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論文

水素分配制御によるアルミニウム合金の力学特性最適化

戸田 裕之*; 山口 正剛; 松田 健二*; 清水 一行*; 平山 恭介*; Su, H.*; 藤原 比呂*; 海老原 健一; 板倉 充洋; 都留 智仁; et al.

鉄と鋼, 105(2), p.240 - 253, 2019/02

 パーセンタイル:100(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

本レビューでは、高強度アルミニウム合金の水素脆化に関する研究活動、特に様々なトラップサイトでの水素トラップとそれによる水素脆化への影響に焦点を当てて報告する。高亜鉛濃度Al-Zn-Mg合金において、高分解能TEM法による析出物のナノ構造及び界面構造の分析や、高分解能X線マイクロトモグラフィー技術による詳細な破壊マイクロメカニズムとマイクロ構造-破壊特性関係の調査がなされ、さらに、ごく最近実現された超高分解能X線顕微鏡により特徴的な局部的変形、亀裂の発生・成長が観察されている。また、第一原理シミュレーションによる数々の水素トラップサイトのトラップエネルギー導出を元に、変形・破壊中の水素再分配が解析された。水素の再分配と3つの異なるミクロ機構による水素脆化との間の関係を論じ、水素脆化が起こるための現実的な条件を説明する。

論文

Crystallographic, magnetic, thermal, and electric transport properties in UPtIn single crystal

松本 裕司*; 芳賀 芳範; 立岩 尚之; 山本 悦嗣; Fisk, Z.*

Journal of the Physical Society of Japan, 87(2), p.024706_1 - 024706_4, 2018/02

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

Single crystal samples of UPtIn with the hexagonal structure are grown from indium flux. Strong uniaxial magnetic anisotropy is revealed from magnetic property measurements. Specific heat measurement reveals a significant deviation from $$T$$-linear behavior, indicating the smaller electronic specific heat than the previous study.

論文

Behavior of tritium in the vacuum vessel of JT-60U

小林 和容; 鳥養 祐二*; 齋藤 真貴子; Alimov, V. Kh.*; 宮 直之; 池田 佳隆

Fusion Science and Technology, 67(2), p.428 - 431, 2015/03

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

JT-60Uは、20年間の重水素実験の後、解体が開始された。解体では、真空容器中のトリチウムの保持量が安全上重要な問題の一つである。そこで、真空容器として用いられたインコネル625中のトリチウムの挙動を把握することは、非常に重要である。本報告では、室温中でインコネル625からトリチウムは、1年間連続的に放出されることを明らかにした。また、約1年間でほとんどのトリチウムが放出され、その化学形は、HTOであることを明らかにした。これらデータをもとに今後は、JT-60Uで用いられた真空容器を使用し、トリチウムの挙動に関する研究を進める。

論文

Evaluation of selected grades of beryllium metal as reflector materials for extended lifetime performance

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 竹本 紀之; 伊藤 正泰; 堀 順一*; Chekushina, L.*; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 河村 弘

Proceedings of 6th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-6) (Internet), 9 Pages, 2013/10

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。このJMTRでは、中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRの再稼働の一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討を行っている。長寿命化の検討において、ベリリウムの化学的,核的及び照射特性を把握することが、ベリリウムの材質選定に必要不可欠である。本研究は、3種類の異なった金属ベリリウム(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、未照射における水中での腐食特性などの特性データを取得するとともに、金属ベリリウムの断面積測定カザフスタン共和国のWWR-K炉を用いた照射試験を実施し、生成されるトリチウムやヘリウムの放出挙動評価を行った。本発表では、長寿命化を目指した中性子反射体材料の特性試験結果及び今後の試験計画について報告する。

論文

Basic study on surface chemical combination between beryllium metal and hydrogen isotope gas, 2

伊藤 正泰; 北岸 茂; 塙 善雄; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; 松山 政夫*; 長坂 琢也*; 菱沼 良光*

Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2011 - March 2012, P. 535, 2012/12

