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論文

東海再処理施設ガラス固化処理施設の分析セルに係る設備・機器の保全技術の構築

青谷 樹里; 宮田 克彦*; 寺門 章仁*; 小堤 洋治*; 黒澤 太輝*; 砂庭 崇敦*; 大山 勇登*; 稲田 聡

日本保全学会第17回学術講演会要旨集, p.507 - 512, 2021/07

東海再処理施設ガラス固化処理施設の分析セルでは、ガラス固化処理の運転管理及びガラス固化体の品質管理のため、高放射性廃液の分析を実施している。分析セルには、遠隔操作のためのマスタースレーブマニプレータ、視認性確保のための照明器具、全酸化物量の分析に使用する電子天秤、元素分析に使用する誘導結合プラズマ発光分光分析装置が設置されている。ガラス固化処理においては、高放射性廃液の分析が必須であるため、これらの設備、機器は、常時、健全性を担保しておく必要がある。われわれは、約20年に渡る設備、機器の運用経験で得た知見を踏まえ、汚染、被ばく、負傷リスクを低減し、作業労力,時間,コストを最適化した自主保全技術を構築した。

報告書

幌延深地層研究計画における地下施設での調査研究段階; (第3段階: 必須の課題2015-2019年度)研究成果報告書

中山 雅; 雑賀 敦; 木村 駿; 望月 陽人; 青柳 和平; 大野 宏和; 宮川 和也; 武田 匡樹; 早野 明; 松岡 稔幸; et al.

JAEA-Research 2019-013, 276 Pages, 2020/03

JAEA-Research-2019-013.pdf:18.72MB

幌延深地層研究計画は、日本原子力研究開発機構(原子力機構)が堆積岩を対象に北海道幌延町で実施している地層処分技術に関する研究開発の計画である。幌延深地層研究計画は、「地上からの調査研究段階(第1段階)」、「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階)」、「地下施設での調査研究段階(第3段階)」の3つの調査研究段階に分けて進めている。原子力機構の第3期中長期計画では、本計画について、「実際の地質環境における人工バリアの適用性確認、処分概念オプションの実証、地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証に重点的に取り組む。また、平成31年度末までに研究終了までの工程やその後の埋戻しについて決定する。」としている。本稿では、第3期中長期計画期間のうち、平成27年度から令和1年度までの地下施設での調査研究段階(第3段階)における調査研究のうち、原子力機構改革の中で必須の課題として抽出した(1)実際の地質環境における人工バリアの適用性確認、(2)処分概念オプションの実証、(3)地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証、の3つの研究開発課題について実施した調査研究の成果を取りまとめた。

論文

Thickness-dependent ferromagnetic metal to paramagnetic insulator transition in La$$_{0.6}$$Sr$$_{0.4}$$MnO$$_3$$ thin films studied by X-ray magnetic circular dichroism

芝田 悟朗*; 吉松 公平*; 坂井 延寿*; Singh, V. R.*; Verma, V.*; 石上 啓介*; 原野 貴幸*; 門野 利治*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; et al.

Physical Review B, 89(23), p.235123_1 - 235123_5, 2014/06

AA2015-0419.pdf:0.33MB

 被引用回数:12 パーセンタイル:53.39(Materials Science, Multidisciplinary)

Metallic transition-metal oxides undergo a metal-to-insulator transition (MIT) as the film thickness decreases across a critical thickness of several monolayers (MLs), but its driving mechanism remains controversial. We have studied the thickness-dependent MIT of the ferromagnetic metal La$$_{0.6}$$Sr$$_{0.4}$$MnO$$_3$$ by X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism. The results suggest that the ferromagnetic phase gradually and most likely inhomogeneously turns into the paramagnetic phase and both phases abruptly become insulating at the critical thickness.

論文

Magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice revealed by resonant soft X-ray scattering

久保田 正人; 山田 浩之*; 中尾 裕則*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 澤 彰仁*; 村上 洋一*

Japanese Journal of Applied Physics, 53(5S1), p.05FH07_1 - 05FH07_5, 2014/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:10.57(Physics, Applied)

We have investigated the magnetic and electronic properties of (LaMnO$$_3$$)$$_5$$(SrMnO$$_3$$)$$_5$$ superlattice fabricated on a lattice-matched La$$_{0.3}$$Sr$$_{0.7}$$Al$$_{0.65}$$Ta$$_{0.35}$$O$$_{3}$$ substrate by resonant soft X-ray scattering. The temperature- and $mbox{boldmath $Q$}$-dependences of the energy spectra were measured around the Mn $$L_{2,3}$$-absorption edges. We successfully observed not only a signal that reflects the valence modulation of Mn ion, but also a magnetic signal reflecting ferromagnetism. Compared with the calculated models, we concluded that the ferromagnetism mainly originates from the magnetic moments at the Mn sites sandwiched by LaO layers.

