Neutrino signals from the formation of a black hole; A Probe of the equation of state of dense matter

住吉 光介*; 山田 章一*; 鈴木 英之*; 千葉 敏

Physical Review Letters, 97(9), p.091101_1 - 091101_4, 2006/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.091101

最終的にブラックホールが生成される大質量星の重力崩壊を、高密度核物質の状態方程式として2種類のセットを用いてニュートリノ輸送を取り入れた一般相対論的流体力学計算により研究した。内部殻のバウンスとショック波の停滞に続いて起こる質量降着による原始中性子星のブラックホールへの崩壊が状態方程式の違いによって異なる時間スケールで起こることが判明した。それに伴うニュートリノ放出は、エネルギーと光度を増加させながら0.5から1.5秒で終結する。超新星爆発の際に放出されるニュートリノのこのような性質は、ブラックホール生成のシグナルとして、また高密度物質の状態方程式を決定するために用いることができる可能性がある。

Phase relationships and equations of state for FeS at high pressures and temperatures and implications for the internal structure of Mars

浦川 啓*; 染谷 恵子*; 寺崎 英紀*; 桂 智男*; 余越 祥*; 舟越 賢一*; 内海 渉; 片山 芳則; 末田 有一郎*; 入舩 徹男*

Physics of the Earth and Planetary Interiors, 143-144, p.469 - 479, 2004/06

https://doi.org/10.1016/j.pepi.2003.12.015

スプリングエイト放射光と組合せた大容量マルチアンビル高圧装置を用いて、硫化鉄のエックス線回折実験を22GPa, 1600Kまでの高温高圧下にて行った。単斜晶系のFeS III相と六方晶系のFeS IV相の境界及びFeS IV相と砒化ニッケル構造のFeS V相の境界が、精密に決定され、各相の状態方程式が測定された。この結果をもとに、火星内部の構造モデルを議論した。

超伝導空胴共振周波数振動のモデル化

千代 悦司*; 築島 千尋*; 大内 伸夫; 椋木 健*; 水本 元治

KEK Proceedings 99-25, p.41 - 44, 2000/02

超伝導空胴の高周波制御系の設計・動作解析を行うために、超伝導空胴のローレンツ力による共振周波数変動の数式モデルを導出した。陽子加速を行う超伝導空胴は、空胴内に高周波電磁場を励振すると電磁応力により壁面が変形し機械的振動を起こす。この振動により空胴共振周波数が変動し、高周波特性も変化する。構造解析コードを用いた解析により、壁面振動は複数の固有振動モードの合成で表現される。また、電磁解析コードより、壁面変位に対する共振周波数の変化量が求められる。共振周波数変動の数式モデルは、数次の固有振動モードからなる方程式で構成され、上記2つの汎用解析コードの出力パラメータを用いて変動を表現する。このモデルにより、超伝導空胴加速器の高周波制御系の伝達・応答特性等の評価が容易となる。報告では、本モデルと汎用コードの結果との再現性を確認し、標題モデルの状態方程式を提示した。

SIMMER-III Analytic Equation-of-State Model

守田 幸路; 飛田 吉春; 近藤 悟; E.A.Fischer*

JNC TN9400 2000-005, 57 Pages, 1999/05

JNC-TN9400-2000-005.pdf:2.92MB

高速炉安全解析コードSIMMER-IIIで使用する解析的状態方程式(EOS)モデルを開発した。汎用的な熱力学的関数式を使用した本モデルは、計算効率を犠牲にすることなく、幅広い温度および圧力領域での炉心物質の熱力学的特性を充分な精度で記述し、基本的な熱力学的関係を満足するように設計されている。本報告書では、このEOSモデルと結合した圧力反復計算の流体力学アルゴリズムについても記述した。二酸化ウラン、混合酸化物燃料、ステンレス鋼およびナトリウムの臨界点までのEOSデータについては、最新でかつ最も信頼できるデータに基づき、基本的な熱力学的関係を用いて求めた。EOSデータの熟力学的整合性と精度についても既存データと比較することで議論した。

