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論文

Observation of field-induced single-ion magnetic anisotropy in a multiorbital Kondo alloy (Lu,Yb)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$

北澤 崇文; 池田 陽一*; 榊原 俊郎*; 松尾 晶*; 清水 悠晴*; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 金道 浩一*; 南部 雄亮*; 池内 和彦*; et al.

Physical Review B, 108(8), p.085105_1 - 085105_7, 2023/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.085105
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

We demonstrate field-induced single-ion magnetic anisotropy resulting from the multiorbital Kondo effect on diluted ytterbium alloy (Lu$$_{1-x}$$Yb$$_x$$)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$. Single-ion anisotropic metamagnetic behavior is revealed in low-temperature regions where the local Fermi-liquid state is formed. Specific heat, low-field magnetic susceptibility, and resistivity indicate reproduction of the ground-state properties by the SU($$N$$ = 8) Kondo model with a relatively large $$c$$-$$f$$ hybridization of $$T_{rm K}$$ = 60.9 K. Dynamical susceptibility measurements on YbRh$$_2$$Zn$$_{20}$$ support realizing multiorbital Kondo ground state in (Lu$$_{1-x}$$Yb$$_x$$)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$. The single-ion magnetic anisotropy becomes evident above $$sim$$5 T, which is lower than the isotropic Kondo crossover field of 22.7 T, verifying blurred low-lying crystal field states through the multiorbital Kondo effect.

論文

Neutronics assessment of advanced shield materials using metal hydride and borohydride for fusion reactors

林 孝夫; 飛田 健次; 西尾 敏; 池田 一貴*; 中森 裕子*; 折茂 慎一*; 発電実証プラント検討チーム

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1285 - 1290, 2006/02

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2005.09.060
 被引用回数：30 パーセンタイル：85.90(Nuclear Science & Technology)

核融合炉先進遮蔽材料としての金属水素化物及びホウ化水素の中性子遮蔽性能を評価するために中性子輸送計算を行った。これらの水素化物はポリエチレンや液体水素よりも水素含有密度が高く、一般的な遮蔽材よりも優れた遮蔽性能を示した。水素解離圧の温度依存性からZrH$$_{2}$$とTiH$$_{2}$$は1気圧において640$$^{circ}$$C以下で水素を放出することなく使用可能である。ZrH$$_{2}$$とMg(BH$$_{4}$$)$$_{2}$$は、鉄水混合材料よりも遮蔽体の厚さをそれぞれ30%と20%減らすことができる。水素化物とF82Hとの混合により$$gamma$$線の遮蔽性能が高くなる。中性子及び$$gamma$$線の遮蔽性能は以下の順で小さくなる:ZrH$$_{2}$$$$>$$Mg(BH$$_{4}$$)$$_{2}$$ and F82H$$>$$TiH$$_{2}$$ and F82H$$>$$water and F82H。

論文

A Modified version of the analytical potential function for the global ab initio ground-state potential energy surface of the BrH$$_{2}$$ system

黒崎 譲; 高柳 敏幸*

Chemical Physics Letters, 406(1-3), p.121 - 125, 2005/04

https://doi.org/10.1016/j.cplett.2005.02.106

BrH$$_{2}$$系の非経験的に計算された基底状態のグローバルなポテンシャルエネルギー面(PES)についての新しい解析的関数を構築した。これは、以前われわれが発表した1$$^{2}$$A' PES[Y. Kurosaki, T. Takayanagi, J. Chem. Phys. 119 (2003) 7383]の修正版である。反応H+HBr$$rightarrow$$H$$_{2}$$+Brとその同位体置換した反応の速度定数を、新しい1$$^{2}$$A' PESを用いて計算したところ実測値をよく再現した。これはフィットした関数の反応障壁の値1.53kcal mol$$^{-1}$$が真の値に非常に近いことを強く示唆している。

論文

Effects of hydrogen peroxide and oxygen on corrosion of stainless steel in high temperature water