口頭

軟X線共鳴散乱を用いたマンガン酸化物超格子薄膜の磁性の研究

久保田 正人; 山田 浩之*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 澤 彰仁*

no journal, , 

量子ビームの一つである軟X線を用いた測定は、遷移金属酸化物や有機物質の物性研究を行ううえで、有用な点が多い。2$$p$$$$to$$3$$d$$遷移による軟X線を用いた実験では、機能を発現する金属元素の電子状態を直接的に捉えられることや、磁気散乱強度も100-1000倍強度が大きく、磁性材料研究により適している。マンガン超格子薄膜(LaMnO$$_3$$)$$_m$$/SrMnO$$_3$$)$$_n$$における軟X線共鳴散乱実験を行った。今回は、超格子薄膜における磁性に関して発表を行う。

口頭

軟X線共鳴散乱によるマンガン酸化物超格子薄膜の磁性研究

久保田 正人; 山田 浩之*; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 澤 彰仁*

no journal, , 

薄膜状態での強相関電子系の磁性に関する議論を行い知見を深めるという観点から、積層枚数が(m,n)=(5,5)である強磁性絶縁体[(LaMnO$$_3$$)$$_5$$/(SrMnO$$_3$$)$$_5$$]を用いた、共鳴軟X線散乱による実験結果について発表する。[(LaMnO$$_3$$)$$_5$$/SrMnO$$_3$$)$$_5$$]をユニットセルとした場合、散乱ベクトル$$Q=(0 0 L)$$付近の超格子反射は、マンガンのL$$_{II}$$, L$$_{III}$$吸収端近傍で特徴的なスペクトルを示した。$$L$$=1付近では、超格子反射強度は、$$T_C$$=160K付近でシグナルが出現し、温度降下とともに、強度が増加していく振る舞いを示した。一方、$$L$$=2付近のシグナルは、顕著な温度変化を示さなかった。これらは、観測したシグナルが超格子薄膜における強磁性シグナルであることを意味している。発表では、超格子薄膜とバルク単結晶試料で見られる磁性を比較することにより、基板選別による格子整合のマッチング調整が磁性に及ぼす影響について考察を行う。

口頭

マンガン酸化物超格子薄膜の磁性研究

久保田 正人; 武田 全康; 山田 浩之*; 澤 彰仁*; 岡本 淳*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*

no journal, , 

ペロブスカイト型マンガン酸化物LaMnO$$_3$$とSrMnO$$_3$$は、バルク状態においてはともに反強磁性絶縁体であるにもかかわらず、超格子薄膜(LaMnO$$_3$$)$$_m$$/(SrMnO$$_3$$)$$_n$$では、積層枚数(m,n)により、強磁性絶縁体相,強磁性金属相,反強磁性絶縁体相などといった多彩な相図が示されている。特徴として、m=nにおいて強磁性絶縁体状態であることやm=n=2の超格子薄膜において、低温で巨大な磁気抵抗効果を示すことが挙げられる。しかし、これらの物性に関するメカニズムの詳細については明らかになっていない。MLFのビームライン17に建設した垂直型偏極中性子反射率計では、磁性多層膜の研究、特に、交換結合膜や酸化物磁性材料などにおける表面・界面付近の磁性が物性に果たす役割を解明するうえで有用な磁性情報を捉えることが可能である。今回(LaMnO$$_3$$)$$_m$$/(SrMnO$$_3$$)$$_n$$での表面・界面磁性の役割を解明するための偏極中性子反射率測定や相補的な放射光実験の現状と今後の研究展望について発表する。

口頭

Study of magnetism in perovskite manganite superlattice by quantum beam

久保田 正人; 武田 全康; 岡本 淳*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 山田 浩之*; 澤 彰仁*

no journal, , 

It is well-known that various magnetic phases appear such as antiferromagnetic (AF) insulator, ferromagnetic (F) insulator, and F metal for ($$m, n$$) index in the (LaMnO$$_3$$)$$_m$$/(SrMnO$$_3$$)$$_n$$ superlattices. However, it is an open question how the ferromagnetism emerges within the superlattices. A recent progress in soft X-ray scattering technique enables us to directly investigate ordering in 3$$d$$ electrons by observing transition from 2$$p$$ states. We present the magnetic properties of the L$$_5$$S$$_5$$ superlattice on a La$$_{0.3}$$Sr$$_{0.7}$$Al$$_{0.65}$$Ta$$_{0.35}$$O$$_{3}$$(LSAT) substrate by using resonant soft X-ray scattering. We investigated the Q-dependence and the temperature-dependence of the energy spectra around Mn L-absorption-edge. It is found that ferromagnetic moments mainly originate from Mn sites of LaMnO$$_3$$ layers. In near future, we will perform polarized neutron reflectivity measurements on the suplerlattice to obtain magnetism at interfaces in detail.

