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中村 孝史*; 山本 幸男*; 荒川 正和*; 丸山 晃生*; 吉越 章隆
産業応用工学会論文誌, 11(2), p.109 - 114, 2023/09
SPring-8のBL23SUに設置された表面化学実験ステーションは、放射光軟X線を使って様々な機能性材料の表面および界面の研究に利用されている。固体表面とガスとの化学反応の理解を進めるためには、ガスの精密流量制御が必須である。本論文では、超高真空(分子流領域)におけるガスと表面の反応の実験精度および再現性を改善するための自動ガス流量コンピュター制御システムを報告する。ガス圧力制御のために、スローリークバルブのフィードバック制御システムを開発した。開発したシステムによって、装置エキスパートの実験者と同等以上の反応実験が可能となった。
species at SiO/Si interfaces in Si dry oxidation; Comparison between p-Si(001) and n-Si(001) surfaces津田 泰孝; 吉越 章隆; 小川 修一*; 坂本 徹哉*; 山本 善貴*; 山本 幸男*; 高桑 雄二*
Journal of Chemical Physics, 157(23), p.234705_1 - 234705_21, 2022/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)This paper gives experimental evidence for that (1) the excess minority carrier recombination at the SiO
/p-Si(001) and SiO/n-Si(001) interfaces is associated with the O dissociative adsorption, (2) the 700-eV X-ray induced enhancement of the SiO growth is not caused by the band flattening due to the surface photovoltaic effect but ascribed to the electron-hole pair creation due to core level photoexcitation for the spillover of the bulk Si electronic states to the SiO layer, (3) changes of band bending result from the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site when turning on and off the X-ray irradiation, and (4) a metastable chemisorbed O species (Pb1-paul) plays a decisive role in combining two kinds of the reaction loops of single- and double-step oxidation. Based on the experimental results, the unified Si oxidation reaction model mediated by point defect generation [Jpn. J. Appl. Phys. 59, SM0801 (2020)] is extended from a viewpoint of (a) the excess minority carrier recombination at the oxidation-induced vacancy site and (b) the trapping-mediated adsorption through the chemisorbed O species at the SiO/Si interface.
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。
-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：44.58(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.
-ray irradiated high temperature water山本 正弘; 加藤 千明; 佐藤 智徳; 中原 由紀夫; 塚田 隆; 渡辺 淳史*; 布施 元正*
Proceedings of Annual Congress of the European Federation of Corrosion (EUROCORR 2013) (CD-ROM), 5 Pages, 2013/09
軽水炉の腐食で大きな課題である応力腐食割れ(SCC)に関して溶存酸素(DO)との関係で多くの研究がなされている。しかし、実際の炉では冷却水の放射線分解により生成する化学種の影響が重要であるが、それについてはあまり検討されていない。さらに、すきま形状部では、放射線分解生成物の影響も複雑であるため、隙間を付与したSUS316L鋼を線照射下の高温水中で腐食試験し、その後に表面の酸化皮膜を詳細解析した。また、すきま部で生成する放射線分解化学種の計算結果と合わせ隙間部で起こる複雑な反応に関して考察した。
大澤 崇人; 山本 征夫*; 野口 高明*; 井尾瀬 あかり*; 長尾 敬介*
Meteoritics & Planetary Science, 45(8), p.1320 - 1339, 2010/08
被引用回数：12 パーセンタイル：35.51(Geochemistry & Geophysics)99個の南極スフェルールの内部構造,化学組成,希ガス同位体組成を分析した。試料は内部テクスチャによって6つのタイプに分類した。M240410は極めて高い濃度の宇宙線照射起源核種を含有していた。4
照射の銀河宇宙線と太陽宇宙線を仮定すると、
Neからの計算で宇宙線照射年代は3億9300万年となり、この粒子がエッジワース・カイパーベルト天体から飛来した可能性を示唆している。一方母天体表面での照射が卓越していた場合、2照射の
