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論文

Low temperature heat capacity of Cs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$

鈴木 恵理子; 中島 邦久; 逢坂 正彦; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 黒崎 健*

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(7), p.852 - 857, 2020/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

軽水炉シビアアクシデント時の原子炉構造材へのセシウム(Cs)化学吸着・再蒸発挙動評価に資する熱力学特性データを得るため、化学吸着生成物であるCs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$単体を調製し、1.9-302Kにおける熱容量の測定を行うことで、初めての実測値を得た。また、これより、室温における熱容量$$C_{p}$$$$^{o}$$(298.15K)及び標準エントロピー$$S^{o}$$(298.15K)の実測値を取得し、それぞれ249.4 $$pm$$ 1.1 J K$$^{-1}$$ mol$$^{-1}$$、322.1 $$pm$$ 1.3 J K$$^{-1}$$ mol$$^{-1}$$であった。さらに、本研究で得られた標準エントロピーと、既往研究で報告されている標準生成エンタルピー$$Delta$$$$_{f}$$$$H^{o}$$(298.15K)及び高温でのエンタルピー増加$$H^{o}$$($$T$$)-$$H^{o}$$(298.15K)を用い、Cs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$の高温での標準生成ギブスエネルギーを実測値に基づき再評価し、既往文献値の妥当性を確認した。

論文

Comparing cyclic tension-compression effects on CoCrFeMnNi high-entropy alloy and Ni-based superalloy

Lam, T.-N.*; Chou, Y.-S.*; Chang, Y.-J.*; Sui, T.-R.*; Yeh, A.-C.*; Harjo, S.; Lee, S. Y.*; Jain, J.*; Lai, B.-H.*; Huang, E.-W.*

Crystals (Internet), 9(8), p.420_1 - 420_8, 2019/08

 被引用回数:2 パーセンタイル:41.83(Crystallography)

An equal-molar CoCrFeMnNi, face-centered-cubic (fcc) high-entropy alloy (HEA) and a nickel-based superalloy are studied using in situ neutron diffraction experiments. With continuous measurements, the evolution of diffraction peaks is collected for microscopic lattice strain analyses. Cyclic hardening and softening are found in both metallic systems. However, as obtained from the diffraction-peak-width evolution, the underneath deformation mechanisms are quite different. The CoCrFeMnNi HEA exhibits distinct lattice strain and microstructure responses under tension-compression cyclic loadings.

論文

Neutron powder diffraction study of methane deuterohydrate by the maximum entropy method

星川 晃範; 井川 直樹; 山内 宏樹; 石井 慶信

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(10), p.1810 - 1814, 2005/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:72.11(Chemistry, Multidisciplinary)

メタンハイドレートのStructure Iと呼ばれる構造では、水分子が水素結合により12面体と14面体の二種類のカゴを作り、これらのカゴを積み重ねた結晶構造をしている。しかし、カゴに内包されたメタン分子中の水素の原子座標などは特定されていない。そこで、内包されたメタンの構造を明らかにするため、原研のJRR-3に設置してあるHRPDを用いて回折パターンを測定し、Rietveld法とマキシマムエントロピー法による精密構造解析を行った。水素と重水素では中性子散乱長の符号が異なることから、重水とメタン(CH$$_4$$)でメタンハイドレート試料を合成し、カゴ中の重水素とメタンの水素を区別した。カゴの種類によりメタンの構造に違いがあり、さらに中性子散乱長密度分布がカゴの種類により違うことが明らかになった。

論文

Electron holography; A Maximum entropy reconstruction scheme

松下 智裕*; 吉越 章隆; 安居院 あかね

Europhysics Letters, 71(4), p.597 - 603, 2005/08

 被引用回数:28 パーセンタイル:23.17(Physics, Multidisciplinary)

