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小菅 淳; 安東 航太*; 山本 恵輔*; 中嶋 隆*
Optics & Laser Technology, 201, p.115269_1 - 115269_6, 2026/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Optics)During laser decontamination of metal surfaces an in-situ technique to probe the dynamics of fragments far from the target is highly desired to efficiently collect them. Along this line we develop an optical technique to measure the velocity of fragments produced by high-repetition-rate nanosecond laser ablation of a metal target. By performing the laser scattering measurements at the oblique angle for the fragments at about 20-120 mm height above the stainless steel target (SUS304) during laser ablation with different pulse durations (15-200 ns) at the repetition rate of 200 kHz, we find that the fragments are classified into two velocity groups. The velocity of fast fragments is in the range of 0.1-0.7 m/s, depending on the height and pulse duration, while that for the cloud-like slow fragments is always about 0.05-0.1 m/s at any height for any pulse duration. Our results elucidate the long-term dynamics of ablated fragments during laser decontamination with a high-repetition-rate laser system.
山本 啓介; 中川 拓哉; 下条 裕人; 木島 惇; 三浦 大矢; 小野瀬 芳彦*; 難波 浩司*; 内田 広明*; 坂本 和彦*; 小野 千佳*; et al.
JAEA-Technology 2024-019, 211 Pages, 2025/02
JAEA-Technology-2024-019.pdf:35.35MB
日本原子力研究開発機構(以下、「JAEA」という。)核燃料サイクル工学研究所旧ウラン濃縮施設は、遠心分離法によるウラン濃縮技術を確立させるための技術開発を本格的に行う目的で建設された施設であり、単機遠心分離機の開発、遠心機材料の開発及び遠心機によるウラン濃縮処理を主に実施したG棟及びG棟に付属するH棟、遠心分離機の小規模カスケード試験を行っていたJ棟、遠心分離機の寿命試験を行っていたL棟、その他ウラン貯蔵施設、廃棄物保管施設、廃水処理施設など複数の施設で構成されていた。これらの施設におけるウラン濃縮技術開発は、開発技術の日本原燃(株)のウラン濃縮工場及びウラン濃縮技術開発センターへの技術移転が完了し、JAEAにおける技術開発の当初の目的が達成されたため、平成13年に終了した。廃水処理室は、昭和51年に建設され、旧ウラン濃縮施設で発生した放射性廃水の処理を行ってきたが、平成20年度に廃水処理室以外の施設に廃水処理設備が整備されて以降は、施設のバックアップ的な位置づけとして維持管理されてきた。さらに、昨今においては、他の施設における廃水処理の実績等からバックアップとしての必要性が無くなり、施設も建設後約48年が経過し、老朽化も進んでいたことから、施設中長期計画に基づき同施設を廃止措置することになり、令和3年11月から令和5年8月に内装設備の解体撤去を行った。本報告は令和5年9月から令和6年3月に行った管理区域解除のための放射線測定に係る実積と関連する知見をまとめたものである。
C and 500C高木 穂乃香*; 薮塚 武史*; 林田 洋寿*; Song, F.; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 山本 典央*; 中島 稔*; et al.
Solid State Ionics, 417, p.116716_1 - 116716_7, 2024/12
被引用回数：3 パーセンタイル：26.47(Chemistry, Physical)Tracer diffusion coefficients of lithium-ions in the sintered samples of Li
Al
Ge(PO
)
(LAGP) have been measured through the neutron radiography (NR) technique in the wide temperature range from 25C to 500C. The diffusion data above and below 300C were collected using pulsed and reactor-generated neutrons, respectively, which coincide with each other at 300C exhibiting a single curve in the Arrhenius plot. The room-temperature diffusion coefficient and the activation energy below 300C are obtained as 1.47
10
cm
s
and 0.37 eV, respectively. The activation energy of the conductivity diffusion coefficient almost agrees with the tracer one, and the deduced Haven ratio of 0.40 is consistent with the concerted migration model of the lithium-ions.
宮崎 司*; 宮田 登*; 有馬 寛*; 下北 啓輔*; 山本 勝宏*; 竹中 幹人*; 中西 洋平*; 柴田 基樹*; 青木 裕之; 山田 悟史*; et al.