Arからの計算で照射年代は3億8200万年となり、小惑星表面の成熟したレゴリスを起源とすることになる。
-ray irradiation and crevice-like shape on the corrosion of type 316L stainless steel in high-temperature water中原 由紀夫; 加藤 千明; 山本 正弘; 渡辺 敦志*; 布施 元正*
Proceedings of Symposium on Water Chemistry and Corrosion in Nuclear Power Plants in Asia 2009 (CD-ROM), p.226 - 231, 2009/10
原子炉内での高温水の放射線分解は、原子炉材料の腐食及び応力腐食割れを抑制するうえで重要な要因の一つと考えられている。しかしながら、腐食等の材料表面での反応やすき間等の形状が放射線照射を受けた高温水中での水化学に及ぼす影響については、環境を測定することが困難なため、ほとんど研究されていない。本研究では、水化学に対して線照射及びすき間部模擬形状が及ぼす影響を評価するため、SUS316Lについて高温水中で腐食試験を実施した。試験では、試験片を288Cの線照射された高温水中に500時間浸漬した。線の吸収線量率は、評価した結果30kGy h
だった。円板型試験片(直径16mm,厚さ0.5mm,表面#800研磨紙仕上げ)を、1枚単独と、すき間部を模擬するため2枚を重ね合わせて浸漬した。試験後の試験片表面をSEM, TEM,レーザーラマン分光装置で分析した結果、線照射によって表面での鉄酸化物の析出が促進され、また、内層酸化物層の厚さが厚くなった。すき間部模擬環境に面した表面でも、線照射によって表面酸化物の形態が変化した。
-ray irradiation on the high temperature oxidation of austenitic stainless steel in supercritical water中原 由紀夫; 山本 正弘; 唐澤 英年*; 木内 清; 勝村 庸介*
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
3種類の汎用オーステナイト系ステンレス鋼,304L,316L、及び310Sを、25MPa, 550Cの脱気超臨界水中へCo
にて線照射を行いながら合計1000時間浸漬した。超臨界水中での吸収線量率を評価した結果、5
15kGyhだった。試験後の表面には多孔質の鉄酸化物の外層と鉄,クロム及びニッケルを含むち密な内層とによって構成される二層の酸化皮膜が形成されていた。SS304LとSS310Sの見かけの重量変化は放物線則に従い、その速度定数は線の線量率が大きくなるに従って減少した。線照射により、皮膜外層がマグネタイト(Fe
O
)からヘマタイト(FeO)に変化した。また、線照射により、内層皮膜と金属界面でCr濃度の増加が見られた。これらの結果は、線照射により過酸化水素などが生成し超臨界水環境がより高酸化状態になっていることを示唆するもので、腐食環境が線照射により厳しくなることを明らかにした。
三輪 幸夫; 加治 芳行; 塚田 隆; 山本 敏雄; 加藤 佳明; 米川 実; 松井 義典
Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04
単軸引張変位下での照射行き応力緩和試験を316Lステンレス鋼に対して実施した。その試験片は4レベルの変位条件で、JMTRにて561Kで3レベルの照射量条件まで照射された。照射誘起応力緩和した後の照射硬化とIASCC感受性を、溶存酸素を含む高温水中低ひずみ速度引張試験で調べた。その結果、照射誘起応力緩和は316L鋼において照射硬化及びIASCC感受性にほとんど影響がないことがわかった。すべての試験片で、残留応力は照射量の増加とともに急速に低下し、その残留応力はIASCCを発生する応力レベルよりも低い状態であった。
Z-type hexaferrite (Ba, Sr)CoFe
O
by high-temperature neutron diffraction高田 幸生*; 中川 貴*; 徳永 仁寿*; 福田 泰成*; 田中 貴佳*; 山本 孝夫*; 橘 武司*; 川野 眞治*; 石井 慶信; 井川 直樹
Journal of Applied Physics, 100(4), p.043904_1 - 043904_7, 2006/08
被引用回数：71 パーセンタイル：89.24(Physics, Applied)CoZ型六方晶フェライト(Ba, Sr)CoFeOの高温中性子粉末回折を行い、回折パターンのRietveld解析から結晶構造及び磁気構造の温度依存性を調べた。BaCoFeO及びBa
SrCoFeOでは、磁気モーメントが523-573Kにおいてc面方向からc軸方向へと変化することがわかった。また、SrCoFeOではその磁化容易方向の変化温度が50K低下することを見いだした。
Z-type hexaferrite estimated by high-temperature neutron diffraction高田 幸生*; 中川 貴*; 福田 泰成*; 徳永 仁寿*; 山本 孝夫*; 橘 武司*; 川野 眞治*; 井川 直樹; 石井 慶信
Japanese Journal of Applied Physics, 44(5A), p.3151 - 3156, 2005/05
被引用回数：3 パーセンタイル：13.7(Physics, Applied)CoZ型六方晶フェライト、BaCo
Fe
Oの透磁率の温度変化を測定した結果、540Kと680Kに磁気低下が観察された。原研・JRR-3に設置した高分解能中性子粉末回折装置(HRPD)を用いた高温中性子回折実験を行い、さらにRietveld解析した結果、523573Kで磁気構造が変化し、磁気容易方向がc面方向からc軸方向へ変化していることがわかった。この変化はコバルトの磁気構造に対する寄与の消失によるものであることを明らかにした。
神門 正城; 益田 伸一; Zhidkov, A.*; 山崎 淳; 小瀧 秀行; 近藤 修司; 本間 隆之*; 金沢 修平; 中島 一久; 林 由紀雄; et al.
