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Pore distribution of water-saturated compacted clay using NMR relaxometry and freezing temperature depression; Effects of density and salt concentration

大窪 貴洋*; 茨城 萌*; 舘 幸男; 岩舘 泰彦*

Applied Clay Science, 123, p.148 - 155, 2016/04




Measurement of the $$^{77}$$Se($$gamma$$, n) cross section and uncertainty evaluation of the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) cross section

北谷 文人; 原田 秀郎; 後神 進史*; 岩本 信之; 宇都宮 弘章*; 秋宗 秀俊*; 豊川 弘之*; 山田 家和勝*; 井頭 政之*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.475 - 485, 2016/04


We precisely measured the ($$gamma$$, n) cross section for $$^{77}$$Se by developing a spectroscopic method utilizing Laser Compton-Scattering $$gamma$$-rays. Moreover, the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) $$^{80}$$Se cross section was deduced using the statistical model calculation code CCONE with $$gamma$$-ray strength functions adjusted to reproduce the ($$gamma$$, n) cross sections for $$^{77}$$Se and the even Se isotopes $$^{76}$$Se, $$^{78}$$Se and $$^{80}$$Se. The reliability of the $$^{79}$$Se(n, $$gamma$$) $$^{80}$$Se cross section calculated by CCONE with the adjusted $$gamma$$-ray strength function was evaluated by comparing available experimental (n, $$gamma$$) cross sections for stable $$^{76, 77}$$Se isotopes and those calculated by CCONE with the adjusted $$gamma$$-ray strength function. The result provides fundamental data for the study of nuclear transmutation for the long-lived fission product of $$^{79}$$Se.


Purification of uranium products in crystallization system for nuclear fuel reprocessing

竹内 正行; 矢野 公彦; 柴田 淳広; 三本松 勇次*; 中村 和仁*; 近沢 孝弘*; 平沢 泉*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.521 - 528, 2016/04


Uranium crystallization system has been developed to establish an advanced aqueous reprocessing for fast breeder reactor (FBR) fuel cycle in JAEA. In the advanced process, most of uranium in dissolved solution of spent FBR-MOX fuels with high heavy metal concentration is separated as uranyl nitrate hexahydrate (UNH) crystals by a cooling operation. The technical targets on the crystallization system are decided from FBR cycle performance, and the U yield from dissolved solution of the spent fuel is 70% and the decontamination factor (DF) of impurities in the crystal products is more than 100. The DF is lowered by involving liquid and solid impurities on and in the UNH crystals during the crystallization. In order to achieve the DF target, we discussed the purification technology of UNH crystals using a Kureha crystal purifier. As results, the uranium more than 90% in the feed crystals could be recovered as the purified crystals in all test conditions, and the DFs of solid and liquid impurities on the purified crystals showed more than 100 under longer residence time of crystals. In conclusion, the both targets for the yield and DF could be achieved simultaneously by introducing the crystal purification technology.


Evaluation of equilibrium constants for deprotonation and lactonisation of $$alpha$$-D-isosaccharinic acid

Rai, D.*; 北村 暁

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.459 - 467, 2016/04


アルファ-D-イソサッカリン酸(ISA)の解離定数およびラクトン化定数については、文献によって大きな不一致がある。核磁気共鳴(NMR)と、$$alpha$$-D-イソサッカリン酸に関係するイソサッカリン酸カルシウム結晶(Ca(ISA)$$_{2}$$(cr))の広範な実験による溶解度データとの組み合わせを基にすると、[HISA(aq) $$leftrightarrow $$ ISA$$^{-}$$ + H$$^{+}$$]の反応の標準状態における平衡定数の対数値(log K$$^{circ}$$)が-3.27$$pm$$0.01であり、また[HISA(aq) $$leftrightarrow $$ ISL(ISA-1,4-ラクトン)(aq) + H$$_{2}$$O]のlog K$$^{circ}$$が0.49$$pm$$0.09が信頼できる値となる。これらのデータからは、[ISL(aq) +H$$_{2}$$O $$leftrightarrow $$ ISA$$^{-}$$ + H$$^{+}$$]のlog K$$^{circ}$$は-3.76 $$pm$$ 0.09と導出される。信頼できる広範な実験によるCa(ISA)$$_{2}$$(cr)の溶解度データをSIT活量補正モデルで再解釈すると、[Ca(ISA)$$_{2}$$(cr) $$leftrightarrow $$ Ca$$^{2+}$$ + 2 (ISA)$$^{-}$$のlog K$$^{circ}$$は-6.40 $$pm$$ 0.09であり、[Ca$$^{2+}$$ + ISA$$^{-}$$ $$leftrightarrow $$ CaISA$$^{+}$$]のlog K$$^{circ}$$は1.70 $$pm$$ 0.09となる。


Atmospheric discharge of $$^{14}$$C from the Tokai reprocessing plant; Comprehensive chronology and environmental impact assessment

小嵐 淳; 藤田 博喜; 永岡 美佳

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.546 - 553, 2016/04


東海再処理施設からの$$^{14}$$C大気放出量を把握することは、施設の運転に伴う放射生態学的インパクトを正しく評価するうえで重要である。しかし、1991年10月以前は、$$^{14}$$C放出量のモニタリングは行われていなかった。本研究の目的は、再処理運転全期間(1977-2014年)の$$^{14}$$C大気放出の年代記を確立し、それによる環境・公衆への影響を評価することである。1991年以降のモニタリングデータに基づいて、月間燃料処理量と$$^{14}$$C大気放出量の明確な関連性を導出し、その関係を用いて1991年以前の放出量を推定した。その結果、総放出量を7741$$pm$$ 217GBqと初めて見積もった。また、施設周辺の木の年輪の$$^{14}$$C濃度分析及び推定した放出量を用いたモデル計算により、過去にさかのぼって東海再処理施設からの$$^{14}$$C大気放出による放射生態学的インパクトは極めて小さいことを示した。


Distribution of the $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio around the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant using an unmanned helicopter radiation monitoring system

西澤 幸康; 吉田 真美; 眞田 幸尚; 鳥居 建男

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.468 - 474, 2016/04


Large amounts of radioactive substances were released into the environment by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident. Several research institutes have mapped the distribution of nuclides with long half-lives, such as $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs. Although the ratio of $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs has been believed to be equal without depending on the location of the contaminated area, several researchers report that it is different depending on places quite a little. We measured the energy spectrum of $$gamma$$ rays in high resolution within an approximately 3-km radius of the FDNPP by using an unmanned helicopter equipped with a LaBr$$_{3}$$(Ce) scintillation detector. Then, we analyzed the $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio in the area from these measured data in detail. The results show that the $$^{134}$$Cs/$$^{137}$$Cs ratio is different between the plume trace extending north and the other plume traces. We have obtained valuable data for identification of which radioactive substances were released by individual reactor units.


Sorption of Eu$$^{3+}$$ on Na-montmorillonite studied by time-resolved laser fluorescence spectroscopy and surface complexation modeling

佐々木 隆之*; 上田 健揚*; 斉藤 拓巳; 青柳 登; 小林 大志*; 高木 郁二*; 木村 貴海; 舘 幸男

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.592 - 601, 2016/04


ナトリウム型モンモリロナイトへのEu(III)の収着に対するpH, Eu濃度,硝酸塩濃度の影響について、バッチ収着試験と時間分解型レーザー誘起蛍光分光(TRLFS)によって調査された。0.01M硝酸ナトリウム中では分配係数(Kd)はpHにほとんど依存せず、一方で、1M硝酸ナトリウム中ではKdはpHに大きく依存した。陽イオン交換モデルと1サイトの静電補正を考慮しない表面錯体モデルを組み合せたモデルによってKdデータが解釈された。Eu表面化学種に対するTRLFSスペクトルはパラレル因子分析法(PARAFAC)により解析され、1つの外圏錯体(ファクターA)と2つの内圏錯体(ファクターB及びC)への対応が示唆された。ファクターAとBは、イオン交換サイトへ収着したEu、エッジの水酸基との内圏錯体に、それぞれ対応するものである。ファクターCは比較的高いpH、イオン強度条件で支配的であり、表面におけるEu(OH)$$_{3}$$の析出物と評価された。


Thiophene adsorption on phosphorus- and nitrogen-doped graphites; Control of desulfurization properties of carbon materials by heteroatom doping

下山 巖; 馬場 祐治

Carbon, 98, p.115 - 125, 2016/03




Bromate removal from water samples using strongly basic anion exchange resin Amberlite IRA-400; Kinetics, isotherms and thermodynamic studies

Naushad, M.*; Khan, M. R.*; Alothman, Z. A.*; Awual, M. R.

Desalination and water treatment, 57(13), p.5781 - 5788, 2016/03


The removal of bromate from aqueous medium by Amberlite IRA-400 anion exchange resin was explored in order to identify the capability of this resin to remove bromate from real water samples. The effects of several physicochemical parameters such as contact time, initial bromate concentration, initial pH, and temperature were studied. The concentration of bromate was determined using ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry. The adsorption kinetics and isotherms were well fitted by pseudo-second-order model and Freundlich model, respectively.


Benchmark models for criticalities of FCA-IX assemblies with systematically changed neutron spectra

福島 昌宏; 北村 康則; 久語 輝彦; 岡嶋 成晃

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.406 - 424, 2016/03


New benchmark models with respect to criticality data are established on the basis of seven uranium-fueled assemblies constructed in the ninth experimental series at the fast critical assembly (FCA) facility. By virtue of these FCA-IX assemblies where the simple combinations of uranium fuel and diluent (graphite and stainless steel) in their core regions were systematically varied, the neutron spectra of these benchmark models cover those of various reactor types, from fast to sub-moderated reactors. The sample calculations of the benchmark models by a continuous-energy Monte Carlo (MC) code showed obvious differences between even the latest versions of two major nuclear data libraries, JENDL-4.0 and ENDF/B-VII.1. The present benchmark models would be well-suited for assessment and improvement of the nuclear data for $$^{235}$$U, $$^{238}$$U, graphite, and stainless steel. In addition, the verification of the deterministic method was performed on the benchmark models by comparison with the MC calculations. The present benchmark models are also available to users of deterministic calculation codes for assessment and improvement of nuclear data.


Soft error rate analysis based on multiple sensitive volume model using PHITS

安部 晋一郎; 佐藤 達彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.451 - 458, 2016/03


地上における電子機器の信頼性を脅かす問題として、二次宇宙線中性子によるソフトエラーが知られている。既に開発済のマルチスケールモンテカルロシミュレーション手法PHYSERDは信頼性の高いソフトエラー解析コードで電荷収集過程を詳細に解析できるが、テクノロジーCAD(TCAD)シミュレーションに長時間を要する。そこで本研究では、収集電荷量の概算に多重有感領域(MSV: Multiple Sensitive Volume)モデルを採用し、PHITSとMVSモデルを用いた二次宇宙線中性子起因ソフトエラー発生率(SER: Soft Error Rate)計算を行った。この計算結果をPHYSERDおよび単純有感領域(SSV: Single Sensitive Volume)モデルによる結果と比較した。その結果、PHITSとMSVモデルを用いることで、PHYSERDによるSER計算値と同等の値を短時間で算出できることがわかった。また、PHITSとMSVモデルを用いて電荷収集効率の位置依存性を考慮することで、PHITSとSSVモデルよりもSERや電荷収集をより正確に再現できることを定量的に明らかにした。


Thermal mixing characteristics of helium gas in high-temperature gas-cooled reactor, 1; Thermal mixing behavior of helium gas in HTTR

栃尾 大輔; 藤本 望

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.425 - 431, 2016/03




An Integrated approach to source term uncertainty and sensitivity analysis for nuclear reactor severe accidents

Zheng, X.; 伊藤 裕人; 玉置 等史; 丸山 結

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.333 - 344, 2016/03


Large-scale computer programs simulate severe accident phenomena and often have a moderate-to-large number of models and input variables. Analytical solutions to uncertainty distributions of interested source terms are impractical, and influential inputs on outputs are hard to discover. Additionally, runs of such computer programs, or integral codes, are time-consuming and hence expensive. This article presents an integrated approach to the uncertainty and sensitivity analysis for nuclear reactor severe accident source terms, with an example which simulates an accident sequence similar to that occurred at Unit 2 of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant using an integral code, MELCOR. Monte Carlo based uncertainty analysis has been elaborated to investigate released fractions of representative radionuclides, Cs and CsI. In order to estimate sensitivity of inputs, which have a substantial influence on the core melt progression and the transportation process of radionuclides, a variance decomposition method is applied. Stochastic process, specifically a Dirichlet process, is applied to construct a surrogate model in sensitivity analysis as a substitute of the code. The surrogate model is cross-validated by comparing with corresponding results of MELCOR. The analysis with the simpler model avoids laborious computational cost so that importance measures for input factors are obtained successfully.


Fractal dimension analysis for run length diagnosis of Monte Carlo criticality calculation

植木 太郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.312 - 322, 2016/03




Deuterium permeation behavior for damaged tungsten by ion implantation

大矢 恭久*; Li, X.*; 佐藤 美咲*; 湯山 健太*; 小柳津 誠; 林 巧; 山西 敏彦; 奥野 健二*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(3), p.402 - 405, 2016/03




Simultaneous measurements of superradiance at multiple wavelength from helium excited states, 2; Analysis

大饗 千彰*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 川口 健太郎*; 久間 晋*; 宮本 祐樹*; 永園 充*; 中嶋 享*; 中野 逸夫*; 繁政 英治*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034301_1 - 034301_10, 2016/03


Previous experimental studies of superradiance (SR) in multi-level systems have been explainable using the predictions of the well-known simple two-level SR model. However our recent study using EUV free-electron laser excitation of helium atoms, where SR was observed at wavelengths of 502 nm, 668 nm, and 728 nm, revealed behaviour which necessitates a full multi-level treatment of the SR development. In this paper, we report simulations of the initial excitation by the FEL pulses, and the subsequent development of multi-level SR. The results of the simulation reproduce the experimental findings, and reveal that competitive SR on two transitions with a common upper level plays an important role in the development of the system.


Evidence for chiral $$d$$-wave superconductivity in URu$$_2$$Si$$_2$$ from the field-angle variation of its specific heat

橘高 俊一郎*; 清水 悠晴*; 榊原 俊郎*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; 野本 拓也*; 池田 浩章*; 町田 一成*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.033704_1 - 033704_4, 2016/03


Low-energy quasiparticle excitations in the heavy-fermion superconductor URu$$_2$$Si$$_2$$ were investigated by specific heat measurements as a function of temperature, magnetic field and its angle. Experimental results agree with the theoretical model for a superconducting gap with chiral $$d$$-wave symmetry.


Properties and collapse of the ferromagnetism in UCo$$_{1-x}$$Ru$$_{x}$$Al studied in single crystals

Pospisil, J.; Opletal, P.*; Vali$v{s}$ka, M.*; 徳永 陽; Stunault, A.*; 芳賀 芳範; 立岩 尚之; Gillon, B.*; 本多 史憲*; 山村 朝雄*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034710_1 - 034710_10, 2016/03


We have investigated the ferromagnetic (FM) phase, which suddenly develops in UCo$$_{1-x}$$Ru$$_{x}$$Al and is isolated by paramagnetic regions on both sides from the parent UCoAl and URuAl. We conclude that both criticalities are influenced by disorder. Criticality on the UCoAl side has character of a clean FM metal, while on the Ru rich side it has the character of a magnetically inhomogeneous system involving a Griffiths phase.


Superconducting and Fermi surface properties of single crystal Zr$$_2$$Co

照屋 淳志*; 垣花 将司*; 竹内 徹也*; 青木 大*; 本多 史憲*; 仲村 愛*; 芳賀 芳範; 松林 和幸*; 上床 美也*; 播磨 尚朝*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034706_1 - 034706_10, 2016/03

Superconducting characteristics and Fermi surfaces of Zr$$_2$$Co are experimentally studied on a single crystal sample grown by Bridgman technique. Thermodynamic quantities in the superconducting state such as specific heat and magnetization show deviation from a single-gap the BCS model and can be attributed on the band structure with the dominant contribution of Zr-4$$d$$ and Co-3$$d$$ components.


