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論文

Microstructures and interface magnetic moments in Mn$$_{2}$$VAl/Fe layered films showing exchange bias

窪田 崇秀*; 嶋田 雄介*; 土屋 朋生*; 吉川 智己*; 伊藤 啓太*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; 今野 豊彦*; 木村 昭夫*; 高梨 弘毅*

Nanomaterials (Internet), 11(7), p.1723_1 - 1723_11, 2021/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:39.19(Chemistry, Multidisciplinary)

Heusler alloys exhibit various magnetic properties. In this study, a layered sample consisting of a Heusler alloy, Mn$$_{2}$$VAl and a ferromagnet, Fe, is selected as a material system exhibiting exchange bias. Although the fully ordered Mn$$_{2}$$VAl is known as a ferrimagnet, the Mn$$_{2}$$VAl/Fe layered structure exhibits exchange bias. The high-angle annular dark field STEM images demonstrated the formation of Mn$$_{2}$$VAl clusters with the L2$$_{1}$$ phase distributed only around the interface to the Fe layer in the sample. Furthermore, the antiferromagnetic coupling between the Mn- and Fe-moments were observed in element specific hysteresis loops measured using XMCD. The locally ordered L2$$_{1}$$ phase and antiferromagnetic Mn-moments in the Mn$$_{2}$$VAl layer are important for the exchange bias.

論文

Effects of high-pressure annealing on critical current density in 122 type iron pnictide wires

Pyon, S.*; 土屋 雄司*; 井上 啓*; 小泉 徳潔; 梶谷 秀樹; 為ヶ井 強*

Physica C, 504, p.69 - 72, 2014/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:16.52(Physics, Applied)

鉄系超伝導体は、高い上部臨界磁場と小さい異方性などの超伝導線材応用に関して有利な特性を有する。一方、超伝導粒同志の結合が弱い等の課題もある。そこで、600$$^{circ}$$C、4時間の熱間等方加圧(HIP)法を用いて、結晶粒の結合を改善した。これにより、臨界電流密度を約6倍に増大させることに成功した。

論文

Comparison of $$J$$c characteristics in PIT wires based on BaFe$$_{2}$$As$$_{2}$$ with different substitutions

為ヶ井 強*; Pyon, S.*; Ding, Q. P.*; 井上 啓*; 小林 啓紀*; 土屋 雄司*; Sun, Y.*; 梶谷 秀樹; 小泉 徳潔

Journal of Physics; Conference Series, 507(2), p.022041_1 - 022041_4, 2014/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:79.4

鉄系超伝導体において、化合物の臨界電流密度($$J$$c)への影響を調査した。この中で、(Ba,K)Fe$$_{2}$$As,P2及びBa(Fe,Co)$$_{2}$$As$$_{2}$$が、比較的高いJcを示すことが分かった。さらに、これらの線に、120MPa, 600$$^{circ}$$Cの等方圧加熱接合(HIP)処理を施すことで、さらに$$J$$cを向上でき、最大で32,000A/cm$$^{2}$$(4.2K)と、従来の$$J$$cに比べて一桁以上高いJcを得ることができた。

報告書

シビアアクシデント後の再臨界評価手法の高度化に関する研究(共同研究)

久語 輝彦; 石川 眞; 長家 康展; 横山 賢治; 深谷 裕司; 丸山 博見*; 石井 佳彦*; 藤村 幸治*; 近藤 貴夫*; 湊 博一*; et al.

