検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年
検索結果: 204 件中 1件目~20件目を表示

発表形式

Initialising ...

選択項目を絞り込む

掲載資料名

Initialising ...

発表会議名

Initialising ...

筆頭著者名

Initialising ...

キーワード

Initialising ...

使用言語

Initialising ...

発行年

Initialising ...

開催年

Initialising ...

選択した検索結果をダウンロード

論文

First-principles calculation of mechanical properties of simulated debris Zr$$_x$$U$$_{1-x}$$O$$_2$$

板倉 充洋; 中村 博樹; 北垣 徹; 星野 貴紀; 町田 昌彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 56(9-10), p.915 - 921, 2019/09

福島第一原子力発電所の炉内にある燃料デブリの機械的特性を明らかにするため、模擬デブリである二酸化ウラン・二酸化ジルコニウム溶融物についてその弾性定数と破壊靭性を第一原理計算で評価し、二酸化ジルコニウムの割合の影響を調べ、模擬デブリを用いた実験結果と比較を行った。その結果、実験で観測されている、二酸化ジルコニウム割合の増加に伴う急激な破壊靭性の増加は、二酸化ジルコニウムの複数の相の混在によるものと考えられるという結論を得た。

論文

Development of the ReaxFF methodology for electrolyte-water systems

Fedkin, M. V.*; Shin, Y. K.*; Dasgupta, N.*; Yeon, J.*; Zhang, W.*; van Duin, D.*; Van Duin, A. C. T.*; 森 健人*; 藤原 敦志*; 町田 昌彦; et al.

Journal of Physical Chemistry A, 123(10), p.2125 - 2141, 2019/03

 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

Li$$^{+}$$, Na$$^{+}$$, K$$^{+}$$, Cs$$^{+}$$, F$$^{-}$$, Cl$$^{-}$$, I$$^{-}$$などの水-電解質系を記述する新しいReaxFF反応力場を開発した。反力場パラメータは、水結合エネルギー, 水和エネルギーおよびプロトン移動のエネルギーに関連した量子力学的計算に対してトレーニングされている。水中での様々な電解質のイオン化について、分子動力学シミュレーションの結果と実験結果及び熱力学との比較によって力場の検証を行った。その結果、大部分の原子対(水分子の酸素および水素を含むカチオンまたはアニオン)について、得られた動径分布関数はDFT計算の結果と良く一致することがわかった。また、この力場を用いて、アルカリ金属水酸化物と塩化物塩溶液における水分子および電解質イオンの拡散定数が組成および電解質濃度の関数として得られた。

論文

New antiferromagnetic order with pressure-induced superconductivity in EuFe$$_2$$As$$_2$$

池田 修悟*; 土屋 優*; Zhang, X.-W.*; 岸本 俊二*; 亀卦川 卓美*; 依田 芳卓*; 中村 博樹; 町田 昌彦; Glasbrenner, J.*; 小林 寿夫*

Physical Review B, 98(10), p.100502_1 - 100502_6, 2018/09

 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

新規超伝導物質の発現機構を解明するためには磁性と超伝導性の関係を理解することが重要である。我々は鉄ヒ素超伝導体の一つであるEuFe$$_2$$As$$_2$$に対して$$^{57}$$Fe核共鳴前方散乱(NFS)を用い、2.4から3.0GPaの圧力範囲で、Fe副格子での反強磁性と超伝導の共存を発見した。Fe副格子の磁性状態は2.7GPaでストライプ型反強磁性から超伝導を伴う新しい反強磁性秩序へと変化した。超伝導転移温度以下で、超伝導とともに新しい反強磁性が発展しているのが、NFSの温度依存性から明らかになった。この2種類の秩序の非自明な相関は鉄系超伝導体における磁性と超伝導の新しく興味深い関係性を証明するものである。

論文

Defect chemistry and basic properties of non-stoichiometric PuO$$_{2}$$

加藤 正人; 中村 博樹; 渡部 雅; 松本 卓; 町田 昌彦

Defect and Diffusion Forum, 375, p.57 - 70, 2017/05

PuO$$_{2-x}$$の実験データをレビューし、酸素ポテンシャル、電気伝導率及び第一原理計算結果を用いて欠陥濃度を評価した。欠陥濃度を評価する式を導出し、様々な基礎特性の間の整合性を確認するとともに、熱物性を評価するための機構論的モデルを導出した。