内田 俊介*; 佐藤 智徳; 森島 祐介*; 廣瀬 達也*; 宮澤 孝裕*; 柿沼 永郎*; 佐藤 義之*; 臼井 直志*; 和田 陽一*

Proceedings of 12th International Conference on Environmental Degradation of Materials in Nuclear Power Systems-Water Reactors (CD-ROM), p.19 - 29, 2005/00

沸騰水型原子炉(BWR)の冷却水には水の放射線分解により生成した過酸化水素と酸素が混在していることが指摘されているが、ステンレス鋼の腐食や応力腐食割れに及ぼす過酸化水素の影響に関するデータは少ない。本研究では、過酸化水素及び酸素を含む、BWRを模擬する高温高圧水に浸漬されたステンレス鋼の静的,動的挙動を周波数依存複素インピーダンス(FDCI)及び腐食電位(ECP)測定により評価した。試験片の表面被膜の多元分析(LRS, SIMS, XPS, 接触電気抵抗測定など)を実施した。その結果、以下が確認された。(1)BWRの通常水質(NWC)が100pp H$$_{2}$$O$$_{2}$$により模擬され、水素注入(HWC)は10ppb H$$_{2}$$O$$_{2}$$により模擬できる。(2)HWC下でのECPはNWCと同様に高いが、酸化被膜の溶解はNWCより大変小さい。(3)NWCとHWCの同レベルのECPは被膜の電気抵抗と溶解の複合効果による。(4)100ppbH$$_{2}$$O$$_{2}$$に浸漬された試験片の明らかな質量減少が得られた。これらより、BWRの1次冷却水の腐食環境が過酸化水素により決定され、その評価指標がECPだけでは不十分であることが確認された。

論文

Global ${it ab initio}$ potential energy surfaces for the lowest three doublet states (1$$^{2}$$A', 2$$^{2}$$A', and 1$$^{2}$$A") of the BrH$$_{2}$$ system

黒崎 譲; 高柳 敏幸

Journal of Chemical Physics, 119(15), p.7838 - 7856, 2003/10

https://doi.org/10.1063/1.1609398
 被引用回数：27 パーセンタイル：63.49(Chemistry, Physical)

BrH$$_{2}$$系の三つの最低二重項状態(1$$^{2}$$A', 2$$^{2}$$A', 1$$^{2}$$A") についての断熱ポテンシャルエネルギー面を、Breit-Pauliハミルトニアンに基づくスピン-軌道相互作用による補正を加えてMRCI/aug-cc-pVTZ法により計算し、得られた断熱エネルギーを解析的な多体関数にフィットした。基底状態のポテンシャル面上での水素引抜き及び水素交換の反応障壁は、MRCI+Q/aug-cc-pVTZレベルでそれぞれ1.28 and 11.71 kcal mol$$^{-1}$$と計算された。ポテンシャル面のフィットの精度は0.1 kcal mol$$^{-1}$$以内であった。フィットした基底状態のポテンシャル面を用いて、水素引抜き及び水素交換並びに同位体置換した反応の反応速度定数を、変分的遷移状態理論に基づくICVT/LAG法により計算した。その結果、水素引抜きについては実験との一致はおおむね良好であったが、水素交換については計算値は実験値を大幅に下回った。この不一致は、実験データの不足が主な原因と考えられる。

論文

Inelasticity effect on neutron scattering intensities of the null-H$$_{2}$$O

亀田 恭男*; 佐々木 基弥*; 臼杵 毅*; 大友 季哉*; 伊藤 恵司*; 鈴谷 賢太郎; 福永 俊晴*

Journal of Neutron Research, 11(3), p.153 - 163, 2003/09

https://doi.org/10.1080/10238160310001657817

水H$$_{2}$$OのTOF中性子回折におけるH(軽水素)からの非弾性散乱の効果を、D$$_{2}$$O(重水)と混合することで干渉性散乱強度をゼロにして、構造と関係ない非干渉性(-非弾性)散乱のみを観察することで、直接調べた。

