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保田 諭; Di
o, W. A.*; 福谷 克之
Vacuum and Surface Science, 66(9), p.514 - 519, 2023/09
原子層材料の代表である単層グラフェンは、近年、水素イオンと重水素イオンを透過するだけでなく、これら水素同位体イオンの高い選択透過性を有することが知られている。このため、シリコン半導体、光ファイバー、創薬、核融合といった分野における水素同位体ガス濃縮材料としてグラフェンが利用できることが期待されている。しかしながら、その重要性にもかかわらず、実験研究は依然として不足しており、分離メカニズムについては未だ議論が続いている。本研究では、ヒドロンの量子トンネリングがどのように起こるかについての最近の発見を紹介する。
高村 浩彰*; 浜田 元*; 佐藤 稔紀
第48回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(インターネット), p.13 - 18, 2022/01
山岳トンネルの段発発破において、電子雷管を用いて前後の段との起爆時間間隔を大きくすることで、他の段の影響が入らない単孔起爆の状態を作り、そのときの振動と音圧の波形を測定した。振動波形の分析から、芯抜きの岩盤破砕のプロセスを推定した。また、2箇所の測定点の速度振幅と卓越周波数の違いから、切羽と測定点の間に分布する岩盤の硬軟や減衰特性の違いを推定した。音圧波形の分析では、測定点における入射波と反射波を分離することにより切羽と防音扉の間の音圧伝播のプロセスを示した。また、前段との秒時差が小さな段では起爆時間のずれと音圧の低下が現れた。この原因として、前段との秒時差が小さかったため、坑内音圧が大気圧に平衡する前の起爆となり坑内に負圧が残っていたと指摘した。このように単孔起爆の音圧波形の分析から得られた知見は、制御発破の音圧低減効果の検討や騒音予測式の誤差の分析に有効に活用できると考えられる。
長谷川 登
化学, 71(3), p.72 - 73, 2016/02
日本には、非常に多くのトンネルがある一方で、それらは高度経済成長期に建設されたものが多く、その老朽化が社会問題となっている。今回我々は、レーザーを用いてトンネルコンクリート内部の外からは見えない「ひび割れ」等の欠陥を遠隔・非接触で検出する「レーザー欠陥検出法」の高速化を行った。レーザー技術総合研究所と協力し、コンクリート壁を振動させる振動励起レーザーと振動を検知する計測系の高速化を行い、実験室内の模擬欠陥を対象として、従来の約50倍の速さに相当する25ヘルツでの欠陥の検出に成功した。この計測手法に関する解説を行った。
のエレクトロニクス応用; トンネル接合素子と熱緩和型パルス応答素子への展開に向けて石田 武和*; Wang, Z.*; 四谷 任*; 町田 昌彦
固体物理, 40(1), p.51 - 67, 2005/01
新しい超伝導体MgBは、エレクトロニクスを初めとしてさまざまな応用分野への展開が期待されている。本論文では、おもに、MgBを用いたトンネル接合素子開発の現状と熱緩和型パルス応答素子による中性子計測に関する取り組みについて解説する。特に、中性子計測に関しては、地球シミュレータを用いた熱緩和の大規模シミュレーションによりMgB素子の検出条件を明らかにした結果について報告する。
山川 考一; 赤羽 温; 福田 祐仁; 青山 誠; 井上 典洋*; 上田 英樹; 内海 隆行*
Physical Review Letters, 92(12), p.123001_1 - 123001_4, 2004/03
被引用回数：68 パーセンタイル：87.93(Physics, Multidisciplinary)波長800nm, パルス幅20fsのレーザー光を集光強度10
W/cm
から10
W/cmの範囲でキセノン原子に照射し、そのイオン化過程におけるダイナミクスについて研究を行った。レーザー照射強度に対するキセノン1価から20価イオンまでのイオン化収率を測定し、トンネルイオン化モデルとの比較を行った結果、(1)低価数イオンにおける予想外なイオン化収率の向上、(2)遮蔽効果による外殻と内殻電子群の非相互作用、(3)相対論レーザー強度及び数サイクルパルスによる多電子同時イオン化の抑制、等が明らかとなった。これらの新しい発見は、このような高強度場において多電子原子がどのように振る舞うかを知るうえで、新しい知見を与えるものである。
