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論文

Role of DNA repair and effect of herbal extract on LOH induced by ion beam radiations in ${it Saccharomyces cerevisiae}$

布柴 達男*; 山内 理子*; 岩田 梨佳*; 佐藤 勝也; 大野 豊; 鳴海 一成*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 124, 2015/03

The LOH (loss of heterozygosity) induction by various ion beam radiations was investigated in diploid ${it Saccharomyces cerevisiae}$. The ion beams $$^{12}$$C$$^{5+}$$, $$^{12}$$C$$^{6+}$$, $$^{4}$$He$$^{2+}$$ and $$^{40}$$Ar$$^{13+}$$ at the lowest dose of 37.5 Gy, which had $$sim$$10% lethality, induced LOH with $$sim$$5$-fold higher frequency, with dose-dependent manner until 150 Gy. The LOH induction was predominantly ($sim$$90%) resulted from homologous recombination. Pol$$zeta$$ may be involved in the induction of LOH by ion beam radiations, because in the strain lacking Rev3, only slight induction of LOH was observed, whereas no remarkable effect of deletion for Pol$$zeta$$ was observed on ion beam induced LOH. In addition, the effects of ${it Eucalyptus regnans}$ extracts were examined on iron-beam radiation induced LOH, and ethanol extract of ${it Eucalyptus regnans}$ possessed inhibitory effect on LOH induced by $$^{12}$$C$$^{6+}$$, $$^{4}$$He$$^{2+}$$ and $$^{40}$$Ar$$^{13+}$$ion-beam radiation.

論文

Contact-induced spin polarization in BNNT(CNT)/TM (TM=Co, Ni)nanocomposites

Kuzubov, A. A.*; Kovaleva, E. A.*; Avramov, P. V.*; Kuklin, A. V.*; Mikhaleva, N. S.*; Tomilin, F. N.*; 境 誠司; 圓谷 志郎; 松本 吉弘*; 楢本 洋*

Journal of Applied Physics, 116(8), p.084309_1 - 084309_4, 2014/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:53.77(Physics, Applied)

The interaction between carbon and BN nanotubes (NT) and transition metal Co and Ni supports was studied using electronic structure calculations. Several configurations of interfaces were considered, and the most stable ones were used for electronic structure analysis. All NT/Co interfaces were found to be more energetically favorable than NT/Ni, and conductive carbon nanotubes demonstrates lightly stronger bonding than semiconducting ones. The presence of contact-induced spin polarization was established for all nanocomposites. It was found that the contact-induced polarization of BNNT leads to the appearance of local conductivity in the vicinity of the interface while the rest of the nanotube lattice remains to be insulating.

論文

Effects of irradiation on mechanical properties of HIP-bonded reduced-activation ferritic/martensitic steel F82H first wall

古谷 一幸; 若井 栄一; 宮本 賢治*; 秋場 真人; 杉本 昌義

Journal of Nuclear Materials, 367-370(1), p.494 - 499, 2007/08

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

本研究は、F82H鋼による増殖ブランケット構造体部分モックアップのHIP接合部の微細組織観察,元素分析、及び中性子照射後の機械特性に関するものである。非照射段階において、HIP接合部のTEM観察及びTEM-EDX分析などを行った結果、HIP境界には母相の結晶粒界と同等のM$$_{23}$$C$$_{6}$$が多数認められた。JMTRにて約523Kで約2dpaまでの中性子照射の後、295Kと523Kにて引張り試験を行った結果、照射後引張り特性はIEA材と比較しやや低下したものの、破断部の金相観察の結果、HIP境界での破断は生じていないことを明らかにした。

論文

Neutron irradiation effect on mechanical properties of SS/SS HIP joint materials for ITER shielding blankets

山田 弘一*; 佐藤 聡; 毛利 憲介*; 長尾 美春; 高田 文樹; 河村 弘

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.631 - 637, 2006/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.21(Nuclear Science & Technology)

ITER遮蔽ブランケット製作のためのステンレス鋼同士のHIP接合材の機械的特性に対する中性子照射効果を明らかにした。その結果、ITER日本チーム提唱のHIP条件は、ステンレス鋼同士のHIP接合材が中性子照射をうける場合でも、ステンレス鋼母材相当の強度を有するHIP接合材を製作できることを明らかにした。また、HIP接合面における表面粗さRmaxが1$$mu$$mから30$$mu$$mまでならば、ステンレス鋼同士の接合体の機械的特性に変化は無いことから、遮蔽ブランケット製作の際に、接合表面加工工程の簡素化により、製作コスト低減の可能性を見いだすことができた。

