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前川 藤夫
量子ビーム科学の基礎と応用; NSAコメンタリーシリーズ, No.27, p.15 - 25, 2023/03
量子ビームの産業応用の中でも特に我々人類にとって有益と考えられる核変換技術について解説する。
武田 全康
ぶんせき, 2021(11), p.611 - 615, 2021/11
東日本大震災の影響で10年にわたり運転を休止していた研究用原子炉JRR-3が2021年2月に運転再開したことにより、大強度陽子加速器実験施設(J-PARC)の物質・生命科学実験施設(MLF)の大強度パルス中性子源と大強度定常中性子源(研究炉)の両方を利用することのできる中性子科学推進の場が茨城県東海村の日本原子力研究開発機構原子力科学研究所の敷地内に実現した。本解説では、それらの施設の特徴とそこに設置されている装置群を紹介する。
家田 淳一
放射線と産業, (146), p.48 - 52, 2019/06
スピントロニクス研究の現状について、「何ができて何が課題なのか」、「国内外の研究動向は」といった側面を紹介し、最後に「放射線や量子ビームとの接点」について検討する。
河村 聖子; 奥 隆之; 渡辺 真朗; 高橋 竜太; 宗像 孝司*; 高田 慎一; 坂口 佳史*; 石角 元志*; 大内 啓一*; 服部 高典; et al.
Journal of Neutron Research, 19(1-2), p.15 - 22, 2017/11
J-PARC MLFにおける試料環境(SE)チームは、ユーザー実験のためのSE機器の運用や開発を行っている。メンバーは、低温マグネット、高温、高圧、ソフトマター、光照射、水素環境、
He偏極フィルターといったサブチームに所属している。現在は、数台の冷凍機と、マグネット、高温炉、高圧実験用パリエジンバラプレス、偏極中性子実験のためのSEOPシステムが運用中で、ユーザー実験への提供、運転を行っているほか、パルス磁場システムの汎用化に向けた開発も行っている。またJ-PARC研究棟では、レオメーター、ガス蒸気吸着量測定装置などのソフトマター研究に必要な機器類も整備している。
武田 全康
放射線と産業, (142), p.34 - 37, 2017/06
日本原子力研究開発機構(原子力機構)から量子ビーム応用研究の一部と核融合研究の業務を分離し、放射線医学総合研究所に移管統合することで発足した量子科学技術研究開発機構(量研機構)が動き出して約1年が過ぎた。本稿では量研機構に移管されずに原子力機構に残った量子ビーム応用研究の現状を紹介する。
佐藤 成男*; 小貫 祐介*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 田代 均*; 轟 秀和*; 鈴木 茂*
金属, 86(8), p.654 - 660, 2016/08
鉄鋼材料に代表される金属のミクロ組織に対し、放射光、中性子線の量子ビームを用いた新たなアプローチが可能になる。放射光の高輝度特性を活かしたマイクロ領域測定は高温その場測定により、構造内部の転位の分布、転位の回復現象の追跡が可能となる。また、中性子線はバルク平均情報の特徴を活かすことで、複相鋼の強化機構メカニズムが詳細に考察できる。これら解析事例を原理とともに紹介している。
瀬古 典明; 柴田 卓弥; 笠井 昇; 植木 悠二; 佐伯 誠一; 保科 宏行
放射線と産業, (138), p.9 - 12, 2015/06
福島の原子力発電所災害以降、環境資源材料研究グループでは環境中の水域に飛散した放射性物質のうち、特にセシウムに対して効果のある捕集材料の開発を進めてきた。これまでの実績から水に対して接触効率が良好で、取り扱いの簡便な不織布繊維を基材に用い、これにセシウムに対して親和性のある吸着基を量子ビーム技術を活用した放射線グラフト重合技術により導入した。材料の評価では、福島被災地の各所で実施したフィールドテストで評価を重ね、最終的には井戸水, 沢水を対象にした飲用水向けのモニター試験を進め、その良好な結果から給水器の発売に繋げた経緯について紹介する。
林 菜月*; 保科 宏行; 天田 春代; 山延 健*; 瀬古 典明
日本イオン交換学会誌, 25(4), p.105 - 108, 2014/11
A fibrous phosphoric acid adsorbents for scandium were synthesized by radiation graft polymerization of glycidyl methacrylate (GMA), subsequent chemical modification, and direct grafting with a phosphoric monomer having both vinyl and phosphoric groups onto a polypropylene coated by polyethylene nonwoven fabric. The resultant grafted fibrous phosphoric acid adsorbent (HMP-g) having long side grafted chains has high affinity for scandium (Sc) ions even under the coexistence with Fe ion. The breakthrough capacity for Sc of 0.5 ppm with Fe coexistence was 10.9 mol-Sc per kg-adsorbent for the GMA derivative phosphoric adsorbent, and 17.8 mol-Sc per kg-adsorbent for HMP-g, respectively.
