Evaluation of the dissolution behavior of zircon using high-resolution phase-shift interferometry microscope

北垣 徹

Journal of Nuclear Materials, 557, p.153254_1 - 153254_8, 2021/12

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153254

The dissolution behavior of the zircon mineral in ultrapure water, 1 M HCl (aq), and 1 M NaOH (aq), under room temperature and nearly atmospheric pressure was evaluated by in situ measurement of the change in the surface height. A high-resolution phase-shift interferometry microscope (HR-PSI) was employed to evaluate the velocity of the change in the surface height of zircon in different solutions, and the application of this method in evaluating the dissolution behaviors of nuclear materials was examined. As a result, the velocity of surface change and the precipitation behaviors of zircon was successfully evaluated using HR-PSI. This relatively quick method would be useful for evaluating the detailed surface change behaviors of nuclear materials, such as fuel debris, ceramic waste forms and UO, during the reaction with various solutions, since it minimises radiation exposure times and also the amount of radioactive waste generation during measurement.

Observation of quantum interference conductance fluctuations in metal rings with strong spin-orbit coupling

Ramos, R.*; 巻内 崇彦*; 吉川 貴史*; 大門 俊介*; 大柳 洸一*; 齊藤 英治

Applied Physics Letters, 117(24), p.242402_1 - 242402_5, 2020/12

https://doi.org/10.1063/5.0031708

We investigated the magnetotransport properties of mesoscopic platinum nanostructures (wires and rings) with sub-100 nm lateral dimensions at very low temperatures. Despite the strong spin-orbit interaction in platinum, oscillation of the conductance as a function of the external magnetic field due to quantum interference effects was found to appear. The oscillation was decomposed into Aharonov-Bohm periodic oscillations and aperiodic fluctuations of the conductance due to a magnetic flux piercing the loop of the ring and the metal wires forming the nanostructures, respectively. We also investigated the magnetotransport under different bias currents to explore the interplay between electron phase coherence and spin accumulation effects in strong spin-orbit conductors.

Proximity factor on transformation from subsurface to surface flaw

長谷川 邦夫*; Li, Y.; 芹澤 良輔*; 菊池 正紀*; Lacroix, V.*

Procedia Materials Science, 12, p.36 - 41, 2016/00

https://doi.org/10.1016/j.mspro.2016.03.007

供用期間中検査などで確認された内部欠陥は構造物の自由表面に接近する場合は、この欠陥を内部欠陥それとも表面欠陥としてモデル化すべきかを決定するために、欠陥の表面接近ルールが適用される。しかし、主要国間の維持規格の内部欠陥から表面欠陥に置き換えに係る接近特性因子が異なる。本論文では内部欠陥が自由表面に接近する場合の応力拡大係数の干渉効果に関する考察から、内部欠陥から表面欠陥への置き換えに係る接近特性因子を明らかにした。

Development of a highly coherent X-ray laser

錦野 将元; 田中 桃子; 川染 勇人; 河内 哲哉; 佐々木 明; 長谷川 登; 越智 義浩; 岸本 牧; 永島 圭介; 大西 直文*

AIP Conference Proceedings 827, p.499 - 504, 2006/04

https://doi.org/10.1063/1.2195242

光量子科学研究センターでは2個のターゲットを用いるダブルターゲット方式により従来よりも高コヒーレントなX線レーザーの生成に成功した。この高コヒーレントX線レーザーを応用研究に利用するために増幅ターゲットのプラズマ長を長くしたりレーザー照射方式を進行波励起に変更することにより増力化に関する実験を行った。この増力化実験により高コヒーレントX線レーザーの空間的な発散角は大きくなったが、その出力は最大約1マイクロジュールとなった。この高コヒーレントX線レーザーは、単色性・高輝度・短パルスという優れた特性も持つため、X線顕微鏡やX線干渉計測などの応用研究への利用が期待されている。そこで固体表面や高密度レーザープラズマの高空間分解計測を目的としたマッハ・ツェンダー型のX線レーザー干渉計測法の開発を行った。過渡励起方式によって発生させた数psのパルス幅を持つ波長13.9nmのX線レーザー光を透過型回折格子に透過させて2つのビームに分け、その後ミラーにより2つのX線レーザービームを重ね合わせてできたX線干渉像の様子を計測することができた。今後、高空間分解の干渉計測法としてバイミラーを使った干渉計測法や軟X線ホログラフィなどの計測手法と比較し、高空間コヒーレンスを利用した計測法を開発していく予定である。

Generation of high quality electron beam by laser-plasma interaction

小瀧 秀行; 益田 伸一; 神門 正城; 近藤 修司; 金沢 修平; 本間 隆之; 中島 一久

Quantum Aspects of Beam Physics 2003, p.119 - 124, 2004/10

https://doi.org/10.1142/9789812702333_0013

高強度レーザーからの高強度電子ビーム発生の可能性について研究した。高強度レーザーパルスは、プラズマ中にウェーク場を発生させる。周波数干渉計測(FDI)によって、2TW,50fsレーザーによるガスジェットプラズマ中のコヒーレントウェーク場は測定されている。この測定により高エネルギー勾配の20GeV/mのウェーク場を測定した。これにより、ガスジェットプラズマ中のウェーク場を初めて観測した。この結果をシミュレーションと比較し、よく一致した。この周波数干渉計測システムは、高エネルギー電子発生システムにモディファイすることができる。1D PICシミュレーションにより、これについての高エネルギー電子発生のシミュレーションを行った結果、高品質の電子ビーム発生を確認した。これにより、高エネルギー高品質電子ビーム発生の可能性を示唆することができた。

