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廃炉環境国際共同研究センター; 産業技術総合研究所*
JAEA-Review 2021-026, 47 Pages, 2021/11
JAEA-Review-2021-026.pdf:2.16MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和元年度に採択された「耐放射線性ダイヤモンド半導体撮像素子の開発」の令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は極めて高い耐放射線性が確認されているダイヤモンド半導体素子を利用して、耐放射線性可視光固体撮像素子の実現を目標として研究開発を行うものである。開発目標として、ダイヤモンド金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)をベースとして電荷結合素子(CCD)の基本動作となる電荷転送動作を確認する。また、ダイヤモンド固体撮像素子が可視光における感度を得るために、中性不純物準位を用いた革新的ダイヤモンドフォトダイオードを試作し評価を行う。
廃炉環境国際共同研究センター; 産業技術総合研究所*
JAEA-Review 2020-027, 27 Pages, 2021/01
JAEA-Review-2020-027.pdf:2.98MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、「耐放射線性ダイヤモンド半導体撮像素子の開発」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究は極めて高い耐放射線性が確認されているダイヤモンド半導体素子を利用して、耐放射線性可視光固体撮像素子の実現を目標として研究開発を行うものである。開発目標として、ダイヤモンド金属半導体電界効果トランジスタ(MESFET)をベースとして電荷結合素子(CCD)の基本動作となる電荷転送動作を確認する。また、ダイヤモンド固体撮像素子が可視光における感度を得るために、中性不純物準位を用いた革新的ダイヤモンドフォトダイオードを試作し評価を行う。
小山 知弘*; 家田 淳一; 千葉 大地*
Applied Physics Letters, 116(9), p.092405_1 - 092405_5, 2020/03
被引用回数：6 パーセンタイル：29.86(Physics, Applied)The electric field (EF) modulation of magnetic domain wall (DW) creep velocity 
in Pt/Co/Pd structure with perpendicular magnetic anisotropy (MA) has been studied. The structures with different Co thickness 
up to 
nm are investigated. In all samples, applying a gate voltage induces a clear change in . Thicker samples provide a higher modulation efficiency, and the modulation magnitude of more than a factor of 100 times is observed in the thickest of 0.98 nm. The parameter characterizing the creep motion is significantly affected by the EF, resulting in the modulation of . Unlike the case, the MA modulation efficiency decreases with increasing . The present results are discussed based on the EF-induced change in the interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction (iDMI), which has been recently demonstrated in the same structure, and dependence of the DW energy. The dependence of the modulation suggests that the EF effect on the iDMI is more important than the MA.
小山 知弘*; 仲谷 栄伸*; 家田 淳一; 千葉 大地*
Science Advances (Internet), 4(12), p.eaav0265_1 - eaav0265_5, 2018/12