山口 憲司
シリサイド系半導体の科学と技術, p.113 - 121, 2014/09
本稿は、イオンビームと固体との相互作用に起因するスパッタリング現象について概説したのち、これを薄膜創製に応用したイオンビームスパッタ蒸着法の説明をしている。さらに、イオンビームスパッタ蒸着装置に基板表面処理用のイオン照射系を備えた実験装置の構成例を示したうえで、本手法によってシリコン基板上に作製された鉄シリサイド半導体薄膜の特徴を解説した。実験結果が示すところでは、薄膜は基板に対して高配向した連続膜であり、しかも、基板との間に非常に鮮明な界面を形成することも分かった。
宇理須 恒雄*; 北島 正弘*; 寺岡 有殿
応用物理, 71(1), p.114 - 115, 2002/01
従来より応用物理学会でも各種のビームによって誘起される表面化学反応に関する研究成果が発表されてきた。ビーム励起表面反応を極微細プロセスとその評価技術のシーズとして改めて見直すことは、原子レベルの革新的表面反応制御及び評価技術の開発が急がれる今日では是非必要と考えられる。そのような見地からシンポジウムを企画した。本報告ではレーザー,放射光,分子線,電子線,イオンビームによって誘起される表面反応やその解析に関する講演内容の概略を報告した。
八巻 徹也
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、独自の量子ビーム技術を駆使して、燃料電池に応用可能な高分子電解質膜の開発を進めている。本講演では、発表者らによるその活動のうち、高エネルギー重イオンビーム照射によるグラフト重合を利用したナノ構造制御電解質膜の開発について報告する。今回は、膜中に形成されるプロトン伝導部のナノ構造や、プロトン伝導度など各種物性を
線グラフト電解質膜と比較しながら議論する。
瀬古 典明
no journal, ,
水処理材料を開発しようとする場合、汚染水をいかに貯めずに処理できるか、ということが望まれる。そのため、水を流すことによる損失をできるだけ少なくして高速に処理することが重要となる。水に対して接触効率が良好で、取り扱いの簡便な材料に不織布繊維があり、これを基に作った吸着材は空隙率が高く、加工性にも富んでいる。そこで、量子ビーム技術を活用した放射線グラフト重合技術により、この繊維に様々な機能性基を導入した吸着材の作製方法を確立した。これを活用した研究として、ホタテの内臓に含有するカドミウムの除去、温泉水中のレアメタルの活用を目的にした捕集試験の結果に加え、福島復興を推進する給水器について紹介する。
林 菜月*; 山延 健*; 天田 春代; 保科 宏行; 瀬古 典明
no journal, ,
レアメタルは現代の高度化した産業には必要不可欠な素材であり、様々な用途で活用されている。特に、希土類元素のスカンジウムは燃料電池やメタルハライドランプなどの性能を向上させる目的で広く利用されており、近年需要が伸びることが予想されている。しかしながら、日本はそのほとんどを海外からの輸入に依存しているのが現状であり、都市鉱山からのリサイクル技術の開発や自然湧水や海水からの捕集システムの確立が喫緊の課題となっている。そこで、スカンジウムに対して高い選択性と吸着能を有し、かつ強酸性溶液中において機能する吸着材の開発を試みた。本研究ではスカンジウムに対して親和性のあるリン酸基を導入した吸着材を合成し、スカンジウムに対する吸着挙動を評価した。その結果、スカンジウム吸着を阻害する鉄共存下においてもスカンジウムに対する選択性は高く、飽和吸着量は吸着材1gあたり90
molとなった。
武田 全康
no journal, ,
Quantum beam means radiation X-ray, Neutron, and -on. This seminar is for beginners of quantum beam experiments for materials science. In this seminar, examples of structural investigations of light atoms (H, O, Li, etc.) and spins in thin film devices using neutron and X-ray will be introduced to give researchers a hint of investigations from different view points.
