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論文

Phase-field model for crystallization in alkali disilicate glasses; Li$$_2$$O-2SiO$$_2$$, Na$$_2$$O-2SiO$$_2$$ and K$$_2$$O-2SiO$$_2$$

河口 宗道; 宇埜 正美*

Journal of the Ceramic Society of Japan, 128(10), p.832 - 838, 2020/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Materials Science, Ceramics)

本研究では、移動度係数($$L$$)を新しく定義することで、溶融酸化物系におけるフェーズフィールド法(PFM)の技術を開発した。一定の移動係数$$L$$を用いたPFM計算から得られた結晶成長速度($$v_0$$)は、normal growthモデルの熱力学的推進力と同程度であった。また$$L$$の温度依存性は、実験から得られた結晶成長速度と$$v_0$$から決定し、その決定した$$L$$を使って、二酸化アルカリケイ酸ガラスのLi$$_2$$O-2SiO$$_2$$, Na$$_2$$O-2SiO$$_2$$, K$$_2$$O-2SiO$$_2$$の結晶成長速度($$v$$)をシミュレーションした。$$v$$の温度依存性は定性的および定量的に非常に良く一致したため、本PFM計算は$$L$$の有効性を実証した。特に、PFM計算によって得られた$$v$$は、融点($$T_{rm m}$$)で増大し、$$T_{rm m}$$-100Kでピークを示した。さらなる温度の下降では、$$v$$は明確に0ms$$^-1$$に近づくことが分かった。この振舞いは、界面のジャンプ過程を表現する$$L$$によって$$v$$が制限されているためである。$$L$$のパラメータ$$B$$の感度についてもPFM計算を行い、$$B$$$$0$$から$$2$$まで増加すると、$$v$$のピークはより急峻に、ピーク温度は高温側にシフトすることが分かった。アルカリ金属の原子番号が増加するにつれてイオンポテンシャルは減少するので、$$L$$のパラメータ$$A$$$$B$$は、それぞれ指数関数的に増加、直線的に減少することになったと考えられる。本計算により$$L$$$$A$$$$B$$は互いに密接な関係であることが分かった。

論文

A Noniterative mean-field QM/MM-type approach with a linear response approximation toward an efficient free-energy evaluation

城戸 健太朗

Journal of Computational Chemistry, 40(24), p.2072 - 2085, 2019/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:9.61(Chemistry, Multidisciplinary)

Mean-field treatment of solvent provides an efficient technique to investigate chemical processes in solution in QM/MM framework. In the algorithm, an iterative calculation is required to obtain the self-consistency between QM and MM regions, which is a time-consuming step. In the present study, we have proposed a non-iterative approach by introducing a linear response approximation (LRA) into the solvation term in the one-electron part of Fock matrix in a hybrid approach between MO calculations and a three-dimensional integral equation theory for molecular liquids (MC-MOZ-SCF; Kido $textit{et al.}$, J. Chem. Phys. $textbf{143}$, 014103 (2015)). To save the computational time, we have also developed a fast method to generate electrostatic potential map near solute and the solvation term in Fock matrix, using Fourier transformation (FT) and real spherical harmonics expansion (RSHE). To numerically validate the LRA and FT-RSHE method, we applied the present approach to water, carbonic acid and their ionic species in aqueous solution. Molecular properties of the solutes were evaluated by the present approach with four different types of initial wave function and compared with those by the original (MC-MOZ-SCF). From the averaged speed up ratio, the present approach is 13.5 times faster than MC-MOZ-SCF.

論文

Preliminary measurements on single and multi-crystal diamond electron cathodes

峰原 英介

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.55 - 56, 2005/07

次世代,高輝度及び大電流の電子源は光陰極,熱電子陰極,結晶ダイアモンド電子陰極及びその他のものに似ており、次世代ERL(エネルギー回収型線型加速器)に基づいた光源及びSASEのX線の自由電子レーザーを実現すると期待されている。JAERI FELグループは、大電流,高輝度及び長命電子源のための新しい結晶ダイアモンド電子陰極技術を最近開発し始めた。発表では、私たちは、戦略について説明し、議論する。そして結晶ダイアモンド陰極及び関連するダイアモンド陰極評価システムの予備的実験の測定を報告する。

論文

Large-scaled non-thermal laser peeling, cutting and drilling in nuclear decommissioning industry

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 飯島 北斗; 西谷 智博; 木村 秀明*; 小栗 第一郎*; et al.