JAEA-Research 2013-046, 53 Pages, 2014/03

JAEA-Research-2013-046.pdf:4.42MB

本報告書は、2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故の収束に貢献することを目的として、日本原子力研究開発機構と日立GEニュークリア・エナジーが、2011-2012年度の2年間にわたって共同で実施した研究の成果をまとめたものである。本研究ではまず、現状の福島第一原子力発電所において再臨界に到るシナリオを検討した。引き続いて、そのシナリオに応じた投入反応度及び反応度フィードバックメカニズムをモデル化して、シビアアクシデント後の原子力発電所における再臨界事象を評価できる手法を開発し、汎用炉心解析システムMARBLE上で稼働する臨界事故シミュレーションツールPORCASとして整備した。さらに、このPORCASを用いて、福島第一原子力発電所における代表的な再臨界シナリオの挙動解析を行い、この結果を用いて被ばく線量を評価することにより、公衆への影響の程度を概算した。

論文

Enhancement of critical current densities in (Ba,K)Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$ by 320 MeV Au irradiation in single crystals and by high-pressure sintering in powder-in-tube wires

Pyon, S.*; 田縁 俊光*; 大竹 史哲*; 土屋 雄司*; 井上 啓*; 秋山 弘樹*; 梶谷 秀樹; 小泉 徳潔; 岡安 悟; 為ヶ井 強*

Applied Physics Express, 6(12), p.123101_1 - 123101_4, 2013/12

 被引用回数:20 パーセンタイル:67(Physics, Applied)

単結晶(Ba,K)Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$試料に320MeV Auイオン照射を行い、臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$が5Kの自己磁場で1.0$$times$$10$$^{7}$$A/cm$$^{2}$$まで上昇することを確かめた。この物質の潜在能力の高さから(Ba,K)Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$超伝導線材をBi2223テープ材の工業生産で有用性が確立しているパウダーインチューブ法と高温静水圧法を組み合わせて作製した。この試料で臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$は4.2K自己磁場で37kA/cm$$^{2}$$、90kOeで3.0kA/cm$$^{2}$$に達した。磁気光学イメージ法でこの線材の粒間に大きな$$J$$$$_{rm c}$$が流れることを確認した。

論文

Evaluation of selected grades of beryllium metal as reflector materials for extended lifetime performance

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 竹本 紀之; 伊藤 正泰; 堀 順一*; Chekushina, L.*; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 河村 弘

Proceedings of 6th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-6) (Internet), 9 Pages, 2013/10

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。このJMTRでは、中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRの再稼働の一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討を行っている。長寿命化の検討において、ベリリウムの化学的,核的及び照射特性を把握することが、ベリリウムの材質選定に必要不可欠である。本研究は、3種類の異なった金属ベリリウム(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、未照射における水中での腐食特性などの特性データを取得するとともに、金属ベリリウムの断面積測定カザフスタン共和国のWWR-K炉を用いた照射試験を実施し、生成されるトリチウムやヘリウムの放出挙動評価を行った。本発表では、長寿命化を目指した中性子反射体材料の特性試験結果及び今後の試験計画について報告する。

論文

Basic study on surface chemical combination between beryllium metal and hydrogen isotope gas, 2

伊藤 正泰; 北岸 茂; 塙 善雄; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; 松山 政夫*; 長坂 琢也*; 菱沼 良光*

Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2011 - March 2012, P. 535, 2012/12

ベリリウムは、多くの材料試験炉において減速材や反射体として利用される一方、核融合炉では、プラズマ対向機器の保護壁や中性子増倍材として開発が進められている。このため、ベリリウムの純水やガス環境に対する相互作用(表面化学結合状態)や機械的性質,化学的性質などの特性を評価する必要がある。本研究では、純水下での長寿命化の検討のため3種類のベリリウム試料(S-200F, S-65H, I-220H)を作製し、腐食試験及び表面分析を実施した。その結果、それぞれのベリリウム試料において腐食試験による表面の変化が観察され、BeOの含有量や結晶粒径に影響していることがわかった。

論文

Development of beryllium material for reflector lifetime expansion

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 児玉 光雄*; 河村 弘

Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 9 Pages, 2012/10

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。このJMTRでは中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRは2012年に再稼働する予定であるが、その一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が行われている。長寿命化の検討において、ベリリウムの物理的及び機械的特性が材質選定に影響される。このため、3種類の異なった金属Be(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、未照射における引張強度などの特性データを取得するとともに、金属Beと水との相互作用の解明、照射試験計画及び新たに実施するJMTRでの照射試験準備、特性試験技術開発を行っている。本発表は、長寿命化を目指した中性子反射体材料の特性試験結果及び今後の試験計画について報告する。

