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論文

High-pressure structure and electronic properties of YbD$$_{2}$$ to 34 GPa

Klotz, S.*; Casula, M.*; 小松 一生*; 町田 真一*; 服部 高典

Physical Review B, 100(2), p.020101_1 - 020101_5, 2019/07

イッテルビウム水素化物(YbH$$_{2}$$)はCaH$$_{2}$$型構造からYがhcp位置、Hが未知の位置にある高圧相へと16GPaで転移する。本研究では、34GPaまでの中性子回折実験により、Hを含めた構造の完全決定を行った。水素(重水素)は、空間群$$P6_{3}/mmc$$の2aおよび2d位置を占め、高対称な"崩れた"密な充点構造をとる。高圧相への転移はゆるやかに起こり、全水素のうちの半分が、波打った水素レイヤーからYbで作られる格子の格子間に移動するように見える。第一原理計算から、この相転移は、$$f$$電子の占有率の変化(完全に占有状態から、部分占有状態x$$approx$$0.75)を伴うことが分かった。この相転移に伴う$$f$$軌道から$$d$$軌道への電子遷移は、結晶のバンドギャップを閉じ、金属状態を生み出す。その金属の基底状態は、格子間水素の面外振動モードを含んだ大きな電子-格子相互作用を持っている。

論文

高温高圧下での鉄-ケイ酸塩-水系の中性子回折その場観察

飯塚 理子*; 八木 健彦*; 後藤 弘匡*; 奥地 拓生*; 服部 高典; 佐野 亜沙美

波紋, 27(3), p.104 - 108, 2017/08

水素は太陽系で最も豊富にある元素で、地球核に含まれる軽元素の最も有力な候補である。しかしながら水素は、X線では見えないこと、常圧下では鉄から簡単に抜け出てしまうことから、その溶解量やプロセスは未知である。本研究では、J-PARCのPLANETを用い、鉄-含水鉱物系の高温高圧下中性子その場観察実験を行った。その結果、約4GPaで含水鉱物の分解によって生じた水が鉄と反応し鉄酸化物と鉄水素化物を生成することを確認した。この時生じた鉄水素化物は、さらに温度を挙げても安定であった。この反応は1000Kで起きたが、その他の物質に関して融解は起きなかった。このことは、地球形成期初期に水素が、他の軽元素に先んじて鉄に溶けることを示唆している。

論文

Pressure-induced weak ferromagnetism in uranium dioxide, UO$$_{2}$$

酒井 宏典; 加藤 治一; 徳永 陽; 神戸 振作; Walstedt, R. E.; 中村 彰夫; 立岩 尚之*; 小林 達生*

Journal of Physics; Condensed Matter, 15(28), p.S2035 - S2037, 2003/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.13(Physics, Condensed Matter)

立方晶蛍石型結晶構造をもつウラン酸化物UO$$_{2}$$は、イオン性結晶であり、絶縁体である。この酸化物は、U$$^{4+}$$イオン($$5f^{2}$$)に対応する局在磁気モーメントを有し、常圧下において、$$T_{N}$$=30.8Kにおいて反強磁性秩序を示す。また、この転移は微小な格子変形を伴う一次転移であることが知られている。このことから、この転移は電気的四重極相互作用と磁気的交換相互作用との競合により引き起こされていると考えられる。この競合関係を明らかにするため、われわれは約1GPaまでの高圧下における直流帯磁率の測定をピストンシリンダー型の高圧セルを用いて行った。高圧下においてUO$$_{2}$$は弱強磁性的な振る舞いを$$T_{N}$$以下において示した。$$T_{N}$$は、約1GPaまで変化しない。このときの磁気モーメントはウランあたり約0.05$$mu_{B}$$と微小ながら、加圧に応じて大きくなることがわかった。この小さな磁気モーメントは傾角反強磁性秩序からもたらされている可能性がある。

論文

Critical heat flux for tight-lattice rod bundle

大久保 努; 新谷 文将

Proceedings of International Workshop on Current Status and Future Directions in Boiling Heat Transfer and Two-Phase Flow, p.177 - 181, 2000/00

稠密格子燃料棒配列で構成される新型の水冷却炉である低減速スペクトル炉の設計においては、そのような稠密格子配列における限界熱流束に対する評価手法を検証することが必要である。しかし、このような稠密格子配列における限界熱流速データは十分とは言えないことから、PWRと同じ運転圧力条件である15.5MPaの高圧力下において限界熱流束実験を実施している。本実験では、外径9.5mmの発熱棒7本を用いて、発熱棒間の間隔が0.6,1.0及び1.5mmのケースに対して実験を行っている。本報では、これらの実験の結果及びそれに対する検討を示す。また、既存の相関式とサブチャンネル解析で得られた局所流動条件を用いた評価と実験データとの比較を示す。

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