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論文

Flexible heat-flow sensing sheets based on the longitudinal spin Seebeck effect using one-dimensional spin-current conducting films

桐原 明宏*; 近藤 幸一*; 石田 真彦*; 井原 和紀*; 岩崎 悠真*; 染谷 浩子*; 松葉 明日華*; 内田 健一*; 齊藤 英治; 山本 直治*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.23114_1 - 23114_7, 2016/03

 被引用回数:26 パーセンタイル:7.97(Multidisciplinary Sciences)

ヒートフローセンシングは、将来的にスマート熱管理の重要な技術要素となることが期待されている。従来、ゼーベック効果に基づく熱電変換技術は、熱の流れを電圧に変換することによって熱流を測定するために使用されてきた。しかし、ユビキタス・ヒートフロー可視化のためには、非常に低い熱抵抗を有する薄く柔軟なセンサが非常に望まれている。近年、別のタイプの熱電効果である縦スピンゼーベック効果が大きな関心を集めている。これは縦スピンゼーベック効果が、単純な薄膜デバイス構造のような熱電アプリケーションにとって有利な機能を潜在的に提供するためである。ここでは、縦スピンゼーベック効果ベースのフレキシブル熱電シートを紹介する。このシートは、熱流検出の用途に特に適している。この熱電シートは、「フェライトめっき」として知られているスプレーコーティング法を用いてフレキシブルプラスチックシート上に形成されたNi$$_{0.2}$$Zn$$_{0.3}$$Fe$$_{2.5}$$O$$_4$$フィルムを含んでいる。実験結果は、膜面に垂直に配向した柱状結晶構造を有するフェライトめっき膜が、曲げ可能な縦スピンゼーベック効果ベースのセンサに適した独特の一次元スピン流導体として機能することを示唆している。この新しく開発された薄い熱電シートは、熱流の本来の流れを妨げることなく、さまざまな形の熱源に取り付けられ、多目的な熱流の測定と管理につながる。

論文

Direct observation of lattice symmetry breaking at the hidden-order transition in URu$$_2$$Si$$_2$$

利根川 翔*; 笠原 成*; 福田 竜生; 杉本 邦久*; 安田 伸広*; 鶴原 悠悟*; 渡邊 大樹*; 水上 雄太*; 芳賀 芳範; 松田 達磨*; et al.

Nature Communications (Internet), 5, p.4188_1 - 4188_7, 2014/06

 被引用回数:40 パーセンタイル:7.69(Multidisciplinary Sciences)

We report on the observation of lattice symmetry breaking from the fourfold to twofold structure by high-resolution synchrotron X-ray diffraction measurements at zero field. Small orthorhombic symmetry-breaking distortion sets in at the transition temperature with a jump, uncovering the weakly first-order nature of the hidden-order transition. This distortion is observed only in ultra pure samples, implying a highly unusual coupling nature between the electronic pneumaticity and underlying lattice.

報告書

超深地層研究所計画,年度報告書; 2011年度

國丸 貴紀; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 松岡 稔幸; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 引間 亮一; 丹野 剛男; 真田 祐幸; et al.

JAEA-Review 2013-018, 169 Pages, 2013/09

JAEA-Review-2013-018.pdf:15.71MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2011年度は、第2段階及び第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2010年度に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づいた、超深地層研究所計画の第2段階及び第3段階の調査研究のうち2011年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

論文

改良9Cr-1Mo鋼溶接継手のクリープ強度特性評価

若井 隆純; 永江 勇二; 高屋 茂; 小原 智史; 伊達 新吾*; 山本 賢二*; 菊地 浩一*; 佐藤 健一郎*

耐熱金属材料第123委員会研究報告, 52(2), p.147 - 159, 2011/07

FBR温度領域におけるType-IV損傷の顕在化について検討することを目的として改良9Cr鋼溶接継手長時間クリープ試験,クリープ疲労試験,破断後の溶接継手試験片の観察・分析等の強度データ取得及び破壊形態調査を実施した。

論文

Development on in-reactor observation system using cherenkov light

土谷 邦彦; 北岸 茂; 長尾 美春; 竹本 紀之; 那珂 通裕; 木村 明博; 佐野 忠史*; 宇根崎 博信*; 義本 孝明*; 中島 健*; et al.

