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井戸村 泰宏; 仲田 資季
no journal, ,
ジャイロ運動論的full-fオイラーコードGT5Dを用いてイオン温度勾配駆動乱流における熱輸送のプラズマサイズおよび加熱パワー依存性を調べた。系統的な加熱パワースキャンによって、Lモードプラズマにおける加熱パワーによる閉じ込め劣化現象を第一原理モデルで初めて再現することに成功した。加熱パワーをプラズマサイズに比例して増大させると、従来のジャイロ運動論的delta-fコードがジャイロボーム則に漸近する輸送係数を与える大型装置領域においても、加熱パワーによる閉じ込め劣化現象によって輸送係数がボーム則を示すことを発見した。
森林 健悟
no journal, ,
重粒子線の水への照射で生じた分子イオンの電場で二次電子が粒子線の軌道付近に捕獲されプラズマが生成する。プラズマ中では衝突電離など様々な原子過程が起きるが、イオン・電子間の再結合もその1つである。前回の講演では(1)再結合により電子のエネルギーはもう1つの電子に移行し、(2)再結合は軌道上で最もよく起き、これにより、(3)高エネルギー電子が軌道より1nm以内の少し離れた場所を動き回り、(4)電子温度を高くすることを示した。今回の講演では再結合過程が動径線量を増加させることを報告する。これは、電子温度が高くなると電離や励起を起こす能力が増えるためである。
Al
におけるU
(5
)局在状態目時 直人; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣
no journal, ,
近年NpPdAlが重い電子超伝導体であることが報告されたが、UPdAlの粉末試料について中性子非弾性散乱実験を行ったところ、顕著な結晶場励起ピークが観察され、ウラン化合物としては非常に珍しく、5電子が局在的な性格を持つことが明らかとなった。Uイオンを仮定して結晶場解析を行ったところ、非クラマース(5)一重項基底状態をとることが明らかになった。一方、同じ結晶構造を持つPuやAm化合物はで3価が実現していて、Np化合物の磁化測定及びバンド計算では3価と4価の中間、メスバウアーでも同位体シフトの3価からの大きなずれが報告されている。したがってアクチノイド元素の価数がNp化合物近傍で不安定であり、この価数の臨界的な揺らぎがNpPdAlの重い電子超伝導状態と関連している可能性があることがわかった。
La
B
のIV相の菱面体歪みの観測稲見 俊哉; 道村 真司*; 林 佑弥*; 松村 武*; 世良 正文*; 伊賀 文俊*
no journal, ,
CeBをLa希釈したCe
La
Bではx=0.7近傍でIV相と呼ばれる反強八極子秩序相が低温で現れる。これに伴う強四極子秩序により格子は菱面体に歪むことが期待されており、実際、膨張計の測定から1
10
程度の歪みが検出されている。しかしながら、歪みの方向、大きさについては確定していなかった。さて、X線回折法はこうした格子歪みを検出する有力な方法の一つであるが、通常の分解能は110程度と言われており、IV相への適用には力不足である。そこで、この面間隔の測定分解能を向上させる高分解能X線回折法を適用することとした。実験はSPring-8の機構ビームラインBL22XUで行い、背面反射と高分解能モノクロメータを用いて分解能を向上させた。(444)反射と(550)反射を測定し、どちらも転移点1.4K以下での分裂を確認し、510程度の菱面体歪みがあり、[111]方向に伸びていることを明かにできた。
Zn
で実現する新奇な磁場誘起秩序金子 耕士; Raymond, S.*; Ressouche, E.*; 椎名 亮輔*; 竹内 徹也*; 広瀬 雄介*; 本多 史憲*; 大貫 惇睦; Lapertot, G.*
no journal, ,
同一結晶構造のもとで現れる多様な物性は、系統的な理解を可能にする、魅力的な研究対象である。スクッテルダイトに続き、新たに1-2-20で表される立方晶
において、超伝導や軌道秩序など多彩な物性の発現が明らかとなる中、Ybで構成される6つの化合物Yb
Zn (
: Fe, Co, Ru, Rh, Os, Ir)は、全て重い電子状態を示す。中でもYbCoZnは、電子比熱係数が8J/mol Kを超える、極めて重い電子状態を基底に持つことから、常圧で既に臨界点近傍に位置していると考えられる。実際、加圧により反強磁性秩序が現れる他、磁場では約0.6Tの弱磁場でのメタ磁性転移や、急激な有効質量の減少に加え、
方向に印加した場合にのみ、新たな秩序状態の実現が見出された。今回、大型単結晶を用いた磁場中中性子回折実験により、圧力誘起相の秩序波数とは異なる位置に、特徴的な磁気応答が現れることを見出した。本発表では、観測されたパターンと共に、考えられる磁場誘起秩序相の秩序変数について報告する。
森 道康; 小椎八重 航*; 挽野 真一*; 前川 禎通
no journal, ,
強磁性体で隔てられた超伝導体の接合を考え、その強磁性体中に磁壁が含まれている場合の電流電圧特性を理論的に導いた。振動運動している場合の電流電圧特性を理論的に導いた。その結果、磁壁の振動数の整数倍に比例定数をかけた電圧のところで、電流電圧特性が階段状に変化しうることを見出した。比例係数がプランク定数と素電荷で与えられ、電圧はジョセフソン接合を用いて極めて高い精度で規定されているので、磁壁の振動数の高精度な観測が可能になると期待される。