Proceedings of 13th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-13) (CD-ROM), 10 Pages, 2005/05

原研FELは最近新しく255フェムト秒極短パルス,6-9%高効率,1GWピーク出力,数kW平均出力,中赤外から遠赤外に渡る広い波長可変性を同時に実現する発振を発見した。この新しい発振とエネルギー回収リニアック技術を用いて、原子力産業,製薬,医学,防衛,造船,環境科学,宇宙ごみ処理,エネルギー伝送などの応用のために、われわれは10kWよりも高出力で25%よりも高効率な自由電子レーザーを実現できる。そのような波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルスFELを実現するために、われわれは原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELが必要である。われわれのFELに関する議論は、原子力発電所を廃炉するための非熱穿孔,切断,剥ぎ取り応用や原子力産業分野における応力腐食割れを防止することや産業用FELのロードマップ,原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELを含んでいる。

報告書

第3回光量子科学研究シンポジウム論文集,2001年12月13日-14日、光量子科学研究センター、京都

関西研究所

JAERI-Conf 2002-008, 276 Pages, 2002/07

JAERI-Conf-2002-008.pdf:32.39MB

第3回光量子科学研究シンポジウムが、2001年12月13日,14日の両日、日本原子力研究所関西研究所光量子科学研究センターにおいて開催された。本論文集は、同シンポジウムにおいて行われた招待講演5件,一般発表7件及びポスター発表61件のうち、論文として投稿された63件を収録している。

論文

On the free energy structure of antiferromagnetic Potts model

横田 光史

International Journal of Modern Physics B, 15(26), p.3409 - 3417, 2001/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Physics, Applied)

反強磁性ポッツ模型の秩序相がどのようなものかは、解決されていない問題である。三状態ポッツ模型の場合、反強磁性転移温度直下の相が、回転対称であるかどうかが解明されていない。これは、相転移点近くでの自由エネルギー構造が微妙なものであることに起因している。モンテカルロシミュレーションは、有限サイズ効果のために、確定した結論を出すに至っていない。ここでは、ペア近似の範囲で、秩序状態とその間の鞍点に対する自由エネルギーを見積もることによって、さまざまな秩序状態をシミュレーションで区別するには、システムがどの位大きい必要があるかを考察した。

論文

原研超伝導リニアック駆動自由電子レーザー; 極短パルス、高効率、高出力、波長可変レーザーの実現に向けて

峰原 英介

放射光, 14(3), p.182 - 189, 2001/06

原研エネルギー回収型超伝導リニアック自由電子レーザーに関する将来計画と最近の開発について説明する。2000年の初頭、準CW動作で5%という高いビーム光引出効率で、設計目標を超えることができ、最終的に2.34kWを達成することができた。この高出力高効率発振は、まだ見つかっていない新規なもので、レサジー無し、完全同期状態で、数サイクル発振、250fs程度の幅を持ち、約1GWの尖頭値であることが最近わかった。

論文

Oxygen potential and defect structure of the solid solution, Mg-Gd-UO$$_{2}$$

藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*; 岡崎 学*; 福田 幸朔; 芹澤 弘幸; 白鳥 徹雄*

Journal of Nuclear Materials, 289(3), p.270 - 280, 2001/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:20.38(Materials Science, Multidisciplinary)

(Mg, Gd, U)O$$_{2+x}$$固溶体の酸素ポテンシャルを1000~1250$$^{circ}C$$の温度領域において、O/M比の関数として求めた。酸素ポテンシャルが急変するO/Mの値は、固溶体中のMg量の増加とともに低下した。一方、平衡する酸素分圧が低下すると、固溶体中のMg原子の一部が、格子間位置にシフトすることが、密度測定から明らかになった。Mgの固溶限は、平衡する酸素分圧に対して複雑な挙動を示した。

報告書

エチルトリクロロシランを用いたCVD-SiCの熱力学計算

中野 純一; 山田 禮司

JAERI-Research 95-045, 26 Pages, 1995/06

JAERI-Research-95-045.pdf:1.08MB

自由エネルギー最小化法に基づく化学平衡状態計算プログラムSOLGASMIX-PVを用いて、C$$_{2}$$H$$_{5}$$SiCl$$_{3}$$-H$$_{2}$$-Ar系の化学蒸着(CVD)に関して熱力学計算を行い、CVD状態図を得た。C$$_{2}$$H$$_{5}$$SiCl$$_{3}$$-H$$_{2}$$系では、$$beta$$-SiC+C、$$beta$$-SiC、$$beta$$-SiC+Si(l)、Si(l)、$$beta$$-SiC+Si(s)、およびSi(s)が蒸着する領域が存在することがわかった。C$$_{2}$$H$$_{5}$$SiCl$$_{3}$$Ar系では、$$beta$$-SiC+CおよびCが蒸着することがわかった。これらの計算結果と報告されている蒸着実験結果とを比較した結果、$$beta$$-SiC+Cが蒸着すると計算された領域において、$$beta$$-SiC+C、$$beta$$-SiC、または$$beta$$-SiC+Si(s)が蒸着することがわかった。CVDにおける最適なガスのモル比と蒸着温度に関しては、(Ar+H$$_{2}$$)/C$$_{2}$$H$$_{5}$$SiCl$$_{3}$$モル比1000~10000、Ar/H$$_{2}$$モル比0.43~0.15、蒸着温度1100~1500Kのときに、原料のSi原子は最も効率よく$$beta$$-SiCとして蒸着し、$$beta$$-SiC単相を生成することが明らかになった。

