再冠水試験におけるボーリングピットの埋め戻し試験

高安 健太郎; 大貫 賢二*; 川本 康司*; 高山 裕介; 見掛 信一郎; 佐藤 稔紀; 尾上 博則; 竹内 竜史

JAEA-Technology 2017-011, 61 Pages, 2017/06

JAEA-Technology-2017-011.pdf:9.15MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、超深地層研究所計画に基づき、結晶質岩(花崗岩)を対象として三つの必須の課題(地下坑道における工学的対策技術の開発、物質移動モデル化技術の開発、坑道埋め戻し技術の開発)の調査研究を進めている。これらの研究開発課題のうち、坑道埋め戻し技術の開発の一環として再冠水試験を実施している。この試験は、坑道掘削による周辺岩盤や地下水に及ぼす影響が、坑道の冠水によって回復する過程を把握することを目的として、深度500mの水平坑道の北端部切羽より約40m手前に止水壁を施工して冠水坑道とし、再冠水して実施するものである。本報告書は、再冠水試験の一環として2014年度に実施した冠水坑道のピットにベントナイト混合土を用いた埋め戻し試験と埋め戻し施工の結果、及び引き続き2014年9月から2016年3月までのピットでの観測結果を報告するものである。

Spin-orbit coupling induced semi-metallic state in the 1/3 hole-doped hyper-kagome NaIrO

高山 知弘*; Yaresko, A.*; 松本 章代*; Nuss, J.*; 石井 賢司; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 高木 英典*

Scientific Reports (Internet), 4, p.6818_1 - 6818_6, 2014/10

https://doi.org/10.1038/srep06818

The complex iridium oxide NaIrO with a B-site ordered spinel structure was synthesized in single crystalline form, where the chiral hyper-kagome lattice of Irions, as observed in the spin-liquid candidate NaIrO, was identified. The average valence of Ir is 4.33+ and, therefore, NaIrO can be viewed as a doped analogue of the hyper-kagome spin liquid with Ir. The transport measurements, combined with the electronic structure calculations, indicate that the ground state of NaIrO is a low carrier density semi-metal. We argue that the semi-metallic state is produced by a competition of the molecular orbital splitting of orbitals on Ir triangles with strong spin-orbit coupling inherent to heavy Ir ions.

Momentum-resolved electronic excitations in the Mott insulator SrIrO studied by resonant inelastic X-ray scattering

石井 賢司; Jarrige, I.; 吉田 雅洋; 池内 和彦*; 水木 純一郎; 大橋 啓*; 高山 知弘*; 松野 丈夫*; 高木 英典*

Physical Review B, 83(11), p.115121_1 - 115121_5, 2011/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.115121

We report an Ir -edge resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) measurement of the low-lying electronic excitations in SrIrO over the complete Brillouin zone of the IrO plane. A remarkably strong inelastic signal which exceeds the elastic scattering in intensity is observed. Peaks observed at 0.5, 3.2, and 6.0 eV are respectively ascribed to an interband transition across the Mott gap and charge-transfer excitations from the O band to the Ir bands. The dispersion of the Mott gap excitation is found to be particularly weak. This is interpreted as a signature of the narrow bands of the novel Mott insulating state of SrIrO induced by the strong spin-orbit interaction.

Kinetic modelling of impurity transport in detached plasma for integrated divertor simulation with SONIC (SOLDOR/NEUT2D/IMPMC/EDDY)

清水 勝宏; 滝塚 知典; 大宅 薫*; 井内 健介*; 仲野 友英; 高山 有道*; 川島 寿人; 星野 一生

Proceedings of 22nd IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2008) (CD-ROM), 12 Pages, 2008/10

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2008/html/node266.htm#57167

統合ダイバータコードSONICを開発した。モンテカルロ固有の問題を解決し、モンテカルロ不純物輸送コードIMPMCとダイバータコートSOLDOR/NEUT2Dのセルフコンシステントな結合に成功した。運動論効果や複雑な炭化水素の解離過程を考慮するには、モンテカルロモデリングが必要である。統合ダイバータコードは、EDDYコードとの結合をさらに行うことで、ダイバータ板における損耗/再堆積の過程を含めて不純物の輸送を調べることが可能となる。JT-60Uで観測されたX点MARFEのダイナミクスを調べた。シミュレーションの結果、X点近傍での大きな放射損失は、ドームからスパッタされた炭化水素によるものであることがわかった。リサイクリングがない時には、温度勾配力の運動論効果により、従来の流体による評価に比べてヘリウム圧縮が改善する。しかし、ダイバータにおけるリサイクリングによりこの効果は相対的に小さくなることがわかった。

Direct observation of beam bunching in BWO experiments

森本 巌; Zheng, X. D.*; 前原 直; 木代 純逸*; 高山 健*; 堀岡 一彦*; 石塚 浩*; 川崎 温*; 志甫 諒

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 475(1-3), p.509 - 513, 2001/12

https://doi.org/10.1016/S0168-9002(01)01602-3

ミリ波帯自由電子レーザーのシードパワー源として、線形誘導加速器Laを用いたBWO実験研究が行われている。Laでは、ビームエネルギー1MeV,ビーム電流数kA,パルス幅100nsの電子ビームを加速している。BWO実験では、アニュラービームをガイド磁場ITを用いてコルゲート導波管へ入射している。今までのところ、9.8GHz, 200MWの発振に成功している。このBWO実験では、電子銃からコルゲート導波管入口へのアニュラービームの伝送が重要である。今回、このビーム伝送実験の詳細について発表する。

