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論文

High oxide-ion conductivity in Si-deficient La$$_{9.565}$$(Si$$_{5.826}$$[]$$_{0.174}$$)O$$_{26}$$ apatite without interstitial oxygens due to the overbonded channel oxygens

藤井 孝太郎*; 八島 正知*; 日比野 圭祐*; 白岩 大裕*; 福田 功一郎*; 中山 享*; 石沢 伸夫*; 花島 隆泰*; 大原 高志

Journal of Materials Chemistry A, 6(23), p.10835 - 10846, 2018/06

https://doi.org/10.1039/C8TA02237B
 被引用回数：27 パーセンタイル：70.21(Chemistry, Physical)

Apatite-type rare earth silicates are attractive materials with exhaust application such as solid-oxide fuel cells, due to its extremely high oxide-ion conductivity below 600$$^{circ}$$C. Interstitial (excess) oxygens have been believed to be responsible for the high conductivity in apatite-type materials. On the contrary, the present study clearly reveals the presence of Si vacancies [] in La-rich La$$_{9.565}$$(Si$$_{5.826}$$[]]$$_{0.174}$$)O$$_{26}$$ instead of the interstitial oxygens, by single-crystal neutron and X-ray diffraction analyses, density measurements and ${{it ab initio}}$ electronic calculations.

論文

Analysis of transient current induced in silicon carbide diodes by oxygen-ion microbeams

大島 武; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 山川 猛; 小野田 忍; 若狭 剛史; Laird, J. S.; 平尾 敏雄; 神谷 富裕; 伊藤 久義; et al.

Proceedings of the 6th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-6), p.177 - 180, 2004/10

炭化ケイ素半導体(SiC)を用いた耐放射線性検出器開発のために、15MeV酸素マイクロビームが入射することでSiC pnダイオード中に誘起される過渡電流を調べた。SiC pnダイオードは、p型六方晶(6H)SiCエピタキシャル基板に高温(800$$^{circ}$$C)リンイオン注入後アルゴン中で1650$$^{circ}$$C,3分間の熱処理をすることでn$$^{+}$$層を形成し、作製した。過渡電流は原研高崎TIARAタンデム加速器に接続された単一イオン入射過渡イオンビーム誘起電流(TIBIC)システムにて評価を行った。その結果、印加電圧の増加とともに過渡電流シグナルのピークが高くなり、かつ収集時間が短くなることが観測された。この結果は、印加電圧の増加とともに電界強度が強く、空乏層長が伸びることで説明できる。過渡電流シグナルを積分することで収集電荷を見積もったところ、印加電圧の増加とともに収集効率が上昇し、100V以上では100%の収集効率であることが確認できた。

論文

Conceptual design of the blanket tritium recovery system for the prototype fusion reactor

角田 俊也*; 平田 慎吾*; 森 清治*; 小西 哲之; 河村 繕範; 西 正孝; 小原 祥裕

Fusion Science and Technology, 41(3), p.1069 - 1073, 2002/05

原研では核融合原型炉として超臨界水冷却方式の採用を検討しており、研究開発を開始している。原型炉では燃料の自己補給を行うため、増殖トリチウムを効率良く、安全に取り出すシステムが必要であり、その概念設計を行った。設計のポイントは、システム操作におけるエネルギーロスが少ないこと、インベントリーが小さいことである。従来の候補システムである低温吸着による連続バッチプロセスやパラジウム拡散器による連続プロセスは、設計のポイントからみて一長一短があるため、原型炉では固体電解質を用いた電気的膜分離プロセスの採用を検討する。このシステムは、プロトン導電体を用いた水素ポンプと、酸素イオン導電体を用いた酸素ポンプから構成される。検討の結果、本システムは消費エネルギーが小さく、事故時のトリチウム放出も少ないシステムであるという結果が得られた。

論文

Implantation mode dependence of damage structure depth profiles in Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ irradiated with triple beam of H, He and heavy ions

片野 吉男*; 有賀 武夫; 山本 春也; 中沢 哲也; 八巻 大樹

Proceedings of 2000 International Conference on Ion Implantation Technology (IIT 2000), p.805 - 808, 2000/00

核融合炉において電気絶縁体材料等として使用されるアルミナ($$alpha$$-Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)の照射損傷を調べる目的で、H,HeイオンとNまたはOイオンをトリプルビームで同時照射し、損傷組織を深さ方向に透過電子顕微鏡で観察した。表面から1.4~1.5$$mu$$mの深さに停止イオンが分布するように、0.25MeVのHイオンと0.6MeVのHeイオンと、さらにこれらの深さを通過しながらはじき出し損傷を与える目的で、4.7MeVのNイオンをトリプルで照射(923K)した試料では、平均~3nmのキャピティが、1.45と1.55$$mu$$mの深さに帯状に観察された。同量のH,HeをOイオンとともに約1/2のdpa/sで注入した試料ではキャビティーの成長が抑えられた。H,Heのキャビティーの形成に及ぼす損傷速度の効果を定量的に把握するとともに、水素原子の動きに及ぼすHe原子の役割を示した。

