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北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：44 パーセンタイル：97.1(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.
Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04
被引用回数：262 パーセンタイル：99.73(Multidisciplinary Sciences)小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。
-leg repulsive Hubbard ladders町田 昌彦; 奥村 雅彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 22(3), p.275 - 279, 2009/04
被引用回数：1 パーセンタイル：6.07(Physics, Applied)現在、原子物理学の最先端実験技術を用いて、原子のガスをレーザー冷却し、それをさらに、相互干渉するレーザー定在波中(光学格子)におくことで固体中の電子の振る舞いと同じ状況を構成することができる。つまり、原子ガスとレーザーを適当に制御することで、固体中の電子構造が研究できる。最近、この特徴を生かして、光学格子上で観測されるであろうさまざまな物性を予測し、それにより固体中の電子構造における難問を解決しようとする気運が高まっている。この発表では、この気運を背景に固体物理の最大の難問である、強く反発力で相互作用しあうハバードモデルにおいてホールをドープした場合のホールのパターン形成をシミュレーションした結果を示し、これらが原子ガスの技術で観測可能である一方、そのモデルが記述する高温超伝導体のストライプ形成との密接な関係を議論し、原子ガス研究が高温超伝導機構の解明やアクチナイド化合物の性質理解に大いに貢献できることを明示する。
山田 進; 奥村 雅彦; 町田 昌彦; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physica C, 468(15-20), p.1237 - 1240, 2008/09
被引用回数：1 パーセンタイル：6.29(Physics, Applied)高温超伝導体の渦糸芯構造を調査するため、密度行列繰り込み群法を利用し、調和ポテンシャルのある1次元ハバードモデルのシミュレーションを原子力機構が所有する並列計算機Altix3700Bx2を用いて実施した。その結果、モット状態が中心に出現し、その周りに金属状態が現れることを見つけた。さらに、アップスピンとダウンスピンの数が異なるとき、モット状態のところに長周期で変化する反強磁性が現れることを見いだした。
町田 昌彦; 山田 進; 奥村 雅彦; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Physical Review A, 77(5), p.053614_1 - 053614_8, 2008/05
被引用回数：14 パーセンタイル：56.41(Optics)現在、原子ガスの分野ではスピン量子数の異なる粒子の数を均等ではなくアンバランスを与えかつその不均衡度合いを制御して量子状態を調べることがトレンドの1つとなっている。これは、その不均衡の制御により、クゥオーク,原子核,中性子星,固体電子などさまざまな物理系で見られる普遍的でかつ未解明な現象が実験室にて簡単に調べられるためである。本発表論文では、このトレンドに対し、光学格子を作り、その中に原子ガスを閉じ込めた時の量子状態について数値計算結果とその理論的解釈を与え、観測可能な実験条件やその特異な結果を予測した。なお、この研究により得られた成果は、物理の普遍的な現象を扱っているため、さまざまな分野に共通する問題に対して解答を与える素地となる結果であり、今後は適用例を考察していく。
村松 壽晴; 松本 雅彦*; 二ノ方 寿
PNC TN9410 89-155, 348 Pages, 1989/10
高速原型炉「もんじゅ」において、出力上昇型事故であるUTOPが発生した場合、炉心損傷に至る前までに原子炉出口温度計装によってスクラムが可能か否かを、また燃料ピンに破損が生じた場合、原子炉出口配管位置にどの程度の遅発中性子先行核濃度が到達するかを、確率論的リスク評価作業の検討に資するために、単相多次元熱流動解析コードAQUAを用いて定量評価した。UTOP時の原子炉容器出口温度応答評価では、平衡炉心第10サイクル末期の定格負荷運転状態に対し、最大引抜き反応度を1.28$とした条件の解析を行ない、以下の結果を得た。1)事象開始に伴い燃料集合体出口Na温度が上昇するため、炉心上部機構下端から上部プレナム内に放出されるジェットの流向が時間の経過と共に上向きに遷移し、高温冷却材の大半は内筒を乗り越えて原子炉出口配管位置に至る。2)原子炉容器出口部から約24m下流に位置する原子炉出口温度計装では、配管内での冷却材輸送遅れおよび熱電対の応答遅れを考慮すると、事象開姶後約42秒で原子炉スクラム温度レベル(546度C)に到達する。当該事象に伴う燃料ピン破損発生が、事象開始後約50秒であると予測されることから、燃料ピン破損発生前に原子炉出口温度計装によるトリップ信号によって原子炉スクラムが可能であると推測される。燃料ピン破損時の遅発中性子先行核濃度輸送の評価では、放出集合体の炉心内位置をパラメータに4ケースを解析した。遅発中性子先行核儂度の放出環境は、定格負荷運転の条件とし、放出形態は1000mの連続放出および10
10ppmの1秒放出の2ケースを考慮した。解析により、以下の結果を得た。(1)原子炉容器出口部に到達する遅発中性子先行核濃度は、単純に放出集合体の炉心内位置から出口配管までの距離に依存するのではなく、むしろ上部プレナム内に発生している流動状況に影響される。(2)内側炉心領域の第1列燃料集合体から遅発中性子先行が連続放出された場合、原子炉出口部には、60秒時点での全放出量の1.2%,300秒で1.5秒が到達する。(3)外側炉心領域の第2列燃料集合体から遅発中性子先行核が連続放出された場合、原子炉出口部には、60秒時点で全放出量の0.7%が到達する。(4)内側炉心領域の第1列燃料集合体から遅発中性子先行核が1秒間放出されたケースでは、親核種崩壊まで考慮した結果、全放出量の0.0064%の先行核が検出計のカウントに寄与する。