湊 太志
no journal, ,
崩壊を起こす原子核は不安定であるため、核構造の視点からみた物理的理解は、実験的にも理論的にも十分に進んでいない。特に、中性子過剰の魔法数核の崩壊については、従来の核構造理論で再現することが難しく、問題となっている。本研究では微視的な核構造の理論計算(平均場+乱雑位相近似法)に基づいて、不安定(準)魔法数核の崩壊(半減期, ft値,娘核の励起状態)を再現することができるか検証を行った。本研究の特色は、テンソル力を理論計算モデルに新たに取り込んだことである。その結果として、テンソル力の残留二体相互作用が、崩壊に大きな影響を与えていることが分かった。さらに、励起状態(親核から見ると崩壊先の準位)でもテンソル力が重要となることを明らかにした。この研究成果により、平均場に基づいた理論による魔法数核の崩壊の再現が可能となり、崩壊予測の信頼性が向上した。
熊田 高之; 赤木 浩; 板倉 隆二; 乙部 智仁; 横山 淳
no journal, ,
フェムト秒レーザーアブレーションには、圧力波により固体試料表層部が機械的に剥離する非熱的なアブレーション過程があると言われている。しかしながら、熱的過程と明瞭に区別できる実験結果が乏しかった。我々は時間分解反射率測定装置を組み上げ、石英試料において非熱的にアブレーションが起きていることを示す、剥離体と試料母体における反射波の干渉を観測することに成功した。
永井 佑紀; 太田 幸宏
no journal, ,
銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった熱応答や電磁応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれるカテゴリー群が注目を集めている。そこで、本発表では、トポロジカル超伝導体の超伝導転移温度が不純物に対してどの程度耐性を持つのかを理論的に調べた。なお、上記課題の解決にあたり、トポロジカル超伝導体を特徴付けるトポロジカル量を数値的に精度よく計算する方法を開発した。本発表では、半導体基板上で実現されうるトポロジカル超伝導体を調べた結果を報告する。これらの結果は、超伝導体の基礎特性を明らかにするのみならず、良い特性を持つデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。
鳴海 一雅; 千葉 敦也; 山田 圭介; 的場 史朗; 齋藤 勇一
no journal, ,
高速クラスターイオン衝撃による固体からの二次電子放出に関する近接効果を調べるため、数百keV/uクラスターイオンを非晶質炭素薄膜に照射した際に放出される二次電子収量の測定を行っている。今回は、クラスターイオンによって固体内に発生する励起電子の表面までの輸送過程に由来する近接効果のクラスターサイズに対する依存性を測定した。ビーム軸に対して45
傾けた非晶質炭素薄膜(厚さ1-100
g/cm
)に62.5keV/u C
(
=1-4)、あるいは100keV/u H(=1-3)を照射し、薄膜の前方に放出される二次電子収量を測定した。二次電子収量の評価は、薄膜を透過した解離イオンを二次電子の検出と同時に半導体検出器(SSD)で検出し(受け入れ角7.6)、解離イオンが全て検出された場合のみを抽出して行った。この実験結果に現れる励起電子の輸送過程に由来する近接効果についてウェイクポテンシャルモデルに基づき考察した。
イオン透過によるSiN薄膜上のアミノ酸の前方二次イオン放出永野 賢悟*; 中嶋 薫*; 鈴木 基史*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一
no journal, ,
近年、医学や生命科学の分野での利用が進んでいる二次イオン質量分析法(SIMS)による生体分子の分析において、多種類のフラグメントイオンが大量に発生すること(フラグメンテーション)が、分子の同定を困難にしている。これまでの研究から、クラスターイオンを一次イオンに用いればフラグメンテーションが避けられ、無傷の分子イオンの収量向上に有効であることがわかっている。本研究では、SIMSにおける無傷の分子イオンのさらなる収量向上を目的として、生体試料の基板に薄膜を使用して、フラグメンテーションが少ないことが期待できるクラスターイオンを背面から照射することで前方の分子イオン収量の向上に関わる有効性を調べた。窒化ケイ素薄膜に生体分子(フェニルアラニン)を蒸着した試料に、薄膜側あるいは生体分子側から5MeVのCイオンを照射し、それぞれ前方あるいは後方に放出された二次イオンの質量分析を行った。得られた質量スペクトルを比較した結果、薄膜側から照射して前方に放出された二次イオンはフラグメンテーションが少なく、この手法が無傷の分子イオンの収量向上に有効であることが確かめられた。
照射による非晶質SiNのスパッタリング北山 巧*; 森田 陽亮*; 中嶋 薫*; 鈴木 基史*; 木村 健二*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 松田 誠; 左高 正雄*; 辻本 将彦*; et al.
