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報告書

金属基板スーパーミラーの特性評価

田村 格良; 加島 洋一; 曽山 和彦

JAEA-Research 2014-029, 12 Pages, 2015/03

JAEA-Research-2014-029.pdf:1.89MB

炉心近傍に設置された中性子導管は、ガラス基板に含まれるホウ素と中性子の(n,$$alpha$$)反応や、$$gamma$$線による励起や電離作用等によって長期間の照射の後に損傷を生じる。本研究では、耐放射線性を有する中性子導管を開発するために、中性子導管を構成する中性子ミラー基板に関してアルミニウムにニッケルを電着した基板を用いて耐放射線性スーパーミラーを試作し、その表面粗さ及び平坦度をZYGO干渉計, X線反射率計及び中性子反射率計を用いて特性評価を行った。その結果、基板の表面粗さ0.2-0.3nm(rms)、m=3スーパーミラーで中性子反射率が76%の非常に高い性能を有していることを確認した。

論文

Experimental study on fabrication technique of a Ni/Ti supermirror using the electron beam evaporation system

曽山 和彦; 鈴木 正年; 川端 祐司*; 海老沢 徹*; 田崎 誠司*

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(11), p.750 - 758, 1998/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:57.41(Nuclear Science & Technology)

高反射率の中性子線用Ni/Tiモノクロメータ及びスーパーミラーの開発を目的として、基板表面粗さ及び蒸着装置内酸素ガス量が、膜層構造、深さ方向の元素分布及び中性子反射率に与える影響を検討した。その結果、Ni/Tiスーパーミラーの反射率は、数A°rmsの基板表面粗さの変化に強く依存することがわかった。そして研磨ガラス基板(5.1A°rms)を用いて、ニッケルの2倍の全反射臨界角で80%の中性子反射率を有するスーパーミラーを作成することができた。また、蒸着装置内への酸素の供給により形成されたTiO$$_{2}$$及びNiOの酸化層が界面粗さを減少させ反射率を増加させることがわかった。そしてニッケルの2.6倍の全反射臨界を有するスーパーミラーで20%の反射率を増加させることができた。

論文

中性子反射率計

曽山 和彦

Radioisotopes, 46(11), p.852 - 858, 1997/11

中性子反射率は、低速中性子が、薄膜や多層膜の表面、界面に小角で入射し、全反射(鏡面反射)する運動量領域での反射率を測定することによって、表面に垂直な方向の厚さや組成などの構造を、数$AA$の精度で、かつ数千$AA$の深さまでを評価する方法であり、金属薄膜、超格子、高分子薄膜、LB膜、生体膜などの表面・界面構造研究において非常に重要な手段となっている。本稿では、鏡面反射率測定に関する基本原理、実験方法、データ解析、実験例について述べる。

論文

冷中性子三軸型分光器(LTAS,C2-1)に付設された中性子反射率計

曽山 和彦; 目時 直人; 皆川 宣明; 鳥飼 直人*; 松下 裕秀*

波紋, 7(2), p.5 - 7, 1997/05

JRR-3Mのビームホールに設置された新しい中性子反射率計の装置概要及び最近の研究成果について述べる。中性子反射率測定法は、全反射臨界角程度の小さな入反射角における中性子反射率を測定することによって、物質表面や薄膜の深さ方向の構造を数A°の分解能で決定する方法である。中性子は軽元素に対しても強いコントラストを持つため、高分子/生体薄膜の研究には必要不可欠な実験手段である。また中性子はスピンを持つために磁性薄膜や超伝導薄膜の研究にも応用されている。本反射率計は、高分子、液体、金属多層膜等の物性研究及び多層膜ミラー等の中性子光学デバイス開発を目的として、高Q領域の測定が可能で高中性子強度の装置として開発された。その結果、1$$times$$10$$^{5}$$n/sの入射強度と6桁以上のダイナミックレンジを有し、また測定可能Q領域は0.3A°$$^{-1}$$と物性研究に利用できる国内で数少ない装置であることを確認できた。

論文

A Neutron reflectometer installed at the cold neutron triple-axis spectrometer (LTAS,C2-1) in JRR-3M

曽山 和彦; 目時 直人; 皆川 宣明; 森井 幸生; 鳥飼 直也*; 松下 裕秀*

Journal of the Physical Society of Japan, 65(A), p.133 - 135, 1996/00

JRR-3Mビームホールの冷中性子三軸分光器(LTAS,C2-1)に付設された中性子反射率について報告する。本装置は、薄膜、多層膜、超格子、固体/液体の表面、界面の研究やスーパーミラーなどの中性子光学デバイスの開発研究を目的としたものである。中性子ビームはパイログラファイトで冷中性子導管より取出され、波長は3$AA$又は6$AA$、エネルギー分解能は1~2%である。測定可能な遷移運動量領域は~0.4$AA$^{-1}$$、反射率の下限は10$$^{-6}$$である。本装置には、0次元$$^{3}$$He検出器のほか、1次元検出器及び中性子イメージングプレートが利用される。

論文

Reflection and photoemission studies of neutron-irradiated graphite

福谷 博仁*; 山田 章夫*; 八木 一寿*; 大江 聡*; 東山 和幸*; 加藤 博雄*; 岩田 忠夫

Journal of the Physical Society of Japan, 59(9), p.3089 - 3092, 1990/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:51.69(Physics, Multidisciplinary)

中性子を照射した黒鉛について、光反射率及び光電子放出(紫外光電子分光UPS、角度分解光電子分光ARUPS、X線光電子分光XPS)の測定を行なった。反射率の測定は光エネルギー範囲0.5~30eVに対して行なった。5eVのところに見出される$$pi$$-バンド反射率ピークが照射により著しく減少した。照射により、3eV付近に小さな吸収帯が成長した。これを空格子点によるものと同定した。UPS測定により、$$pi$$-価電子バンドが照射により変形することを見出した。更に、ARUPS測定により、この$$pi$$-価電子バンドの変形を調べた。照射により、$$pi$$-バンドはフェルミ準位の方に全体として0.4eV移動し、そのバンド巾が$$Gamma$$-M線に沿って0.3eV減少した。これらの結果は、反射率のクラマースークローニッヒ解析から求めた状態密度からも確認された。また、XPSスペクトルには空格子点による成分が見出された。

口頭

Malonamide viewed by neutron reflectivity

Micheau, C.; 上田 祐生; 元川 竜平; Moussaoui, S.*; Makombe, E.*; Daniel, M.*; Berthon, L.*; Bourgeois, D.*; 阿久津 和宏*

no journal, , 

The DIAMEX process aims to separate minor f-elements using malonamide as extractant molecules such as N,N'-dimethyl-N,N'-dibutyl-tetradecyl-malonamide (DBMA). Recently, Poirot studied the effect of n-heptane and toluene on the selectivity of DBMA between Pd and Nd and have conclude that Pd extraction is driven by coordination whereas Nd extraction is driven by extractant aggregation. More recently, a specific study on tetrahexylmalonamide (THMA) in toluene demonstrated a superior selectivity for Pd compared to DBMA. THMA molecular structure suggests poor aptitude for aggregation compared with DBMA, and has been much less characterized. Supramolecular features of two different solvent extraction systems based on malonamide extractants, THMA in toluene and DBMA in heptane, have been studied using characterization techniques dedicated to bulk organic phase organisation, ie. small angle X-ray scattering, and to interface characterization, ie. neutron reflectivity and interfacial tension.

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