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山本 啓介; 中川 拓哉; 下条 裕人; 木島 惇; 三浦 大矢; 小野瀬 芳彦*; 難波 浩司*; 内田 広明*; 坂本 和彦*; 小野 千佳*; et al.
JAEA-Technology 2024-019, 211 Pages, 2025/02
JAEA-Technology-2024-019.pdf:35.35MB
日本原子力研究開発機構(以下、「JAEA」という。)核燃料サイクル工学研究所旧ウラン濃縮施設は、遠心分離法によるウラン濃縮技術を確立させるための技術開発を本格的に行う目的で建設された施設であり、単機遠心分離機の開発、遠心機材料の開発及び遠心機によるウラン濃縮処理を主に実施したG棟及びG棟に付属するH棟、遠心分離機の小規模カスケード試験を行っていたJ棟、遠心分離機の寿命試験を行っていたL棟、その他ウラン貯蔵施設、廃棄物保管施設、廃水処理施設など複数の施設で構成されていた。これらの施設におけるウラン濃縮技術開発は、開発技術の日本原燃(株)のウラン濃縮工場及びウラン濃縮技術開発センターへの技術移転が完了し、JAEAにおける技術開発の当初の目的が達成されたため、平成13年に終了した。廃水処理室は、昭和51年に建設され、旧ウラン濃縮施設で発生した放射性廃水の処理を行ってきたが、平成20年度に廃水処理室以外の施設に廃水処理設備が整備されて以降は、施設のバックアップ的な位置づけとして維持管理されてきた。さらに、昨今においては、他の施設における廃水処理の実績等からバックアップとしての必要性が無くなり、施設も建設後約48年が経過し、老朽化も進んでいたことから、施設中長期計画に基づき同施設を廃止措置することになり、令和3年11月から令和5年8月に内装設備の解体撤去を行った。本報告は令和5年9月から令和6年3月に行った管理区域解除のための放射線測定に係る実積と関連する知見をまとめたものである。
内田 和杜*; 増田 造*; 原 伸太郎*; 松尾 陽一*; Liu, Y.*; 青木 裕之; 浅野 吉彦*; 宮田 一輝*; 福間 剛士*; 小野 俊哉*; et al.
ACS Applied Materials & Interfaces, 16(30), p.39104 - 39116, 2024/07
被引用回数：2 パーセンタイル：43.86(Nanoscience & Nanotechnology)Zwitterionic MPC polymer coatings effectively deter blood coagulation and protein buildup on medical devices. Researchers synthesized MPC copolymers containing a cross-linking unit (MPTMSi) plus one of four hydrophobic anchoring groups (MPTSSi, BMA, EHMA, LMA) and applied them to PDMS, PP, and PMP. These treatments yielded uniformly hydrophilic, electrically neutral surfaces. Protein adsorption tests showed that PMBSi (BMA) best resisted fluorescently labeled BSA, while PMLSi (LMA) was comparatively weaker, although all four coatings minimized platelet adhesion. Further analyses linked these differences in protein adsorption to varying swelling behaviors in water. Indeed, PMLSi absorbed more water, allowing some protein infiltration yet still repelling platelets. When tested under circulating flow to mimic shear stress, PMMMSi (MPTSSi) and PMLSi coatings on PP and PMP demonstrated excellent durability and platelet repellency. Overall, this study highlights how hydrophobic moieties can boost both hemocompatibility and stability of MPC-based coatings, promising improved performance in medical devices requiring low protein fouling, reduced platelet adhesion, and long-term reliability.
dynamics in the H conductors LaH
O
玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.
Physical Review B, 107(18), p.184114_1 - 184114_8, 2023/05
被引用回数：1 パーセンタイル：8.86(Materials Science, Multidisciplinary)Using an incoherent quasi-elastic neutron scattering (QENS) technique, we investigate H dynamics in a series of oxyhydrides LaHO that exhibit characteristic high H conductivity. In the end member LaH
(
= 0), two kinds of H dynamics are identified: the jump diffusion and the localized motion. The jump length in the jump diffusion mode increases with increasing 
. The localized motion is identified as a jump between the two inequivalent sites. These dynamics are corroborated by our molecular dynamical simulations. Our QENS data suggest that similar H dynamics occurs also in oxyhydrides LaHO ( 
0), whose H concentration dependence is consistent with the previous measurement of ionic conductivity. We also discuss the possibility that LaHO is an example of H ion conductors governed by the concerted migration mechanism. The identified H dynamics is a key to understanding the anomalous hydrogen concentration dependence of the diffusion coefficient in lanthanum hydrides, which has been a longstanding mystery in this compound.
