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論文

Isotope and plasma size scaling in ion temperature gradient driven turbulence

井戸村 泰宏

Physics of Plasmas, 26(12), p.120703_1 - 120703_5, 2019/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:72.04(Physics, Fluids & Plasmas)

本論文では大域的full-fジャイロ運動論シミュレーションを用いてイオン温度勾配駆動(ITG)乱流が支配的な水素(H)および重水素(D)のLモードプラズマにおける水素同位体と規格化ジャイロ半径$$rho^*$$の影響を示す。断熱応答電子を用いたイオン加熱数値実験では、エネルギー閉じ込め時間はBohm的な$$rho^*$$スケーリングで決まり、水素同位体質量依存性は見られない。運動論的電子を用いた電子加熱数値実験は電子からイオンへの衝突性エネルギー移行に対する同位体効果に起因する明確な同位体質量依存性を示し、約1.4倍の加熱パワー比でH, Dプラズマは同様のイオン,電子温度分布を示す。H, Dプラズマの規格化無衝突イオンジャイロ運動論方程式は$$rho^*$$が同じ場合に等価となり、ITG乱流に対する衝突効果も弱い。このため、水素同位体質量依存性は主に$$rho^*$$スケーリングと加熱源によって決まる。

報告書

イオン駆動透過法によるニッケル中のトリチウムと重水素の拡散及び表面再結合に関する同位体効果の測定と評価(協力研究)

中村 博文; 西 正孝; 杉崎 昌和*

JAERI-Research 2003-018, 32 Pages, 2003/09

JAERI-Research-2003-018.pdf:1.32MB

核融合炉の安全評価上必要な材料中のトリチウム輸送挙動の評価は、トリチウム輸送物性値、もしくは、軽水素,重水素輸送特性の同位体効果理論によるトリチウムへの外挿値により評価される。しかしながら、トリチウム輸送物性値の測定例は稀少であり、また、同位体効果理論の外挿性についてもトリチウムデータの稀少さゆえに完全に確証されておらず、材料中トリチウム挙動予測に不確実性が存在する。そこで本研究では、この材料中におけるトリチウムの輸送特性を評価するために、イオン駆動透過法を用いて、水素透過挙動がよく知られたニッケルに対するトリチウムの拡散係数及び表面再結合係数を測定し、全く同じ条件で実施した重水素の結果との比較により拡散と表面再結合のトリチウム-重水素間の同位体効果を評価した。その結果、拡散係数の同位体間効果に関しては、古典拡散理論から予測される同位体効果を示さず、トリチウムが重水素よりも大きな拡散係数を持つこと及び拡散の活性化エネルギーがトリチウムの方が小さいという傾向を得た。これらの結果は、振動温度を従来報告値より若干高く仮定することにより、既存の修正拡散モデルで説明可能であることを明らかにした。さらに、表面再結合に関する同位体効果に関しても、修正溶解モデルにより同様に説明可能なことを示した。

報告書

TIARA annual report 2000

放射線高度利用センター

JAERI-Review 2001-039, 328 Pages, 2001/11

JAERI-Review-2001-039.pdf:41.69MB

本年次報告は、原研イオン照射研究施設で2000年4月1日から2001年3月31日までの間に行われた研究活動の概要をまとめたものである。(1)宇宙用半導体,(2)バイオテクノロジー,(3)放射線化学及び有機材料,(4)無機材料,(5)材料解析,(6)核科学及びラジオアイソトープ製造,(7)マイクロビーム応用,(8)放射線遮蔽,(9)加速器技術の9部門にわたる103編の研究報告に加えて、施設の運転・利用状況,公表された文献,企業・大学等との研究協力関係,研究開発・施設運営組織を収録した。