一般的に光電子ホログラフィー法はホログラムから3次元的な原子配列をフーリエ変換で再構成しているが、現実的には原子で散乱された電子波は理想的なs波でないため、単純なフーリエ変換で3次元実空間に戻すのは難しい。われわれはフーリエ変換を用いずに単一エネルギーのホログラムから3次元実空間を再構成するのにマキシマムエントロピー法を利用する方法を提案し、Si(100)シングルエネルギー光電子ホログラムに適応し3次元電子像を精度よく再構成した。

論文

Maximum entropy method analysis of neutron powder diffraction patterns of methane deuterohydrates

星川 晃範; 井川 直樹; 山内 宏樹; 石井 慶信; Stern, L. A.*

Proceedings of 5th International Conference on Gas Hydrates (ICGH-5), Volume 5, p.1619 - 1626, 2005/06

メタンハイドレートのStructure Iと呼ばれる構造では、水分子が水素結合により12面体と14面体の二種類のカゴを作り、これらのカゴを積み重ねた結晶構造をしている。しかし、カゴに内包されたメタン分子中の水素の原子座標などは特定されていない。そこで、内包されたメタンの構造を明らかにするため、原研のJRR-3に設置してあるHRPDを用いて回折パターンを測定し、Rietveld法とマキシマムエントロピー法による精密構造解析を行った。水素と重水素では中性子散乱長の符号が異なることから、重水とメタン(CH$$_4$$)でメタンハイドレート試料を合成し、カゴ中の重水素とメタンの水素を区別した。カゴの種類によりメタンの構造に違いがあり、さらにデバイワラー因子の温度依存性及び中性子散乱長密度分布がカゴの種類により違うことが明らかになった。

報告書

高品質メタンハイドレートの合成と評価

井川 直樹; 石井 慶信; 星川 晃範; 山内 宏樹; 下山 智隆

JAERI-Tech 2004-067, 23 Pages, 2004/11

JAERI-Tech-2004-067.pdf:5.88MB

従来よりも微細な氷を用いることでメタンハイドレートを合成した。中性子回折実験及びメタンハイドレート分解実験によるメタンガス放出量の測定の結果、合成したメタンハイドレートが、実験精度以内で、不純物や未反応の氷を含まない高品質なものであることがわかった。なお、メタンハイドレートの中性子回折データを用いてRietveld解析を行い、さらにMEM解析を行った結果、メタンハイドレート中の各構成原子の散乱長に基づく各原子位置の密度分布を可視することができた。

論文

Maximum entropy estimation of electron cyclotron emission spectra from incomplete interferograms in ELMy H-mode tokamak experiment

諫山 明彦; 岩間 尚文*; 正和 武志*; 細田 陽介*; 伊世井 宣明; 石田 真一; 佐藤 正泰

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 42(9A), p.5787 - 5796, 2003/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:83.53(Physics, Applied)

フーリエ変換分光装置(FTS)ではマイケルソン干渉計を用いて電子サイクロトロン放射(ECE)から電子温度分布を得ている。マイケルソン干渉計では走査鏡をスキャンする(走査時間:約20ms)ことにより干渉信号を得ていて、この間プラズマの電子温度は変化しないと仮定している。しかし、ELMy Hモードプラズマでは、ELMにより発生した非熱的放射パルス(パルス幅:100$$mu$$s程度)により干渉信号が歪み、電子温度分布測定が不可能になる。今回、非熱的放射パルスを検出・除去する手法を開発し、さらに、欠損の生じた干渉信号に最大エントロピー法(MEM)を適用して電子温度分布を得ることに成功した。また、最大エントロピー法を適用する際、スペクトルの平滑度を決めるパラメータ(「正規化パラメータ」)を最適化する必要があるが、今回は線形問題で用いられている最小GCV(GeneralizedCross Validation)規準を非線形問題であるMEMに適用した。その結果、最小GCV規準はMEMの正規化パラメータの決定に有用であることがわかった。今回開発した手法をJT-60U実験時の信号に適用した結果、一連のデータを放電間に自動処理できる可能性があることがわかった。