口頭

巨大磁気抵抗を示す人工超格子Mn薄膜の磁場下共鳴軟X線散乱測定

久保田 正人; 須田山 貴亮*; 山崎 裕一*; 岡本 淳*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 山田 浩之*; 澤 彰仁*

no journal, , 

LaMnO$$_3$$(LMO)とSrMnO$$_3$$(SMO)で作製される超格子薄膜(LMO)m/(SMO)nにおいて積層枚数であるmとnを変化させることで、特にm=n=2(L2S2)において巨大な磁気抵抗効果を示すことが報告されている。今回、我々はL3S3の物質について超伝導磁石搭載型回折計を用いることで最大7テスラの磁場下共鳴軟X線散乱実験を行い、巨大磁気抵抗効果のメカニズムを明らかにするために研究を行った。磁場印加によりMn吸収端での磁気散乱スペクトルが劇的に変化する様子が観測され、変化する磁気構造、電子構造の信号を検出することに成功した。

口頭

量子ビームを用いた強磁性超格子薄膜の研究

久保田 正人; 武田 全康; 岡本 淳*; 山崎 裕一*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*; 澤 彰仁*

no journal, , 

超格子薄膜(LaMnO$$_{3}$$)m/(SrMnO$$_{3}$$)nでは、積層枚数(m,n)により、強磁性絶縁体相,強磁性金属相,反強磁性絶縁体相といった多彩な相が出現し、しかもm=n=2の超格子薄膜において低温で巨大な磁気抵抗効果を示すことが報告されている。しかし、これらの物性に関するメカニズムの詳細については明らかになっていない。現在、量子ビームを活用して、超格子薄膜(LaMnO$$_{3}$$)m/(SrMnO$$_{3}$$)nの磁性や電子状態に関する研究を進めている。MLFのビームライン17に建設した垂直型偏極中性子反射率計(SHARAKU:写楽)の測定を行うことにより、超格子薄膜の表面・界面付近の磁性が物性に果たす役割を解明する上で有用な磁性情報を捉えることが可能である。また、放射光実験では、元素選択性や偏光特性を利用することにより、マンガンサイトの電子状態や磁性に関する情報を直接捉えることが可能である。本発表ではマンガン酸化物超格子薄膜内での物性を解明するための偏極中性子反射率測定や相補的な放射光実験の現状と今後の研究計画などについて議論する。

口頭

マンガン酸化物超格子薄膜の磁性と電子状態の研究

久保田 正人; 武田 全康; 山田 浩之*; 澤 彰仁*; 岡本 淳*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*

no journal, , 

薄膜の磁性を非破壊的に内部構造まで含めて解明する際に、量子ビームは有効なプローブである。特に、軟X線共鳴散乱実験では、元素選択性や偏光特性を利用することにより、マンガンサイトの物性を直接捉えることが可能である。超格子薄膜(LaMnO$$_{3}$$)m/(SrMnO$$_{3}$$)nでは、積層枚数(m,n)により、強磁性絶縁体相, 強磁性金属相, 反強磁性絶縁体相などといった多彩な相図が示されている。今回は、バルク状態においては共に反強磁性絶縁体であるにも関わらず、超格子薄膜状態においては、強磁性を示す試料の物性を明らかにするために、軟X線共鳴散乱実験を行った。温度変化測定を行った結果、磁気転移点温度以下で、スペクトルの大きな変化を示し、強磁性の出現に伴い、降温に従って、スペクトル強度が発達していくことことを観測した。本発表では、マンガン酸化物超格子薄膜内部のLaMnO$$_{3}$$層とSrMnO$$_{3}$$層の役割について、発表を行う。

口頭

超格子マンガン酸化物薄膜の表面・界面磁性

久保田 正人; 山田 浩之*; 澤 彰仁*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*

no journal, , 

MLFのビームラインBL17垂直型偏極中性子反射率計(SHARAKU:写楽)では、超伝導マグネットや電磁石を組み合せた磁場下での測定を行うことにより、磁性多層膜の研究、特に、交換結合膜や酸化物磁性材料などにおける表面・界面付近の磁性が物性に果たす役割を解明する上で有用な磁性情報を捉えることが可能である。発表では、反強磁性体ペロブスカイト型マンガン酸化物LaMnO$$_{3}$$とSrMnO$$_{3}$$で出現する超格子薄膜内での強磁性の要因を解明するために取り組んでいる偏極中性子反射率測定の現状について、議論する。

口頭

量子ビームを用いた超格子マンガン酸化物薄膜の磁性研究

久保田 正人; 山田 浩之*; 澤 彰仁*; 中尾 裕則*; 村上 洋一*

no journal, , 

ペロブスカイト型マンガン酸化物LaMnO$$_{3}$$とSrMnO$$_{3}$$は、バルク状態においては共に反強磁性絶縁体であるにも関わらず、超格子薄膜(LaMnO$$_{3}$$)m/(SrMnO$$_{3}$$)nでは、積層枚数(m,n)により、多彩な相図や巨大な磁気抵抗効果を示す。しかし、これらの物性に関するメカニズムの詳細については明らかになっていない。発表では、超格子薄膜内での磁性を解明するための偏極中性子反射率測定の現状について議論する。

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