Mechanism of flashing phenomena by microwave heating and influence of high dielectric constant solution

藤田 峻也*; 阿部 豊*; 金子 暁子*; 湯淺 朋久*; 瀬川 智臣; 加藤 良幸; 川口 浩一; 石井 克典

Proceedings of 11th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-11) (Internet), 7 Pages, 2018/11

使用済燃料の再処理工程において、硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液をマイクロ波加熱脱硝法により、酸化ウラン・酸化プルトニウム混合酸化物粉末に転換しており、今後、量産規模の脱硝技術を開発する上で、マイクロ波加熱時の突沸及び噴きこぼれ防止のために運転条件の把握が求められる。本研究において、溶液の誘電率の増加に伴い熱伝導係数が低下することを明らかにした。また、噴き上げ現象においては気泡成長よりも無数の微小気泡の発生が支配的に影響を及ぼすと考えられる。

Dielectric investigation of [(SrTiO)(BaTiO)] multilayer capacitor

米田 安宏; 阪上 潔*; 寺内 暉*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 40(12), p.6888 - 6892, 2001/12

https://doi.org/10.1143/JJAP.40.6888

リラクサー強誘電体の強誘電物性の本質は、微視的構造にあるのか、それとも巨視的構造にあるのかは依然として議論の分かれるところであるが、最近になって、非常に細かいドメインを形成したリラクサーの誘電率が著しく小さくなることがわかった。これは、強誘電体としての物性がドメインサイズによって支配され得ることを意味している。そこで、強誘電体におけるドメインサイズ効果を実験的に確かめるため、リラクサーで実現されたドメインサイズとほぼ同じサイズのユニットをもつ多層膜を作製し、その誘電特性を調べた。その結果、作製した多層膜はナノオーダーサイズであるにもかかわらず、強誘電性を示したが、誘電率は小さく、膜厚の大きな単層膜でみられたような温度特性は観測されなかった。これによって、ドメインサイズを小さくすることによって、強誘電性が鈍化することが、リラクサー以外の典型的な強誘電体においても観測された。

不飽和領域の原位置計測手法の研究

西田 薫*; 前村 庸之*

JNC TJ7400 2000-004, 102 Pages, 2000/02

JNC-TJ7400-2000-004.pdf:5.64MB

岩盤内に空洞を掘削すると、周辺岩盤に不飽和領域が発生する可能性がある。この不飽和領域では、岩盤の酸化還元状態が変化し、物質移行特性が変化する可能性があるため、その範囲を定量的に把握することが重要である。しかし、そのような手法は十分に確立されていない。本研究は、岩盤中の不飽和領域を定量的に把握できる計測手法を開発し、実用化を図ることを最終目標としている。今年度は基礎的研究として、1)改良型棒状TDRプローブの適用性試験、2)パッカー式プローブの問題点の調査と仕様・構造の改良に関する試験、3)TDR波形の自動読み取りに関する既存技術の調査および自動化方法の提案、4)低比抵抗岩盤に適用するためのTDRプローブの改良に関する試験を行い、以下の知見を得た。1)改良型棒状TDRプローブの有効性を確かめた。2)電磁波の影響範囲は、最大でプローブ間隔程度であり、プローブ間隔が大きくなると測定される比誘電率は小さくなる。プローブ長さは測定値に影響しない。3)TDR波形の自動読み取り方法としては微分法が最適である。

FTIR reflection absorption spectroscopy for organic thin film on ITO substrate

玉田 正男; 越川 博; 細井 文雄; 諏訪 武

Thin Solid Films, 315(1-2), p.40 - 43, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0040-6090(97)00466-5

インジウム・スズ酸化物(ITO)基板上に形成された有機薄膜の赤外反射吸収法(IR-RAS)に必要な3500から600cmの波数領域について、Drudeの自由電子モデルに基づいた計算によりITO基板の誘電率を求めた。その値を用いて、ポリビニルカルバゾール(PVC)薄膜がITO基板上にある場合の赤外光の反射率の利得を上記の各波数で計算することにより反射スペクトルを求めた。その結果、2000cm以下の波数領域では歪みのない反射スペクトルが得られた。また、ITO基板上へのPVCの蒸着過程における同波数領域でのPVCのその場観察反射スペクトルのピーク強度は膜厚に比例していた。以上のことから、2000cm以下の波数領域においては、ITO基板上の有機薄膜のIR-RASによる分析、さらに蒸着過程のIR-RASによるその場観察が可能であることを示した。

Measurement of temperature dependence of dielectric permittivity of sapphire window for high power gyrotrons