論文

Superconductivity in CeRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$ under pressure

荒木 新吾; 中島 美帆*; 摂待 力生*; 小林 達生*; 大貫 惇睦

Acta Physica Polonica B, 34(2, Part1), p.439 - 442, 2003/02

http://www.actaphys.uj.edu.pl/_cur/store/vol34/pdf/v34p0439.pdf

圧力誘起超伝導体である、反強磁性体CeRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$の純良単結晶試料の育成に成功し、圧力下での電気抵抗の測定を行った。その結果、多結晶において報告されていた圧力誘起超伝導を、単結晶において初めて観測した。超伝導相は反強磁性が消失する約1GPa近傍の狭い領域のみに存在しており、反強磁性的な磁気ゆらぎが関係していると思われる。低温における電気抵抗はCeRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$などの圧力誘起超伝導体でよくみられる非フェルミ液体的挙動は示さず、全ての圧力においてフェルミ液体的な温度依存性を示す。

論文

Mechanisms and kinetics of hydrogen yield from polymers by irradiation

瀬口 忠男

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 185(1-4), p.43 - 49, 2001/12

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(01)00777-7
 被引用回数：20 パーセンタイル：46.51(Instruments & Instrumentation)

ポリエチレンから発生する水素は線量の増大につれて飽和するが、その原因は照射で生成する二重結合が耐放射線性の作用をすると考えられる。そのモデルを用いて、実験データを定量的に解析できた。

論文

Analytic cross sections for electron collisions with CO, CO$$_{2}$$, and H$$_{2}$$O relevant to edge plasma impurities

白井 稔三; 多幡 達夫*; 俵 博之*

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 79(1), p.143 - 184, 2001/09

https://doi.org/10.1006/adnd.2001.0866
 被引用回数：64 パーセンタイル：92.33(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

プラズマに最も関連する不純物(CO,CO$$_{2}$$,H$$_{2}$$O)との電子衝突素課程について、1eV以上の衝突エネルギーに対する断面積を評価した。各衝突素過程の断面積測定法に関する簡単なまとめを行った。1998年12月までの文献を調査した。推奨断面積に対する解析関数の当てはめも行った。

論文

H$$_{2}$$/He混成ガスの連続分離基礎実験

丹澤 貞光; 廣木 成治; 阿部 哲也; 猪原 崇*

真空, 44(7), p.667 - 670, 2001/07

https://doi.org/10.3131/jvsj.44.667

重水素(D)-トリチウム(T)を燃料とする核融合炉(D+T$$rightarrow$$He+n)では、反応灰物質としてヘリウム(He)が炉心プラズマ部で生成する。このHe不純物が炉心部に蓄積すると燃料濃度の低下による核融合出力の低下を引き起こし、正常な炉の運転が阻害される。そのため、炉心部のHe不純物を炉外に真空ポンプで排気除去する必要がある。一方、連続排気ができ、He等の特定ガスのみを連続排気(選択排気)できるポンプは実用化されていない。そのため、現有の真空ポンプではHe不純物と未反応燃料の混合ガス(未反応燃料$$>$$90%)を排気することになり、燃料利用効率を向上させるうえで、排気ガス中から未反応燃料を分離回収し、再使用することが是非とも必要である。ここでは、H$$_{2}$$/He混合ガスを例として、選択排気技術についての基礎実験を行ったので報告する。

