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北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：259 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
近藤 恭弘; 浅野 博之*; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 石山 達也; 伊藤 崇; 川根 祐輔; 菊澤 信宏; 明午 伸一郎; 三浦 昭彦; et al.
Proceedings of 28th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2016) (Internet), p.298 - 300, 2017/05
J-PARC加速器の要素技術開発に必要な3MeV H
リニアックを構築した。イオン源にはJ-PARCリニアックと同じものを用い、RFQは、J-PARCリニアックで2014年まで使用したものを再利用している。設置作業の後、2016年6月からRFQのコンディショニングを開始した。このRFQは様々な問題を克服し、なんとか安定運転に達していたが、2年間運転できなかったので再度コンディショニングが必要であった。現状定格のデューティーファクタでは運転できてはいないが、短パルスならばビーム運転可能となっている。この論文では、この3MeV加速器のコミッショニングと最初の応用例であるレーザー荷電変換試験の現状について述べる。
平野 耕一郎; 浅野 博之; 石山 達也; 伊藤 崇; 大越 清紀; 小栗 英知; 近藤 恭弘; 川根 祐輔; 菊澤 信宏; 佐藤 福克; et al.
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.310 - 313, 2016/11
単位面積当たりの熱負荷を減らすため、67のビーム入射角を有するビームスクレーパをJ-PARCリニアックのRFQとDTLの間のMEBTで使用している。67ビームスクレーパは粒子数1.47E22個のHビームによって照射された。レーザ顕微鏡を用いてスクレーパのビーム照射による損傷部を観察すると、高さ数百
mの突起物が無数にあった。ビームスクレーパの耐電力を調べるため、3MeVリニアックを新たに構築した。2016年末にスクレーパ照射試験を実施する予定である。今回は、J-PARCリニアックのビームスクレーパの現状、及び、ビームスクレーパの照射試験に用いる3MeVリニアックについて報告する。
竹井 敏*; 大島 明博*; 大山 智子; 伊藤 健太*; Sugahara, Kigen*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 清一*; 花畑 誠*
Japanese Journal of Applied Physics, 53(11), p.116505_1 - 116505_7, 2014/11
被引用回数：10 パーセンタイル：41.38(Physics, Applied)電子線(EB)及び極短紫外(EUV)リソグラフィ用レジストとしての直鎖状天然多糖類の応用を検討した。天然多糖類はウェハ上へのスピンコートや現像過程に水を使うことができるため、有機溶媒を必要とせず、環境にやさしい次世代のデバイス製造に利用可能である。開発したレジストは重量平均分子量83,000、70mol%のヒドロキシ基を有する。200mmウェハへのスピンコートが可能であり、100-400nmのピラーパターン描画時の電子線への感度が10C/cm
と高く、シリコン系中間層を用いた場合CF
プラズマエッチング時の十分な選択比を持つことを確認した。また、これらの実験結果から、EUV領域へも高い感度を有することが予測された。
竹井 敏*; 大島 明博*; 市川 拓実*; 関口 敦士*; 柏倉 美紀*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 大山 智子; 伊都 将司*; 宮坂 博*
Microelectronic Engineering, 122, p.70 - 76, 2014/06
被引用回数：24 パーセンタイル：76.82(Engineering, Electrical & Electronic)環境に配慮した電子線リソグラフィ技術を確立するため、バイオマス由来の糖レジストを開発した。石油由来ではなく、また、アルカリ水溶液や有機溶媒を用いて現像する既存のレジストと違い、水で現像できることが大きな特徴である。75keVの電子線描画装置を用いて加工特性を評価したところ、50-200nmのライン加工に要する照射線量は約7C/cm
と低く、化学増幅型レジストと比較しても非常に高い感度を示すことが分かった。開発した糖レジストは23Cの室温環境で純水に60秒浸漬することで現像でき、ドライエッチング耐性(CF
ガス)も十分にあることが確認された。
FeBO
single crystal三井 隆也; 瀬戸 誠; 菊田 惺志*; 平尾 直久*; 大石 康生*; 武居 文彦*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 東谷口 聡*; 増田 亮*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(2), p.821 - 825, 2007/02
被引用回数：33 パーセンタイル：74.29(Physics, Applied)Feを富化した反強磁性体FeBO単結晶のネール温度近傍における純核ブラッグ反射を利用して、SPring-8の日本原子力研究開発機構の専用ビームラインBL11XUにおいて、neVオーダーのエネルギー分解能を持つ超単色のシングルラインX線を12000cpsの世界最高の強度で発生することに成功した。本実験では、得られた超単色X線のビーム特性と放射光メスバウアースペクトル測定におけるパフォーマンスが調べられた。放射光の微小ビームを利用した典型例として、ダイアモンドアンビルセル内の超高圧下における鉄多結晶の圧力誘起磁気転移も観測された。
中村 幸治; 筒井 広明*; 武井 奈帆子*; 坂本 宜照; 藤田 隆明; 杉原 正芳; 小関 隆久; 飛田 健次; 小西 哲之; 飯尾 俊二*; et al.
