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上原 和也; 都筑 和泰; 雨宮 宏*; 永島 芳彦*; 星野 克道; 定本 嘉郎*
Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 45(24), p.L630 - L633, 2006/07
被引用回数：3 パーセンタイル：12.93(Physics, Applied)トカマクの磁気面位置を検知したデータが示される。バイアス電圧をかけられた段差のある2つのダブルプローブで、磁気面位置を移動させた時に、2つのダブルプローブの電流の差を読み取るとセパラトリックスの位置で変化が生じる。この値から、セパラトリックスの位置が推定され、磁気面コードとの違いを評価した。この値は同じプローブで測定した浮遊電位の揺動の相関とも比較され良い一致を示した。同時に、このプローブでイオン温度を測定した。
雨宮 宏*; 上原 和也
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 45(1A), p.247 - 249, 2006/01
被引用回数：4 パーセンタイル：17.08(Physics, Applied)トカマクの磁気面は磁気プローブの信号をもとにして平衡コードを用いた計算で推定されるが、その絶対位置については不明である。これを求めるために径方向に段差のついた2組のダブルプローブシステムに正負のバイアスをかけ、プラズマを動かしてプローブがセパラトリックス表面を横切った時に、ダブルプローブのイオン飽和電流値の増加が現われることに注目して、これを差動増幅器で精密に測定して評価した。さらに、得られる電流値はイオン温度の情報を有していることも示した。
雨宮 宏*; 和田 元*; 豊田 浩孝*; 中村 圭二*; 安藤 晃*; 上原 和也; 小山 孝一郎*; 酒井 道*; 橘 邦英*
プラズマ・核融合学会誌, 81(7), p.482 - 525, 2005/07
プラズマ核融合学会からの依頼原稿である。幅広い専門分野にわたる学会誌読者のために核融合プラズマでのプローブ測定の実際を解説した。第1章では、シングルプローブにおけるプローブ特性から電子温度と密度を決定する手順と電子エネルギー分布関数の測定法及びイオン温度の測定について静電エネルギー分析器,イオン感受プローブを取り上げて解説した。第2章ではダブルプローブにおけるイオン温度とフローの測定法を非対称プローブと回転対称プローブを取り上げて解説した。原研のトカマクのJFT-2, JFT-2a及びJFT-2Mで得られたデータを紹介してプローブ測定の実際を解説した。
高須 亜紀*
JNC TJ8400 2003-005, 126 Pages, 2003/03
JNC-TJ8400-2003-005.pdf:7.13MB
今後の地層処分研究開発は、これまで幅広い地質環境を対象として整備してきた調査技術や評価手法等を実際の地層処分環境へ適用し、その信頼性を確認すること(実際の地質環境への地層処分技術の適用性確認)、および現実的なシステムの長期挙動を評価・理解し、これまでの簡略かつ保守的な考え方で評価したシステム性能の裕度を確認すること(地層処分システムの長期挙動の理解)が主要目標となる。この状況を踏まえ、(財)原子力安全研究協会内に、国内の粘土科学の専門家からなる「緩衝材の長期安定性評価に関する調査専門委員会(委員名簿参照)を設置し、以下のテーマについて、横断的な検討を行なった。・第2次取りまとめ等の既往の性能評価報告書における緩衝材の長期安定性の評価方法の確認と問題点および課題の抽出・サイクル機構等において現在実施されている緩衝材の長期安定性評価に関する研究に対するレビュー本報告書は、その調査結果を取りまとめたものである。
大場 孝信*
JNC TJ8400 2003-004, 53 Pages, 2003/03
JNC-TJ8400-2003-004.pdf:2.82MB