論文

Tritium permeation behavior implanted into pure tungsten and its isotope effect

中村 博文; 林 巧; 角田 俊也*; 鈴木 卓美; 西 正孝

Journal of Nuclear Materials, 297(3), p.285 - 291, 2001/09

 被引用回数:12 パーセンタイル:32.76(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉の安全を考えるうえで重要なトリチウムの金属透過挙動研究の一環として、ニッケル中のトリチウム及び重水素のイオン注入透過挙動を測定し、その同位体効果を検証した。同位体効果の検証に先立ち、重水素及びトリチウムの透過の律速過程を同定し、各々、550K以下の低温領域では入射側再結合律速-透過側拡散律速であり、550K以上の高温領域では入射側、透過側共に表面再結合律速であることを明らかとした。低温側の透過の過渡解析により、ニッケル中の重水素、トリチウムの拡散係数を求め、重水素との文献値との良い一致を得た。一方、拡散の同位体効果に関しては、拡散の活性化エネルギーに同位体依存性があることを見いだした。表面再結合係数に関しても重水素、トリチウムそれぞれに対して導出し、これも文献値との一致を見ると共に、重水素-トリチウム間の同位体効果の存在を明らかにした。得られた結果より、ニッケル中の重水素、トリチウムのイオン注入透過で観察された同位体効果に関しては、拡散係数よりも、表面再結合係数の寄与が大きいことが判明した。

報告書

JAERI TIARA annual report 1999

放射線高度利用センター

JAERI-Review 2000-024, 326 Pages, 2000/10

JAERI-Review-2000-024.pdf:33.65MB

本年次報告は、原研イオン照射研究施設で1999年4月1日から2000年3月31日までの間に行われた研究活動の概要をまとめたものである。(1)宇宙用半導体、(2)バイオテクノロジー、(3)放射線化学及び有機材料,(4)無機材料,(5)材料解析,(6)核科学及びラジオアイソトープ製造,(7)マイクロビーム応用,(8)放射線遮蔽,(9)加速器技術の9部門にわたる106編の研究報告に加えて、施設の運転・利用状況、公表された文献、企業・大学等との研究協力関係、研究開発・施設運営組織を収録した。

報告書

TIARA annual report 1998

放射線高度利用センター

JAERI-Review 99-025, p.298 - 0, 1999/10

JAERI-Review-99-025.pdf:23.84MB

本年次報告は、原研イオン照射研究施設で1998年4月1日から1999年3月31日までの間に行われた研究活動の概要をまとめたものである。(1)宇宙用半導体、(2)バイオテクノロジー、(3)放射線化学及び有機材料、(4)無機材料、(5)材料解析、(6)核科学及びラジオアイソトープ製造、(7)マイクロビーム応用、(8)放射線遮蔽、(9)加速器技術の9部門にわたる95編の研究報告に加えて、施設の運転・利用状況、公表された文献、企業・大学等との研究協力関係、研究開発・施設運営組織を収録する。

論文

Moessbauer spectroscopy of $$^{133}$$Cs following the decay of $$^{133}$$Xe atoms implanted in metals

村松 久和*; 石井 寛子*; 田中 栄司*; 三沢 雅志*; 伊東 誉*; 三浦 太一*; 武藤 豪*; 小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 239(2), p.251 - 255, 1999/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

金属中の$$^{133}$$Cs不純物原子についてアイソマーシフトの振る舞いを調べた。TIARAのオンライン同位体分離器を用いて、各種金属に$$^{133}$$Xeをイオン注入し、液体ヘリウム温度でメスバウアスペクトルを測定した。スペクトルを多成分解析して、金属原子と置換した位置にある$$^{133}$$Cs原子のアイソマーシフトを求めた。アイソマーシフトとホスト金属の電子構造の間に相関が見られ、ホスト金属の伝導電子密度がアイソマーシフトに大きな影響を及ぼすと結論した。

論文

Calibration and interpretation of Moessbauer isomer shift of the 81-keV transition in $$^{133}$$Cs

村松 久和*; 田中 栄司*; 石井 寛子*; 伊東 誉*; 三沢 雅志*; 三浦 太一*; 藤田 雄三*; 小俣 和夫*; 武藤 豪*; 小泉 光生; et al.

Physical Review B, 58(17), p.11313 - 11321, 1998/11

 被引用回数:5 パーセンタイル:66.62(Materials Science, Multidisciplinary)

$$^{133}$$Csの81keV遷移のメスバウア効果に関して、同異体シフトの校正定数(核位置での電子密度に対する比例係数で、遷移前後の原子核半径の変化率)は、これまで核位置での電子密度に理論値を用いたため信頼性に乏しいものであった。本研究では内部転換電子強度の測定から実験的に核位置での電子密度を求め、校正定数を決定した。$$^{133}$$Xeを同位体分離器により各種金属箔にイオン注入し、液体ヘリウム温度でメスバウアスペクトルを測定した。同じ試料について空芯$$beta$$線スペクトルメータで内部転換電子スペクトルを測定した。その結果、校正定数として+(1.5$$pm$$0.5)$$times$$10$$^{-4}$$を得た。この結果をもとに、高融点金属中にイオン注入された$$^{133}$$Cs原子の非常に大きな同異体シフトを5p電子の6s電子に対する遮蔽効果を考慮して解釈した。