論文

Empirical evaluation of the thermodynamic and magnetic properties from the atomic distances of NaCl-type actinide compounds

大道 敏彦*; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.156 - 159, 2002/11

岩塩型アクチノイド化合物(MX,M:アクチノイド,X:メタロイド)の幾つかの熱力学及び磁気的性質を原子間距離を基に類推した。MXの結合エネルギーの報告値は、二,三の例外を除いてポーリングの式を用いて求めた結合電子密度と比例関係を示した。一方、全価電子から結合電子を除いた電子数と有効磁気モーメントの報告値との関係は、L-Sカップリング及びフントの法則から計算したものと良く一致したことから、この電子数は局在する5f電子数に相当するものと考えられる。これらの結果を用いて、MX中のアクチノイド原子の酸化状態や磁気エントロピーの寄与等についても議論した。

報告書

ニアフィールドにおけるアクチニドコロイドの移行に関する研究(V)

長崎 晋也*

JNC-TJ8400 2000-004, 32 Pages, 2000/02

JNC-TJ8400-2000-004.pdf:0.69MB

NpO2+のイライトへの吸着平衡ならびに吸着速度をpH=6において測定した。測定した吸着データはLangmuir型ではなく、Langmuir-Freundlich型の吸着等温線でフィッティングできることがわかった。フィッティングパラメータである不均質係数は0.89+-0.05であり、affinity spectraの半値幅(HWHM)はlog単位で0.19であった。このことは、本研究で使用したイライトの表面はNpO2+の吸着に対して比較的不均質性が弱いことを示している。またkinetic spectraから、NpO2+はイライトの外表面に吸着するが、層間には吸着しないことがわかった。kinetic spectraのHWHMは0.18logであった。HWHMがaffinity spectraと同程度であったことは、同じ吸着サイトの影響を受けている可能性を示唆するものである。平度であったことは、同じ吸着サイトの影響を受けている可能性を示唆するものである。平均の吸着速度の温度依存性から、吸着の見かけのエンタルピーとエントロピーはそれぞれ、37+-3kj/molと-69+-7j/mol・Kと評価された。このエンタルピーの値は、吸着プロセスがイライト表面の境膜における拡散律速であることを示している。また、Na型モンモリロナイトへのNpO2+とNp(V)炭酸錯体(主にNpO2CO3-)の吸着平衡と吸着速度についても、同様にaffinity spectraとkinetic spectraを適用して評価を行った。

論文

The Entropy trajectory; A Perspective to classity complex systems

鈴土 知明

Proceedings of International Symposium on Frontiers of Time Series Modeling, p.306 - 307, 2000/02

従来、動的システムから得られる時系列データのモデル化は、多数の独立した物理現象に分解することによって行われてきた。しかしこのような方法論が不可能な場合もあり、そのような系は複雑系と呼ばれている。原子炉の空間的出力振動等は、原子炉の複雑系としての性質が現れたもので、このような系から得られた時系列データは従来の解析方法を用いても本質を理解することは困難である。複雑系の一つの代表的な特徴に、規則性と不規則性の共存があげられる。情報エントロピー関数は規則性、不規則性を表現するのに適しており、複雑系の本質的な特徴を抽出できるものと期待される。本研究では、複雑な振る舞いをする2次元セルオートマトンを、空間パターンのエントロピーと時間変化パターンのエントロピーを用いて分類できることを確認した。

