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Huang, M.-Z.*; Mohan, J.*; Visuri, A.-M.*; Fabritius, P.*; Talebi, M.*; Wili, S.*; 内野 瞬; Giamarchi, T.*; Esslinger, T.*
Physical Review Letters, 130(20), p.200404_1 - 200404_8, 2023/05
被引用回数：18 パーセンタイル：91.49(Physics, Multidisciplinary)スピン依存の局所的な粒子損失を伴う量子ポイントコンタクトを通して、強く相互作用する2成分フェルミ超流動輸送を測定した。高次の多重アンドレーフ反射によって実現される特徴的な非オーミック型超流動輸送は、散逸強度が超流動ギャップを超えると過剰オーミック電流に遷移することを観測した。我々は、散逸のあるサイトへのトンネル過程のある2端子の平均場モデルを開発した。Keldysh形式による計算では、観測された非平衡粒子電流を再現したが、観測された損失率やスピン流を完全に説明することはできなかった。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
European Physical Journal A, 58(8), p.153_1 - 153_9, 2022/08
被引用回数：1 パーセンタイル：17.31(Physics, Nuclear)CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。同コードは、実験値やデータベースを活用することで、核分裂の観測量である残留核分布や中性子収量などを高精度に予測することができ、核データ評価や核分裂実験の計画などに使われてきた。しかしながら、FIFRELINは残留核のベータ崩壊を扱うことができず、残留線量や崩壊熱の計算ができないという問題があった。また、中性子やガンマ線などの即発二次粒子についても、エネルギースペクトルを計算することはできるものの、その後の輸送計算で巨大な外部ファイルを生成する方法しかなく、即発二次粒子の検出などのシミュレーションの障害になっていた。そこで、これらの課題を解決するため、放射線輸送計算コードPHITSとFIFRELINの接続を行った。PHITSのうち燃焼計算コードであるDCHAINをFIFRELINと接続することにより、FIFRELINが計算した残留核分布に基づいて燃焼計算が可能になった。その計算法を適用して
U(n
,fission)反応後の崩壊熱を計算したところ、最新バージョンのFIFRELINとDCHAINを使うことで精度よく先行研究の文献値を再現できることが確認できた。また、FIFRELINで計算した即発二次粒子のエネルギースペクトルをPHITSの粒子輸送機能に読ませることで、即発二次粒子の輸送や反応のシミュレーションが可能になった。
Wu, C.*; 田中 万也; 谷 幸則*; Bi, X.*; Liu, J.*; Yu, Q.*
Science of the Total Environment, 821, p.153265_1 - 153265_9, 2022/05
被引用回数：51 パーセンタイル：96.51(Environmental Sciences)異なる粒径のマイクロプラスチックを淡水性の真菌である
KR21-2株とともに培養し、マイクロプラスチック表面にバイオフィルムを形成させた。それらの物理化学的特性を調べた結果、バイオフィルムによる被覆により表面への重金属元素の吸着容量が高くなり、その程度はマイクロプラスチックの粒径に関係していることが明らかとなった。このことは、マイクロプラスチックがバイオフィルム形成を通じて環境中における重金属の重要なキャリアとなり得ることを示している。
Gupta, S.*; Herranz, L. E.*; Lebel, L. S.*; Sonnenkalb, M.*; Pellegrini, M.*; Marchetto, C.*; 丸山 結; Dehbi, A.*; Suckow, D.*; K
rkel, T.*
Proceedings of 19th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-19) (Internet), 16 Pages, 2022/03
Pool scrubbing is a major topic in water cooled nuclear reactor technology as it is one of the means for mitigating the source-term to the environment during a severe accident. Pool scrubbing phenomena include coupled interactions between bubble hydrodynamics, aerosols and gaseous radionuclides retention mechanisms under a broad range of thermal-hydraulic conditions as per accident scenarios. Modeling pool scrubbing in some relevant accident scenarios has shown to be affected by substantial uncertainties. In this context, IPRESCA (Integration of Pool scrubbing Research to Enhance Source-term CAlculations) project aims to promote a better integration of international research activities related to pool scrubbing by providing support in experimental research to broaden the current knowledge and database, and by supporting analytical research to facilitate systematic validation and model enhancement of the existing pool scrubbing codes. The project consortium includes more than 30 organisations from 15 countries involving research institutes, universities, TSOs, and industry. For IPRESCA activities, partners join the project with in-kind contributions. IPRESCA operates under NUGENIA Technical Area 2/SARNET (Severe Accident) - Sub Technical Area 2.4 (Source-term). The present paper provides an introduction and overview of the IPRESCA project, including its objectives, organizational structure and the main outcomes of completed activities. Furthermore, key activities currently ongoing or planned in the project framework are also discussed.