論文

Effects of particle irradiations on vortex states in iron-based superconductors

為ヶ井 強*; 田縁 俊光*; 柳生田 英徳*; 土屋 雄司*; Mohan, S.*; 谷口 智隆*; 仲島 康行*; 岡安 悟; 笹瀬 雅人*; 北村 尚*; et al.

Superconductor Science and Technology, 25(8), p.084008_1 - 084008_14, 2012/08

 被引用回数:81 パーセンタイル:93.9(Physics, Applied)

様々な高エネルギー粒子を鉄系超伝導体に照射し、臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$と磁束ダイナミクスへの影響を系統的に調べた。十分なエネルギー付与のできる粒子線照射ならば、銅酸化物高温超伝導体の場合と同様に、$$J$$$$_{rm c}$$の増加や磁束ダイナミクスの抑制に効果があることがわかった。一般に、$$J$$$$_{rm c}$$の増大は銅酸化物に比べて遙かに高い照射量まで持続する。照射効果の詳細はイオン種やエネルギーに依存するが、同種のイオンやエネルギーでもその効果は対象となる鉄系超伝導体ごとに異なる。重イオン照射によって作られる欠陥の相関性は不可逆磁化の角度依存性によって確かめられた。

論文

Status of material development for lifetime expansion of beryllium reflector

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 児玉 光雄*; 河村 弘

JAEA-Conf 2011-003, p.93 - 97, 2012/03

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。このJMTRでは中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRは2011年に再稼働する予定であるが、その一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が行われている。長寿命化の検討において、ベリリウムの物理的及び機械的特性が材質選定に影響される。このため、3種類の異なった金属ベリリウム(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、材料の純度,焼結方法,引張強度などの特性データを取得するとともに、金属ベリリウムと水との相互作用の解明、新たに実施するJMTRでの照射試験準備、特性試験技術の開発を行っている。本発表は、長寿命化を目指した中性子反射体材料の特性試験結果について報告する。

論文

Basic study on surface chemical combination between beryllium metal and hydrogen isotope gas

土谷 邦彦; 北岸 茂; 伊藤 正泰; 塙 善雄; 波多野 雄治*; 松山 政夫*; 長坂 琢也*; 菱沼 良光*

Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2010 - March 2011, P. 545, 2011/11

核融合炉用固体増殖ブランケットでは、金属ベリリウム(Be)が中性子増倍材の第一候補であり、Be-水反応に対する検討が求められている。一方、材料試験炉(JMTR)には、中性子束を高めるために中性子反射体として金属ベリリウム枠が使用され、長寿命化の検討が行われている。本研究では、Be-水反応に対する相互作用(表面化学結合状態)を解明するために浸漬試験を行った。3種類の製造方法の異なった金属ベリリウム(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、浸漬試験後の金属ベリリウム表面はX線回折及びXPSにて結晶構造及び化学結合を分析した。その結果、3種類の金属ベリリウム表面にBe(OH)$$_{2}$$と考えられる白い反応物が生成していた。重量変化率の評価より、反応物の生成量はI-220Hが最も少なく、反応物の生成は製造方法やBeO含有量等に影響していることがわかった。

報告書

透過電子顕微鏡による金属ベリリウムの微細構造観察手法に関する検討

伊藤 正泰; 川又 一夫; 相沢 静男; 柴田 晃; 土谷 邦彦; 橘内 裕寿*; 児玉 光弘*

JAEA-Testing 2011-003, 22 Pages, 2011/06

JAEA-Testing-2011-003.pdf:9.16MB

材料試験炉JMTR(Japan Materials Testing Reactor)では、中性子反射体に金属ベリリウムを使用している。しかし、中性子照射下において機械的強度の低下及びスエリング(体積膨張)による曲がり等が発生するため定期的な交換が必要である。そこで、JMTRの稼働率向上及び放射性廃棄物低減の観点から長期使用が可能な材料を選定する必要がある。そのためには、金属ベリリウムの諸特性を詳細に評価することが重要である。本報告書は、金属ベリリウムの評価方法として検討されている透過電子顕微鏡における試料の作製方法の検討及び観察結果についてまとめたものである。