Colloids and Surfaces A; Physicochemical and Engineering Aspects, 701, p.134928_1 - 134928_8, 2024/11
被引用回数：1 パーセンタイル：5.16(Chemistry, Physical)Isotactic polypropylene (PP) thin films deposited on Si substrates were subjected to neutron reflectivity (NR) measurements under various humidity conditions to evaluate the isothermal adsorption of water accumulated between the PP layer and Si substrate, with focus on the temperature-dependence of the adsorption isotherm. The adsorption of accumulated water followed a single type II isotherm according to the Brunauer-Emmett-Teller (BET) classification, regardless of temperature. This can be attributed to the weak interactions between the PP layer and Si substrate, and between the PP layer and water molecules. Hydrophobic PP does not significantly interact with water molecules and the hydrophilic Si surface. Therefore, the interfacial water molecules are simply adsorbed on the native oxide layer on Si via simple interaction between the water molecules and the silicon oxide surface without being affected by the PP layer. Consequently, the adsorption isotherm of the accumulated water follows the single type II adsorption isotherm regardless of temperature, similar to the adsorption isotherm of water simply adsorbed on exposed silica surfaces. These weak interactions of the PP layer with the Si surface and water molecules also lead to fast diffusion kinetics for the accumulated water along the interface.
revealed by inelastic X-ray and neutron scattering木村 耕治*; 筒井 智嗣*; 山本 裕太*; 中埜 彰俊*; 川村 啓介*; 梶本 亮一; 蒲沢 和也*; Martin, A.*; Webber, K. G.*; 柿本 健一*; et al.
Physical Review B, 110(13), p.134314_1 - 134314_10, 2024/10
被引用回数：4 パーセンタイル：33.64(Materials Science, Multidisciplinary)We performed inelastic X-ray and neutron scattering (IXS and INS) experiments for (Ba,Ca)TiO single crystals to elucidate the effect of Ca doing on the atomic dynamics. Dispersion relations of transverse phonons in BaTiO, (Ba
Ca
)TiO, and (Ba
Ca
)TiO were determined. The 
-site-O vibrational mode as well as the acoustic mode were observed both by IXS and INS, whereas the Ti-O soft mode was detected only by INS. It was found that the -site-O vibration exhibits significant softening with increasing Ca concentration, while the Ti-O soft mode is almost unaffected by the Ca doping. This finding is discussed in comparison with the polarization hysteresis loops and piezoelectric coefficients of (Ba,Ca)TiO. It is indicated that the softening of the -site-O vibration contributes to the enhancement of the piezoelectricity of Ca-doped BaTiO-based materials.
下北 啓輔*; 山本 勝宏*; 宮田 登*; 柴田 基樹*; 中西 洋平*; 荒川 勝利*; 竹中 幹人*; 木田 拓充*; 徳満 勝久*; 田中 亮*; et al.
Langmuir, 40(30), p.15758 - 15766, 2024/07
被引用回数：5 パーセンタイル：44.42(Chemistry, Multidisciplinary)To investigate the structure of the interface between polyethylene films and substrates, the neutron reflectivity (NR) of deuterated polyethylene (dPE) thin films deposited on Si substrates was measured, demonstrating water accumulation at the interface, even under ambient conditions. After leaching the thermally annealed dPE films in hot p-xylene, NR measurements were conducted on the layers remaining on the substrate, clearly revealing that the adsorption layer of dPE grew during annealing and consisted of two layers, an inner adsorption layer and an outer adsorption layer, as previously proposed for amorphous polymers. The inner adsorption layer was approximately 3.7 nm thick with a density comparable to that of the bulk. The outer adsorption layer was several nanometers thick and appeared to grow insufficiently on top of the inner adsorption layer under the annealing conditions examined in this study. This study clarifying the growth of the adsorption layer of polyethylene at the interface with an inorganic substrate is useful for improving the performance of polymer/inorganic filler nanocomposites due to the wide utility of crystalline polyolefins as polymer matrix materials in nanocomposites.
雨倉 宏*; Chettah, A.*; 鳴海 一雅*; 千葉 敦也*; 平野 貴美*; 山田 圭介*; 山本 春也*; Leino, A. A.*; Djurabekova, F.*; Nordlund, K.*; et al.
