地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(令和4年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 石原 隆仙; 小川 大輝; 箱岩 寛晶; 渡部 豪; 西山 成哲; 横山 立憲; 小形 学; et al.

JAEA-Research 2023-005, 78 Pages, 2023/10

JAEA-Research-2023-005.pdf:6.51MB

本報告書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和4年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第4期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を進めている。本報告書では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。

Strong decays of singly heavy baryons from a chiral effective theory of diquarks

Kim, Y.*; 岡 眞; 末永 大輝*; 鈴木 渓

Physical Review D, 107(7), p.074015_1 - 074015_15, 2023/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.107.074015

重いクォークを1個含むバリオンは重クォークとダイクォークの束縛状態として記述できる。本研究では、ダイクォークのカイラル有効理論に基づき、ダイクォーク間のパイオン結合による遷移を模型化して、重バリオンの崩壊確率に関する研究を行った。

-wave fully charmed tetraquark resonant states

Wang, G.-J.*; Meng, Q.*; 岡 眞

Physical Review D, 106(9), p.096005_1 - 096005_9, 2022/11

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.106.096005

クォーク模型を用いて、チャームクォークの4体系であるテトラクォークのS波の共鳴状態の探索を行った。複素スケーリング法を用いた計算でスピンーパリティが, , の各チャネルに2個ずつ共鳴が存在することを明らかにした。しかし、これらの共鳴は最近の実験で見つかったと比べると100MeV近く高いところに存在していることが解った。

Doubly heavy tetraquarks in a chiral-diquark picture

Kim, Y.*; 岡 眞; 鈴木 渓

Physical Review D, 105(7), p.074021_1 - 074021_17, 2022/04

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.105.074021

重いクォークを二個含むテトラクォーク(ダブルヘビーテトラクォーク)は深い束縛状態として存在する可能性があり、理論的・実験的に昔から注目されてきた。さらに、残りの二個の軽い反クォークはダイクォーク構造が発達している可能性があり、軽いクォークに寄与するQCD真空の理解に役立つという意味でも興味深い。本研究では、カイラル対称性を尊重した(軽い)ダイクォーク自由度を含むポテンシャル模型を用いて、ダブルヘビーテトラクォーク (、ただし、, )の質量スペクトルを調べた。特に、, , テトラクォークを二個のヘビークォークと一個の反ダイクォークから構成される三体系として記述し、三体ポテンシャル模型を解くことにより質量スペクトルを求めた。この解析により、は束縛状態として存在するが、とは(深い)束縛状態として存在しないことを予言した。さらに、カイラル対称性が(部分的に)回復した状況における(ダイクォーク質量変化に伴う)テトラクォークの質量変化の予言も行った。

Dynamic accommodation of internal stress and selection of crystallographic orientation relationship in pearlite

雨宮 雄太郎*; 中田 伸生*; 諸岡 聡; 小坂 誠*; 加藤 雅治*

ISIJ International, 62(2), p.282 - 290, 2022/02

https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2021-164

To gain a deeper understanding of the dynamic accommodation mechanism of the internal stress in pearlite originating from the lattice misfit between ferrite and cementite phases, the lattice parameter ratios of cementite, b/a and c/a, were locally analyzed in detail using the electron backscatter diffraction (EBSD) technique. The EBSD analysis revealed that the lattice parameter ratios of the cementite lamellae clearly differed from those of the spheroidized cementite particles, indicating that pearlite has a certain amount of internal stress as long as it maintains a lamellar structure. The internal stress in pearlite gradually decreased during the isothermal holding at 923 K after the pearlitic transformation due to the interfacial atomic diffusion of Fe atoms. However, a comparison with the theoretical values obtained from the Pitsch-Petch orientation relationship revealed that a large amount of internal stress had been already accommodated during the pearlitic transformation by the introduction of misfit dislocations and structural ledges on ferrite/cementite lamellar interfaces, i.e., the internal stress of pearlite is dynamically reduced by two different processes; built-in accommodation upon pearlitic transformation and additional time-dependent relaxation after pearlitic transformation. On the other hand, the analysis of the EBSD and neutron diffraction results yielded intriguingly different lattice parameters of cementite, indicating that various crystallographic orientation relationships between ferrite and cementite coexist in pearlite. Furthermore, the elastic strain energy analysis suggests that the invariant-line criterion on the ferrite/cementite interface plays an important role for the selection of orientation relationships in pearlite.