no journal, ,
サブMeV Cイオン照射によって非晶質SiN膜中に形成されるイオントラックの微細構造を調べる研究の過程で、Cイオン1個で数千個の標的原子がスパッタリングされることを示唆する実験結果を得た。そこで、この現象を詳細に調べるために、Si基板上の非晶質SiN膜(厚さ30nm)に540keV Cイオンを照射し、高分解能ラザフォード後方散乱(RBS)法によってそのスパッタリング収量を評価した結果、およそ5000atoms/ionであった。一方、弾性衝突によるスパッタリングを模擬するSRIMコードで計算すると約80atoms/ionである。このことは、本研究で考えるスパッタリングが単純な弾性衝突によるスパッタリングでは説明できないことを示している。また、SiNの電子的阻止能が540keV Cイオンに対する値(8keV/nm)よりも大きい19keV/nmの100MeV Xe
によるスパッタリング収量を同様の方法で測定すると、C照射に比べて非常に小さくなり、電子的阻止能のみによる単純な電子的スパッタリングでも、540keV Cによるスパッタリング収量は説明できない。そこで、本発表では電子的阻止能と核的阻止能の相乗効果により説明が可能であることを議論する。
池田 隆司; Chai, G.*; Hou, Z.*; 寺倉 清之*
no journal, ,
近年、窒素等のヘテロ原子をドープしたカーボンアロイ触媒が固体高分子形燃料電池の正極での酸素還元反応の有望な白金代替触媒として注目されており、盛んに研究開発が行われている。触媒活性の更なる向上のためには、触媒活性点と反応機構の原子レベルでの理解が必須である。我々はこれまでに、炭素材を端のあるグラフェンシートに簡素化したモデルを用いて第一原理電子状態計算を基盤とした分子動力学計算を行い、カーボンアロイ触媒における触媒活性に寄与する窒素の配置および触媒活性点での酸素還元反応機構を報告してきた。今回は、電極電位を考慮した熱平衡状態計算により得られた窒素等をドープしたグラフェン端での可能な酸素還元反応経路および各活性点での触媒活性の総括を行う。
宮戸 直亮; 矢木 雅敏
no journal, ,
磁場閉じ込めトロイダルプラズマで時々観測されるような、プラズマ端での密度ソースに対するプラズマの非局所応答が簡約化MHDモデルに基づくシミュレーションで発見されている。しかし、これらは非局所応答が起きる炉心領域に乱流が存在しないシミュレーションであった。炉心領域ではイオン温度勾配(ITG)駆動乱流がプラズマの輸送に重要な役割を果たしていると考えられている。そこで、ITG乱流を取り扱うことができるグローバルランダウ流体コードに、プラズマ端での密度ソースを温度の方程式におけるシンク(コールドパルス)として実装し、コールドパルスがITG乱流および乱流から駆動される帯状流に及ぼす影響を調べた。シミュレーションによれば、コールドパルスによりプラズマ端領域のITG乱流は強められ、その結果、帯状流のGAM振動が駆動された。
福田 祐仁
no journal, ,
高強度レーザーと物質の相互作用によってプラズマ中に作り出される加速電場は、従来型高周波加速器の加 速電場をはるかに超える。したがって、この電場勾配を利用することで、従来型加速器を凌駕する超小型 の「レーザー加速器」を実現することが可能である。我々は、クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン 加速が、従来の固体薄膜ターゲットを用いた手法の約10倍の加速効率を有することを発見し、これまでに核子あたり50MeV/nを超えるヘリウムイオンの加速に成功した。この革新的なレーザー駆動イオン加速手法の最新の研究成果、及び、レーザー駆動イオン加速技術の放射線物理研究への適用に関する展望について報告する。
深谷 有喜; 望月 出海*; 前川 雅樹; 和田 健*; 兵頭 俊夫*; 松田 巌*; 河裾 厚男
no journal, ,
