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報告書

断層変位地形が不明瞭なひずみ集中帯におけるリニアメントカタログの作成; 南九州せん断帯における事例(受託研究)

後藤 翠; 佐々木 亮道*; 小松 哲也; 三輪 敦志*; 照沢 秀司*; 楮原 京子*; 島田 耕史

JAEA-Research 2020-013, 88 Pages, 2020/11

JAEA-Research-2020-013.pdf:22.86MB
JAEA-Research-2020-013-appendix(CD-ROM).zip:0.18MB

活断層を見出す調査技術の向上は、地層処分事業を進めるにあたって、断層のずれに伴う透水性の増加が生じる場所を避ける観点から重要である。通常、活断層の存在は、断層運動の地形学的痕跡である断層変位地形の空中写真判読と、現地の地質調査により確認する。しかし、地形学的な痕跡が不明瞭な場合の調査手法は十分整備されていない。そこで、本研究では、既往の地形学的手法を高度化する観点から、活断層を見出す指標となり得る地形学的特徴の直線状ないし弧状配列(リニアメント)を、通常の活断層研究ではほとんど無視されるような明瞭さが乏しいランクまで判読した。調査地域は、測地学的なひずみ集中帯であり、1997年鹿児島県北西部地震(Mj 6.6)の震源断層が伏在している南九州せん断帯である。本研究では、1/25,000地形図62枚の範囲の空中写真判読を実施し、得られた1,327条のリニアメントを地形図上に示し、リニアメントの分布密度,方向性,長さ,地形,地質などの項目について整理した。その結果、南九州せん断帯方向の東西系のリニアメントが西部で卓越し、鹿児島県北西部地震の余震分布域ではリニアメントが高密度で分布することが明らかとなった。これらの結果とともに、明瞭さ,方向,長さなどと地形的特徴の組み合わせによる類型化に基づく代表的な13条のリニアメントについてカタログをとりまとめた。

論文

環境科学に関わる学生・若手研究者たちが考える保健物理・環境科学研究

三輪 一爾; 寺阪 祐太; 越智 康太郎; 普天間 章; 佐々木 美雪; 廣内 淳

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 61(9), p.687 - 691, 2019/09

本報告は、日本原子力学会2019年春の年会にて実施した、保健物理・環境科学部会の企画セッションの内容をまとめたものである。本企画セッションでは、原子力・放射線分野に携わる学生および若手研究者6名が、それぞれの専門的知見を通して見た保健物理・環境科学の在り方について講演を行った。全講演者の発表終了後には来場者を含めて当分野の課題や今後の発展についてディスカッションを行った。本報告書では、各講演概要とディスカッション内容の取りまとめを行った。

論文

Effects of growth temperature and growth rate on polytypes in gold-catalyzed GaAs nanowires studied by in situ X-ray diffraction

高橋 正光; 神津 美和*; 佐々木 拓生

Japanese Journal of Applied Physics, 55(4S), p.04EJ04_1 - 04EJ04_4, 2016/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:24.97(Physics, Applied)

The polytypism of GaAs nanowires was investigated by in situ X-ray diffraction using a molecular-beam eppitaxy chamber combined with an X-ray diffractometer. The growth of nanowries was found to start with the formation of zincblende structure, followed by the growth of the wurtzite structure. The wurtzite structure tended to form at a low growth temperature and a high growth rate.

論文

Mechanisms determining the structure of gold-catalyzed GaAs nanowires studied by in situ X-ray diffraction

高橋 正光; 神津 美和*; 佐々木 拓生; Hu, W.*

Crystal Growth & Design, 15(10), p.4979 - 4985, 2015/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:66.92(Chemistry, Multidisciplinary)

The evolution of polytypism during GaAs nanowire growth was investigated by in situ X-ray diffraction. The growth of nanowires was found to start with the formation of zincblende structure, followed by the growth of wurtzite structure. The growth process was well reproduced by a simulation based on a layer-by-layer nucleation mode. The good agreement between the measured and simulated results confirms that nucleation costs higher energy for the stackings changing the crystal structure than for those conserving the preceding structure. The transition in prevalent structure can be accounted for by the change of local growth conditions related to the shape of triple phase line rather than by the change in supersaturation level, which quickly reaches equilibrium after starting growth.

論文

High-speed three-dimensional reciprocal-space mapping during molecular beam epitaxy growth of InGaAs

Hu, W.; 鈴木 秀俊*; 佐々木 拓生*; 神津 美和*; 高橋 正光

Journal of Applied Crystallography, 45(5), p.1046 - 1053, 2012/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:72.14(Chemistry, Multidisciplinary)

This paper describes the development of a high-speed three-dimensional reciprocal-space mapping method designed for the real-time monitoring of the strain relaxation process during the growth of heterostructure semiconductors. Each three-dimensional map is obtained by combining a set of consecutive images, which are captured during the continuous rotation of the sample, and calculating the reciprocal-space coordinates from the detector coordinate system. Using this method, the strain relaxation process of InGaAs heteroepitaxial films grown on GaAs(001) has been investigated.