高橋 幸司; 春日井 敦; 坂本 慶司; 恒岡 まさき; 今井 剛

Japanese Journal of Applied Physics, 35(8), p.4413 - 4416, 1996/08

https://doi.org/10.1143/JJAP.35.4413

電子サイクロトロン加熱(ECH)用ジャイロトロンの開発を行う上で、その高周波窓の開発が最重要項目の一つとして考えられている。高周波窓として人工サファイアを使用しているが、高周波がサファイア窓を通過する際、誘電損失により窓が発熱し温度が上昇する。それにより窓の誘電率の変化が生じ、高周波の反射が窓表面で起きてジャイロトロン発振に悪影響を及ぼす可能性がある。今回の低出力伝送実験における高周波の透過率の措定から、サイファイア窓の誘電率(常温時は9.4)が温度上昇によってどのように変化するかを調べた。170GHzで窓温度が300Kから630Kまで上昇したとき、高周波の透過率45%減が測定された。このときの熱膨張による窓の厚みの変化に起因する反射と窓での誘電損失による透過率の減少を評価したが、それらは無視し得るほどに小さく、透過率減少の原因として誘電率の変化が支配的であるという結論に至った。630Kまでの上昇で、誘電率が9.4から10.0まで変化していることが分かった。また論文の中で、誘電率の温度依存性を考慮したサファイア窓設計の一例が述べてある。

レーザー共鳴イオン化生成プラズマの磁場を横切る流れ

相島 幸則*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順

JAERI-Research 95-021, 23 Pages, 1995/03

JAERI-Research-95-021.pdf:0.77MB

ネオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化で、ドリフトエネルギー0.5eVで磁場中を垂直に流れるネオジムプラズマを生成した。プラズマ生成部60mm下流に設置した平板コレクタまでプラズマが磁場を横切って到達するかどうかを観測した。低磁場でイオン密度が高い時、プラズマは磁場を横切り直進するのに対し、高磁場で、低イオン密度の時は、コレクタに到達するプラズマ量が減少し、到達時間の遅れが見られた。コレクタへの到達はプラズマ量や到達時間の遅れは、イオン密度7.510~1.710cm、磁場0~2240Gの広い範囲で、プラズマの比誘電率のみで決まり、特に1000のとき、プラズマは磁場を横切り直進できた。この結果は、非常に低速のプラズマについても、磁場を横切って直進するために必要なの最少値の理論予測(イオン電子の質量比)/2=513(ネオジムの場合)と一致した。

Dielectric anomaly at the superionic phase transition in PbF

舘野 淳; 正木 典夫

Solid State Ionics, 51, p.75 - 78, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0167-2738(92)90346-Q

PbFのマイクロ波領域における誘電率を定在波法を用いて、30-480Cの温度範囲において測定した。同物質は超イオン伝導体であり、420C附近にFイオンの秩序-無秩序転移があり、巾広い比熱のピークが見られる。本測定においても、同相転移附近に、の異常な増大にもとづく巾広いピークがあることを見出し、ピーク出現のメカニズムについて議論を行った。

Microwave properties of inhomogeneous YBaCuO

舘野 淳; 正木 典夫

Japanese Journal of Applied Physics, 29(11), p.2407 - 2410, 1990/11

https://doi.org/10.1143/JJAP.29.2407

高温超電導物質YBaCuOの粉末試料のマイクロ波特性を、定在波法を用いて9.12GHzで測定した。超電導性と誘電性が共存するという前提で解析を行なった結果、粉末試料の侵入深さは0.3cmにもおよぶことが分かった。粉末の試料の侵入深さの温度依存性は、コンパクトな物質のロンドン侵入度の温度依存性とほぼ一致する。超電導転移点においては、誘電率の虚数部分が発散することが見い出されたが、これは、ゆらぎ又はジョセフソン効果によるものと考えられる。

マイクロ波領域におけるウラン酸化物の誘電率

館野 淳

日本原子力学会誌, 27(1), p.15 - 20, 1985/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.27.15

ウラン酸化物には,広く軽水炉燃料として用いられているUOのほかに,UO,UOあるいは不定比相UO相においては,組成xに対応する過剰酸素の存在によって,いわゆる欠陥構造が生じ,これによって熱力学的性質が変化し,核燃料の照射挙動に大きな影響を与えることはよく知られているところである。すなわちUOにおいては,蛍石型構造をもつUO結晶格子の格子間位置に入った過剰酸素原子は無秩序に分布し「格子欠陥」として存在する。底比組成からのズレxが小さい場合は,この欠陥は文字通り結晶の「ささいなキズ」と考えればよいが,xが大きい場合,欠陥は量的にも結晶格子の重要な構成要素となる。この場合UOの物理的・化学的性質には,固体に固有の秩序性と液体や気体に固有の秩序性と液体や気体に固有の無秩序性の両者が現れる。上に「無秩序」という言葉を用いたが,欠陥同士は,相互作用に基づいて統計的に分布するのであり(局所的に欠陥が集合して様々なクラスタを作るという考え方もある),このような構造を広く欠陥構造と呼んでいる。

Decay of poloidal rotation in a tokamak plasma

津田 孝

Journal of the Physical Society of Japan, 39(5), p.1358 - 1364, 1975/05

https://doi.org/10.1143/JPSJ.39.1358

バナナ領域のトカマクプラズマ中に外部から加えられた電界の減衰の機構について詳しく調べた。非常に早い(~/q;はアスペクト比の逆数、はイオンの衝突周波数、qは安全係数)電場の減衰の気候が存在することが示された。又、トーラスプラズマの実効的な誘電率が(B/B)倍(Bはトロイダル磁場、Bはポロイダル磁場)になることも示された。