誘導型加速器による大電流電子ビームの発生と伝送

森本 巌; 木代 純逸*; 高山 健*; Zheng, X.; 前原 直; 志甫 諒

JAERI-Research 2000-008, p.59 - 0, 2000/02

JAERI-Research-2000-008.pdf:3.83MB

GW級のFEL発振を行うために、誘導型加速器を用いてkA級電子ビームの発生及び伝送実験を行った。本研究では、カーボン布を用いた冷陰極に1MeV,160nsのパルス高電圧を印加して発生したkA級電子ビームをさらに1MeV追加速し、ビーム損失を抑えて伝送することを目的とした。伝送中の電子ビームはソレノイド磁場を用いて制御した。kA級電子ビームのもつ強い空間電荷効果により、ビームの発散力は大きい。そこでビーム発生部では、EGUNプログラムを用いてビームの発散を抑えた電子銃を設計した。ビーム伝送部では、空間電荷効果を取り込んだプログラムを開発し、ソレノイド磁場によるビーム損失を抑えた伝送を検討した。その結果、電子銃より450Aの電子ビームを引出した。ビーム伝送効率は、1kGの磁場において90%に達し、2MeV,400A,平均ビーム径50mmの電子ビームを伝送することに成功した。

9.4GHz帯フォーカスィングウイグラーの設計

前原 直; 森本 巌*; Zheng, X.; 木代 純逸*; 高山 健*; 川崎 温*; 志甫 諒

信学技報, 99(498), p.63 - 66, 1999/12

フォーカスィングウイグラーの設計条件として、発振周波数9.4GHz、発振出力500MW以上、電子ビームエネルギー2MeVウイグラーピッチ数20以下の下に、3次元自由電子レーザー解析コードを用いて設計を行った。ウイグラー磁場による電子ビームの蛇行運動方向(x軸方向)の波数Rxを15.7[cm]とするフォーカスィングウイグラーの断面形状により、また100kWの高周波入力電力、16ピッチ数から20ピッチ目にかけてウイグラー磁場強度をBy=1.8kGからBy=0.6kGに線形的に減衰することにより、高周波変換効率35%、高周波出力700MWの解析結果が得られた。本講演では、さらに詳細なフォーカスィングウイグラーの設計について述べる。

共鳴非弾性X線散乱によるSrIrOの電子励起

石井 賢司; Jarrige, I.; 吉田 雅洋; 池内 和彦*; 水木 純一郎; 大橋 啓*; 高山 知弘*; 松野 丈夫*; 高木 英典*

no journal, , 

近年、遷移金属を含んだ化合物において、強いスピン軌道相互作用に由来した特異な電子状態に注目が集まっている。その典型物質であるイリジウム酸化物SrIrOは、スピン軌道相互作用と電子相関の効果によってギャップが開いたモット絶縁体であると考えられており、その電子状態をさまざまな分光法で検証することは重要である。われわれは、放射光X線を用いた電子励起の観測手法である共鳴非弾性X線散乱(Resonant Inelastic X-ray Scattering: RIXS)をこの系に適用し、Irの吸収端での実験を行った。から軌道への遷移に対応する吸収端の波長は約1であり、励起の運動量依存性が観測可能である。まずは、1eV程度の比較的低いエネルギー分解能で、モットギャップを越える励起の分散関係を調べることを目的とした測定を行った。遷移金属の吸収端を利用したRIXSの研究は、これまでにPt触媒に関する一報があるのみであり、本研究には分光学的な進展としての意義もある。

共鳴非弾性X線散乱によるイリジウム酸化物の磁気励起観測とその温度依存性

石井 賢司; Jarrige, I.*; 吉田 雅洋*; 水木 純一郎; 松本 章代*; 加藤 晃彦*; 高山 知弘*; 高木 英典*

no journal, , 

イリジウムなど5d遷移金属の酸化物は、これまで数多くの研究がなされた3d遷移金属酸化物と比べ、電子相関効果が弱い、強いスピン・軌道相互作用が強いなどの特徴を持っており、新たな電子物性研究の舞台として注目されている。5d遷移金属酸化物の中には磁気秩序を示すものも存在し、磁性の面でもこれらの特徴が現れると予想される。その研究手法として、10keV(波長1)程度にある5d遷移金属のL吸収端を利用した共鳴X線散乱は極めて有効である。近年の技術向上により、共鳴非弾性X線散乱(RIXS)による磁気励起も観測されるようになってきている。SPring-8のBL11XUでもそのための装置整備を行うことで実験が可能となった。本講演では、反強磁性イリジウム酸化物の典型物質であるSrIrO, SrIrOについて、IrのL吸収端を利用したRIXSの実験結果について報告する。