Non-Hookean large elastic deformation in bulk crystalline metals

Xu, S.*; 大平 拓実*; 佐藤 駿介*; Xu, X.*; 大森 俊洋*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Seiner, H.*; Zoubkov, K.*; 村上 恭和*; et al.

Nature Communications (Internet), 13, p.5307_1 - 5307_8, 2022/09

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32930-9

Crystalline metals can have large theoretical elastic strain limits. However, a macroscopic block of conventional crystalline metals practically suffers a very limited elastic deformation of 0.5% with a linear stress-strain relationship obeying Hooke's law. Here, we report on the experimental observation of a large tensile elastic deformation with an elastic strain of 4.3% in a Cu-based single crystalline alloy at its bulk scale at room temperature. The large macroscopic elastic strain that originates from the reversible lattice strain of a single phase is demonstrated by in situ microstructure and neutron diffraction observations. Furthermore, the elastic reversible deformation, which is nonhysteretic and quasilinear, is associated with a pronounced elastic softening phenomenon. The increase in the stress gives rise to a reduced Young's modulus, unlike the traditional Hooke's law behaviour. The experimental discovery of a non-Hookean large elastic deformation offers the potential for the development of bulk crystalline metals as high-performance mechanical springs or for new applications via "elastic strain engineering."

Magnetic scattering in the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering and Bragg edge transmission from steel

大場 洋次郎*; 諸岡 聡; 大石 一城*; 佐藤 信浩*; 井上 倫太郎*; 足立 望*; 鈴木 淳市*; 土山 聡宏*; Gilbert, E. P.*; 杉山 正明*

Journal of Applied Crystallography, 49(5), p.1659 - 1664, 2016/10

https://doi.org/10.1107/S1600576716013133

Pulsed neutron sources enable the simultaneous measurement of small-angle neutron scattering (SANS) and Bragg edge transmission. This simultaneous measurement is useful for microstructural characterization in steel. Since most steels are ferromagnetic, magnetic scattering contributions should be considered in both SANS and Bragg edge transmission analyses. An expression for the magnetic scattering contribution to Bragg edge transmission analysis has been derived. The analysis using this expression was applied to Cu steel. The ferrite crystallite size estimated from this Bragg edge transmission analysis with the magnetic scattering contribution was larger than that estimated using conventional expressions. This result indicates that magnetic scattering has to be taken into account for quantitative Bragg edge transmission analysis. In the SANS analysis, the ratio of magnetic to nuclear scattering contributions revealed that the precipitates consist of body-centered cubic CuFe and pure Cu, which probably has 9R structure including elastic strain and vacancies. These results show that effective use of the magnetic scattering contribution allows detailed analyses of steel microstructure.

超深地層研究所計画 年度報告書(2014年度)

濱 克宏; 見掛 信一郎; 石橋 正祐紀; 笹尾 英嗣; 桑原 和道; 上野 哲朗; 大貫 賢二*; 別府 伸治; 尾上 博則; 竹内 竜史; et al.

JAEA-Review 2015-024, 122 Pages, 2015/11

JAEA-Review-2015-024.pdf:80.64MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「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(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなり、2014年度は、2014年2月における深度500mステージの研究坑道の掘削工事の完了に伴い、超深地層研究所計画における深度500mまでの第2段階の調査研究を一旦終了し、これまで実施してきた各種モニタリングを含め、物質移動試験や再冠水試験等の第3段階の調査研究を進めた。本報告書は、2014年度に実施した調査研究、施設建設、共同研究等の成果を取りまとめたものである。

YgjD and YeaZ are involved in the repair of DNA cross-links

小野寺 威文; 佐藤 勝也; 太田 敏博*; 鳴海 一成

Extremophiles, 17(1), p.171 - 179, 2013/01

https://doi.org/10.1007/s00792-012-0506-4

Orthologs of and genes are highly conserved in various organisms. The genome of the radioresistant bacterium possesses single orthologs of (DR_0382) and (DR_0756). Complete loss of either one or both genes did not result in any significant changes in cell growth efficiency, indicating that both genes are not essential for cell viability in , unlike the case with other species such as , and . Survival rates following DNA damage induced by hydrogen peroxide, -methyl--nitro--nitrosoguanidine, ultra violet radiation, -rays, cisplatin and mitomycin C (MMC) were compared among the wild-type strain and / null mutants. Interestingly, the null mutants exhibited high sensitivity to MMC, which mainly causes interstrand DNA cross-links. The sensitivity of the null mutants to MMC was restored to that of the wild-type by transformation with plasmids expressing these genes. These results suggest that and genes are involved in DNA repair and play a role in the repair of DNA cross-links in .

