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論文

Oxidative decomposition of ammonium ion with ozone in the presence of cobalt and chloride ions for the treatment of radioactive liquid waste

粟飯原 はるか; 渡部 創; 柴田 淳広; Mahardiani, L.*; 大友 亮一*; 神谷 裕一*

Progress in Nuclear Energy, 139, p.103872_1 - 103872_9, 2021/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

To prevent unexpected accidents at nuclear facilities caused by accumulated ammonium nitrate in an aqueous liquid waste containing ammonium salts and nitric acid, NH $$_{4}$$ $$^{+}$$ in the liquid waste must be decomposed under mild reaction conditions. In this study, we investigated the oxidative decomposition of NH $$_{4}$$ $$^{+}$$ with O$$_{3}$$ at 333 K in the presence of a homogeneous Co$$^{2+}$$ catalyst and Cl$$^{-}$$ in the wide pH range of the test solution. The reaction behavior was greatly affected by pH of the test solution. In a basic solution at pH 12, high conversion of NH $$_{4}$$ $$^{+}$$ was obtained even in the absence of Co$$^{2+}$$ and Cl$$^{-}$$ and the main product was NO $$_{3}$$$$^{-}$$. However, Co$$^{2+}$$ and Cl$$^{-}$$ in the solution greatly enhanced the decomposition rate of NH $$_{4}$$ $$^{+}$$ in acidic to mild basic solutions (pH 1-8), while only low conversion of NH $$_{4}$$ $$^{+}$$ was observed unless both Co$$_{2+}$$ and Cl$$^{-}$$ were present. For the reaction with Co$$^{2+}$$ and Cl$$^{-}$$ in the solutions, NH$$_{4}$$ $$^{+}$$ was transformed mainly into chloramines (NH $$_{x}$$Cl $$_{3-x}$$, x = 1-3) by the reaction with HClO, which was formed by the reaction of Cl$$^{-}$$ with O$$_{3}$$ catalyzed by the homogeneous Co$$^{2+}$$ catalyst, and led to the high decomposition rate of NH$$_{4}$$ $$^{+}$$. Cl$$^{-}$$ suppressed the formation of the precipitate CoO(OH) during the reaction and consequently the Co$$^{2+}$$ catalyst stably existed in the reaction solution, which was another reason for the high decomposition rate of NH$$_{4}$$ $$^{+}$$ in the presence of Cl$$^{-}$$. Owing to the swift decomposition of NH$$_{4}$$ $$^{+}$$ under mild reaction conditions and small formation of secondary waste, the oxidative decomposition of NH$$_{4}$$ $$^{+}$$ in the presence of the homogeneous Co$$^{2+}$$ catalyst and Cl$$^{-}$$ is suitable and applicable for the treatment of the aqueous liquid waste containing ammonium salts and nitric acid.

論文

Elastic and dynamical structural properties of La and Mn-doped SrTiO$$_{3}$$ studied by neutron scattering and their relation with thermal conductivities

梶本 亮一; 中村 充孝; 村井 直樹; 社本 真一; 本田 孝志*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 畑 博人*; 江藤 貴弘*; 野田 正亮*; et al.

Scientific Reports (Internet), 8(1), p.9651_1 - 9651_8, 2018/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:32.99(Multidisciplinary Sciences)

The electron-doped SrTiO$$_{3}$$ exhibits good thermoelectric properties, which makes this material a promising candidate of an n-type oxide thermoelectric device. Recent studies indicated that only a few percent co-doping of La and Mn in SrTiO$$_{3}$$ substantially reduces the thermal conductivity, thereby greatly improving the thermoelectric figure of merit at room temperature. Our time-of-flight neutron scattering studies revealed that by doping both La and Mn into SrTiO$$_{3}$$, the inelastic scattering spectrum shows a momentum-independent increase in the low-energy spectral weight approximately below 10 meV. The increase in the low-energy spectral weight exhibits a clear correlation with thermal conductivity. The correlation is attributed to dynamical and local structural fluctuations caused by the Jahn-Teller instability in Mn$$^{3+}$$ ions coupled with the incipient ferroelectric nature of SrTiO$$_{3}$$, as the origin of the low thermal conductivity.