山川 考一
応用物理, 73(2), p.186 - 193, 2004/02
30兆分の1秒(33フェムト秒)の間に、百万キロワットの発電設備85万基分の、850兆ワット(0.85ペタワット)の光を放つテーブルトップレーザーが完成した。このようなレーザーは、瞬間的にエネルギーを微小領域に集中することができるため、超高強度,超高圧,超高密度等の極限状態の下で初めて発現する現象の研究が飛躍的に進展し、荷電粒子の加速からガン治療まで幅広い応用が期待される。本稿では、最近開発に成功したペタワットチタンサファイアレーザー装置を中心に、これらのレーザー開発において最も重要となる極短パルスレーザー光の発生とその増幅過程におけるレーザー制御技術及びこれらのレーザーを用いた応用研究の現状について紹介する。
山川 考一; 赤羽 温; 福田 祐仁; 青山 誠; 井上 典洋*; 上田 英樹; 内海 隆行*
JAERI-Research 2003-030, 14 Pages, 2003/12
JAERI-Research-2003-030.pdf:0.75MB
波長800nm,パルス幅20fsのレーザー光を集光強度10W/cmから10W/cmの範囲でキセノン原子に照射し、そのイオン化過程におけるダイナミクスについて研究を行った。レーザー照射強度に対するキセノン1価から20価イオンまでのイオン化収率を測定し、トンネルイオン化モデルとの比較を行った結果、(1)低価数イオンにおける予想外なイオン化収率の向上,(2)遮蔽効果による外殻と内殻電子群の非相互作用,(3)相対論レーザー強度及び数サイクルパルスによる多電子同時イオン化の抑制、等が明らかとなった。これらの新しい発見は、このような高強度場において多電子原子がどのように振る舞うかを知るうえで、新しい知見を与えるものである。
W/cm山川 考一; 赤羽 温; 福田 祐仁; 青山 誠; 井上 典洋*; 上田 英樹
Physical Review A, 68(6), p.065403_1 - 065403_4, 2003/12
被引用回数：46 パーセンタイル：84.49(Optics)光量子科学研究センターでは、高強度場科学と呼ばれる新しい光量子科学分野におけるさまざまな基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高ピーク出力Tキューブレーザーの開発を進めてきた。われわれは、既に開発に成功したピーク出力100TW,パルス幅20fsのチタンサファイアレーザー光を希ガス原子に集光し、トンネルイオン化過程により生成する多価イオンを飛行時間分解型質量分析器によって計測することにより、相対論効果が顕著となる集光照射強度2.6x10W/cmにおいて、アルゴンの16価,クリプトンの19価,キセノンの26価を観測した。こうして生成したイオンは、これまで光電界のみでイオン化した場合の最高価数である。また、得られた実験結果を従来のトンネルイオン化モデルと比較し、相対論的レーザー場が初期段階のトンネルイオン化確率にほとんど影響を与えないことを初めて明らかにした。
熊田 高之
Physical Review B, 68(5), p.052301_1 - 052301_4, 2003/08
被引用回数：39 パーセンタイル：81.49(Materials Science, Multidisciplinary)酸素分子の紫外線乖離により生成した固体水素中の水素原子の再結合反応に対する圧力依存性を電子スピン共鳴法を用いて調べた。4.2K以下で13MPaで再結合速度定数は全く圧力に依存しなかった。この結果は固体水素中における水素原子のトンネル拡散が物理拡散ではなくトンネル反応H+H
H+H により進行していることを示す。
荒殿 保幸
波紋, 13(3), p.168 - 172, 2003/07
JRR-3Mを利用した低温(1-2K)でのトリチウムの関与する水素引抜き反応や再結合反応について著者らの最近の研究結果を紹介した。
Pu(
) reaction via the superdeformed 
-vibrational resonance西尾 勝久; 池添 博; 永目 諭一郎; 光岡 真一; 西中 一朗; Duan, L.*; 佐藤 健一郎; 後藤 真一*; 浅井 雅人; 羽場 宏光; et al.