論文

High-temperature properties of thorium dioxide; A First-principles molecular dynamics study

中村 博樹; 町田 昌彦

Journal of Nuclear Materials, 478, p.56 - 60, 2016/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:76.09(Materials Science, Multidisciplinary)

核燃料構成物質の物性を詳細に調べることは燃料開発において重要な役割を担っている。本発表では上記課題に対して、次世代の核燃料物質として注目されている二酸化トリウムに対して第一原理分子動力学法を用いた、高温熱物性の評価を行なった結果を報告する。なお、課題解決にあたって大型計算機を用いて従来にない規模の第一原理分子動力学を行なうことで、高温での熱物性の評価に成功した。結果として、Bredig転移とよばれる高温での現象を詳細に解析することができた。この解決により、核燃料の物性評価を第一原理計算により精度よく推算できるようになることが期待される。

論文

Multi-band Eilenberger theory of superconductivity; Systematic low-energy projection

永井 佑紀; 中村 博樹

Journal of the Physical Society of Japan, 85(7), p.074707_1 - 074707_18, 2016/07

 パーセンタイル:100(Physics, Multidisciplinary)

銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。鉄系高温超伝導体などをデバイスとして応用するためには、第一原理計算などを駆使した物質の特徴を捉えたシミュレーション手法の開発が急務である。本論文発表では、上記課題に対し、平均場近似の範囲内で、あらゆる物質のハミルトニアンに適用可能な超伝導理論を確立したことを報告する。なお、上記課題の解決にあたり、従来用いられた準古典理論を大幅に拡張し、鉄系高温超伝導体やトポロジカル超伝導体などの新奇超伝導体群を取り扱えるように定式化した。そして、具体的な物質に対してこの理論を適用した。これらの結果は、超伝導体の基礎特性を明らかにする手法であるのみならず、第一原理計算と組み合わせることで物質の特徴を取り入れることができるため、様々な異なる物質系に適用可能であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

論文

Effect of magnetism on lattice dynamics in SrFe$$_2$$As$$_2$$ using high-resolution inelastic X-ray scattering

村井 直樹*; 福田 竜生; 小林 達也*; 中島 正道*; 内山 裕士*; 石川 大介*; 筒井 智嗣*; 中村 博樹; 町田 昌彦; 宮坂 茂樹*; et al.

Physical Review B, 93(2), p.020301_1 - 020301_5, 2016/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:57.78(Materials Science, Multidisciplinary)

Phonon spectra of detwinned SrFe$$_2$$As$$_2$$ crystals, as measured by inelastic X-ray scattering, show clear anisotropyaccompanying the magnetostructural transition at 200 K. We model the mode splitting using magnetic DFT calculations, including a phenomenological reduction in force-constant anisotropy that can be attributed to magnetic fluctuations. This serves as a starting point for a general model of phonons in this material applicable to both the antiferromagnetically ordered phase and the paramagnetic phase. Using this model, the measured splitting in the magnetic phase below T$$_N$$, and the measured phonon linewidth, we set a lower bound on the mean magnetic fluctuation frequency above T$$_N$$ at 210 K.

論文

Phonons of Fe-based superconductor Ca$$_{10}$$Pt$$_4$$As$$_8$$(Fe$$_{1-x}$$Pt$$_x$$As)$$_{10}$$

池内 和彦*; 小林 義明*; 鈴木 一範*; 伊藤 正行*; 梶本 亮一; Bourges, P.*; Christianson, A. D.*; 中村 博樹; 町田 昌彦; 佐藤 正俊*

Journal of Physics; Condensed Matter, 27(46), p.465701_1 - 465701_7, 2015/11

 被引用回数:1 パーセンタイル:90.95(Physics, Condensed Matter)

中性子非弾性散乱実験による超伝導体Ca$$_{10}$$Pt$$_4$$As$$_8$$(Fe$$_{1-x}$$Pt$$_x$$As)$$_{10}$$のフォノンの測定結果を報告する。特に転移温度33K付近でのクーパー対に対する軌道揺らぎの影響を調査し、弾性定数$$C_{66}$$に対応する面内横音響フォノンに少しソフト化が起きていることを観測した。また、転移温度以上の温度で面内光学フォノンが異常に強く変化するのを観測した。このモードは鉄と砒素の面内振動に対応しており、鉄のd軌道の軌道揺らぎと格子系の結合に関する情報を与えている。この結果は超伝導発現機構やいわゆるネマティック相の研究に有益な情報をもたらすものである。