玉田 正男
no journal, ,
高崎量子応用研究所は、イオン照射研究施設, 電子線照射施設, 線照射施設の3つの研究開発用量子ビーム施設を有する世界的にも特出した研究所である。そして、原子力機構における放射線利用/量子ビーム応用研究の中核拠点として、環境、エネルギー、医療、バイオ等の分野に貢献する産業応用をめざした研究開発を半世紀に渡り推し進めてきた。現在、中性子や放射光などによる高度な分析技法を組み合わせるなど特性に応じた量子ビームを相補的に利用する量子ビームプラットフォームにより、最先端の計測・分析・加工技術を可能にすることで、暮らしに役立つ新たな成果の創出を目指し、研究開発を進めている。暮らしに役立つ研究成果の創出とその産業利用による技術の普及を目指し、社会全体から期待される新たな領域の開拓及び先端的科学技術分野の発展を継続して進めて行きたい。
八巻 徹也; 加藤 翔*; 木全 哲也*; 山本 春也; 箱田 照幸; 小林 知洋*; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*
no journal, ,
本発表では、イオンビームを利用したナノ構造触媒材料の創製と電気化学デバイス応用について、以下の3点を報告する。(1)金属イオン注入によるグラッシーカーボン(GC)担持貴金属ナノ微粒子の作製では、Ptイオン注入とGCの電気化学エッチングによって、粒径10nm以下のPtナノ微粒子を表面に析出させることができた。(2)GC基板への照射欠陥の導入が貴金属ナノ微粒子の酸素還元性能に及ぼす影響について、界面における元素の結合状態や化学状態の観点から調べた結果、注入後の残留欠陥がPt-C結合の形成を促進し、酸素還元活性を向上させることがわかった。(3)ナノ細線や我々のイオン穿孔膜の研究で明らかなように、イオンビームにより形成される高分子ナノ構造はアスペクト比が高いという特徴を有しており、ナノ微粒子触媒の担体として高い応用可能性を期待させる。
瀬古 典明
no journal, ,
To selectively remove radioactive cesium (Cs) from such contaminated water, a fibrous polymer absorbent has been developed by introducing ammonium 12-molybdophosphate (AMP) onto polyethylene nonwoven fabric with radiation-induced graft polymerization technique. To take a step-by-step approach in the validation with radioactive Cs, the AMP grafted absorbents folded in a cartridge of 4 cm diameter and 3.8 cm height were used in a pond in Iitate-Mura, Fukushima, and 15 cm diameter and 30 cm height in the water of the pool of a school in Fukushima city. Both of these tests for decontamination of dissolved radioactive Cs proceeded successfully. Furthermore, we had conducted a monitoring test throughout one year by utilizing the water purifier filled with the AMP grafted adsorbent at private houses in Kawauchi-Mura, Fukushima. As a result, no radioactive Cs has been detected in tap water filtered through the water purifier, so the developed adsorbent has sufficient effectiveness to trap radioactive cesium. From these evaluations, we have commercialized the Cs-cut grafted fabric adsorbent as water purifier named "KranCsair" on July, 2014.
越智 義浩; 永島 圭介; 圓山 桃子; 坪内 雅明; 吉田 芙美子; 河野 七瀬; 杉山 僚
no journal, ,
高強度テラヘルツパルスを発生させるためのドライバーシステムとして高平均出力のピコ秒パルスレーザーを開発した。システムはYb:YAG薄ディスクを主増幅用のレーザー媒質として用いたCPAレーザーの構成となっている。Yb:YAG薄ディスクデバイスを用いた再生増幅器により、繰り返し周波数1kHzにてエネルギー10mJのパルスが出力される。出力パルスのスペクトル幅は1.2nmであり、この帯域できまる時間幅1.3psまでのパルス圧縮も達成している。この高出力ピコ秒パルスもちいて中心周波数0.3THz、エネルギー数Jのテラヘルツパルス発生に成功している。
吉越 章隆
no journal, ,
高輝度放射光を励起光源とするリアルタイム光電子分光を用いた半導体表面酸化反応研究を通じて、SPring-8の原子力機構軟X線ビームラインで実施している最先端の量子ビーム応用研究を紹介する。
RuO
のミュオンナイトシフト髭本 亘; 伊藤 孝; 吉田 良行*; Baines, C.*
no journal, ,
SrRuOはスピン三重項超伝導状態が実現しているものと考えられているが、今でも異論もある。例えばスピン三重項超伝導はNMRのナイトシフト測定が重要な根拠を与えているが、磁場をどの方向にかけてもナイトシフトの減少が見られないことなどが完全には同意が得られていないと言える状況にある。NMRがRF侵入長領域での測定がなされるのに対し、ミュオンは物質深部の情報を与えるもので、異なる位置での測定となる。今回SrRuOにおけるミュオンを用いたナイトシフト測定について報告する。
北村 遼; 平野 耕一郎
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特願 2021-111947 
公開特許公報
【課題】荷電粒子ビームとの間の相互作用によるプローブの熱負荷が大きな場合であっても、荷電粒子ビームのビームプロファイルを安定して測定する。 【解決手段】ダクト20の内部を紙面垂直方向上向き又は下向きに荷電粒子ビームのバンチBが通過する。このバンチBがビームプロファイルの測定対象となる。ここでは、導電性のプローブ10A、10Bが用いられており、ビーム照射時において各々に誘起される電流が測定可能とされる。これによって、荷電粒子ビームの横方向(X方向、Y方向)のビームプロファイルが測定される。ダクト20よりも左側には、縦方向のビームプロファイルの測定のために、コリメータ30、RFデフレクタ電極40、コリメータ50、電子検出器60、偏向電磁石70が設けられている。プローブ10A、10Bは、高配向性グラファイトで構成される。
