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論文

Experimental analysis on dynamics of liquid molecules adjacent to particles in nanofluids

橋本 俊輔*; 中島 健次; 菊地 龍弥*; 蒲沢 和也*; 柴田 薫; 山田 武*

Journal of Molecular Liquids, 342, p.117580_1 - 117580_8, 2021/11

 被引用回数:0

エチレングリコール水溶液中に二酸化ケイ素(SiO$$_{2}$$)ナノ粒子を分散したナノ流体の準弾性中性子散乱測定(QENS)およびパルス磁場勾配核磁気共鳴分析(PFGNMR)を行った。研究目的は、このナノ流体の熱伝導率が理論値を超えて増加するメカニズムを解明することだった。得られた実験結果は、SiO$$_{2}$$ナノ粒子の周りの液体分子の運動が非常に制限されているため、SiO$$_{2}$$ナノ粒子の添加により、エチレングリコール水溶液中の液体分子の自己拡散係数が低下していることを示す。そして温度一定の条件で、SiO$$_{2}$$ナノ流体中で、液体分子の自己拡散係数が減少するにつれて、熱伝導率が増加した。

論文

Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 2; Neutron scattering instruments

中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12

J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。

論文

Materials and Life Science Experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex, 3; Neutron devices and computational and sample environments

坂佐井 馨; 佐藤 節夫*; 瀬谷 智洋*; 中村 龍也; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 曽山 和彦; 山崎 大; 丸山 龍治; 奥 隆之; et al.

Quantum Beam Science (Internet), 1(2), p.10_1 - 10_35, 2017/09

J-PARC物質・生命科学実験施設では、中性子検出器、スーパーミラーや$$^{3}$$Heスピンフィルターなどの光学機器、及びチョッパー等の中性子デバイスが開発され、据え付けられている。また、計算環境として機器制御、データ取得、データ解析、及びデータベースの4つのコンポーネントが整備されている。また、物質・生命科学実験施設では実験に使用される様々な試料環境が利用可能である。本論文では、これらの現状について報告する。

論文

The SNARE protein SYP71 expressed in vascular tissues is involved in symbiotic nitrogen fixation in ${it Lotus japonicus}$ nodules

箱山 雅生*; 多井 諒*; 弭間 和哉*; 須賀 江里*; 足達 由佳*; 小林 麻由美*; 赤井 理恵*; 佐藤 修正*; 深井 英吾*; 田畑 哲之*; et al.

Plant Physiology, 160(2), p.897 - 905, 2012/10

 被引用回数:27 パーセンタイル:72.5(Plant Sciences)

Rhizobial symbiotic nitrogen fixation in root nodules is regulated by the host legume genes. Fix- mutants that exhibit lower or no nitrogen-fixation activity are useful to identify host plant genes required for symbiotic nitrogen fixation. Here, we show a ${it Lotus japonicus}$ novel Fix- mutant defective of a SNARE protein. The mutant formed nodules that displayed lower nitrogen fixation activity, and the growth of the host plant was retarded. Exogenous combined nitrogen almost recovered the growth of the mutant. Numbers of nodules formed on the mutant were similar to those on the wild-type plant. However, the mutant nodules were smaller and showed early senescence. The causal gene was identified by map-based cloning, and the predicted protein was appeared to be homologous to one of SNARE proteins found in Arabidopsis thaliana. The responsible gene was expressed ubiquitously in shoot, roots and nodules. In roots and nodules, the transcripts were detected in vascular bundles. These results indicated that a SNARE protein expressed in vascular tissues is required for nitrogen fixation activity of rhizobia in nodules.

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:156 パーセンタイル:99.42(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

AMATERAS; A Cold-neutron disk chopper spectrometer

中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; 柴田 薫; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB028_1 - SB028_6, 2011/05

 被引用回数:90 パーセンタイル:94.38(Physics, Multidisciplinary)

アマテラスは、J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器であり、結合型水素モデレーターと新開発の高速ディスクチョッパーの組合せで、高分解能,高強度を両立させる最新鋭の中性子分光器である。今回の発表では、これまでの機器調整とユーザー利用の成果を踏まえ、アマテラスの現状と性能、そして、得られた成果の例を示す。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.71(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