論文

First-principles study of antimony doping effects on the iron-based superconductor CaFe(Sb$$_{x}$$As$$_{1-x}$$)$$_{2}$$

永井 佑紀; 中村 博樹; 町田 昌彦; 黒木 和彦*

Journal of the Physical Society of Japan, 84(9), p.093702_1 - 093702_4, 2015/09

 被引用回数:4 パーセンタイル:50.01(Physics, Multidisciplinary)

鉄系高温超伝導体の超伝導発現機構は、未だに謎が多く未解明であるが、臨界温度や臨界磁場が高く、産業や原子力分野での応用を念頭においた場合、極めて有力な材料の一つである。CaFe(Sb$$_{x}$$As$$_{1-x}$$)$$_{2}$$は最近新規合成された物質であり、アンチモンのドープによって超伝導転移温度Tcが10K以上上昇するため、その超伝導特性について調べる必要があった。また、アンチモンがヒ素のどのサイトに置換されるかが不明であり、詳細な解析が求められていた。そこで、上記課題に対し、第一原理計算を用いることで、どのヒ素がアンチモンに置換されたときに安定な構造になるかを理論的に詳細に調べた。その結果、これまでの鉄系超伝導体にはないジグザグヒ素構造の部分にアンチモンが入りやすいことがわかった。この結果は、鉄系超伝導体の超伝導転移温度を上昇させる理論的指針となるだけでなく、広く原子力分野の材料研究開発にも資する成果である。

論文

Precise measurement of acoustic phonons in PrFeAsO$$_{1-y}$$

福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 内山 裕士*; 中村 博樹; 石角 元志*; 町田 昌彦; 社本 真一

SPring-8/SACLA利用研究成果集(Research Report) (インターネット), 3(2), p.290 - 293, 2015/07

Using inelastic X-ray scattering (IXS), we investigated acoustic phonons of PrFeAsO$$_{1-y}$$ precisely in order to select between two different models based on first principles calculations: the in-plane soft and clipped model. These models predict slightly different phonon intensities, and, in particular, different contamination of the longitudinal acoustic (LA) phonon spectra by transverse acoustic (TA) phonon modes. We were able to reduce the contamination with improved ${bfit Q}$ resolution, but the data quality was not sufficient to clearly decide between our models. Based on $$Q$$ dependence there appears to be slightly better agreement with the in-plane soft model at room temperature.

論文

First-principles calculation of phonon and Schottky heat capacities of plutonium dioxide

中村 博樹; 町田 昌彦; 加藤 正人

Journal of the Physical Society of Japan, 84(5), p.053602_1 - 053602_5, 2015/05

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.9(Physics, Multidisciplinary)

二酸化プルトニウムなど、核燃料構成物質の物性を詳細に調べることは燃料開発において重要な役割を担っている。本発表では上記課題に対して、第一原理計算手法を用いた、比熱等の熱物性の評価方法を確立したことを報告する。なお、課題解決にあたって格子振動による比熱と電子の離散的な励起状態から生じる比熱の両方を考慮することで、測定値を再現することに成功した。この解決により、核燃料の物性評価を第一原理計算により精度よく推算できるようになることが期待される。

論文

Numerical calculations for heat capacity of actinide dioxides

中村 博樹; 町田 昌彦

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 4 Pages, 2015/05

MOX燃料などの核燃料開発において、燃料物性の数値シミュレーションはその重要度を増してきており、より精密で信頼性の高い数値シミュレーション技術が求められている。本発表では上記課題に対して、第一原理計算手法を利用した二酸化アクチニドの比熱の評価についての結果を報告する。なお、課題解決にあたって、計算精度を維持しつつ、計算コストを軽減する適切な近似手法を採用することによって、二酸化ウラン, プルトニウム, ネプツニウム,アメリシウムの比熱の評価に成功した。この解決により、酸化物核燃料全般の物性評価を第一原理計算により精度よく推算できるようになることが期待される。

論文

Comparative molecular simulation studies of oxidation reactions and hydrogen release for zirconium metals and silicon carbide under severe accident conditions