小野 滉貴*; 肥後本 隼也*; 齋藤 優冴*; 内野 瞬; 西田 祐介*; 高橋 義朗*
Nature Communications (Internet), 12, p.6724_1 - 6724_8, 2021/11
被引用回数：10 パーセンタイル：61.72(Multidisciplinary Sciences)量子輸送は物理学においてお馴染みの概念である。特に、端子間で生じる量子輸送は固体物理において多く研究がなされており、基礎的な重要性に加え、量子デバイスへの応用も考えられている。最近では、操作性の高い冷却原子気体を用いた量子輸送の研究-アトムトロニクス-が行われるようになり、メゾスコピック輸送を理解する新たなアプローチとして注目されている。今回、我々は2軌道光学格子中でのYb原子気体を用いた量子輸送のスキームを実現した。我々のスキームでは、多成分フェルミ原子気体と局在不純物からなる系を考え、カレントは不純物と原子気体との相互作用によりスピン空間上で生じる。我々は実際、このスキームで生じる多彩な量子輸送を明らかにした。本研究は、スピン自由度を用いたアトムトロニクスの扉を開く重要な成果であったと考えられる。
平石 雅俊*; 飯村 壮史*; 小嶋 健児*; 山浦 淳一*; 平賀 晴弘*; 池田 一貴*; Miao, P.*; 石川 喜久*; 鳥居 周輝*; 宮崎 正範*; et al.
Nature Physics, 10(4), p.300 - 303, 2014/04
被引用回数：111 パーセンタイル：94.98(Physics, Multidisciplinary)High-temperature (high-
) superconductivity appears as a consequence of the carrier-doping of an undoped parent compound exhibiting antiferromagnetic order; thereby, ground-state properties of the parent compound are closely relevant to the superconducting state. On the basis of the concept, a spin-fluctuation has been addressed as an origin of pairing of the superconducting electrons in cuprates. Whereas, there is growing interest in the pairing mechanism such as an unconventional spin-fluctuation or an advanced orbital-fluctuation due to the characteristic multi-orbital system in iron-pnictides. Here, we report the discovery of an antiferromagnetic order as well as a unique structural transition in electron-overdoped LaFeAsO
H
(
), whereby another parent phase was uncovered, albeit heavily doped. The unprecedented two-dome superconducting phases observed in this material can be interpreted as a consequence of the carrier-doping starting from the original at 
and advanced at parent phases toward the intermediate region. The bipartite parent phases with distinct physical properties in the second magnetic phase provide us with an interesting example to illustrate the intimate interplay among the magnetic interaction, structural change and orbital degree of freedom in iron-pnictides.
Park, S.-W.*; 溝口 拓*; 樹神 克明; 社本 真一; 大友 季哉*; 松石 聡*; 神谷 利夫*; 細野 秀雄*
Inorganic Chemistry, 52(23), p.13363 - 13368, 2013/12
被引用回数：35 パーセンタイル：83.00(Chemistry, Inorganic & Nuclear)We report the synthesis, structure, and electromagnetic properties of Cr-based layered oxyarsenides LnCrAsO (Ln = La, Ce, Pr, and Nd) with a ZrCuSiAs-type structure. All LnCrAsO samples showed metallic electronic conduction. Electron doping in LaCrAsO by Mnsubstitution for the Cr sites gave rise to a metal-insulator transition. Analysis of powder neutron diffraction data revealed that LaCrAsO had Gtype antiferromagnetic (AFM) ordering, i.e., a checkerboard-type AFM ordering in the CrAs plane and antiparallel spin coupling between the adjacent CrAs planes, at 300 K with a large spin moment of 1.57 
along the c axis. The magnetic susceptibility of LaCrAsO was very small (on the order of 10
emu/mol) and showed a broad hump at 
550 K. First-principles density functional theory calculations of LaCrAsO explained its crystal structure and metallic nature well, but could not replicate the antiparallel spin coupling between the CrAs layers. The electronic structure of LaCrAsO is discussed with regard to those of related compounds LaFeAsO and LaMnAsO.