Physical Review C, 67(1), p.014604_1 - 014604_5, 2003/01
被引用回数：9 パーセンタイル：52.79(Physics, Nuclear)核分裂の双山障壁の第二の谷には、-振動準位が存在する。本研究は、この振動準位を経由したときの核分裂片質量数分布を初めて測定したものである。かつて、障壁上にある
振動準位を経由したとされる核分裂実験が行われたことがあり、その結果は質量非対称成分が増加したと報告されている。振動準位を経由すれば、対称分裂が支配的になると考えた。振動レベルに励起状態が一致すると、共鳴トンネル核分裂によって核分裂断面積が増大するので、この共鳴ピークにゲートをかけて質量数分布を測定した。得られた結果は、(
Puの核分裂),Pu-239熱中性子核分裂や、Pu isomerと同じような質量非対称な分布であった。振動準位を経由しても、系は従来の質量非対称ポテンシャルの谷をころがり落ちること、つまり質量対称のポテンシャルの谷には現れないことがわかった。
isomeric decays静間 俊行; 清水 良文*; 早川 岳人
Journal of Nuclear Science and Technology, 39(11), p.1137 - 1141, 2002/11
被引用回数：4 パーセンタイル：29.25(Nuclear Science & Technology)遷移の禁止度の非常に大きな核異性体の崩壊について、量子トンネル効果を考慮した理論模型を用いて、遷移確率の系統的な研究を行なった。本研究では、われわれが観測した禁止遷移、及び、最近、他グループにより報告された禁止遷移について、実験値と理論値の比較分析を行なった。その結果、実験値と理論値の非常によい一致を得ることができ、量子トンネル効果による核異性体の崩壊メカニズムを明らかにした。さらに、質量数180領域の中性子過剰核に対して、量子トンネル効果によるK核異性体の波動関数の透過率の同位体依存性を調べた。その結果、陽子数66、中性子数104付近において、透過率が最も小さく、この付近の原子核において、核異性体の存在する可能性が大きいことがわかった。
片桐 政樹; 中村 龍也; 大久保 雅隆*; Pressler, H.*; 高橋 浩之*; 中澤 正治*
AIP Conference Proceedings 605, p.177 - 180, 2002/00
Nb/Al/AlO
/Sl/Nb構造の超伝導トンネル接合の信号読み出しに高速電流読み出し法を用いた高計数率X線検出器の開発を行った。素子の特性は、ライズタイムは100ns,電流収集時間は260nsそして0.4Kにおける抵抗は20オームであった。本素子を用いて、超伝導コイルを用いた高速電流読み出し回路を作製した。KEKの放射光施設を用いてX線に対する特性試験を行った。その結果、10cpsから100kcpsまでの計数率に対して270eVのエネルギー分解能が得られた。300kcpsでも300eVの性能が得られることが確認できた。これにより、超伝導トンネル接合の高計数率X線測定への応用の見通しが得られた。
山川 考一; 赤羽 温; 青山 誠; 福田 祐仁; 井上 典洋*; Ma, J.; 上田 英樹
AIP Conference Proceedings 611, p.385 - 396, 2002/00
近年、小型で繰り返し動作が可能な極短パルス・超高強度レーザーが注目されている。これらのレーザーは出力エネルギーは小さいが、ピーク出力がテラワット級にも達する。テーブル・トップ(Table-top)サイズのレーザーでテラワット(Terawatt)級の出力が得られるため、これらのレーザーは一般にT
(Tキューブ)レーザーと総称される。われわれ原研光量子科学研究センターでは、高強度光科学と呼ばれる新しい光量子科学分野におけるさまざまな基礎・応用研究を目的に、極短パルス・超高強度Tレーザーの開発を進めている。ここでは、既に開発に成功したピーク出力100TW,パルス幅19fs,繰り返し数10Hzのチタンサファイアレーザーシステムを中心に、本Tレーザー開発において最も重要となる極短パルス(パルス幅~10fs)レーザー光の発生とその増幅過程におけるレーザー制御技術及び位相,コントラスト,波面等のレーザー特性を計測する技術について紹介する。また、現在進めている高強度レーザーを用いた希ガス原子の光イオン化研究の現状とレーザーイオン加速を初めとするさまざまな応用研究について簡単に紹介するとともに、さらなるピーク出力の向上によるペタワット級レーザー開発研究の将来について述べる。
坂元 眞一; 明午 伸一郎; 今野 力; 原田 正英; 三宅 康博*; 春日井 好己; 武藤 豪*; 藤森 寛*; 小野 武博; 池田 裕二郎
JAERI-Tech 2001-075, 168 Pages, 2001/12
JAERI-Tech-2001-075.pdf:12.78MB