論文

金属ベリリウムの表面化学結合状態の解明

土谷 邦彦; 塙 善雄; 北岸 茂; 伊藤 正泰; 波多野 雄治*; 松山 政夫*

平成21年度富山大学共同利用・共同研究成果報告書, p.9 - 10, 2010/12

原子力機構のJMTRには、中性子反射体として金属ベリリウム(Be)枠が使用されている。金属Beは、中性子との核反応によりヘリウム(He)及びトリチチム(T)が生成するため、機械的強度の変化,スエリング(体積膨張)による曲りなどが起こり、Be枠は約5年ごとに交換されている。このため、JMTRの稼働率向上及び放射性廃棄物の低減の観点から、Be枠の長期使用を検討することが必要不可欠である。本報告書は、長寿命化のための材料選定に必要な金属Beの構造的特性及び水素同位体の表面化学結合状態を解明するための予備検討結果について記載したものである。

論文

Effects of heavy-ion irradiation on the vortex state in Ba(Fe$$_{1-x}$$Co$$_{x}$$)$$_{2}$$As$$_{2}$$

為ヶ井 強*; 土屋 雄司*; 田縁 俊光*; 仲島 康行*; 岡安 悟; 笹瀬 雅人*

Physica C, 470(Suppl.1), p.S360 - S362, 2010/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:6.88(Physics, Applied)

単結晶Ba(Fe$$_{1-x}$$Co$$_{x}$$)$$_{2}$$As$$_{2}$$への重イオン照射効果を報告する。透過顕微鏡観察で円柱状欠陥が照射量の40%程度形成されることが確かめられた。磁気光学映像法およびバルク磁化測定から照射領域での臨界電流密度の大幅な増大が確認された。磁束クリープ緩和率は円柱状欠陥の導入で大きく制限される。Ba(Fe$$_{1-x}$$Co$$_{x}$$)$$_{2}$$As$$_{2}$$への重イオン照射効果を銅酸化物超伝導体と比較する。

報告書

JMTRにおける照射設備の解体技術

小沼 勇一; 岡田 祐次; 塙 博; 土谷 邦彦; 菅野 勝

JAEA-Review 2010-047, 27 Pages, 2010/11

JAEA-Review-2010-047.pdf:3.0MB

大洗研究開発センターのJMTR(Japan Materials Testing Reactor: 材料試験炉)は、平成23年の再稼働に向けて改修している。照射設備の整備の一環として、新しい照射設備を設置するため、キュービクル内に設置されていた既設照射設備の解体撤去のための技術開発を行っている。これまで開発した手法を用いて、JMTRの地下1階キュービクル内に設置されたOWL-1(Oarai Water Loop No.1), OWL-2(Oarai Water Loop No.2)及びIASCC(Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking)照射設備の解体を行い、汚染した照射試験設備の解体・撤去技術を確立した。

論文

Critical current densities and flux creep rate in Co-doped BaFe$$_{2}$$As$$_{2}$$ with columnar defects introduced by heavy-Ion irradiation

仲島 康行*; 土屋 雄司*; 田縁 俊光*; 柳生田 英徳*; 為ヶ井 強*; 岡安 悟; 笹瀬 雅人*; 北村 尚*; 村上 健*

Physica C, 470(20), p.1103 - 1105, 2010/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:18.14(Physics, Applied)

