幌延深地層研究計画; 深度380mまでの立坑および調査坑道における坑道壁面の地質観察により取得したデータの統合・整理

酒井 利啓; 早野 明

JAEA-Data/Code 2021-010, 243 Pages, 2021/10

JAEA-Data-Code-2021-010.pdf:62.15MB
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幌延深地層研究計画は、日本原子力研究開発機構が北海道幌延町において堆積岩を対象として進めているプロジェクトである。本計画では、「深地層の科学的研究」と「地層処分研究開発」を、第1段階「地上からの調査研究段階」、第2段階「坑道掘削時の調査研究段階」、第3段階「地下施設での調査研究段階」の3段階に区分して進められている。このうち第2段階では、立坑および調査坑道において地質・地質構造に関する調査として坑道壁面の地質観察が行われた。坑道壁面の地質観察は掘削サイクルの中で実施されており、掘削断面ごとのデータとして取得される。本報告書は、深度380mまでの立坑および調査坑道において掘削断面ごとに取得された坑道壁面の地質観察のデータを統合・整理した結果を示す。

幌延深地層研究計画における広域スケールを対象とした地質構造モデルの構築データ集

酒井 利啓; 松岡 稔幸

JAEA-Data/Code 2019-007, 29 Pages, 2019/09

JAEA-Data-Code-2019-007.pdf:53.07MB
JAEA-Data-Code-2019-007-appendix(CD-ROM).zip:340.04MB

日本原子力研究開発機構では、堆積岩を対象とした深地層の研究施設計画を北海道幌延町において進めている。本データ集は、幌延深地層研究センターが導入した三次元地質構造モデル化ソフトウェア(Vulcan: Maptek社)を用いて構築した広域スケールの三次元地質構造モデルとその数値データを取りまとめたものである。

超深地層研究所計画におけるサイトスケール地質構造モデルの構築; 第2段階におけるShaft500からStage500地質構造モデルへの更新

酒井 利啓; 野原 壯; 石橋 正祐紀

JAEA-Research 2016-009, 27 Pages, 2016/07

JAEA-Research-2016-009.pdf:4.05MB

超深地層研究所計画のうち第2段階の研究段階においては、研究坑道の掘削の際に行った物理探査、壁面地質調査およびボーリング調査の結果に基づいて、地質構造モデルの妥当性の確認と更新を実施してきた。これらの一連の調査・解析作業を通じて、モデル構成要素の地質学的性状や分布の確認と、それらの調査手法の精度と不確実性についての整理を行ってきた。この報告書では、深度500mの研究坑道(深度500mステージ)の地質・地質構造の情報を加えて、第2段階における地質構造モデルの更新を行った。さらに、その結果を踏まえて、第1段階で構築したサイトスケールの地質構造モデルの妥当性を確認した。

幌延地域を対象とした地表踏査および地形データにもとづく地質分布の推定

酒井 利啓; 松岡 稔幸

JAEA-Research 2015-004, 109 Pages, 2015/06

JAEA-Research-2015-004.pdf:141.42MB
JAEA-Research-2015-004-appendix(CD-ROM).zip:128.66MB

幌延深地層研究計画において、地質図に関しては舟木ほか(2005a)がそれまでの文献データの詳細検討を行い、20万分の1地質図幅をベースに幌延町域の地質図を作成するとともに検討に使用した地表踏査結果をデータベース化した。2007年には幌延深地層研究計画のうち第1段階の成果として深地層研究所設置地区周辺におけるデータのうち特に大曲断層に関する知見を取り込んで地質図を更新した。一方、幌延町周辺は資源探査(石油、天然ガス、石炭等)を目的とした既存の地質調査データが豊富にあり、文献として公表されている。このため今回、舟木ほか(2005a)が作成した地表踏査データベースに幌延町周辺で公表されている文献のデータを加えて地表踏査データベースの更新を行うとともに、この情報と酒井ほか(2014)による地形データをもとに幌延町周辺の数値地質図を作成し、GISデータとしてまとめた。本報告書の成果は、幌延深地層研究計画における地質環境のモデル化・解析やその長期変遷の解析・評価に反映させることで、それらの精度の向上に役立つと期待できる。

In-plane orientation control of 2,7-diphenyl[1]benzothieno[3,2-][1]benzothiophene monolayer on bismuth-terminated Si(111) vicinal surfaces with wettability optimization

大伴 真名歩; 土田 裕也*; 村谷 直紀*; 柳瀬 隆*; 境 誠司; 米澤 徹*; 長浜 太郎*; 長谷川 哲也*; 島田 敏宏*

Journal of Physical Chemistry C, 117(22), p.11555 - 11561, 2013/06

https://doi.org/10.1021/jp3117837

本研究では、近年開発された高移動度有機半導体2,7-Diphenyl[1]benzothieno[3,2-][1]benzothiophene (DPh-BTBT)について、濡れ性と面内配向を制御して、高配向のエピタキシャル単分子膜を作成する手法を開発した。近年多くの高移動度有機半導体分子が開発されているが、分子間相互作用を重視した分子設計の反作用で凝集しやすく、また対称性の低い結晶構造のため配向も混ざりやすいため、光電子分光法などの分光研究を行った例が限られていた。そこで本研究では特に凝集しやすいDPh-BTBTを試行分子として、濡れの良い導電性・結晶性表面を探索した結果、1/3 ML Bi-Si(111)-(33)再構成面が適していることを見いだした。また基板表面の対称性を、微傾斜面を用いることで崩し、面内配向を制御できることを見いだした。これは、ステップが集まってできたファセット部に、異方的テンプレートになるようなナノ構造が出現していることによると考えられる。本研究で見いだした微傾斜面は、今後新規分子の物性測定のテンプレートとして用いられることが想定される。