論文

Retention and thermal release of oxygen implanted in boron carbide

荻原 徳男; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 道園 真一郎*; 斎藤 芳男*; 森 弘一*; 森田 健治*; 山華 雅司*; 菅井 秀郎*

Journal of Nuclear Materials, 220-222, p.748 - 751, 1995/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)00578-8
 被引用回数：3 パーセンタイル：36.75(Materials Science, Multidisciplinary)

JT-60Uにおいては、デカボラン(B$$_{10}$$H$$_{14}$$)を用いたボロナイゼーションを実施している。そこで、これと同一の手法により黒鉛上に形成されたボロン膜を用いて、高エネルギー酸素イオンとの反応を調べた。結果は以下の通りである。(1)室温から600$$^{circ}$$CにおけるO$$_{2+}$$イオン照射においては、~2$$times$$10$$^{17}$$ O/cm$$^{2}$$のフルーエンスまでO$$_{2+}$$イオンはすべてボロン膜中に捕えられる。(2)室温で打ち込まれた酸素は、600$$^{circ}$$Cまではボロン膜から脱離しない。以上の結果は、JT-60Uにおいて、実施されているボロナイゼーションの酸素ゲッタリング作用を明らかに指示するものである。

論文

The Reaction of H$$_{2}$$O,O$$_{2}$$ and energetic O$$_{2+}$$ on boron carbide

荻原 徳男; 神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 道園 真一郎*; 斉藤 芳男*; 森 弘一*; 森田 健治*

Journal of Nuclear Materials, 212-215, p.1260 - 1265, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)91032-4
 被引用回数：7 パーセンタイル：56.56(Materials Science, Multidisciplinary)

多結晶B$$_{4}$$Cを用いて水蒸気、酸素および高エネルギー酸素イオンとの反応を調べた。その結果は以下の通り。(1)5keVO$$_{2+}$$イオン照射においては1$$times$$10$$^{17}$$O/cm$$^{2}$$のフルーエンスまで室温から600$$^{circ}$$C以下の範囲でO$$_{2+}$$イオンは完全にB$$_{4}$$C中にとらえられる。(2)室温で打ち込まれたO$$_{2+}$$イオンは、表面から~10nmに存在する。この酸素はボロンとは結合していない。基板温度が室温より高くなるにつれ、O$$_{2+}$$イオンはボロンと結合しボロン酸化物を形成する。(3)B$$_{4}$$Cの水蒸気曝露において電子あるいはヘリウムイオンを同時に照射するとボロンの著しい酸化がおこる。以上の結果は、核融合装置第一壁のボロナイゼーションによる酸素ゲッタリングの有効性を明らかに指示するものである。

論文

Effects of ion species on the evolution of structural damage in ion irradiated high-purity aluminium

古野 茂実; 出井 数彦; 小野 興太郎*; 紀 隆雄*

Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.400 - 404, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90176-X
 被引用回数：12 パーセンタイル：80.38(Materials Science, Multidisciplinary)

イオン照射したアルミニウム中に形成される損傷構造に対するイオン種の効果を電顕観察によって調べた。室温照射の場合、小さい転位ループおよびボイドが形成されるが、転位ループについては格子像観察の結果、格子間原子型のループであることが判った。高温照射の場合、反応性ガスイオン照射において、照射量を増しても、ボイドないしバブルが成長しないのに対して、不活性ガスイオン照射の場合、バブルが成長するという著しい相違を見い出した。これらの結果について報告する。

口頭

100$$^{circ}$$Cにおけるジルカロイ-4の腐食試験; 水素発生過程の同位体効果を用いた腐食メカニズムの検討

千葉 慎哲; 山口 徹治; 前田 敏克

no journal, , 

TRU廃棄物として地層処分が計画されているジルカロイを母材とするハルは、放射化によってC-14等を含んでおり、その溶出はジルカロイの腐食によって進行する。本研究では、ジルカロイ-4の長期的な腐食量評価の科学的根拠となる腐食メカニズムを解明するため、重水を10%含んだ100$$^{circ}$$Cの溶液中でジルカロイ-4を腐食させ水素発生過程の同位体効果を調べた。試験結果は、酸素イオン伝播メカニズムの仮説で想定された強い同位体効果と水拡散メカニズムの仮説で想定された弱い同位体効果のどちらにもなっておらず、中間の同位体効果を示した。このことから、それぞれの腐食メカニズムは単独で存在するのではなく、ある比率でそれぞれの腐食メカニズムが存在していると考えられた。

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