Nature Communications (Internet), 15, p.1786_1 - 1786_10, 2024/02
被引用回数：10 パーセンタイル：68.36(Multidisciplinary Sciences)高い電子的阻止能領域の照射条件で高エネルギー重イオンを固体に照射すると、イオンの飛跡に沿って潜在イオントラックと呼ばれる柱状の損傷領域が形成される。イオントラックは、多くの物質中で形成されていることが知られているが、ダイヤモンドにおいて観察された例は皆無であった。高エネルギー(GeV)のウランイオンにおいてさえ、観察された例はない。本研究では、2-9MeV C
フラーレンイオンを照射したダイヤモンドにおいて、初めてイオントラックが観察された。高分解能電子顕微鏡による観察により、イオントラックの内部がアモルファス化していることが示唆され、さらに、電子エネルギー損失分光法による分析によって、グラファイト由来の
-結合の信号が検知された。分子動力学法に基づく計算シミュレーションで、上記の実験結果を再現することに成功した。
下北 啓輔*; 山本 勝宏*; 宮田 登*; 中西 洋平*; 柴田 基樹*; 竹中 幹人*; 山田 悟史*; 瀬戸 秀紀*; 青木 裕之; 宮崎 司*
Soft Matter, 19(11), p.2082 - 2089, 2023/03
被引用回数：6 パーセンタイル：58.16(Chemistry, Physical)In the case of poly(methyl methacrylate) (PMMA) thin films on a Si substrate, thermal annealing induces the formation of a layer of PMMA chains tightly adsorbed near the substrate interface, and the strongly adsorbed PMMA remains on the substrate, even after washing with toluene (hereinafter called adsorbed sample). Neutron reflectometry revealed that the concerned structure consists of three layers: an inner layer (tightly bound on the substrate), a middle layer (bulk-like), and an outer layer (surface) in the adsorbed sample. When an adsorbed sample was exposed to toluene vapor, it became clear that, between the solid adsorption layer (which does not swell) and bulk-like swollen layer, there was a "buffer layer" that could sorb more toluene molecules than the bulk-like layer. This buffer layer was found not only in the adsorbed sample but also in the standard spin-cast PMMA thin films on the substrate. When the polymer chains were firmly adsorbed and immobilized on the Si substrate, the freedom of the possible structure right next to the tightly bound layer was reduced, which restricted the relaxation of the conformation of the polymer chain strongly. The "buffer layer" was manifested by the sorption of toluene with different scattering length density contrasts.
下北 啓輔*; 山本 勝宏*; 宮田 登*; 有馬 寛*; 中西 洋平*; 竹中 幹人*; 柴田 基樹*; 山田 悟史*; 瀬戸 秀紀*; 青木 裕之; et al.
Langmuir, 38(41), p.12457 - 12465, 2022/10
被引用回数：3 パーセンタイル：13.74(Chemistry, Multidisciplinary)We measured the neutron reflectivity (NR) of isotactic polypropylene (PP) thin films deposited on Si substrates modified by hexamethyldisilazane (HMDS) at the saturated vapor pressure of deuterated water at 25C and 60C/85% RH to investigate the effect of HMDS on the interfacial water accumulation in PP-based polymer/inorganic filler nanocomposites and metal/resin bonding materials. We found that the amount of water accumulated at the PP/Si interface decreased with increasing immersion time of the Si substrate in a solution of HMDS in hexane prior to PP film deposition. During the immersion of the Si substrate, the HMDS molecules were deposited on the Si substrate as a monolayer without aggregation. Furthermore, the coverage of the HMDS monolayer on the Si substrate increased with increasing immersion time. At 60C and 85% RH, only a slight amount of interfacial water was detected after HMDS treatment for 1200 min. As a result, the maximum concentration of interfacial water was reduced to 0.1 from 0.3, where the latter corresponds to the PP film deposited on the untreated substrate.
小林 大輔; 山本 昌彦; 西田 直樹; 三好 竜太; 根本 良*; 林 宏幸*; 加藤 圭将; 西野 紗樹; 久野 剛彦; 北尾 貴彦; et al.
日本保全学会第18回学術講演会要旨集, p.237 - 240, 2022/07
東海再処理施設のグローブボックスに取付けられているグローブは、一律に使用期限を定めて定期的に交換している。ゴム製品であるグローブは、使用環境(使用頻度,化学薬品,放射線等)により、劣化度合いが異なることが外観上からも推察される。本件では、様々な使用環境下で定期交換したグローブの物性値(引張強さ,伸び率,硬さ)を測定し、新品グローブの物性値との比較により、劣化の程度並びに使用可能年数を推定した。その結果、外観に異常の無いグローブは、新品グローブの受入基準値以上の物性値であることが分かった。また、外挿した物性値からはこれまで報告されたグローブ損傷時の物性値よりも十分に大きいことから、外観に異常が無く定期的に交換するグローブの物性に劣化は見られず、グローブの使用可能年数は8年と推測された。
大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.
Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07
ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。
田中 裕久*; 正木 清香*; 青谷 拓朗*; 稲川 康平*; 岩田 宗悟*; 相田 樹哉*; 山本 忠亮*; 喜多 知輝*; 大野 瞳*; 竹中 啓恭*; et al.
