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杉原 健太; 小野寺 直幸; Sitompul, Y.; 井戸村 泰宏; 山下 晋
EPJ Web of Conferences, 302, p.03002_1 - 03002_10, 2024/10
被引用回数：2 パーセンタイル：93.35(Computer Science, Interdisciplinary Applications)従来の界面捕捉法を用いた気液二相流のシミュレーションでは、気泡が互いに反発することを示す実験的証拠にもかかわらず、気泡が互いに近づくと数値的には合体する傾向があることが観察された。逐次的な数値合体が流動様式に与える影響が大きいことを考慮すると、近接した気泡の合体挙動を制御する必要がある。この問題に対処するため、各気泡に独立した流体率を適用することで気泡合体を抑制するMulti-Phase Field(MPF)法を導入した。本研究では、3重点における表面相互作用に関連する数値誤差を最小化するために、N-phaseモデルに基づくMPFを採用した。さらに、Ordered Active Parameter Tracking法を実装し、数百の流体率を効率的に格納した。MPF法を検証するために、円管内気泡流の解析を実施し、Colinらの実験データと比較した。検証結果は、気泡分布と流速分布に関して妥当な一致を示した。
-Ga
O
(001)Tsai, Y. H.*; 小畠 雅明; 福田 竜生; 谷田 肇; 小林 徹; 山下 良之*
Applied Physics Letters, 124(11), p.112105_1 - 112105_5, 2024/03
被引用回数：4 パーセンタイル：62.70(Physics, Applied)Recently, gallium oxide (GaO) has attracted much attention as an ultra-wide bandgap semiconductor with a bandgap of about 5 eV. In order to control device properties, it is important to clarify the chemical state of dopants and doping sites. X-ray absorption near edge structure (XANES) and hard X-ray photoemission spectroscopy were used to investigate the dopant sites and chemical states of Sn in Sn-doped -GaO(001) samples. The results show that the chemical state of the Sn dopant is the Sn
oxidation state and that the bond lengths around the Sn dopant atoms are longer due to the relaxation effect after Sn dopant insertion. Comparison of experimental and simulated XANES spectra indicates that the octahedral Ga substitution site in -GaO(001) is the active site of the Sn dopant.
Lee, M.-S.*; 川崎 卓郎; 山下 享介*; Harjo, S.; Hyun, Y.-T.*; Jeong, Y.*; Jun, T.-S.*
Scientific Reports (Internet), 12(1), p.3719_1 - 3719_10, 2022/03
被引用回数：16 パーセンタイル：71.68(Multidisciplinary Sciences)Titanium has a significant potential for the cryogenic industrial fields such as aerospace and liquefied gas storage and transportation due to its excellent low temperature properties. To develop and advance the technologies in cryogenic industries, it is required to fully understand the underlying deformation mechanisms of Ti under the extreme cryogenic environment. Here, we report a study of the lattice behaviour in grain families of Grade 2 CP-Ti during in-situ neutron diffraction test in tension at temperatures of 15-298 K. Combined with the neutron diffraction intensity analysis, EBSD measurements revealed that the twinning activity was more active at lower temperature, and the behaviour was complicated with decreasing temperature.
青木 裕之; Liu, Y.*; 山下 貴志*
Scientific Reports (Internet), 11(1), p.22711_1 - 22711_9, 2021/11
被引用回数：12 パーセンタイル：62.17(Multidisciplinary Sciences)Neutron reflectometry (NR) allows us to probe into the structure of the surfaces and interfaces of various materials such as soft matters and magnetic thin films with a contrast mechanism dependent on isotopic and magnetic states. The neutron beam flux is relatively low compared to that of other sources such as synchrotron radiation; therefore, there has been a strong limitation in the time-resolved measurement and further advanced experiments such as surface imaging. This study aims at the development of a methodology to enable the structural analysis by the NR data with a large statistical error acquired in a short measurement time. The neural network-based method predicts the true NR profile from the data with a 20-fold lower signal compared to that obtained under the conventional measurement condition. This indicates that the acquisition time in the NR measurement can be reduced by more than one order of magnitude. The current method will help achieve remarkable improvement in temporally and spatially resolved NR methods to gain further insight into the surface and interfaces of materials.