論文

Support system for training and education of future expert at PIE Hot Laboratories in Oarai JAEA; FEETS

逢坂 正彦; 堂野前 貴子; 市川 正一; 佐々木 新治; 石見 明洋; 井上 利彦; 関尾 佳弘; 三輪 周平; 大西 貴士; 浅賀 健男; et al.

Proceedings of 1st Asian Nuclear Fuel Conference (ANFC), 2 Pages, 2012/03

原子力機構大洗ホットラボにおける原子力人材育成のためのサポート制度(FEETS)について紹介する。施設の特徴の整理及びユーザーニーズの調査結果に基づいて制度を構築した。FEETSによりサポートされた種々の人材育成プログラムについて紹介する。

論文

Real-time structural analysis of compositionally graded InGaAs/GaAs(001) layers

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 稲垣 充*; 池田 和磨*; 下村 憲一*; 高橋 正光; 神津 美和*; Hu, W.; 神谷 格*; 大下 祥雄*; et al.

IEEE Journal of Photovoltaics, 2(1), p.35 - 40, 2012/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:22.66(Energy & Fuels)

Compositionally step-graded InGaAs/GaAs(001) buffers with overshooting (OS) layers were evaluated by several characterization techniques for higher efficiency metamorphic III-V multijunction solar cells. By high-resolution X-ray diffraction, we found that fully relaxed or tensile strained top layers can be obtained by choosing appropriate OS layer thickness. Moreover, from real-time structural analysis using ${it in situ}$ X-ray reciprocal space mapping (${it in situ}$ RSM), it was proved that the top layer is almost strained to the OS layers, and it is independent of the thicknesses of the OS layers. Dislocations in the vicinity of the OS layers were observed by transmission electron microscopy, and the validity of results of ${it in situ}$ RSM was confirmed from the viewpoint of misfit dislocation behavior. Finally, by photoluminescence measurements, we showed that tensile strained top layers may be suitable for the improvement of minority-carrier lifetime.

論文

A Natural attenuation of arsenic in drainage from an abandoned arsenic mine dump

福士 圭介*; 佐々木 美和*; 佐藤 努*; 柳瀬 信之; 天野 光; 池田 穂高*

Applied Geochemistry, 18(8), p.1267 - 1278, 2003/08

 被引用回数:215 パーセンタイル:95.93(Geochemistry & Geophysics)

西ノ牧廃鉱山では、鉱滓周辺の水は酸性でヒ素を多く含んでいる。しかし、下流のヒ素濃度は自然に減少する。このような自然浄化の機構を研究するために、河川水と沈殿物を採取した。試料はXRD, IR, ICP-MS及びイオンクロマトにより分析した。沈殿物については選択的抽出法による分析も行った。得られた結果を地球化学コードによる解析結果と比較検討した。パイライトとリアルガーの酸化により放出されたFe(II)は、バクテリアの酸化作用によりFe(III)となりシュベルトマナイトを生成する。シュベルトマナイトのような水酸化鉄はヒ素に対して大きい収着能を示す。この反応により下流の河川水中ヒ素濃度はバックグラウンドレベルまで下がり、沈殿物のヒ素濃度は60mg/gまで上昇する。したがって、ヒ素はシュベルトマナイトの生成により効果的に河川水から除去され自然浄化されることがわかった。

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

 被引用回数:128 パーセンタイル:94.91(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

 被引用回数:1003 パーセンタイル:99.86(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

報告書

日本列島における内陸逆断層帯の3次元モデルの作成

三輪 敦志*; 佐々木 達哉*; 原 弘*

JNC TJ7420 2005-030, 131 Pages, 2003/03

活断層を評価する手法として,これまで空中写真判読や物理探査・ボーリング調査など各種の調査が実施されてきた。これらの既存情報をもとに,断層運動による影響範囲を評価するための基礎データとするため、活断層帯の地形および地質に関するデータを整理し,デジタルデータとして整備するとともに,3次元的なモデルを作成した。本業務では,東北日本の逆断層帯のうち比較的地下資料が整備されている千屋断層を対象に実施した。実施範囲はデータ量の多い六郷図幅付近とし,約20km$$times$$15kmの範囲を17測線の地質断面図を作成し、深さ約7kmの3次元地質構造モデルを作成した。実施した結果、千屋断層の断層面を3次元的に表現することは可能であったが,精度は当然のことながらデータに大きく依存し,データが比較的多い千屋断層の場合でも,数百m程度であった。したがって,概要調査地区での調査を想定した場合,活断層との離隔距離とその影響が問題となるが,ここからはサイトスペーシックな問題を含むため検討しづらい。そこで,今後は変形解析や水理解析等を実施し,必要とされる精度に対して,どの程度のデータ量が必要となるかを検討していく必要があると考えられる。