The Fermi chopper spectrometer 4SEASONS at J-PARC

梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 水野 文夫; 中島 健次; 河村 聖子; 横尾 哲也*; 中谷 健; 丸山 龍治; 曽山 和彦; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB025_1 - SB025_6, 2011/01

 被引用回数:71 パーセンタイル:92.29(Physics, Multidisciplinary)

4SEASONS is a Fermi chopper spectrometer, which is in operation in Materials and Life Science Experimental Facility (MLF), J-PARC. It is intended to provide high-efficiency measurement of weak inelastic signals on novel spin and lattice dynamics with thermal neutrons. For this purpose, the spectrometer utilizes the coupled moderator and advanced instrumental design such as an elliptic-shaped converging neutron guide with high-critical angle supermirrors inside, long (2.5 m) position sensitive detectors, and a Fermi chopper feasible for multiple-incident-energy (multi-$$E_{rm i}$$) measurement with the repetition rate multiplication technique. Here we show detailed design of the spectrometer, evaluation of its performance, and some examples of measurements.

報告書

Proceedings of the 2nd International Advisory Committee on Biomolecular Dynamics Instrument DNA in MLF at J-PARC; November 12 - 13, 2008, J-PARC Center, Japan Atomic Energy Agency, Tokai, Ibaraki, Japan

新井 正敏; 相澤 一也; 中島 健次; 柴田 薫; 高橋 伸明

JAEA-Review 2009-014, 84 Pages, 2009/07

JAEA-Review-2009-014.pdf:25.2MB

2008年11月12$$sim$$13日に日本原子力研究開発機構J-PARCセンターにおいて、ダイナミクス解析装置DNAの第2回国際アドバイザリ委員会が開催された。本委員会は、J-PARC/MLFに平成20年度より建設が開始されたダイナミクス解析装置DNAの仕様検討に資することを目的に、背面反射型分光器に造詣の深い著名な4名の委員(Dan Neumann博士(委員長), Ferenc Mezei教授, Hannu Mutka博士, Philip Tregenna-Piggott博士)により組織されており、平成20年2月27$$sim$$29日に第1回委員会が開催された。本報告書は、第2回委員会の答申、及び委員会における講演資料を収録したものである。

報告書

Proceedings of the International Advisory Committee on "Biomolecular Dynamics Instrument DNA" and the Workshop on "Biomolecular Dynamics Backscattering Spectrometers"; February 27-29, 2008, J-PARC Center, Japan Atomic Energy Agency, Tokai, Ibaraki, Japan

新井 正敏; 相澤 一也; 中島 健次; 柴田 薫; 高橋 伸明

JAEA-Review 2008-036, 162 Pages, 2008/08

JAEA-Review-2008-036.pdf:38.32MB

2008年2月27日$$sim$$29日に日本原子力研究開発機構J-PARCセンターにおいて、「生命科学分子動力学研究のための背面反射型分光器」に関するワークショップが開催された。本ワークショップは、J-PARC/MLFに建設が計画されているダイナミクス解析装置DNAの仕様検討に資することを目的に、米国・フランス・スイスの三国において稼働中の同型の実験装置(背面反射型分光器)に造詣の深い著名な4名の研究者を国際アドバイザリ委員(委員: Dan Neumann博士(委員長); Ferenc Mezei教授; Hannu Mutka博士; Philip Tregenna-Piggott博士)として招聘し、前半を講演形式、後半を委員会形式で開催された。本報告書は、国際アドバイザリ委員会の要旨、及び委員会・ワークショップで使用された発表資料を収録したものである。

論文

原子炉圧力容器用確率論的破壊力学解析コードPASCAL ver.2の開発

小坂部 和也; 鬼沢 邦雄; 柴田 勝之; 鈴木 雅秀

日本原子力学会和文論文誌, 6(2), p.161 - 171, 2007/06

軽水炉構造機器の健全性に関する研究の一環として、平成14年度以降確率論的破壊力学解析コード(PFM Analysis Structual Components in Aging LWR)の改良整備を行っている。このコードは、原子炉圧力容器に加圧熱衝撃(PTS: Pressurized Thermal Shock)等の過渡荷重が発生した場合の破損確率を解析するコードである。これまでに実施してきた機能改良や感度解析を通じて得られた知見に基づく標準的解析手法を反映して、グラフィカルユーザーインターフェース(GUI)を含むPASCAL ver.2を開発した。PASCAL ver.2の解析機能及び標準的解析手法について説明するとともに、破壊確率に対する非破壊検査の精度の影響のほか、主な機能の検証解析結果について述べる。