Beam enchancement with a HOPG pre-crystal in the precise neutron optics

富満 広; 長谷川 裕司*; 相澤 一也

Physics Letters A, 309(3-4), p.183 - 188, 2003/03

https://doi.org/10.1016/S0375-9601(03)00190-7

われわれは、高配列熱分解黒鉛の反射を用いると、後続のSi単結晶の反射強度が三倍に増強されることを見いだした。この現象は、精密中性子光学分野で活用できる。この現象は、黒鉛中の格子定数分布で説明できる。

Direct measurement of coherent ultrahigh wakefields excited by intense ultrashort laser pulses in a gas-jet plasma

小瀧 秀行; 神門 正城; 桶田 隆継; 益田 伸一; Koga, J. K.; 近藤 修司; 金沢 修平; 横山 隆司*; 的場 徹; 中島 一久

Physics of Plasmas, 9(4), p.1392 - 1400, 2002/04

https://doi.org/10.1063/1.1457464

高強度レーザーをガス中に集光すると、レーザーの動重力により電子振動(航跡場)が起こる。これは非常に強い電界をもっており、これにより荷電粒子の加速が可能である。これを加速器に応用することかできれば、現在の高周波加速器に比べコンパクトで高エネルギーの加速器を作ることが可能となる。この航跡場をコントロールするためには、この電界や位相の測定ができなければならない。さらに、高強度レーザーの伝播には、レーザーラインを真空にする必要があり、そのためプラズマ源はガスジェットによってつくる必要がある。まず最初、ガスジェットの密度分布の時間変化をマッハツェンダー干渉計を用いて測定した。この測定により、ガスの密度分布は、ガスジェットノズルからの距離が1.5mmの位置において、背圧10気圧のヘリウムの場合、ガス密度が3.510(プラズマ密度で710)になることがわかった。この結果より、周波数干渉計を用いて、ノズルからの位置を1.5mm,ガスジェットの背圧10気圧のときの、ガスジェット中に集光したレーザーによるプラズマ振動の測定を行い、ここから電界を求めた。20GeV/m以上の高電界の発生を確認した。この結果は、航跡場の線型理論に非常によく一致した。ガスジェットを用いての測定は世界で初めてのことである。ガスジェットのガス密度測定及びガスジェットでのプラズマウェーク測定について報告する。

平成12年度におけるSTACYの運転記録; 2基の平板型炉心タンクと10%濃縮硝酸ウラニル水溶液を用いた中性子相互干渉体系の実験,2(受託研究)

小野寺 清二; 広瀬 秀幸; 井澤 一彦; 谷野 秀一; 神永 城太*; 桜庭 耕一; 宮内 正勝; 外池 幸太郎; 三好 慶典; 柳澤 宏司; et al.

JAERI-Tech 2001-057, 54 Pages, 2001/09

JAERI-Tech-2001-057.pdf:4.28MB

NUCEF(燃料サイクル安全工学研究施設)のSTACY(定常臨界実験装置)では、平成11年度に引続き、中性子相互干渉体系の臨界実験を行った。この実験では、2基の平板型炉心タンクと10%濃縮硝酸ウラニル水溶液を用いた。炉心タンクの寸法は、厚さ35cm、幅70cm、高さ150cmである。平成12年度には、2基の炉心タンクの間に設置したコンクリート,ポリエチレンの中性子隔離材やハフニウム,カドミウムの中性子吸収材による反応度効果を測定した。本報告書は、平成12年度に実施した計57回の実験に関する運転管理及び燃料管理データをまとめたものである。

High energy electron acceleration by high peak power laser

小瀧 秀行; 神門 正城; 近藤 修司; 益田 伸一; 金沢 修平; 横山 隆司*; 的場 徹; 中島 一久

Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, 3 Pages, 2001/00

高周波での加速をレーザーに変えることにより、加速勾配が1001000倍となり、レーザー加速は加速器小型化の可能性を秘めている。日本原子力研究所では、フォトカソードRFガンを電子源としたマイクロトロンを高品質電子ビーム源として使用し、これを100TW 20fsレーザーが加速する。効率よく加速を行うには、超短パルス電子ビーム,フェムト秒オーダーでの高精度の同期,レーザーの長距離伝播等を必要である。これらの要素技術及び組合せることによる高効率のレーザー加速,ガスジェットによるガス密度分布の測定や周波数干渉法によるレーザープラズマ航跡場の測定等、レーザー加速のための基礎実験について発表する。

平成11年度におけるSTACYの運転記録; 平板型炉心タンクと10%濃縮硝酸ウラニル水溶液を用いた2ユニット中性子相互干渉体系の実験,1(受託研究)

小野寺 清二; 曽野 浩樹; 広瀬 秀幸; 谷野 秀一; 神永 城太*; 明前 知樹*; 村上 清信; 桜庭 耕一; 宮内 正勝; 外池 幸太郎; et al.

JAERI-Tech 2000-059, 46 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-059.pdf:2.86MB

NUCEF(燃料サイクル安全工学研究施設)のSTACY(定常臨界実験装置)では、平成11年度後半に2ユニット中性子相互干渉体系に関する新たな一連の実験を開始した。この実験では、2基の平板型炉心タンクと10%濃縮硝酸ウラニル水溶液を用い、計25回の運転を行った。実験では、2基の炉心タンク内の中性子相互干渉による反応度効果を評価するために、炉心タンク間の距離を変えて臨界液位等を測定した。本書は、これらの実験における運転記録として、燃料組成経時変化、並びに各運転ごとの反応度添加量、臨界量等の運転管理データをとりまとめたものである。燃料管理については、燃料貯槽液位及び燃料組成の変化傾向を定量的に把握できた。また、運転管理データのうち、実験時における液位反応度測定値は、800円筒炉心での結果から得られた臨界液位-液位反応度フィッティング式にほぼ一致した。