報告書

断層地体構造に関する調査

三輪 敦志*; 佐々木 達哉*; 下山 昌宏*; 高橋 奈緒*

JNC TJ7420 2005-029, 110 Pages, 2000/03

地質環境の安定性を評価する上で、活断層が将来、どのような活動をするかを推定することは重要なことである。将来の活断層の活動を推定するためには、まず、過去の活動を調べる必要がある。過去の活断層の活動を調べることにより、日本列島を地域ごとに断層地体構造区として区分することを試みた。我々は、断層地体構造の特徴を把握するために、既存情報の収集、整理・解析を行った。既存情報として、(1)応力分布、(2)断層時空分布、(3)活断層分布、(4)活構造、(5)地質構造、(6)地震分布、(7)ひずみ分布、(8)GPS地殻変動、(9)堆積盆分布、(10)重力異常、(11)段丘分布、(12)火山分布、(13)比抵抗分布、(14)地震トモグラフィーの14項目に着目した。集めた資料はGIS化を行い、断層地体構造区を検討する図面資料とした。日本列島は、大区分として13、小区分として44の断層地体構造区に区分できた。

報告書

活断層の分布特性に関する調査

三輪 敦志*; 佐々木 達哉*; 高橋 奈緒*

JNC TJ7420 2005-027, 334 Pages, 2000/03

JNC-TJ7420-2005-027.pdf:53.45MB

活断層の分布の特徴を把握することは、活断層が地質環境に与える影響を評価する上で重要である。本調査は、活断層の分布の特徴を把握し、断層活動の変化について推定することを目的として行った。空中写真を用いて、活断層による変位地形を判読・抽出するとともに、活断層の属性データを整備し、活断層の分布の特徴、活動性について検討した。活断層の分布には、地域的な偏在性が認められる。特に活断層の密集する地域は、糸魚川静岡構造線から西の近畿地方北部である。変位様式別では、東北日本に逆断層、西南日本に横ずれ断層、中部九州に正断層が、それぞれ東西圧縮である現在の地殻応力に応じた分布を示す。日本列島に分布する活断層のほとんどが、活動度B級である。A級の活断層の分布は限られており、糸魚川静岡構造線から伊豆地方にかける地域、跡津川断層帯から有馬-高槻断層帯・中央構造線にかける地域に主に分布する。属性データより活断層の活動開始時期の推定を行った。それによると、日本列島に発達する活断層は、過去数十万年において継続して活動しており、目に見えるスケールで成長したり、進化したりすることはないとわかった。

口頭

照射済燃料・材料ホットラボを活用した若手人材育成制度,1; 制度基本概念構築と受入れ設備の整備

浅賀 健男; 逢坂 正彦; 堂野前 貴子; 市川 正一; 佐々木 新治; 石見 明洋; 井上 利彦; 関尾 佳弘; 三輪 周平; 大西 貴士; et al.

no journal, , 

照射燃料・材料ホットラボにおける実験を通じた原子力若手研究者・技術者育成のための制度構築を目指した取り組みの紹介として、制度基本概念と若手の受入れ設備整備状況を報告する。

口頭

High time-resolution three-dimensional reciprocal-space mapping during MBE growth of InGaAs

Hu, W.; 高橋 正光; 神津 美和*; 鈴木 秀俊*; 佐々木 拓生*

no journal, , 

In situ X-ray diffraction during growth is promising for understanding the details of the strain relaxation process without inducing the thermal strain during quenching. In this work, the authors developed a high time-resolution three-dimensional RSM data-acquisition technique. After removal of the oxide layer of the GaAs(001) substrate and the growth of a 100-nm-thick buffer layer, In$$_{0.15}$$Ga$$_{0.85}$$As was deposited at a rate of 0.2 ML/s at a growth temperature of 470$$^{circ}$$C. X-ray wavelength used was 0.8270${AA}$. Diffracted X-rays were measured with a two-dimensional (2D) charge coupled device (CCD) camera. While the sample was continuously rotated in the vicinity of 022 Bragg point, the CCD detector took 60 frames for each scan with different exposure time from 0.08s to 0.3s. The results indicate that the new fast technique provides an accuracy of 0.007 degree in peak position and 0.0184 degree in peak width.