Europhysics Conference Abstracts, 27A, 4 Pages, 2003/00
先進運転シナリオの有力なトカマク配位である負磁気シア・プラズマの放電立上げと長時間維持のための制御モデルを構築する観点から、TSCコードに内部輸送障壁(ITB)で発生する自発電流モデルを組み込み、そのシミュレーション機能を拡張した。ITBの強さと幅はプラズマ圧力分布の関数形をあらかじめ指定し、ITB脚の位置を、常にモニターした磁気シア反転の規格化半径(
)に応じて連動させた。まず、高い割合の自発電流で駆動されたJT-60U負磁気シア・プラズマについて、その典型的な電流立上げ実験の様子をほぼ完全な実配位のシミュレーションによって再現し、ITBと自発電流の数値モデルの妥当性を検証した。高ベータ化を図るうえで、ITB規格化半径を可能な限り拡大(
0.5)させることが求められるが、負磁気シア・プラズマでは、誘導電流がプラズマ中心部へ浸透したり非誘導的な自発電流や外部駆動電流の分布に応じて電流分布が大きく変化する。このため、ITBの領域拡大に関する外部制御の方法を調べた。また、将来の核融合炉では超電導コイルの交流損失を低減する技術的な制約があるため、現在JT-60Uで行われている
0.6MA/s程度の電流立上げ速度をできる限り遅くしつつ(0.2MA/s),低領域に導くMHD的にも安定なプラズマ立上げシナリオを探った。さらに、シミュレーションによる電流や電場の詳細分布を示し、ITBの構造や磁気シア反転位置などの条件によってはプラズマ電流立上げの際、電流ホールが形成されることを示した。
江本 隆; 加藤 裕子*; 平野 耕一郎; 石川 雄大*; 武井 早憲; 野村 昌弘; 谷 賢
PNC TN9410 98-060, 45 Pages, 1998/06
動燃事業団では、核種分離・消滅処理研究の一環として、大電流電子加速器を用いて高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成物を消滅する可能性を研究している。将来の消滅処理システムで必要となる加速器の大電流化技術を開発することを目的として、当面の目標をエネルギー10MeV、最大電流100mA、パルス幅4ms、繰り返し50Hzに設定し大電流電子線形加速器の開発を推進している。本計測・制御装置は加速器全体の制御および大電流化により生じる問題に対して試験・運転を支援するものである。本装置の特徴は加速器の状態を分散配置した計算機で同時に把握できるように、通常用いられているEthernetの他に、専用の高速ネットワーク(SCRAM Net;15MB/s)とデータ処理専用の計算機(DSP)を用いて高速のデータ集録系としたこと、データの集録・制御の変更に対して柔軟にハードウェア・ソフトウェアの変更・保守が行えるようにデータの入出力を扱うハードウェアは他の加速器施設で採用されている標準規格モジュールを採用し、制御・測定のMMI(Man Machine Interface)部分は他の加速器施設に先駆け全面的にソフトウェアによるものとしたことである。制御画面等はGUI(Graphical User Interface)を採用し、その開発環境はオブジェクト指向プログラミングを用いて開発時間の短縮、保守性の向上を計り、視覚プログラミングを用いて容易な開発環境を整備した。
江本 隆; 王 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 武井 早憲; 平野 耕一郎; 山崎 良雄; 大村 明子; 谷本 育律*; 谷 賢
PNC TN9410 98-010, 51 Pages, 1997/12
動力炉・核燃料開発事業団では、核種分離・消滅処理研究の一環として、大電流電子加速器を用いて高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成物を消滅する可能性を研究している。電子加速器を用いて発生させた
線による消滅処理は、廃棄物の二次的な放射化が少ないこと、広範な加速器技術を利用できることという利点がある。以上のことを念頭に置いて、将来の消滅処理システムで必要となる加速器の大電流化技術を開発することを目的として、当面の目標をエネルギー10MeV、最大電流100mA、パルス幅4ms、繰り返し50Hzに設定し大電流電子線形加速器の開発を推進している。大電流電子線形加速器の前段部分となる、入射部の試験では、進行波加速管にビーム電流100mAのビーム負荷を加えることができた。またパルス幅が3msという長い電子ビームを安定に加速することに成功した。平成9年3月に、残りの設備を設置し、各設備の調整を経て平成9年度末から全加速器の運転試験を実施する予定である。
中村 幸治; 飛田 健次; 武井 奈帆子; 高瀬 雄一*; 福山 淳*; 西尾 敏; 佐藤 正泰; Jardin, S. C.*
no journal, ,
