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論文

Impact of stellar superflares on planetary habitability

山敷 庸亮*; 前原 裕之*; Airapetian, V.*; 野津 湧太*; 佐藤 達彦; 野津 翔太*; 黒木 龍介*; 村嶋 慶哉*; 佐藤 啓明*; 行方 宏介*; et al.

Astrophysical Journal, 881(2), p.114_1 - 114_24, 2019/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:26.4(Astronomy & Astrophysics)

系外惑星における生命存在の可能性を検討する際、恒星が引き起こすスーパーフレアによる影響を評価することは重要となる。そこで本研究では、いくつか実在する恒星と仮想的な惑星を想定し、その大気・海洋内における被ばく線量を様々なタイプの太陽フレアに対して推定する方法を提案する。具体的には、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSと系外惑星データベースシステムExoKyotoを組み合わせ、実際に観測された太陽フレアと恒星フレアの比較から影響を推定する。その結果、ある程度の大気圧があれば、惑星地表面における被ばく線量は複雑系生物の致死量には至らない可能性が高いことが分かった。

論文

Cs-Te corrosion depth dependence on distribution of chromium carbide precipitation in high chromium steel

佐々木 孔英; 藤村 凌太*; 谷垣 考則; 松原 正典*; 福元 謙一*; 宇埜 正美*

Journal of Nuclear Science and Technology, 54(2), p.139 - 146, 2017/02

AA2016-0211.pdf:2.83MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:46.57(Nuclear Science & Technology)

「もんじゅ」で採用しているMOX燃料ピンを高燃焼度化するにあたって、燃焼に伴い発生する核分裂生成物(Fission Product: FP)による燃料被覆管内面腐食(FP腐食)を低減する必要がある。次世代の燃料被覆管候補材として析出強化型フェライト/マルテンサイト鋼や酸化物分散強化鋼などの高クロム鋼が有力とされており、その開発として照射損傷特性や高温強度の観点から材料組成や組織が最適化されてきた。一方、FP腐食に関しては、炉内試験(常陽, BOR-60, Phenix, FFTF)にて数十$$mu$$mの減肉が確認されており、腐食量評価式にて目標燃焼度250GWd/tで約350$$mu$$m(被覆管厚さの約7割)もの腐食量が予測されているにも拘らず、被覆管材料開発に考慮されていない。これまでのFP腐食の基礎研究分野では腐食メカニズムが議論され、Cs-Te化合物と合金中のクロムやクロム炭化物との反応が主な腐食反応とされている。本研究では、耐FP腐食性向上のための基礎研究として、高クロム鋼中の炭化物分布とCs-Te腐食量との関係について調査した。本研究の結果、炭化物が結晶粒界に多く分布している材料組織は、そうでないものより腐食が進展しやすいことがわかった。

論文

22A beam production of the uniform negative ions in the JT-60 negative ion source

吉田 雅史; 花田 磨砂也; 小島 有志; 柏木 美恵子; Grisham, L. R.*; 畑山 明聖*; 柴田 崇統*; 山本 崇史*; 秋野 昇; 遠藤 安栄; et al.

Fusion Engineering and Design, 96-97, p.616 - 619, 2015/10

 被引用回数:9 パーセンタイル:22.79(Nuclear Science & Technology)

JT-60SAのプラズマ加熱および電流駆動装置として利用する世界最大の負イオン源では、要求値となる22Aの大電流負イオンビームの100秒生成を目指している。そのためには、40cm$$times$$110cm(全1000穴)のビーム引出面積から生成されるビームの一様性を改善する必要がある。そこで、負イオンビームの親粒子である水素原子および水素イオンをより一様に生成するために、磁場分布・高速電子分布計算結果および実験結果に基づいて、従来の横磁場構造からテント型磁場構造を基にした新たな磁場構造に改良した。これにより、全プラズマ電極に対する一様な領域は、従来よりも1.5倍まで改良し、この一様な領域からJT-60SAの要求値を満たす22Aのビーム生成を可能にした。このときのビーム電流密度は210A/m$$^{2}$$であり、これはITERの負イオン源にて要求される200A/m$$^{2}$$をも満たすビーム生成に成功した。

