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渡邊 成*; 荒木 康史; 小林 浩二*; 小澤 耀弘*; 野村 健太郎*
Journal of the Physical Society of Japan, 91(8), p.083702_1 - 083702_5, 2022/08
被引用回数：3 パーセンタイル：58.88(Physics, Multidisciplinary)本論文では籠目格子上で構成される磁気秩序について、電子系の強束縛ハミルトニアンに基づいて数値計算を行い、電子の充填率及びスピン軌道相互作用の強さに対する依存性を調べる。籠目格子上では電子の充填率によって、強磁性及びノンコリニア反強磁性秩序のいずれも取りうることを示す。これらの磁気秩序は、籠目格子に特有のディラック分散や平坦バンドといったバンド構造に由来するものである。更に、Kane-Mele型やRashba型のスピン軌道相互作用を導入することで、実効的なDzyaloshinskii-Moriya相互作用が誘起され、磁気スパイラルや反強磁性120度構造等のノンコリニアな磁気秩序が安定化されることを示す。本研究によって得られた磁気秩序の相構造に関する知見は、ワイル・ディラック電子を示すような籠目格子の層状物質群における磁気秩序の起源を理解するのに役立つと期待される。
大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
糸井 弘行*; Ninomiya, Takeru*; 長谷川 英之*; Maki, Shintaro*; Sakakibara, Akihiro*; 鈴木 隆太郎*; 笠井 湧斗*; 岩田 博之*; 松村 大樹; 大和田 真生*; et al.
Journal of Physical Chemistry C, 124(28), p.15205 - 15215, 2020/07
被引用回数：8 パーセンタイル：40.15(Chemistry, Physical)We demonstrate reversible charge/discharge in ruthenocene, RuCp
(Cp = 
-C
H), using activated carbon (AC) as a support. Upon subsequent electrochemical oxidation using an aqueous HSO
electrolyte, the clusters are disassembled and the RuCp molecules are finely dispersed in the micropores. The resulting RuCp has a large contact area with conductive carbon surfaces, thereby realizing rapid charge transfer at the contact interface. Consequently, rapid charge storage occurs via the reversible redox reaction of the supported RuCp in aqueous HSO without dimerization or disproportionation reactions, which is confirmed by X-ray absorption spectroscopy. Since hybridization can produce different properties of the host and guest materials, their infinite combinations would have the possibility to yield properties far surpassing those of existing materials.
齊藤 宏; 野澤 隆; 武宮 博; 関 暁之; 松原 武史; 斎藤 公明; 北村 哲浩
JAEA-Review 2017-040, 34 Pages, 2018/03
JAEA-Review-2017-040.pdf:9.52MB
平成23年3月11日に福島第一原子力発電所の事故が発生し環境中へ大量の放射性物質が放出された。これらは自然の駆動力によって移動、生活圏に到達し健康等に影響を及ぼす可能性が懸念されており、事故状況の把握や影響評価や対策のため調査研究が多く行われている。原子力機構は、取得データと関係省庁等が取得した公開データを収集・整理し「環境モニタリングデータベース」として公開している。また、これらデータ及び既存または開発した計算コードを用いて「統合解析支援環境」の中で事故後の状況再現や将来予測のため解析を行っている。また、これら知見は他研究機関の成果とあわせ「環境回復知識ベース」として一般の方々が理解できるよう公開ウェブサイトにQ&A方式で公開している。これら三要素を包含し「福島の環境回復に係る包括的評価システム」と呼ぶ。これらは本来は相互に関連し一システムとして機能すべきところ、現状では独立して機能している。また、十分にオープンで理解しやすい形で外部に発信されているとは言えない。そこで、データや成果に対しより理解を深めることができ求める情報に容易にたどり着けるよう、当システム全体及び各要素の整備を行っていく。
竹井 敏*; 大島 明博*; 大山 智子; 伊藤 健太*; Sugahara, Kigen*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 清一*; 花畑 誠*
Japanese Journal of Applied Physics, 53(11), p.116505_1 - 116505_7, 2014/11
被引用回数：10 パーセンタイル：41.38(Physics, Applied)電子線(EB)及び極短紫外(EUV)リソグラフィ用レジストとしての直鎖状天然多糖類の応用を検討した。天然多糖類はウェハ上へのスピンコートや現像過程に水を使うことができるため、有機溶媒を必要とせず、環境にやさしい次世代のデバイス製造に利用可能である。開発したレジストは重量平均分子量83,000、70mol%のヒドロキシ基を有する。200mmウェハへのスピンコートが可能であり、100-400nmのピラーパターン描画時の電子線への感度が10