Lawrencium's place at the table

永目 諭一郎

Nature Chemistry, 8(3), P. 282, 2016/03



Development of the charge exchange type beam scraper system at the J-PARC

岡部 晃大; 山本 風海; 金正 倫計

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 811, p.11 - 17, 2016/03

J-PARC 3-GeV RCSにおいて、ビーム入射部の放射化を抑制するためには、入射ビームのクオリティを向上させる必要がある。我々はRCS入射ビームのハロー部分を除去するため、炭素薄膜を用いた荷電変換型ビームハロー除去システム(スクレーパ)を開発した。本機器の開発にあたり、荷電変換膜による多重散乱効果に起因するスクレーパ周辺部の放射化対策が課題となる。スクレーパ周辺部の放射化を最小化する荷電変換膜厚を特定するため、炭素薄膜による荷電変換効率の算出、及び、荷電変換された粒子の現実的な軌道シミュレーションを行い、炭素薄膜の膜厚を520$$mu$$g/cm$$^2$$に決定した。検討結果をもとに荷電変換型スクレーパシステムを製作、RCS入射ビームラインに設置した。新設したスクレーパシステムの性能評価試験の結果、RCS入射ビームのハロー部を想定通りに除去できることを確認した。また、ビーム利用運転時におけるスクレーパシステム使用後の残留線量は、保守作業に影響の無いレベルまで抑制できていることも確認した。本研究開発により、世界初となる荷電変換型スクレーパシステムの実用化に成功した。



永目 諭一郎

パリティ, 31(3), p.40 - 41, 2016/03

Nature誌2015年4月9日号に掲載された"Measurement of the first ionization potential of lawrencium, element 103"の紹介記事が、Physics Today誌2015年6月号に解説記事(著者: Johanna L. Miller)、"Lawrencium's ionization potential, atom by atom"として掲載された。本稿はその翻訳である。日本の研究者たちが、たった数個の原子しか扱えない超重元素の原子物理に挑戦し始めたと紹介している。


Structure determination of the rutile-TiO$$_{2}$$(110)-(1$$times$$2) surface using total-reflection high-energy positron diffraction (TRHEPD)

望月 出海*; 有賀 寛子*; 深谷 有喜; 和田 健*; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 設楽 哲夫*; 朝倉 清高*; 兵頭 俊夫*

Physical Chemistry Chemical Physics, 18(10), p.7085 - 7092, 2016/03




Elucidation of the morphology of the hydrocarbon multi-block copolymer electrolyte membranes for proton exchange fuel cells

Zhao, Y.; 吉田 実留*; 大島 竜也*; 小泉 智*; 陸川 政弘*; Szekely, N.*; Radulescu, A.*; Richter, D.*

Polymer, 86, p.157 - 167, 2016/03


We investigated the structure and the swelling behavior of two synthesized hydrocarbon polymer electrolyte membranes, made of multiblock copolymer poly(sulphonate phenylene)-b-poly(arylene ether ketone) with different block ratios, by using small-angle neutron scattering technique. A scattering maximum (ionomer peak) at high-q range is shown commonly in both dry and wet states, with q being the magnitude of the scattering vector, while it shifts towards low-q region in the wet state due to the swelling of the ionomer domains with water. The swelling effect also results to a second scattering maximum in the middle-q range because of the water-induced microphase separation. The morphology in this q-range was elucidated in terms of Hard-Sphere model with Percus-Yervick interference approximation.


資料紹介; 挑戦する図書館

稲垣 理美

専門図書館, (276), p.43 - 44, 2016/03



Effect of aluminum or zinc solute addition on enhancing impact fracture toughness in Mg-Ca alloys

長谷 貴之*; 太田垣 達也*; 山口 正剛; 池尾 直子*; 向井 敏司*

Acta Materialia, 104, p.283 - 294, 2016/02


3種のMg合金(Mg、Mg-0.3 at.%Ca-0.6 at.%Zn、Mg-0.3 at.%Ca-0.6 at.%Al)に対して、衝撃3点曲げ試験による衝撃破壊靭性測定を行った。塑性変形能と衝撃破壊靭性は、純粋なMgと比べて合金の方が高くなった。第一原理計算から、一般化積層欠陥エネルギーと粒界凝集エネルギーをMg,Mg-Ca, Mg-Ca-Zn,Mg-Ca-Al系それぞれについて計算したところ、実験結果の傾向をよく説明する結果が得られた。計算と実験の比較から、ZnとAlをCaと同時に添加することで、塑性変形の異方性を低減し、かつ、粒界を強化することにより、高い衝撃破壊靭性が得られたと考えられる。


Assessment of amount and concentration of tritium in HTTR-IS system based on tritium behavior during high-temperature continuous operation of HTTR

Dipu, A. L.; 大橋 弘史; 濱本 真平; 佐藤 博之; 西原 哲夫

Annals of Nuclear Energy, 88, p.126 - 134, 2016/02




Dispersing zwitterions into comb polymers for nonviral transfection; Experiments and molecular simulation

Ghobadi, A. F.*; Letteri, R.*; Parelkar, S. S.*; Zhao, Y.; Chan-Seng, D.*; Emrick, T.*; Jayaraman, A.*

Biomacromolecules, 17(2), p.546 - 557, 2016/02


We report the effect of embedding zwitterionic sulfobetaine (SB) groups in cationic comb polymers on polymer-DNA binding complexes (polyplexes), using a combination of experiments and molecular simulations. Ring-opening metathesis polymerization (ROMP) produced comb polymers with tetralysine (K4) and SB pendent groups. Dynamic light scattering, zeta potential measurements, and fluorescence-based experiments, together with coarse-grained molecular dynamics simulations, described the effect of SB groups on the size, shape, surface charge, composition, and DNA binding strength of polyplexes formed using these comb polymers. Experiments and simulations showed that increasing SB composition in the comb polymers decreased polymer-DNA binding strength, while the SB groups distributed throughout the polyplex. This allows polyplexes to maintain a positive surface charge and provide high levels of gene expression in live cells.



原賀 智子

ぶんせき, 2016(2), P. 70, 2016/02



Montane ecosystem productivity responds more to global circulation patterns than climatic trends

Desai, A. R.*; Wohlfahrt, G.*; Zeeman, M. J.*; 堅田 元喜; Eugster, W.*; Montagnani, L.*; Gianelle, D.*; Mauder, M.*; Schmid, H. P.*

Environmental Research Letters, 11(2), p.024013_1 - 024013_9, 2016/02




Editorial: Maintenance of genome integrity; DNA damage sensing, signaling, repair, and replication in plants

Balestrazzi, A.*; Achary V Mohan Murali*; Macovei, A.*; 愿山 郁*; 坂本 綾子

Frontiers in Plant Science (Internet), 7, p.64_1 - 64_2, 2016/02




Design concept of conducting shell and in-vessel components suitable for plasma vertical stability and remote maintenance scheme in DEMO reactor

宇藤 裕康; 高瀬 治彦; 坂本 宜照; 飛田 健次; 森 一雄; 工藤 辰哉; 染谷 洋二; 朝倉 伸幸; 星野 一生; 中村 誠; et al.

Fusion Engineering and Design, 103, p.93 - 97, 2016/02




Fungus-promoted transformation of lanthanides during the biooxidation of divalent manganese

Yu, Q.; 大貫 敏彦; 田中 万也; 香西 直文; 山崎 信哉*; 坂本 文徳; 谷 幸則*

Geochimica et Cosmochimica Acta, 174, p.1 - 12, 2016/02


微生物細胞には希土類に対する高い吸着能がある。しかし、環境中での希土類の移行挙動に微生物がどのように影響するのかはわかっていない。本研究では、希土類元素の化学状態に及ぼす微生物活動の影響を調べた。Mn(II)酸化菌であるAeremonium strictumとMn(II)を含む水溶液に希土類元素を入れた。Mn(II)酸化菌からCe(IV)と特異的に結合する生体分子が放出され、その結果、Mn酸化物からのCe(IV)が脱離した。この生体分子は、3価の希土類元素や鉄とは結合しなかったので、休眠細胞から放出されることが知られている、金属に非特異的な有機物とは異なる。



福光 延吉*; 土谷 邦彦; 有賀 克彦*; 山内 悠輔*

Isotope News, (742), p.20 - 24, 2016/02



Effect of defocusing on laser ablation plume observed by laser-induced fluorescence imaging spectroscopy

大場 正規; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 若井田 育夫

Japanese Journal of Applied Physics, 55(2), p.022401_1 - 022401_4, 2016/02




SENJU; A New time-of-flight single-crystal neutron diffractometer at J-PARC

大原 高志; 鬼柳 亮嗣; 及川 健一; 金子 耕士; 川崎 卓郎; 田村 格良; 中尾 朗子*; 花島 隆泰*; 宗像 孝司*; 茂吉 武人*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 49(1), p.120 - 127, 2016/02


SENJU, a time-of-flight Laue-type single-crystal neutron diffractometer, was developed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Accelerator Research Complex (J-PARC). Molecular structure analysis of a sub-millimeter taurine crystal and magnetic structure analysis of a MnF$$_{2}$$ crystal were performed to evaluate its performance.


What determines the sign of the spin Hall effects in Cu alloys doped with 5d elements?

Xu, Z.; Gu, B.; 森 道康; Ziman, T.*; 前川 禎通

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 400, p.184 - 187, 2016/02


We perform a systematical analysis of the spin Hall effect (SHE) in the Cu alloys doped with a series of 5d elements, by the combined approach of density functional theory and Hartree-Fock approximation. We find that not only the spin orbit interactions (SOI) in both the 5d and 6p orbitals, but also the local correlations in the 5d orbitals of the impurities, are decisive on the sign of the spin Hall angle (SHA). Including all of these three factors properly, we predict the SHA for each alloy in the series. The signs of CuIr and CuPt are sensitive to perturbation of the local correlations. This observation is favorable for controlling the sign of the transverse spin Hall voltage.


Zircon growth in a granitic pluton with specific mechanisms, crystallization temperatures and U-Pb ages; Implication to the "spatiotemporal" formation process of the Toki granite, central Japan

湯口 貴史*; 岩野 英樹*; 加藤 丈典*; 坂田 周平*; 服部 健太郎*; 平田 岳史*; 末岡 茂; 檀原 徹*; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; et al.

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 111(1), p.9 - 34, 2016/02


花崗岩体の形成・発達に関する熱進化の解明は、大陸地殻の発達・進化を考える上で、有用な知見をもたらすことができる。本研究ではジルコンに着目し、(1)カソードルミネッセンス像観察に基づくジルコンの内部構造の分類: LLC (low luminescence core)/ OZ (oscillatory zonation)、(2)Ti-in-zircon温度計より内部構造ごとの結晶化温度の決定、(3)内部構造ごとのU-Pb年代の決定を実施し、ジルコンの成長は2つのイベントを経ることを見出した。


Ground-state phase diagram of an anisotropic S=1/2 ladder with alternating rung interactions

利根川 孝*; 岡本 清美*; 引原 俊哉*; 坂井 徹

Journal of Physics; Conference Series, 683(1), p.012039_1 - 012039_7, 2016/02




Effect of monomer-monomer interactions on the phase diagrams of the S=1/2 distorted diamond type quantum spin chain

岡本 清美*; 利根川 孝*; 坂井 徹

Journal of Physics; Conference Series, 683(1), p.012038_1 - 012038_6, 2016/02




Evaluation of fatigue strength of similar and dissimilar welded joints of modified 9Cr-1Mo steel

高屋 茂

Journal of Pressure Vessel Technology, 138(1), p.011402_1 - 011402_9, 2016/02



Origin of the spin Seebeck effect in compensated ferrimagnets

Gepr$"a$gs, S.*; Kehlberger, A.*; Coletta, F.*; Qiu, Z.*; Guo, E.-J.*; Schulz, T.*; Mix, C.*; Meyer, S.*; Kamra, A.*; Althammer, M.*; et al.

Nature Communications, 7, p.10452_1 - 10452_6, 2016/02


Magnons are the elementary excitations of a magnetically ordered system. Here, we show that the spin Seebeck effect is sensitive to the complexities of the magnon spectrum. The spin Seebeck effect is caused by a thermally excited spin dynamics that is converted to a voltage by the inverse spin Hall effect at the interface to a heavy metal contact. By investigating the temperature dependence of the spin Seebeck effect in the ferrimagnet gadlinium iron garnet, with a magnetic compensation point near room temperature, we demonstrate that high-energy exchange magnons play a key role in the spin Seebeck effect.


地球科学の原子力安全への貢献,1; 地球科学からみた地殻流体と地層処分技術への応用

梅田 浩司; 浅森 浩一

日本原子力学会誌, 58(2), p.110 - 114, 2016/02



Hard X-ray photoelectron spectroscopy study for transport behavior of CsI in heating test simulating a BWR severe accident condition; Chemical effects of boron vapors

岡根 哲夫; 小畠 雅明; 佐藤 勇*; 小林 啓介*; 逢坂 正彦; 山上 浩志

Nuclear Engineering and Design, 297, p.251 - 256, 2016/02

Transport behavior of CsI in the heating test, which simulated a BWR severe accident, was investigated by hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) with an emphasis on the chemical effect of boron vapors. CsI deposited on metal tube at temperatures ranging from 150$$^{circ}$$C to 750$$^{circ}$$C was reacted with vapor/aerosol B$$_2$$O$$_3$$, and the chemical form of reaction products on the sample surface was examined from the HAXPES spectra of core levels, e.g., Ni 2p, Cs 3d and I 3d levels, and valence band. For the samples at $$sim$$300$$^{circ}$$C, while the chemical form of major product on the sample surface without an exposure to B$$_2$$O$$_3$$ was suggested to be CsI from the HAXPES spectra, an intensity ratio of Cs/I was dramatically reduced at the sample surface after the reaction with B$$_2$$O$$_3$$. The results suggest the possibility of significant decomposition of deposited CsI induced by the chemical reaction with B$$_2$$O$$_3$$ at specific temperatures.



鶴田 忠彦; 笹尾 英嗣

応用地質, 56(6), p.298 - 307, 2016/02



Narrow-band GeV photons generated from an X-ray free-electron laser oscillator

羽島 良一; 藤原 守

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 19(2), p.020702_1 - 020702_9, 2016/02




Ion acceleration via "nonlinear vacuum heating" by the laser pulse obliquely incident on a thin foil target

余語 覚文*; Bulanov, S. V.; 森 道昭; 小倉 浩一; Esirkepov, T. Z.; Pirozhkov, A. S.; 金崎 真聡*; 榊 泰直; 福田 祐仁; Bolton, P.; et al.

Plasma Physics and Controlled Fusion, 58(2), p.025003_1 - 025003_7, 2016/02


The dependence of the energy of ions accelerated during the interaction of the laser pulse obliquely incident on the thin foil target on the laser polarization is studied experimentally and theoretically. We found that the ion energy being maximal for the p-polarization drastically decreases when the pulse becomes s-polarized. The experimentally found dependencies of the ion energy are explained by invoking anomalous electron heating, which results in high electrostatic potential formation at the target surface.


Saturation mechanism of decaying ion temperature gradient driven turbulence with kinetic electrons

井戸村 泰宏

Plasma and Fusion Research (Internet), 11, p.2403006_1 - 2403006_5, 2016/02



High-accuracy numerical integration of charged particle motion - with application to ponderomotive force

古川 勝*; 松山 顕之; 大河 優志郎*

Plasma and Fusion Research (Internet), 11, p.1303003_1 - 1303003_4, 2016/02

A high-accuracy numerical integration algorithm for a charged particle motion is developed. The algorithm is based on the Hamiltonian mechanics and the operator decomposition. The algorithm is made to be time-reversal symmetric, and its order of accuracy can be increased to any order by using a recurrence formula. One of the advantages is that it is an explicit method. An effective way to decompose the time evolution operator is examined; the Poisson tensor is decomposed and non-canonical variables are adopted. The algorithm is extended to a time dependent fields' case by introducing the extended phase space. Numerical tests showing the performance of the algorithm are presented. One is the pure cyclotron motion for a long time period, and the other is a charged particle motion in a rapidly oscillating field.



嶋田 道也; 宮澤 順一*

プラズマ・核融合学会誌, 92(2), p.119 - 124, 2016/02



Time evolution of negative ion profile in a large cesiated negative ion source applicable to fusion reactors

吉田 雅史; 花田 磨砂也; 小島 有志; 柏木 美恵子; 梅田 尚孝; 平塚 淳一; 市川 雅浩; 渡邊 和弘; Grisham, L. R.*; 津守 克嘉*; et al.

Review of Scientific Instruments, 87(2), p.02B144_1 - 02B144_4, 2016/02




Development of the negative ion beams relevant to ITER and JT-60SA at Japan Atomic Energy Agency

花田 磨砂也; 小島 有志; 戸張 博之; 錦織 良; 平塚 淳一; 柏木 美恵子; 梅田 尚孝; 吉田 雅史; 市川 雅浩; 渡邊 和弘; et al.

Review of Scientific Instruments, 87(2), p.02B322_1 - 02B322_4, 2016/02


本論文は原子力機構(JAEA)で開発中の負イオンビームに関する最新結果を報告するものである。JAEAでは、国際熱核融合実験炉(ITER)およびJT-60SAの実現に向けて、それぞれ1MeV, 40A,3600秒および22A, 500keV, 100秒の重水素負イオンビームの開発を行っている。これらの負イオンビームを開発するために、ITERやJT-60SAの設計と同様、多段静電加速器とセシウム添加型負イオン源を開発している。静電加速器の開発においては、長時間加速をした開発を指向しており、その課題である加速電極の熱負荷を、イオンビームの軌道を制御することにより、許容値以下に低減した。その結果、負イオンの加速時間を、従来の1秒未満から試験装置の電源の限界である60秒まで進展させた。また、セシウム添加型負イオン源の開発においては、大電流負イオンビームの長パルス生成を指向しており、これまでに15A、100秒のビーム生成を達成している。今後、長パルス生成時に顕在化した、イオン源内のアーク放電プラズマの放電破壊(アーキング)の問題を解決し、JT-60SAで要求される22Aを超える電流値で100秒以上の負イオンビーム生成を目指す。


Operation and commissioning of IFMIF (International Fusion Materials Irradiation Facility) LIPAc injector

奥村 義和*; Gobin, R.*; Knaster, J.*; Heidinger, R.*; Ayala, J.-M.*; Bolzon, B.*; Cara, P.*; Chauvin, N.*; Chel, S.*; Gex, D.*; et al.