論文

High-energy spin and charge excitations in electron-doped copper oxide superconductors

石井 賢司; 藤田 全基*; 佐々木 隆了*; Minola, M.*; Dellea, G.*; Mazzoli, C.*; Kummer, K.*; Ghiringhelli, G.*; Braicovich, L.*; 遠山 貴己*; et al.

Nature Communications (Internet), 5, p.3714_1 - 3714_8, 2014/04

 被引用回数:63 パーセンタイル:5.09(Multidisciplinary Sciences)

We combine X-ray and neutron inelastic scattering measurements to track the doping dependence of both spin and charge excitations in electron-doped materials. Copper $$L_3$$ resonant inelastic X-ray scattering spectra show that magnetic excitations shift to higher energy upon doping. Their dispersion becomes steeper near the magnetic zone center and they deeply mix with charge excitations, indicating that electrons acquire a highly itinerant character in the doped metallic state. Moreover, above the magnetic excitations, an additional dispersing feature is observed near the $$Gamma$$-point, and we ascribe it to particle-hole charge excitations. These properties are in stark contrast with the more localized spin-excitations (paramagnons) recently observed in hole-doped compounds even at high doping-levels.

報告書

Working program for deep borehole investigations -HDB-6,7,8 boreholes-

濱 克宏; 高橋 一晴; 石井 英一; 竹内 竜史; 佐々木 学; 國丸 貴紀; 松井 裕哉

JNC-TN5400 2003-002, 61 Pages, 2003/08

JNC-TN5400-2003-002.pdf:5.42MB
JNC-TN5400-2003-002(errata).pdf:0.08MB

幌延深地層研究計画における試錐調査計画(HDB-6,7,8孔)を策定した。

口頭

地層内溶存メタン測定のためのセンサー開発とその諸特性について

兵動 正幸*; 大賀 光太郎*; 國丸 貴紀; 山本 陽一*; 佐々木 勝司*; Masson, M.*

no journal, , 

地層中においてガスは地下水に溶解した状態で存在している。ガスの溶解は圧力と温度に大きく依存するため、地下水に溶存しているガス濃度の測定は、圧力を保持した状態で採取した試料に対して別途ガス分析を行い、ガス量やガス組成を求める必要がある。しかしながらこの方法では、分析に時間を要することや孔内水の乱れを生じさせる恐れがあることから連続的な測定には限界がある。一般に堆積岩地域はメタンガスを包蔵していることが多い。特に、天然ガス田が分布している地域の地下利用においては、爆発災害を未然に防止する目的で、事前調査段階において地層中のメタン量を定量的に把握することが重要である。しかし現在のところ、地層中に存在するメタンガスのモニタリング機器に関してはその開発が十分に進んでおらず、高濃度のメタンガスが溶解する地下水を対象とした場合には観測可能なセンサーすら存在しないのが実情である。そこで、著者らは既存の溶存メタンセンサーを改良して、地下深部における高濃度のメタンガス測定及びメタンガスモニタリングへの適用性について検討している。本報告では、改良前後の溶存メタンセンサーの室内実験結果を示し、その特性を明らかにする。

口頭

溶存メタンセンサーによる地層内メタン濃度測定,1; 測定値へのガス種,水流の影響

兵動 正幸*; 大賀 光太郎*; 國丸 貴紀; 山本 陽一*; 佐々木 勝司*; Masson, M.*

no journal, , 

地下深部における地層内でガスは地下水に溶解した状態で存在している。このような状態で存在するメタンガスのモニタリングに関するセンサー開発は十分に進んでおらず、高濃度のメタンガスが溶解する地下水を対象とした場合には、観測可能なセンサーが存在しないのが実情である。そこで、著者らは地下水中に溶解している高濃度のメタンガス測定が可能なセンサーの開発とその適用性について検討を進めている。本報告では、溶存メタンセンサーの室内実験結果を示し、測定値に及ぼす水流及びメタンガス以外のガスが混入した際の影響について明らかにする。