論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

論文

Materials and Life Science Experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 3; Neutron devices and computational and sample environments

坂佐井 馨; 佐藤 節夫*; 瀬谷 智洋*; 中村 龍也; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 曽山 和彦; 山崎 大; 丸山 龍治; 奥 隆之; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(2), p.10_1 - 10_35, 2017/09

J-PARC物質・生命科学実験施設では、中性子検出器、スーパーミラーや$$^{3}$$Heスピンフィルターなどの光学機器、及びチョッパー等の中性子デバイスが開発され、据え付けられている。また、計算環境として機器制御、データ取得、データ解析、及びデータベースの4つのコンポーネントが整備されている。また、物質・生命科学実験施設では実験に使用される様々な試料環境が利用可能である。本論文では、これらの現状について報告する。

報告書

Technical report on the Korea-Japan software collaboration

稲村 泰弘; So, J.-Y.*; 中島 健次; 鈴木 次郎*; 中谷 健; 梶本 亮一; 大友 季哉*; Moon, M.-K.*; Lee, C.-H.*; 安 芳次*; et al.

JAEA-Technology 2010-047, 74 Pages, 2011/02

JAEA-Technology-2010-047.pdf:15.03MB

この報告書は、日韓中性子チョッパー型分光器用ソフトウェア共同開発について2007年から2009年の2年間の活動内容をとりまとめたものである。共同開発の背景,開発作業の内容等について述べている。また、2010年以降に続く次の共同開発についての議論にも触れる。詳細な技術情報等は、付録として収録している。

口頭

Object oriented data analysis environment for neutron scattering

鈴木 次郎*; 梶本 亮一; 大原 高志; 米村 雅雄*; 青柳 哲雄; 真鍋 篤*; 中谷 健; 大友 季哉*; 川端 節彌*

no journal, , 

Manyo-Libは、中性子の実験データ解析ソフトウエアのフレームワークであり、J-PARC/MLFで使用される基盤ソフトウエアの一つである。Manyo-LibはC++のクラスライブラリと、クラスライブラリをラップするPythonインターフェースからなる。Manyo-Libの目的は、さまざまな散乱実験装置,研究分野に対応した、実験データ解析に必要な解析演算子,データコンテナ,分散処理環境,共通データフォーマットを用意することである。共通データフォーマットとして、NeXusを採用する予定である。

口頭

J-PARC/MLFの中性子実験装置ソフトウェア開発

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳; 梶本 亮一; 青柳 哲雄; 大原 高志; 大友 季哉*; 安 芳次*; 鈴木 次郎*; 森嶋 隆裕*; et al.

no journal, , 

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)では2008年5月より中性子散乱実験装置のコミッショニングが始まり、同時にデータ集積ソフトウェアや解析ソフトウェアのコミッショニングも進められている。実験ユーザーはこれらのソフトウェアをわれわれが開発したソフトウェアフレームワークを通して利用する。ソフトウェアフレームワークはオブジェクト指向型スクリプト言語であるPythonをベースに開発され、実験制御やデータ解析を行うさまざまなソフトウェアモジュールを組み込むことにより、測定から解析,可視化までをシームレスに行うことが可能なシステムとなっている。本発表ではこのソフトウェアの製作過程と現在の状況について報告する。

口頭

J-PARC, MLFにおけるチョッパー型分光器のソフトウェア開発と現状

稲村 泰弘; 中島 健次; 梶本 亮一; 大友 季哉*; 中谷 健; 鈴木 次郎*; 新井 正敏; So, J.-Y.*; Park, J.-G.*; Perring, T.*; et al.

no journal, , 

現在、J-PARCセンター物質・生命科学研究施設(MLF)では4次元空間中性子探査装置(4SEASONS)や冷中性子チョッパー型分光器(AMATERAS)を始めとするチョッパー型非弾性散乱装置の建設が急ピッチで進められている。それらハードウェアとともに、分光器やデバイスを制御しデータ集積,解析を行うソフトウェアの整備も進みつつある。その開発は、装置制御,解析・可視化などを開発項目の柱として、また他の分光器とのソフトウェア共通化・共有化も視野に入れて企業とともに進められてきた。4SEASONSにおいては、昨年9月から中性子ビームを使用した試験調整運転が始められているが、これまでの成果であるデータ収集系システムから出力されるイベントデータをヒストグラム化するといった一連の機能や、試験調整機能のソフトウェアが問題なく動作することを確認できている。一方で解析・可視化ソフトにおいても、海外の研究者グループとの国際協力も進めるなど、一定の成果を上げつつある。今回の発表では、これらソフトウェアの概要,今後の開発の進行について報告する。

口頭

MLF計算環境ソフトウェアフレームワークの現状と今後の計画

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳; 梶本 亮一; Harjo, S.; 新井 正敏; 大原 高志; 中川 洋; 青柳 哲雄; 大友 季哉*; et al.