小野寺 直幸; 井戸村 泰宏; Ali, Y.*; 山下 晋; 下川辺 隆史*; 青木 尊之*
Proceedings of Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications + Monte Carlo 2020 (SNA + MC 2020), p.210 - 215, 2020/10
本研究では、ブロック型局所細分化(AMR)法に基づくPoisson解法のGPU高速化を実施した。ブロック型AMR法はGPUに適したデータ構造であり、複雑な構造物で構成された原子炉等の解析に必須な解析手法である。これに、最新の前処理手法であるマルチグリッド(MG)法を共役勾配(CG)法へと組み合わせることで、計算の高速化を実現した。MG-CG法を構成する計算カーネルをGPUスーパーコンピュータであるTSUBAME3.0上にて測定した結果、ベクトル-ベクトル和、行列-ベクトル積、およびドット積の帯域幅は、ピークパフォーマンスの約60%となり、良好なパフォーマンスを実現した。更に、MG法の前処理手法として、3段のVサイクル法および各段に対してRed-Black SOR法を適用した手法を用いて、
格子点の大規模問題の解析を実施した結果、元の前処理付きCG法と比較して、反復回数を30%未満に削減すると共に、2.5倍の計算の高速化を達成した。
大釜 和也; 安藤 葉子; 山口 美佳; 生田 優子; 篠原 伸夫; 村上 博幸; 山下 清信; 上坂 充*; 出町 和之*; 小宮山 涼一*; et al.
JAEA-Review 2013-004, 76 Pages, 2013/05
JAEA-Review-2013-004.pdf:13.53MB
日本原子力研究開発機構(以下、原子力機構)は、原子力人材育成ネットワーク、東京大学及び日本原子力産業協会とともに、日本がアジアの原子力人材育成の中核となることを目指し、IAEAの原子力エネルギーマネジメントスクールを我が国に招致した。同スクールにおいては、IAEAの専門家を講師とした講義のほか、多くの日本人専門家の協力を得て、福島第一原子力発電所事故の教訓、日本の原子力分野における経験・技術の紹介などを含む独自性のある講義や施設見学を提供した。このスクールの開催を通して、我が国の若手人材の国際化及び新規原子力導入国等の人材育成へ寄与することができた。また、我が国とIAEAとの協力関係の促進に資することができた。加えて、我が国初となる本スクールの開催により、省庁,大学,メーカ,電力,研究開発機関が一体となって協力しあったことにより、国内の原子力人材ネットワークの協力関係の強化を行うことができた。本報告では、今後の我が国による国内外の国際原子力人材の育成事業の効果的実施に資するため、本スクールの準備、開催状況及び評価について述べる。
端 邦樹; Lin, M.; 勝村 庸介*; 室屋 裕佐*; Fu, H. Y.*; 山下 真一; 中川 秀彦*
Journal of Radiation Research, 52(1), p.15 - 23, 2011/01
被引用回数：25 パーセンタイル：62.94(Biology)A comparative study using the pulse radiolysis technique was carried out to investigate transient absorption spectra and rate constants for the reactions of OH radical and N radical with edaravone (3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one) and its four analogue compounds, 1,3-dimethyl-2-pyrazolin- 5-one, 3-methyl-1-(pyridin-2-yl)-2-pyrazolin-5-one, 1-phenyl-3-trifluoromethyl-2-pyrazolin-5-one and 1-(4-chlorophenyl)-3-ethyl-2-pyrazolin-5-one. The results showed that, unlike reaction mechanisms previously proposed, the phenyl group of edaravone played an important role in the reaction with OH radical and OH adducts to the phenyl group were formed. Quantum chemical calculations also strongly supported this attribution and suggested that the most favorable site for attacks by OH radical is the ortho position of the phenyl group. Moreover, the rate constants for the reactions of edaravone and its analogues towards OH radical and N radical were about 8.0
10
, and 4.010 dm
mol
s, respectively. Edaravone displayed higher reactivity compared to the others, in contrast a previous report in which 3-methyl-1-(pyridin-2-yl)-2-pyrazolin-5-one showed the highest reactivity towards OH radical.