論文

現行の原子炉圧力容器の健全性評価手法に対するPASCAL ver.2を用いた確率論的検討

小坂部 和也; 鬼沢 邦雄; 柴田 勝之; 鈴木 雅秀

日本原子力学会和文論文誌, 6(2), p.172 - 182, 2007/06

軽水炉構造機器の健全性に関する研究の一環として、平成14年度以降確率論的破壊力学解析コードPASCAL(PFM Analysis of Structural Components in Aging LWR)の改良整備を行っている。このコードは、原子炉圧力容器に加圧熱衝撃(PTS: Pressurized Thermal Shock)等の過渡荷重が発生した場合の破損確率を解析するコードである。現行の健全性評価手法に対するPASCAL ver.2を用いた確率論的検討の例として、日本機械学会の発電用原子力設備規格維持規格に規定されている標準検査にかかわるパラメータの感度解析と、日本電気協会の原子力発電所用機器に対する破壊靭性の確認試験方法に規定されている健全性評価手法に従った決定論解析と確率論解析の結果の相関について述べる。

論文

Compatibility of reduced activation ferritic steel wall with high performance plasma on JFT-2M

都筑 和泰; 神谷 健作; 篠原 孝司; Bakhtiari, M.*; 小川 宏明; 栗田 源一; 武智 学; 河西 敏; 佐藤 正泰; 川島 寿人; et al.

Nuclear Fusion, 46(11), p.966 - 971, 2006/11

 被引用回数:16 パーセンタイル:51.14(Physics, Fluids & Plasmas)

JFT-2Mでは、発電実証炉のブランケット構造材の有力候補である低放射化フェライト鋼のプラズマへの適用性を調べる「先進材料プラズマ試験」を段階的に進めてきた。核融合原型炉では壁安定化効果を利用して規格化ベータ3.5$$sim$$5.5程度のプラズマを生成することが想定されているため、フェライト鋼のような強磁性体壁をプラズマに近づけた時のMHD安定化への影響を評価することは応用上重要である。そこで、壁とプラズマとの距離を変え、安定化効果を調べる実験を行った。まずプラズマの位置,圧力をより正確に評価するための平衡計算コードの改良を行った。改良後のコードを実験と比較し、良い一致が見られた。そのうえでプラズマを壁に近づける実験を行い、プラズマ小半径で規格化した壁との距離が1.3程度の範囲までフェライト鋼壁と高規格化ベータプラズマが共存し得ることを実証した。また、壁との距離以外の条件が共通しているデータセットを抽出し、壁に近い配位の方が(1)$$beta$$限界が上昇する、(2)コラプスに至る時定数が長くなるなど、壁安定化効果の存在を示唆するデータが得られた。

報告書

高速炉燃料の熱物性評価; 融点と熱伝導率

加藤 正人; 森本 恭一; 米野 憲; 中道 晋哉; 鹿志村 元明; 安部 智之; 宇野 弘樹*; 小笠原 誠洋*; 田村 哲也*; 菅田 博正*; et al.

JAEA-Technology 2006-049, 32 Pages, 2006/10

JAEA-Technology-2006-049.pdf:19.46MB
JAEA-Technology-2006-049(errata).pdf:0.32MB

本研究では、燃料の熱設計で特に重要である融点と熱伝導率について、広範囲の組成のMOXについて測定を実施し、測定データの信頼性を向上させるとともに、Amの影響を評価した。融点測定は、タングステンカプセル中に真空封入して実施したが、30%Pu以上のMOXの測定では、測定中にMOXとタングステンの反応を防ぐため、レニウム製の内容器を用いて評価した。その結果、MOXの融点は、Pu含有率の増加で低下し、O/Mの低下でわずかに上昇することが確認できた。また、Amの融点に及ぼす影響は、3%までの含有では大きな影響はないことが確認できた。熱伝導率は、Amの含有によって、900$$^{circ}$$C以下でわずかに低下し、フォノン伝導による熱伝導メカニズムに不純物として扱うことによって評価できることを確認した。本測定結果から温度,O/M,Am含有率及び密度を関数とした熱伝導率評価式を導き、文献値を含めて実験データをよく再現できることを確認した。得られた融点及び熱伝導率の測定結果によって、「もんじゅ」長期保管燃料に蓄積したAmの影響を評価することができた。燃料の熱設計へ及ぼすAmの影響はわずかである。