報告書

TIARA annual report 1997

放射線高度利用センター

JAERI-Review 98-016, 288 Pages, 1998/10

JAERI-Review-98-016.pdf:17.33MB

本年次報告は、原研イオン照射研究施設で、1997年4月1日から1998年3月31日までの間に行われた研究活動の概要をまとめたものである。(1)宇宙用半導体、(2)バイオテクノロジー、(3)放射線化学及び有機材料、(4)無機材料、(5)材料解析、(6)核化学及びラジオアイソトープ製造、(7)加速器施設の放射線遮蔽、(8)加速器技術の8部門にわたる90編の研究報告に加えて、施設の運転・利用状況、公表された文献、企業・大学等との研究協力関係、研究開発・施設運営組織を収録する。

論文

Isotope effect in the photodissociation of ammoniated ammonium ions by CO$$_{2}$$ laser

池添 康正; 曽我 猛; 鈴木 和弥; 大野 新一*

Journal of the Mass Spectometry Society of Japan, 43(5), p.257 - 263, 1995/00

炭酸ガスレーザーによるアンモニアのクラスターイオン(NH$$_{4+}$$・nNH$$_{3}$$とND$$_{4+}$$・nND$$_{3}$$)の光分解を調べた。NH$$_{4+}$$・5NH$$_{3}$$は1080cm$$^{-1}$$の光で、光強度に比例して分解した。クラスターが大きくなると低波数側へシフト(レッドシフト)した。光分解を構成する光吸収過程と配位子分離過程の二つの基礎過程における同位体効果について考察した。

論文

空気中における低濃度トリチウムガスの水への転換反応に及ぼす同位体組成比効果

野口 宏; 村田 幹生

日本原子力学会誌, 33(4), p.360 - 362, 1991/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:46.69(Nuclear Science & Technology)

乾燥空気中におけるトリチウムガスの同位体組成比、すなわち全トリチウムガス放射能濃度に対するT$$_{2}$$放射能濃度の割合をパラメータとして、トリチウムガスからトリチウム水への転換反応の速度定数を調べた。その結果、速度定数とT$$_{2}$$放射能濃度の割合との比はほぼ一定値となり、その値はトリチウムの崩壊定数に近い値であった。このことから、乾燥空気中における低濃度トリチウムガスのトリチウム水への転換反応は、T$$_{2}$$分子の$$beta$$崩壊によって生じた$$^{3}$$HeT$$^{+}$$にもとづく反応が支配的であり、HTとDTは反応にほとんど寄与していないことが明らかとなった。

報告書

炭酸ガスレーザー光によるクラスターイオンの分解,I

池添 康正; 曽我 猛; 鈴木 和弥; 大野 新一

JAERI-M 90-141, 55 Pages, 1990/09

JAERI-M-90-141.pdf:1.38MB

クラスターイオンの光分解について、1)クラスターイオンの特性、2)レーザー光の特性、3)これまでに行われた研究例、4)予備実験装置を用いたアンモニアクラスターイオンの生成と分解、等を調べた。予備試験装置においては、クラスターイオンの生成は、コロナ放電-jet expansion法による。NH$$_{4+}$$・nNH$$_{3}$$の形のクラスターイオンがえられる。クラスターの大きさをあらわすには、条件により0~10の範囲で変化する。クラスターの大きさの分布とクラスターイオンの温度の関係について議論した。

報告書

高温工学試験研究炉の実効遅発中性子生成率$$beta$$$$_{eff}$$及び即発中性子寿命lの評価

山下 清信; 新藤 隆一; 村田 勲; 中田 哲夫*

JAERI-M 89-198, 42 Pages, 1989/12

JAERI-M-89-198.pdf:1.01MB

本報は、高温工学試験研究炉(HTTR)の実効遅発中性子生成率及び即発中性子寿命の評価の方法及び結果についてまとめたものである。本評価では、実効遅発中性子生成率及び即発中性子寿命の値の燃焼に伴う変化及び出力変化に伴う変化を評価し、更に評価値の誤差についても評価した。燃焼に伴う実効遅発中性子生成率値の変化幅は0.0047~0.0065であり、また、即発中性子寿命値の変化幅は0.67~0.78msである。また、実効遅発中性子生成率及び即発中性子寿命の誤差は各々ほぼ10%以内に収まることが明かとなった。