ベントナイトの鉄に対する安定性について、下記の(1)と(2)の研究を行った。(1)新潟第三系における続成作用にともなう2八面体スメクタイトと緑泥石の化学組成変化について(2)酸素分圧制御実験にともなう鉄の量の違いによるスメクタイトの安定性についての実験その結果、以下のような研究成果をえた。(1)基礎試錐「小国」のボーリング試料において、深度増加にともない2八面体スメクタイトが減少していった。3800mより深い所では深度増加にともない緑泥石のSiが増加したが、2700mに産するコレンサイトのSiは3800mに較べ、高いことがわかった。深度にかかわらず、緑泥石/スメクタイト混合層のSiの増加にともない、Mg/(Mg+Fe)比は増加した。(2)発物質の試料と磁鉄鉱の比が5/5の時、250
で、クニピアF:Kpa-F(モンモリロナイト)を出発物質として使った時、緑泥石/スメクタイト混合層ができ、サポナイトを出発物質とした時、緑泥石化はおこらなかった。磁鉄鉱の比が少ない時、モンモリロナイトは400でも安定であった。今回の実験で鉄濃度がスメクタイトの安定性に重要であることがわかった。
大場 孝信*
JNC TJ8400 2001-054, 39 Pages, 2002/03
JNC-TJ8400-2001-054.pdf:2.98MB
ベントナイトの鉄に対する安定性について、下記の(1)と(2)の研究を行った。(1)新潟第三系における緑泥石およびイライトの産状について(2)酸素分圧制御実験にともなう鉄存在下でのスメクタイトの安定性についての予察的な実験 その結果、以下のような研究成果をえた。(1)基礎試錐「小国」のボーリング試料において、緑泥石のMg/(Mg+Fe)比とSiは続成作用にともない高くなる。続成作用の初期には緑泥石の鉄は高いことが予測できる。(2)モンモリロナイト(Kpa-F)を出発物質として使ったとき、350
Cで石英の分解が見られる。サポナイトを出発物質とした時、350Cで31.9
のピークのスメクタイト:緑泥石=1:1の規則型混合層のコレンサイト、27.8の雲母/スメクタイト混合層鉱物と石英が見られる。モンモリロナイトとサポナイトを較べた場合、低い温度でサポナイトが分解し、モンモリロナイトの方が安定である。
上越教育大学*
JNC TJ8400 99-031, 100 Pages, 1999/04
緩衝材の主成分であるベントナイトおよびスメクタイトの長期安定性評価に資することを目的として、下記の(1)
(3)の研究を行った。(1)鉄に接触したベントナイトの鉱物学的特徴(2)ベントナイト鉱床中における炭酸塩ノジュール中へのFe濃集について(3)スメクタイトの変質にともなうAl、Ca、K、Feの影響についてその結果、それぞれ以下のような結果を得た。(1)鉄に接触していたベントナイトは、そのFeイオンの酸化状態によっては、変色をしたが、組成鉱物のスメクタイトの鉱物化学的性質には変化がなかった。(2)月布ベントナイト鉱床中に炭酸塩ノジュールに、Ca、Mgの他、Fe及びMnが濃集しており、ドロマイト:Ca(Mg、Fe、Mn)(CO3)2として存在している。またノジュール内のドロマイトの結晶は、中心部がFe-poor、周縁部がFe-richな累帯構造を成しているのが確認された。(3)スメクタイトにFeを入れた系では、350で緑泥石/スメクタイト不規則型混合層ができる可能性を示唆する。長期のスメクタイトのK固定の実験で、125の実験結果はKが0.5Nと高い濃度では水和エネルギーの高いCaの濃度が高くてもその影響はみられない。763日より長い実験では0.05N(2000ppm)溶液中ではCaのK固定への抑制効果がみられた。
渡辺 隆*
PNC TJ1626 98-001, 123 Pages, 1998/04