ベリリウムは、多くの材料試験炉において減速材や反射体として利用される一方、核融合炉では、プラズマ対向機器の保護壁や中性子増倍材として開発が進められている。このため、ベリリウムの純水やガス環境に対する相互作用(表面化学結合状態)や機械的性質,化学的性質などの特性を評価する必要がある。本研究では、純水下での長寿命化の検討のため3種類のベリリウム試料(S-200F, S-65H, I-220H)を作製し、腐食試験及び表面分析を実施した。その結果、それぞれのベリリウム試料において腐食試験による表面の変化が観察され、BeOの含有量や結晶粒径に影響していることがわかった。

論文

Development of beryllium material for reflector lifetime expansion

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 児玉 光雄*; 河村 弘

Proceedings of 5th International Symposium on Material Testing Reactors (ISMTR-5) (Internet), 9 Pages, 2012/10

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。このJMTRでは中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRは2012年に再稼働する予定であるが、その一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が行われている。長寿命化の検討において、ベリリウムの物理的及び機械的特性が材質選定に影響される。このため、3種類の異なった金属Be(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、未照射における引張強度などの特性データを取得するとともに、金属Beと水との相互作用の解明、照射試験計画及び新たに実施するJMTRでの照射試験準備、特性試験技術開発を行っている。本発表は、長寿命化を目指した中性子反射体材料の特性試験結果及び今後の試験計画について報告する。

論文

Status of material development for lifetime expansion of beryllium reflector

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 児玉 光雄*; 河村 弘

JAEA-Conf 2011-003, p.93 - 97, 2012/03

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。このJMTRでは中性子反射体としてベリリウムが使用されており、S-200Fグレードのベリリウムが使用されている。JMTRは2011年に再稼働する予定であるが、その一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が行われている。長寿命化の検討において、ベリリウムの物理的及び機械的特性が材質選定に影響される。このため、3種類の異なった金属ベリリウム(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、材料の純度,焼結方法,引張強度などの特性データを取得するとともに、金属ベリリウムと水との相互作用の解明、新たに実施するJMTRでの照射試験準備、特性試験技術の開発を行っている。本発表は、長寿命化を目指した中性子反射体材料の特性試験結果について報告する。

論文

Hydrogen-bond network and pH sensitivity in transthyretin; Neutron crystal structure of human transthyretin

横山 武司*; 水口 峰之*; 鍋島 裕子*; 日下 勝弘*; 山田 太郎*; 細谷 孝明*; 大原 高志*; 栗原 和男; 友寄 克亮*; 田中 伊知朗*; et al.

Journal of Structural Biology, 177(2), p.283 - 290, 2012/02

 被引用回数:27 パーセンタイル:19.95(Biochemistry & Molecular Biology)

Transthyretin (TTR) is a tetrameric protein associated with human amyloidosis. In vitro, the formation of amyloid fibrils by TTR is known to be promoted by low pH. Here we show the neutron structure of TTR, focusing on the hydrogen bonds, protonation states and pH sensitivities. A large crystal was prepared at pD 7.4 for neutron protein crystallography. Neutron diffraction studies were conducted using the IBARAKI Biological Crystal Diffractometer with the time-of-flight method. The neutron structure solved at 2.0 ${AA}$ resolution revealed the protonation states of His88 and the detailed hydrogen-bond network depending on the protonation states of His88. This hydrogen-bond network is composed of Thr75, Trp79, His88, Ser112, Pro113, Thr118-B and four water molecules, and is involved in both monomer-monomer and dimer-dimer interactions, suggesting that the double protonation of His88 by acidification breaks the hydrogen-bond network and causes the destabilization of the TTR tetramer. In addition, the comparison with X-ray structure at pH 4.0 indicated that the protonation occurred to Asp74, His88 and Glu89 at pH 4.0. Our neutron model provides insights into the molecular stability of TTR related to the hydrogen-bond network, the pH sensitivity and the CH...O weak hydrogen bond.