論文

Recoil tritium reaction in rare gas-ethane solid mixtures at ultralow temperature

K.W.Lee*; 伊藤 芳明*; 藤谷 善照*; 宮崎 哲郎*; 苗木 賢二*; 荒殿 保幸*; 佐伯 正克; 立川 圓造

J.Phys.Chem., 90, p.5343 - 5347, 1986/00

11~77Kにおいて、Ar(Kr又はXe)-C$$_{2}$$H$$_{6}$$-C$$_{2}$$D$$_{6}$$混合固体中での反跳トリチウム原子の反応を調べた。水素(HT+DT)の相対収率はエタン濃度の減少とともに増加したが、エタン(C$$_{2}$$H$$_{5}$$T+C$$_{2}$$D$$_{5}$$T)の収率は前者を補償するように減少した。この結果は水素がホット及び熱反応の両方で生成しているのに対し、エタンはホット反応のみで生じていることを示している。熱化したトリチウム原子は11~20Kにおいても量子力学的にトンネル効果によりエタンから水素を引抜くことが分った。さらに、C$$_{2}$$H$$_{6}$$とC$$_{2}$$D$$_{6}$$からのH/D引抜き反応の同位体効果を11~20Kと77Kで比較するとともに、ホットトリチウム原子の希ガス固体中での衝突当りの平均エネルギー損失の評価を行った。

論文

Isotope effects in electrolytic formation of lithium amalgam

藤江 誠; 藤井 靖彦*; 野村 雅夫*; 岡本 真実*

Journal of Nuclear Science and Technology, 23(4), p.330 - 337, 1986/00

 被引用回数:37 パーセンタイル:5.18(Nuclear Science & Technology)

水酸化リチウム水溶液供給初期濃度0.5~5mol/dm$$^{3}$$、印加電圧4~10Vの実験条件下で水銀陰極電解を行った。水溶液,水銀各相のリチウム濃度及びリチウム同位体存在比を測定し、リチウムアマルガムの生成とその際のリチウム同位体効果を実測した。水酸化リチウムの濃度及び印加電圧が高い場合、アマルガム生成が高い電流効率で得られたが、このような場合水銀相中の固体析出も増大する傾向がみられた。同位対比の測定によって、電解途中においても、水溶液とアマルガムの間に同位体平衡が成り立つことが分かった。20$$^{circ}$$Cにおけるこの同位体平衡定数(=同位体分離係数)は1.056(各実験の平均値)であった。

論文

同位体平衡法によるチタン,ジルコニウムおよびジルコニウム合金中の水素の定量

渡部 和男; 大内 操

分析化学, 34(11), p.677 - 681, 1985/00

同位体平衡質量分析法により、チタン、ジルコニウムおよびジルコニウム合金中の水素を正確に定量するための適正条件を検討した。既知量の重水素ガス{(2$$times$$10$$^{-}$$$$^{5}$$~2$$times$$10$$^{-}$$4$$^{)}$$モル}を金属試料と700$$^{circ}$$Cで反応させた後、温度を450$$^{circ}$$Cに下げ、水素を試料にほぼ完全に吸収させた。つぎに試料を(830~850)$$^{circ}$$Cに加熱し、同位体平衡ガスを採取した。金属への水素溶解の同位体効果のため、定量結果に負の系統誤差が生ずることを見出した。正確な値を得るためには、平衡水素ガスを70%以上回収する必要があった。水素含量(8~60)$$mu$$g/gの定量に対し、変動係数は(1~7)%であった。

論文

Equilibrium pressures of hydrogen and deuterium dissolved in titanium,zirconium and hafnium at low concentrations

渡部 和男

Journal of Nuclear Materials, 136, p.1 - 5, 1985/00

 被引用回数:28 パーセンタイル:6.59(Materials Science, Multidisciplinary)