Review of Scientific Instruments, 87(2), p.02A739_1 - 02A739_3, 2016/02




$$^{61}$$Ni synchrotron radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy of nickel-based nanoparticles with hexagonal structure

増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 細井 浩平*; 小林 浩和*; 北川 宏*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.20861_1 - 20861_8, 2016/02


We measured the SR M$"o$ssbauer spectra of Ni nanoparticles with a hexagonal structure that were synthesized by chemical reduction. To obtain M$"o$ssbauer spectra of the nanoparticles without 61-Ni enrichment, we developed a measurement system for $$^{61}$$Ni SR M$"o$ssbauer absorption spectroscopy without X-ray windows between the standard energy alloy and detector. The counting rate of the $$^{61}$$Ni nuclear resonant scattering in the system was enhanced by the detection of internal conversion electrons and the close proximity between the energy standard and the detector. The spectrum measured at 4 K revealed the internal magnetic field of the nanoparticles was 3.4 T, corresponding to a Ni atomic magnetic moment of 0.3 Bohr magneton. This differs from the value of Ni$$_{3}$$C and the theoretically predicted value of hexagonal closed packed Ni and suggested the nanoparticle possessed intermediate carbon content between hcp-Ni and Ni$$_{3}$$C of approximately 10 atomic percent of Ni.


Cesium adsorption/desorption behavior of clay minerals considering actual contamination conditions in Fukushima

向井 広樹*; 廣瀬 農*; 甕 聡子*; 菊池 亮佑*; 田野井 慶太朗*; 中西 友子*; 矢板 毅; 小暮 敏博*

Scientific Reports (Internet), 6, p.21543_1 - 21543_7, 2016/02


Cesium adsorption/desorption experiments for various clay minerals, considering actual contamination conditions in Fukushima, were conducted using the $$^{137}$$Cs radioisotope and an autoradiography using imaging plates (IPs). An aliquot containing 0.185 -1.85 Bq of $$^{137}$$Cs was dropped onto a substrate where various mineral particles were arranged. It was found that partially-vermiculitized biotite, which is termed "weathered biotite" (WB) in this study, from Fukushima sorbed $$^{137}$$Cs far more than the other clay minerals (fresh biotite, illite, smectite, kaolinite, halloysite, allophane, imogolite) on the same substrate. Cs-sorption to WB continued for about one day, whereas that to ferruginous smectite was completed within one hour. The sorbed $$^{137}$$Cs in WB was hardly leached with hydrochloric acid at pH 1, particularly in samples with a longer sorption time. The presence/absence of WB sorbing radiocesium is a key factor affecting the dynamics and fate of radiocesium in Fukushima.


Imidazolium-based anion exchange membranes for alkaline anion fuel cells; Elucidation of the morphology and the interplay between the morphology and properties

Zhao, Y.; 吉村 公男; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 小泉 智*; Szekely, N.*; Radulescu, A.*; Richter, D.*; 前川 康成

Soft Matter, 12(5), p.1567 - 1578, 2016/02


We investigated the interplay between morphology and properties of a new graft-type of anion exchange membranes (AEMs) containing 2-methylimidazolium groups by using contrast variation small angle neutron scattering (SANS) technique. These AEMs prepared by radiation-induced grafting of 2-methyl-1-vinylimidazole and styrene into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films, possessed both high alkaline durability and high conductivity. The SANS measurement reveals that these membranes are consisted of three phases: crystalline lamellar and crystallite domains originating from the pristine ETFE, which offer good mechanical properties, hydrophobic amorphous domains, which offer a matrix to create conducting regions, and interconnected hydrated domains, which are composed of the entire graft chains and water and play a key role to promote the conductivity.



青木 聡

材料と環境, 65(2), p.45 - 50, 2016/02

二相ステンレス鋼は通常フェライト($$alpha$$)相のマトリックスに島状のオーステナイト($$gamma$$)相がミクロに混在し、その組成と微細組織により、優れた機械的特性,耐食性,そして経済性を併せ持つことから、新たな工業用汎用ステンレス鋼として近年注目されている。一方で、高耐食材料である二相ステンレス鋼といえどもすき間腐食の発生が問題となっており、その重要性が指摘されている。二相ステンレス鋼のすき間腐食では、すき間の入口からすき間奥部までの優先溶解挙動は一様でなく、複雑な溶解挙動を示す。すなわち、すきまの外縁部から内側へかけて順次、不働態領域、$$gamma$$相が優先溶解した領域、そして$$alpha$$相が優先溶解した領域が観察される。本稿では、二相ステンレス鋼のすき間腐食成長段階へ至るまでの腐食部優先溶解挙動の推移の観察、ならびにすき間腐食成長時のすき間内の腐食環境模擬溶液下における二相ステンレス鋼および$$alpha$$, $$gamma$$各相の溶解挙動の解析に基づき、二相ステンレス鋼のすき間腐食における優先溶解機構を解明することを目的とした研究について述べる。


A Predictive model for transferability of plastic deformation through grain boundaries

都留 智仁; 渋谷 陽二*; 廣内 智之*

AIP Advances (Internet), 6(1), p.015004_1 - 015004_9, 2016/01




A Technique for determining the deuterium/hydrogen contrast map in neutron macromolecular crystallography

茶竹 俊行*; 藤原 悟

Acta Crystallographica Section D; Structural Biology (Internet), 72(1), p.71 - 82, 2016/01

A technique for the determination of the deuterium/hydrogen (D/H) contrast map in neutron macromolecular crystallography has been developed and evaluated using ribonuclease A. In this technique, the contrast map between the D$$_{2}$$O-solvent and H$$_{2}$$O-solvent crystals is calculated using subtraction in real space. The present technique can thus utilize all the amplitudes of the neutron structure factors for both of the D$$_{2}$$O-solvent and H$$_{2}$$O solvent crystals. The neutron D/H contrast maps clearly demonstrate powerful detectability of the H/D exchange in proteins. In fact, alternative protonation states and alternative conformations of hydroxyl groups are observed at a medium resolution (1.8 AA ). Moreover, water molecules can be categorized into three types according to their tendency for rotational disorder. These results directly indicate improvement in the neutron crystal structure analysis. Combination of this technique with the conventional neutron structure determination protocols thus makes more precise and efficient determination of the D atom positions in proteins possible.


Dynamics of spallation during femtosecond laser ablation studied by time-resolved reflectivity with double pump pulses

熊田 高之; 乙部 智仁; 錦野 将元; 長谷川 登; 林 照剛*

Applied Physics Letters, 108(1), p.011102_1 - 011102_4, 2016/01




Anomalous lattice deformation in GaN/SiC(0001) measured by high-speed ${{it in situ}}$ synchrotron X-ray diffraction

佐々木 拓生; 石川 史太朗*; 高橋 正光

Applied Physics Letters, 108(1), p.012102_1 - 012102_5, 2016/01


We report an anomalous lattice deformation of GaN layers grown on SiC(0001) by molecular beam epitaxy. The evolution of the lattice parameters during the growth of the GaN layers was measured by in situ synchrotron X-ray diffraction. The lattice parameters in the directions parallel and normal to the surface showed significant deviation from the elastic strains expected for lattice-mismatched films on substrates up to a thickness of 10 nm. The observed lattice deformation was well explained by the incorporation of hydrostatic strains due to point defects. The results indicate that the control of point defects in the initial stage of growth is important for fabricating GaN-based optoelectronic devices.


Effect of recombination between a molecular ion and an electron on radial dose in the irradiation of a heavy ion

森林 健悟

Applied Physics Research, 8(1), p.138 - 148, 2016/01

This paper discusses the effect of recombination between a molecular ion and a free electron on radial dose in the irradiation of a heavy ion through simulations. The exposure of a heavy ion produces molecular ions and free electrons due to the heavy ion impact ionization. The composition electric field, which is formed from these molecular ions, traps some of free electrons and these trapped free electrons increase radial dose near the heavy ion path. These trapped electrons also cause the recombination and that the recombination enhances radial dose.


The Catalytic mechanism of decarboxylative hydroxylation of salicylate hydroxylase revealed by crystal structure analysis at 2.5${AA}$ resolution

上村 拓也*; 喜田 昭子*; 渡邉 佳彦*; 安達 基泰; 黒木 良太; 森本 幸生*

Biochemical and Biophysical Research Communications, 469(2), p.158 - 163, 2016/01


The X-ray crystal structure of a salicylate hydroxylase from ${it Pseudomonas putida}$ S-1 complexed with coenzyme FAD has been determined to a resolution of 2.5${AA}$. Structural conservation with $$p$$- or $$m$$-hydroxybenzoate hydroxylase is very good throughout the topology, despite a low amino sequence identity of 20-40% between these three hydroxylases. Salicylate hydroxylase is composed of three distinct domains and includes FAD between domains I and II, which is accessible to solvent. In this study, which analyzes the tertiary structure of the enzyme, the unique reaction of salicylate, i.e. decarboxylative hydroxylation, and the structural roles of amino acids surrounding the substrate, are considered.


Calcium silicate hydrate (C-S-H) gel solubility data and a discrete solid phase model at 25$$^{circ}$$C based on two binary non-ideal solid solutions

Walker, C.; 須藤 俊吉; 小田 治恵; 三原 守弘; 本田 明

Cement and Concrete Research, 79, p.1 - 30, 2016/01





青柳 和平; 石井 英一; 藤田 朝雄; 本島 貴之*

第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.313 - 318, 2016/01




畑 浩二*; 丹生屋 純夫*; 青柳 和平; 藤田 朝雄

第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.319 - 324, 2016/01




丹生屋 純夫*; 青柳 和平; 藤田 朝雄; 白瀬 光泰*

第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.336 - 341, 2016/01




亀村 勝美*; 藤田 朝雄; 青柳 和平; 名合 牧人*; 白瀬 光泰*; 菅原 健太郎*

第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集(CD-ROM), p.109 - 114, 2016/01




尾上 博則; 三枝 博光; 竹内 竜史

土木学会論文集,C(地圏工学)(インターネット), 72(1), p.13 - 26, 2016/01



Development of risk assessment methodology against external hazards for sodium-cooled fast reactors

山野 秀将; 西野 裕之; 岡野 靖; 山元 孝広*; 高田 孝*

Earthquakes, Tsunamis and Nuclear Risks, p.111 - 121, 2016/01



Temporal changes of radiocesium in irrigated paddy fields and its accumulation in rice plants in Fukushima

Yang, B.*; 恩田 裕一*; 脇山 義史*; 吉村 和也; 関本 均*; Ha, Y.*

Environmental Pollution, 208(Part B), p.562 - 570, 2016/01


In this study, we investigated the temporal changes of radiocesium in soil, irrigation water, and rice plant in two adjacent rice paddies, with and without surface-soil-removal practice, in Fukushima Prefecture for over three years (2012 to 2014). Our results showed that radiocesium migrated into 24-28 cm soil layers and that the concentration and inventory of radiocesium in paddy soils generally decreased. The newly added radiocesium to paddies through irrigation water contributed only the maximum values of 0.15% and 0.75% of the total amount present in normal and decontaminated paddies, respectively, throughout the study period. The change trend of radiocesium concentration in suspended sediment in irrigation water exponentially decreased. Radiocesium accumulation in rice plant also decreased with time in both paddies. However, the transfer factor of radiocesium for rice plant in the decontaminated paddy increased compared with normal paddy.


Draft genome sequence of the radioresistant bacterium ${it Deinococcus grandis}$, isolated from freshwater fish in Japan

佐藤 勝也; 小野寺 威文*; 面曽 宏太*; 武田-矢野 喜代子*; 片山 豪*; 大野 豊; 鳴海 一成*

Genome Announcements (Internet), 4(1), p.e01631-15_1 - e01631-15_2, 2016/01

${it Deinococcus grandis}$ was isolated as a gram-negative, red-pigmented, radioresistant, rod-shaped bacterium from freshwater fish. The draft genome sequence of ${it D. grandis}$ ATCC 43672 was 4,092,497 bp, with an average G+C content of 67.5% and comprised of 4 circular contigs and 3 linear contigs that was deposited at DDBJ/EMBL/Genbank under the accession number BCMS00000000. The draft genome sequence indicates that ${it D. grandis}$ possesses a DNA damage response regulator (encoded by ${it pprI}$ homolog) and radiation-desiccation response regulons (${it recA}$, ${it ddrA}$, ${it ddrO}$, ${it pprA}$ and ${it gyrA}$ homologs etc.), which are involved in the unique radiation-desiccation response system in ${it D. radiodurans}$. As it is for ${it D. radiodurans}$, ${it D. grandis}$ seems to employ the same radioresistant mechanisms. In future, the draft genome sequence of ${it D. grandis}$ will be useful for elucidating the common principles of the radioresistance based on the extremely efficient DNA repair mechanisms in Deinococcus species by the comparative analysis of genomic sequences.



根本 義之; 大石 誠; 伊藤 正泰; 加治 芳行; 欅田 理*

保全学, 14(4), p.83 - 90, 2016/01




羽島 良一; 照沼 信浩*

Isotope News, (741), p.16 - 20, 2016/01

高エネルギー電子とレーザーの衝突散乱によるX線, $$gamma$$線の発生は、レーザー・コンプトン散乱と呼ばれる。発生されるX線, $$gamma$$線は、準単色,エネルギー可変,偏極可変の特長をもつことから、医学用イメージングや核物質の非破壊測定など多くの分野で利用が期待されている。本報告では、エネルギー回収型リニアック(コンパクトERL)におけるレーザー・コンプトン散乱X線の発生について、装置の概要、X線の測定、イメージングの予備実験の結果について述べる。


Radiation response of silicon carbide metal-oxide-semiconductor transistors in high dose region

大島 武; 横関 貴史; 村田 航一; 松田 拓磨; 三友 啓; 阿部 浩之; 牧野 高紘; 小野田 忍; 土方 泰斗*; 田中 雄季*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 55(1S), p.01AD01_1 - 01AD01_4, 2016/01


In this study, we report the effects of $$gamma$$-ray irradiation and subsequent annealing on the electrical characteristics of vertical structure power 4H Silicon Carbide (SiC) Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs) with the blocking voltage of 1200 V. The MOSFETs were irradiated with $$gamma$$-rays up to 1.2 MGy in a N$$_{2}$$ atmosphere at room temperature (RT). During the irradiation, no bias was applied to each electrode of the MOSFETs. After the irradiation, the MOSFETs were kept at RT for 240 h to investigate the stability of their degraded characteristics. Then, the irradiated MOSFETs were annealed up to 360 $$^{circ}$$C in the atmosphere. The current-voltage (I-V) characteristics of the MOSFETs were measured at RT. By 1.2 MGy irradiation, the shift of threshold voltage (V$$_{T}$$) for the MOSFETs was -3.39 V. After RT preservation for 240 h, MOSFETs showed no significant recovery in V$$_{T}$$. By annealing up to 360 $$^{circ}$$C, the MOSFETs showed remarkable recovery, and the values of V$$_{T}$$ become 91 % of the initial values. Those results indicate that the degraded characteristics of SiC MOSFETs can be recovered by thermal annealing at 360 $$^{circ}$$C.


High-efficiency contact grating fabricated on the basis of a Fabry-Perot type resonator for terahertz wave generation

吉田 芙美子; 永島 圭介; 坪内 雅明; 越智 義浩; 圓山 桃子; 杉山 僚

Japanese Journal of Applied Physics, 55(1), p.012201_1 - 012201_5, 2016/01


We have designed and fabricated a contact grating device to increase diffraction efficiency on the basis of the principle of the Fabry-Perot resonator. The grating structure and layer thicknesses were carefully determined by considering the electric field strength in the device and the fabrication accuracy of the grating. The prototype device had a peak diffraction efficiency of 71% at an incident angle of 42$$^{circ}$$; these values were slightly different from the design values of 78% and 44.5$$^{circ}$$, respectively. Numerical calculations revealed that this deviation was caused by the fabricated grating structure. A higher terahertz power will be expected with a device as per the design.


Simultaneous analysis of silicon and boron dissolved in water by combination of electrodialytic salt removal and ion-exclusion chromatography with corona charged aerosol detection

森 勝伸*; 佐柄 克哉*; 新井 香織*; 中谷 暢丈*; 大平 慎一*; 戸田 敬*; 板橋 英之*; 小崎 大輔*; 須郷 由美; 渡辺 茂樹; et al.

Journal of Chromatography A, 1431, p.131 - 137, 2016/01


Selective separation and sensitive detection of dissolved silicon and boron (DSi and DB) in aqueous solution was achieved by connecting an electrodialytic ion isolation device (EID), an ion-exclusion chromatography (IEC) column, and a corona charged aerosol detector (CCAD) in sequence. They were separated by IEC using pure water eluent. Detection of DSi and DB by the CCAD was effective for much greater sensitivity than by conductimetric detection. The EID removed salt from the sample prior to the IEC-CCAD. The combination of EID, IEC and CCAD successfully separated and determined DSi and DB in artificial seawater and hot-spring water samples by eluting pure water.