スメクタイトの長期安定性評価に資することを目的として、下記の(1)(3)の研究を行った。(1)月布鉱山産ノジュール-ベントナイト中の不純物としての炭酸塩団塊について-(2)スメクタイトの鉄および溶液による反応(3)スメクタイトの変質にともなうAl、Ca、K、Feの影響についてその結果、それぞれ以下のような結果を得た。(1)ノジュールのタイプは外形より大きく5つ(球状、レンズ状、レンズ状セメント、セメント内部にノジュール、ノジュール内部にノジュール)に分類される。鉱物組成は炭酸塩鉱物を主体とし、核から殻にかけて、均一または同心円状に変化している。化学組成は炭酸塩鉱物に起因するCaO、MgOが卓越しており、鉱物組成と同様の変化を確認された。(2)スメクタイトと鉄の反応では、酸化状態でFeOOHの形でスメクタイト表面に付着し、層間に存在することが分かった。その層間陽イオンは加熱による八面体への移動は認められなかった。反応系の温度の変化による同型置換型の変化はなかった。スメクタイトと溶液の反応では、Na/Ca濃度に依存して、スメクタイト層間でのイオン交換が生じ、Na/(Na+Ca+Mg)=0.65で層間陽イオンはCa型に変化する。スメクタイトと温度の反応では、温度増加による四面体型置換の増加が確認された。(3)0.1GPa・500条件下でFe-緑泥石様鉱物がクニピアF(Kpa-1)、SWy-1と磁鉄鉱の混合物から合成された。熱水条件下における長期の実験においても、スメクタイトのK固定はK:2000ppm濃度では高い水和エネルギーをもつCaより、K濃度の方が重要であることがわかった。
渡辺 隆*
PNC TJ1626 97-001, 102 Pages, 1997/04
スメクタイトの長期安定性評価に資することを目的として、下記の(1)(3)の研究を行った。(1)スメクタイトと鉄の相互作用に関する天然類似試料の評価(2)スメクタイトと鉄の相互作用に関する室内実験(3)イライト化変質に関する長期室内変質実験その結果、それぞれ以下のような結果を得た。(1)天然類似試料への鉄イオンの吸着が認められた。Fe3+は6配位であることが確認されたが、スメクタイトの結晶内(四面体/八面体、層間)への吸着の可能性は低く、ベントナイト中の他の物質への吸着の可能性がある。(2)スメクタイトと鉄の相互作用では磁鉄鉱との混合物を0.1GPa・400で保ったところ、緑泥石様鉱物の生成が認められた。(3)イライト化変質に関する長期室内変質試験では高いK濃度(2000ppm)では熱CaよりKの濃度がイライト化作用進行を制御することが分かった。
渡辺 隆*
PNC TJ1626 96-001, 156 Pages, 1996/03
緩衝材の主成分であるスメクタイトの熱変質プロセスを議論した。スメクタイトの層間陽イオン(Ca/Na)と置換型(四面体/八面体)の分布構造の解析結果、スメクタイト粒子内でSegregation typeの混合層構造をとることがわかった。層間における水分子層の形成モデルの検討により、層間水分子の構造は二つのタイプ(Coordineted water,Free water)であることがわかった。また、天然条件下でのイライト化プロセスにおける物理化学的条件を検討する際、反応速度に影響を与える因子として温度がもっとも重要であり、母岩による影響は小さいことがわかった。さらに熱水条件下におけるスメクタイトのイライト化の実験から、イライト化にはCaのような高い水和エネルギーをもつ元素濃度より、K濃度が重要であることが分かった。以上のことから、スメクタイトは層間でKイオンを吸着、凝集する能力や、初期的に層間陽イオン(Ca/Na)や置換型などの不均一性を粒子中に持っており、これらの不均一性は、熱などの刺激でイライト化変換が起こることが推定される。
not registered
PNC TJ1626 95-001, 92 Pages, 1995/04