論文

Notch toughness evaluation of diffusion-bonded joint of alumina dispersion-strengthened copper to stainless steel

西 宏

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.269 - 274, 2006/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:79.58(Nuclear Science & Technology)

拡散接合継手のシャルピー衝撃試験の吸収エネルギーが小さい原因を明らかにするため、ステンレス鋼とアルミナ分散強化銅の直接拡散接合継手と金インサートを用いた拡散接合継手について、接合界面部に切欠きを付けた試験片の計装化シャルピー衝撃試験と静的3点曲げ試験を行い、その破壊挙動を比較した。また、有限要素法により引張りとシャルピー試験片の弾塑性解析を行い、両試験片の変形特性の相違を検討した。その結果次の結果を得た。衝撃試験と静的曲げ試験結果は等しく、接合継手の吸収エネルギーの低下は、最大曲げ荷重の低下により起こる。これは、接合継手曲げ試験片の切欠き底では両材の応力-ひずみ特性が異なるため、低強度部材のアルミナ分散強化銅界面近傍に変形が集中するためであり、シャルピー吸収エネルギーの低下は切欠き底の変形が一様でなく、局部的に集中するために起こる。

論文

Josephson half-quantized vortices in long square $$pi$$ junctions around d-dot

町田 昌彦; 小山 富男*; 加藤 勝*; 石田 武和*

Physica C, 426-431(2), p.1566 - 1571, 2005/10

高温超伝導体の超伝導波動関数の対称性は、金属超伝導体のそれと違っているため、高温超伝導体と金属超伝導体の界面では、波動関数の位相の干渉が起こる。こうして、正方形の高温超伝導体を金属超伝導体に埋め込んだ場合には、4つの頂点に量子数1/2の量子磁束が自発的に現れることが知られている。本講演では、この正方形の高温超伝導体をアレイ状に並べた場合に現れる半磁束のパターンを数値シミュレーションした結果を発表する。シミュレーションによると、半磁束のパターンは、アレイを適当に配置することにより二次元イジングモデル,アイススピンモデル、そしてDNAと等価なものを作ることができるということを示した。この結果は、アレイを適当に設計することでほとんど任意の演算デバイスを作ることができることを意味しており、デバイス応用への今後の著しい発展が期待できる。

報告書

Frischグリッド付きアバランシェダイオードを用いた低被曝量CT開発の基礎研究,原子力基礎研究H13-011(委託研究)

今西 信嗣*; 伊藤 秋男*; 神野 郁夫*; 吉田 紘二*; 尾鍋 秀明*

JAERI-Tech 2005-007, 45 Pages, 2005/03

JAERI-Tech-2005-007.pdf:6.84MB

低被曝量CT開発の基礎として、高効率・高計数率を実現するFrischグリッド付きアバランシェダイオード検出器の基礎研究を行った。このため、Siを用いた一体型Frischグリッド付き検出器を製作し、その動特性を研究した。また、表面活性化法によるSi接合の開発を行い、製作したpn接合が整流性の電流-電圧特性を示すことを確認した。さらに、低被曝X線撮像法としてフィルターX線とエネルギー差分法を用いることを提案した。本方法では白色X線を用いたエネルギー差分法に比較して、被曝量が30%まで低減可能であることを確認した。低被曝X線撮像法とFrischグリッド付きアバランシェダイオード検出器とを組合せることにより、高性能X線撮像システム・低被曝CTの開発を行うことができる。

論文

金属系高温超伝導物質MgB$$_{2}$$のエレクトロニクス応用; トンネル接合素子と熱緩和型パルス応答素子への展開に向けて

石田 武和*; Wang, Z.*; 四谷 任*; 町田 昌彦

固体物理, 40(1), p.51 - 67, 2005/01

新しい超伝導体MgB$$_{2}$$は、エレクトロニクスを初めとしてさまざまな応用分野への展開が期待されている。本論文では、おもに、MgB$$_{2}$$を用いたトンネル接合素子開発の現状と熱緩和型パルス応答素子による中性子計測に関する取り組みについて解説する。特に、中性子計測に関しては、地球シミュレータを用いた熱緩和の大規模シミュレーションによりMgB$$_{2}$$素子の検出条件を明らかにした結果について報告する。

論文

Evaluation of the electrical characteristics of III-V compounds solar cells irradiated with protons at low temperature