Evaluation of ambient dose equivalent rates influenced by vertical and horizontal distribution of radioactive cesium in soil in Fukushima Prefecture

Malins, A.; 操上 広志; 中間 茂雄; 齋藤 龍郎; 奥村 雅彦; 町田 昌彦; 北村 哲浩

Journal of Environmental Radioactivity, 151(Part 1), p.38 - 49, 2016/01




Imaging of radiocesium uptake dynamics in a plant body by using a newly developed high-resolution gamma camera

河地 有木; 尹 永根; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 吉原 利一*; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; 藤巻 秀

Journal of Environmental Radioactivity, 151(Part 2), p.461 - 467, 2016/01


We developed a new gamma camera specifically for plant nutritional research and successfully performed live imaging of the uptake and partitioning of $$^{137}$$Cs in intact plants. The gamma camera was specially designed for high-energy $$gamma$$ photons from $$^{137}$$Cs (662 keV). To obtain reliable images, a pinhole collimator made of tungsten heavy alloy was used to reduce penetration and scattering of $$gamma$$ photons. The array block of the GAGG scintillator was coupled to a high-quantum efficiency position sensitive photomultiplier tube to obtain accurate images. The completed gamma camera had a sensitivity of 0.83 count s$$^{-1}$$ MBq$$^{-1}$$ for $$^{137}$$Cs, and a spatial resolution of 23.5 mm. We used this gamma camera to study soybean plants that were hydroponically grown and fed with 2.0 MBq of $$^{137}$$Cs for 6 days to visualize and investigate the transport dynamics in aerial plant parts. $$^{137}$$Cs gradually appeared in the shoot several hours after feeding, and then accumulated preferentially and intensively in growing pods and seeds; very little accumulation was observed in mature leaves. Our results also suggested that this gamma-camera method may serve as a practical analyzing tool for breeding crops and improving cultivation techniques resulting in low accumulation of radiocesium into the consumable parts of plants.


Behavior of accidentally released radiocesium in soil-water environment; Looking at Fukushima from a Chernobyl perspective

Konoplev, A.*; Golosov, V.*; Laptev, G.*; 難波 謙二*; 恩田 裕一*; 高瀬 つぎ子*; 脇山 義史*; 吉村 和也

Journal of Environmental Radioactivity, 151(Part 3), p.568 - 578, 2016/01


Comparative analysis is provided for radiocesium wash-off parameters and Kd between suspended matter and water in rivers and surface runoff on Fukushima and Chernobyl contaminated areas for the first years after the accidents. It was found that radiocesium distribution coefficient in Fukushima rivers is essentially higher than those in Chernobyl. This can be associated with two factors: a higher RIP of samples in Fukushima and the presence of water insoluble glassy particles. It was found also that dissolved wash-off coefficients for Fukushima catchments are lower than those in Chernobyl. Particulate wash-off coefficients are comparable for Fukushima and Chernobyl. The radiocesium migration in undisturbed forest and grassland soils at Fukushima has been shown to be faster than those in Chernobyl. Investigation and analysis of radiocesium distribution in soils of Niida river catchment revealed accumulation of contaminated sediments on its floodplain.


Far-field stress dependency of the failure mode of damage-zone fractures in fault zones; Results from laboratory tests and field observations of siliceous mudstone

石井 英一

Journal of Geophysical Research; Solid Earth, 121(1), p.70 - 91, 2016/01




Development of laser beam injection system for the Edge Thomson Scattering (ETS) in ITER

谷塚 英一; 波多江 仰紀; 水藤 哲*; 小原 美由紀*; 萩田 浩二*; 井上 和典*; Bassan, M.*; Walsh, M.*; 伊丹 潔

Journal of Instrumentation, 11(1), p.C01006_1 - C01006_12, 2016/01


In the ITER Edge Thomson Scattering, the penetration in the port plug allows the laser beams to be injected into the plasma. The penetration has to be as small as possible to reduce neutron streaming from the plasma-side. In ITER, multiple laser systems are needed for high availability of Thomson scattering diagnostics. A new type of beam combiner was developed to obtain collinear, i.e. smallest footprint because of the common path, and fixed polarization from multiple laser beams using a rotating half-wave-plate. The rotating half-wave-plate method does not induce misalignment even if the rotating mechanism defects. The combined beam is injected into plasma and is absorbed at the beam dump. The beam alignment system was designed to hit the laser beam onto the center of the beam dump. The beam position at the beam dump head is monitored by multiple alignment laser beams which are collinear with the diagnostic YAG laser beam and an imaging system installed outside the diagnostic port.


Influence of linear energy transfer on the scintillation decay behavior in a lithium glass scintillator

越水 正典*; 岩松 和宏*; 田口 光正; 倉島 俊; 木村 敦; 柳田 健之*; 藤本 裕*; 渡辺 賢一*; 浅井 圭介*

Journal of Luminescence, 169(Part B), p.678 - 681, 2016/01

TIARAのAVFサイクロトロンを用いてパルスイオンビームを発生し、Liガラスシンチレータ(GS20)の発光を計測した。20MeV H$$^{+}$$, 50MeV He$$^{2+}$$,および220MeV C$$^{5+}$$を照射した結果、400nm付近に、発光中心としてドープされているCe$$^{3+}$$イオンの5d-4f遷移に帰属されるバンドが観測された。発光のタイムプロファイル計測では、20MeV H$$^{+}$$では顕著に立ち上がりが遅く、高LETほど立ち上がりが速くなった。一方、減衰挙動には顕著な相違はなかった。これは、高密度エネルギー付与によって誘起された励起状態間相互作用によって、ホストガラスからCe$$^{3+}$$へのエネルギー移動過程が促進されたことが原因と考えられる。


In-situ structural integrity evaluation for high-power pulsed spallation neutron source; Effects of cavitation damage on structural vibration

Wan, T.; 直江 崇; 二川 正敏

Journal of Nuclear Materials, 468, p.321 - 330, 2016/01


A double-wall structure mercury target will be installed at the high-power pulsed spallation neutron source in the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). Cavitation damage on the inner wall is an important factor governing the lifetime of the target-vessel. To monitor the structural integrity of the target vessel, displacement velocity at a point on the outer surface of the target vessel is measured using a laser Doppler vibrometer (LDV). The measured signals can be used for evaluating the damage inside the target vessel because of cyclic loading and cavitation bubble collapse caused by pulsed-beam induced pressure waves. The wavelet differential analysis (WDA) was applied to reveal the effects of the damage on vibrational cycling. To reduce the effects of noise superimposed on the vibration signals on the WDA results, analysis of variance (ANOVA) and analysis of covariance (ANCOVA), statistical methods were applied. Results from laboratory experiments, numerical simulation results with random noise added, and target vessel field data were analyzed by the WDA and the statistical methods. The analyses demonstrated that the established in-situ diagnostic technique can be used to effectively evaluate the structural response of the target vessel.


Age-dependent dose conversion coefficients for external exposure to radioactive cesium in soil

佐藤 大樹; 古田 琢哉; 高橋 史明; 遠藤 章; Lee, C.*; Bolch, W. E.*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.69 - 81, 2016/01


福島第一原子力発電所事故により環境中の土壌に沈着した放射性セシウム($$^{134}$$Cs及び$$^{137}$$Cs)による公衆の外部被ばく線量を評価するため、新生児, 1歳, 5歳, 10歳, 15歳,成人に対して、放射性セシウムの土壌中放射能濃度から実効線量率を導出する換算係数を解析した。換算係数は、放射性セシウムが深さ0.0, 0.5, 2.5, 5.0, 10.0及び50.0g/cm$$^{2}$$で土壌中に一様分布していると仮定し、放射線輸送コードPHITSを用い、国際放射線防護委員会の1990年勧告及び2007年勧告の線量定義に従い計算した。その結果、土壌に分布した放射性セシウムからの実効線量率は年齢が若いほど高くなること、及び1990年勧告と2007年勧告に従った実効線量率の計算値は7%以内で一致することを明らかにした。また、実効線量率の値は、サーベイメータ等で測定されている周辺線量当量率の値を超えないことを示した。さらに、土壌中の放射性セシウムの多様な分布形状と一定期間滞在し続けた場合に対応して、実効線量率または積算実効線量への換算係数を導出する手法も開発した。本研究で整備した年齢依存の実効線量率及び積算実効線量への換算係数は、除染地域への帰還に向けた住民の線量評価に有効なものとなる。


Low-dose radiation risk and individual variation in radiation sensitivity in Fukushima

福永 久典*; 横谷 明徳

Journal of Radiation Research, 57(1), p.98 - 100, 2016/01


After the Fukushima Nuclear Power Plant accident in 2011 March, radiation doses have been measured for the residents by personal dosimeters and whole-body counters. In the current dose range, the potential radiation-induced risk could be small at the population level, however, should not be ignored. As suggested by NASA's reports on astronauts, the radiation sensitivity substantially varies depending on the individual genetic background. From the viewpoint of precision medicine, we note a possible issue: there might be the residents, including young children, with greater than average sensitivity because of their genetic background. Patients with DNA-damage-response defective disorders and the heterozygous carriers can be associated with the sensitivity as well as with cancer predisposition. We hereby propose that additional medical checkups for cancer, such as ultrasonography, gastrointestinal endoscopy, measurements of tumor markers in blood and urine, and genetic testing, should be combined in a balanced fashion to minimize their potential cancer risk in the future.


Decay properties of new isotopes $$^{234}$$Bk and $$^{230}$$Am, and even-even nuclides $$^{234}$$Cm and $$^{230}$$Pu

加治 大哉*; 森本 幸司*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; 小浦 寛之; 森田 浩介*

Journal of the Physical Society of Japan, 85(1), p.015002_1 - 015002_2, 2016/01


$$^{197}$$Au($$^{40}$$Ar, 3n)反応を用い、バークリウムの中性子欠損同位体である$$^{234}$$Bkの合成およびその崩壊生成同位体である$$^{230}$$Amの同定に初めて成功した。$$^{234}$$Bkの$$alpha$$崩壊エネルギーを7.62から7.96MeVの範囲で11事象観測し、うちこの$$alpha$$崩壊事象に続く6事象の核分裂を観測した。観測データより$$^{234}$$Bkおよび$$^{230}$$Amの半減期はそれぞれ19$$^{+6}_{-4}$$秒および32$$^{+22}_{-9}$$秒となった。また$$^{234}$$Bkからの$$beta$$崩壊娘核である$$^{234}$$Cmも同定した。



大野 豊; 横田 渉

加速器, 12(4), p.189 - 192, 2016/01

Ion beams are useful tools for induced mutagenesis and breeding of plants. They are characteristic of high linear energy transfer and distinct from $$gamma$$-rays or electron beams; wider mutation spectrum, higher mutation frequency, and higher rate of large insertion or deletion on DNA. Not only more than 30 newly registered plant varieties but also new valuable microorganisms have been generated by ion beams accelerated by the AVF cyclotron in TIARA. Developing effective methods to isolate mutants with specific traits is a future challenge.



立岩 尚之

高圧力の科学と技術, 25(4), p.274 - 282, 2016/01

われわれが開発を行ってきた高圧下磁化測定用圧力セルmCACについて解説行う。Quantum Design社のMPMSを始めて簡便に磁気測定が可能な、SQUID磁束計が開発され多くの研究機関/大学で使用されている。圧力セルをSQUID磁束計に適用させ高圧下磁化測定を行う試みも多く行われた。本解説記事ではわれわれの研究グループで開発が行われてきた高圧下磁化測定用圧力セル:セラミックアンビルセルmCACについてその詳細を紹介する。磁化の小さな材料から構成されるmCACでは、精度の良い測定ができ、10GPaを超える超高圧領域における磁気測定も可能である。圧力セルの詳細と希土類化合物YbCu$$_2$$Si$$_2$$の測定結果も紹介する。10GPaの圧力で強磁性状態が誘起されることを明らかにした。


Investigation of elastic deformation mechanism in as-cast and annealed eutectic and hypoeutectic Zr-Cu-Al metallic glasses by multiscale strain analysis

鈴木 裕士; 山田 類*; 椿 真貴*; 今福 宗行*; 佐藤 成男*; 綿貫 徹; 町田 晃彦; 才田 淳治*

Metals, 6(1), p.12_1 - 12_11, 2016/01


X線散乱法やひずみゲージによるマルチスケールひずみ解析により、熱処理前後の共晶および亜共晶Zr-Cu-Al三元系金属ガラスの弾性変形挙動を評価した。ダイレクトスペース法やQスペース法により求めたミクロひずみと、ひずみゲージにより測定したマクロひずみとを比較し、それらの相関から共晶および亜共晶金属ガラスの変形機構の違いを明らかにした。共晶Zr$$_{50}$$Cu$$_{40}$$Al$$_{10}$$金属ガラスは、熱処理による自由体積の減少によるミクロ組織の均質化により変形抵抗は向上するものの、流動性の高いWBR(Weakly-Bonded Region)の減少にともなって延性を失うことがわかった。一方、亜共晶Zr$$_{60}$$Cu$$_{30}$$Al$$_{10}$$金属ガラスでは、もともと均質なミクロ組織を有しているものの、熱処理によるナノクラスター形成により、ミクロ組織の均質性および弾性均質性が失われることが分かった。このような熱処理に伴う組織変化は、構造緩和しても、延性や靭性が減少しないという亜共晶金属ガラスのユニークな機械的特性を生み出す要因と考えられる。


Spin hydrodynamic generation

高橋 遼*; 松尾 衛; 小野 正雄; 針井 一哉; 中堂 博之; 岡安 悟; 家田 淳一; 高橋 三郎*; 前川 禎通; 齊藤 英治

Nature Physics, 12, p.52 - 56, 2016/01


Magnetohydrodynamic generation is the conversion of fluid kinetic energy into electricity. Such conversion, which has been applied to various types of electric power generation, is driven by the Lorentz force acting on charged particles and thus a magnetic field is necessary. On the other hand, recent studies of spintronics have revealed the similarity between the function of a magnetic field and that of spin-orbit interactions in condensed matter. This suggests the existence of an undiscovered route to realize the conversion of fluid dynamics into electricity without using magnetic fields. Here we show electric voltage generation from fluid dynamics free from magnetic fields; we excited liquid-metal flows in a narrow channel and observed longitudinal voltage generation in the liquid. This voltage has nothing to do with electrification or thermoelectric effects, but turned out to follow a universal scaling rule based on a spin-mediated scenario. The result shows that the observed voltage is caused by spin-current generation from a fluid motion: spin hydrodynamic generation. The observed phenomenon allows us to make mechanical spin-current and electric generators, opening a door to fluid spintronics.



神戸 振作; 酒井 宏典; 徳永 陽

日本物理学会誌, 71(1), p.22 - 26, 2016/01




石山 新太郎; 正宗 賢*; 出原 敏孝*

日本機械学会論文集(インターネット), 82(833), p.15-00449_1 - 15-00449_14, 2016/01



The CCONE code system and its application to nuclear data evaluation for fission and other reactions

岩本 修; 岩本 信之; 国枝 賢; 湊 太志; 柴田 恵一

Nuclear Data Sheets, 131, p.259 - 288, 2016/01




Dependence of pedestal structure on collisionality at fixed beta in JT-60U

浦野 創; 相羽 信行; 神谷 健作; 鎌田 裕; JT-60チーム

Nuclear Fusion, 56(1), p.016005_1 - 016005_8, 2016/01




Sub-picosecond regenerative amplifier of Yb-doped Y$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic thin disk

圓山 桃子; 岡田 大; 越智 義浩; 永島 圭介

Optics Express (Internet), 24(2), p.1685 - 1692, 2016/01




Beam loss caused by edge focusing of injection bump magnets and its mitigation in the 3-GeV rapid cycling synchrotron of the Japan Proton Accelerator Research Complex

發知 英明; 谷 教夫; 渡辺 泰広; 原田 寛之; 加藤 新一; 岡部 晃大; Saha, P. K.; 田村 文彦; 吉本 政弘

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 19(1), p.010401_1 - 010401_11, 2016/01


J-PARC 3-GeV RCSでは、入射ビームを位相空間上の広い範囲に一様に分布させてビームの空間電荷密度を緩和させるペイント入射と呼ばれる入射方式を採用している。このペイント入射は、空間電荷由来のビーム損失を低減させるだけでなく、入射中のフォイル散乱由来のビーム損失を低減させる役割を担う。ペイント入射による十分なビーム損失低減を実現するには、ペイント範囲をより大きくとることが必要になるが、ペイント範囲を拡幅した際に別種のビーム損失が付加的に発生してしまうという課題を残していた。本研究では、そのビーム損失が、入射バンプ電磁石のエッジ収束力によるベータ関数の周期性変調によって発生する共鳴現象に起因していることを明らかにすると共に、6台の補正四極電磁石を用いたベータ関数変調の補正手法を考案し、その有効性を実験的に立証することに成功した。本論文では、そのビーム試験結果を紹介すると共に、実験結果と数値シミュレーション結果の詳細比較から明らかになったビーム損失の発生・低減メカニズムを解説する。


Femtosecond time-resolved dynamical Franz-Keldysh effect

乙部 智仁; 篠原 康*; 佐藤 駿丞*; 矢花 一浩*

Physical Review B, 93(4), p.045124_1 - 045124_9, 2016/01




Incommensurate to commensurate antiferromagnetism in CeRhAl$$_4$$Si$$_2$$; An $$^{27}$$Al NMR study

酒井 宏典; 服部 泰佑; 徳永 陽; 神戸 振作; Ghimire, N. J.*; Ronning, F.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*

Physical Review B, 93(1), p.014402_1 - 014402_9, 2016/01


反強磁性近藤格子系CeRhAl$$_4$$Si$$_2$$の単結晶を用いて、$$^{27}$$Al核核磁気共鳴(NMR)実験を行った。この化合物は、ゼロ磁場で$$T_{rm N1}$$=14 Kと$$T_{rm N2}$$=9 Kで反強磁性転移をする。常磁性状態において、斜方対称をもつAlサイトのナイトシフト、四重極周波数、非対称パラメーターを決定した。移行超微細結合定数も決定した。$$T_{rm N2}$$以下の反強磁性秩序が格子整合していること、$$T_{rm N2}$$以上、$$T_{rm N1}$$以下の反強磁性は非整合であることを示した。スピン格子緩和率の温度依存性から、$$T_{rm N1}$$以上で、4f電子が局在的になっていることも示した。


Magnetic anisotropy and thermodynamic anomaly in the superconducting mixed state of UBe$$_{13}$$ probed by static dc magnetization measurements

清水 悠晴*; 芳賀 芳範; 柳澤 達也*; 網塚 浩*

Physical Review B, 93(2), p.024502_1 - 024502_8, 2016/01


Static dc magnetization measurements were performed for a heavy fermion superconductor UBe$$_{13}$$ single crystal. For the fields along the [100] and [110] directions of cubic lattice, a magnetic anomaly was found at a characteristic field $$H_{rm Mag}^{*}$$ within the superconducting mixed state. It was also found that magnetic anisotropy became more significant above this field. The present study shows that the thermodynamic property of superconductivity changes as a function of magnetic field.