報告書

Development of Thermodynamic Databases for Geochemial Calculations

小田 治恵; Arthur, R. C.*; 笹本 広; 柴田 雅博; 油井 三和; 根山 敦史*

JNC-TN8400 99-079, 287 Pages, 1999/09

JNC-TN8400-99-079.pdf:9.78MB

本報告書では、高レベル放射性廃棄物地層処分の研究開発をサポートする地球化学計算のための2種類の熱力学データベースについて報告する。一つは、SPRONS.JNCであり、この熱力学データベースは、SUPCRTモデル・ソフトウェアの中で考慮されている熱力学的な関係式を基にしており、SUPCRTソフトウェアを用いることで、広範囲にわたる圧力・温度条件(圧力:1$$sim$$5000 bars,温度:0$$sim$$1000$$^{circ}C$$)下での鉱物、ガスおよび水溶液化学種の標準モル熱力学特性・部分モル熱力学特性を計算することができる。SPRONS.JNCは、195種類の鉱物・16種類のガスについて、25$$^{circ}C$$、1barの条件下での生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準モルエントロピーおよび体積に関するデータを含むと共に、Maier-Kelly式による熱容量の温度依存式を適用した場合の各係数についても整備している。またSPRONS.JNCは、1147種類におよぶ無機・有機イオンや錯体について、25$$^{circ}C$$、1barの条件下での生成標準モルギブス自由エネルギー、生成標準モルエンタルピー、標準部分モルエントロピーおよびHelgeson-Kirkham-Flowers(HKF)式による温度依存に係わる係数も整備している。SPRONS.JNCは、1991年以降に公開された新たなデータや改訂されたデータを取り入れたものであり、他の同様な熱力学データベースの拡張版である。もう一つのデータベースは、PHREEQE.JNCであり、これは、地球化学計算コードである「PHREEQE」で用いることができる熱力学データベースである。PHREEQE.JNCは、鉱物の溶解反応、ガスの溶解反応、水溶液化学種を含む反応、酸化還元反応について、25$$^{circ}C$$、1barの条件下での平衡定数を算出できる様に反応エンタルピーあるいは平衡定数(log K)の温度依存に係わる各係数についても整備している。PHREEQE.JNCに含まれる平衡定数、反応エンタルピーおよび平衡定数の温度依存に係わる係数の全ては、SUPCRTソフトウェアおよびSPRONS.JNCを用いて計算されているので、PHREEQE.JNCとSPRONS.JNCは、同一の熱力学データベースである。またこれらの熱力学データベースに含まれる全てのデータは、基本的な熱力学の定義やSUP

論文

Thermodynamic study of U$$_{1-y}$$Gd$$_{y}$$O$$_{2+x}$$ by solid state EMF measurements

中村 彰夫

Zeitschrift f$"u$r Physikalische Chemie, 207, p.223 - 243, 1998/00

固相起電力法(Ni,NiO|安定化ジルコニア|U$$_{1-y}$$GdyO$$_{2+x}$$)により表記のウラン-ガドリニア固溶体系(y=0.05,0.10,0.20,0.30)の酸素ポテンシャル(g(D$$_{2}$$)=h(O$$_{2}$$)-TS(O$$_{2}$$))を0.0025≦x≦0.18,及び500≦T≦1100$$^{circ}$$Cの範囲で正確に決定した。得られたg(O$$_{2}$$)データに統計処理を行うことにより、その酸素の部分モルエンタルピー及びエントロピー(h(O$$_{2}$$),S(O$$_{2}$$))を、温度T(K),不定比組成(x)及びGd含有量(y)の関数として正確に表す熱力学的表式を導いた。その結果、本系のanti-g(O$$_{2}$$),h(O$$_{2}$$),S(O$$_{2}$$)が、すべて各々のx,Tを含む単一のマスター・カーブで表されることが明らかにされた(その相対的変化のみがyに比例して変化する)。他の温度及びy領域をカバーする文献データとの比較から、ここで導いた表式がT=1500$$^{circ}$$C及びy~0.6の範囲まで適用可能なことがわかった。

論文

Phase space control and consequences for cooling by using a laser-undulator beat wave

岸本 泰明; Koga, J. K.*; 田島 俊樹*; D.Fisher*

Physical Review E, 55(5), p.5948 - 5963, 1997/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:71.02(Physics, Fluids & Plasmas)