Yan, Y.*; Lin, M.; 勝村 庸介*; 室屋 裕佐*; 山下 真一; 端 邦樹; Meesungnoen, J.*; Jay-Gerin, J.-P.*
Canadian Journal of Chemistry, 88(10), p.1026 - 1033, 2010/10
被引用回数：1 パーセンタイル：6.87(Chemistry, Multidisciplinary)パルスラジオリシス法及びレーザーフォトリシス法を用いて、亜臨界及び超臨界状態(220-270
C)におけるメタノール中溶媒和電子の光吸収スペクトル変化を計測した。溶媒和電子の吸収ピーク(
)は溶媒の密度に依存し、0.45-0.59g/cmの範囲で増加させると高エネルギー側へシフトした。水に関する過去の実験結果と同じく、は圧力一定下においては臨界温度を超えてもなお単調減少するが、逆に密度一定下においては、臨界温度に極小点を持つことがわかった。このようなスペクトルの振る舞いを、メタノールの温度・圧力変化に伴う物性値や分子構造の変化により議論した。
Lin, M.; Fu, H.*; Lampre, I.*; De Waele, V.*; 室屋 裕佐*; Yan, Y.*; 山下 真一; 勝村 庸介; Mostafavi, M.*
Journal of Physical Chemistry A, 113(44), p.12193 - 12198, 2009/10
被引用回数：7 パーセンタイル：21.60(Chemistry, Physical)パルスラジオリシス法によりブロパン-1,2,3オール中の溶媒和電子の吸収スペクトルのモル吸光係数の再評価とともに、室温から373Kの温度領域でのスペクトルの温度依存性を測定した。高温から333Kまでの温度の減少に伴う吸収スペクトルの変化を333Kでの溶媒和挙動と比較し、ブロパン-1,2,3オール中の溶媒和電子の特有の構造について他のアルコールと比較検討した。
Xu, Y.*; 田川 明広; 藤木 一成*; 上田 雅司; 山下 卓哉
Proceedings of 17th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-17) (CD-ROM), 9 Pages, 2009/07
高速増殖炉「もんじゅ」では、原子炉容器に対し供用期間中検査として体積検査を実施する。その検査中の環境は温度が200C,放射線線量率が10Gy/hrと非常に過酷である。体積検査は、電磁超音波探触子(EMAT)を用いて実施されるが、これまではPPM構造の磁石配置のEMATを用いていた。PPN構造とはS極とN極を交互に組合せた構造である。本研究では、PPM構造の縦磁化磁石の間に横磁化磁石を入れ込んだHalbach構造を採用した。これにより磁束密度はPPMに比べ1.4倍に向上した。さらに、新しい信号処理方法を用いることで4倍の感度向上を達成した。さらに、200Cで200時間の耐久性試験も実施した。
柴田 圭一郎*; 真木 紘一*; 井上 多加志*; 花田 磨砂也; 奥村 義和; 山下 泰郎*
Fusion Engineering and Design, 51-52, p.357 - 362, 2000/11
被引用回数：1 パーセンタイル：11.79(Nuclear Science & Technology)ITERのNB装置は50MW,1MeVのD
ビームをプラズマに入射し、プラズマ加熱,電流駆動のほか、プラズマに回転力を与える。ビームは、NBダクト及び幅0.58m高さ0.915mの断面を有する斜入射水平ポートからプラズマに入射される。NBダクトをストリーミングした核融合中性子及び
線により、加速管中のセラミックス絶縁材及び永久磁石等のNB構成機器が損傷を受ける。又、プラズマからの放射線照射によりNB構成機器が放射化される。そこで、今回の解析では、NB構成機器の核特性及び運転停止後のNB入射装置周囲の線量を二次元THIDAコードシステムにより求め、その計算精度を三次元モンテカルロMCNP-4Aを用いて評価した。ITER寿命中における絶縁材及び永久磁石の劣化は問題にならず、NB入射装置周囲の線量は40
Sv/hとなり、人間による直接保守作業が可能であると考えられる。
井上 多加志; 柴田 圭一郎*; 真木 紘一*; 山下 泰郎*
Fusion Technology 1996, 0, p.1799 - 1802, 1996/00
核融合実験炉用中性粒子入射装置(NBI)では、炉本体と直結する入射ポート・ビームダクトを通って中性子がNBI内へストリーミングするため、NBI機器が放射化することは避けられない。しかしながら、たとえばITER用NBIでは、主要機器である負イオン源・加速器は炉から20m程離れた遠方に設置されるため、ビームライン中で4桁の中性子束の減衰が期待され、装置の機能・寿命は確保できる。本研究ではNBI室内での作業従事者近接保守を実現するためにITER用NBIの2次元中性子輸送計算・放射化計算・線輸送計算を行った。その結果、NBI入射装置の外側に厚さ30cmのポリエチレンを中性子遮蔽として設置し、さらに厚さ15cmの磁気遮蔽体である鉄を線遮蔽に併用することにより、NBI室内の炉停止1日後の線量当量を10Sn/hr程度まで低減しうることを明らかにした。これによりNBI室内での保守作業は作業従事者が直接行えるとの見通しが得られた。
小原 祥裕; 田中 茂; 秋場 真人; 荒木 政則; 藤沢 登; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 真木 紘一*; 水野 誠; 奥村 義和; et al.