報告書

統合モデルにおける結合型モデレータの核特性

勅使河原 誠; 明午 伸一郎; 坂田 英明*; 甲斐 哲也; 原田 正英; 池田 裕二郎; 渡辺 昇

JAERI-Research 2001-022, 33 Pages, 2001/05

JAERI-Research-2001-022.pdf:5.16MB

パルス核破砕中性子源開発の一環として、これまでのニュートロニクス検討及び工学的検討のもとに構築されたモデル(統合モデルと言う)を用いて、設計等に必要とされる結合型モデレータにおける核特性評価検討を行った。その結果として、次に示す有用な知見が得られた。主減速材である水素モデレータ内の総核発熱は入射陽子ビーム出力がMWあたり約420Wである。核発熱密度は最も高いところで約1W/cm$$^{3}$$である。プレモデレータの核発熱は約9.2kW/MWで最も大きな寄与である。室温から100Kの範囲に渡ったプレモデレータの温度変化は、水素モデレータの中性子特性に影響しない。中性子透過の観点から、モデレータ容器材料として6000系及び7000系のアルミ合金が有望である。また、ビーム窓による陽子ビームの広がりは、モデレータの核発熱に影響しない。

論文

Cross-sections for ion production in H$$^{+}$$+H$$_{2}$$ collisions calculated with the trajectory-surface-hopping method

市原 晃; 岩本 修; 横山 啓一

Atomic and Plasma-Material Interaction Data for Fusion, Vol. 9, p.193 - 235, 2001/00

H$$^{+}$$+H$$_{2}$$,H$$^{+}$$+D$$_{2}$$,D$$^{+}$$+H$$_{2}$$及びD$$^{+}$$+D$$_{2}$$衝突で生じるイオンの生成断面積を、重心衝突エネルギーが2.5から8.0eVの範囲内で計算した。計算手法は、非経験的分子軌道論に基づいて開発されたポテンシャル上でのtrajectory-surface-hopping法を採用した。反応分子H$$_{2}$$及びD$$_{2}$$の初期振動状態が各イオン生成に与える影響を調べるために、H$$_{2}$$については振動量子数をv=0-6,D$$_{2}$$についてはv=0-8の範囲で変化させて断面積を計算した。その結果、電荷交換によるH$$_{2}^{+}$$及びD$$_{2}^{+}$$イオンの生成は、vの上昇に伴って著しく増大することを見いだした。一方、解離や核の組み替えを伴うイオン生成のv依存性は、電荷交換反応と比較して非常に小さいことを確認した。また、反応分子の初期回転状態がイオン生成に与える影響を調べるために、H$$^{+}$$+D$$_{2}$$衝突において、各vに対して回転量子数をj=1,5,10に設定して断面積を計算した。その結果、回転励起状態jが電荷交換反応に与える効果は、振動励起状態vの効果と比べて二次的な大きさであることを確認した。さらに、各衝突過程からの2原子生成物に対する振動状態分布を計算し、表にまとめた。

論文

Cross sections for the reaction H$$^{+}$$+H$$_{2}$$(v=0-14)$$rightarrow$$H+H$$_{2}^{+}$$ at low collision energies

市原 晃; 岩本 修; Janev, R. K.*

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 33(21), p.4747 - 4758, 2000/11

https://doi.org/10.1088/0953-4075/33/21/318
 被引用回数：68 パーセンタイル：90.84(Optics)

H$$^{+}$$+H$$_{2}$$(v=0-14)$$rightarrow$$H+H$$_{2}^{+}$$反応に対する断面積を、重心衝突エネルギーが2.5から20.0eVの範囲内で計算した。断面積は、H$$_{2}$$の初期振動量子数vが6までは非経験的分子軌道計算から得られたポテンシャル、vが7以上ではdiatomics-in-moleculesモデルポテンシャルを用い、trajectory-surface-hopping法により計算した。得られた断面積は、vが5まではvの増加に伴って急激に増大し、v=5,6でほぼ同じ大きさになる。そしてvが7よりも大きい場合は、断面積はvの増加に伴って減少していくことを見いだした。断面積のv依存性に関して、v$$leq$$5における断面積の増加をポテンシャルの形状特性から説明した。また、v$$geq$$6における断面積の減少は、解離反応の増加が原因となっていることを示した。さらに、得られた断面積から、反応速度係数を、プラズマ及びH$$_{2}$$温度(T,E)が0.1eV$$leq$$T,E$$leq$$5.0eVの範囲内で見積もった。