被引用回数：66 パーセンタイル：89.97(Multidisciplinary Sciences)Pt/Co/Pd非対称構造において電場が磁壁速度を制御できることを示す。ゲート電圧を印加すると、50m/sまでの磁壁速度の著しい変化が観察され、これは以前の研究で観察されたものよりはるかに大きい。さらに、100m/sを超える磁壁速度の明確な変調も確認した。電場による界面のDzyaloshinskii-Moriya相互作用(DMI)の数パーセントまでの変化が、速度変調の原因であることがわかった。ここに示されているDMIを介した速度変化は、電場による異方性変調によって引き起こされるものとは根本的に異なるメカニズムである。本結果は、スピントロニクスデバイスの性能を向上させることができるDMI制御によるスピン構造とダイナミクスの電気的操作への道を開くものである。
柳澤 和章; 高橋 祥次*
Scientometrics, 78(3), p.505 - 524, 2008/10
被引用回数：1 パーセンタイル：24.50(Computer Science, Interdisciplinary Applications)原研物質科学につき社会経済的評価を実施した。目的は、物質科学の注力研究分野の同定と社会経済的ネットワーキングの観察にある。物質科学に関する数多くの論文を用い、前者に対して高ランクキーワードを使い、後者に対しては共著論文の数を評価に使った。得られた結果は以下の通り。(1)原研物質科学の注力研究分野は、イオン照射,アクチノイドといった原子力研究に強い関係を持つキーワードで代表された。アクチノイドを例に取ると、我が国では過去25年間に7,237論文が書かれ、原研がその25%、公的研究機関(官と学、PSと略記)が52%、民(POと略記)が17%という割合であった。JAERI-PS間のネットワーキングは、25年間の平均で3
4%、最近の5年間では8%で成長していた。これは両機関の間で研究協力が大きく促進されたことを示唆している。(2)原研と選択5研究機関(SRB、例えば東京大学)間の注力研究分野を互いの持つトップ100キーワードで比較してみたところ、中性子や加速器といった7つのキーワードのみで研究分野が重畳していた。この重畳領域において両機関は互いに国家レベルで全体の活性化を図っていたと思われる。我が国における中性子論文は最近の5年間で2,988論文あって、原研の大きな貢献もあってJAERI-PS間のネットワーキングは16%に到達していた。
長縄 弘親; 鈴木 英哉*; 野呂 純二*; 木村 貴海
Chemical Communications, (23), p.2963 - 2965, 2005/06
スーパーウイーク陰イオンであるTFPB-の「場」の効果によって、「ソフトドナー」抽出剤を用いずともLn
からAmを分離することが可能となる。たとえば、この「場」の効果を利用すれば、代表的な「ハードドナー」抽出剤で従来の溶媒抽出系ではAm-Ln間の分離能をまったく示さなかったCMPO(カルバモイルメチレンホスフィンオキキシド)を用いてさえ、硝酸水溶液からAmのみを選択的に抽出・分離することができる。「場」の効果は、TFPB-の脱水和促進作用によってもたらされる。このような「場」の効果によって、ありふれた配位子の潜在的な選択的分離能を引き出すことが可能になる。分子認識化学は狙った化学種に特異的に結合する配位子の開発にたよって発展してきたが、このような「場」の効果の利用は、それとは異なる新しい分子認識の方法論である。
柳澤 和章; 高橋 祥次; 成田 脩; 米澤 稔
IAEA-CN-123/03/P/18 (CD-ROM), 9 Pages, 2004/10
原研基礎科学研究の社会経済的効果を理解するため、研究ネットワークを通じての社会的相互交流の刺激と促進を定量的に研究した。(1)重要語{100}をINISに入力して物質科学に関する世界的な潮流を調べた。その結果、原研の物質科学研究はINIS加盟の先進国で行われている物質科学研究と遜色ないことがわかった。(2)物質科学研究で、原研が注力してきた分野として「イオン照射」,「アクチノイド」があり、これらは原子力との結びつきが強い研究分野である。アクチノイド研究分野では、ネットワーク成長率(全論文に対する原研-公共著論文の割合)は25年で3-4%、最近5年で8%となっている。最近はネットワークの成長率が著しい。(3)原研と東大等の他5研究機関で比較してみると、代表的な110研究分野のうち7領域(中性子,加速器等)が重畳していた。この重畳(競合)領域では、両機関が互いに補完し合い技術レベルの向上に努めていることがわかった。
site symmetry in the ferromagnet UFe
P
松田 達磨; Galatanu, A.; 芳賀 芳範; 池田 修悟; 山本 悦嗣; 辺土 正人*; 上床 美也*; 竹内 徹也*; 杉山 清寛*; 金道 浩一*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 73(9), p.2533 - 2538, 2004/09
被引用回数：8 パーセンタイル：47.63(Physics, Multidisciplinary)立方晶強磁性体UFePの単結晶育成に成功し、その単結晶を用いて電気抵抗,比熱,磁化率及び高磁場中磁化測定を行った。強磁性転移温度3.1K,飽和磁化1.3
/Uまた磁化の温度依存性について、5
をもとにした結晶場モデルによって説明を試みた。
玉井 広史; 栗田 源一; 松川 誠; 浦田 一宏*; 櫻井 真治; 土屋 勝彦; 森岡 篤彦; 三浦 友史; 木津 要; 鎌田 裕; et al.