口頭

溶存メタンセンサーによる地層内メタン濃度測定,2; 幌延における孔内測定試験

兵動 正幸*; 大賀 光太郎*; 國丸 貴紀; 山本 陽一*; 佐々木 勝司*; Masson, M.*

no journal, , 

本研究を実施する北海道幌延町では、日本原子力研究開発機構により深地層の科学的研究に関する各種の調査・研究のほか、地下研究施設の建設が予定されている。また、これまでに実施された試錐調査ではメタンを主成分とするガスを包蔵する堆積岩の存在が明らかとなっている。このため、地下施設の建設や調査研究においてメタンガスの影響が懸念されており、地下水中の溶存メタンガス濃度を計測する必要性がある。著者らは高濃度に溶存する地層内のメタンガス濃度の測定が可能なセンサーを開発中である。ここでは、試錐孔を用いて溶存メタンガス濃度の測定手法及びモニタリング機器としての溶存メタンセンサーの適用性確認と課題の抽出,試錐孔内のメタンガスの濃度プロファイルの作成を目的として実施した試験結果について報告する。

口頭

J-PARC工学材料回折装置「匠」を用いた高圧中性子回折実験

阿部 淳; 服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 深澤 裕; 内海 渉; 小松 一生*; 荒川 雅*; 飯塚 理子*; 鍵 裕之*; et al.

no journal, , 

高圧下での中性子回折実験手法の確立を目指して、J-PARCのBL19「匠」に種々の高圧発生装置を持ち込んでの実験を行っている。これまで高圧装置部品の検討や入射系・受光系の遮蔽を行うことによりバックグラウンドの少ない高圧試料からの回折パターンを取得することに成功している。また高圧装置による中性子の吸収のために中性子の波長,回折角に依存した回折強度の減少が生じる。この高圧装置による吸収を補正する方法を検討し、結晶構造解析を行った。

口頭

High-pressure activities in the new pulsed neutron source J-PARC

服部 高典; 有馬 寛; 佐野 亜沙美; 阿部 淳; 本田 充紀; 深澤 裕; 内海 渉; 奥地 拓生*; 大野 祥希*; 佐々木 重雄*; et al.

no journal, , 

試料が微小な高圧実験において、中性子のソースフラックスが小さいことから、10GPaを超える圧力下での中性子実験は一部の者に限られてきた。世界における近年のパルス中性子施設の建設により、高強度の中性子フラックスが得られるようになり、状況が変わりつつある。われわれも日本にできた新しいパルス中性子施設JSNSに触発され、高圧中性子実験を始めている。おもにこれらは2つの方策からなり、(1)既存の中性子ビームライン(NOVA, 匠)における高圧実験、(2)高圧専用の中性子ビームライン建設を行っている。本発表では、それらのアクティビティーを紹介する。

口頭

高圧発生装置を用いたJ-PARC「匠」での粉末中性子回折実験

阿部 淳; 有馬 寛; 服部 高典; 佐野 亜沙美; 深澤 裕; 内海 渉; 小松 一生*; 荒川 雅*; 飯塚 理子*; 鍵 裕之; et al.

no journal, , 

これまでJ-PARCの「匠」を用いた高圧中性子回折実験を行ってきた。高圧発生装置には、海外の中性子実験施設で汎用的に使用されている一軸圧縮型のパリエジンバラプレスと日本で開発された試料を六方向から加圧するパームキュービックセル、及び大型のナノ多結晶ダイヤモンドをアンビル材に用いたダイヤモンドアンビルセルを使用している。これまで匠で行った高圧中性子回折実験の概要と吸収補正などのデータ解析方法、さらには補正したデータを用いた結晶構造解析について説明する。