論文

Basic study on surface chemical combination between beryllium metal and hydrogen isotope gas

土谷 邦彦; 北岸 茂; 伊藤 正泰; 塙 善雄; 波多野 雄治*; 松山 政夫*; 長坂 琢也*; 菱沼 良光*

Annual Report of National Institute for Fusion Science; April 2010 - March 2011, P. 545, 2011/11

核融合炉用固体増殖ブランケットでは、金属ベリリウム(Be)が中性子増倍材の第一候補であり、Be-水反応に対する検討が求められている。一方、材料試験炉(JMTR)には、中性子束を高めるために中性子反射体として金属ベリリウム枠が使用され、長寿命化の検討が行われている。本研究では、Be-水反応に対する相互作用(表面化学結合状態)を解明するために浸漬試験を行った。3種類の製造方法の異なった金属ベリリウム(S-200F, S-65H及びI-220H)を準備し、浸漬試験後の金属ベリリウム表面はX線回折及びXPSにて結晶構造及び化学結合を分析した。その結果、3種類の金属ベリリウム表面にBe(OH)$$_{2}$$と考えられる白い反応物が生成していた。重量変化率の評価より、反応物の生成量はI-220Hが最も少なく、反応物の生成は製造方法やBeO含有量等に影響していることがわかった。

論文

金属ベリリウムと水素同位体ガスの表面化学結合に関する基礎研究

土谷 邦彦

平成22年度富山大学共同研究成果報告書, p.31 - 32, 2011/06

金属ベリリウム(Be)はJMTRの中性子反射体として使用されている。この金属Beの構造的特性,力学的特性変化及び水素挙動等の材料特性の評価研究の一環として、Be-水反応に対する相互作用を解明するために、製造方法等が異なる3種類の金属Beについて水中浸漬試験を行った。金属Beと純水との表面分析は、X線回折及びX線光電子分光装置(XPS)を用いた。浸漬試験後の金属Beの特性評価を行った結果、3種類の金属Be表面には白い反応生成物の付着が観測されたが、I-220Hの反応物の生成量は他のグレードのものと比較して最も小さいことがわかった。これは、製造方法及びBeO含有量に影響しているものと考えられる。今後、浸漬した金属Beの表面化学結合状態を詳細に調べる。

報告書

核融合工学関係施設利用共同研究平成20年度終了テーマ成果報告書(共同研究)

核融合エネルギー工学研究開発ユニット

JAEA-Review 2009-032, 100 Pages, 2009/11

JAEA-Review-2009-032.pdf:21.88MB

核融合研究開発部門核融合エネルギー工学研究開発ユニットでは、トリチウム安全性試験装置(CATS),核融合中性子源施設(FNS),高熱負荷試験装置(JEBIS),高周波工学試験装置(RFTS)の4つの核融合工学関係施設を用いて共同研究を実施しており、平成20年度は、19件の共同研究を実施した。本報告書はそれらの共同研究のうち、平成20年度で終了した8テーマの成果をまとめたものである。

論文

Monitoring of tritium in diluted gases by detecting bremsstrahlung X-rays

洲 亘; 松山 政夫*; 鈴木 卓美; 西 正孝

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.803 - 808, 2006/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:39.31(Nuclear Science & Technology)

水素で希釈したトリチウムとヘリウムで希釈したトリチウムについて、組成比一定の条件で$$beta$$線誘起X線計測法による計数率とトリチウム分圧の関係を測定した。その結果、10kPa程度以下の全圧ではX線計数率はトリチウム分圧に比例していることを明らかにした。また、トリチウム分圧一定の条件の下でヘリウムを徐々に添加し、X線計数率の変化を調べ、10kPa程度以下の全圧ではX線計数率はトリチウム分圧のみに依存していることを明らかにした。今回の結果は、$$beta$$線誘起X線計測法が核融合炉のトリチウムプロセスシステム、例えばブランケットのトリチウム回収システムにおけるトリチウム分圧測定に有望な手法になることを示すものである。

論文

Characteristics of a promising tritium process monitor detecting bremsstrahlung X-rays

洲 亘; 松山 政夫*; 鈴木 卓美; 西 正孝

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 521(2-3), p.423 - 429, 2004/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:35.68(Instruments & Instrumentation)