KURRI Progress Report 2009, P. 196, 2010/10

チェレンコフ光を利用した計測技術として、チェレンコフ光測定装置(CVD: Cerenkov Viewing Device)による使用済燃料の監視及びモニタリングがあり、IAEAの使用済燃料の査察に用いられている。一方、チェレンコフ光による原子炉内の計測技術はこれまで実施されておらず、京都大学研究用原子炉(KUR)や原子力機構JRR-3のプール型研究炉では、運転管理として原子炉の炉心部をCCDカメラで観察しているのみであり、定量的な評価は行われていない。本研究では、原子炉出力変化時におけるチェレンコフ光の輝度などの変化を定量的に測定・評価することにより、通常の計装では検出できない炉心内の核的・熱的情報をリアルタイムで取得するための炉内監視システムの開発を行った。予備試験として、原子力機構が準備する観察装置を用いて、各種フィルターの減衰率評価及び画像解析を行った。この予備試験結果により、KURに設置する炉内監視システムを構築し、次年度からKUR起動・停止時におけるチェレンコフ光の変化を計測する。

論文

ステンレス鋼製再処理用機器へのカソード防食の適用性に関する研究

上野 文義; 内山 洋平*; 加藤 千明; 山本 正弘; 蝦名 哲成*; 下川原 茂*; 加納 洋一*

日本原子力学会和文論文誌, 9(3), p.279 - 287, 2010/09

ステンレス鋼製再処理用機器への外部電源方式によるカソード防食法の適用可能性を示すことを目的に、基礎的な検討を行った。極低炭素304ステンレス鋼(SUS304ULC)小型試験片及び電気化学測定装置を用い、沸騰硝酸溶液中での不働態域及び過不働態域の電位や、種々の電位での腐食速度を調べたのち、カソード防食の有無による腐食速度の違いを調べた。また、実際の濃縮缶の構造を想定し、SUS304ULC製管材の外面を対象としたカソード防食試験を行った。その結果、過不働態域から0.1V程度電位を卑とするカソード防食により、1/10以上の腐食速度低減効果が得られた。また、管材外面では平均24$$mu$$mの減肉量が、カソード防食により陽極との位置に関係なく3$$mu$$mまで均一に低減できた。これらの結果と、過不働態域の腐食はおもに電位の影響を受けること、沸騰硝酸の電気伝導率が高く均一な防食効果が期待できることと、腐食がおもに電位による影響を受けると考えられることから、カソード防食法がステンレス鋼製再処理用機器の耐食性改善のために適用可能と考えられる。

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。

報告書

実験炉組合せ照射(JRR-3⇔常陽)及びホット施設(WASTEF,JMTRホットラボ,MMF,FMF)の作業計画と作業報告; 長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発

松井 義典; 高橋 広幸; 山本 雅也; 仲田 祐仁; 吉武 庸光; 阿部 和幸; 吉川 勝則; 岩松 重美; 石川 和義; 菊地 泰二; et al.

JAEA-Technology 2009-072, 144 Pages, 2010/03

JAEA-Technology-2009-072.pdf:45.01MB

日本原子力研究開発機構は、平成17年10月に日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構との統合によって誕生した。この統合を最大限に利用したプロジェクトが、旧電源開発促進対策特別会計法及び特別会計に関する法律(エネルギー対策特別会計)に基づく文部科学省からの受託事業「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」である。この「長寿命プラント照射損傷管理技術に関する研究開発」において、材料の照射損傷評価指標の確立に重要な、世界で類のない、高速実験炉「常陽」と研究用原子炉であるJRR-3を利用した組合せ照射材を平成18年から平成19年の約2年間の短期間で取得した。本報告は、これら常陽,JRR-3の実験炉施設及びWASTEF, JMTRホットラボ,MMF, FMFのホット施設を利用した組合せ照射における作業計画から作業結果及び照射試験における照射温度と照射量の評価をまとめたものである。

論文

EUV spectra from highly charged tin ions observed in low density plasma in LHD

鈴木 千尋*; 加藤 隆子*; 佐藤 国憲*; 田村 直樹*; 加藤 太治*; 須藤 滋*; 山本 則正*; 田沼 肇*; 大橋 隼人*; 須田 慎太郎*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 163, p.012019_1 - 012019_4, 2009/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:6.13