報告書

原子炉圧力容器用確率論的破壊力学解析コードPASCAL2の使用手引き及び解析手法

小坂部 和也; 加藤 大輔*; 鬼沢 邦雄; 柴田 勝之

JAEA-Data/Code 2006-020, 371 Pages, 2006/09

JAEA-Data-Code-2006-020.pdf:11.17MB

軽水炉構造機器の健全性に関する研究の一環として、平成8年度から確率論的破壊力学解析コードPASCALの開発を行っている。このコードは、原子炉圧力容器に加圧熱衝撃等の過渡荷重が発生した場合の破損確率を解析するコードである。既に公開されているPASCAL Version 1は、自動階層別モンテカルロ法,弾塑性破壊評価基準,半楕円き裂の詳細進展評価機能等に改良モデル等を導入していることが特徴である。平成14年度以降、経済産業省からの受託事業として、内部欠陥の評価手法の導入,破壊靱性評価手法の改良,応力拡大係数データベースの開発,トランジェントデータベースの整備,非破壊検査解析機能の改良等、解析機能や入出力機能の整備を実施した。そして、これら機能改良や感度解析を通じて得られた知見を取りまとめて標準的解析手法を提案するとともに、この標準的解析手法を反映したPASCAL Version 2用のグラフィカルユーザーインターフェースを整備した。本報告書は、PASCAL Version 2の使用方法と解析理論及び手法をまとめたものである。

論文

非破壊検査を考慮した原子炉容器の確率論的構造健全性評価手法の開発

小坂部 和也; 鬼沢 邦雄; 柴田 勝之

日本保全学会第3回学術講演会要旨集, p.75 - 78, 2006/07

確率論的破壊力学は、構造機器に対する負荷や材料強度のばらつき、あるいは欠陥寸法分布・存在確率等を考慮して機器の信頼性や健全性を合理的に評価できる手法として注目されている。今日、安全率に基づく決定論的な評価に対する合理的な説明,妥当性の評価あるいはこれに変わる評価法として、手法整備やコード開発が進められており、国外では、破断前漏洩や経年圧力容器の健全性評価にかかわる規制に取り込まれる動向にある。我が国においても、規制・規格への確率論的手法の導入に備え、評価手法の整備を行っておくことが必要である。日本原子力研究開発機構では、軽水炉構造機器の健全性に関する研究の一環として、平成8年度から確率論的破壊力学解析コードPASCALの開発を行っている。このコードは原子炉圧力容器に加圧熱衝撃等の過渡荷重が発生した場合の破壊確率を解析するコードである。ここではPASCALの解析機能及び標準的解析手法について説明するとともに、破壊確率に対する非破壊検査の影響について検討した結果の例を述べる。

論文

Improvements to PFM analysis code PASCAL and some case studies on RPV integrity during pressurized thermal shock

鬼沢 邦雄; 柴田 勝之; 小坂部 和也; 田中 和久

Proceedings of 2006 ASME Pressure Vessels and Piping Division Conference (PVP 2006)/International Council on Pressure Vessel Technology (ICPVT-11) (CD-ROM), 8 Pages, 2006/07

原子炉構造機器の健全性評価にあたって、各種評価パラメータの不確かさを考慮でき、合理的な評価が可能となる確率論的破壊力学解析が最近注目されている。日本原子力研究開発機構では、加圧熱衝撃時における原子炉(圧力))容器を対象として、確率論的破壊力学解析コードPASCALの開発を進めている。当該事業において改良を進めているPASCALについて、モンテカルロ法、非破壊検査効果の評価法、入出力に関するGUI等についての改良を行い、PASCAL version 2とするとともに、代表的なPTS時におけるケーススタディを実施した。き裂存在確率分布に関して、従来のマーシャル分布と米国の新しいPNNL提案の分布を比較し、表面き裂と内部欠陥にそれぞれ対応する両者の結果が、ほぼ同じオーダーの破損確率になることを示した。化学成分の効果について、国内の1970年代の原子炉に対応する2通りの値を用いた場合の破損確率を評価し、異なるトランジェントに対しても高照射量領域ではほぼ等しい差になることを示した。また、非破壊検査の効果に関して、供用前検査と供用中検査の組合せや、供用中検査の回数について感度解析を行い、その効果を定量的に示すことができた。

論文

Study of SOL/divertor plasmas in JFT-2M

川島 寿人; 仙石 盛夫; 上原 和也; 玉井 広史; 荘司 昭朗*; 小川 宏明; 柴田 孝俊; 山本 正弘*; 三浦 幸俊; 草間 義紀; et al.