no journal, , 

平成18年度から20年度にかけてJ-PARC/MLF設置の中性子/ミュオン実験装置の基盤ソフトウェアとなるMLF計算環境ソフトウェアフレームワークを開発した。本ソフトウェアフレームワークは現在4次元空間中性子探査装置(BL01)、茨城県生命物質構造解析装置(BL03)、冷中性子ディスクチョッパー型分光器(BL14)、工学材料回折装置(BL19)、高強度汎用全散乱装置(BL21)の5台の実験装置で使用されている。現状のソフトウェアフレームワークには、実験制御、データ解析・可視化、認証の各機能が実装されている。また、今年度から新たにデータベース機能をソフトウェアフレームワークへ実装するための開発が開始する予定である。本発表では、MLF計算環境ソフトウェアフレームワークに現在実装されている各機能と2009年度から実装される機能についての詳細を述べる。

口頭

J-PARC/MLFの実験装置計算環境の現状

中谷 健; 稲村 泰弘; 伊藤 崇芳; 梶本 亮一; Harjo, S.; 大原 高志; 大友 季哉*; 鈴木 次郎*; 武藤 豪*; 安 芳次*; et al.

no journal, , 

大強度陽子加速器施設(J-PARC)、物質・生命科学実験施設(MLF)では2008年5月に中性子、9月にミュオンの発生に成功し、12月からユーザーへの供用が始まった。陽子ビームパワーは供用開始時の4.3kWから120kWに増強され、稼働実験装置も8台から14台になり、新たな実験装置の建設も今年度から開始している。現在、各装置において多数のユーザーが実験を開始し、データを取得し始めている。また、上に述べたような施設の性能向上や各実験装置の改良・増設もあり、計算環境に求められる要求も徐々に増大しつつある。今年度われわれはMLF計算環境検討会議のもと、ソフトウェア開発情報共有のためのプロジェクト管理サーバー構築,高速データ処理環境の検討,基幹ネットワークのギガビットイーサ化,実験に用いる試料の申請から持ち出しまでの試料の管理を行う試料管理データベースの構築,実験データベースの導入を実施してきた。本発表では、J-PARC/MLFの実験装置計算環境の整備状況の詳細と今後の予定についての報告を行う。

口頭

Current status of software development on chopper spectrometers for MLF, J-PARC

稲村 泰弘; 中島 健次; 梶本 亮一; 中谷 健; 大友 季哉*; 鈴木 次郎*; 新井 正敏; So, J.-Y.*; Park, J.-G.*

no journal, , 

J-PARCセンター物質・生命科学実験施設(MLF)では4次元空間中性子探査装置(4SEASONS)や冷中性子ディスクチョッパー型分光器(AMATERAS)といったチョッパー型非弾性散乱装置が既に稼働状態にあり、コミッショニングや試験測定が続けられている。それらと同時に開発が進められてきた装置制御やデータ取得から解析に至るソフトウェアも既に導入されている。例えば4SEASONSにおいて試験測定された一次元反強磁性体CuGeO$$_{3}$$の単結晶のデータは、開発されたソフトウェアを通して解析されており、そのイベントデータの利点を活かし、得られた測定データに含まれる複数のエネルギー領域を別々に取り出して解析を行うことで、それぞれのデータの可視化に成功するなど、順調に結果を出しつつある。今回の発表では、これらのソフトウェアの概要と現状について報告する。

口頭

J-PARC, MLFにおけるチョッパー型分光器のソフトウェア開発と現状

稲村 泰弘; 中島 健次; 梶本 亮一; 大友 季哉*; 中谷 健; 鈴木 次郎*; 新井 正敏; So, J.-Y.*; Park, J.-G.*

no journal, , 

現在、J-PARCセンター物質・生命科学実験施設(MLF)では4次元空間中性子探査装置(4SEASONS)や冷中性子ディスクチョッパー型分光器(AMATERAS)といったチョッパー型非弾性散乱装置が既に稼働状態にあり、コミッショニングや試験測定等が進められ、さらには外部ユーザーによる測定も始まりつつある。装置制御やデータ取得から解析に至るソフトウェアも、これらの分光器の建設と同時に開発が進められており、その成果は既に実際の分光器に導入されている。例えば4SEASONSにおいて試験測定された一次元反強磁性体CuGeO$$_{3}$$の単結晶のデータは、開発されたソフトウェアにより解析されている。特に、そのイベントレコーディングされたデータの利点を活かし、得られた1測定のデータに含まれる複数のエネルギー領域を別々に取り出し解析を行うことで、一時に複数の運動量-エネルギー領域のデータ可視化に成功するなど、順調に結果を出しつつある。今回の発表では、これら実際の測定とデータ解析を通して、分光器におけるソフトウェアの概要と現状や問題点について報告する。

