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論文

Thickness-dependent magnetic properties and strain-induced orbital magnetic moment in SrRuO $_{3}$ thin films

石上啓介*; 吉松公平*; 豊田大介*; 滝沢優*; 吉田鉄平*; 芝田悟朗*; 原野貴幸*; 高橋文雄*; 門野利治*; Verma, V. K.*; et al.

Physical Review B, 92(6), p.064402_1 - 064402_5, 2015/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.064402

被引用回数：45 パーセンタイル：84.02(Materials Science, Multidisciplinary)

Thin films of the ferromagnetic metal SrRuO $_{2}$ (SRO) show a varying easy magnetization axis depending on the epitaxial strain, and undergo a metal-to-insulator transition with decreasing film thickness. We have investigated the magnetic properties of SRO thin films with varying thicknesses fabricated on SrTiO $_{3}$ (001) substrates by soft X-ray magnetic circular dichroism at the Ru M2,3 edge. Results have shown that, with decreasing film thickness, the film changes from ferromagnetic to nonmagnetic at around 3 monolayer thickness, consistent with previous magnetization and magneto-optical Kerr effect measurements. The orbital magnetic moment perpendicular to the film was found to be 0.1B/Ru, and remained nearly unchanged with decreasing film thickness while the spin magnetic moment decreases. A mechanism for the formation of the orbital magnetic moment is discussed based on the electronic structure of the compressively strained SRO film.

論文

Melting temperatures of the ZrO $_{2}$ -MOX system

内田哲平; 廣岡瞬; 菅田博正*; 柴田和哉*; 佐藤大介*; 加藤正人; 森本恭一

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.1549 - 1553, 2013/09

Severe accidents occurred at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant of Unit 1-3 on March 11, 2011, where the MOX fuels were loaded in the Unit 3. For thermal analysis of the severe accident, melting temperature and phase state of MOX corium were investigated. The simulated coria were prepared from 4%Pu-containing MOX, 8%Pu-containing MOX and ZrO $_{2}$ . Then X-ray diffraction, density and melting temperature measurements were carried out as a function of zirconium and plutonium contents. The cubic phase was observed in the 25%Zr-containing corium and the tetragonal phase was observed in the 50% and 75%Zr-containing coria. The lattice parameter and density monotonically changed with Pu content. Melting temperature increased with increasing Pu content; melting temperature were estimated to be 2932K for 4%Pu MOX corium and 3012K for 8%Pu MOX corium in the 25%ZrO $_{2}$ -MOX system. The lowest melting temperature was observed for 50%Zr-containing corium.

論文

Thrust performance of a microwave rocket under repetitive-pulse operation

小田靖久; 柴田鉄平*; 小紫公也*; 高橋幸司; 春日井敦; 坂本慶司

Journal of Propulsion and Power, 25(1), p.118 - 122, 2009/01

https://doi.org/10.2514/1.37623

被引用回数：24 パーセンタイル：82.75(Engineering, Aerospace)

An experiment was conducted on a Microwave Rocket (repetitive pulse millimeter wave beam powered thruster) with repetitive pulses. A thruster model with a forced breathing system was used. The forced breathing system supplies fresh air from the thrust wall into the thruster. The pressure histories in the thruster were measured and the propagation velocity of the shock wave and the thrust impulse were deduced. Results show that, although the propagation velocity was identical to the result for the single-pulse operation at the first pulse, the propagation velocity increased after the second pulse. Similarly, the impulse decreased after the second pulse. The dependence of the propagation velocity of the shock wave and the thrust performance on the partial filling rate of the fresh air was compared to that of the thrust generation model with the forced breathing system. The experimental results showed good agreement with those obtained using the model.