Dilute RKKY model for NMR line broadening in the hidden-order state of URu$$_2$$Si$$_2$$

Walstedt, R. E.*; 神戸 振作; 徳永 陽; 酒井 宏典

Physical Review B, 93(4), p.045122_1 - 045122_8, 2016/01


格子中に希釈されて分布している局在磁気センターによる、NMR線幅のローレンツ型のRKKY機構による広がりはよく知られている。このモデルをURu$$_2$$Si$$_2$$の2回磁気対称性に応用したところ、$$^{29}$$Si NMR線幅の実験結果を簡単な形式で説明できることがわかった。


Inclusive cross section and double-helicity asymmetry for $$pi^0$$ production at midrapidity in $$p+p$$ collisions at $$sqrt{s}=510$$ GeV

Adare, A.*; 長谷川 勝一; 今井 憲一; 永宮 正治; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖; PHENIX Collaboration*; 他406名*

Physical Review D, 93(1), p.011501_1 - 011501_8, 2016/01


PHENIX measurements are presented for the cross section and double-helicity asymmetry ($$A_{LL}$$) in inclusive $$pi^0$$ production at midrapidity from $$p+p$$ collisions at $$sqrt{s}=510$$ GeV from data taken in 2012 and 2013 at the Relativistic Heavy Ion Collider. The next-to-leading-order perturbative-quantum-chromodynamics theory calculation is in excellent agreement with the presented cross section results. The calculation utilized parton-to-pion fragmentation functions from the recent DSS14 global analysis, which prefer a smaller gluon-to-pion fragmentation function. The $$pi^0; A_{LL}$$ results follow an increasingly positive asymmetry trend with $$p_T$$ and $$sqrt{s}$$ with respect to the predictions and are in excellent agreement with the latest global analysis results. This analysis incorporated earlier results on $$pi^0$$ and jet ALL and suggested a positive contribution of gluon polarization to the spin of the proton $$Delta G$$ for the gluon momentum fraction range $$x>0.05$$. The data presented here extend to a currently unexplored region, down to $$x sim 0.01$$, and thus provide additional constraints on the value of $$Delta G$$.


Holographic realization of ferromagnets

横井 直人*; 石原 雅文*; 佐藤 浩司*; 齊藤 英治

Physical Review D, 93(2), p.026002_1 - 026002_6, 2016/01


A holographic realization for ferromagnetic systems is constructed. Owing to the holographic dictionary proposed on the basis of this realization, we obtain relevant thermodynamic quantities such as magnetization, magnetic susceptibility, and free energy. This holographic model reproduces the behavior of the mean field theory near the critical temperature. At low temperatures, the results automatically incorporate the contributions from spin wave excitations and conduction electrons.


Fast magnetic-field annihilation in the relativistic collisionless regime driven by two ultrashort high-intensity laser pulses

Gu, Y. J.*; Klimo, O.*; Kumar, D.*; Liu, Y.*; Singh, S. K.*; Esirkepov, T. Z.; Bulanov, S. V.; Weber, S.*; Korn, G.*

Physical Review E, 93(1), p.013203_1 - 013203_6, 2016/01


The magnetic quadrupole structure formation during the interaction of two ultrashort high power laser pulses with a collisionless plasma is demonstrated with 2.5-dimensional particle-in-cell simulations. The subsequent expansion of the quadrupole is accompanied by magnetic-field annihilation in the ultrarelativistic regime, when the magnetic field cannot be sustained by the plasma current.


${it Arabidopsis pab1}$, a mutant with reduced anthocyanins in immature seeds from $$banyuls$$, harbors a mutation in the MATE transporter $$FFT$$

北村 智; 大野 豊; 鳴海 一成*

Plant Molecular Biology, 90(1-2), p.7 - 18, 2016/01


種皮にプロアントシアニジンに代わってアントシアニンを蓄積するシロイヌナズナ変異体banを用いて、イオンビームによる変異誘発を実施し、未熟種子におけるアントシアニン量の変化した変異体選抜を行うことで新規変異体pab1を得た。pab1はアントシアニン量が低下しているもののその合成酵素遺伝子の発現は正常であることがわかった。map-based cloningによってpab1変異体ではMATE型輸送体であるFFT遺伝子に変異が生じていることが明らかとなった。pab1変異体にFFT遺伝子を導入するとアントシアニン量が復帰したこと、FFT遺伝子が種皮のフラボノイド蓄積細胞層で発現していること、FFTタンパク質が液胞の膜に局在することから、FFTはアントシアニンの液胞蓄積のために液胞膜で機能していると考えられた。今回実施した変異体選抜を用いると、従来の変異体選抜では見つからないようなアントシアニン関連変異体が得られる可能性が示唆された。


Corrosion of structural materials and electrochemistry in high-temperature water; Relationships among water chemistry, corrosion, oxide film and electrochemical corrosion potential

内田 俊介; 塙 悟史; Kysela, J.*; Lister, D. H.*

Power Plant Chemistry, 18(1), p.6 - 17, 2016/01

原子力発電所の信頼性維持のため、各プラントにはそのシステム,材料,運転履歴に基づくプラント固有の最適水化学制御が必要とされる。電気化学は腐食に係る問題の重要課題の一つである。FAC, IGSCC, PWSCCなど、腐食に係る問題は、ECP,導電率, pHなど電気化学指標に基づいて理解される。ECP,金属表面状態,浸漬時間,その他の環境条件の相関に基づき、電気化学と酸化被膜成長モデルを連成したECPと鋼の腐食速度を評価するためのモデルを開発した。連成モデルに関して得られた結論は以下の通りである。(1)FACによる減肉速度に及ぼす水化学の改善と編流による質量移行係数の影響は本モデルにより適切に評価することができた。(2)ECPに及ぼすH$$_{2}$$O$$_{2}$$, O$$_{2}$$の影響は本モデルで評価でき、浸漬時間の影響は酸化被膜の成長による結果として適切に説明できた。(3)中性子照射によるECPの低下は酸化膜の照射誘起拡散により説明できた。



山西 敏彦

プラズマ・核融合学会誌, 92(1), p.21 - 25, 2016/01



A Reliable hybrid adsorbent for efficient radioactive cesium accumulation from contaminated wastewater

Awual, M. R.; 矢板 毅; 宮崎 有史; 松村 大樹; 塩飽 秀啓; 田口 富嗣

Scientific Reports (Internet), 6, p.19937_1 - 19937_10, 2016/01


A novel macrocyclic ligand of $$o$$-benzo-$$p$$-xylyl-22-crown-6-ether (OBPX22C6) was developed and successfully immobilized onto mesoporous silica for the preparation of hybrid adsorbent. The benzene ring $$pi$$ electron is the part of crown ether of OBPX22C6 for easy orientation of the macrocyclic compound for making the $$pi$$ electron donation with Cs complexation. The results clarified that the Cs removal process was rapid and reached saturation within a short time. Considering the effect of competitive ions, sodium did not markedly affect the Cs adsorption whereas potassium was slightly affected due to the similar ionic radii. Due to its high selectivity and reusability, significant volume reduction is expected as this promising hybrid adsorbent is used for Cs removal in Fukushima wastewater.


Distribution behavior of neptunium by extraction with ${it N,N}$-dialkylamides (DEHDMPA and DEHBA) in mixer-settler extractors

伴 康俊; 宝徳 忍; 筒井 菜緒; 津幡 靖宏; 松村 達郎

Solvent Extraction and Ion Exchange, 34(1), p.37 - 47, 2016/01


${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)-2,2-ジメチルプロパンアミド(DEHDMPA)及び${it N,N}$-ジ(2-エチルヘキシル)ブタンアミド(DEHBA)のNp(V)及びNp(VI)に対する抽出特性の硝酸イオン濃度依存性をバッチ法にて調査した。DEHDMPA及びDEHBAのNp(VI)に対する分配比は硝酸イオン濃度が3mol/Lより高い条件において1を上回った。Np(V)はDEHDMPA及びDEHBAにほとんど抽出されず、それぞれの抽出剤が示した分配比の最大値は0.4及び0.2であった。連続抽出プロセスにおけるNpの挙動を把握するため、DEHDMPA及びDEHBAのそれぞれを抽出剤に用いた2サイクルプロセスの試験を行った。フィード液中のNpのUフラクション及びU-Puフラクションへの回収率は63.7%及び29.1%であり、第1サイクル試験の終了後にNp(V)からNp(IV)あるいはNp(VI)への原子価変化の進行を示唆する結果を得た。UのUフラクションへの回収率は99.9%、PuのU-Puフラクションへの回収率は99.8%であり、U及びPuの回収率に対するNpの悪影響は見られなかった。



菊地 晋; 古賀 信吉*

熱測定, 43(1), p.11 - 18, 2016/00



Random Ising antiferromagnet on Bethe-like lattices with triangular loops

横田 光史

Physica A, 447, p.270 - 275, 2016/00


Phase diagrams for a random Ising antiferromagnet on Bethe-like lattices with triangular loops are obtained. Triangular loops cause strong geometrical frustration for the Ising antiferromagnet. Spin glass states appear by introducing randomness in the interaction between Ising spins. The random Ising antiferromagnet is studied by the replica method using global order parameter. The phase diagrams are compared with those for the corresponding random Ising ferromagnet to see the effects of the geometrical frustration. Antiferromagnetic phase does not appear for $$Mle 4$$ where $$M$$ is the number of the corner sharing triangles on the Bethe-like lattices. In these cases, spin glass phase appears with a reentrant behavior. Spin glass phase in the random antiferromagnet appears for much weaker randomness than that in the corresponding random ferromagnet.


Correlation between photoeletron and photoion in ultrafast multichannel photoionization of Ar

板倉 隆二; 伏谷 瑞穂*; 菱川 明栄*; 佐甲 徳栄*

AIP Conference Proceedings 1702, p.090021_1 - 090021_4, 2015/12



Actinide management with commercial fast reactors

大木 繁夫

AIP Conference Proceedings 1702, p.040008_1 - 040008_4, 2015/12

高速炉はプルトニウム(Pu)やマイナーアクチニド(MA)をシステム内で柔軟にリサイクルでき、Puの増殖・持続的利用とMAの核変換要求に対応可能であり、エネルギー問題の重要な解決策の一つであるとともに、システム外に排出する放射性廃棄物の有害度を合理的な範囲で最小化できる。本報告では、日本が国家プロジェクトして研究開発を進めてきた第4世代のナトリウム冷却高速炉(JSFR:75万kWe実証炉、150万kWe実用炉)のレファレンス炉心である高内部転換型炉心(MOX燃料使用)におけるPu増殖性能とMA核変換特性について述べる。増殖性能としては、Pu需給バランスに応じて増殖比で1.0$$sim$$1.2までの変更が比較的軽微な炉心仕様の変更で可能であることを示す。MA核変換特性としては、炉心燃料におけるMA含有率(MA/HM)が3$$sim$$5wt%の場合、MA核変換量は50$$sim$$100kg/GWe y、また、30$$sim$$40%という高い燃料取出し時のMA核変換率を達成可能である。


Cellular automaton-based model for radiation-induced bystander effects

服部 佑哉; 横谷 明徳; 渡辺 立子

BMC Systems Biology (Internet), 9, p.90_1 - 90_22, 2015/12





樋口 恭子*; 藤巻 秀

Bio Industry, 32(12), p.46 - 52, 2015/12

最近我々は、$$^{22}$$NaトレーサとPositron-emitting Tracer Imaging System (PETIS)、および新たなデータ解析手法を用いて、耐塩性が高いことで知られるヨシの根では、侵入したNaが地上部に到達する前に回収され、根の先端に向かって送り返されていることを証明した。本解説ではこの研究の背景と意義、実験手法、将来展望について詳細に述べると共に、この手法が植物生理学および農学に対してもたらすであろう新たな展開についても提示する。


Structures of the troponin core domain containing the cardiomyopathy-causing mutants studied by small-angle X-ray scattering

松尾 龍人; 武田 壮一*; 小田 俊郎*; 藤原 悟

Biophysics and Physicobiology (Internet), 12, p.145 - 158, 2015/12

Troponin (Tn), consisting of three subunits, TnC, TnI, and TnT, is a protein that plays a major role in regulation of muscle contraction. Various mutations of Tn cause familial hypertrophic cardiomyopathy. Here we focus on the mutations E244D and K247R of TnT, which induce an increase in the maximum tension of cardiac muscle without changes in Ca$$^{2+}$$-sensitivity, and carried out small-angle X-ray scattering experiments on the Tn core domain containing the wild type subunits and those containing the mutant TnT in the absence and presence of Ca$$^{2+}$$. Changes in the overall shape induced by the mutations were detected for the first time by the changes in the radius of gyration and the maximum dimension between the wild type and the mutants. Analysis by model calculations shows that TnC adopts a dumbbell structure regardless of the mutations, and that the mutations change the distributions of the conformational ensembles so that the flexible N- and C-terminal regions of TnT become close to the center of the whole molecule.


Synthesis of heterostructured SiC and C-SiC nanotubes by ion irradiation-induced changes in crystallinity

田口 富嗣; 山本 春也; 樹神 克明; 朝岡 秀人

Carbon, 95, p.279 - 285, 2015/12




Rare earth elements (REE) in deep groundwater from granite and fracture-filling calcite in the Tono area, central Japan; Prediction of REE fractionation in paleo- to present-day groundwater

宗本 隆志; 大森 一秋*; 岩月 輝希

Chemical Geology, 417, p.58 - 67, 2015/12


水-鉱物反応は地球表層環境における物質移動特性に影響を及ぼす重要な地球科学プロセスである。特に、希土類元素(YREE: La-Lu, Y)の鉱物中への分配挙動は環境条件の変化にしたがって、YREE存在度パターンとして保存されるため、地球科学プロセスを把握するための指標として利用されてきた。本研究では深部花崗岩中の地下水と二次鉱物を対象に地下水の水質条件の変化に伴うYREEの分配挙動の変化について明らかとし、現在から過去までの地下水中の希土類元素の分配挙動の予測を行った。


福島原発事故の地球化学; 放射性核種の生成・飛散・移行

田中 万也; 高橋 嘉夫*; 福士 圭介*; 宇都宮 聡*

地球化学, 49(4), p.169 - 171, 2015/12




早川 美彩; 米澤 稔; 峯尾 幸信; 国井 克彦; 長屋 俊

第12回情報プロフェッショナルシンポジウム(INFOPRO 2015)予稿集, p.129 - 134, 2015/12



東京電力福島第一原子力発電所事故の環境回復に向けて; 原子力機構による福島長期環境動態研究の取り組み

鶴田 忠彦; 原田 久也; 御園生 敏治; 飯島 和毅

沿岸域学会誌, 28(3), p.2 - 6, 2015/12



Current activities and future plans for nuclear data measurements at J-PARC

木村 敦; 原田 秀郎; 中村 詔司; 岩本 修; 藤 暢輔; 小泉 光生; 北谷 文人; 古高 和禎; 井頭 政之*; 片渕 竜也*; et al.

European Physical Journal A, 51(12), p.180_1 - 180_8, 2015/12

In order to improve the data accuracy of neutron-capture cross sections of minor actinides (MAs) and long-lived fission products (LLFPs), a new experimental instrument named "Accurate Neutron-Nucleus Reaction measurement Instrument (ANNRI)" has been constructed in the Materials and Life science experimental Facility (MLF) at the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC), and measurements of neutron-capture cross sections of MAs, LLFPs and some stable isotopes with high intensity pulsed neutrons have been started. The analyses for $$^{244}$$Cm, $$^{246}$$Cm, $$^{241}$$Am and $$^{237}$$Np were finished; those for $$^{129}$$I, $$^{107}$$Pd, $$^{99}$$Tc, $$^{93}$$Zr and some stable isotopes are in progress. These results will make significant contributions in the field of developing innovative nuclear systems.