半那 拓*; 松石 聡*; 樹神 克明; 大友 季哉*; 社本 真一; 細野 秀雄*
Physical Review B, 87(2), p.020401_1 - 020401_5, 2013/01
被引用回数：37 パーセンタイル：78.36(Materials Science, Multidisciplinary)Manganese oxyarsenide hydrides LaMnAsOH ( = 0-0.73) were synthesized by a solid state reaction under a high pressure of 2 GPa. The hydride ions H
in O
sites induced an insulator-to-metal conversion and suppressed the antiferromagnetic ordering of Mn spins. Instead, ferromagnetism with negative magnetoresistance was observed. The Curie temperature and saturated moment per Mn increased with up to 264 K and 1.5 , respectively, at = 0.73. These results indicate that H donate conduction electrons to the MnAs layer, mediating a direct ferromagnetic interaction between Mn atoms.
中田 隼矢; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*; 谷川 博康
Metallurgical Journal, LXIII(Sp.), p.146 - 150, 2010/08
スモールパンチ試験は微小試験片試験技術の一つであるスモールパンチ(SP)試験について、Ramberg-Osgood則を用いて有限要素解析(FEA)モデルを構築し、SP試験から引張特性を推定することを試みた。その結果、試験片のネッキングが顕著化する領域までではあるが、FEAによって実験にて得られたSP曲線を再現できた。SP試験片で相当塑性ひずみが最も大きくなる箇所のMises相当応力とRamberg-Osgood則による全ひずみの関係が、引張試験によって計測された真応力-真ひずみ線図とよく一致することを見いだし、0.2%耐力,引張強度,均一伸びを評価することが可能となった。
坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05
日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。
坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.
Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06
コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。
中田 隼矢; 谷川 博康; 芝 清之; 駒崎 慎一*; 藤原 幹夫*; 幸野 豊*; 香山 晃*
日本金属学会誌, 71(2), p.239 - 243, 2007/02
被引用回数：5 パーセンタイル：36.69(Metallurgy & Metallurgical Engineering)本研究では、靱性の改善などを目的に製作されたF82H mod3について、靱性改善などの処理がクリープ強度へ及ぼす影響について検討を行った。F82H mod3のクリープ試験を行った結果、F82H IEA-heatと比べ、高応力短時間側の試験結果では著しい強度低下が認められた。これは、低放射化と高純度化の観点から窒素量を減じた(mod3:0.0014%, IEA-heat:0.0060%)ことが要因として考えられる。一方で、負荷応力を下げると破断時間が大幅に長時間側にシフトする傾向が確認された。この結果より、長時間側では両鋼の強度差はほとんどなくなるものと考えられる。両鋼の析出物を抽出残差法によって解析した結果、IEA-heatでは高温域の試験後に析出物が減少しているものの、mod3では析出物の量はほとんど変わらなかったことが確認された。これら、析出物とクリープ特性の関係について検討を行った。
中田 隼矢; 駒崎 慎一*; 中島 基樹*; 幸野 豊*; 谷川 博康; 芝 清之; 香山 晃*
日本金属学会誌, 70(8), p.642 - 645, 2006/08
被引用回数：4 パーセンタイル：33.08(Metallurgy & Metallurgical Engineering)スモールパンチ(SP)試験では、これまで原子力材料の分野で延性脆性遷移温度(DBTT)や靱性の評価などが行われてきた。われわれの研究で、SP試験を改良したSPクリープ試験によって、核融合炉構造材料である低放射化フェライト鋼F82H及びJLF-1の非照射環境でのクリープ特性を評価できることを報告している。今回、SPクリープ試験と同様にF82H及びJLF-1について、非照射環境にて室温と高温域(823923K)でSP試験を行った結果、標準の高温引張試験結果と良好な相関関係が成立っていることを新たに明らかにした。両試験結果の間には、次のような関係式、