LHDにおける低密度プラズマ中のスズイオンからのEUVスペクトルの測定を行った。プラズマが急激に冷却し、放射崩壊に近づくときは、よく知られた13.5nm付近の発光が観測されるのに対し、プラズマが緩やかに冷却するときは、13.8$$sim$$14.6nmに未同定のラインが見られた。前者は11$$sim$$14価,後者は19価以上のスズイオンの発光と考えられる。

論文

A New method for separating the $$D$$$$_{3}$$ and $$C$$$$_{2v}$$ isomers of C$$_{78}$$

Han, A. H.*; 若原 孝次*; 前田 優*; 赤阪 健*; 藤塚 守*; 伊藤 攻*; 山本 和典; 加固 昌寛*; 小林 郁*; 永瀬 茂*

New Journal of Chemistry, 33(3), p.497 - 500, 2009/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:62.27(Chemistry, Multidisciplinary)

フラーレンC$$_{78}$$構造異性体を分離する新たな化学的方法が見つかった。C$$_{78}$$($$D$$$$_{3}$$)とC$$_{78}$$($$C$$$$_{2v}$$)の混合物に対してジシリランの光化学的環化付加反応を行うと、$$C$$$$_{2v}$$異性体の一付加体のみが得られる。もう一方の異性体C$$_{78}$$($$D$$$$_{3}$$)は、ジシリランとの一付加体を与えない。付加体でないC$$_{78}$$($$D$$$$_{3}$$)異性体と、C$$_{78}$$($$C$$$$_{2v}$$)異性体の一付加体は、高速液体クロマトグラフィー法で簡単に分離できる。さらに当該付加体に関して酸化的脱シリル化反応が簡単に行えるので、付加前のC$$_{78}$$($$C$$$$_{2v}$$)異性体を簡単に手にすることができる。この一連の「シリル化-酸化的脱シリル化」反応の流れにおいて、C$$_{78}$$($$D$$$$_{3}$$)とC$$_{78}$$($$C$$$$_{2v}$$)の分離と単離が化学的に達成されることがわかった。

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:66 パーセンタイル:14.01(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

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

原研東海シングルエンド・ペレトロン加速器の現状

高橋 聖; 藤井 克年; 谷村 嘉彦; 清水 滋; 梶本 与一; 古渡 意彦; 吉澤 道夫; 山本 英明

第18回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.110 - 113, 2005/11

原研東海放射線標準施設棟のペレトロン加速器は放射線測定器の校正及び特性試験のための単色中性子照射場と高エネルギー$$gamma$$線照射場の整備,運用を目的として、平成12年に設置された。現在までにLi, Dターゲットを用いた4種類のエネルギーの単色中性子照射場を整備し、現在T, Sc, Fターゲットを用いた照射場を開発中である。本研究会では平成15, 16年度の加速器の運転・整備状況,当該年度に整備したScターゲットの共鳴エネルギーにビームエネルギーを微調節する電圧昇圧装置及びTターゲットから放出されるトリチウム量をモニタする質量分析装置の性能等について報告する。

論文

原研東海シングルエンド・ペレトロン加速器の現状

清水 滋; 藤井 克年; 梶本 与一; 川崎 朋克; 山本 英明

第16回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.32 - 35, 2004/02

原研東海の放射線標準施設では、平成12年7月に放射線測定器の校正用としてファン・デ・グラーフ型加速器(NEC社製Model 4UH-HC)を設置し、8keV$$sim$$20MeVのエネルギー範囲における単色中性子照射場及び6MeVの高エネルギー$$gamma$$線照射場の整備を段階的に進めている。本加速器は、最大加速電圧4MV,最大イオン電流50$$mu$$A,加速イオンが陽子・重陽子のシングルエンド・ペレトロン加速器で、デュオプラズマトロン正イオン源を用いた連続照射とパルス化装置によるパルス照射(1.5nsec FWHM)が可能である。本加速器は平成13年度より運転を開始し、パルス運転のテスト,エネルギー校正,モニタ検出器の実験,p-Li,d-Dターゲットによる二次標準照射場の構築,散乱線測定等に使用してきた。本講演では、加速器施設の概要,運転状況,整備状況等について報告する。