Development of remote pipe welding tool for divertor cassettes in JT-60SA

林 孝夫; 櫻井 真治; 逆井 章; 柴沼 清; 河野 渉*; 大縄 登史男*; 松陰 武士*

Fusion Engineering and Design, 101, p.180 - 185, 2015/12



地震に伴う地下水圧の変化が地下水流動特性に与える影響; 東濃地域における事例

竹内 竜史; 露口 耕治*; 尾上 博則; 三枝 博光*; 別府 伸治

原子力バックエンド研究(インターネット), 22(2), p.37 - 52, 2015/12



Demonstrative experiments on the migration of radiocesium from buried soil contaminated by the accident at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

山口 徹治; 島田 太郎; 石橋 純*; 赤木 洋介*; 黒沢 満*; 松原 諒宜*; 松田 祐紀*; 佐藤 滋芳*

原子力バックエンド研究(インターネット), 22(2), p.21 - 28, 2015/12



水晶体の放射線防護に関する専門研究会追加報告,2; いつどのように$$beta$$線3ミリメートル線量当量を測定・評価すべきか?

赤羽 恵一*; 飯本 武志*; 伊知地 猛*; 岩井 敏*; 大口 裕之*; 大野 和子*; 川浦 稚代*; 黒澤 忠弘*; 立崎 英夫*; 辻村 憲雄; et al.

保健物理, 50(4), p.257 - 261, 2015/12

光子と$$beta$$線の混合フィールドでは、皮膚に割り当てられた同じ線量は、$$H_{rm p}$$(3)の保守的な推定として水晶体への線量に一般に割り当てられる。しかしながら、線量限度と同じオーダーの非常に高い$$beta$$線量が与えられるかもしれない例外的なケースでは、その保守的にバイアスのかかった線量はあまりにも制限的であり、$$H_{rm p}$$(3)の正確な評価は望ましい。この記事は、$$beta$$$$H_{rm p}$$(3)の線量測定をどんなときに、どのようにしてなすべきかについて実用的な提案をする。



平出 哲也

放射線と産業, (139), p.23 - 28, 2015/12




河裾 厚男

放射線と産業, (139), p.18 - 22, 2015/12

スピン偏極陽電子ビームを用いた強磁性材料のバンド構造に関する研究、及び、最表面における電流誘起スピン蓄積に関する研究について平易に解説する。スピン偏極陽電子をハーフメタルとして期待されるCo$$_{2}$$MnSiとCo$$_{2}$$MnAlに打込み、消滅$$gamma$$線のドップラー拡がりスペクトルを観測した。その結果、これら合金のバンド構造がCo-Mn間の無秩序化に対して安定であることが知られた。また、バンド理論との比較からCo$$_{2}$$MnSiが高いハーフメタル性を持っていることが分かった。Au, Cu, Pt, Pd, TaそしてW薄膜表面における電流誘起スピン蓄積をポジトロニウム消滅法により観測した。その結果、AuとCuではスピン蓄積が非常に小さいのに対して、それら以外の薄膜については数%オーダーのスピン蓄積が見られた。また、PtとPd対WとTaでは、同じ電流の向きに対して誘起されるスピン偏極の方向が異なることが分かった。これらは電流誘起スピン蓄積が、スピン軌道相互作用によってもたらされていることを示唆している。



深谷 有喜; 兵頭 俊夫*

放射線と産業, (139), p.13 - 17, 2015/12



Degradation of cable insulation material by accelerated thermal radiation combined ageing

瀬口 忠男*; 田村 清俊*; 工藤 久明*; 島田 明彦; 杉本 雅樹

IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 22(6), p.3197 - 3206, 2015/12




Calculations of PKA spectra using the PHITS code and measurement of displacement cross section of copper irradiated with 125 MeV protons at cryogenic temperature

岩元 洋介

INDC(NDS)-691, p.22 - 27, 2015/12



Cryogenic thermometry for refrigerant distribution system of JT-60SA

夏目 恭平; 村上 陽之; 木津 要; 吉田 清; 小出 芳彦

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 101(1), p.012113_1 - 012113_8, 2015/12

JT-60SA is a fully superconducting fusion experimental device involving Japan and Europe. The cryogenic system supplies supercritical or gaseous helium to superconducting coils through valve boxes or coil terminal boxes and in-cryostat pipes. There are 86 temperature measurement points at 4 K along the distribution line. Resistance temperature sensors will be installed on cooling pipes in vacuum. In this work, two sensor attachment methods, two types of sensor, two thermal anchoring methods, and two sensor fixation materials have been experimentally evaluated in terms of accuracy and mass productivity. Finally, the verification test of thermometry has been conducted using the sample pipe fabricated in the same way to the production version, which has been decided by the comparison experiments. The TVO sensor is attached by the saddle method with Apiezon N grease and the measurement wires made of phosphor bronze are wound on the pipe with Stycast 2850FT as the thermal anchoring. A Cernox sensor is directly immersed in liquid helium as a reference thermometer during the experiment. The measured temperature difference between the attached one and reference one has been within 15 mK in the range of 3.40-4.73 K. It has satisfies the accuracy requirement of 0.1 K.


Synthesis, direct formation under high pressure, structure, and electronic properties of LiNbO$$_{3}$$-type oxide PbZnO$$_{3}$$

森 大輔*; 田中 樹恵*; 齋藤 寛之; 亀卦川 卓美*; 稲熊 宜之*

Inorganic Chemistry, 54(23), p.11405 - 11410, 2015/12


A novel LiNbO$$_{3}$$-type (LN-type) lead zinc oxide, PbZnO$$_{3}$$, was successfully synthesized under high pressure and temperature. Rietveld structure refinement using synchrotron powder X-ray diffraction (XRD) data demonstrated that LN-type PbZnO$$_{3}$$ crystallized into a trigonal structure with a polar space group ($$R3c$$).


Effects of weak organic acids on the size distribution and size-dependent metal binding of humic substances as studied by flow field-flow fractionation

山下 祐司*; 斉藤 拓巳

Journal of Environmental Chemical Engineering, 3(4), p.3024 - 3029, 2015/12

腐植物質はサイズや官能基組成の点で不均質な天然有機物であり、幅広い金属イオンと結合し、動態を変化させる。本研究では、ナノメートルスケールの連続的なサイズ分画が可能な流動場分画法を用いて、腐植物質のサイズ分布に与える有機酸の影響、および、腐植物質の分子サイズに依存した金属イオンの結合量の比較を行った。通常、pH緩衝剤としてもちいられるTris, MES, MOPSの3種類の有機酸存在下でのAldrichフミン酸(PAHA)のサイズ分布を調べた結果、Tris, MESでは、それぞれ、サイズの増加と減少が見られ、MOPSでは、有機酸無しの場合と同様のサイズが得られた。これらの結果は、TrisおよびMESとの相互作用により、PAHAのサイズが変化したことを示唆する。MOPS存在下で、PAHAに結合したユーロピウムとウランのサイズ分布を調べたところ、これらの金属イオンが特定の5nmのサイズを持つPAHA分子に高い親和性を示すことが分かった。


Cumulative history recorded in the depth distribution of radiocesium in sediments deposited on a sandbar

田中 万也; 近藤 宏壮*; 坂口 綾*; 高橋 嘉夫*

Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.213 - 219, 2015/12




Development of microbubble generator for suppression of pressure waves in mercury target of spallation source

粉川 広行; 直江 崇; 京藤 敏達*; 羽賀 勝洋; 木下 秀孝; 二川 正敏

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(12), p.1461 - 1469, 2015/12

 被引用回数:3特願 2010-015204   公報



Calculating disability-adjusted life years (DALY) as a measure of excess cancer risk following radiation exposure

嶋田 和真; 甲斐 倫明*

Journal of Radiological Protection, 35(4), p.763 - 775, 2015/12

本論文は、Disability-Adjusted Life Year (DALY)を放射線のリスク指標として用いることを提案するものである。DALYは余命損失Years of Life Lost(YLL)と損なわれた健康的な生活の年数Years Lived with Disability(YLD)を合計することにより計算される。この概念は現状のICRPの手法による放射線デトリメント(ICRPデトリメント)の誤用を避けるために確率的な測定値ではないリスク指標として表現される。日本人集団のデータを用いてYLLとYLDを計算した結果、日本人1人あたりの1Gyの被ばくによる全がんのDALYは、男性は0.84年、女性は1.34年と評価された。同様のデータとICRPデトリメントを算出し、DALYと比較した。その結果、白血病、乳がん及ぶ甲状腺がんを除いたがん部位について両者の傾向が一致することがわかった。DALYがICRPデトリメントより有利な点は、死亡データを用いないため非致死疾病に対するリスクを計算可能な点である。この研究により、DALYが放射線のリスクと公衆の健康における様々な種類の疾病とを比較することが可能な実践的な道具であることが示された。


中性子共鳴濃度分析法の性能評価,2; 中性子共鳴捕獲$$gamma$$線分析法

土屋 晴文; 原田 秀郎; 小泉 光生; 北谷 文人; 呉田 昌俊; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Heyse, J.*; Paradela, C.*; Mondelaers, W.*; et al.

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12

粒子状の溶融燃料デブリに含まれるウランやプルトニウム同位体を非破壊で定量することを目的に、中性子共鳴濃度分析法(NRD)の技術開発を進めてきた。NRDは、中性子共鳴透過分析法(NRTA)に中性子共鳴捕獲$$gamma$$線分析法(NRCA)、あるいは即発$$gamma$$線分析法(PGA)を組み合わせた技術である。NRDにおけるNRCA/PGAの役割は、主に$$^{137}$$Csによる高放射線場においてデブリ中の原子炉や建屋の構造材、ボロンなどの不純物を同定することである。これを実現するため、LaBr$$_3$$結晶を用いた新型の$$gamma$$線検出器やそれ専用の遮蔽体を開発した。これらの$$gamma$$線検出器や遮蔽体を用いて、ベルギーの中性子飛行時間施設GELINAにおいて公開デモ実験を実施した結果、第三者によってブラックボックス内に密封された試料(Hf, Gd, Ni)を同定することに成功した。本発表では、開発した$$gamma$$線検出器の設計概念と測定原理、及びNRCAデモ実験結果について報告する。


中性子共鳴濃度分析法の性能評価,1; 中性子共鳴透過分析法

北谷 文人; 原田 秀郎; 小泉 光生; 土屋 晴文; 呉田 昌俊; Becker, B.*; Kopecky, S.*; Heyse, J.*; Paradela, C.*; Mondelaers, W.*; et al.

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12

平成24年度から平成26年度にかけて、粒子状の溶融燃料デブリに含まれるウランやプルトニウム同位体を非破壊で定量する技術として、中性子共鳴濃度分析法(NRD)の開発を進めてきた。NRDは、中性子共鳴透過分析法(NRTA)と中性子共鳴捕獲$$gamma$$線分析法(NRCA)あるいは即発$$gamma$$線分析法(PGA)を組み合わせた技術である。NRDにおけるNRTAの役割は、溶融燃料デブリ中の核燃料物質(U, Pu等)の同位体を定量することである。この目的のために飛行時間法(Time of Flight: TOF)を利用した中性子吸収測定を実施する。これについて。ベルギーの中性子飛行時間施設GELINAにて性能評価デモ実験を実施した。その結果、Au, W, Rh, Nb, Cu. Co, Mn, Bをランダムに選択して、封をされたブラックボックス内の試料を定量することに成功した。本発表では、開発したNRTAの測定原理を述べ、実施したデモ実験の詳細を発表する。


原子力安全文化と核セキュリティ文化の対比; 類似性と相違

川太 徳夫

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 7 Pages, 2015/12

核セキュリティは、9.11(2001)の米国同時多発テロ以降、広く国際社会で取り上げられ、また東日本大震災以来、原子力プラントに対する現実の重大な脅威として議論されるようなった。国際原子力機関(IAEA)は、核セキュリティ・シリーズの中で核セキュリティに係る勧告文書(INFCIRC/225/Rev.5, NSS13)を示し、このなかで核セキュリティ文化醸成の必要性を強調している。核セキュリティ文化については、種々の講演会、イベントで頻繁に議論される。核セキュリティ分野の担当者は、原子力安全分野に関係が深いこともあり、原子力安全文化と核セキュリティ文化との関連性がしばしば議論されることが見られる。本稿では、核セキュリティと原子力安全の関連性を整理し、双方の文化に対する考え方の類似性と相違、原子力事故に対する各の文化への教訓等を考察し、両者のより深い理解に資することを目的とした。



玉井 広史; 田崎 真樹子; 小鍛治 理紗; 清水 亮; 須田 一則

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 7 Pages, 2015/12



代替$$^{3}$$He中性子検出器を用いた在庫サンプル測定装置(ASAS)の開発,2; ASAS測定試験結果

谷川 聖史; 向 泰宣; 栗田 勉; 牧野 理沙; 中村 仁宣; 飛田 浩; 大図 章; 呉田 昌俊; 瀬谷 道夫

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12




向 泰宣; 中村 仁宣; 谷川 聖史; 中道 英男; 海野 良典; 藤咲 栄; 木村 隆志; 栗田 勉

核物質管理学会(INMM)日本支部第36回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/12




中島 憲宏; 鈴木 喜雄; 宮村 浩子; 西田 明美; 川上 義明; Guo, Z.; 富山 栄治*

計算工学, 20(4), p.3338 - 3340, 2015/12

HPCI戦略プロジェクトの分野4ものづくりにおける課題5「原子力施設等の大型プラントの次世代耐震シミュレーションに関する研究開発」の研究開発内容について解説した。例証は高温工学試験研究炉を対象としている。FIESTA(Finite Element Analysis for Structure of Assembly)を京上に実装し、その並列化効率や実装効率を報告した。また、大規模可視化技術による可視化事例も報告した。



三田村 裕幸*; 綿貫 竜太*; 金子 耕士; 榊原 俊郎*

固体物理, 50(12), p.821 - 832, 2015/12




酒谷 圭一; 中谷 隆良; 船橋 英之

日本原子力学会和文論文誌, 14(4), p.261 - 267, 2015/12




田代 信介; 天野 祐希; 吉田 一雄; 山根 祐一; 内山 軍蔵; 阿部 仁

日本原子力学会和文論文誌, 14(4), p.227 - 234, 2015/12




吉田 一雄; 石川 淳; 阿部 仁

日本原子力学会和文論文誌, 14(4), p.213 - 226, 2015/12



国産安全解析コードの現状と課題; 我が国の安全規制への貢献を目指して

須山 賢也; 平尾 好弘*; 坂本 浩紀*

日本原子力学会誌, 57(12), p.787 - 791, 2015/12



Hazard-consistent ground motions generated with a stochastic fault-rupture model

西田 明美; 五十嵐 さやか*; 坂本 成弘*; 内山 泰生*; 山本 優*; 村松 健*; 高田 毅士*

Nuclear Engineering and Design, 295, p.875 - 886, 2015/12



Surface modifications of hydrogen storage alloy by heavy ion beams with keV to MeV irradiation energies

阿部 浩之; 徳平 真之介*; 内田 裕久*; 大島 武

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part A), p.214 - 217, 2015/12



Simulation study of radial dose due to the irradiation of a swift heavy ion aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy; The Effect of emission angles of secondary electrons

森林 健悟

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part B), p.592 - 595, 2015/12

Aiming to advance the treatment planning system for heavy particle cancer therapy and to study cluster DNA damage, we have been developing a simulation model for radial dose due to the irradiation of a heavy ion. Now, two types of radial dose distributions have been available in the treatment planning system for heavy particle cancer therapy. However, these distributions had been developed without the detailed examinations of physical phenomena that occur near the trajectory of an incident ion, though this region is important to estimate the cell survival. The progress of computers allows us to execute such detailed examinations through simulations and to obtain radial dose closer to reality. We compare radial dose distribution obtained from our simulations with the conventional distributions and we suggest which conventional ones should be selected according to incident ion energies. Our simulation model, which has become possible in this century, is the only way to examine physical phenomena that occurs near the trajectory of an incident ion now as far as we know.


Effect of heavy ion irradiation on optical property of radiation-crosslinked hydroxypropyl cellulose gel containing methacrylate monomers

廣木 章博; 山下 真一*; 木村 敦; 長澤 尚胤; 田口 光正

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part B), p.583 - 586, 2015/12



Linear energy transfer effects on time profiles of scintillation of Ce-doped LiCaAlF$$_{6}$$ crystals

柳田 健之*; 越水 正典*; 倉島 俊; 岩松 和宏*; 木村 敦; 田口 光正; 藤本 裕*; 浅井 圭介*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 365(Part B), p.529 - 532, 2015/12

CeをドープしたLiCaAlF$$_{6}$$結晶にX線及び20MeV H$$^{+}$$, 50MeV He$$^{2+}$$, 220MeV C$$^{5+}$$イオン照射を行い、発光のその場観察を行った。X線照射では数nsの早い発光成分と数10nsの遅い成分が観測された。一方、イオン照射では、早い発光は観測されなかった。早い発光の消滅は、イオン照射で形成された高密度励起による励起状態間の相互作用が原因と考えられる。また、遅い発光では、その立ちあがりと減衰にLET依存性が観測された。これは、LiCaAlF$$_{6}$$の励起状態からCe$$^{3+}$$へのエネルギー移動及び励起状態間相互作用による消光過程が競争的に起きていることが原因と考えられる。


Chemical studies of elements with $$Z geq $$ 104 in liquid phase

永目 諭一郎; Kratz, J. V.*; Sch$"a$del, M.