荷電粒子ビームの位相空間の内部構造を、アンジュレータと広い周波数帯域のスペクトルを持つ適切に調整されたレーザーとのビートの動重力を用いて制御する方法を提案している。本手法は、リング加速器の各周回毎にフィードバック制御を行うことにより、空間的に短くバンチした電子ビームの高速冷却に適用することができ、縦方向のエミッタンスの速い時間スケールの減衰がシミュレーションにより検証された。本高速制御・冷却過程は高次のエントロピーを導入した統計手法を用いて解析され、従来のレーザービーム相互作用では解析されたことのない「エントロピー共鳴現象」を見い出した。

論文

Reconstruction of three-dimensional density distribution from the truncated projection images

岡本 孝司*; 鶴 大悟*; 文沢 元雄

Proc. of 1997 ASME Fluids Engineering Division Summer Meeting (FEDSM'97), 0, p.1 - 6, 1997/00

高温ガス炉配管破断時の密度差流れ及び密度の異なる可燃性気体の熱流動を調べる基礎的研究として、3次元密度分布の再構築を行った。本手法は、マッハツェンダー干渉計で作成した2次元干渉縞可視画像を遺伝アルゴリズムを用いた解析プログラムで3次元密度分布を再構築することである。従来の手法である最大エントロピー技術では再構築に12画面の画像データが必要であったが、今回の遺伝アルゴリズムを用いた手法では、3画面の画像データで再構築が可能であることを示した。したがって、本手法は限定された画像データより3次元密度分布を再構築することに有効であることが分かった。

報告書

ベイス推論荷基づ原子力機器の地震時損傷度評価に関する研究

山口 彰

PNC-TN9410 94-070, 51 Pages, 1994/02

PNC-TN9410-94-070.pdf:2.09MB

原子力プラントの地震に関する確率論的安全性評価(PSA)においては、機器やシステムの地震時の損傷確率とその不確定性を効率よく定量化することが大切であり、利用できる様々な情報を組み合わせて損傷度評価を行うこととしている。これらの情報を損傷度評価に反映させる方法として、本研究ではベイズ推論を提案した。ベイズ推論に利用できる追加情報は、(1)実際に発生した大地震時の機器の挙動データ、(2)機器損傷度評価の専門家の工学的判断、(3)振動台試験データである。アップデートされる事前損傷度は、過去の地震PSA研究で評価されたGenericな損傷度とした。一般に地震時の機器の挙動データや振動台試験データは機器の強度の中央値よりも小さい領域に限定されているが、損傷度曲線のテイルを改善するのに有効であり、モデル化の不確定性を大幅に低減することにより、年間損傷発生頻度の低減に寄与することが示された。ベイズ法による損傷度の改善に用いる情報の価値を定量化するためにエントロピーの考え方を導入した。ベイズ流アプローチとエントロピーを組み合わせて適用すれば、損傷度評価に有用な試験を計画するとができる。安全目標と関連させた合理的な安全設計を達成するには、地震PSAの結果を有効に活用することが大切である。しかし、地震PSAから得られる知見は評価の不確定性に影響されるため、炉心損傷発生頻度の観点から重要と判断される機器に関しては、機器固有の解析や試験による不確定性の低減が必要である。このような理由から、損傷度評価に関する情報の取得とベイズ推論の活用が望まれる。

論文

Composition and oxygen potential of cubic fluorite-type solid solution Eu$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$(x$$>$$0,x$$<$$0) and rhombohedral Eu$$_{6}$$UO$$_{12+x}$$(x$$<$$0)