X-ray absorption spectroscopy and magnetic circular dichroism in codeposited C-Co films with giant tunnel magnetoresistance

松本 吉弘; 境 誠司; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 三谷 誠司*; 楢本 洋*; 前田 佳均

Chemical Physics Letters, 470(4-6), p.244 - 248, 2009/03

https://doi.org/10.1016/j.cplett.2009.01.032

X線吸収分光(XAS)、及び磁気円偏光二色性(MCD)分光により巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すC-Co薄膜の電子・スピン状態解析を行った。結果として薄膜中のC-Co化合物中に局在するスピン偏極状態(C分子の軌道とCo原子の3d軌道間の混成由来)の存在を明らかにした。また同局在スピンの温度に対する磁化方向の変化と、C-Co薄膜で観測された温度による磁気抵抗比の大きさの変化が良い一致を示した。これはC-Co化合物のスピン偏極状態がTMR効果発現に寄与していることを明確に示す結果である。

The Electronic structures of fullerene/transition-metal hybrid material

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 平尾 法恵*; 馬場 祐治; 島田 敏宏*; 菅井 勇; 高梨 弘毅; 前田 佳均

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1081 (Internet), 6 Pages, 2008/03

近年、C-Co化合物中にCoナノ粒子が分散したC/Co混合材料において、非常に大きな磁気抵抗効果(MR=80%)が発現することを確認した。このような巨大な磁気抵抗効果の発現は、Coナノ粒子間のトンネル伝導のみでは十分に説明することができず、C-Co化合物やその界面が物性発現に大きく関与しているのではないかと推測される。以上の点から、本研究ではC/Co混合分子の電子状態を得ることを目的とした。結果として、純粋なCとは異なる吸収スペクトルがCCo混合分子において得られた。特に、(LUMO)C1s励起では顕著な強度の減衰が観測された。また、光電子スペクトルからはC1sピークがわずかに低結合エネルギー側にシフトしていることも観測された。これらの結果は、Coの3d電子がCの軌道へ遷移することで、C-Co化合物に新たな電子状態が形成されたことを意味する。実際に、フェルミ準位近傍に混成軌道形成に対応する状態が観測されていることも、前述の結果と矛盾しない。

Development of a criticality evaluation method considering the particulate behavior of nuclear fuel

酒井 幹夫; 山本 俊弘; 村崎 穣; 三好 慶典

Nuclear Technology, 149(2), p.141 - 149, 2005/02

https://doi.org/10.13182/NT05-A3586

従来から行われてきたMOX燃料粉末の混合撹拌時の臨界特性評価では、粉体混合に伴うMOX燃料粉末界面(粉末と空気の境界面)の変形や粉末の混合状態を考慮することができなかった。そこで、離散要素法と核計算を結合し、粉末界面の変形を考慮できる臨界特性評価手法を開発した。粉末界面変形及び粉末の混合状態が中性子実効増倍率に及ぼす影響を評価した。

C-Co薄膜の巨大トンネル磁気抵抗効果とスピン状態

境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 前田 佳均

no journal, , 

グラニュラーC-Co薄膜の巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果の大小を支配する構造上の要因を明確にし、巨大効果の発現機構を議論するため、磁気抵抗効果の組成依存性の系統的評価及びX線磁気円偏光二色性(XMCD)実験(Co L3端)による磁気・スピン状態の分光実験を行った。グラニュラーC-Co薄膜の時期抵抗率(MR)は約10K以上でTに逆比例する著しい減少を示した。XMCD実験において、C-Co化合物がCo3d軌道が関与する磁性を示すことが見いだされ、そこでの磁気モーメントの大きさをTMR効果の理論モデルに適用するとMRの大きさ・温度変化を良く再現できることがわかった。本結果は、トンネル伝導を生じる電子のスピン偏極・輸送過程へのC-Co化合物の関与を明示するものである。

C-Co混合薄膜の電子・磁気状態の軟X線磁気円二色性分光

松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 高梨 弘毅; 三谷 誠司*; 島田 敏宏*; 前田 佳均

no journal, , 

C-Co混合薄膜における巨大トンネル磁気抵抗効果の発現には、薄膜中のC-Co化合物の持つ化学状態が重要な役割を持つと考えられる。本研究ではC-Co混合薄膜の電子状態・磁気状態に関する情報を得ることを目的とし、X線磁気円二色性(XMCD),X線光電子分光法(XPS)を実施した。結果として、Co結晶とは異なり、C-Co化合物 には3d準位の多重項分裂状態が観測された。これらの状態はXPS実験などからCo 3d軌道とC 2p軌道との混成に由来すると考えられる。また明瞭なMCD応答を示すことから、スピン偏極した状態であることも確認された。MCD強度の磁場依存性・温度依存性と、以前に観測されたトンネル磁気抵抗との比較から、C-Co化合物の混成軌道が薄膜中のスピン依存伝導を大きく左右することが明らかとなった。