JAERI-M 91-052, 176 Pages, 1991/03
ITER共通設計基準に基づいた中性粒子ビーム入射システム(NBS)の日本概念設計案について述べる。本システムは、1.3MeVで75MWの重水素中性粒子ビームを入射するものであり、プラズマ加熱の他電流駆動や電流分布制御にも用いられる。本システムは9ユニットより成り、各ユニット当り最大1.3MeV、10MWのビームを入射する設計としている。本設計で最も重要な点は、原研での実験結果に基づいて、低運転ガス圧で高い負イオン電流密度を得ることができるセシウム導入型体積生成負イオン源を採用していることである。本イオン源の採用により、NBIシステムの効率を改善すると共に、ITER共通設計基準を満足するコンパクトなNBIを設計することができた。
井上 多加志; 秋場 真人; 荒木 政則; 花田 磨砂也; 真木 紘一*; 水野 誠; 奥村 義和; 小原 祥裕; 関 昌弘; 田中 茂; et al.
Fusion Engineering and Design, 18, p.369 - 376, 1991/00
被引用回数：3 パーセンタイル：40.33(Nuclear Science & Technology)ニュートロニクスの観点から、ITER用中性粒子入射加熱装置の設計概念が考察される。高パワー中性粒子ビームを炉心プラズマ入射するため、ITER本体と中性粒子入射装置は、大きな開口をもったポートとドリフト管で接続されており、これを通して炉心プラズマから中性粒子入射装置へ、高流束の中性子がストリーミングする。中性粒子入射装置内のニュートロニクス諸量を2次元中性子輸送・放射化計算によって得た。その結果、ビームライン機器は10~10
n/cm
sの高い中性子束に曝されること、中性粒子入射装置室の誘導放射能は運転停止後1日で10
Ci/cm以下となることが判明した。
水野 誠; 大楽 正幸; 小原 祥裕; 尾崎 章*; 田中 茂; 上出 泰生*; 渡邊 和弘; 山下 泰郎*; 横山 堅二
IEEE 13th Symp. on Fusion Engineering, Vol. 1, p.574 - 577, 1989/00
負イオンを用いた中性粒子入射装置(NBI)はITERやFERにおける加熱および電流駆動のための重要なシステムの1つである。必要とされるビームエネルギーは500keV~1MeVであり、入射パワーは数+MWに達する。このため、加速電源として、500kV~1MV、数十Aの直流高電圧電源が必要とされる。このような電源には、従来用いられてきた、GTOサイリスタや四極管を使用した直流スイッチ方式は適用が難しい。そこで、直流スイッチを持たない電源を採用した。本電源の直流出力は、すべて、低圧側のインバーターにより制御される。R&Dの第1段階として、高熱負荷試験装置(JEBIS)の加速電源(100kV、5A)に本方式を採用した。講演では、高電圧電源の設計およびJEBISにおけるR&Dの結果について発表する。
端 邦樹; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 山下 真一; Fu, H. Y.*; 工藤 久明*; 中川 恵一*; 中川 秀彦*
no journal, ,
エダラボンとその誘導体についてOHラジカルとの反応性をパルスラジオリシス法により評価した。反応の過渡吸収スペクトルを測定し、比較したところ、エダラボンのフェニル基へのOH付加反応が示された。さらに量子化学計算から、フェニル基のオルト位へのOH付加反応が最も起こりうる反応であると示唆された。
河口 優子*; 杉野 朋弘*; Yang, Y.*; 高橋 勇太*; 吉村 義隆*; 辻 尭*; 小林 憲正*; 田端 誠*; 橋本 博文*; 鳴海 一成; et al.