口頭

Crystal growth dynamics studied using in situ X-ray diffraction; Zero-, one- and two-dimensional structures

高橋 正光; Hu, W.; 神津 美和*; 佐々木 拓生*; 大下 祥雄*; 鈴木 秀俊*

no journal, , 

量子井戸構造から量子細線,量子ドット及び半導体ナノ構造の成長ダイナミクスを、その場X線回折によるデータに基づいて議論する。第一に、二次元量子構造である量子井戸構造は、多接合太陽電池やひずみ電界効果トランジスタなど、現在の半導体技術において最も重要な実用的意義を持っている。基板と成長膜では、熱膨張係数に大きな差があることが一般的であり、成長膜内のひずみや欠陥の生成機構の解明と制御のためには、その場測定が有効である。そのために開発したリアルタイムX線逆格子マッピング法と、そのInGaAs/GaAs(001)成長への応用について紹介する。第二に、一次元量子構造である量子細線は、形状が極端に異方的であることから、量子効果に由来する物性の観点からだけでなく、結晶成長の対象としても興味深い。本発表では、Auを触媒として用いた気相・液相・固相成長法によるGaAs量子細線成長のその場X線回折について報告する。第三に、究極の量子構造である量子ドットの成長のその場X線回折についても紹介する。

口頭

High-speed three-dimentional reciprocal-space mapping during MBE growth of InGaAs

Hu, W.; 鈴木 秀俊*; 佐々木 拓生*; 神津 美和*; 高橋 正光

no journal, , 

This paper describes the development of a high-speed three-dimensional reciprocal space mapping method, designed for the real-time monitoring the strain relaxation process during the growth of heterostructure semiconductors. This rapid mapping technique was first tested to map the 022 asymmetric diffraction of a MBE-grown InGaAs/GaAs(001) thin film to demonstrate its feasibility, and then applied to real-time monitoring the strain relaxation process during the growth of a two layer InGaAs thin film heterostructures on GaAs(001) substrate, for which the time resolution is 10s. The results reveal that a rapid relaxation induced due to a growth of only 2 ML InGaAs and the first InGaAs thin film layer are fully relaxed due to the growth of the second layer.

口頭

In situ X-ray study on polytypism of Au-seeded GaAs nanowires grown by MBE

高橋 正光; 神津 美和*; 佐々木 拓生

no journal, , 

The molecular-beam epitaxial growth of Au-seeded GaAs nanowires was investigated by in situ X-ray diffraction. The nanowire growth started with the formation of zincblende (ZB), followed by the growth of wurtzite (WZ). Comparison of measured XRD profiles with the simulation based on a layer-by-layer nucleation model has shown that the transition from ZB to WZ growth is ascribable to the change of local growth conditions related to the shape of triple phase line, where the liquid AuGa droplet, solid GaAs crystal and molecular beam flux meet. The structural change of the catalyst droplets was confirmed by in situ grazing-incidence small angle X-ray scattering.

口頭

南九州せん断帯におけるリニアメントの分布

佐々木 亮道*; 小松 哲也; 三輪 敦志*; 照沢 秀司*; 楮原 京子*; 比嘉 咲希*

no journal, , 

南九州せん断帯を事例に断層変位地形と特定できないが節理や断層などの弱線構造の存在を示唆するリニアメントの抽出を目的として空中写真判読を実施した。その結果、鹿児島県側の中部および宮崎県側の中部付近に卓越するEW方向のリニアメントは、南九州せん断帯に関連する節理や断層などの弱線構造の存在を反映している可能性があること、一方で、NE, NW方向のリニアメントは、四万十帯等の地質構造を反映している可能性が高いことがわかった。

口頭

廃止措置終了確認のための被ばく線量評価方法の開発,1; 放射能分布評価における妥当性確認方法の検討

島田 太郎; 三輪 一爾; 佐々木 利久*; 武田 聖司

no journal, , 

原子力施設の廃止措置終了確認時に、敷地内の放射能分布を把握し、解放後の跡地利用等による公衆の被ばく線量が基準線量以下であることを確認する一連の方法論の開発を進めている。前報の放射能分布評価手法の開発では、事前サーベイと代表点測定を組み合わせた外生ドリフトクリギングによる方法により仮想的な放射能分布を再現可能であることが解析的に確認されたが、実際の適用にあたっては代表点測定が十分であるかを判断した上で、評価した放射能分布の妥当性を確認する方法について課題が残された。そのため、leave-one-out交差検証において、代表点の測定平均値と各点の測定値との平均絶対誤差MAEをめやすとして、このめやすより交差検証で得られたMAEが小さければ妥当と判断する方法を整備した。いくつかの仮想的なデータに対して上記方法を適用し、分布の妥当性判断ができることを確認した。

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