Plasma Science and Technology, 6(3), p.2281 - 2285, 2004/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Fluids & Plasmas)JT-60SCの高性能定常運転シナリオをTOPICSを用いて検討・評価し、
5で自発電流割合86%の定常状態をI
=1.5MA, B
=2T, NBパワー11MWで維持できることを示した。またERATO-Jを用いた解析を行い、導体壁半径とプラズマ小半径との平均比約1.2では、トロイダルモード数1、または2の外部キンクモードに対する壁安定効果により、
5.5まで達成可能であることを示した。さらに 、プラズマを壁に近付けることによって発生する抵抗性壁モードは、容器内コイルを用いた能動制御により抑制されると予測している。一方、のさらなる向上のためにTOSCAによるプラズマ形状の解析を行い、S=(I/aB)q
で定義されるプラズマ形状係数(非円形度と三角形度に強く依存)を4から6まで変えられることを示した。これは高性能プラズマ運転を実現するうえで重要な電流分布と圧力分布の制御性の拡張を示唆している。
清水 滋; Zhang, Q.; 梶本 与一; 川崎 朋克; 藤井 克年
JAERI-Tech 2003-095, 52 Pages, 2004/01
JAERI-Tech-2003-095.pdf:2.66MB
国際標準化機構の国際規格ISO4037-1では、放射線防護用測定器の性能試験に用いるX線基準場が設定され、世界的に適用している。原研の現行のX線基準場は、国内の利用を前提として構築されているため国内規格に適合しているが、上記国際規格とは異なっている。このため、国際的な性能試験に対応させるため、国際規格に準拠したNarrow series, Wide series及びHigh air-kerma seriesのX線基準場を、原研放射線標準施設棟の中硬X線照射装置を用いて整備した。本論文では、整備したX線場の線質設定,各線量単位のX線スペクトル等の評価を行うとともに、上記国際規格の線質やX線スペクトルとの比較を行った。この結果、原研のX線基準場の線質は、国際規格の線質とよく一致していることが確認でき、これにより放射線防護用測定器の広範囲な性能試験を国際規格に基づいて実施できることになった。
研究業務評価検討アドホック委員会
JAERI-Review 2003-036, 75 Pages, 2003/11
JAERI-Review-2003-036.pdf:9.68MB
基礎・基盤研究分野について、社会経済的効果に関する評価の、定量的な把握・分析を試みた。評価対象は物質科学研究とし、概略以下のような評価結果を得た。(1)原研物質科学の注力研究分野としては、イオン照射,アクチノイド等原子エネルギーに深く関連する分野が挙げられる。(2)国内物質科学研究の原研以外の代表的研究機関(KEK,東大,東北大,物材研及び理研を抽出)が注力する研究分野と比較すると、原研の注力研究分野と共通するのは、放射光,照射,電子顕微鏡,中性子,核反応断面積等ごく一部で、しかも、この競合領域では、お互い張り合うというよりは、補完的な形で、国全体として総体的に見た場合の研究水準を高め合っている形が見られる。(3)原研が注力してきた研究分野としては、アクチノイド,中性子照射,消滅処理等が挙げられる。また、ネットワーキングの大きさ,連携の程度が大きく、社会経済効果が大きいものとしては、中性子,核反応,アクチノイド等が挙げられる。(4)アクチノイドについてネットワーキングの実態を調べたところ、25年間の論文数シェアは、原研25%,学界及び公的機関の公52%,民間17%であった。共著論文数でみた機関間のネットワーキングの程度は、5年間ごとに見て原研-公では3-4%,最新5年は8%の割合で増加した。また、共同論文の著者を個別に追跡した結果を見ても、原研が主体的に研究に携わり、ネットワークの外部効果を拡大している様子が見てとれた。
上島 豊