=1.5
+96, 
=0.37
+85が成立つことがわかった。ここで、とはそれぞれSP試験にて局部変形が開始する荷重とその最大荷重である。またと
は引張試験により得られた降伏強度と引張強度である。これらの関係には、鋼種及び温度の明瞭な依存性は認められなかった。以上の結果より、SP試験法によってこれまで報告されてきた靱性やクリープ特性だけではなく、高温引張強度も評価できることがわかった。
pollen with 
-rays and carbon ions内藤 健*; 草場 信*; 鹿園 直哉; 高野 敏弥*; 田中 淳; 谷坂 隆俊*; 西村 実*
Genetics, 169(2), p.881 - 889, 2005/02
被引用回数：117 パーセンタイル：88.63(Genetics & Heredity)放射線による突然変異の分子メカニズムを明らかにするため、シロイヌナズナの花粉に線とイオンビームを照射し、それを交配することで後代における変異を追跡した。本実験系は、片親の花粉に照射することで、通常では致死になるような染色体異常も検出できる。分子マーカーを用いた欠失サイズの推定の結果、線照射によるDNA変異の多くは2Mbにも及ぶ巨大な欠失であり、点様の突然変異は1割以下でしかなかった。このことは、線は点様変異誘発が多いという従来の考え方とは異なる結果である。LETが大きい炭素イオンビームにおいても2Mb以上の巨大な欠失が多く観察されたが、そのうち幾つかは致死にならない染色体異常が観察され、線とイオンビームの差異を示唆するものかも知れず、今後のさらなる検討が待たれる。
谷川 博康; 中田 隼矢*; Kim, D.-H.*; 安堂 正己; 芝 清之; 廣瀬 貴規; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*; 香山 晃*
no journal, ,
放射化フェライト鋼は25年近く欧州,米国、及び日本で開発が進められてきた材料であり、フェライト/マルテンサイト系耐熱鋼(例えばMod 9Cr-1Mo鋼:T91)の組成を元に、添加元素のMoやNbをW, Ta等で置き換えることで誘導放射能の低減を狙い、さらなる特性の改善が行われてきた材料である。日本において開発された低放射化フェライト鋼としては、F82H鋼(Fe-8Cr-2W-V,Ta)が代表的なものであり、世界をリードする立場にある。特にF82Hは、非照射環境下における総合的性能(基本強度特性,部材製作性,溶接性)についての基礎的開発がほぼ完了しており、これまで5トンレベルの大型溶解材が4度溶製され、その溶接材とともに、IEAラウンドロビン試験に供され、現段階において世界で最もデータベースが充実した低放射化フェライト鋼となっている。本報告では、F82Hの母材及び溶接部のクリープ及び疲労特性をまとめ、かつブラケット設計課題について示す。
中田 隼矢; 谷川 博康; 安堂 正己; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*
no journal, ,
F82HはITER
TBMの構造材料であるが、TBMの製造にあたっては、部材同士が溶接によって接合されるため、溶接接合部の強度特性を把握することが重要である。本研究では、これまで未評価であったTIG溶接、及び電子ビーム溶接によって接合された、溶接継手材のクリープ特性について評価を行った。その結果、高応力域では母材と比べて溶接継手材の破断時間は4割強まで低下したが、低応力域では67割程度の低下に留まっていた。また、TIG及び電子ビーム溶接継手材の明瞭な強度差は確認されなかった。本試験条件下では、溶接の際の熱影響部における脆性的な破壊は観察されなかった。
中田 隼矢; 谷川 博康; 駒崎 慎一*; 幸野 豊*
no journal, ,
低放射化フェライト鋼では、低誘導放射化の観点から窒素の減量が計られているが、製鋼性の向上や高温強度向上の観点からは、ある程度の窒素添加が望ましい。Fe-8.5Cr-2W-0.2V-0.08TaをベースにN量を調整した鋼、N1(N:100ppm), N2(N:250ppm), N3(N:500ppm)を作成し、クリープ特性に及ぼす窒素量依存性の検討を行った。その結果、高応力域では窒素添加量の増加に伴ってクリープ強度が明らかに増加したが、低応力域では鋼種間の明瞭な強度差は確認できなかった。破断後の試験片を分析した結果、低温・高応力域の試験では、窒素添加量が多い方が、破断後の試験片の硬さや鋼中の微細な析出物が維持されていることを確認した。よって、応力負荷下の析出物の安定性の違いが軟化傾向に差をもたらし、結果的にクリープ特性に差が生じたと考えられる。
O中のヒドリドダイナミクスの解明玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.