大強度陽子加速器計画の中で重要な施設である物質・生命科学実験施設に共存するミュオンターゲットと核破砕中性子源の設計では、いかに上流に置かれるミュオン標的で生ずるビームロスによる影響を低減できるかが課題である。本レポートは、1年間かけて検討してきた技術課題の定量評価とその対応の仕方について得られた結果をまとめたものである。
CuO
single crystal村上 博成*; 朝岡 秀人; 堺 一男*; 伊藤 利道*; 斗内 政吉*
Applied Surface Science, 175-176, p.306 - 311, 2001/05
被引用回数：7 パーセンタイル：41.38(Chemistry, Physical)包晶反応を利用して作製した高品質なYBaCuO単結晶を用いて、超伝導発現機構を知るうえで重要な、状態密度変化を走査トンネル分光法で観測した。これまでYBaCuO単結晶の原子レベルでの完全性や、最表面処理の問題から測定が困難であった。われわれはSTM装置中の超高真空下、極低温下においてYBaCuOの表面劣化層を取り除き、原子レベルでフラットな最表面を作製した。B系酸化物超伝導結晶で得られた状態密度変化と似かよった結果を得ている。
北條 喜一; 岡安 悟; 笹瀬 雅人; 石田 武和*
JAERI-Review 2001-008, 150 Pages, 2001/03
JAERI-Review-2001-008.pdf:20.63MB
この研究会は、科学技術庁超伝導材料研究「マルチコアプロジェクトII」計画の一環として行われたもので、基礎理論及び各種実験結果,高エネルギーイオン照射による材料改質効果に関連した発表のアブストラクトである。
庄山 裕章; 坂本 慶司; 林 健一*; 春日井 敦; 高橋 幸司; 恒岡 まさき; 池田 幸治; 假家 強*; 満仲 義加*; 今井 剛
信学技報, 100(506), p.39 - 44, 2000/12
ITER,JT-60U等の大型核融合装置における電子サイクロトロン共鳴加熱及び電流駆動装置の発振源として大電力、長パルス、高効率の100GHz帯ジャイロトロンの開発を行い、これまでにエネルギー回収運動による効率50%発振、超高次モードを用いた1MW発振、数MW/連続出力で使用可能な人工ダイヤモンド出力窓の開発等の成果を得てきた。最近では、長パルス化に向けてさらなる発振効率の向上を図るために、SiCビームトンネル付170GHzジャイロトロンを開発し、1.1MW/57%の発振を達成した。
+CHH+CH reaction and its isotopic variants黒崎 譲; 高柳 敏幸
Journal of Chemical Physics, 113(10), p.4060 - 4072, 2000/09
被引用回数：22 パーセンタイル：55.85(Chemistry, Physical)反応H+CHH+CH(1)及びこれを同位体置換した反応、HD+CHH+CHD(2), DH+CHD+CH(3),D+CHD+CHD(4),H+CDH+CHD(5)の反応速度定数を、トンネル補正を加えた変分的遷移状態理論により計算した。その結果、これらの反応に見られる同位体効果はほとんど一次同位体効果によるもので、二次同位体効果及び反応経路(IRC)の曲率の効果は比較的小さいことが明らかとなった。このことは、分子軌道計算からも明らかなように、これらの反応のポテンシャルが「early」であることに起因すると思われる。また、反応1と2の反応速度定数の計算結果は、実験結果とかなり良い一致を示した。
大津 宏康*; 田中 誠*; 土山 富広*
JNC TY8400 2000-006, 45 Pages, 2000/03
JNC-TY8400-2000-006.pdf:5.73MB
サイクル機構では、地層処分研究に係わる天然バリアの性能評価において、我が国の岩盤を亀裂ネットワークによりモデル化するために、我が国の岩盤における亀裂特性について調査研究を進めてきた。しかし、これまでに得られた情報は、釜石鉱山をはじめとした花崗岩が主体で他地域や異岩種に関する情報が少なく、我が国の岩盤における亀裂特性を論ずる上で十分でない。そこで、本研究では、日本全国のトンネルや地下空洞で測定された亀裂データを利用して我が国の岩盤における亀裂特性を明らかにするとともに、亀裂ネットワークモデルの信頼性について検討することを目的とする。本年度は、昨年度に引き続き日本全国のトンネル、大規模地下空洞、ダム基礎など10サイトで観察された亀裂データについて亀裂データベースを作成し亀裂特性の評価を実施した。その結果、亀裂のトレース長に関しては、数m
数100mのスケールにおいてはトレース長の累積頻度が岩種に拘わらず対数軸上でほぼ一直線上に分布することがわかった。すなわち、第2次取りまとめで採用した仮定、亀裂の大きさは、べき乗分布に従う。の妥当性を裏付ける結果が得られた。