Involvement of universal conserved genes, and orthologs, in DNA repair of

小野寺 威文; 佐藤 勝也; 鳴海 一成; 太田 敏博*

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 107, 2012/01

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2011-043.pdf

In this study, we generated and disruptant strains and investigated the disruption effect to DNA damaging agents in an effort to gain insight into the role of DrygjD and DryeaZ proteins in . We successfully constructed disruptant, disruptant and double-disruptant strains. All the disruptant strains did not exhibit the delayed growth compared to the wild-type strain, clearly indicating that neither DrygjD nor DryeaZ protein is essential for cell viability. These gene disruptant strains exhibited extremely sensitivity to mitomycin C (MMC), which causes inter- and intrastrand DNA crosslinking, suggesting that DrygjD and DryeaZ proteins are involved in the DNA repair mechanism and especially play a critical role in MMC-induced DNA damage in .

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

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。

地下水中の核種移行解析に用いるデータのまとめ

古賀 修; 長柄 収一; 松村 敏博; 竹内 章*; 武田 伸二; 山本 正博*; 佐藤 和彦

JNC TN6440 2004-003, 66 Pages, 2004/03

JNC-TN6440-2004-003.pdf:1.95MB

夜次露天採掘場跡地周辺及び夜次鉱さいたい積場周辺の精度の高い地下水流動解析及び核種移行解析を行うことを目的に、既往解析における課題を抽出するとともに、以下に示す対応方法の検討及び解析用物性値の整理を行った。

Fusion plasma performance and confinement studies on JT-60 and JT-60U

鎌田 裕; 藤田 隆明; 石田 真一; 菊池 満; 井手 俊介; 滝塚 知典; 白井 浩; 小出 芳彦; 福田 武司; 細金 延幸; et al.

Fusion Science and Technology (JT-60 Special Issue), 42(2-3), p.185 - 254, 2002/09

https://doi.org/10.13182/FST02-A227

JT-60及びJT-60Uは、ITER及び定常トカマク炉実現へ向けた物理基盤を構築することを目的として、炉心級プラズマにおける高総合性能の実証とその維持を目指した運転概念の最適化を行って来た。等価核融合エネルギー増倍率(=1.25)や核融合積(=1.5E21 m-3skeV)の達成に加えて、高い総合性能(高閉じ込め&高ベータ&高自発電流割合&完全非誘導電流駆動)を実証した。これらは、内部及び周辺部に輸送障壁を持つ高ポロイダルベータHモード及び負磁気シアモードで得られた。最適化の鍵は分布及び形状制御である。多様な内部輸送障壁の発見に代表されるように、JT-60/JT-60U研究はプラズマ諸量の空間分布の自由度と制限を強調して来た。各閉じ込めモードの閉じ込め研究に加えて、輸送及び安定性等によって支配されるコア部及び周辺ペデスタル部のパラメータ相関を明らかにした。これらの研究により、高閉じ込めモードのITERへの適合性を実証するとともに残された研究課題を明らかにした。

夜次露天採掘場跡地の核種移行解析

長柄 収一; 松村 敏博; 佐藤 和彦; 時澤 孝之

JNC TN6400 2004-005, 34 Pages, 2002/03

JNC-TN6400-2004-005.pdf:1.46MB

夜次露天採掘場跡地及びその周辺の核種移行解析を目的として、解析のためのパラメータの収集・整理を行い、核種解析コード「NESTOR」による一次元解析を実施した。解析に先立ち、解析用のデータセットは、露天採掘場跡地の特質及び廃棄物処分の情報から調査した。また、解析に用いるモデルは、夜次露天採掘場跡地の地形的特徴により7ブロックに分割した単純化したものを作成し、試錐孔を評価点と見なして核種移行解析に適用した。解析の結果、評価点で最も高くなる核種濃度は、措置後から約1万年経過したPo-210の8.5710Bq/mである。一方、U-238濃度の最大値は、約110Bq/mオーダーである。参考として、この数値は、人形峠保安規程の坑水・廃水の排出基準値よりも1桁低く、岡山県環境協定の河川水管理目標値と同オーダーである。現時点での解析結果と現在の地下水濃度を比較すると、前者の方がU-238濃度は約7桁低く、Ra-226濃度は約6桁低くなる。この原因は、露天跡地周辺に存在するバックグランドを考慮していないためと考えられる。

Crystal chemistry and microstructures of uranyl phosphates

鈴木 洋平*; 村上 隆*; 小暮 敏博*; 磯部 博志; 佐藤 努

Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 506, p.839 - 846, 1998/00

ウラニル鉱物はウランの壊変などに起因する性質やpH,Eh依存性などにより、それが形成した地球化学的条件や年代などの重要な情報をもたらす。本研究では、サレアイト(Mgウラニルリン酸塩)とメタトーバナイト(Cuウラニルリン酸塩)の形成過程に関する結晶化学的条件について報告する。サレアイトは、室温または30Cで湿度によって可逆的に水和と脱水が起こる。電顕観察によると、サレアイトとメタトーバナイトはそれぞれ独立に形成されたと思われる。結晶層間の水分子とMg,Cu間の距離は10%以下しか違わないが、局所的な構造の違いによりこれら2つの鉱物は別の層として形成し、複合層や固溶体を作らない。この結果から、他のウラニルリン酸塩についても同様に固溶体や複合層の形成は起こらないものと思われる。