VECTORなどの中心ソレノイドが無い低アスペクト比コンパクト炉は、プラズマ電流分布を制御・維持する非誘導的な電流駆動技術を必要とする。このため、輸送改善モデルを組み込んだ磁気流体TSCコードを用いて、現実的な加熱パワーと許容し得るGreenwald密度やベータ限界の諸条件を満たしながら、中心ソレノイド(CS)を用いないで電流を立ち上げる自己無撞着な数値シミュレーションを行った。このプラズマ電流立ち上げ研究に対して、本論文では、中心ソレノイド無し先進炉に欠くことができないもう一つの安定運転シナリオ、すなわち、ディスラプションの無い、非誘導的なプラズマ電流立ち下げ技術の可能性を論じる。10MA完全非誘導の定常高ベータ,負磁気シア・プラズマに与えていた75MWのNB加熱と3.5MAの外部駆動電流を瞬時に取り除く操作によって、電流立ち下げ過程をモデル化した。これらNB加熱と外部駆動電流を取り除くことによって、内部輸送障壁近傍に局在する自発電流や誘導的な「リターン電流」の分布構造が変動する様子をPFコイル系の過渡応答を含めて総合的に調べた。また、ディスラプション回避の制御性、負から正への磁気シア遷移の安定性、さらに、非接触ダイバータ配位を立ち下げ全域に渡り長時間維持する制御方法を議論した。また、プラズマ位置や形状を制御する際発生する微弱の誘導電流を評価し、これが立ち下げ運転に与える効果を明らかにした。地震等による緊急停止要請に対する即応性の観点から、超伝導コイル制御の技術的な制限条件を考慮しながら許容し得る電流立ち下げ速度を評価した。
線による校正と加速エネルギー250keV, 100keV電子線の吸収線量計測への適用武井 太郎*; 石川 公俊*; 清藤 一; 花屋 博秋; 春山 保幸; 金子 広久; 小嶋 拓治
no journal, ,
電子線の線量測定に広く用いられているラジアクロミック線量計(FWT-60)の特性評価を行った。線及び2MeV電子線照射で得られた結果からFWTの線量換算式を作成し、それを250keV, 100keVの電子線照射で得られた結果に適用した。これから線よりも2MeV電子線で得られた線量換算式の方が250keV, 100keVの設定線量との整合性が良い傾向にあった。これより、低エネルギー電子線についての校正結果はエネルギーが違っても電子線に基づく方が良いことがわかった。
前川 藤夫; 佐々 敏信; 武井 早憲; 斎藤 滋; 大林 寛生; 山口 和司; Wan, T.; 辻本 和文; 西原 健司; 菅原 隆徳; et al.
no journal, ,
J-PARCの実験施設の1つとして、核変換実験施設(TEF)の建設を計画している。TEFはADSターゲット試験施設(TEF-T)と核変換物理実験施設(TEF-P)の2つの施設で構成されている。TEF-Tには400MeV、250kWの陽子ビームを照射する鉛ビスマス核破砕ターゲットが備えられ、この中で陽子ビーム窓候補材の照射が予定されている。TEF-Pには、臨界/未臨界集合体が備えられ、低出力(10W)陽子ビームにより加速器駆動システムの物理的・動的特性の研究が行われる。集合体には、ウラン、プルトニウムおよびマイナーアクチノイド燃料の装荷が計画されている。J-PARC TEF建設に向けた研究開発における最近の進捗について述べる。
Wan, T.; 粉川 広行; 岩元 大樹; 武井 早憲; 大林 寛生; 佐々 敏信; 直江 崇; 二川 正敏
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、鉛ビスマス共晶合金(LBE)をターゲット材/冷却材として使用する加速器駆動核変換システム(ADS)を提案している。このADSシステムの設計に関して、基礎的な工学的な課題を解決するために、大強度陽子加速器施設(J-PARC)にADSターゲット試験施設(TEF-T)を含む核変換実験施設(TEF)の建設を検討している。TEF-Tの鉛ビスマス核破砕ターゲットにはパルス状陽子ビームが入射するので、ターゲット容器は核破砕反応の発熱による熱応力などの静的な応力を受ける。さらに、パルス状の陽子ビームによる急激な温度上昇によりLBE中に圧力波が生じるため、ターゲット容器の構造健全性に与える影響を評価しなければならない。本研究では熱流動などの動的解析を行い、ターゲット容器の構造健全性に与える圧力波の影響を評価したので、その結果について発表する。
Takir, D.*; 北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; et al.
no journal, ,
宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機・サンプルリターンミッション「はやぶさ2」は、地球近傍小惑星Ryuguに到着した。この小惑星は、原始的な炭素質天体に分類される。ここでは、「はやぶさ2」探査機に搭載された近赤外線分光器(NIRS3)の最近の観測結果を報告する。この観測は、リュウグウの表面組成の直接測定と、リターンサンプルのコンテクストを提供する。NIRS3は、観測された表面全体に2.72マイクロメートルを中心とする弱く狭い吸収特性を検出した。この吸収特性は、OHを含む鉱物の存在に起因する。また、NIRS3の観測により、リュウグウは探査機による近接観測で最も暗い天体であることが明らかになった。OHの強度と低いアルベドから、熱衝撃変成された、あるいは炭素に富む宇宙風化した始原的な水和炭素質コンドライトと一致する。