町田 昌彦; 中村 博樹; Srinivasan, S. G.*; Van Duin, A. C. T.*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 4 Pages, 2015/05

ジルコニウムは燃料被覆管として広く用いられ、その機械的及び熱的性質は様々な実験によって調べられてきた。特に、過酷事故時の高温高圧時におけるジルコニウムの酸化反応は重要な課題であり、酸化により生じる水素発生の問題は、福島原発事故に見られるように水素爆発を誘発するため、極めて重要な材料学上の課題として認識されている。したがって、最近では耐酸化材量として水素発生量が少ないシリコンカーバイド等の代替材料が研究されている。そこで、本研究では、原子・分子レベルのシミュレーションによって、これらの材料の高温高圧下での酸化反応を追跡し、界面にてどのような反応ダイナミクスが起こるかを化学反応分子動力学法を用いて調べた。その結果として、両者が同じ高温高圧条件下でどのような反応を示すか、その特徴が分かり、その反応進展過程と水素発生量とを比較解析することができた。本発表では、それらのシミュレーション比較結果を示し、酸化被膜が原子・分子レベルでどのように変化し、水素がどのような過程の下発生するかを明らかにする。

論文

First-principles calculation studies on cesium in environmental situations; Hydration structures and adsorption on clay minerals

町田 昌彦; 奥村 雅彦; 中村 博樹; 櫻本 和弘*

Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM), 12 Pages, 2015/04

福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウムの環境中での物理化学的性質を明らかにするため、本発表では二つの課題について第一原理計算手法によって研究した成果を発表する。課題の一つ目は、セシウムイオンの水和構造であり、二つ目は、セシウムイオンの粘土鉱物に対する吸着形態である。一つ目の課題については、第一原理計算手法の中でもボルンオッペンハイマー第一原理分子動力学法と呼ばれる計算手法を用い、他のアルカリ元素イオンの水和構造と異なり、第二水和殻がほとんどないことを明らかにし、二つ目の課題については、ほつれたエッジと呼ばれている粘土層間が開いたモデルを構築し、それに対してイオン交換エネルギーを計算した結果を示すことで、セシウムが選択的にそのエッジに吸着されることを明かにする。

論文

Surface states around a vortex in topological superconductors; Intersection of a surface and a vortex

永井 佑紀; 中村 博樹; 町田 昌彦

Journal of the Physical Society of Japan, 84(3), p.033703_1 - 033703_4, 2015/03

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.9(Physics, Multidisciplinary)

銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった熱応答や電磁応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれる物質群が注目を集めている。そこで本論文発表では、トポロジカル絶縁体Bi$$_{2}$$Se$$_{3}$$に銅を導入して作成される超伝導体の表面への磁場の影響を調べた。なお、上記課題の解決にあたり、第一原理計算によって構築されたトポロジカル超伝導体を記述するモデルを用い、超並列版チェビシェフ多項式展開ソルバを用いる事によって、超伝導磁束と表面の両方が存在する三次元系の実空間シミュレーションを行い、表面電子状態が超伝導磁束によって抑制される一方磁束中電子状態は表面の影響を受けないことを明らかにした。これらの結果は、超伝導体界面の正確なシミュレーションによる良い物性を持つデバイス開発に資する成果であり、広く原子力分野の材料開発のためのシミュレーション基盤開発にも資する成果である。

論文

セシウム高選択性吸着材ゼオライトに対する数値シミュレーション研究の進展; 第一原理計算及びモンテカルロ法による吸着性能評価

中村 博樹; 奥村 雅彦; 町田 昌彦

RIST News, (58), p.33 - 46, 2015/01

東京電力福島第一原子力発電所事故以降、放射性セシウムの優れた吸着材として、ゼオライトやフェロシアン化物等が注目され多くの研究が行われてきた。それらは実際に、汚染水処理や環境水のセシウム浄化等に用いられ、その優れた性能は広く認知されている。しかしながら、その高い性能の微視的メカニズムは十分に研究されておらず、更なる性能向上を目指す際に必要な材料学的指針は未だ得られていない。また、実験により様々な吸着材候補物質の性能が評価されてきたが、実験条件によって得られるデータは異なる等、物質本来の性能評価は容易でなく、計算科学による精度の高い性能評価が求められている。本論文では最新の計算科学的手法を用いることで、上記の課題に取り組んできた主な研究開発の成果、特に第一原理計算とモンテカルロ法による成果を詳しく解説し、より効率的な吸着物質の開発に貢献することを目標としている。