論文

A Thrust generation model of a microwave rocket

小田靖久*; 柴田鉄平*; 小紫公也*; 高橋幸司; 春日井敦; 坂本慶司

Journal of Space Technology and Science, 22(2), p.30 - 37, 2006/00

マイクロ波ロケットにおける推力は、大気プラズマに起因する衝撃波の伝播によって説明ができる。このパルス爆轟モデルの実験的検証のために、プラズマ圧力の時間変化を調べた。その結果、衝撃波の伝播時間と伝播距離の間には線形関係があることがわかった。また、プラズマ伝播速度は、伝播している間は一定であることも判明した。さらに、両者の速度は、音速程度で伝播することを明らかにした。

口頭

マイクロ波ロケット推進性能の雰囲気圧力依存性

小田靖久*; 柴田鉄平*; 小紫公也*; 高橋幸司; 春日井敦; 坂本慶司

no journal, ,

大気圧以下におけるマイクロ波ビーム推進実験を行った。投入したパワーは0.5MW、マイクロ波の周波数は170GHzである。圧力に対する推進力を測定したところ、圧力が低くなるに従って推進力が低下することがわかった。一方、プラズマの伝播速度は速くなり、実機を検討する際に有用な実験データを取得した。

口頭

PDE型マイクロ波ロケット内における爆轟波形成

柴田鉄平*; 小田泰久*; 小紫公也*; 高橋幸司; 春日井敦; 坂本慶司

no journal, ,

マイクロ波ロケットは、パルス状の大電力マイクロ波ビームにより生成されるプラズマによって推力を発生させる。そのエネルギー変換において、マイクロ波プラズマにより支持される爆轟波が形成されていると考えられる。大電力ミリ波ジャイロトロンを用いた気中放電により円筒形状の推進器内に爆轟波を発生させ、高速度カメラ画像履歴と圧力履歴より、衝撃波とプラズマの電離波面の伝播速度を測定した。また、圧力履歴より発生推力を算出した。

口頭

ウラン燃料の模擬デブリの特性評価,2; 融点測定と組織観察

内田哲平; 菅田博正*; 柴田和哉*; 佐藤大介*; 森本恭一

no journal, ,

被覆管であるジルカロイ-2の融点は約1850 $^{circ}$ Cであるが、炉心内で水蒸気酸化することにより融点は上昇する。ZrO $_{2}$ の融点は約2690 $^{circ}$ Cと報告されている。事故進展挙動の解析には、炉心内において燃料ペレットと被覆管の反応によって生成される生成物のさまざまな物性値が重要である。本研究では、UO $_{2}$ 燃料とジルカロイ-2から調整した混合酸化物の融点測定を行い、作製した溶融試料の観察を行った。Zr含有率が24.3%, 49.0%, 73.5%の試料の固相線温度はそれぞれ2662 $^{circ}$ C, 2509 $^{circ}$ C, 2540 $^{circ}$ Cであった。UO $_{2}$ -ZrO $_{2}$ 系の状態図と比較すると、本試験で得られた各試料の融点はUO $_{2}$ -ZrO $_{2}$ 系の状態図と同様であり、傾向もよく一致していた。

口頭

MOX-ZrO $_{2}$ 溶融試料の融点測定

内田哲平; 菅田博正*; 柴田和哉*; 佐藤大介*; 森本恭一

no journal, ,

燃料デブリの特性把握及び事故進展挙動の解析には、炉心内において燃料ペレットと被覆管の反応による生成物のさまざまな物性値が重要である。特にプルサーマル計画を実施する炉心では、反応生成物の物性値に与えるPuの影響を考慮する必要がある。本研究ではPu含有率が4at%, 8at%の(U,Pu)O $_{2}$ 試料に対して、Zr含有率を25at%, 50at%, 75at%としたMOX-ZrO $_{2}$ 試料を調製し、融点測定を行った。評価の結果、金属元素中のPu含有率が増加するほど、融点は上昇する傾向が確認され、最も高い融点を示したのは(U $_{0.67}$ Pu $_{0.08}$ Zr $_{0.25}$ )O $_{2}$ で約2740 $^{circ}$ Cであった。今回評価を行った組成の範囲において最も低い融点はZr含有率50%のU/Zry-2酸化物で、約2500 $^{circ}$ Cである。