大きく、これらの元素を含む化合物の中性子回折による磁気構造の研究例は限られている。一方、吸収の影響が小さい短波長中性子を利用可能な白色中性子と、大面積検出器を組み合わせたパルス中性子回折装置を用いることで、吸収の大きな希土類元素を含む物質の磁気構造を効率的に調べられることが期待できる。我々はEuを含み、同一な結晶構造と原子価をもちながらも異なる磁気転移を示す二つの物質、EuGa$$_{4}$$とEuAl$$_{4}$$に注目し、J-PARC MLF BL18に設置された単結晶中性子回折装置SENJUを用いて中性子回折測定を実施した。その結果、これらの物質において異なる磁気的秩序状態を示す磁気反射を観測し、EuGa$$_{4}$$は4Kにおいて伝搬ベクトルq=(0 0 0)の反強磁性的構造であり、EuAl$$_{4}$$は不整合的な磁気構造となっていることがわかった。

口頭

単結晶中性子回折法による高い中性子吸収を示すEuGa$$_{4}$$の磁気構造解析

川崎 卓郎; 金子 耕士; 阿曽 尚文*; 仲村 愛*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 大貫 惇睦*; 大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; et al.

no journal, , 

物質の磁気的性質を調べる手段として、中性子回折を用いた磁気構造解析は基礎的かつ強力である。パルス中性子回折では短波長の中性子を利用できるためEuやDyのように中性子の吸収が大きな元素を含む物質の構造研究に有効であることが期待される。EuGa$$_{4}$$は豊富な物性を示すことで知られるEuT$$_{2}$$X$$_{2}$$で表される122化合物と呼ばれる一連の物質の母物質であると考えられており、15Kで反強磁性的な相転移を示すことが報告されているが、詳細な磁気構造は明らかになっていない。今回、J-PARC/MLFの単結晶中性子回折装置SENJUを使用して、Euを吸収の小さい同位体に置換していないEuGa$$_{4}$$単結晶の磁気構造解析を試みたので、結果を報告する。

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