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真下 茂
Defect and Diffusion Forum, 237-240(1), p.30 - 37, 2005/00
100万Gレベルの超重力場下では凝縮物質中で原子の沈降や非平衡な結晶化学状態が期待できる。しかしながら、生化学分野で分子や高分子の沈降が使われていながら、超重力場下の物質研究は未踏の分野として残っている。われわれは100万Gレベルの重力場を高温で発生できる装置を開発し、Bi-Sb, In-Pb, Bi-PB系などの合金系や金属間化合物で置換型溶質原子の沈降を世界ではじめて実現した。Bi-Sb系では沈降の拡散係数は化学ポテンシャルによる拡散係数に比べて20倍以上大きく見積もられた。そのメカニズムはまだ不明であるが、この凝縮物質中の置換型溶質原子の沈降は新しいタイプの拡散に位置付ることができる。本論文では超重力場下の原子の沈降の研究の最近の発展をレビューし、拡散メカニズムと応用を議論した。
Huang, X.*; 真下 茂; 小野 正雄; 冨田 健; 沢井 友次; 長壁 豊隆; 毛利 信男*
Journal of Applied Physics, 96(3), p.1336 - 1340, 2004/08
被引用回数：11 パーセンタイル：42.73(Physics, Applied)本研究では、超重力場下の結晶状態の変化を調べるために、Bi
Sb
合金とBi単体について固相状態の温度で100万Gレベルの超重力場実験を行った。191-205
Cで超重力場処理後の試料は組成の変化が見られなかったが、結晶粒径が数mmから数10
mまで微細化された。同じ条件で処理したBi単体試料は結晶粒径が変化しなかった。220-240Cで処理後の試料は二つの領域を示している。弱い重力場領域では、結晶が数10mまで微細化されたが、強い重力場領域では、原子の沈降による組成変化が起きたほか、結晶が重力方向に沿って成長し、その長さが数mm程度に達している。成長した結晶はかなり歪んでおり、その歪みが重力の強い方向に沿って増大していること、また、六方晶のc軸が重力方向にほぼ平行になっていることがわかった。この特殊な結晶状態の形成は原子の沈降によるものと考えられる。
真下 茂; Huang, X.; 長壁 豊隆; 小野 正雄*; 西原 正通*; 伊原 博隆*; 末吉 正典*; 柴崎 康司*; 柴崎 司郎*; 毛利 信男*
Review of Scientific Instruments, 74(1), p.160 - 163, 2003/01
被引用回数：54 パーセンタイル：89.14(Instruments & Instrumentation)新しい物質プロセス研究に用いるために、500C以上まで広い温度範囲で100万G以上の重力場を安定して発生させることができる超重力場発生装置が開発された。本装置はエアタービンモータ,セラミックスボールベアリング,ダンパ機構,径160mmまでのロータ,真空チャンバと加熱ユニットから構成される。回転速度と安定性を上げるために軸穴のないロータと二層構造のダンパーブッシングを採用している。試料の温度は輻射加熱によって制御される。これまでに、径70mmと80mmのチタン合金製ロータを用い、最大回転数17万rpm(変動: 
0.05%)、最高試料温度200C(変動: 1C)以上、100時間の高温長時間運転に成功した。この時の最大重力場は100万G以上、エネルギーはこれまでの世界最高性能を持つ熊本大学装置と比べて1.9倍以上、試料容積は4倍以上であった。また、径70mmのロータを用いて最大19万rpmまでの短時間の回転試験にも成功し、最大重力場は120万G以上に達した。
山岡 信夫*; 斉藤 正樹*; 宮崎 慶次*
PNC TJ9605 92-002, 128 Pages, 1991/03
高速増殖炉のエネルギー輸送・変換系を簡素化すると同時に、安全姓の向上を図ることを目的として、二相流自然循環と液体金属MHD発電を組み合わせた新しい概念の自律型エネルギー変換システムの成立性に関する基礎研究を実施した。まず、最初、本システムのサイクル解析を実施した。基本的な作動流体として、水と低融点合金、水銀とスズの組合せを選び、二相流上昇部入口ボイド率、気液スリップ比、そして各コンポーネントの効率をパラメータとし、さらにシステムの最高温度を変化させて感度解析を行った。本解析の結果、本システムは従来の蒸気タービンサイクルに十分競合できるだけのサイクル効率が得られる可能性が高いことがわかった。しかし、サイクル効率は、気液分離器、再生熱交換器、及び熱力学的作動流体用循環ポンプの各効率にはあまり影響を受けないが、気液スリップ比と単相流下降部に設置する発電器効率に大きく影響を受け、気液スリップ比が低い値になるような二相流の心要があることがわかった。サイクル解析の結果、サイクル効率は循環する二相流の気液スリップ比に大きく影響を受けるため、次に、特に二相流上昇部における気液スリップ比に注目した、液体金属二相流自然循環特性を調べる基礎実験を実施した。作動流体としてウッズメタル(融点70度C、密度約9・5g/cm/SUP3)と窒素ガスを用い、二相流上昇部高さ約2mの試験装置で二相流自然循環の基本的な循環特性を調べた。本実験結果により、以下に示す結果を得た。(1)ボイド率が、約0.13程度までは気泡流で、気相流量の増加とともに液体循環流量は急激に増加し、気液スリップ比が比較的に小さいが、それ以降はスラッグ流に遷移しするため、気液スリップ比が増加し、液相循環流量の増加量は減る。(2)二相流自然循環におけるボイド率は、クオリティ-、フルイド数、気液密度比により以下に示す相関式で求められる。
=8.7(X/1-X)0.33(Fr)0.78(
1/g)-0.22