C/cm
と高く、シリコン系中間層を用いた場合CFプラズマエッチング時の十分な選択比を持つことを確認した。また、これらの実験結果から、EUV領域へも高い感度を有することが予測された。
竹井 敏*; 大島 明博*; 市川 拓実*; 関口 敦士*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 大山 智子; 伊都 将司*; 宮坂 博*
Microelectronic Engineering, 122, p.70 - 76, 2014/06
被引用回数：24 パーセンタイル：76.82(Engineering, Electrical & Electronic)環境に配慮した電子線リソグラフィ技術を確立するため、バイオマス由来の糖レジストを開発した。石油由来ではなく、また、アルカリ水溶液や有機溶媒を用いて現像する既存のレジストと違い、水で現像できることが大きな特徴である。75keVの電子線描画装置を用いて加工特性を評価したところ、50-200nmのライン加工に要する照射線量は約7C/cm
と低く、化学増幅型レジストと比較しても非常に高い感度を示すことが分かった。開発した糖レジストは23
Cの室温環境で純水に60秒浸漬することで現像でき、ドライエッチング耐性(CF
ガス)も十分にあることが確認された。
113 of the 113th element森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 住田 貴之*; 若林 泰生*; 米田 晃*; 田中 謙伍*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(10), p.103201_1 - 103201_4, 2012/10
被引用回数：167 パーセンタイル：97.27(Physics, Multidisciplinary)113番元素である113を
Bi標的に
Znビームを照射する実験により合成した。観測したのは6連鎖の
崩壊で、そのうち連鎖の5番目と6番目は既知である
Db及び
Lrの崩壊エネルギーと崩壊時間と非常によく一致した。この意味するところは、その連鎖を構成する核種が113, 
Rg (Z=111), 
Mt (Z=109), 
Bh (Z=107), Db (Z=105)及びLr (Z=103)であることを示している。本結果と2004年, 2007年に報告した結果と併せて、113番元素である113を曖昧さなく生成・同定したことを強く結論付ける結果となった。
澤田 真一; 八巻 徹也; 小沢 拓*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 前川 康成
ECS Transactions, 33(1), p.1067 - 1078, 2010/10
被引用回数：7 パーセンタイル：89.29(Electrochemistry)燃料電池用電解質膜における水輸送現象を調べるため、散逸粒子動力学(DPD)シミュレーションを用いて膜内水の自己拡散係数D
を求めた。シミュレーションの対象としたのは、市販のNafion膜並びに放射線グラフト電解質膜である。(1)粗視化粒子(適当な原子集団に相当)を用いた分子モデリング,(2)水粒子の自己拡散係数D
の算出,(3)DPDシミュレーションにおける単位時間の決定,(4)DPD単位におけるDからSI単位におけるDへの換算、という手順により電解質膜内のDを得た。グラフト電解質膜はNafionよりも小さなDを示すことがわかった。これは、水分子とスルホン酸基の相互作用がより強く働くからであると考えられる。またいずれの電解質膜においても、拡散時間tが長くなるほど、障害物効果のためにDは低下した。そこでD-tの関係を定量的に解析し、水輸送経路である膜内親水性領域の幾何学形状を検討した。
澤田 真一; 八巻 徹也; 小沢 拓*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 前川 康成
高分子論文集, 67(3), p.224 - 227, 2010/03
被引用回数：10 パーセンタイル：31.95(Polymer Science)燃料電池電解質膜の高度化を図るため、膜内構造に関する基礎的知見を得ることは極めて重要である。そこで本研究では、散逸粒子動力学シミュレーション(DPD)法を用いて、架橋ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を基材とする電解質膜の構造を予測した。はじめに分子構造に基づき、-(CF)
-, -CH(CH(CHSO
H))-を、それぞれ粒子A, Bと見なし、これら粒子を用いてモデル分子を構築した。モデル分子と適当量の水粒子W(7HOに相当)を含む系を作成し、DPD法によって系の時間発展を計算した。平衡状態において、スチレンスルホン酸グラフト鎖(粒子B)と水(粒子W)は混合し、PTFE領域(粒子A)から相分離することがわかった。グラフト鎖-水の混合相の構造を詳細に調べるため、粒子W-W間の動径分布関数を求めた。その結果、直径1.8nmという非常に小さい水クラスターが存在することが明らかとなった(Nafion膜における水クラスターは直径4
5nm程度)。このように特異的な水クラスター構造が、架橋PTFE電解質膜の高プロトン伝導性や水透過抑制能の起源であると考えられる。
小澤 正基; 川辺 晃寛*; 水口 浩司*; 藤田 玲子*; 隅田 幸生*
no journal, ,
高レベル廃液中のPd, Ru, Rh, Tcなどの希少元素FPを触媒的電解析出法により陰極析出分離させ、それを用いてアルカリ水や海水から水素製造を行う。本発表では電解分離条件,電解収率,析出物の形態等を議論する。
小澤 正基; 川辺 晃寛*; 水口 浩司*; 藤田 玲子*; 隅田 幸生*
no journal, ,
希少元素析出電極によるアルカリ水及び海水の電解による水素製造プロセスにおいて、析出物の組成と水素製造活性の相関を白金基体との比較において論ずる。4元(Ru-Rh-Pd-Re)析出電極の活性は白金を大きく上回った。RVII族Re及びTcの触媒活性の比較にも言及する。
住谷 正人; 池田 幸喜; 薗田 暁; 新里 忠史; 見掛 信一郎; 阿部 寛信; 井上 誠; 江口 和利; 小澤 政千代; 照沼 章弘; et al.