シリセンはグラフェンのシリコン版であり、理論的にはグラフェンとは異なる物性の発現も期待される新物質である。シリセン自体は自然界に存在しないため、これまでその合成が試みられていた。最近Ag(111)表面上での合成が報告され、シリセンの物性の実験的な検証が精力的に行われている。理論的にはシリセンのバックリングの大きさに依存することが予想されているが、原子配置は実験的に決定されていなかった。本研究では、全反射高速陽電子回折(TRHEPD)法を用いて、Ag(111)表面上のシリセンからのロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度解析を行った。各層間隔をパラメータとして最適化を行った結果、シリセンのバックリングの大きさに関しては、0.83Aと決定した。この値は理論的予測と0.05Aの誤差範囲内で一致する。したがって、シリセンはグラフェンとは異なり、バックリングした構造を形成することが確かめられた。
Pirozhkov, A. S.; 神門 正城; Esirkepov, T. Z.; Pikuz, T. A.; Faenov, A. Ya.*; 小倉 浩一; 林 由紀雄; 小瀧 秀行; Ragozin, E. N.*; Neely, D.*; et al.
no journal, ,
In recent experiments we discovered bright off-axis harmonics carrying the pulse energy of up to 50 nJ (
photons) in the 60-100 eV spectral region, which is one of the best results achieved with compact coherent X-ray sources. We measured the angular divergence. High-resolution images reveal that the harmonics are emitted from two point-like regions with size smaller than a micron, which was predicted by our relativistic electron spikes model.
ガス中の放電の特性の解析佐々木 明; 鳥居 建男; 加藤 進*; 高橋 栄一*; 岸本 泰明*; 藤井 隆*; 金澤 誠司*
no journal, ,
パーコレーションモデルによる、SFガス中の放電の解析について報告する。SFガスの電離係数、付着係数を用いて求めた、媒質中の電離領域の生成、消滅の確率を用いてシミュレーションを行なうと、電極付近の短いストリーマが生成、消滅を繰り返す放電の前駆現象から、ステップドリーダーが成長して短絡するまでの過程を再現することができ、放電開始の遅れ時間の実験的な傾向を再現することができる。放電媒質の電離メカニズムに照らし、パーコレーションモデルの適用範囲についても考察する。
Siにおける磁気揺らぎ異方性酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 松本 裕司*; 芳賀 芳範
no journal, ,
Ising的な磁気秩序モーメントをもつ反強磁性体CeRhSiに注目し、スピン揺らぎの異方性を
Si-NMR法を用いて詳細に調べた。Si核の自然存在比が4.7%と低いため、単結晶NMR測定は一般に困難であるが、Si核を約50%に濃縮したCeRhSi単結晶を用いた。磁場を結晶の
軸、及び
軸方向に印加し、ナイトシフト、核スピン-格子緩和率を測定した。常圧におけるスピン揺らぎの異方性、及び圧力依存性について報告する。
における磁気相転移と自己照射損傷効果のNMRによる研究徳永 陽; 西 剛史; 中田 正美; 酒井 宏典; 神戸 振作; 本間 佳哉*; 本多 史憲*; 青木 大*
no journal, ,
AmOの低温の磁気相転移の起源は発見から30年近くたった現在も未だに謎である。帯磁率では8.5K付近で明確な異常が観測されるが、中性子やメスバウアー分光測定では磁気双極子の秩序は観測されていない。このためNpOと同じ高次多極子の秩序の可能性も指摘されている。今回我々は新たに
O核を置換したAmOを準備し、それをできる限り短時間でNMR実験サイトへと運び測定を行った。これにより自己照射効果がほぼ存在しない場合の電子状態を確認することができた。さらに同試料を極低温状態に一か月保管することで、自己損傷効果が急激に進み、それによって非常に短時間で磁気秩序相のNMRスペクトルが変化していく様子を観測することができた。本研究により初期の自己損傷効果を微視的に評価をすることができた。講演ではこれらの結果を基にAmOの磁気相転移の起源について議論する予定である。