大島 武; 住田 泰史*; 今泉 充*; 川北 史朗*; 島崎 一紀*; 桑島 三郎*; 大井 暁彦*; 伊藤 久義

Proceedings of 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference and Exhibition (PVSC-31), p.806 - 809, 2005/00

多接合型(InGaP/GaAs/Ge)太陽電池について、低温(175K)での10MeV陽子線照射及び電気特性測定を行った。3$$times$$10$$^{13}$$/cm$$^{2}$$照射により短絡電流,開放電圧,最大電力をそれぞれ初期値の77%, 77%, 50%程度まで低下させ、その後、光照射や電流注入が劣化した特性に及ぼす影響を調べた。その結果、AM0模擬太陽光照射では劣化した特性は変化しないが、暗状態での順方向バイアス印加により0.5A/cm$$^{2}$$程度の電流注入を行うと短絡電流,開放電圧,最大電力ともに回復を示すことが判明した。

論文

Analysis of EOL prediction methodology for triple-junction solar cells in actual radiation environment

住田 泰史*; 今泉 充*; 大島 武; 伊藤 久義; 桑島 三郎*

Proceedings of 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference and Exhibition (PVSC-31), p.667 - 670, 2005/00

宇宙用の高効率太陽電池として期待される三接合太陽電池の放射線劣化予測の新技術を開発するため、NIEL(Non Ionizing Energy Loss)解析から見積もられるダメージドーズ(D$$_{d}$$)をもとに劣化を予測する方法を検討した。InGaP/GaAs/Ge三接合太陽電池に対し、陽子線(50keVから10MeV)または電子線(1MeV)のみを照射した場合、陽子線と電子線の両方を照射した場合について、それぞれD$$_{d}$$を見積もり、太陽電池特性の劣化量とD$$_{d}$$の関係を調べた。その結果、全ての場合において特性劣化が同一の関係式で表されることが判明した。これより、陽子線,電子線及び両者の複合照射においてもD$$_{d}$$を劣化予測の指標として用いることが可能であり、実宇宙での劣化予測に際してNIEL解析が有効であると帰結できた。

論文

Analysis of flight demonstration results of an InGaP/GaAs dual-junction tandem solar cell

今泉 充*; 住田 泰史*; 川北 史朗*; 大島 武; 伊藤 久義; 桑島 三郎*

Proceedings of 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference and Exhibition (PVSC-31), p.563 - 566, 2005/00

人工衛星つばさ「MDS-1」に搭載された地上用InGaP/GaAs二接合タンデム太陽電池の耐放射線性の実宇宙環境試験結果を地上試験結果と比較した。600日間静止トランスファー軌道(GTO)に投入されたタンデム太陽電池の電気特性を解析し、短絡電流(I$$_{SC}$$),開放電圧(V$$_{OC}$$)及び最大電力(P$$_{MAX}$$)を求めた。600日経過後の特性劣化量と地上での1MeV電子線及び10MeV陽子線照射実験の結果を比較したところ、1MeV電子線を基準とした等価フルエンス解析では、I$$_{SC}$$, V$$_{OC}$$及びP$$_{MAX}$$で照射線量に約一桁のズレがあるのに対し、10MeV陽子線を基準とした等価フルエンス解析では全てのパラメータで良い一致を示した。この結果は、GTO軌道では電子線より陽子線の存在量が多いことに起因すると考えられる。これより、従来は1MeV電子線等価フルエンスにより太陽電池の寿命予測を行ってきたが、投入する軌道によっては10MeV陽子線等価フルエンスによる寿命予測を行った方が正確に寿命予測が行えると帰結できた。

論文

The Neutron irradiation effect on mechanical properties of HIP joint material

山田 弘一*; 河村 弘; 土谷 邦彦; Kalinin, G.*; 長尾 美春; 佐藤 聡; 毛利 憲介*

Journal of Nuclear Materials, 335(1), p.33 - 38, 2004/10

 被引用回数:8 パーセンタイル:45.39(Materials Science, Multidisciplinary)

分散強化銅(DSCu)とステンレス鋼はITER遮へいブランケットのヒートシンク材や構造材の候補材料であり、これらは高温静水圧(HIP)法により接合される。本研究では、照射損傷量が約1.5dpaの材料を用いて引張試験や衝撃試験を行い、HIP接合材の機械的特性に対する中性子照射効果を調べた。引張試験の結果、HIP接合材の引張強度はDSCu母材の引張強度と同等であり、中性子照射後も同様の特性を示した。一方、接合界面における主要元素の拡散による影響で、HIP接合材の衝撃特性はDSCu材の衝撃特性より小さかった。衝撃特性の低下は、中性子照射効果の影響より、接合による影響のほうが大きかった。