論文

Fabrication of TiO$$_{2}$$ photocatalysts by oxidative annealing of TiC

Choi, Y.; 梅林 励; 山本 春也; 田中 茂

Journal of Materials Science Letters, 22(17), p.1209 - 1211, 2003/09

 被引用回数:45 パーセンタイル:17.92(Materials Science, Multidisciplinary)

粉末炭化チタンを酸化雰囲気で焼成することによって光触媒能の高い二酸化チタンを作製した。350$$^{circ}C$$にて炭化チタンを焼成するとアナターゼ型二酸化チタンが、800$$^{circ}C$$ではルチル型二酸化チタンが優先的に生成された。炭化チタンの高温酸化によって作製したアナターゼ型二酸化チタン粉末(1g)と市販されているアナターゼ型二酸化チタン粉末(1g)を用いて紫外光照射下での水の分解量を指標として光触媒能を測定した結果、前者の方が光触媒能が約2倍程度高いことがわかった。これはアナターゼ型二酸化チタンに残留する炭素の影響であると示唆された。

論文

Synthesis of sulfur-doped TiO$$_{2}$$ by ion implantation

梅林 励; 八巻 徹也; 山本 春也; 田中 茂; 浅井 圭介*

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 28(2), p.461 - 464, 2003/06

われわれは、可視光応答型光触媒材料である硫黄(S)添加二酸化チタン(TiO$$_{2}$$)のイオン注入法を利用した新たな作製法を開発した。近年、材料・環境の分野においては、可視光応答型光触媒の実現は最も注目されている研究テーマの1つである。これに対して、最近の研究で、従来固溶しにくいと考えられてきたSをTiO$$_{2}$$に添加することにより、当該物質が可視光域でも大きな光触媒能を持つことを明らかにした。しかしながら、ここで利用してきたTiS$$_{2}$$を高温で酸化するという作製方法では、ドープ量,深さ方向へのSの濃度分布など、触媒の機能性を決める重要なパラメータの制御が非常に困難である。そこでわれわれは、これらのパラメータの制御が容易で、かつ固溶しにくい元素のドーピングに優れているイオン注入法によって、S添加TiO$$_{2}$$の作製を試みてきた。200KeVに加速したS$$^{+}$$イオン(8$$times$$10$$^{15}$$ions/cm$$^{2}$$)を室温にて、ルチル単結晶に照射した。照射後の結晶は、空気中、600$$^{circ}$$Cで6時間だけ焼成した。ラザフォード後方散乱とXPS解析の結果、OサイトにSが置換したS添加TiO$$_{2}$$が作製できたことが明らかになった。また、光電流スペクトル測定では、可視光応答性を持つことを確認した。

論文

Sulfur-doping of rutile-titanium dioxide by ion implantation; Photocurrent spectroscopy and first-principles band calculation studies

梅林 励; 八巻 徹也; 山本 春也; 宮下 敦巳; 田中 茂; 住田 泰史*; 浅井 圭介*

Journal of Applied Physics, 93(9), p.5156 - 5160, 2003/05

 被引用回数:257 パーセンタイル:1.28(Physics, Applied)

イオンビームを利用した手法によって、これまで困難だと言われてきたTiO$$_{2}$$へのSドープに成功した。本論文では、イオン注入実験の詳細と、S$$^{+}$$注入TiO$$_{2}$$の結晶構造,光学特性、及び電子構造について報告している。特筆すべき成果としては、S$$^{+}$$注入TiO$$_{2}$$は可視光励起によってVBとCBにキャリアを生成することが明らかになった。この結果は、Sドープによってバンドギャップナロウイングが起きるという理論的な予測と一致している。

論文

UV-ray photoelectron and ab initio band calculation studies on electronic structures of Cr- or Nb-ion implanted titanium dioxide

梅林 励; 八巻 徹也; 住田 泰史*; 山本 春也; 田中 茂; 浅井 圭介*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.264 - 267, 2003/05