no journal, ,
原子力機構では、福島県において環境修復に向けた除染活動にかかわる取組みを実施している。本報告では、福島県内の各市町村が中心となって除染計画を策定し、除染を実施する区域(以下、「除染実施区域」という。)における除染計画策定協力や除染活動にかかわる技術指導・支援などの自治体支援の実績とそこから得られた教訓のうち、除染で発生した除去土壌等を一時保管するための仮置場を国有林に設置する際に行う除染関係ガイドラインとの整合性確認等について紹介する。
三浦 健太*; 花泉 修*; 加田 渉*; 小澤 優介*; 稲田 和紀*; 久保田 篤志*; 河嶋 亮広*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 江夏 昌志; et al.
no journal, ,
イオンビーム照射技術を用いた光スイッチや発光素子の光機能デバイスの製作を目的として、(1)プロトンビーム描画を利用したマッハツェンダー(MZ)導波路型熱光学スイッチ、(2)SiO部材へのSiとCイオンの注入と1200C以下でアニール処理を行うことによる可視領域で発光する材料の開発を行った。(1)では、Si基板上に下部クラッドのSiO
層と光伝搬用のPMMA層をそれぞれ5
mと8mに積層した試料に、1.7MeV, 1m
のH
ビーム(50pA)を用いて、ドーズ量100nC/mmで、線幅8mのY分岐を左右対称に接合した長さ30mmのMZ型の線を描画した。この後、上部クラッドとして10mのPMMA層を積層し、導波路とした。これを光スイッチとするため、フォトリソグラフィによりTi薄膜ヒーターとA
電極を試料表面に形成し、波長1.55mにおけるスイッチ特性を評価した。この結果、スイッチング電力は約43.9mW、ON/OFF比は約9.0dBと測定され、これらは従来型の石英系熱光学スイッチに比べ優位なものであった。(2)では、SiO部材への150keV-Siの注入量を5
10
/cmに固定し、75keV-Cの注入量を1, 3, 5, 710/cmと変えた。照射後、大気中、1000Cにおいて25分間のアニールを行い、発光の観測を行った結果、可視域の発光が観測できた。更に、Cイオンの照射量によって、発光ピーク波長がシフトすることから、発光色をイオンの注入量で制御可能であることも明らかになった。
暦本 雅史; 安藤 将人; 近澤 佳隆; 加藤 篤志; 浜野 知治; 塩濱 保貴; 宮川 高行*; 鵜澤 将行*; 原 裕之*; 山内 和*; et al.