口頭

Sample environment for neutron scattering experiments at MLF J-PARC

河村 聖子; 横尾 哲也*; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 鳥居 周輝*; 梶本 亮一; 中島 健次; 鈴木 淳市; 星川 晃範*; et al.

no journal, , 

Materials and Life science Facility (MLF) at J-PARC has started the user program in December 2008, and various sciences are about to be developed extensively here. Sample environment equipment is one of the indispensable components to perform these experimental researches. Depending on their sciences, various sample environments such as high- and low-temperature and high-magnetic field systems will be required. Equipments for these advanced environments, including controls from computers, should be supported by facility-wide activities. We organized the Sample Environment Group, and have discussed some issues of the sample environment for the neutron scattering experiments at MLF, which are, for instance, standardization of the sample environment, plans toward further development, and so on. In this presentation, we report current status and our future plans of the sample environment equipments developed for neutron scattering experiments at MLF, J-PARC.

口頭

Current status of software for chopper spectrometer at MLF, J-PARC

稲村 泰弘; So, J.-Y.*; 中島 健次; Park, J.-G.*; 梶本 亮一; 中谷 健; 鈴木 次郎*; 大友 季哉*; 新井 正敏

no journal, , 

J-PARCセンター物質・生命科学実験施設(MLF)に設置されている4次元空間中性子探査装置(4SEASONS)や冷中性子ディスクチョッパー型分光器(AMATERAS)といったチョッパー型非弾性散乱装置にて使用されるソフトウェアの開発の現状を報告する。この開発は、装置制御,実験条件決定支援,データ解析と可視化,自動処理機能などに分かれている。開発されたソフトウェアは既にMLFの幾つかの装置で稼働しており、顕著な成果を上げつつある。例えば、4SEASONSにおいて単結晶資料を試験測定し、1回の測定で得られたデータから、複数の異なる入射エネルギーを用いて異なる構造因子を解析し、可視化するデモンストレーションに成功した。イベント型データ取得手法の柔軟性を活かした解析が行えるようになったことが、この成果に大きく寄与している。

口頭

Current status of sample environment in MLF, J-PARC

河村 聖子; 横尾 哲也*; 神原 理; 稲村 泰弘; 中谷 健; 鳥居 周輝*; 梶本 亮一; 中島 健次; 金子 耕士; 川北 至信; et al.

no journal, , 

J-PARC物質・生命科学実験施設では、2008年12月に供用が開始され、現在、基礎科学研究から産業利用まで幅広い分野の中性子実験が行われている。試料環境(SE)機器の標準化は、その初期段階において最も重要なもののひとつである。特に我が国では、各装置が独立にSE機器を運用することが多いため、ガイドラインを整備しないと、コストが増加し、装置間の互換性も失われてしまう。そこでわれわれSEチームは、例えばフランジサイズや温度センサー、コントローラー等の標準化を図るため、SEプロトコルについて議論を重ねてきた。これにより、コストやマンパワーの削減,互換性の向上等が期待できる。現在SEチームは、SEにおける利用者支援体制とSE機器保守エリアの整備について議論している。また、SEチームの技術系メンバーは、冷凍機の冷却試験などの実務も開始している。

口頭

J-PARC, MLFにおけるチョッパー型分光器のソフトウェアの現状

稲村 泰弘; So, J.-Y.*; 中島 健次; Park, J.-G.*; 中谷 健; 梶本 亮一; 大友 季哉*; 鈴木 次郎*; 新井 正敏

no journal, , 

J-PARC・MLFに設置されたBL01を始めとするチョッパー型中性子非弾性散乱装置において、ユーザーが実験を行うために必要となる各種デバイス制御,データ解析・可視化といった機能を持つソフトウェアの整備が進みつつある。特にイベントレコーディング型のデータの特徴を活かしてMulti-Ei測定とその解析を可能とし、これらの手法を用いてすでに多くの成果が上がりつつある。一方、中性子源の高強度化が進み短時間で大量のデータが取得できるようになったにもかかわらず、一部ソフトウェアの整備が進んでいなかったために、実験によってはユーザーや装置責任者がその測定と解析に多大な労力を費やす必要があった。例えば、試料方向などの条件を変更した測定を多数行わねばならない3次元系試料の測定と解析に関しては、ユーザーからのソフトウェア強化の要望が強かった。しかし最近になってソフトウェア開発も進み、徐々にそれらの問題点が解消されつつある。本発表では最近のソフトウェア開発の成果を示し、なお残る問題点,今後の予定等について報告する。