 被引用回数:20 パーセンタイル:18.12

CrとNbがドープされたTiO$$_{2}$$の電子構造を第一原理バンド計算と紫外線光電子分光(UPS)によって詳しく調べた。両ドープ体には、電子占有準位がバンドギャップ内に形成されることが明らかになった。これら不純物準位は、CrドープTiO$$_{2}$$ではバンドギャップのほぼ中央に、Nbドープの場合は伝導帯(CB)の底付近に位置する。過去に報告された遷移金属ドープTiO$$_{2}$$の可視域における光応答特性は、これらの不純物準位を介した電子遷移過程を考えれば系統的に説明できるものと考えられる。UPS測定では、不純物準位に起因するピークが両ドープ体ともに観測された。Crドープに由来する準位のピークは価電子帯(VB)端の近くに現れたのに対し、Nbの準位はより高エネルギー側、すなわちCBに近い側に位置した。この不純物種による違いは、上記の計算結果とほぼ一致した。われわれは、Cr,NbがTiO$$_{2}$$にドープされたときにバンドギャップ内に形成される準位の特性を理論,実験の両面から明らかにした。

論文

Characterization of metal-doped TiO$$_{2}$$ films by RBS/channeling

山本 春也; 八巻 徹也; 楢本 洋; 田中 茂

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.268 - 271, 2003/05

 被引用回数:12 パーセンタイル:32.8

光触媒材料である二酸化チタン(TiO$$_{2}$$)は、遷移金属をドープすることにより光学的特性が変化し、光触媒性の向上も期待される。本研究では、パルスレーザー蒸着法を用いてCr, Nb, Ta, Wをドープしたルチル及びアナターゼ構造の高品質なTiO$$_{2}$$単結晶膜の作製を試み、成膜条件や蒸着後の熱処理などの条件を明らかにした。作製した膜の構造評価は、X線回折とラザフォード後方散乱/チャネリング法を用いた。その結果、0.2~1.5 at.%の濃度でドープした金属原子が格子位置を占めたルチル及びアナタ-ゼ型のTiO$$_{2}$$単結晶膜の作製に成功した。また、SrTiO$$_{3}$$(001), LaAlO$$_{3}$$(001)基板上に成長させたアナターゼ型TiO$$_{2}$$の熱的安定性を調べた結果、約1000$$^{circ}$$Cまでアナターゼ構造を保持することがわかった。

報告書

幌延深地層研究計画 地下施設建設技術に関する研究

杉原 豊*; 窪田 茂*; 山本 卓也*; 亀村 勝美*; 桑田 尚史*; 端 則夫*

JNC-TJ1400 2001-005, 383 Pages, 2003/03

JNC-TJ1400-2001-005.pdf:18.73MB

深地層の研究施設は、深部地質環境に関する知見を充実させるとともに2000年レポートによって示された地層処分技術や知見を実際の深地層での研究を通じて具体的に確認することを目的とする。また、同時に、一般の人々が深地層を実際に体験できる場として計画されている。本年度は、平成14年度前半に予定されている研究所設置地区選定に資することを目的として実施したものである。先ず、平成13年度にB1区域及びB2区域において実施した2本の試錐調査の結果を踏まえて2種類の地盤モデルを作成した。続いて、地下へのアクセス方式や坑道本数をパラメータに地下研究施設の基本レイアウトの検討を実施し、各坑道の空洞安定性の評価を行なった。レイアウトケースとしては、(1)立坑2本案、(2)立坑3本案、(3)スパイラル坑道&立坑1本案、(4)スパイラル坑道&立坑2本案の4ケースを設立した。各ケースに対し、補助工法適用の必要性も含めて施工方法の検討を実施し、施工手順、サイクルタイムを設定するとともに、施工時の仮設備の使用検討を行い、建設工程及び建設費の検討を実施した。また、建設工事に伴う振動や騒音の概略予算評価を実施した。検討結果として、掘削方法は全ての坑道について機械掘削方式を採用し、立坑はショートステップ工法、水平坑道及びスパイラル坑道はNATMとした。また、ズリ出し方式としては、(1)と(2)の立坑案における水平坑道については軌道方式、(3)と(4)のスパイラル案における斜坑及び水平坑道については、(1)と(2)の立坑案で約70ヶ月、(3)と(4)のスパイラル坑道案で約90ヶ月という結果が得られた。

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