論文

Monte Carlo simulation studies of cation selectivity in ion exchange of zeolites

中村 博樹; 奥村 雅彦; 町田 昌彦

RSC Advances (Internet), 4(95), p.52757 - 52761, 2014/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:74.65(Chemistry, Multidisciplinary)

福島の原子力発電所事故を受けて、汚染水の除染などのために放射性物質の吸着材としてゼオライトが注目されている。Csなどの放射性物質の吸着の選択性はゼオライトの種類によって差があることが知られている。しかし、その種類が多すぎるため、すべての種類に対して、Cs選択性を実験で評価するのは困難である。そこで、本研究では、数値シミュレーションによって、Csの選択性を評価する方法を確立することを目的とした。具体的には、モンテカルロ法によるイオン交換等温曲線を評価する手法を確立し、実験結果との比較によって、その有効性を探った。今回、開発した手法を応用することにより、より効率的なCs吸着物質としてのゼオライトの開発に貢献することが期待される。

論文

Energetics of atomic level serial ion exchange for cesium in micaceous clay minerals

奥村 雅彦; 中村 博樹; 町田 昌彦

Clay Science, 18(3), p.53 - 61, 2014/09

東京電力第一原子力発電所事故により地表に降着した放射性セシウムは、主に土壌中の雲母類粘土鉱物に選択的に吸着され、長期間表面土壌にとどまることが知られている。しかし、原子レベルでの吸着機構や吸着様態は未だに分かっていないことが多い。特に、雲母類粘土鉱物にセシウムが連続的に吸着する際には、ランダムに吸着するのではなく、ある特定の層に集中して吸着されることが実験によって確認されているが、その吸着機構については明らかにされていなかった。我々は、密度汎関数法を用いてイオン交換エネルギーを評価することによって、雲母類粘土鉱物に対する連続的セシウム吸着を調べ、その傾向が原子レベルシミュレーションによって再現されることを確認した。また、セシウムと粘土鉱物の酸素原子の相互作用を記述する単純なハロゲン型模型を構築することにより、その発現機構を調べた。その結果、元々雲母類粘土鉱物を構成しているカリウムイオンと外部からやってくるセシウムイオンはイオン半径が異なるため、セシウムがランダムに吸着すると雲母類粘土鉱物に歪みが生じ、エネルギー的に不安定になってしまうことが分かった。つまり、雲母類粘土鉱物の歪みを少なくしようとする傾向によって、特定の層にセシウムが集中的に吸着されることが分かった。

論文

Thermal expansion measurement and heat capacity evaluation of hypo-stoichiometric PuO$$_{2.00}$$

加藤 正人; 内田 哲平; 松本 卓; 砂押 剛雄*; 中村 博樹; 町田 昌彦

Journal of Nuclear Materials, 451(1-3), p.78 - 81, 2014/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:43.1(Materials Science, Multidisciplinary)

PuO$$_{2-x}$$の熱膨張率について、酸素分圧をコントロールした雰囲気において熱膨張計を用いて測定した。熱膨張率は、定比組成からのずれ$$x$$の増加でわずかに増加した。PuO$$_{2-x}$$の線熱膨脹係数について、O/M比と温度を関数として式化した。得られた式を用いて比熱の評価を行い、比熱に及ぼすO/M比の影響は小さく、ショットキー項を評価することが重要であることが分かった。

論文

Hybrid density functional study on plutonium dioxide

中村 博樹; 町田 昌彦

JPS Conference Proceedings (Internet), 3, p.017034_1 - 017034_4, 2014/06

核燃料開発においては、より精密で信頼性の高い物性値を計算可能とする数値シミュレーション技術の開発が求められている。本発表では上記課題に対して、第一原理計算手法の一つであるハイブリッド密度汎関数法に基づく、二酸化プルトニウムの物性値評価の結果を報告する。なお、課題解決にあたっては、ハイブリッド法を採用することにより、従来、強相関効果を取り入れた手法でしか再現できなかった電子状態を得ることに成功した。この解決により、二酸化プルトニウムを含む酸化物核燃料の物性評価をより精度よく推算できるようになることが期待される。

204 件中 1件目~20件目を表示