第8回ビジュアリゼーション・カンファレンス論文集(CD-ROM), 12 Pages, 2002/10
特殊相対性理論はアインシュタインが発見したことで有名である。それは、超高強度レーザーと物質の相互作用に関する我々の研究において最も重要な理論の1つである。その理論の名前はよく知られているが、その世界を理解することは非常に難しい。それゆえ、相対性理論の世界を体験するためのソフトウェアをOPENGL Scene GraphというOPEN SOURCEのライブラリを用いて開発した。このソフトウェアは、通常の表示方式の他に偏光フィルター方式の簡易バーチャルリアリティー表示モードにも対応している。このソフトウェアを使うと相対論効果による視野のひずみ現象やドップラーシフトなどを体験することができる。これらの相対論的現象は、グラフや式では理解することが難しい。このソフトウェアと簡易バーチャルリアリティー装置を使い、いしかわe-サイエンス2002と原研木津サイエンスキャンプ2002のほか多くの原研木津地区の見学者に対して特殊相対性理論の世界を紹介し、多くの人に興味を持っていただいた。
滝塚 知典; 北條 仁士*; 羽鳥 尹承*
プラズマ・核融合学会誌, 78(9), p.857 - 912, 2002/09
磁場閉じ込めプラズマ中の磁力線に沿った輸送について概説する。無衝突及び衝突拡散的輸送について比較する。その速い輸送のために、磁力線方向のプラズマの性質は非局所的に振る舞いやすい。トカマク中のスクレイプオフ層とダイバータプラズマの非局所的現象の一つを紹介する。その磁力線方向に形成される非対称性はスクレイプ層の電流に関連する熱電不安定性に起因する。MARFEと呼ばれる局所的な現象は強い放射冷却により作られる。磁力線方向に非局所的で磁力線垂直方向に局所的構造を持つスネークはトカマクの中心プラズマに生じている。ミラープラズマにおけるミラー端からの軸方向損失について紹介する。特にピチ角散乱によるロスコーンへの落下及び磁気モーメント断熱性の破れによる損失が非局所的な軸方向輸送に関連することを述べる。
小出 芳彦; 逆井 章; 坂本 宜照; 久保 博孝; 杉江 達夫
Review of Scientific Instruments, 72(1), p.119 - 127, 2001/01
被引用回数：40 パーセンタイル：84.20(Instruments & Instrumentation)JT-60U用荷電交換分光装置を開発した。本装置は、加熱用中性粒子ビームと完全電離炭素イオンとが荷電交換反応を行う際の発光スペクトルを分光測定し、そのドップラー拡がり、ドップラーシフト、発光強度からそれぞれ、イオン温度、プラズマ回転速度、炭素密度の情報を得るものである。本装置は以下の特徴を有する。(1)対物光学系等、JT-60U装置と直接接触する部品は、真空容器のベーキング温度である300度の耐熱性を持つと同時にディスラプションに伴う振動に耐える機械的強度を持つ(60gの加速度に耐えることを衝撃試験により確認)。(2)空間、時間に関して、十分な分解能(5cm,16.7ms)と測定点数(59空間点,900時刻点)を持つ。(3)ビームを見ない光学系の併用によりデータ処理を簡略化し、導出した物理情報が実験の方針決定に反映できる程度の高速処理を実現した。本論文では、装置の構成、較正方法、得られた空間分布データを示す。
ions with H atoms鈴木 慎悟*; 白井 稔三; 島倉 紀之*
Phys. Scr., T73, p.110 - 111, 1997/00
被引用回数：1 パーセンタイル：19.10(Physics, Multidisciplinary)多価イオン-原子衝突によって生じる電子捕獲反応の外部磁場効果の研究を、分子基底に基づいた半古典的緊密結合法を用いて理論的に行った。この計算では、電子並進因子だけではなく、ゲージ不変性を考慮するための位相因子も含めた。磁場の効果は一次まで取り込み、磁場の向きは任意の場合を扱った。また、入射粒子の運動に伴う分極の効果は非常に小さいために無視した。この方法を一重項(B+H)系に対して適用し、全ての磁場の向きで平均化した電子捕獲断面積を求めた。得られた全断面積は、磁場とともに少しずつ増加した。また、磁場が衝突平面に対して垂直の場合に磁場効果が最も大きくなった。