異なる重イオン照射によってCoドープBaFe$$_{2}$$As$$_{2}$$単結晶に導入される円柱状欠陥の形成について報告する。200MeV Auイオン照射で円柱状欠陥が照射量の約40%形成されることを透過顕微鏡観察で確認した。磁気光学映像法およびバルク磁化測定から、臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$は200MeV Auイオン照射と800MeV Xeイオン照射では増大するが200MeV Niイオン照射では変化しないことが明らかになった。また円柱状欠陥導入によって磁束クリープ速度が大きく抑制されることがわかった。これらの結果を銅酸化物超伝導体と比較した。

論文

Critical current densities and vortex dynamics in Ba(Fe$$_{1-x}$$Co$$_{x}$$)$$_{2}$$As$$_{2}$$ single crystals

為ヶ井 強*; 田縁 俊光*; 土屋 雄司*; 仲島 康行*; 岡安 悟; 笹瀬 雅人*

Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 23(5), p.605 - 608, 2010/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Physics, Applied)

高品質の単結晶Ba(Fe$$_{1-x}$$Co$$_{x}$$)$$_{2}$$As$$_{2}$$の超伝導特性を幅広いキャリアドープ範囲に渡って調べた。適正ドープ単結晶(Tc$$sim$$24K)の臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$は5テスラ10K以下で10$$^{5}$$A/cm$$^{2}$$を超える値を示し、フィッシュテール効果が現れた。結晶中には多くの不純物を含んでいるにもかかわらず、結晶中を均一の超伝導電流が流れていることが磁気光学イメージ法で明らかになった。重イオン照射試料では円柱状欠陥による$$J$$$$_{rm c}$$の増大を示し、低温では未照射試料の5倍にも達し、ゼロ磁場2Kで6$$times$$10$$^{6}$$A/cm$$^{2}$$の値を示した。重イオン照射試料ではJcの増大に伴って磁束クリープ緩和率が減少した。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

Does Gd@C$$_{82}$$ have an anomalous endohedral structure? Synthesis and single crystal X-ray structure of the carbene adduct

赤阪 健*; 河野 孝佳*; 竹松 裕司*; 二川 秀史*; 仲程 司*; 若原 孝次*; 石塚 みどり*; 土屋 敬広*; 前田 優*; Liu, M. T. H.*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 130(39), p.12840 - 12841, 2008/10

 被引用回数:72 パーセンタイル:84.24(Chemistry, Multidisciplinary)

Gd@C$$_{82}$$のcarbene付加体(Gd@C$$_{82}$$(ad), Ad=adamantylidene)の単結晶を用いたX線結晶構造解析について報告する。Gd@C$$_{82}$$(ad)におけるGd原子は、C2v-C$$_{82}$$フラーレンケージの中心から六員環方向に接近した場所に位置しており、この位置はM@C$$_{82}$$(M=Sc and La)やLa@C$$_{82}$$(Ad)で確認されている金属原子の位置とほぼ等しいことがわかった。理論計算の結果からも、X線結晶構造解析の結果を支持する結果が得られた。

論文

Recent results on beryllium and beryllides in Japan

三島 良直*; 吉田 直亮*; 河村 弘; 石田 清仁*; 波多野 雄治*; 柴山 環樹*; 宗像 健三*; 佐藤 芳幸*; 内田 宗範*; 土谷 邦彦; et al.

Journal of Nuclear Materials, 367-370(2), p.1382 - 1386, 2007/08

 被引用回数:25 パーセンタイル:84.96(Materials Science, Multidisciplinary)

高い発電効率を目指した核融合原型炉ブランケットに必要な「高温・高照射量に耐えうる先進機能材料であるベリリウム金属間化合物の開発」を全日本規模の産学官連携で実施し、平成16$$sim$$17年度に得られた新たな結果と今後の研究開発計画についてまとめた。その結果、Be-Ti合金は既存の中性子増倍材料であるベリリウム金属と比較して、構造材料(F82H)等との両立性が良いこと、トリチウムインベントリーが小さいことなどの優れた特性を有することを明らかにした。

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