論文

Vaporization behaviour of (Pu,Am)N

小川 徹; 大道 敏彦; 前多 厚; 荒井 康夫; 鈴木 康文

Journal of Alloys and Compounds, 224, p.55 - 59, 1995/00

 被引用回数:23 パーセンタイル:79.68(Chemistry, Physical)

原子炉級PuN試料のクヌーセン・セル質量分析法による蒸気圧測定の際、初期に、熱力学的予測に比べて顕著に低い質量数239と、非常に大きい質量数241の信号が認められた。この観察事実は、(Pu,Am)N$$_{1-x}$$の熱力学的モデルによって良く説明できる。解析に当っては、AmNのGibbs生成自由エネルギーがUN,PuNのそれと大きくは異ならないという仮説を立てた。計算と実験との一致はこの仮説を支持するものであった。AmNの生成の第二法則エンタルピーは1600Kで-294kJ/molと評価された。

論文

Thermodynamic analysis of Zr-U and Zr-Np alloys in view of f-d interaction

小川 徹; J.K.Gibson*; R.G.Haire*; M.M.Gensini*; 赤堀 光雄

Journal of Nuclear Materials, 223, p.67 - 71, 1995/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:80.39(Materials Science, Multidisciplinary)

アクチニド金属f状態と遷移金属のd状態の混合は金属と組成の双方に依存する。Zr-U系には$$omega$$相固溶体と見なすことのできる中間相$$delta$$が存在する。すなわちU添加により$$omega$$相が$$alpha$$相(hcp)に対して安定化される。このことはUの原子価殻とZrのd殻とが良く混合した結果、Zr-d帯の占有率が上昇したことを意味すると考えられる。Zr-Np系にも$$delta$$類似相が存在する。しかし、$$beta$$-Zrと$$gamma$$-Uとがbcc金属として良く相互固溶するのに対し、$$beta$$-Zrと$$gamma$$-Npとの相互溶解度は限られるようである。Np-Zr系の熱力学的解析の結果、Zr-Np間の相互作用がZr-U間のそれと同程度であれば、bcc領域の溶解度差曲線が固相線と交わることが明らかになった。これらの議論の基礎となるU-4d遷移金属合金化の系統的挙動についても論じた。

論文

Recent development of the JAERI FEL driven by a superconducting RF linac accelerator

峰原 英介; 杉本 昌義; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏

Proc. of the 20th Linear Accelerator Meeting in Japan, 0, p.66 - 68, 1995/00

原研自由電子レーザー加速器系は10~20MeVの定格電子エネルギーでの加速を行っている。最大加速電界は前段加速器で高周波電源の出力限界により~5MV/m、主加速器で~7MV/m程度に制限されている。通過率は主加速器及びアンジュレータで概略100%を得た。長時間位相誤差は、1度以内、同振幅誤差は1%以下となっている。エネルギー分解能は前段加速器で$$pm$$1.5%を、また主加速器で$$pm$$0.4%を切る程度である。又ストリークカメラによる時間巾の計測を行ったところ主加速器で60~18psであった。このため目標の10Aを越す数十Aの尖頭値が得られ、加速器性能は当初目標を越すことができた。冷凍機系は累積約一万七千時間程度運転された。また高周波系は無故障で同時間程度運転された。更に発振試験を行った。

論文

Free energy of formation of $$delta$$-UZr$$_{2}$$; Comment on the paper: K.Nagarajan,R.Babu and C.K.Mathews,enthalpy of formation of UZr$$_{2}$$ by calorimetry

小川 徹

Journal of Nuclear Materials, 209, p.107 - 108, 1994/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:63.09(Materials Science, Multidisciplinary)

U-Zr系の中間相$$delta$$生成の自由エネルギーの解析結果を、最近のNagarajanらによる生成熱測定結果と比較し、同相の安定性について議論した。

論文

Effect of electrostatic field on energy conversion efficiency in high current Raman ragime free electron laser

岸本 泰明; 小田 久子*; 志甫 諒; 小田島 和男; 前田 彦祐

Journal of the Physical Society of Japan, 59(1), p.118 - 129, 1990/01

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.84(Physics, Multidisciplinary)

高電流ラマン動作領域自由電子レーザーにおいて、エネルギー変換効率に対する縦方向の静電場の効果が調べられた。粒子間に反作用を及ぼす静電相互作用は、特に高電流領域で動重力ポテンシャル中での捕捉電子の周期的な旋回運動を妨げることがわかった。捕捉電子の不規則な回転は輻射場からエネルギーを持ち去る非捕捉電子を増加させる。その結果、長いウィグラー長に渡って平均化されたエネルギー変換効率は、捕捉理論から予測される値よりも低い値にとまることが明らかになった。