大洗研究所における眼の水晶体の被ばく管理方法の検討

松岡 天音; 安宗 貴志; 小島 信広; 宮内 英明; 高崎 浩司; 橋本 周

JAEA-Review 2021-055, 11 Pages, 2021/12

JAEA-Review-2021-055.pdf:1.12MB

電離放射線障害防止規則等の改正が令和3年4月1日に施行され、眼の水晶体の線量限度が引き下げられ、眼の水晶体の等価線量の算定に3mm線量当量が追加された。線量管理ガイドラインでは、管理基準を超えるおそれのある場合に、従来の管理に加えて眼の近傍に個人線量計を着用することを求めている。また眼の近傍で測定した3mm線量当量を眼の水晶体の等価線量とするとしている。本報告では今後の管理方法を検討するため、線量限度を超えるおそれのある作業が過去に行われていたか調査を行った。調査の結果、平成20年度以降の全作業における眼の水晶体の被ばく線量は、線量限度と比較し十分低い値であった。このため、通常実施される作業については、眼の近傍に個人線量計を着用する追加管理の必要はないと結論付けた。今後も従来通り、体幹部均等被ばく状況下では体幹部基本部位のみ、体幹部不均等被ばく状況下では体幹部基本部位及び最大線量部位に線量計を着用する管理方法を基本とする。なお、眼の水晶体の被ばく線量が高い作業を行う場合には、眼の近傍に水晶体線量計を着用し3mm線量当量を測定することとする。

Heavy baryon spectrum with chiral multiplets of scalar and vector diquarks

Kim, Y.*; Liu, Y.-R.*; 岡 眞; 鈴木 渓

Physical Review D, 104(5), p.054012_1 - 054012_18, 2021/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.054012

本論文では、スカラー及びベクトルダイクォークのカイラル有効理論を線形シグマ模型に基づいて構成する。有効理論の主な適用として、チャームまたはボトムクォークを1個含むシングルヘビーバリオンの基底状態と励起状態を記述する。ヘビークォーク()とダイクォーク間の2体ポテンシャルを用いて、ヘビークォーク・ダイクォーク模型を構築し、, , , バリオンの正パリティ及び負パリティ状態のスペクトルを求める。ここで、有効理論に含まれる質量や相互作用パラメータは、格子QCDから得られたダイクォーク質量やヘビーバリオンの実験値を用いて決定される。結果として、擬スカラーダイクォーク質量の逆ヒエラルキーに起因して(フレーバー)の負パリティ励起状態のスペクトルが、とは異なる振る舞いを示すことを示す。一方で、, (フレーバー)のスペクトルは、と同様である。さらに、我々のヘビークォーク・ダイクォーク模型による結果と実験値やクォーク模型による結果との比較を議論する。

Survival probabilities of charmonia as a clue to measure transient magnetic fields

岩崎 幸生*; 慈道 大介*; 岡 眞; 鈴木 渓

Physics Letters B, 820, p.136498_1 - 136498_6, 2021/09

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136498

本論文では、時間依存する空間一様磁場中でのS波チャーモニウムの時間発展を数値的に計算し、各固有状態が磁場の減衰後にどれだけ生き残るかを示す指標(残存確率)を見積もる。このような研究は、RHICやLHCなどで行われている相対論的重イオン衝突実験において瞬間的に生成される磁場の測定(特に、磁場の大きさや磁場の寿命の測定)に役立つことが期待される。本解析では、磁場中で起こる異なるスピン固有状態の混合効果や高軌道励起状態への遷移効果が含まれており、これらの効果は最終的な残存確率に影響を及ぼす。結果として、磁場の寿命が極端に短い場合でさえも残存確率の有意な変化が見られることや、残存確率が初期状態のスピン配位に依存することが判明した。このような残存確率は、スピンパートナー同士(スピン1重項とスピン3重項)の和をとることにより初期配位に依存しない量となり、この量はの関数(は磁場の寿命、は磁場の最大値に対応するパラメータ)として表されることを示す。

Higher fully charmed tetraquarks; Radial excitations and -wave states

Wang, G.-J.*; Meng, L.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*

Physical Review D, 104(3), p.036016_1 - 036016_15, 2021/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.036016

チャームクォーク2個と反クォーク2個の束縛状態であるテトラクォークの動径励起状態と波励起状態のスペクトルを、クォーク模型を用いて解析した。クォーク模型は標準的なカラークーロン力と線形閉じ込め力を持つもので、チャーモニウム状態でパラメータを決めた。ダイクォークの基底状態を用いて、カラーがとの状態を取り入れた計算の結果、状態が低いエネルギーとなることがわかった。モードとモードの励起状態を調べた結果、最近発見されたX(6900)に相当するエネルギー領域には状態、状態、状態、および波状態が対応していることが明らかになった。また、エキゾチックな量子数を持つや状態は主に波の, にそれぞれ崩壊することがわかった。

Radioactivity and radionuclides in deciduous teeth formed before the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident

高橋 温*; 千葉 美麗*; 棚原 朗*; 相田 潤*; 清水 良央*; 鈴木 敏彦*; 村上 忍*; 小荒井 一真; 小野 拓実*; 岡 壽崇; et al.

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.10355_1 - 10355_11, 2021/05

https://doi.org/10.1038/s41598-021-89910-0

The Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FNPP) accident released substantial amounts of radionuclides into the environment. We collected 4,957 deciduous teeth, from children living in Fukushima and reference prefectures. Radioactivity was detected in most of the teeth examined and was attributed to the presence of natural radionuclides, including K and daughter nuclides in U and Th series. Additionally, artificial radionuclides, Sr and Cs, were detected in the teeth obtained from children from Fukushima and the reference prefectures. However, these radionuclides were not believed to have originated from the FNPP accident. Because the teeth examined in the present study were formed before the FNPP accident occurred, the aforementioned findings may serve as important control data for future studies regarding the radioactivity of teeth formed after the FNPP accident.