Nuclear matter structure studied with quantum molecular dynamics

丸山 敏毅; 仁井田 浩二*; 親松 和浩*; 丸山 智幸*; 千葉 敏; 岩本 昭

Nuclear Physics A, 654(3-4), p.908C - 911C, 1999/00

超新星や中性子星表面における、低い密度領域では、密度の低下とともに、一様な構造から泡状の穴、パイプ穴板状、棒状、球状原子核へと構造が変化するのではないかと言われている。この奇妙な形状は超新星爆発の際、爆発強度を左右するニュートリノ吸収過程に影響したり、中性子星自転周期の変動のメカニズムに大きくかかわっている可能性がある。われわれは原子核反応の微視的シミュレーションであるQMDに周期境界条件を課すことで核物質のシミュレーションを行った。その結果従来の研究で予想された構造に近いものが現れたが、形や配置が不規則で、また低密度では粒子等の軽いクラスターが混在するという、これまでの研究と異なる点も見られた。

格子ガスセルオートマトンの気液モデルによる相分離の研究

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

JAERI-Research 97-043, 26 Pages, 1997/07

JAERI-Research-97-043.pdf:1.4MB

本報告書では、格子ガスセルオートマトンの気液モデルによる相分離の研究について記述する。気液モデルは、流体現象をシミュレーションする手法である格子ガスセルオートマトンに長距離相互作用を導入することによって、相分離現象のシミュレーションを可能としたモデルである。一部の長距離相互作用を含んだ気液モデルに対しては、既に統計力学的な解析がなされ、状態方程式を導出することによって、相分離についての説明が与えられている。本報告書では、まだ考慮されていなかった残りの相互作用をすべて取り込むことによって、既に導出されていた状態方程式の修正を行った。さらに、計算機シミュレーションによって、修正された状態方程式の検証を行い、状態方程式と相分離の様子の関係を考察した。

Development of fuel failure detection system for a high temperature gas cooled reactor, IV

片桐 政樹; 岸本 牧; 寺田 博海; 若山 直昭; 川目 進*; 小畑 雅博; 伊藤 博邦; 吉田 広; 小林 紀昭

IEEE Transactions on Nuclear Science, 37(3), p.1400 - 1404, 1990/06

https://doi.org/10.1109/23.57393

高温ガス炉の燃料破損を検出するには、燃料が正常な状態であっても一次冷却材ヘリウム中に放出されるFPによるバックグラウンド放射能が含まれるため、この量を予測することが不可欠である。一方、燃料破損による放射能及び上記バックグラウンド放射能の放出量は原子炉出力、燃料温度等に依存する。このため、燃料破損検出を行なうには、これらパラメータを変数とした状態方程式を求めることが必要である。状態方程式を求めるのに最も必要な特性は、希ガスFP放射能の燃料温度特性と原子炉出力依存性及びプレシピテータの応答特性であるが、今回JMTRでのFFD実験データを解析することにより、これら特性を求めることができた。また、79サイクルに偶然におきた燃料破損の過渡期の応答特性を測定解析した結果、破損形態を利用した燃料破損検出の可能性を提起することができた。

レーザー励起プラズマEUV光源ターゲット分散過程のモデル構築

佐々木 明; 砂原 淳*; 西原 功修*

no journal, , 

EUV光源の特性の評価と最適化のため、プラズマ流体シミュレーションに気液相転移の過程を考慮した理論的検討、数値モデリングを行っている。Sn液滴をレーザーで照射すると、加熱による沸騰、衝撃波による破砕の過程や、いったん気化したSnが膨張、冷却する間に凝縮するなどのさまざまな過程で微粒子が発生すると考えられる。流体とともに動くラグラジアンメッシュを用い、それを各時刻、場所の温度、密度において熱力学的に与えられる気液の比に従って動的に分割することにより、微粒子や気泡の分布を直接取り扱うモデルを構築した。固体・液体および気体についてそれぞれ理想的な状態の存在比をファンデルワールスモデルによって求め、その間の転移過程において、前後の自由エネルギー(熱, ひずみ, 表面エネルギー)が保存されるように定式化した。このようなモデルについて、Sn液滴の分散に対応する条件で検証を行っているので報告する。