簡便で精度の高い高濃度トリチウム測定手法の開発は、核融合炉のトリチウム燃料プロセス制御及び計量管理の観点から重要である。トリチウムの$$beta$$線に起因して発生する制動X線を測定する方法は、低トリチウム濃度でその有効性が確認されてきたが、トリチウムプロセスモニターへの応用のため、その純トリチウムに対する応答特性を10$$^{2}$$-10$$^{8}$$GBq/m$$^{3}$$の広いトリチウム濃度範囲で調べた。その結果、10$$^{2}$$-10$$^{6}$$GBq/m$$^{3}$$のトリチウム濃度範囲では制動X線の計数率とトリチウム濃度との間に良好な線形関係が見られ、またその感度計数として0.5GBq/m$$^{3}$$per cpm とよい値を得た。次に、重水素で希釈したトリチウム(トリチウムの原子比:約1%)を用いて本モニターの応答特性に及ぼす不純物の影響を検討し、5kPa以下の全圧では不純物に影響されないことを明らかにし、本方式のトリチウムモニターがプロセスモニターとして有望であることを確認した。さらに、本モニターの応用としてトリチウム貯蔵ベッド昇温初期に放出されるヘリウム-3の測定を行い、その実用性を確認した。

口頭

酸化した金属材料中における水素同位体の存在量及び分布に関する研究

中村 博文; 波多野 雄治*

no journal, , 

金属-水反応により酸化された金属材料中への水素同位体侵入挙動を評価するために、高温水で酸化された鉄鋼材料中の水素同位体の存在量及び深さ方向分布の測定を行った。試料には、SS304と低放射化フェライト/マルテンサイト鋼(F82H)の円板を使用した。これらの試料を、オートクレーブ中で300$$^{circ}$$Cの重水中で酸化させ、酸化により生じた酸化膜と試料中の重水素の深さ方向分布をグロー放電発光分析法(GDOES)で測定した。試料中の重水素の存在総量は昇温脱離実験(TDS)により測定した。試験の結果、酸化したSS304鋼及びF82H表面にはいずれも鉄の酸化層が存在し、重水素は酸化相と金属相の界面に集中して存在していることが明らかとなった。これにより、金属酸化時に発生した重水素が金属内部に取り込まれていることが確認できた。これらの結果をもとに酸化時間と酸化膜,重水素分布との相関,SS304とF82Hでの相違等を評価した。

口頭

Status of beryllium reflector development in JMTR

Dorn, C. K.*; 土谷 邦彦; 波多野 雄治*; Chakrov, P.*; 児玉 光弘*; 河村 弘

no journal, , 

JMTRは1968年に臨界に達して以来、世界でも有数の材料試験炉である。JMTRでは中性子反射体として金属ベリリウム(Be)が使用されている。この中性子反射体に用いられる金属Beは、ブラッシュウェルマン社製のF-200Sである。JMTRの再稼働の一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が開始された。本発表では、長寿命化の検討において、3種類の金属Beを準備し、未照射時における基本的特性評価,JRR-3及びカザフスタン共和国のWWR-Kを用いた照射試験,新たな照射後試験技術の開発について紹介する。

口頭

Basic study on corrosion characteristic of beryllium metal

伊藤 正泰; 武内 伴照; 野崎 天生*; 波多野 雄治*; 松山 政夫*; 土谷 邦彦

no journal, , 

JMTRでは中性子反射体として金属ベリリウムが使用されている。JMTRは2012年に再稼働する予定であるが、その一環として、長寿命化に対応できるベリリウム枠の材質の検討が行われている。本研究では、JMTR炉水条件での金属ベリリウムの腐食挙動を調べた。金属ベリリウム試料は、真空ホットプレス(VHP)法 及び熱間等方圧加圧(HIP)法と異なった製造法で製作されたものを選定し、S-200F, S-65HとI-220Hの3種類とした。腐食試験は、50$$^{circ}$$Cの純水中で腐食時間を変更して行った。腐食試験後、金属ベリリウムの表面分析として、X線回折(XRD)及びX線光電子分光(XPS),水分析として電気伝導率及び不純物測定を行った。この結果、3種類の金属ベリリウム試料のうち、I-220Hが他の材料に比べ高い耐腐食性を示すことを明らかにした。

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