Nuclear Physics A, 944, p.614 - 639, 2015/12


Recent studies of the chemical separation and characterization experiments of the first three transactinide elements, rutherfordium (Rf), dubnium (Db), and seaborgium (Sg), conducted atom-at-a-time in liquid phases, are reviewed. A short description on experimental techniques based on partition methods, specifically automated rapid chemical separation systems, is also given. A newly developed experimental approach to investigate single atoms of the heaviest elements with an electrochemical method is introduced. Perspectives for liquid-phase chemistry experiments on heavier elements are briefly discussed.


Nuclear structure of elements with $$100 le Z le 109$$ from alpha spectroscopy

浅井 雅人; He${ss}$berger, F. P.*; Lopez-Martens, A.*

Nuclear Physics A, 944, p.308 - 332, 2015/12


$$alpha$$崩壊核分光による原子番号100から109までの原子核の核構造研究についてレビューした。$$alpha$$崩壊核分光に関わる分離技術やデジタルエレクトロニクスの利用、$$alpha$$線スペクトルにおけるサム効果などの実験技術や実験手法について詳しく記述した。実験結果や物理の議論については、ここ10年間に最も進展のあった、原子番号が偶数で中性子数151, 153, 155を持つ一連の原子核の核構造の系統性に特に焦点を絞って紹介した。


Revealing the second harmonic generation in a femtosecond laser-driven cluster-based plasma by analyzing shapes of Ar XVII spectral lines

Oks, E.*; Dalimier, E.*; Faenov, A.*; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; Andreev, A.*; Koga, J. K.; 榊 泰直; 小瀧 秀行; Pirozhkov, A. S.; et al.

Optics Express (Internet), 23(25), p.31991 - 32005, 2015/12


フェムト秒高強度レーザーをアルゴンクラスターターゲットに照射して生成したプラズマから発生したアルゴンXVIIスペクトルサテライト線のライン形状を詳細に解析することにより、プラズマ中で非線形現象が起こっていることを明らかにし、その結果、照射レーザー光の第二次高調波(SHG)が発生していることを解明した。サテライト線解析の新しい理論を構築し、入射レーザー光の2 %がSHGに変換されていることを明らかにした。この実験結果は、二次元粒子コードを用いたシミュレーション結果とも良い一致を示した。


Analytical model for estimating terrestrial cosmic ray fluxes nearly anytime and anywhere in the world; Extension of PARMA/EXPACS

佐藤 達彦

PLoS ONE (Internet), 10(12), p.e0144679_1 - e0144679_33, 2015/12


これまでに構築したモデルを拡張し、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSをベースとした大気圏内宇宙線フラックス計算モデルPARMA version3.0を開発した。この開発により、大気圏内任意地点・時間における宇宙線由来の中性子・陽子・電荷が28までのイオン,ミューオン,電子,陽電子,光子フラックスを簡便に計算可能とした。また、PARMA3.0を宇宙線による被ばく線量や電離量評価などに応用し、様々な条件での測定値を精度よく再現できることを確認した。PARMA3.0は、オープンアクセスソフトウェアEXPACSに組み込まれ、誰でも簡単に使うことができる。このような特徴により、新しいバージョンのPARMA/EXPACSは放射線,地球惑星,宇宙線科学など様々な分野で重要なツールとなることが期待できる。


Investigation of the fragmentation of core-ionised deoxyribose; A Study as a function of the tautomeric form

Herv$'e$ du Penhoat, M.-A.*; Kamol Ghose, K.*; Gaigeot, M.-P.*; Vuilleumier, R.*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; Politis, M.-F.*

Physical Chemistry Chemical Physics, 17(48), p.32375 - 32383, 2015/12


We have investigated the gas phase fragmentation dynamics following the core ionisation of 2-deoxy-D-ribose (dR), a major component in the DNA chain. To that aim, we use state-of-the-art ab initio Density Functional Theory-based Molecular Dynamics simulations. The ultrafast dissociation dynamics of the core-ionised biomolecule, prior Auger decay, is first modelled for 10 fs to generate initial configurations (atomic positions and velocities) for the subsequent dynamics of the doubly ionised biomolecule in the ground state. The furanose, linear and pyranose conformations of dR were investigated. We show that fragmentation is relatively independent of the atom struck or of the duration of the core vacancy, but depends rather critically on the molecular orbital removed following Auger decay.


Unconventional scaling and significant enhancement of the spin Seebeck effect in multilayers

Ramos, R.*; 吉川 貴史*; Aguirre, M.*; Lucas, I.*; Anad$'o$n, A.*; 小宅 教文*; 内田 健一*; 安立 裕人; 塩見 淳一郎*; Algarabel, P. A.*; et al.

Physical Review B, 92(22), p.220407_1 - 220407_5, 2015/12


Spin Seebeck effects have been investigated in highly crystalline magnetic multilayer films. Voltage as well as power generated by the spin Seebeck effect were found to be significantly enhanced with increasing the number of layers, $$n$$. This voltage enhancement defies the simple understanding of the spin Seebeck effect and suggests that spin current flowing between the magnetic layers in the thickness direction plays an important role in the multilayer SSE systems and the observed voltage enhancement.


Magnon instability driven by heat current in magnetic bilayers

大沼 悠一*; 安立 裕人; 齊藤 英治; 前川 禎通

Physical Review B, 92(22), p.224404_1 - 224404_8, 2015/12


We theoretically demonstrate that in a ferromagnet/paramagnet bilayer, a magnon instability accompanied by a gigahertz microwave emission can be driven simply by means of a temperature bias. Employing many-body theory for investigating the effects of a phonon heat current on the magnon lifetime, we show that the magnon instability occurs upon the suppression of the umklapp scattering at low temperatures, leading to microwave emission. The present finding provides crucial information about the interplay of spin current and heat current.


Vector spectroscopy for spin pumping

Lustikova, J.*; 塩見 雄毅*; 齊藤 英治

Physical Review B, 92(22), p.224436_1 - 224436_8, 2015/12


We propose a method to separate the inverse spin Hall effect (ISHE) from galvanomagnetic effects in spin pumping experiments on metallic bilayer systems by measuring the dc electromotive force in two orthogonal directions. Calculations of dc voltages in longitudinal and Hall directions induced in Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$ and Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt films at ferromagnetic resonance in a microwave cavity predict that contributions from ISHE and from the galvanomagnetic effects, i.e., the anisotropic magnetoresistance and the anomalous Hall effect. exhibit distinct signal symmetry as well as angular dependence when changing the direction of the external field with respect to the film plane. According to measurements on Ni$$_{81}$$Fe$$_{19}$$/Pt, only that dc voltage component which includes ISHE is more than five times larger than purely galvanomagnetic components. This is corroborated by results on La$$_{0.67}$$Sr$$_{0.33}$$MnO$$_{3}$$/Pt samples, demonstrating universality of this method.


Itinerant-localized transitions in magnetic phases of the periodic Anderson model

久保 勝規

Physics Procedia, 75, p.214 - 220, 2015/12

In recent years, Fermi-surface reconstruction, which is called a Lifshitz transition, has been discussed as a possible origin of anomalies in magnetic phases of several f-electron materials. To clarify the characteristics of the Lifshitz transitions, we investigate magnetically ordered states of the periodic Anderson model by applying the variational Monte Carlo method. Around half-filling, we find an antiferromagnetic phase, and far away from half-filling, we find a ferromagnetic phase as the ground state. Inside the both magnetic phases, Lifshitz transitions take place. At the Lifshitz transitions, the sizes of the ordered moments change. We find that, in the large ordered-moment states, the f-electron contribution to the Fermi surface becomes small. This observation clearly shows that these Lifshitz transitions are itinerant-localized transitions of the f electrons.


Quasi-spin correlations in a frustrated quantum spin ladder

杉本 貴則*; 森 道康; 遠山 貴巳*; 前川 禎通

Physics Procedia, 75, p.861 - 867, 2015/12

The quasi-spin correlations in a frustrated quantum spin ladder with one-half magnetization are theoretically studied by using the density-matrix renormalization-group method and the quasi- spin transformation. In this model, the frustration induces a gapless-to-gapful phase transition with a strong rung coupling. The gapful state is observed as the one-half magnetization plateau in the magnetization curve. In the magnetization-plateau state, we find that the quasi-spin dimer has a large expectation value with long-ranged correlations. This result does not only comes in useful to clarify the magnetization-plateau state, but gives a crucial information to understand the magnetization curve of the real compound BiCu$$_{2}$$PO$$_{6}$$, whose effective spin model corresponds to ours.


Novel quantum phase transition in the frustrated spin nanotube

坂井 徹; 中野 博生*

Physics Procedia, 75, p.369 - 375, 2015/12



Exotic field induced quantum phase transition of the kagome lattice antiferromagnet

坂井 徹; 中野 博生*

Physics Procedia, 75, p.821 - 828, 2015/12



Hydrogen behavior in primary precipitate of F82H steel; Atomistic calculation based on the density functional theory

渡辺 淑之; 岩切 宏友*; 村吉 範彦*; 加藤 太治*; 谷川 博康

Plasma and Fusion Research (Internet), 10, p.1205086_1 - 1205086_2, 2015/12



Advanced water chemistry control based on parameters determined with plant simulation models

内田 俊介; 塙 悟史; Lister, D. H.*

Power Plant Chemistry, 17(6), p.328 - 339, 2015/12



Development of a multialkali photocathode preparation system

西森 信行; 羽島 良一; 永井 良治; 沢村 勝

Proceedings of 56th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs (ERL 2015) (Internet), p.100 - 102, 2015/12

We have developed a multialkali photocathode preparation system at JAEA for high current operation of DC photoemission gun. The system will be connected to a 250 kV-50 mA gun for beam generation test. The status of development will be presented.


Operational experience of CW SRF injector and main linac cryomodules at the Compact ERL

阪井 寛志*; 江並 和宏*; 古屋 貴章*; 加古 永治*; 近藤 良也*; 道園 真一郎*; 三浦 孝子*; Qiu, F.*; 佐藤 昌人*; 篠江 憲治*; et al.

Proceedings of 56th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on Energy Recovery Linacs (ERL 2015) (Internet), p.63 - 66, 2015/12



A Computational approach using reflection boundaries for dose calculation in infinitely expanded radiation field

古田 琢哉; 高橋 史明

Radiation Protection Dosimetry, 167(4), p.392 - 398, 2015/12





錦野 将元; 石野 雅彦; 市丸 智*; 畑山 雅俊*; 長谷川 登; 河内 哲哉

レーザー学会第483回研究会報告; 短波長量子ビーム発生と応用, p.25 - 28, 2015/12

プラズマ軟X線レーザー、レーザープラズマ軟X線源, X線自由電子レーザーの開発により、軟X線によるアブレーションが実現できるようになってきた。波長が短い光を用いることから高い解像度および高いアスペクト比の改質、加工が期待することができる。軟X線を固体に照射すると、その表面からから構成原子が爆発的に剥ぎ取られるアブレーションが起こる。どのような物質でも軟X線領域から硬X線領域に移っていくに従って、光の吸収が弱くなり光のエネルギーを高い密度で物質に伝達できなくなる。したがって、高い空間分解能で物質に光のエネルギーを伝達するためには軟X線領域の光が適している。特に波長13.5nm付近に代表される極端紫外線光は、加工技術(EUVリソグラフィ)の用途で開発が進められている。しかし、EUV多層膜鏡の高強度な光照射に対する耐久性の定量的評価はこれまでにほとんど評価が行われておらず、多層膜ミラー損傷評価や損傷メカニズムの解明は、応用利用に向けて重要な課題となっている。本報告では、軟X線による金属と多層膜構造物質に対するアブレーション実験の結果を報告する。


Task 7 groundwater flow and transport modelling of fracture system at regional, block, and single-fracture scale flow and transport, Olkiluoto

澤田 淳; 三枝 博光; 竹内 真司*; 坂本 和彦*; Dershowitz, W. S.*

SKB P-13-46, 82 Pages, 2015/12

This report summarises the progresses of groundwater flow and transport modelling studies, called Task7 defined by Aspo Task Force on modelling of groundwater flow and transport of solutes. Task7 concerns the uncertainties of hydrogeological model developed by using Olikiluoto site characterization data set, and aims to provide a bridge between the information derived from site characterisation and performance assessment (PA). Task 7 has a specific object: how information from POSIVA Flow Log (PFL) can be used to maximum benefit, to reduce key uncertainties for modelling hydrogeological structure, and PA relevant groundwater flow behaviour. The overall strategy of Task 7 is to progress from the large scale, Olkiluoto island scale, to the much smaller scale that of the tunnel scale of the host rock. This task was very useful for advancing the ability of hydraulic data to improve and condition to key hydrostructural structure at each modelling scale, by using a series of the PFL data.


TRAIL-R2 superoligomerization induced by human monoclonal agonistic antibody KMTR2

玉田 太郎; 新見 大輔*; 池田 昌弘*; 米澤 悌*; 片岡 之郎*; 黒木 良太; 森 英治*; 元木 一宏*

Scientific Reports (Internet), 5, p.17936_1 - 17936_12, 2015/12




3D visualization of XFEL beam focusing properties using LiF crystal X-ray detector

Pikuz, T.*; Faenov, A.*; 松岡 健之*; 松山 智至*; 山内 和人*; 尾崎 典雅*; Albertazzi, B.*; 犬伏 雄一*; 矢橋 牧名*; 登野 健介*; et al.

Scientific Reports (Internet), 5, p.17713_1 - 17713_10, 2015/12


we report, that by means of direct irradiation of lithium fluoride a (LiF) crystal, in situ 3D visualization of the SACLA XFEL focused beam profile along the propagation direction is realized, including propagation inside photoluminescence solid matter. High sensitivity and large dynamic range of the LiF crystal detector allowed measurements of the intensity distribution of the beam at distances far from the best focus as well as near the best focus and evaluation of XFEL source size and beam quality factor M2. Our measurements also support the theoretical prediction that for X-ray photons with energies $$sim$$10 keV the radius of the generated photoelectron cloud within the LiF crystal reaches about 600 nm before thermalization. The proposed method has a spatial resolution 0.4-2.0 micron for photons with energies 6-14 keV and potentially could be used in a single shot mode for optimization of different focusing systems developed at XFEL and synchrotron facilities.


Growth of single-phase nanostructured Er$$_2$$O$$_3$$ thin films on Si (100) by ion beam sputter deposition

Mao, W.*; 藤田 将弥*; 近田 拓未*; 山口 憲司; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 松崎 浩之*

Surface & Coatings Technology, 283, p.241 - 246, 2015/12


イオンビームスパッタ蒸着法では初めて、成膜温度973K、成膜時の真空度10$$^{-5}$$Pa未満という条件で、Si (100)基板上に単相のEr$$_2$$O$$_3$$(110)薄膜を作製することに成功した。Erのシリサイドが反応時に生成するものの1023Kでの加熱アニールにより、E$$_2$$O$$_3$$の単相膜に変化し、エピタキシャル成長することを反射高速電子線回折法(RHEED)やX線回折法(XRD)などの手法によって確認した。



梶谷 秀樹; 石山 敦士*; 我妻 洸*; 村上 陽之; 辺見 努; 小泉 徳潔

低温工学, 50(12), p.608 - 615, 2015/12

ITER TFコイルに用いられるケーブルインコンジット(CIC)導体には、Nb$$_{3}$$Sn超伝導線が用いられている。CIC導体内部のNb$$_{3}$$Sn超伝導線は、電磁力によって、波状の曲げ変形を受けることで、その超伝導性能が劣化する。導体性能を正確に評価するためには、この劣化量を正確に把握しておく必要がある。波状の曲げ変形を受けた時の素線の超伝導性能評価手法は、既に開発されているが、このような既存の手法は、膨大な計算時間を必要とするものであるため、導体内数百本分のNb$$_{3}$$Sn超伝導線に同時に適用することは、計算時間やメモリ容量の観点から、不可能である。そのため、このようなNb$$_{3}$$Sn超伝導線の波状曲げ変形に対して、計算時間を大幅に短縮することのできる新たな評価手法を確立する必要があった。そこで、われわれは、超伝導線内のフィラメント間で電流が転流しないことを仮定した高抵抗モデル(HTRM)と呼ばれる評価手法の概念を波状曲げ変形に導入することによって、定量的かつ高速に波状曲げ変形特性を評価することのできる手法を開発した。開発した手法を用いて計算したNb$$_{3}$$Sn超伝導線の波状曲げ変形特性は、試験結果のそれと比較的よく一致し、本手法の妥当性を確認することができた。この結果は、Nb$$_{3}$$Sn超伝導線の波状曲げ変形特性を高速に評価できるようになったことによって、導体内数百本のNb$$_{3}$$Sn超伝導線に対しても適用できることを示す。以上より、導体性能の定量的な評価が可能となった。



佐藤 稔紀; 見掛 信一郎; 三浦 律彦*; 石田 知子*

トンネルと地下, 46(12), p.901 - 911, 2015/12



Ion-track grafting of vinylbenzyl chloride into poly(ethylene-$$co$$-tetrafluoroethylene) films using different media

Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 長谷川 伸; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; et al.