村松 寿晴; 松本 雅彦*
PNC TN9410 88-167, 129 Pages, 1988/12
高速増殖炉容器内に発生する温度成層化現象につき,乱流挙動に関する適切なモデルを確立するために,単相多次元熱流動解析コードAQUAの同現象に対する解析能力を水基礎実験を用いて再評価した。得られた結果は,以下の通りである。1)温度成層界面に揺動が発生する領域での解析では,高次差分法と乱流モデルの併用によって高精度な解析が可能である。2)温度成層界面に揺動が発生しない領域での解析では,界面の上昇速度は連行現象に起因する温度ゆらぎの高周波成分に大きく依存することが判明した。3)従来の乱流モデルでは,温度ゆらきの高周波成分を計算できないために温度成層界面の上昇速度を過小評価する。この高周波成分の欠落分を補償するために,乱流プラントン数をフラックス・リチャードソン数の関数として取扱う改良モデルをAQUAに追加した。この改艮モデルを用いて解析を行い,以下の結果を得た。1)温度成層界面に揺動が発生しない領域の水流動基礎実験では,成層界面の上昇速度が実験結果に近づくことが確認された。2)原型炉上部プレナム縮尺モデルによるNa実験の解析(揺動無)では,改良モデルの効果は小さい。これは,ナトリウムのペクレ数が水のそれに比べて2オーダー以上小さいため,現象自体が乱流拡散よりも分子拡散に強く支配されているためと考えられる。
村松 壽晴; 松本 雅彦*
PNC TN9410 88-064, 95 Pages, 1988/06
回転プラグアニュラス部でのNa蒸着防止対策に関し、当該部における自然対流挙動の把握を行うために過去に報告されたデータを基にレビューを行なった。結果を総合するとその要点は、(1)アニュラス部間隙が狭いほど、周方向全域に渡る自然対流は発生しにくい。(2)アニュラス部に進入するすNaミストの評価に関しては、ミスト自体の重力による沈降現象は考慮に入れる必要は無く、自然対流に付随した対流輸送現象として捉えることが可能である。(3)Naミスト輸送現象を支配する因子は、アニュラス部壁の軸方向および周方向の温度分布であり、これを厳密に与えることにより精度の良い解析が可能となる。である。以上の知見に基づき、単相多次元熱流動解析コードAQUAの質量輸送版によって、対流抑制板に関する実験解析を行なった。その結果、アニュラス部上端に到達するNaミスト濃度を
15%以内で模擬できることが確認された。
村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*
PNC TN9520 87-013, 156 Pages, 1987/05
本報告書は、単相多次元熱流動解析コードAQUAのプログラム構成および変数の意味等を詳述したプログラム解説書である。AQUAは、米国ANLで開発された有限差分法による単相多次元熱流動解析コードCOMMIX-1Aをベースに整備改良を施した改良版であり、COMMIXのPNC版として位置付けられる。主な改良項目は、以下の通りである。① K-
2方程式乱流モデルの追加。② 高次差分法導入による高精度化。③ 圧力方程式解法の高速化。本書は、以上の改良項目を含めた形でコード無い処理概要を記し、以後の整備改良を効率良く実施できる様にしたものである。
村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*
PNC TN9520 87-012, 107 Pages, 1987/05
高速炉プラントにおける炉容器、あるいは大型機器内の多次元熱流動解析手法の確率を目的として単相次元熱流動解析コードAQUAを開発した。本コードは、1983年、米国アルゴンヌ国立研究所より導入したCOMMIX-1Aを基本に、実験検証ならびに大幅な数値計算法の改良・整備、機能の拡張、新たな機能の追加の結果を反映して、総合化された汎用多次元コードである。本コードの、COMMIX-1Aの無い主な特徴は次の通りである。① 対流項の離散化手法として、空間に2次の正確度をもつQUICK法、QUICK-FRAM法を採用した。この結果、従来より解の劣化の大きな原因となっていた数値拡散を防止することを可能にした。② 最も計算時間のかかる圧力に関するボアソン方程式の解法として、ICCG法を使用し、従来に比べ約2倍の高速化を達成した。③ 乱流モデルとしてk-2方程式モデルを採用し、解析精度、適用範囲の向上を計った。
村松 寿晴; 前川 勇*; 松本 雅彦*
PNC TN9520 87-011, 193 Pages, 1987/05
本報告書は、単相多次元熱流動解析コードAQUAの実行用入力データの作成方法およびAQUAより出力される解析結果を図形化するための図形処理プログラムについて記したものである。AQUAは、米国ANLで開発された有限差分法による単相多次元熱流動解析コードCOMMIX-1Aをベースに整備改良を施したPNC版である。したがって、AQUAを実行するための入力データの作成概念はCOMMIX-1Aのそれと同等であるが、新規に追加された機能に伴ない入力データを増している。本書は、改良項目により追加された入力データも含めた形で入力データの作成方法を記したものである。
Takir, D.*; 北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; et al.
no journal, ,
宇宙航空研究開発機構(JAXA)の探査機・サンプルリターンミッション「はやぶさ2」は、地球近傍小惑星Ryuguに到着した。この小惑星は、原始的な炭素質天体に分類される。ここでは、「はやぶさ2」探査機に搭載された近赤外線分光器(NIRS3)の最近の観測結果を報告する。この観測は、リュウグウの表面組成の直接測定と、リターンサンプルのコンテクストを提供する。NIRS3は、観測された表面全体に2.72マイクロメートルを中心とする弱く狭い吸収特性を検出した。この吸収特性は、OHを含む鉱物の存在に起因する。また、NIRS3の観測により、リュウグウは探査機による近接観測で最も暗い天体であることが明らかになった。OHの強度と低いアルベドから、熱衝撃変成された、あるいは炭素に富む宇宙風化した始原的な水和炭素質コンドライトと一致する。