論文

Analytic cross sections for collisions of H$$^{+}$$, H$$_{2}^{+}$$, H$$_{3}^{+}$$, H, H$$_{2}$$ and H$$^{-}$$ with hydrogen molecules

多幡 達夫*; 白井 稔三

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 76(1), p.1 - 25, 2000/09

https://doi.org/10.1006/adnd.2000.0835
 被引用回数：94 パーセンタイル：95.39(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

H$$_{2}$$とH$$^{+}$$, H$$_{2}^{+}$$, H$$_{3}^{+}$$, H, H$$_{2}$$及びH$$^{-}$$との衝突における断面積データの解析的表式が与えられている。用いたデータはPhelps[J. Chem. Phys. Ref. Data 19, 653 (1990)]の推奨値に加えて約100keVまでの衝突エネルギーでの測定値である。また、Phelps以降に測定された新しい反応過程のデータも含めた。ある程度データの内外挿を可能にするために、解析的表式としてGreen and McNeal [J. Geophys. Res. 76, 133 (1971)]の半経験的関数型及びそれらを変形したものを採用している。

論文

Decompositions of carbon dioxide, carbon monoxide and gaseous water by microwave discharge

桜井 勉*; 横山 淳

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(9), p.814 - 820, 2000/09

https://doi.org/10.3327/jnst.37.814

放射性炭素($$^{14}$$C)の固定化に関連して、マイクロ波放電(20~100W)によるCO$$_{2}$$,CO及びH$$_{2}$$O(g)(水蒸気)の分解条件を、流通法を用いて研究した。0.4~1.3kPaのCO$$_{2}$$はガス線速度0.04~0.56m/s(プラズマの滞留時間1.13~0.08s)でその75~92%がCOに分解される。同じ条件でCOの分解率は低く、0.8kPaのCOはその5%またはそれ以下がC(炭素)に分解されるに過ぎない。0.8kPaのH$$_{2}$$O(g)は、出力50W、ガス線速度0.6m/s(プラズマ内滞留時間0.08s)でほぼ100%がH$$_{2}$$とO$$_{2}$$に分解された。H$$_{2}$$O(g)の効果的な分解には、逆反応を抑えるため、高い線速度が必要である。また、H$$_{2}$$とO$$_{2}$$が293KでもSUS及びCu金属表面で反応することを見いだした。

論文

Site-specific ion desorption from condensed C- and N-deuterated formamide near the caron and nitrogen K-edge

関口 広美*; 関口 哲弘; 今村 元泰*; 松林 信行*; 島田 広道*; 馬場 祐治

Surface Science, 454-456, p.407 - 411, 2000/05

https://doi.org/10.1016/S0039-6028(00)00225-9
 被引用回数：5 パーセンタイル：31.72(Chemistry, Physical)

ホルムアミド(HCONH$$_{2}$$)はDNAの主鎖でもあるペプチド結合(-NH-CO-)を持つ最も簡単な分子であるため、それの分光学的性質に関する研究が実験及び理論の両面から非常に勢力的に進められている。本研究においては放射光を用いることにより炭素(C)1s準位または窒素(N)1s準位から非占有分子軌道へ共鳴励起を行い、オージェ電子分光、及び、光刺激脱離収量スペクトルのデータを測定した。重水素置換体(DCONH$$_{2}$$とHCOND$$_{2}$$)を用い、C-H結合とN-H結合での結合切断における選択性を調べた結果、C 1s励起では$$sigma^{*}$$(C-D)共鳴ピークがC-D結合に局在化していること、N 1s励起では$$sigma^{*}$$(N-D)共鳴ピークがN-D結合に局在化していることが結論された。これらのデータは将来、化学結合を選択した生体分子の軟X線顕微鏡観察の基礎となるものと思われる。