SAE Technical Paper 2022-01-0534 (Internet), 10 Pages, 2022/03
The catalyst called a Passive Autocatalytic Recombiner (PAR) is required to have robustness that can maintain its activity for more than 30 years in an environment where temperature, humidity, gas concentration, etc. cannot be controlled. Here, it is expected that "An Intelligent Catalyst" for automotive emissions control exhibits excellent performance even in such a harsh environment. The intelligent catalyst is the nanostructure designed perovskite catalyst that has the rejuvenating function instead of preventing aging. The authors emphasize that the technology developed as a catalyst for automobiles is expected to be useful not only in other industries but also as a relief technology from the national crisis.
山本 誠一*; 長尾 悠人*; 栗田 圭輔; 山口 充孝*; 河地 有木*
Journal of Instrumentation (Internet), 16(1), p.P01007_1 - P01007_9, 2021/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)最近、チェレンコフ光の閾値以下のエネルギーを持つ粒子を照射した際の水の発光が、様々な種類の放射線で発見された。しかしながら、チェレンコフ光の強度とチェレンコフ閾値以下のエネルギーを持つ放射線を照射した際の水の発光強度との関係はよく分かっていない。この点を明らかにするために、チェレンコフ光の閾値以上と閾値以下の最大エネルギーを持つ電子線を水に照射し、発生する光を測定した。
雨倉 宏*; Toulemonde, M.*; 鳴海 一雅*; Li, R.*; 千葉 敦也*; 平野 貴美*; 山田 圭介*; 山本 春也*; 石川 法人; 大久保 成彰; et al.
Scientific Reports (Internet), 11, p.185_1 - 185_11, 2021/01
被引用回数：17 パーセンタイル：64.50(Multidisciplinary Sciences)シリコンへ6MeV Cイオン照射すると直径10nmのイオントラック損傷が形成されることを見出した。これは、従来知られているイオンエネルギーしきい値(17MeV)よりもはるかに低いエネルギーである。従来知られているような電子的阻止能に由来したイオントラック形成メカニズムだけでは説明できず、それだけでなく核的阻止能に由来した効果も存在する可能性を示唆している。
宮崎 司*; 下北 啓輔*; 山本 勝宏*; 青木 裕之; 山田 悟史*; 宮田 登*
Langmuir, 36(49), p.15181 - 15188, 2020/12
被引用回数：13 パーセンタイル：41.92(Chemistry, Multidisciplinary)We investigated the polymer chain dynamics in a 2-3 nm thick poly(vinyl acetate) (PVAc) adsorption layer on a Si substrate with a native oxide layer via neutron reflectometry combined with toluene vapor-induced swelling. We can investigate the polymer chain dynamics difference in the film thickness direction by the difference in the degree of swelling of the polymer layers detected by neutron reflectometry. The mobility of the polymer chains depends on the distance from the substrate. The results elucidated that the interfacial layer with a thickness of approximately 1 nm did not swell at all with toluene vapor, which is a solvent for PVAc. Meanwhile, the surface layer excessively swells with toluene vapor compared to the bulk. This indicates that the polymer chain within the interfacial region is immobilized by the substrate through hydrogen-bonding interaction, but in the surface region, the surface effect overcomes this interfacial interaction. We concluded that the polymer chains in the adsorption layer are either strongly constrained to the substrate, owing to hydrogen bonding, or more mobile than the bulk, owing to the surface effect.
CrMnO
thin films吉松 公平*; 石丸 純也*; 渡会 啓介*; 山本 航平*; 平田 靖透*; 和達 大樹*; 竹田 幸治; 堀場 弘司*; 組頭 広志*; 坂田 修身*; et al.
Physical Review B, 99(23), p.235129_1 - 235129_8, 2019/06
被引用回数：18 パーセンタイル：56.31(Materials Science, Multidisciplinary)We report on magnetic and electronic properties of the B-site-ordered double-perovskite LaCrMnO films grown by pulsed-laser deposition. The magnetic-field dependence of magnetization curves showed hysteresis at low temperatures regardless of the degree of Cr/Mn order and the saturation magnetization became smaller for the higher-Cr/Mn-ordered film. The X-ray absorption spectroscopy and X-ray magnetic circular dichroism measurements suggested antiferromagnetic coupling between Cr
and Mn ions, resulting in ferrimagnetism of the B-site-ordered double-perovskite LaCrMnO. A band structure was established by combining these results together with the synchrotron-radiation photoemission and optical spectra. We discuss the magnetic states among the 
-site-ordered La
MnO (
transition-metal elements from V to Ni) being basically consistent with the Kanamori-Goodenough rule.