論文

Unified theory for magnetic and electric field coupling in multistacked Josephson junctions

町田 昌彦; 酒井 滋樹*

Physical Review B, 70(14), p.144520_1 - 144520_6, 2004/10

 被引用回数:32 パーセンタイル:19.39(Materials Science, Multidisciplinary)

高温超伝導体は、その結晶構造が超伝導及び絶縁体(物質によっては半導体や金属)の積層構造からなっており、積層方向に対して弱くジョセフソン結合していることが知られている。また、最近、超伝導体に対するナノファブリケーション技術が発達してきたため、人工的にも積層型のジョセフソン接合が作られるようになっている。本論文では、この積層型ジョセフソン接合の超伝導位相のダイナミクスを記述する理論を構築し、基本方程式を導出した。また、この基本方程式から、超伝導位相の微小振動(プラズマモード)の分散関係を示し、超伝導プラズマモードがどのように励起されるかを示した後、縦プラズマを励起してモード変換により電磁波へと変換可能であること等を議論し、電磁波発振源としての可能性についても記している。

論文

核融合炉用高熱伝導セラミックス製ダイバータプレートモデル試験体に関する基礎的研究

石山 新太郎

日本原子力学会和文論文誌, 3(3), p.288 - 297, 2004/09

低放射化/軽量材料のSi/xSiC金属マトリックス複合材と高強度/項熱伝導SiCを用いて核融合炉用ターゲットプレートモデル試験体を試作し、5MW/m$$^{2}$$$$times$$30secの熱負荷試験を実施し、試作モデルに異常のないことを検証した。

論文

Localized rotating-modes in capacitively coupled intrinsic Josephson junctions; Systematic study of branching structure and collective dynamical instability

町田 昌彦; 小山 富男*

Physical Review B, 70(2), p.024523_1 - 024523_6, 2004/07

 被引用回数:49 パーセンタイル:11.77(Materials Science, Multidisciplinary)

高温超伝導体の結晶は、超伝導層及び絶縁層(半導体や金属の場合もある)の積層構造からなるため、積層方向に弱くジョセフソン接合していることが知られている。本論文では、この結晶構造に由来するジョセフソン接合(固有ジョセフソン接合と呼ばれる)の特性のうち、物質によって変化する電流電圧特性の違いが何に起因するかを明らかにした。一般にジョセフソン接合は、単一な接合が孤立している場合は、単振り子の運動と等価であることが知られているが、固有ジョセフソン接合は、多数の振り子の結合系であり、特有の非線形局在運動が生じる。本論文では、この非線形局在運動が、系のダイナミクスを支配し、電流電圧特性などの観測量に大きな影響を与えることを示したほか、非線形局在運動の広がりが物質により変化し、これが、物質による電流電圧特性の違いをもたらしていることを明らかにした。

論文

Thermal cycling tests of 1st wall mock-ups with Beryllium/CuCrZr bonding

宇田 実*; 岩立 孝治*; 内田 宗範*; 山田 弘一*; 中道 勝*; 河村 弘

JAERI-Conf 2004-006, p.60 - 65, 2004/03

ITER遮蔽ブランケットの第一壁アーマ材料の候補であるベリリウム(Be)とヒートシンク材料の候補である銅合金(CuCrZr)を高温等法圧プレス(HIP)法で接合することが提案されている。本研究では、使用後のリサイクル性を向上させることを目的に開発された、中間層としてAlの箔とCrの蒸着層の複合層を用いたHIP接合体の熱サイクル特性を評価した。熱サイクル試験では、JMTRホットセル内の熱負荷試験装置(OHBIS)に試験体を装着して、電子ビームを照射し、試験体の表面温度,内部温度,外観及び接合部の変化を測定・観察することにした。表面熱負荷は5MW/cm$$^{2}$$、熱負荷時間は15秒として、最大1000サイクルまでの熱サイクルを与えた。その結果、開発された試験体は、1000サイクルまで良好に除熱性能を維持した。会議においては、実験結果の詳細及びHIP条件が熱サイクル特性に与える影響についても報告する。

論文

Study of radiation response on single-junction component sub-cells in triple-junction solar cells

今泉 充*; 高本 達也*; 住田 泰史*; 大島 武; 山口 真史*; 松田 純夫*; 大井 暁彦; 神谷 富裕

Proceedings of 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-3) (CD-ROM), 4 Pages, 2004/01