本研究報告ではつぎの二つのものを報告する。1.新潟第三系の緑泥石鉱物について2.合成実験によるスメクタイトのイライト化 1.は続成作用によるスメクタイトのイライト化がみられる新潟第三系に同時に出現する緑泥石鉱物(含コーレンサイト)の成因について考察した。その結果、つぎの3つのタイプの緑泥石鉱物があることを確認した。(1)局所的な熱水変質作用により生成されたと考えられる自生のコーレンサイト(2)砕屑性と考えられる緑泥石(3)砕屑性と考えられる1:1規則型緑泥石/スメクタイト混合層鉱物・したがってこれらの緑泥石鉱物は続成変質作用とは無関係であると結論された。2.については、K濃度を1000ppmと一定にし、Al濃度を1000ppm、100ppm、10ppm、0ppmと変化させた実験をおこない、スメクタイトにK固定層が時間経過にともない、どのように変化するかを調べた。この実験に加えて、K濃度を0.5N(約2000ppm)と一定にし、Ca濃度をかえ、CaのスメクタイトのK固定に与える影響について調べた。低い圧力ではスメクタイト中へのK層固定に与えるAl濃度の違いの影響は重要でない。1000ppmのK濃度溶液に比べ、1NのK濃度溶液中で合成した試料の方がスメクタイトへのK固定は多い。またCaを加えることによりスメクタイトへのK固定の割合が抑制された。
not registered
PNC TJ1626 94-001, 128 Pages, 1994/04
本研究報告ではつぎの二つのものを報告する。1新潟第三系の緑泥石鉱物について2合成実験によるスメクタイトのイライト化1は続成作用によるスメクタイトのイライト化がみられる新潟第三系に同時に出現する緑泥石鉱物(含コーレンサイト)の成因について考察した。その結果、つぎの3つのタイプの緑泥石鉱物があることを確認した。(1)局所的な熱水変質作用により生成されたと考えられる自生のコーレンサイト(2)砕屑性と考えられる緑泥石(3)砕屑性と考えられる1:1規則型緑泥石/スメクタイト混合層鉱物したがってこれらの緑泥石鉱物は続成変質作用とは無関係であると結論された。2については、K濃度を1000ppmと一定にし、Al濃度を1000ppm、100ppm、10ppm、0ppmと変化させた実験をおこない、スメクタイトにK固定層が時間経過にともない、どのように変化するかを調べた。この実験に加えて、K濃度を0.5N(約2000ppm)と一定にし、Ca濃度をかえ、CaのスメクタイトのK固定に与える影響について調べた。低い圧力ではスメクタイト中へのK層固定に与えるAl濃度の違いの影響は重要でない。1000ppmのK濃度溶液に比べ、1NのK濃度溶液中で合成した試料の方がスメクタイトへのK固定は多い。またCaを加えることによりスメクタイトへのK固定の割合が抑制された。
渡辺 隆*
PNC TJ1626 93-001, 165 Pages, 1993/04
二つのスメクタイトのイライト化変換の天然事例を検討した。一つは、熱水変質作用にともなう村上セリサイト鉱山周辺の変質帯で、もう一つは高田平野を中心とする続成作用に伴うイライト変換作用である。前者においては、熱源と思われる黒雲母流紋岩を中心にハロ状に白色流紋岩が熱的に変質されておりセリサイト/スメクタイト混合層鉱物
スメクタイトの変質帯がみとめられた。後者の続成変質帯においてはスメクタイト100%から連続的にイライト化が100%までの試料が得られ、その変換メカニズムを詳細に検討することができた。その結果100%S前後での四面体置換型スメクタイトの増加とひき続いてそれらがイライト化するというプロセスが30%Sまで繰り返して行われる。30%Sの少し前から溶解を一部に伴い、それ以降は溶解・結晶成長というプロセスをとる。そして、それらの変換に伴ってスメクタイト粒子の先端の部分に突起物の成長が認められた。二つの天然事例により、熱水作用による場合はスメクタイトからイライトへの変換は急激に起こり、続成ではゆっくりとイライト化が進行することが示された。1kbの熱水条件でAlはモンモリロナイト層からバイデライト層への変換に影響を与える。その効果はpHより大きい。105度Cで、955日の長い実験でモンモリロナイト層はバイデライト層への変化をエチレングリコールによるGreene-Kelly testによって確認した。
not registered
PNC TJ1626 92-001, 73 Pages, 1992/04