no journal, ,
ヒドリド(H)は、そのイオン半径・電荷・電子分極率の大きさから高速イオン伝導が期待されるイオンであり、また中性子に対して水素特有の大きなインコヒーレント散乱断面積を持つ。そのため、H伝導体は、インコヒーレント中性子準弾性散乱(QENS)法によってイオン伝導の微視的メカニズムを探査する上で格好の物質群である。本研究では、非常に高いH伝導度を示すLaHOを対象に、インコヒーレントQENSによるイオンダイナミクスの探査を行った。その結果、長距離拡散と非等価サイト間ジャンプ運動の二種類のダイナミクスの特定に成功し、これらのダイナミクスはH濃度が高いほど活発であった。当日は、これらのダイナミクスの活性化エネルギーや我々の分子動力学計算の結果等に基づいて、イオン間の多体効果を反映した協奏的イオン伝導メカニズムが本系の高いH伝導度の起源である可能性を議論する。
駒崎 慎一*; 千田 真司*; 中田 隼矢; 幸野 豊*; 谷川 博康
no journal, ,
核融合原型炉では、構造材料に対するクリープ損傷がブランケットの主損傷の一つになると想定される。したがって、ブランケットの長期運用のためには、構造材料のクリープ損傷を評価し、その余寿命を推定することが重要となる。そこで本研究では、微小試験片試験技術の一つであるスモールパンチ(SP)クリープ試験を用いて、低放射化フェライト鋼のクリープ損傷を評価し、そのクリープ余寿命の推定に資することを目的とした。その結果、クリープ損傷材をSPクリープ試験に供したところ、損傷量にしたがって、クリープ強度が低下していることを確認した。この結果をもとに、線形損傷則によって、クリープ余寿命の評価を行った。試験数が十分でないためか、クリープ寿命を過大に評価する結果も見受けられたが、多くの結果はクリープ余寿命を精度よく評価することができていた。これは、SPクリープ試験結果を利用した線形損傷則による損傷評価によって、低放射化フェライト鋼のクリープ余寿命を推定できる可能性があることを示唆するものである。
安堂 正己; 谷川 博康; Li, M.*; 中田 隼矢; Stoller, R.*; 幸野 豊*
no journal, ,
本研究では、照射下クリープ測定済の試験片について、そのクリープ機構を明らかにするために、ミクロ組織観察及びレプリカ観察を行った。供試材料はF82H及びJLF-1であり、HFIRにて573及び773Kにて中性子照射されたクリープチューブ片の中央を切出したものを用いた。これらの材料について、FIB装置によるミクロ組織観察用試験片・レプリカサンプルを作成した。573K,5dpa材(フープ応力400MPa)のレプリカ像の結果より、析出物が旧オーステナイト粒界に沿う傾向にあること、またこれまでの573K照射材で確認されている微細な球状の析出物がクリープ試験後材でも観察された。
dynamics in the H conductors LaHO玉造 博夢; 福井 慧賀*; 飯村 壮史*; 本田 孝志*; 多田 朋史*; 村上 洋一*; 山浦 淳一*; 倉本 義夫*; 佐賀山 基*; 山田 武*; et al.
no journal, ,
ヒドリド(H)伝導体LaHOは、既報のH伝導体に比べても非常に高いH伝導度を示す。本研究では、この物質の高H伝導度の起源を解明するために、中性子準弾性散乱実験を行った。その結果、本物質中の2種類のHダイナミクスの特定に成功した。この2種類のHダイナミクスは、素過程として再隣接サイト間のジャンプを共有しており、またH濃度が高いほど活発になることが判明した。これらの結果から、本系の高H伝導度はイオンの協奏的伝導によるものである可能性を議論する。