報告書

化学蒸着SiCの熱力学計算

湊 和生; 福田 幸朔; 井川 勝市

JAERI-M 85-043, 27 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-043.pdf:0.9MB

自由エネルギー最小化法に基づく計算コードSOLGASMIX-PVを用いて、CH$$_{3}$$SiCle$$_{3}$$-H$$_{2}$$-Ar系の熱力学計算を行ない、CVD-状態図を得た。条件により、$$beta$$-SiC、$$beta$$-SiC+C(S)、$$beta$$-SiC+Si(S)、$$beta$$-SiC+Si(l)、Si(S)、Si(l)、またはC(S)が蒸着する領域があることがわかった。また、CH$$_{3}$$SiCle$$_{3}$$-H$$_{2}$$-Ar系では、$$beta$$-SiC+C(S)またはC(S)が蒸着することがわかった。これらの計算結果と報告されている蒸着実験結果とを比較した結果、$$beta$$-SiCが蒸着すると予測された領域の高温部(約2000K以上)で$$beta$$-SiC+C(S)が、低温部(約1700K以下)で$$beta$$-SiC+Si(S)がそれぞれ蒸着しており、SiCの蒸着機構を考察する上で重要な結果を得た。

論文

Evaluation of the neutron mean free path and related optical potential in the medium energy region

塚田 甲子男*; 中原 康明; 新関 均*

Atomkernenergie, 45(3), p.176 - 178, 1984/00

100~5,000MeVのエネルギー領域において原子核中の中性子の平均自由行程と光学ポテンシャルが広い質量数の範囲にわたって決定された。更に中性子に対する全断面積、弾性および非弾性散乱断面積のデータがフェルンバッハらの半古典公式を用いて解析される。

論文

Thermodynamic properties of Th$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{8}$$$$_{0}$$U$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{2}$$$$_{0}$$O$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$ solid solution

宇賀神 光弘; 白鳥 徹雄; 柴 是行

Journal of Nuclear Materials, 116(2-3), p.172 - 177, 1983/00

 被引用回数:14 パーセンタイル:80.69(Materials Science, Multidisciplinary)

固溶体Th$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{8}$$$$_{0}$$U$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{2}$$$$_{0}$$O$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$の酸素ポテンシャルとO/M比とを、固体電池式酸素センサーを併用した熱重量法により測定した。混合酸化物への酸素の溶解のエントロピー、エンタルピーが酸素ポテンシャルの温度依存性から求められた。これらの熱力学諸量と生成の自由エネルギーとを用いて、2000-2300KにおけるTh$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{8}$$$$_{0}$$U$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{2}$$$$_{0}$$O$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$上の蒸気圧を計算した。その結果、UO$$_{3}$$(g)の蒸気圧はThO$$_{2}$$(g)より数桁高く、Uが優先的に蒸発すること、蒸気圧はO/M比に依存することなどがわかった。

論文

Application of an extended reguler solution model to carbides of group IVb,Vb and actinide metals

小川 徹

Scr.Metall., 16, p.781 - 785, 1982/00

IVb族、Vb族遷移金属及びアクチニド金属の一炭化物の不定比領域における熱化学的性質を記述するためのモデルを提出した。モデルは、炭素副格子を炭素と空孔の置換型固容体と見なした正則溶体近似にもとづいている。既存の熱力学データから、これらの炭化物系における相互作用パラメータを評価した。また、熱力学データの不確実な系、あるいは不足している系、すなわち、TiC,HfC,TaC,ThCおよびPuCについて、相互作用パラメータの推定値を得た。これらのパラメータを用いて、不定比領域における自由エネルギー、生成熱、蒸発熱等の予測が可能である。

論文

Energy loss of 1000keV electrons in thin silicon crystals as measured by high voltage electron microscopy

土井 健治; 出井 数彦; 大津 仁; 富満 広

Radiat.Eff., 26(1-2), p.129 - 133, 1975/02

シリコン単結晶薄膜を透過した1000KeV電子線のエネルギー分析を、超高圧電子顕微鏡に設置したエネルギー分析器を用いて行なった。結晶は220ブラック反射の方位におかれ、結晶厚さをブラック反射の干渉高により求めた。1000$AA~10000AA$の厚さにおける透過電子線のエネルギースペクトルを測定した。測定結果の解析より損失確率の値(平均自由行路の逆数)がプラズモン励起、L殻X線励起についてそれぞれ0.52$$pm$$0.02$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$$AA$^{-}$$$$^{1}$$、1.50+0.02$$times$$10$$^{-}$$$$^{3}$$$AA$^{-}$$$$^{1}$$と求められた。

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