報告書

小規模活性金属粉酸化安定化状態確認試験

小松 征彦*; 藤原 優行*

JNC TJ8430 2000-001, 55 Pages, 2000/03

JNC-TJ8430-2000-001.pdf:4.82MB

ハル等を処理・処分する上で、発火爆発し易い活性金属粉(ジルカロイファイン)の安定化が重要な問題となる。安定化対策の一手段として、ジルコニウムファインを用いて、673$$sim$$873kにおける水蒸気酸化試験を行った。ファインの酸化安定化状態は、重要変化測定、SEM観察、X線回折、及び簡易な着火試験により調べた。得られた結果を次の通りである。(1)高温水蒸気中での酸化処理後のファインには、ZrO2酸化物とZrH2水素化物が形成された。温度が高くなるほど、ZrO2の形成割合が増加した。(2)重量変化から推定したZrO2形成割合は、673k$$times$$7h処理後ファインで約24mass%、873k$$times$$7h処理後ファインで約96mass%であった。(3)673k$$times$$7h処理後ファインは試験前ファインと同様に発火したが、723k以上にて処理したファイン(ZrO2形成割合64mass%以上)は発火しなかった。

報告書

熱化学水素製造装置用Fe基及びNi基合金のH$$_{2}$$O+SO$$_{3}$$環境における高温腐食

倉田 有司; 鈴木 富男; 清水 三郎

JAERI-Research 2000-011, p.56 - 0, 2000/03

JAERI-Research-2000-011.pdf:14.24MB

熱化学水素製造プロセス(ISプロセス)のH$$_{2}$$O+SO$$_{3}$$環境において、容器候補材料の選定に資するため、850$$^{circ}C$$で1000hまでの腐食試験を行った。この環境における腐食は、腐食膜の形成、剥離、均一腐食、内部酸化と硫化からなる粒界侵食である。耐食性が劣っているのは、SUS304、SUS316、ハステロイC276、優れているのは、2相ステンレスのSUS329J4Lである。そのほかのアロイ800H、ハステロイXRなどは中間の耐食性を示す。FeとCrを含む合金では、多くの場合、酸化膜は外側のFe酸化物、内側のCr酸化物からなる。Sはスケール/金属界面近傍や粒界侵食部に濃縮し、硫化物を形成する。この環境における腐食を粒界侵食深さで整理したとき、粒界侵食深さはほぼ放物線則によって表された。

論文

Ground-state magnetic structure of CeRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$ and response to hydrostatic pressure as studied by neutron diffraction

河原崎 修三*; 佐藤 真直*; 都 福仁*; 千種 唯達*; 渡辺 健二*; 目時 直人; 小池 良浩; 西 正和*

Physical Review B, 61(6), p.4167 - 4173, 2000/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.61.4167
 被引用回数：88 パーセンタイル：93.51(Materials Science, Multidisciplinary)

CeRh$$_{2}$$Si$$_{2}$$ は35Kで反強磁性に転移する。これに10kbar程度の圧力を加えると反強磁性秩序が消失し0.4K以下で超伝導が出現する。この物性の磁気構造の圧力依存性を中性子散乱実験によって調べた。

論文

State-selected cross sections for ion production in the H$$^{+}$$+H$$_{2}$$ collisions

市原 晃; 岩本 修; 横山 啓一

Atomic Collision Research in Japan, No.25, p.28 - 29, 1999/11

ガスダイバータの開発上重要な、H$$^{+}$$と振動励起状態にあるH$$_{2}$$分子との衝突で生じるイオンの生成断面積を、理論的に計算した。計算手法はdiatomics-in-molecules (DIM) モデルポテンシャル上でのtrajectory-surface-hopping (TSH) 法を用い、重心衝突エネルギーが1.0から20.0eVの範囲内で断面積を計算した。そして計算結果から、H$$^{+}$$+H$$_{2}$$衝突においてH$$_{2}$$の初期振動状態の量子数vが0から5までは、vの上昇に伴って電荷交換反応によるH$$_{2}^{+}$$イオンの生成が急激に増加することを見いだした。また、v=8以上ではvの上昇とともに解離反応の増加が顕著になり、v=13以上では解離反応が主反応となることを確認した。

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