口頭

共鳴非弾性X線散乱による電子ドープ型銅酸化物超伝導体の磁気・電荷励起

石井 賢司; 藤田 全基*; 佐々木 隆了*; Minola, M.*; Dellea, G.*; Mazzoli, C.*; Kummer, K.*; Ghiringhelli, G.*; Braicovich, L.*; 遠山 貴己*; et al.

no journal, , 

銅酸化物超伝導体において、母物質の反強磁性モット絶縁体からキャリアドープにより金属・超伝導体化していく過程で磁気・電荷励起がどのように変遷してくか、また、それがホールドープと電子ドープでどのように異なるかは、超伝導のみならず強相関電子系のより基本的で重要な問題である。磁気励起については、これまで主に利用されてきた中性子非弾性散乱(INS)に加えて、銅のL$$_3$$吸収端を利用した共鳴非弾性X線散乱(RIXS)が有力な実験手法となってきている。RIXSは高エネルギー磁気励起を広いブリルアンゾーンに渡って観測でき、INSとの相補性が高い。一方、電荷励起のエネルギー・運動量空間での全容解明は、RIXSで研究が可能になったことで緒に就いたばかりである。本講演では、RIXSを用いた電子ドープ型銅酸化物超伝導体Nd$$_{2-x}$$Ce$$_x$$CuO$$_4$$の磁気・電荷励起の研究結果について報告する。

口頭

X線・中性子非弾性散乱による電子ドープ型銅酸化物超伝導体のスピン・電荷励起の観測

石井 賢司; 藤田 全基*; 佐々木 隆了*; Minola, M.*; Dellea, G.*; Mazzoli, C.*; Kummer, K.*; Ghiringhelli, G.*; Braicovich, L.*; 遠山 貴己*; et al.

no journal, , 

銅酸化物超伝導体において、母物質の反強磁性モット絶縁体からキャリアドープにより金属・超伝導体化していく過程でスピン・電荷励起がどのように変遷してくか、また、それがホールドープと電子ドープでどのように異なるかは重要な問題である。これまでスピン励起に対して主に利用されてきた中性子非弾性散乱に加えて、内殻共鳴を利用したX線非弾性散乱(RIXS)を相補的に利用して行った電子ドープ型銅酸化物超伝導体のスピン・電荷励起の研究結果について報告する。

口頭

共鳴非弾性X線散乱による電子ドープ型銅酸化物超伝導体の磁気励起と電荷励起

石井 賢司; 藤田 全基*; 佐々木 隆了*; Minola, M.*; Dellea, G.*; Mazzoli, C.*; Kummer, K.*; Ghiringhelli, G.*; Braicovich, L.*; 遠山 貴巳*; et al.

no journal, , 

本講演では、RIXSを用いた電子ドープ型銅酸化物超伝導体Nd$$_{2-x}$$Ce$$_x$$CuO$$_4$$の磁気・電荷励起の研究結果について報告する。銅の$$L_3$$吸収端RIXSで観測されたおよそ100meV以上の高エネルギー磁気励起は、電子ドープが進むにつれて幅を広げながら高エネルギーにシフトすることが明らかになった。このような変化は、ドーピングをしてもほとんど分散が変わらず、母物質の局在スピンの特徴を残したホールドープ型の結果とは対照的である。さらに、電子ドープした試料の$$L_3$$吸収端RIXSでは、$$Gamma$$点の近くで磁気励起よりも高エネルギー側に励起が観測された。その運動量依存性は、$$K$$吸収端で観測されている電荷励起(上部ハバードでのバンド内励起)の分散に滑らかにつながっていることから、同じ起源の電荷励起と考えられ、$$K$$吸収端では観測が難しかった$$Gamma$$点近くの電荷励起の特徴も明らかにすることができた。

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