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 40(4), p.359 - 362, 2015/12

ナノ構造制御したアニオン交換膜を作製するため、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に塩化ビニルベンジルモノマーのイオン飛跡グラフト重合を行った。低フルエンスの照射の下でグラフト率をできる限り高めるため、グラフト重合における反応媒質の影響を検討した。反応媒質として純水(H$$_{2}$$O)とイソプロピルアルコール($$i$$PrOH)の混合液を用いた場合、560MeV $$^{129}$$Xeビームによるグラフト率は、H$$_{2}$$O/$$i$$PrOH比の増大とともに高くなり、H$$_{2}$$Oのみのとき最大となった。この結果は、いわゆるゲル効果に類似した現象を考えれば理解できる。すなわち、グラフト鎖は貧溶媒の存在下で反応媒質に不溶となって凝集し、他の鎖との再結合(言い換えれば停止反応)が抑制されることに起因すると考えられる。


Construction of a magnetic bottle spectrometer and its application to pulse duration measurement of X-ray laser using a pump-probe method

難波 慎一*; 長谷川 登; 岸本 牧; 錦野 将元; 石野 雅彦; 河内 哲哉

AIP Advances (Internet), 5(11), p.117101_1 - 117101_10, 2015/11



Tensile deformation behavior of hydrogen charged ultrahigh strength steel studied by in situ neutron diffraction

徐 平光; Yin, J*; Zhang, S. Y.*

Acta Metallurgica Sinica, 51(11), p.1297 - 1305, 2015/11

The tensile deformation behavior of 1250 MPa ultra-high strength steels with and without hydrogen charging was comparably investigated using neutron diffraction together with the fracture morphology and microstructure observation. Before tensile loading, the (110) lattice spacing of hydrogen charged steel was found larger than that of non-charged sample while the (200) lattice spacing of the former was smaller than that of the latter, suggesting that the hydrogen atoms occupied the tetrahedral center promoted the increment of lattice plane spacing of (110) crystal planes while the balanced internal stress resulted in the proper decrement of (200) lattice plane spacing. In the non-charged sample, the non-linear elastic deformation was observed at 700 MPa in (200) planes, and then at 800 MPa in (110) planes. In the hydrogen charged sample, the non-linear elastic deformation was observed at 300 MPa in (110) planes, and then at 400 MPa in (200) planes. The microstructure observation confirmed the cleavage crack propagation and local crystal rotation in the hydrogen charged sample. Here, a concept about crystallographic orientation dependent micro-yielding was proposed, i.e. the hydrogen charging promoted the (110) preferable micro-yielding rather than (200) preferable micro-yielding, and resulted into a special deformation characteristics.



村上 裕晃; 田中 和広*

地下水学会誌, 57(4), p.415 - 433, 2015/11



琉球諸島周辺海域におけるeddy heat fluxを用いたサブメソスケール乱流混合強化メカニズムの解析

上平 雄基; 内山 雄介*; 御手洗 哲司*; 仲田 尚平*

土木学会論文集,B2(海岸工学)(インターネット), 71(2), p.I_1219 - I_1224, 2015/11

沖縄本島を含む琉球諸島周辺海域では豊かなサンゴ礁生態系が形成されており、地球環境保全の観点からもその保護が望まれている。また黒潮暖流は本海域の環境に強い影響を及ぼすことが知られており、サンゴ浮遊幼生や栄養塩等の輸送、生態系ネットワークの形成に対してその波及効果を正確に把握、定量化することが重要となる。これに対して著者らは、本海域を対象とした高解像度ダウンスケールモデルによる数値実験を行い、黒潮と琉球諸島の間の海洋表層では、発達する負のサブメソスケール(SMS)渦によって活発な海水交換と黒潮の波及が促進されていることをこれまでの研究で示した。本研究では、既に開発した2段ネスト海洋モデルを用い、SMS乱流の発達とそれに伴う3次元的な物質混合が本海域の海洋環境に及ぼす影響を評価することを最終目的として、詳細な乱流統計解析を行った。その結果、黒潮流軸の西側では黒潮と陸棚斜面による地形性シアの影響によって低気圧性のサブメソスケール渦が、黒潮の東側では黒潮と琉球海嶺の地形と島嶼群による地形性シアの影響により高気圧性のサブメソスケール渦が発生し、これらが熱輸送を促進していることがEddy heat flux解析によって見出された。


Reactivity of plasma-sintered beryllium in dry air and moisture at high temperature

金 宰煥; 中道 勝

Fusion Engineering and Design, 100, p.614 - 618, 2015/11

Beryllium metal is a candidate material of not only neutron-multiplier for fusion reactors but also a water-cooled target material for an accelerator-based boron neutron capture therapy. To investigate its reactivity in dry air and 1% H$$_{2}$$O/Ar at 873, 1073, and 1273 K, Be samples were fabricated by a novel plasma-sintering method proposed herein. Because of its reactivity in dry atmosphere, parabolic oxidation of Be along grain boundaries was predominant up to 1173 K at an activation energy of 52 kJ/mol, while catastrophic oxidation occurred at 1273 K. The introduction of H$$_{2}$$O facilitated breakaway in Be oxidation. Hence, the weight and H$$_{2}$$ concentration of Be tested in 1% H$$_{2}$$O/Ar dramatically increased from 973 K, while samples tested for 24 h were completely oxidized in appearance.


Localized extensional tectonics in an overall reverse-faulting regime, Northeast Japan

梅田 浩司

Geoscience Letters (Internet), 2, p.12_1 - 12_8, 2015/11



Comparison between simulations using the PHITS code and activated material analysis

助川 篤彦; 奥野 功一*

IEEE Transactions on Plasma Science, 43(11), p.3916 - 3920, 2015/11

国産モンテカルロ計算コードPHITSをJT-60SA装置で必要な放射線安全評価コードの一つとして利用するため、JT-60U運転に伴って発生した放射化材料分析結果との比較を行った。中性子輸送評価は、JT-60Uの主要構造部について、建家を含む実体系モデルを新たに作成し、PHITS計算を実施した。放射化材料分析は、JT-60U重水素運転時に金箔,コバルト箔,ニッケル箔を設置し、実験後に箔を回収して放射化箔分析を実施した。3種類の材料に対する放射化レベルは、3次元計算でおおむね説明できた。特にトカマク 本体に近い位置でより良い一致を示した。


Crystal structures and magnetic properties of nickel chain compounds PbM$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ (M = Mn, Cd)

土井 貴弘*; 鈴木 遼*; 日夏 幸雄*; 樹神 克明; 井川 直樹

Inorganic Chemistry, 54(22), p.10725 - 10731, 2015/11


The synthesis, crystal structures, and magnetic properties of the pentanary oxides PbM$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ (M = Mn and Cd) were investigated. These compounds crystallize in a hexagonal structure with space group $$P6_3/m$$, in which the Ni$$^{2+}$$ ions form a zigzag chain along the c axis. From the magnetic susceptibility and specific heat measurements, we found that the PbCd$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ behaves as a low-dimensional magnet due to the intrachain an tiferromagnetic interaction between Ni$$^{2+}$$ ions. Both compounds show a long-range antiferromagnetic ordering at 25.7 K (M = Cd) and 86.0 K (Mn). The magnetic structure of PbMn$$_2$$Ni$$_6$$Te$$_3$$O$$_{18}$$ determined by neutron diffraction measurements is a collinear antiferromagnetic arrangement of Mn$$^{2+}$$ ions in the Mn$$_2$$O$$_9$$ dimeric unit and Ni$$^{2+}$$ ions in the zigzag chain.


Direct observation of strain in InAs quantum dots and cap layer during molecular beam epitaxial growth using ${{it in situ}}$ X-ray diffraction

下村 憲一*; 鈴木 秀俊*; 佐々木 拓生; 高橋 正光; 大下 祥雄*; 神谷 格*

Journal of Applied Physics, 118(18), p.185303_1 - 185303_7, 2015/11


Direct measurements on the growth of InAs quantum dots (QDs) and various cap layers during molecular beam epitaxy are performed by ${{it in situ}}$ X-ray diffraction (XRD). The evolution of strain induced both in the QDs and cap layers during capping is discussed based on the XRD intensity transients obtained at various lattice constants. Transients with different features are observed from those obtained during InGaAs and GaAs capping, attributed to In-Ga intermixing between the QDs and the cap layer. Photoluminescence wavelength can be tuned by controlling the intermixing and the cap layer thickness. It is demonstrated that such information about strain is useful for designing and preparing novel device structures.


Role of van der Waals corrections in first principles simulations of alkali metal ions in aqueous solutions

池田 隆司; Boero, M.*

Journal of Chemical Physics, 143(19), p.194510_1 - 194510_7, 2015/11


最局在ワニエ関数を基にした第一原理ベースのファンデルワールス補正を実装しアルカリ金属イオン水溶液における性能と信頼性を調べた。よく使われているrevPBE GGA汎関数と組み合わせると水分子の構造と動的性質のどちらにも無視できない影響があり、特にアルカリイオンの水和殻に対して顕著な影響があることがわかった。これらの影響はより強い構造形成イオンおよび構造破壊イオンにおいてより明瞭であった。さらに、水分子の拡散係数と再配向相間時間が系統的な変化を示し、長距離分散補正を無視した場合よりも実験結果をよく再現することがわかった。


Intermetallic charge transfer in MTiO$$_{3}$$ (M = Mn, Fe, Co, and Ni) by Ti2p edge resonant inelastic X-ray scattering

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 魚住 孝幸*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 205, p.106 - 110, 2015/11


MTiO$$_{3}$$(M=Mn, Co, FE, Ni)についてTi2p発光測定を行った。FeTiO$$_{3}$$では弾性散乱ピークから2.5eVおよび4.5eVおよびに構造がみられたが他では4.5eVだけだった。これについてモデル計算を行い起源がTi-Mの電荷移動であることを解明したので報告する。


Progress and prospects of calculation methods for radiation shielding

平山 英夫*; 中島 宏; 森島 誠*; 上松 幹夫*; 佐藤 理*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(11), p.1339 - 1361, 2015/11




Determination of plutonium isotope ratios in individual uranium-plutonium mixed particles with inductively coupled plasma mass spectrometry

江坂 文孝; 鈴木 大輔; 宮本 ユタカ; 間柄 正明

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 306(2), p.393 - 399, 2015/11


単一粒子の溶解、UTEVA樹脂を用いたウラン,プルトニウム,アメリシウムの分離、誘導結合プラズマ質量分析法による測定を組み合わせた新規分析法の開発を行った。この方法を用いて、単一ウラン-プルトニウム混合粒子(U/Pu比: 1$$sim$$70)のプルトニウム同位体比分析を行ったところ、$$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu同位体比は、質量数238の操作ブランク値を低く抑えることができず測定できなかったものの、$$^{240}$$Pu/$$^{239}$$Pu、$$^{241}$$Pu/$$^{239}$$Pu、$$^{242}$$Pu/$$^{239}$$Pu同位体比については精確に測定することに成功した。


Magnetization jump in the magnetization process of the spin-1/2 Heisenberg antiferromagnet on a distorted square-kagome lattice

中野 博生*; 長谷川 泰正*; 坂井 徹

Journal of the Physical Society of Japan, 84(11), p.114703_1 - 114703_6, 2015/11





武藤 琴美; 安藤 麻里子; 竹内 絵里奈; 西村 周作; 小嵐 淳; 都築 克紀; 中西 貴宏; 松永 武

KEK Proceedings 2015-4, p.252 - 257, 2015/11

福島第一原子力発電所事故により大気中に放出された放射性Csの多くは森林に沈着し、現在も残留している。本研究では森林から河川への放射性Csの流出挙動を評価するために、北茨城市の森林を集水域とする小河川に放射性Csの連続捕集装置を設置し調査を行った。放射性Csは粒径の異なる懸濁態と溶存態Csに分け、それぞれについて流出挙動を評価した。調査期間は2012年12月から2014年11月である。懸濁物はカートリッジフィルターを用いて捕集し、粒径毎に4種類(2000$$mu$$m以上, 500-2000$$mu$$m, 75-500$$mu$$m, 75$$mu$$m以下)に篩別した。溶存態はCs吸着剤を充填したカラムに通水させ捕集した。フィルター及びカラムの交換は約1ヶ月毎に行い、各試料は乾燥させてGe半導体検出器で$$gamma$$線測定を行った。調査の結果、流量の増加が懸濁態・溶存態$$^{137}$$Csの流出量に影響を与えることが明らかになった。粒径別に見ると、懸濁態全体に対する流出量の割合は粒径75$$mu$$m以下のものが最大だったが、流量が特に多い期間に粒径75-2000$$mu$$mの比較的大きな粒子が増加した。流出量全体では懸濁態の割合が多いが、冬期は溶存態の割合が増加する傾向が見られた。


Carrier-mediated ferromagnetism in the magnetic topological insulator Cr-doped (Sb,Bi)$$_{2}$$Te$$_{3}$$

Ye, M.*; Li, W.*; Zhu, S.-Y.*; 竹田 幸治; 斎藤 祐児; Wang, J.*; Pan, H.*; Nurmamat, M.*; 角田 一樹*; Ji, F.*; et al.

Nature Communications, 6, p.8913_1 - 8913_7, 2015/11




高速炉蒸気発生器伝熱管周囲に形成されるナトリウム-水反応環境を考慮した隣接管ウェステージ評価; 高温水酸化ナトリウムを用いた流れを伴う複合酸化型腐食実験

栗原 成計; 梅田 良太; 菊地 晋; 下山 一仁; 大島 宏之

日本原子力学会和文論文誌, 14(4), p.235 - 248, 2015/11




田中 正暁; 三宅 康洋*

日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス講演論文集(インターネット), 3 Pages, 2015/11



Preparation and evaluation of an astatine-211-labeled sigma receptor ligand for $$alpha$$ radionuclide therapy

小川 数馬*; 水野 覚瑛*; 鷲山 幸信*; 柴 和弘*; 高橋 成人*; 小阪 孝史*; 渡辺 茂樹; 篠原 厚*; 小谷 明*

Nuclear Medicine and Biology, 42(11), p.875 - 879, 2015/11


Sigma receptors are overexpressed in a variety of human tumors, making them potential targets for radionuclide receptor therapy. We have previously synthesized and evaluated $$^{131}$$I-labeled (+)-2-[4-(4-iodophenyl)piperidino]cyclohexanol [(+)-[$$^{131}$$I]pIV], which has a high affinity for sigma receptors. Therefore, (+)-[$$^{131}$$I]pIV significantly inhibited tumor cell proliferation in tumor-bearing mice. In the present study, we report the synthesis and the in vitro and in vivo characterization of (+)-[$$^{211}$$At]pAtV, an $$^{211}$$At-labeled sigma receptor ligand, that has potential use in $$alpha$$-radionuclide receptor therapy. The lipophilicity of (+)-[$$^{211}$$At]pAtV was similar to that of (+)-[$$^{125}$$I]-pIV. Uptake of DU-145, prostate cancer cell lines, and the biodistribution patterns in DU-145 tumor-bearing mice at 1 h post-injection were also similar between (+)-[$$^{211}$$At]pAtV and (+)-[$$^{125}$$I]-pIV. Namely, (+)-[$$^{211}$$At]pAtV demonstrated high uptake and retention in tumor via binding to sigma receptors.


Severe external hazard on hypothetical JSFR in 2010

近澤 佳隆; 加藤 篤志; 早船 浩樹; 島川 佳郎*; 神島 吉郎*

Nuclear Technology, 192(2), p.111 - 124, 2015/11




Performance verification tests of JT-60SA CS model coil

尾花 哲浩*; 村上 陽之; 高畑 一也*; 濱口 真司*; 力石 浩孝*; 三戸 利行*; 今川 信作*; 木津 要; 夏目 恭平; 吉田 清

Physica C, 518, p.96 - 100, 2015/11

In the JT-60 Super Advanced (JT-60SA) fusion experimental device, the magnet system consists of a central solenoid (CS) coil, 18 toroidal field coils and 6 plasma equilibrium (EF) field coils. The CS coil is composed of four electrically independent modules consisting of a quad-pancake and 6 octa-pancakes. In order to verify the process for the coil manufacturing and the fabrication jigs, the CS model coil was developed. The model coil is composed of one quad-pancake, which is the same dimension as the quad-pancake utilized in the module of the CS coil. Nb$$_{3}$$Sn cable-in-conduit (CIC) conductors used for the model coil is the same as conductors for the CS coil. As a final check of the coil manufacturing, the cold test of the model coil was conducted at the Nation Institute for Fusion Science (NIFS) test facility. The critical current, joint resistance, and pressure drop of the model coil were measured in the cold test. In addition, self-magnetic field of the model coil was measured. In this paper, the results of the performance verification tests are described.

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