Physical Review E, 71(1), p.015403_1 - 015403_4, 2005/01
被引用回数：33 パーセンタイル：77.37(Physics, Fluids & Plasmas)現在まででは最短のパルス幅(23fs)で相対論的な高出力(20TW)のレーザーを、不足密度プラズマ中に強く集光する実験を行った。プラズマ密度が10
cm
の領域で、MeVを越えるエネルギーの電子の発生を確認した。このMeV電子は、2温度分布をしており、シミュレーションの結果から、波の破砕機構の違いから生じていると考えられる。高温部の電子は、レーザーのプリパルスにより作られるプラズマ密度のキャビティー部での速い入射により形成され、パルス幅はフェムト秒であり、一方、低温部の電子は相対論的強度による波の破壊により加速されたもので、ピコ秒のパルス幅を持つことがわかった。
神永 雅紀; 山本 和喜; 数土 幸夫
Journal of Nuclear Science and Technology, 35(12), p.943 - 951, 1998/12
被引用回数：24 パーセンタイル：85.15(Nuclear Science & Technology)通常運転時において、下向流により炉心を冷却している研究用原子炉では、1次冷却材の流量が喪失した場合、炉心内で強制循環による下向流から自然循環による上昇流へと流れの向きの逆転が生ずる。このため、設計では原子炉停止後の補助ポンプ等による炉心冷却の必要性、流れが逆転する際の燃料の安全性を評価する上で流速零を含むCCFL条件下の限界熱流速(CHF)の検討が重要となる。著者らがこれまでに提案したCCFL条件下のCHF相関式は、保守的な評価をするために冷却材のサブクール度を考慮しなかった。本研究では、垂直矩形流路におけるCCFL条件下のCHFについて、CHFに及ぼす流路入口サブクール度及び軸方向出力分布の影響を既存の実験データに基づき定量的に評価し、新たな相関式を提案した。さらに、提案したCHF相関式を安全評価に適用した場合の具体例を解析結果と共に示し、これまでの評価の保守性を定量的に示した。
西谷 健夫; 飯田 敏行*; 池田 裕二郎; 石塚 悦男; 角田 恒巳; 河西 敏; 河村 弘; 森田 洋右; 長島 章; 中道 勝; et al.