Sievertsの装置を用いて、チタン、ジルコニウムおよびハフニウム中の水素および重水素の平衡圧を0.013~133Paの範囲で測定した。これらの金属への水素および重水素の溶解はSievertsの法則に従った。各温度で得られたSieverts定数から水素および重水素についての溶解度式(Arrhenius式)を導出した。いずれの金属も水素濃度(原子分率)が一定の場合には、重水素の平衡圧が軽水素のそれより1.1~1.4倍高いことを見出した。

論文

Water and potassium ion absorption by deuterium oxide resistant winter rye seedlings

柴部 禎巳; 葉田 可林

Radioisotopes, 34(6), p.266 - 269, 1985/00

99%重水(D$$_{2}$$O)でも発芽するライムギの生理的性質をしらべた。ライムギ幼植物にD$$_{2}$$Oを吸収させると、組織水のD$$_{2}$$O濃度は、根では30min以内、茎葉では5~6hで、吸収液の濃度と平衡した。平衡値は、根で各吸収濃度の87%,茎葉で55%であった。茎葉へのD$$_{2}$$Oの移行速度は高濃度側でおそくなった。ライムギのK$$^{+}$$の吸収速度は、イネと同様に、D$$_{2}$$O濃度が増加すると低下し、0%D$$_{2}$$O下での39$$mu$$mol・g$$^{-}$$$$^{1}$$・h$$^{-}$$$$^{1}$$が97%D$$_{2}$$Oでは18$$mu$$mol・g$$^{-}$$$$^{1}$$・h$$^{-}$$$$^{1}$$になった。この相対吸収速度の対数と各D$$_{2}$$O濃度との関係は、直線すなわち指数関数で表現できた。D$$_{2}$$Oの生理抑制作用には濃度しきい値はみいだせなかった。50%の種子が発芽するに要する時間もD$$_{2}$$O濃度と相関した。D$$_{2}$$Oはライムギの発芽,水およびイオン吸収の過程を抑制し、その制御の割合は濃度に相関したが、イネの場合ほどおおきくなかった。

論文

Selective hydrogen atom abstraction by T and D atoms in radiolysis of tritiated decane at 77K; Mass effect on solid state reaction

佐伯 正克; 立川 圓造; 宮崎 哲郎*; 藤谷 善照*; 笛木 賢二*

J.Phys.Chem., 88(14), p.3108 - 3110, 1984/00

$$^{6}$$L$$_{1}$$-Fを添加したn-C$$_{1}$$$$_{0}$$D$$_{2}$$$$_{2}$$を中性子照射して作ったトリチウム化デカン(n-C$$_{1}$$$$_{0}$$D$$_{2}$$$$_{1}$$T)の77Kにおける放射線分解を調べ、T原子とD原子の同位体効果について検討した。ガスクロマトグラフィーにより、同位体組成の異る5つの水素分子(H$$_{2}$$、HD、D$$_{2}$$、HT及びDT)の生成量を測定した。HT/DT比はHD/D$$_{2}$$比に比べて非常に小さかった。77Kでは放射線分解により生ずるD原子は、系内に微量存在するn-C$$_{6}$$H$$_{2}$$$$_{2}$$から選択的に水素引抜き反応を行いHDを与えることが分かっている。従って、放射線分解で生じたT原子はD原子に比べかなり小さな選択性しか示さなかったことになる。この原因を固体デカン中でのD原子とT原子の質量差に起因する現象として考察した。

論文

Absorption of phosphate by rice seedlings in deuterium oxide

柴部 禎巳; 葉田 可林

Environ.Exp.Bot., 23(4), p.361 - 364, 1983/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:76.79(Plant Sciences)

イネ幼植物の生長は、茎葉、根ともに重水濃度に対応して抑制される。99.7%の重水では48hで黄化、枯死してしまう。H$$_{2}$$PO$$_{4}$$$$^{-}$$吸収は重水濃度に比例して抑制されるが、根から茎葉へのイオンの移行は、60%D$$_{2}$$Oまではわずかであるが、60%以上では著しい。水の吸収も重水濃度が増加するにつれておさえられる。リン酸吸収、水吸収の相対速度をD$$_{2}$$O濃度にたいして目盛るとD$$_{2}$$Oの阻害曲線がえられた。この関係からD$$_{2}$$O阻害にはしきい値がないとかんがえられる。

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