多接合型太陽電池の放射線劣化の振る舞いを総合的に明らかにし、劣化のモデル化を行うため、多接合型太陽電池を構成している各単セル構造について、放射線照射による劣化の振る舞いを調べた。トップセルに使用されるInGaPセルは陽子線照射中に光照射のあるなしにかかわらず同様な劣化の振る舞いを示した。ミドルセルであるInGaAsセルは、In含有量が増加するに従い耐放射線性が劣化すること、ボトムセルに使用されるGeセルの耐放射線性はトップ,ミドルセルに比べ低いことが明らかになった。

論文

Analysis of end-of-life performance for proton-irradiated triple-junction space solar cell

住田 泰史*; 今泉 充*; 松田 純夫*; 大島 武; 大井 暁彦; 神谷 富裕

Proceedings of 3rd World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-3) (CD-ROM), 4 Pages, 2004/01

宇宙用太陽電池は宇宙放射線への暴露によって劣化するため、初期の変換効率だけでなく寿命末期での性能も重要である。今回は劣化予測法が確立していない3接合型宇宙用太陽電池について地上でのプロトン照射を行い、放射線照射試験に基づく従来の2種類の劣化予測法、すなわち相対損傷ドーズ法とはじき出し損傷ドーズ法の適用妥当性を検討した。3接合型太陽電池では、それぞれInGaP, GaAs, Geによる3つの接合層が直列に接続されている。相対損傷ドーズ法を適用した場合、プロトンの進入深さと電池の層構造を考慮に入れることで各層の電圧劣化から電池全体の開放電圧劣化挙動を説明できる一方で、短絡電流値と電力値については、予測値が大きな誤差を含むことが問題となった。分光感度の解析により各層の電流発生値を見積もった結果、劣化に伴って全体の電流を制限する接合層が初期のInGaP層からGaAs層に移る現象を明らかにし、単純なセル構造に対して開発された相対損傷ドーズ法は精密な電流値劣化予測には不向きであることを示した。はじき出し損傷ドーズ法による評価も、複雑な電流劣化挙動のため劣化予測値のばらつきが大きく、短絡電流値及び電力値の劣化には不適当であり、3接合型太陽電池に特化した劣化予測法の開発が必要であるとの結論を得た。

論文

Josephson vortex flow and plasma amplification in high-Tc superconductors

町田 昌彦

Journal of Low Temperature Physics, 131(3-4), p.527 - 531, 2003/05

 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

異方性の高い高温超伝導体における固有ジョセフソン効果の発見以後、当該効果の基本的物性及び、工学的応用性を調べる多くの研究が行われてきた。特に、ジョセフソン磁束フロー状態におけるプラズマ励起を利用する電磁波放射源は最も効果的なデバイスアプリケーションであると見なされ、多くの注目を浴びてきた。しかしながら、期待されたような強い放射は未だ実験的には報告されていない。本講演では、なぜプラズマ振動が十分に固有ジョセフソン接合外に接続され得ないのかを明らかにし、かつ自発放射に導くようなレーザー的プラズマ増幅を可能とするためのデバイス構成を提案し、それの大規模数値シミュレーション結果を示す。デバイス提案構成は以下のようになる。高温超伝導体サンプルを二つの大きな矩形超伝導体(及び金属)で挟みサンドイッチを作り、ジョセフソン接合面に垂直に電磁波の反射板を置く、こうした場合、励起プラズマ振幅はフロー方向に沿って増幅することが可能である一方、その増幅機構は基本的に接合アレイを作った場合の増幅機構とほぼ同等であることを数値シミュレーション結果を基に明らかにする。

論文

Proton radiation analysis of multi-junction space solar cells

住田 泰史*; 今泉 充*; 松田 純夫*; 大島 武; 大井 暁彦; 伊藤 久義

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.448 - 451, 2003/05

 被引用回数:34 パーセンタイル:8.17

宇宙用に開発された三接合型(InGaP/GaAs/Ge)太陽電池の陽子線照射効果を明らかにするため、20keVから10MeVのエネルギー範囲の陽子線を照射し、電気的・光学的特性の変化を調べた。モンテカルロシュミレーションより見積もった陽子線の侵入長を考慮して特性劣化を解析した結果、ミドルセルであるGaAsセルの接合付近が陽子線の侵入長にあたる場合に最も特性の劣化が大きいことを見出した。このことより耐放射線性のさらなる向上にはGaAsミドルセルの耐放射線性向上が重要であると結論できた。

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