JAERI-Research 98-053, 105 Pages, 1998/10
JAERI-Research-98-053.pdf:4.78MB
ITERをはじめとする核融合炉の計測装置の開発において最も重要な課題の一つは計測機器要素に対する放射線照射効果である。ITERの工学設計活動の一環として、セラミックス、窓材、光ファイバーといった基本要素及びボロメータ等の真空容器内計測センサーの照射試験を実施した。セラミックスに対しては、中性子による照射誘起伝導の測定を行った。光ファイバー、窓材及び反射鏡に対しては透過損失及び発光を線、14MeV中性子、原子炉中性子について測定した。またボロメータについては新たにセラミックス基板ボロメータを開発し、Co及びJMTRで照射試験を行った。磁気プローブについてはJMTRにおいて照射誘起起電力の測定を行った。
神永 雅紀; 山本 和喜; 数土 幸夫
Proceedings of 8th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics (NURETH-8), Vo.3, p.1815 - 1822, 1997/00
通常運転時において、下向流により炉心を冷却している研究用原子炉では、1次冷却材の流量が喪失した場合、炉心内で強制循環による下向流から自然循環による上昇流へと流れの向きの逆転が生ずる。このため、設計では原子炉停止後の補助ポンプ等による炉心冷却の必要性、流れが逆転する際の燃料の安全性を評価する上で流速零を含むCCFL条件下の限界熱流束(CHF)の検討が重要となる。著者らがこれまでに提案したCCFL条件下のCHF相関式は、保守的な評価をするために冷却材のサブクール度を考慮しなかった。本研究では、垂直矩形流路におけるCCFL条件下のCHFについて、CHFに及ぼす流路入口サブクール度及び軸方向出力分布の影響を既存の実験データに基づき定量的に評価し、新たな相関式を提案した。さらに、提案したCHF相関式を安全評価に適用した場合の具体例を解析結果と共に示し、これまでの評価の保守性を定量的に示した。
佐藤 勇; 山本 一也; 梶谷 幹男
PNC TN9410 96-251, 82 Pages, 1996/06
燃料のO/M比は燃料物性全般に影響するが,特に高燃焼度における物性の変化を予測するために高燃焼度照射済み燃料ピン内のO/M比径方向分布を評価することが重要である。そこで,本研究ではFBR燃料内のO/M比径方向分布を測定評価した。測定試料は「常陽」で照射された燃料で最も燃焼度が高い燃料(約13at%)である。本研究では燃料径方向のO/M比分布を得るため,Moの酸化還元法を利用した間接法を用いた。この方法は燃料内に核分裂生成物として存在するMoの酸化還元状態を測定して燃料内の酸素ポテンシャルを決定する方法である。燃料内の温度分布とMo分布の測定結果から燃料内の酸素ポテンシャル分布を算出した。この酸素ポテンシャル分布からCatlowの理論をもとにO/M比の径方向分布を評価した。測定から得られたO/M比分布と燃料内の酸素の移動を説明するAitkenモデルから得られたものとを比較した。その結果,高燃焼度燃料内の酸素移動機構はAitkenモデルが提案している機構と異なる可能性があり,このモデルの酸素の熱拡散の輸送熱の部分に燃焼度効果を考慮するなど修正が必要であることを示した。
和田 幸男; 船坂 英之; 明珍 宗孝; 山本 和典; 原田 秀郎; 北谷 文人; 鈴木 政浩
PNC TN8100 96-005, 16 Pages, 1996/01
本資料は、先端技術開発室で現在実施している各種研究の内容と成果の概要および計画をまとめたものである。なお、各研究項目については、各々、投稿論文および社内報告資料として詳細に報告がなされているので、本資料はそれをダイジェスト版的にまとめたものである。
山本 惠一*; 吉田 清; 保川 幸雄*; 塚本 英雄*; 佐々木 崇*; 奥野 清; 西 正孝; 小泉 徳潔; 礒野 高明; 杉本 誠; et al.
Proc. of the 17th Symp. on Fusion Technology, 0, p.971 - 975, 1993/00
ITER用超電導磁石の開発を目的としてCSモデルコイルが計画され設計が進められている。CSモデルコイルはボア径2mで、実機で要求されるBmax=13T、磁場変化2T/sを満足するコイルの開発を目的としている。CSモデルコイルの設計を中心に、解析結果等を含めて発表する。
の熱および圧力に対する安定性加藤 正人; 桜井 孝二*; 鹿野 祥晴*; 船坂 英之; 山本 和典; 石黒 敏明*; 和田 幸男
PNC TN8410 92-060, 7 Pages, 1992/03
カーボンクラスターC/SUB60の材料化へ向けて研究を進めるため、多くの基礎的データを蓄積する必要がある。本研究は、C/SUB60結晶の熱的および圧力に対する安定性を調べることを目的とした。C/SUB60結晶の熱分析による測定とHIPを用いて1000C、200MPaまでの安定性を調べた。その結果、以下の結論を得た。(1)C/SUB60は100MPa中において600C以上で非晶質のカーボンに熱分解し始め、900Cで完全にC/SUB60は存在しなくなる。(2)圧力に対する効果は、わずかに認められ、圧力が高くなるほどC/SUB60は熱分解しやすくなる。(3)結晶中に残る有機溶媒により、C/SUB60の熱分解は促進されると推定される。