Fusion Science and Technology, 49(2), p.168 - 186, 2006/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:18.25(Nuclear Science & Technology)

JFT-2Mトカマクでは、SOL/ダイバータプラズマの物理を理解し、熱・粒子を能動的に制御するための実験研究を進めてきた。1984年のJFT-2M実験開始後10年間は開ダイバータ形状で、ダイバータプラズマの内外非対称性,熱・粒子の輸送,ELM中のSOL電流特性等が明らかとなり物理的理解を進めた。局所排気,境界摂動磁場印加,ダイバータバイアス,周辺加熱などの先進的手法を取り入れ、熱・粒子を能動的に制御できることを実証した。ダイバータでの熱・粒子独立制御性向上を目指し、1995年に熱・粒子束流を考慮しながらダイバータ開口部を狭める閉ダイバータ化を実施した。ダイバータ部から主プラズマ周辺への中性粒子の逆流を抑える遮蔽効果が有効に機能し、主プラズマの高閉じ込め状態を劣化させることなく、ダイバータ板熱負荷を低減するための強力ガスパフが可能となり、n$$_{e}$$$$^{div}$$=4$$times$$10$$^{19}$$m$$^{-3}$$, T$$_{e}$$$$^{div}$$=4eVまでの低温高密度ダイバータプラズマを実現することができた。また、高閉じ込めモード中、周辺プラズマにおいて特有の揺動が現れることがわかり、閉じ込めとの関係が示唆された。本論文はこれらの成果のレビューである。

論文

Characteristics of plasma operation with the ferritic inside wall and its compatibility with high-performance plasmas in JFT-2M

都筑 和泰*; 木村 晴行; 草間 義紀; 佐藤 正泰; 川島 寿人; 神谷 健作; 篠原 孝司; 小川 宏明; 上原 和也; 栗田 源一; et al.

Fusion Science and Technology, 49(2), p.197 - 208, 2006/02

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.08(Nuclear Science & Technology)

低放射化フェライト鋼は核融合原型炉のブランケット構造材の有力候補である。しかし、強磁性体であるため、プラズマの生成,制御,閉じ込め,安定性等に悪影響を与えることが懸念されていた。また、酸素不純物の吸蔵量が大きいことから、プラズマ中に不純物を放出することも懸念された。JFT-2Mでは段階的にフェライト鋼を導入して適合性試験を進めた。その最終段階では、真空容器内壁の全面にフェライト鋼を設置して実験を行った。プラズマ生成,制御に関しては、フェライト鋼によって生成される磁場が、外部磁場の10%程度であり、トカマクプラズマが既存の制御系で生成可能であることを示した。また、高規格化ベータプラズマに対する適合性を調べる実験を行い、フェライト鋼壁の存在下でも原型炉の運転領域に相当する規格化ベータ3.5程度のプラズマが生成できることを実証した。壁に近づけると不安定性の成長速度が遅くなることを示し、フェライト鋼壁が非磁性導体壁と同様の壁安定化効果を持つことを示した。低ベータでのロックトモード,Hモード遷移等にも悪影響は観測されなかった。以上のように、フェライト鋼の原型炉への適用に対し見通しを与える結果が得られた。

報告書

河川水,地下水および雨水の水質分析

藤井 和也*; 柴田 陽介*; 深町 泰子*

JNC TJ5410 2004-013, 96 Pages, 2005/03

JNC-TJ5410-2004-013.pdf:4.93MB

研究所設置地区周辺の河川水や地下水の地球化学的特徴を把握し,周辺地域の地下水流動に関する知見を得るとともに,定期的な水質分析により季節変動の把握を目的とする。本業務では採取された河川水・雨水・地下水を分析し,イオンバランス確認等を実施することによりデータの妥当性を確認した。

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