no journal, ,
われわれは、地球低軌道を周回する国際宇宙ステーション日本棟曝露部を利用する「微生物・有機物の宇宙曝露と微生物・宇宙塵の捕集実験」(たんぽぽ計画)を提案している。この計画では、微生物と生命の材料となり得る有機化合物が天体間を移動する可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を行う予定である。超低密度シリカエアロゲルを一定期間軌道上に曝露し、衝突する微粒子内に含まれる微生物の捕集を行うとともに、地球低軌道上での微生物の生存可能性を検証するために、微生物曝露実験を行う。本発表では、捕集する微生物を解析するうえで障害となり得る点について検討した結果について報告する。また、微生物の曝露実験については、さまざまな
属細菌について、宇宙環境を模擬した条件下(紫外線,放射線等)での生存を検討した結果を報告する。
薄膜電極触媒による電気化学的前処理と酸素還元反応活性向上に与える界面構造の検討府金 慶介*; 森 利之*; Wu, Y. Y.*; 山本 春也; 前川 康成; 吉川 英樹*; 山下 良之*; 上田 茂典*; Vladimir, M.*; 鈴木 彰*; et al.
no journal, ,
固体高分子形燃料電池は、家庭用や自動車用の二酸化炭素を排出しない発電装置として注目されているが、カソード上での酸素還元反応に起因する電力損失のため、十分な電池出力が得られていない。本研究では、酸素還元活性の高いカソード触媒の開発を目的に、白金-酸化セリウムとカーボンブラック粉体(Pt-CeO/CB)を組合せたカソード電極を開発してきた。本電極では、市販のPtカソードよりも白金表面の酸化を抑制するために、高い酸素還元反応活性を示し、さらにPt-CeO/CBカソードに電気化学的前処理を行うことで、酸素還元反応活性が向上することを見いだしている。そこで今回は、単結晶SrTiO(100)基板上にパルスレーザー蒸着法により作製したCeOのエピタキシャル膜を用いて、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、その単純化された界面構造を用いて高い酸素還元活性の発生原因を追究した。発表では、透過型電子顕微鏡と光電子分光法によるPtとCeOの界面構造の評価及び電気化学測定により評価した酸素還元反応活性について報告する。
橋本 直幸*; 豊田 晃大*; Tang, Y.*; 坂本 寛*; 山下 真一郎
no journal, ,
改良ステンレス鋼の照射下安定性について調査するため、再結晶材および押し出し材(Fe-12Cr-6Al-0.5Ti-0.4Zr-0.24Ex.O-0.5YO)に対してシミュレーション照射試験を実施した。Fe
シミュレーション照射試験に関して、再結晶材は量子科学技術研究開発機構(高崎)のTIARAを、押し出し材は京都大学のDuETを用いて行った。被照射試料をFIB加工により薄膜化し、200keV透過型電子顕微鏡を用いて微細組織観察を行った。さらに、照射下におけるキャビティの形成・成長挙動を詳細に把握するため、電子線照射実験を通して空孔の移動エネルギーを実験的に算出した。また、原子空孔とAlの相互作用について精査すべく、密度汎関数によるエネルギー計算も試みた。
今村 俊幸*; 井戸村 泰宏; 伊奈 拓也*; 山下 晋; 小野寺 直幸; Ali, Y.*; 山田 進
no journal, ,
ポスト京におけるエクサスケール計算に向けて、省通信アルゴリズムに基づく新たな行列ソルバが開発されている。本講演では、3次元多相熱流動解析CFDコードJUPITERで用いられている2つの手法を紹介する。一つは省通信クリロフ部分空間法である。この手法では複数の基底ベクトルの生成、直交化を一度に処理することで大域的集団通信の回数を削減する。もう一つ手法であるマルチグリッド前処理付クリロフ部分空間法は収束特性を飛躍的に向上し、反復、すなわち、大域的集団通信の回数を削減する。最新のメニーコア環境におけるこれらの手法の比較を議論する。