本研究は1988年度からの4年間の継続研究であり、本年(1991)が最終年度である。その間に得られた研究成果はつぎのようである。1 スメクタイトのイライト化に関する文献調査のためのKey Wordを検討した。とくに下記のものが有効であることがわかった。K-fixation,layer'charge,solid state transformation,dissolution,reprecipitation,cation-substitution,dissolution and growth,neoformation,Ostwald ripening,illitization2 80%相対湿度制御下でのXRDによりスメクタイトイライト化の詳細な評価が可能であることがわかり、その判定図が提案された。3 Greene-Kelly testの改良法を確立した。4 天然におけるスメクタイトのイライト化初期段階においては珪酸塩層の四面体層の電荷が増加する傾向がみられた。5 熱水合成実験によりスメクタイトからイライト/スメクタイト混合層鉱物を合成した。湿度やpHが増加するとイライト化が進む。スメクタイトの四面体でのSi/Al置換は、中性で低濃度のAlが存在するとき、進む。
上越教育大学*
PNC TJ8626 90-001, 145 Pages, 1991/04
スメクタイトの電荷位置を判定するGreene-Kelly testにおけるLiイオンの挙動を追跡した。そのd/SUB060値の変化とIRの結果から、Liイオンは八面体層の空位に移動していることが確かめられた。一方、天然においてスメクタイトのイライト化変換反応で、ほぼ100%Sの試料(g=0)においては四面体置換型が顕著であることが判明し、スメクタイトが四面体置換型に変化することがイライト化の第1歩であることが確認された。さらにイライト化がすすむと、八面体置換型と四面体置換型とが粒子内でsegregation構造を成す。次の段階で、それらはrandom構造へ変化していくことがわかった。また、熱水合成装置を用いてスメクタイトの変換実験を、Al濃度1000からppmまで変化させ、行ったところ、スメクタイトを85%S、55%S(g=0)、45%S(g=1)のイライト/スメクタイト混合層鉱物へ変化させることに成功した。また、この反応はpH依存性であることがわかった。
日揮*
PNC TJ4626 90-001, 101 Pages, 1990/04
スメクタイトのK固定プロセスのメカニズムを検討した。このため、以下の3つのテーマを設定し、実験を行った。1.加熱処理によるK固定2.同型置換による層電荷位置の判定法について3.イライト/スメクタイト混合層鉱物におけるK固定化プロセスその結果、1では、(1)250、12時間加熱でK固定された。(2)処理温度の上昇に伴いK固定量が連続的に増加する。(3)合成生成物のイライト化率は400で約35%である。(4)K固定は置換位置に影響される。2では、(1)Greene-Kelly testは、Siガラスを使用する必要がある。(2)加熱処理後は24時間以内にグリセロール処理・X線回折分析を行わなければならない。(3)粒径の大きさにより性質が異なる試料がある。(4)四面体置換型で、層電荷の高い試料の場合に理想的な17.7Aの回折線は求められない。(5)Greene-Kelly testのメカニズムに不明な点が多い。3では、(1)スメクタイトのイライト化が進むにつれて四面体部分での同型置換が増加し、八面体部分とあわせて層電荷が徐々に増加する。(2)八面体置換部分に比べ、四面体置換部分に選択的にKイオンが固定してイライト層に変化する。
上原 和也; 朝倉 伸幸; 定本 嘉郎*; 川島 寿人; 久保 博孝; 仲野 友英; 竹永 秀信; 藤本 加代子; 雨宮 宏*; 齋藤 和史*
no journal, ,
電子の温度やエネルギーの評価はダイバーター板への熱流・粒子流負荷の評価にあたって重要である。そのために、JT-60Uのダイバータ板上に配置されている静電プローブで測定されているプローブ電流-電圧特性を数値的に1次微分して電子エネルギー分布関数を求めた。X点MARFE及びプラズマデタッチメントが発生する場合の電子温度と分布関数の形が評価されている。