藤野 威男; 大内 金二; 茂住 泰寛*; 上田 隆三*; 田川 博章*

Journal of Nuclear Materials, 174, p.92 - 101, 1990/00

 被引用回数:22 パーセンタイル:11.92

蛍石型相固溶体Eu$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$は真空中、1400$$^{circ}$$Cでy=0.51まで単相で存在する。y=0.51と0.80の間では蛍石型相と菱面体相が2相共存する。菱面体相はy=0.8~0.9で単相で存在する。不定比Eu$$_{6}$$UO$$_{11.41}$$の結晶構造と原子パラメータは定比のEu$$_{6}$$UO$$_{12}$$とほぼ同一である。Eu$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$(y=0.1および0.3)の酸素ポテンシャルの測定値は他の希土類元素が固溶した固溶体よりも大幅に高い。また、酸素ポテンシャルの急変位置がハイポ側におれることがわかった。菱面体晶系Eu$$_{0.8571}$$ U$$_{0.1429}$$ O$$_{1.7143+x}$$(x$$<$$0)の酸素ポテンシャルも測定し、エンタルピー、エントロピーの比較検討を行った。

論文

Effect of $$gamma$$-ray irradiation on the melting behavior of poly(trioxane)

中瀬 吉昭; 栗山 将; 西島 啓喜*; 小田島 晟*

J.Mater.Sci., 12(7), p.1443 - 1450, 1977/07

 被引用回数:4

放射線固相重合ポリトリオキサンの融解挙動におよぼす$$gamma$$線照射効果(1MR以下)を検討した。 1MR以下の線量ではX線散乱挙動(広角、小角)にほとんど変化がない。 重合したまま(as-polymerized)の試料の加熱曲線は、高収率の場合、2重ピークである。高温側ピークは低加熱速度(8$$^{circ}$$C/min以下)に消失する。また、25KR、あるいは練ロールで粉末にした場合には、8$$^{circ}$$C/min以上の加熱速度でも、2重ピークのままである。 高温側ピークはエントロピー抑制による過熱現象によると考えられ、照射、錬ロール処理はこのような分子鎖の切断を起すと考えられる。

論文

Phase behavior and thermodynamics of U-Mo-C system

宇賀神 光弘; 阿部 治郎; 栗原 正義

Journal of Nuclear Science and Technology, 12(9), p.560 - 566, 1975/09

 被引用回数:4

U-Mo-C系の相平衝と熱力学的性質とを知ることは、モリデブンがUC燃料内にFPとして存在することからそれの照射挙動の解明に重要である。ここでは従来の相平衝データとそれを捕捉する著者らのデータとから新しいU-Mo-C系状態図を提起し、さらにこの状態図に基づいてUMoC$$_{2}$$とUMoC$$_{1}$$.7との生成の自由エネルギーを推定した。

口頭

調査の進展に伴う断層分布の不確実性評価

松岡 稔幸; 栗原 新*; 笹尾 英嗣

no journal, , 

地質構造モデルで表現される地質要素の一つである断層に着目して、段階的な調査をもとに解釈・モデル化した断層の位置・空間的広がりの確からしさや調査の進展に伴う理解度を評価する方法として、階層分析手法のひとつであるEvidential Support Logic(ESL)と情報の評価に利用されるエントロピーを組み合わせた検討を行った。段階的に進められる地質環境調査では、ESLとエントロピーを用いた手法により、地質環境に対する解釈の確からしさと理解度を経時的に評価できる可能性を提示した。

口頭

軽水炉シビアアクシデント時の炉内高温領域におけるFP化学挙動評価,4; セシウムシリケートの熱力学特性評価

鈴木 恵理子; 中島 邦久; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 黒崎 健*

no journal, , 

軽水炉シビアアクシデント時のステンレス鋼へのCsの化学吸着により生成するセシウムシリケートの熱力学特性を低温比熱測定等により実験的に評価した。Cs$$_{2}$$Si$$_{4}$$O$$_{9}$$については、低温比熱測定により得られた室温での比熱及びエントロピーが、それぞれNeumann-Koppの法則により求めた値及び既報の推定値と概ね一致することが分かった。

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