口頭

J-PARC, MLFにおけるチョッパー型分光器のソフトウェアの現状

稲村 泰弘; 中谷 健; 中島 健次; 梶本 亮一*; 池内 和彦*; 大友 季哉*; 鈴木 次郎*; So, J.-Y.*; Park, J.-G.*; 新井 正敏

no journal, , 

J-PARC・MLFに設置された四季をはじめとするチョッパー型中性子非弾性散乱装置において、各種デバイス制御,データ解析・可視化といった機能を持つソフトウェアの整備が進み、特にイベントレコーディング型のデータの特徴を生かしたMulti-Ei測定とその解析が可能となっている。この手法により、既に多くの成果が上がっている。しかし、中性子源の高強度化が進み短時間で大量のデータが取得できるようになったにもかかわらず、一部ソフトウェアの不備により、実験によってはユーザーや装置責任者がその測定と解析に多大な労力を費やす必要があった。例えば、試料方向などの条件を変更した測定を多数行わねばならない3次元系試料の測定と解析に関しては、ユーザーからのソフトウェア強化の要望が強かった。最近になってソフトウェア開発も進み、徐々にそれらの問題点が解消されつつある。本発表では最近のソフトウェア開発の成果を示し、なお残る問題点,今後の予定等について報告する。

口頭

Current status and future plan of sample environment in MLF, J-PARC

河村 聖子; 横尾 哲也*; 神原 理; 宗像 孝司*; 梶本 亮一*; 中谷 健; 金子 耕士; 川北 至信; 高田 慎一; 中島 健次; et al.

no journal, , 

中性子実験施設のような大型施設において、試料環境は、質の高い研究成果を生み出すための重要な要素のひとつである。J-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)では、基礎研究から産業利用に至るまでの幅広い分野において、さまざまな中性子実験が行われており、申請課題の件数と多様さはJ-PARC再稼働後もさらに増えていくことが予想される。MLFの試料環境チームは、発足当時より、試料環境の標準化について議論してきた。これは、コストとマンパワーを抑え、装置間の互換性をもたせ、また機器や操作の技術を共有することで実験を効率化することが目的である。また最近では、機器のメンテナンスや冷凍機の予冷などを行う「試料環境エリア」の整備を開始した。試料環境チームではさらに、試料環境に関する利用者支援の体制などを含めた将来計画についても議論している。

口頭

Current status of software development for chopper spectrometers at MLF, J-PARC

稲村 泰弘; 中谷 健; 中島 健次; 梶本 亮一*; 中村 充孝; 池内 和彦*; 大友 季哉*; 鈴木 次郎*; 新井 正敏

no journal, , 

J-PARC・MLFに設置されたBL01をはじめとするチョッパー型中性子非弾性散乱装置において、ユーザーが実験を行うために必要となる各種デバイス制御,データ解析・可視化といった機能を持つソフトウェアの整備が進みつつある。特にイベントレコーディング型のデータの特徴を活かしてMulti-Ei測定とその解析を可能とし、これらの手法を用いて既に多くの成果が上がりつつある。一方、中性子源の高強度化が進み短時間で大量のデータが取得できるようになったにもかかわらず、一部ソフトウェアの整備が進んでいなかったために、実験によってはユーザーや装置責任者がその測定と解析に多大な労力を費やす必要があった。例えば、試料方向などの条件を変更した測定を多数行わねばならない3次元系試料の測定と解析に関しては、ユーザーからのソフトウェア強化の要望が強かった。しかし最近になってソフトウェア開発も進み、徐々にそれらの問題点が解消されつつある。本発表では最近のソフトウェア開発の成果を示す。

口頭

Development status of software Utsusemi for chopper spectrometers at MLF, J-PARC

稲村 泰弘; 中谷 健; 梶本 亮一*; 鈴木 次郎*; 大友 季哉*

no journal, , 

J-PARC, MLFにおけるチョッパー型中性子非弾性散乱分光器にて使用されるソフトウェア「空蝉」について報告する。このソフトウェアはおもに装置制御や解析に使用され、既にMLFの四季、アマテラスといったチョッパー型分光器にてユーザーに供されている。さらに高強度の中性子源の利点を生かすために、特に三次元スピンシステムの試験測定を行った。これは広い運動量空間をスキャンするために単結晶試料に対する入射ビームの方向を次々変化させて測定したデータを統合し解析する必要がある。これらの測定から解析へ至るプロセスを実行するソフトウェアを開発し、この実験遂行を可能とした。ソフトウェア自体は既にユーザーに提供されている。一方、イベント型データ取得システムを採用しており、既にMulti-Eiなどでその利用が行われているが、さらに装置状態や、試料環境もイベント化することができるようになり、それらを組合せたイベントのフィルタリングを行うための開発も進めている。

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