promoter on Pt electro-catalyst府金 慶介*; 森 利之*; Yan, P.*; 増田 卓也*; 山本 春也; Ye, F.*; 吉川 英樹*; Auchterlonie, G.*; Drennan, J.*
ACS Applied Materials & Interfaces, 7(4), p.2698 - 2707, 2015/02
被引用回数：32 パーセンタイル：62.84(Nanoscience & Nanotechnology)白金-酸化セリウム(Pt-CeO(1.5
2))は、Ptカソードよりも高い酸素還元反応活性を示すことから、固体高分子形燃料電池のカソード極に使用する電極材料として有望視されている。本研究では、Pt-CeOの高い酸素還元活性の発現に関係しているとして考えられているPt-CeOヘテロ界面の微細構造を明らかにすることを目的に、パルスレーザー蒸着法により導電性を有するNb:SrTiO単結晶基板上にCeOのエピタキシャル膜を形成し、さらにCeO膜上に含浸法によりPt粒子を形成してPtとCeO界面構造が単純化されたPt-CeO薄膜カソードを作製した。透過型電子顕微鏡によるPt-CeO界面の構造評価及び電気化学測定による酸素還元反応活性評価、さらに格子動力学計算結果との比較により界面構造を調べた結果、Pt-CeO界面に形成されるPt
-O
-酸素欠陥-セリウム欠陥構造が高い酸素還元活性の発現に関係していることが示唆された。
山本 健土; 奥村 啓介; 小嶋 健介; 岡本 力
Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal, p.233 - 249, 2015/00
バックエンド分野において、放射化生成物の生成量の予測精度を向上させるために、その生成起源となる初期組成元素及び生成経路上の核反応を正確に把握しておくことは重要である。このため、放射化生成物の主要な生成経路の定量的決定の優先度を評価するため、感度解析を実施した。本検討では、ORIGEN2.2コード及びJENDL-4.0に基づく1群断面積ライブラリセットORLIBJ40を使用し、燃料集合体やチャンネルボックスの材料であるジルコニウム合金、SUS304ステンレス鋼及びニッケル-クロム合金を解析対象とした。感度解析の結果より、主要な生成経路を構成する初期組成元素及び核反応が定量的に明らかとなった。また、複雑な生成経路を有する核種に対しても、主要な生成経路が明らかとなった。本検討で得られた結果は、不純物測定の分野や核データ分野において利用されることが期待される。
田代 孝二*; 塙坂 真*; 山元 博子*; Wasanasuk, K.*; Jayaratri, P.*; 吉澤 功徳*; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; et al.
高分子論文集, 71(11), p.508 - 526, 2014/11
被引用回数：8 パーセンタイル：25.55(Polymer Science)高分子結晶構造の詳細を、水素原子位置まで含めて明らかにすることを目的とし、高エネルギーX線および中性子回折データの収集ならびにそれらの解析結果を、さまざまの結晶性高分子を例として総合的に記述した。まず、最近にまで至る高分子構造解析手法の発展について概要を述べるとともに、それらの各段階における問題点について考察した。斜方晶型ポリエチレン、アタクティックポリビニルアルコール、ポリ乳酸およびそのステレオコンプレックスなど、いろいろの意味で重要な高分子について、これまでに提案されてきた構造を再吟味するとともに、新たに提案した構造について記述した。水素原子位置についても精確に決定された場合は、それらの構造情報に基づく極限力学物性の定量的予測を行った。さらにはポリジアセチレンの場合について、X線および中性子構造解析によって得られた精密な電子密度分布および原子位置座標の情報にいわゆるX-N法を適用し、主鎖骨格に沿った結合電子密度分布についての導出についても言及した。構造物性相関解明における高分子結晶構造解析の今後の展開についても言及した。
-coated FePt nanoparticles studied by X-ray magnetic circular dichroism高橋 文雄*; 門野 利治*; 山本 真平*; Singh, V. R.*; Verma, V.*; 石上 啓介*; 芝田 悟朗*; 原野 貴幸*; 竹田 幸治; 岡根 哲夫; et al.
Physical Review B, 90(2), p.024423_1 - 024423_5, 2014/07
被引用回数：11 パーセンタイル：40.86(Materials Science, Multidisciplinary)We have investigated the spin and orbital magnetic moments of Fe in FePt nanoparticles in the 
-ordered phase coated with SiO by X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) measurements at the Fe 
absorption edges. The magnetic coercivity (H
) was found to be as large as 1.8 T at room temperature, 3 times larger than the thin film value and 50 times larger than that of the gas phase condensed nanoparticles. The hysteresis curve is well explained by the Stoner-Wohlfarth model for noninteracting single-domain nanoparticles with the H distributed from 1 to 5 T.