no journal, ,
(1)緒言: FBR次期炉における有望な概念としてナトリウム冷却炉が検討されている。この場合、現在廃止措置が進められている「もんじゅ」において、燃料交換及び燃料処理時のナトリウム中等の燃料取扱い等の運転経験にかかる実績を取得することにより有効な知見が得られることが期待できる。これら「もんじゅ」の運転経験を分析・調査することにより、FBR次期炉設計へ反映すべき項目の整理を行う。(2)燃料取扱設備に係る運転データ等の知見整理及びFBR次期炉へ反映する項目の抽出: 2.1燃料交換時間、燃料処理時間燃料交換及び燃料処理において、各運転操作に係る所要時間の実績を整理し、分析を行った結果、「もんじゅ」の設計値を大きく上回るプロセスはなく、設計時間どおりに動作していることを確認した。ここで、1体あたりの処理時間に大きな割合を占めた燃料洗浄設備の燃料洗浄工程や脱湿工程については、更なる分析を踏まえ、運用方法の見直し等による更なる短縮化を検討していく必要がある。また、気圧の変化によるガス置換時間の増加も確認され、FBR次期炉では、想定すべき低気圧を考慮した設計検討を行う必要がある。2.2燃料出入機本体に係る、グリッパ爪開閉トルク上昇の不具合、ドアバルブの全閉不良の不具合これらは、付着ナトリウムの湿分等による化合物化に伴う堆積が原因であった。FBR次期炉においてはナトリウムが堆積しにくい構造や燃料洗浄設備における湿分除去対策などについて設計検討を行う必要がある。また、メカニカルシールの摩擦抵抗の増加及び経年劣化も確認され、FBR次期炉ではメカニカルシールの摩擦抵抗低減策などについて設計検討を行う必要がある。(3)結論: 「もんじゅ」の廃止措置において得られた知見を用いて整理,分析を行い、燃料洗浄設備,燃料出入機本体の設計検討への反映項目を抽出した。FBR次期炉においても「もんじゅ」に準じた燃料取扱設備機器を使用することが想定され、これらの成果によりFBR次期炉の燃料取扱設備へ反映することで燃料交換時間短縮や不具合解消が期待できる有用な成果を得ることができた。本報告は、経済産業省からの受託事業である「令和2年度 高速炉に係る共通基盤のための技術開発事業」の一環として実施した成果である。
田邉 一裕*; 柳原 敏*; 井口 幸弘; 粟谷 悠人; 猿田 康二*; 成川 薫*; 柳田 顕宏*; 小澤 慎吾*; 小栗 第一郎*
no journal, ,
わが国では現在26基の原子力発電所において廃止措置が進行しているが、近い将来には廃止措置工事の準備期間(第1段階)を終了して機器・構造物の解体作業(第2段階以降)が本格化するプロジェクトが幾つか在る。廃止措置工事を安全で効率に進めるためには、現場で直面する課題を明らかにし、その解決策を予め検討することが重要である。原子力デコミッショニング研究会では、廃止措置や施設保守作業の経験を有する会社(会員に対してアンケート調査を行い、現場の課題を抽出するとともに、適用可能な技術の特性及び適用経験を調査して整理し、課題の解決方法を検討した。
小沢 耀弘*; 荒木 康史; 野村 健太郎*
no journal, ,
ワイルフェルミオンは、相対論的場の量子論おいて導入される無質量のフェルミオンである。カイラリティー自由度は、ワイル粒子のスピン方向が運動量方向に対して並行(左巻き)か反並行(右巻き)かを区別する量である。異なるカイラリティーを持つワイル粒子に対して逆向きに結合するカイラルゲージ場は、カイラリティの保存則を破る量子異常に寄与する。カイラルゲージ場は相対論的場の理論で導入される仮想的な自由度であるが、ワイル半金属と呼ばれる量子物質においてその効果が実現することが期待されている。ワイル半金属においては、ワイルフェルミオンはギャップレス点であるワイル点近傍の低エネルギー励起として現れる(ワイル電子)。このワイル点がある摂動によって移動したとき、そのずれはカイラルゲージ場とみなせる。物質系でカイラルゲージ場を実現する効果として、格子歪みや円偏光などが調べられている。中でも、磁気秩序を持つワイル半金属(磁性ワイル半金属)においては、磁気モーメントがカイラルゲージ場としてはたらく。このため、磁壁駆動に代表される磁化ダイナミクスが、ワイル電子のトポロジカルな性質を通して駆動できることが期待される。本講演では、磁性ワイル半金属における磁気構造に起因したカイラルゲージ場の理論解析を紹介する。特に、典型的な強磁性ワイル半金属であるCoSnSに注目する。CoSnSの低エネルギー電子状態を記述する有効模型を用いて、磁気モーメント方向に対してどのようにワイル点が移動するのかを示す。その結果に基づき、磁壁構造が存在する場合にカイラルゲージ場がどのような空間構造を持つのかを議論する。さらに、カイラルゲージ場から導出される有効電磁場の描像を用いて、CoSnSにおける磁壁駆動の観測方法を提案する。
小沢 耀弘*; 荒木 康史; 野村 健太郎*
no journal, ,
We show our recent theoretical analysis of the structure of the chiral gauge field in a ferromagnetic Weyl semimetal with magnetic domain walls. We focus on CoSnS, which is one of the representative systems for magnetic Weyl semimetals. This system exhibits nearly full spin polarization due to the large spin splitting by ferromagnetic ordering. Based on an effective tight-binding model of CoSnS, we study the relation between the shift of Weyl points in momentum space and the direction of the magnetization. With this result, we show the spatial structure and magnitude of the chiral gauge field, when the domain wall is formed in CoSnS. With this chiral gauge field picture, we propose that the domain wall dynamics drive a sizable electric current, which arises as the Hall current under the chiral electromagnetic fields. This current may be useful for detecting the domain wall dynamics, in future spintronic devices based on magnetic Weyl semimetals.