功刀 資彰
Fusion Engineering and Design, 23, p.329 - 339, 1993/00
被引用回数：6 パーセンタイル：51.65(Nuclear Science & Technology)核融合炉ディスラプション時の逃走電子によるプラズマ対向機器へのエネルギー沈着量を評価するため、電子光子輸送コードEGS4に磁場効果を加えた逃走電子シミュレーションを実施した。炭素層及びMo層から成る単純モデルに対し、運動エネルギー10~300MeV、入射角0.5゜~25゜で照射された逃走電子の磁場下での挙動を追跡し、材料内でのエネルギー沈着量を評価した。その結果、磁場を考慮したことによる沈着量の増加は、Mo層内で約8倍にも達し、逃走電子解析における磁場効果の重要性が示された。しかし、電子エネルギーが100MeV以上では、エネルギーの大きさ及び入射角度の影響は殆ど無いこと及び磁場の傾斜角度の影響も本解析範囲内では顕著でないことが分かった。ITER/CDAの3種ダイバータについても磁場の存在により電子が深く侵入するため、冷却管への高い沈着がみられダイバータ材料及び構造の改善の必要性が示された。
居田 克巳*; 伊藤 早苗*; 伊藤 公孝; 秀熊 茂*; 三浦 幸俊; 川島 寿人; 森 雅博; 松田 俊明; 鈴木 紀男; 玉井 広史; et al.
Physical Review Letters, 68(2), p.182 - 185, 1992/01
被引用回数：51 パーセンタイル：86.42(Physics, Multidisciplinary)Co-NBIからC
-NBIにスイッチすることにより、顕著な粒子のピンチとX
の減少が起きている。この粒子のピンチは、電場による粒子ピンチのモデルと良い一致を示すことを明らかにした。
M.Z.Hasan*; 功刀 資彰
Heat Transfer-Minneapolis,1991 (AIChE Symp. Ser. No. 283), p.67 - 73, 1991/00
核融合炉第1壁及びリミター/ダイバータ板内の冷却流路内の完全発達した層流液体金属流れの温度助走区間及び完全発達時の対流伝熱を3次元非定常熱流体コードCONDIFを用いて数値解析した。冷却材流路壁は絶縁としている。プラズマからの直接熱放射を受ける円形冷却材流路は表面で周方向に熱流束分布を有すると同時に、外部磁場の存在によって電気伝導性を有する冷却材流れはMHD効果を受けることになる。著者らはこれまでに印加熱流束(熱放射)の方向と磁力線の方向が平行の場合について研究してきたが、本報告では主として、熱流束の方向と磁力線の方向が異なる場合について取り扱っている。熱流束の周方向非一様性とMHD効果による熱伝達特性の変化は、両者が平行な場合最も強く現れ、直交する場合最も弱くなる。これらの影響を考慮した場合、如何なる設計検討の余地があるかを逆ピンチ炉(TITAN)を例に考察した。
Al wiresD.Zeritis*; 安藤 俊就; 高橋 良和; 西 正孝; 中嶋 秀夫; 島本 進
Applied Physics Letters, 57(5), p.506 - 507, 1990/07
被引用回数：8 パーセンタイル：45.56(Physics, Applied)ジェリーロール法で作ったNbAl線の臨界電流値の横圧縮効果について実験を行なったところ、圧縮効果がNbSnに比べて2分の1以下であることが得られた。本結果は高臨界、大型コイルの実現に有益であり、又、物理現象としても、A15材料の研究に大きな情報をもたらした。
津田 孝; 伊藤 公孝; 伊藤 早苗*
JAERI-M 9234, 13 Pages, 1980/12
シェア磁場中の静電ドリフト波に対するトロイダル効果を調べ、シェアによる安定効果が消滅する条件を示した。通常のトカマクでは、不安定となる揺動が径方向とポロイダル方向に同程度の広がりを持つ。