Dehbi, A.*; Cheng, X.*; Liao, Y.*; 岡垣 百合亜; Pellegrini, M.*
Proceedings of 19th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-19) (Internet), 15 Pages, 2022/03
Nuclear degraded cores produce fission product aerosols that may reach the environment if not removed by natural processes and/or filtering equipment. The transport paths of aerosols usually include transits through stagnant water pools. It is therefore essential to develop computational tools to predict the aerosols retention by water pools. Currently, this is mostly done with 1-D lumped-parameter codes that are too simplistic to capture the physics. It is hence worthwhile to attempt the CFD approach, which has recently become reasonably mature to address bubble hydrodynamics in low momentum two-phase flows. In this first comparative exercise, we restrict the investigation to a hypothetical parallelepiped water pool (2
28 cm
) into which air is injected through a circular 4 mm ID orifice at low velocity of 0.2 m/s. We present predictions of the gas phase dynamics (void and velocity profiles) for both Euler-Euler and Interface Tracking (IT, Volume-of-Fluid (VOF)) methodologies. In addition, we compare bubble shape, volume and detachment frequency from various IT simulation codes (CFX, Fluent, Star-CCM+, OpenFOAM). Reasonable agreement is found between IT simulations near the injector, but discrepancies increase as one moves towards the free surface. The disagreement between the Euler-Euler and IT results is substantial throughout the domain. Future studies will consist of validation exercises against experimental data to highlight potential model deficiencies and point to ways of remedying them.
池部 友理恵*; 大島 真澄*; 伴場 滋*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史*; Bi, C.*; 瀬戸 博文*; 天野 光*; et al.
Applied Radiation and Isotopes, 164, p.109106_1 - 109106_7, 2020/10
被引用回数：2 パーセンタイル：17.49(Chemistry, Inorganic & Nuclear)ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)は難治性がんの治療に有効な放射線療法である。BNCTでは、中性子照射時間や中性子被曝量のコントロールのために、全血試料中の
B濃度の正確な定量が不可欠である。我々は荷電粒子誘起放射化分析法(CPAA)を全血試料中B濃度の非破壊・精密測定に適用した。実験は原子力機構(JAEA)タンデム加速器にて8MeVの陽子ビームを用いて実施した。B(p,
)
Be反応で生成するBeからの478keV 
線を用いてBを定量した。また血液中の鉄との核反応で生成する
Coの線を用いて線強度を規格化した。実験の結果、開発したCPAA法は血液中のB濃度の定量に適用できることが明らかとなった。
Plompen, A. J. M.*; Cabellos, O.*; De Saint Jean, C.*; Fleming, M.*; Algora, A.*; Angelone, M.*; Archier, P.*; Bauge, E.*; Bersillon, O.*; Blokhin, A.*; et al.
European Physical Journal A, 56(7), p.181_1 - 181_108, 2020/07
被引用回数：493 パーセンタイル：98.82(Physics, Nuclear)本論文では、核分裂と核融合のための統合評価済み核データファイルのバージョン3.3(JEFF-3.3)について説明する。中性子との反応が重要な核種のU, 
U, 
Pu, 
Am, 
Na, 
Ni, Cr, Cu, Zr, Cd, Hf, Au, Pb, Biについて、新しい核データ評価結果を示す。JEFF-3.3には、核分裂収率, 即発核分裂スペクトル, 核分裂平均中性子発生数の新しいデータが含まれる。更に、放射崩壊, 熱中性子散乱, ガンマ線放出, 中性子による放射化, 遅発中性子, 照射損傷に関する新しいデータも含まれている。JEFF-3.3は、TENDLプロジェクトのファイルで補完しており、光子, 陽子, 重陽子, 三重陽子, He核, アルファ粒子による反応ライブラリについては、TENDL-2017から採用した。また、不確かさの定量化に対する要求の高まりから、多くの共分散データが新しく追加された。JEFF-3.3を用いた解析の結果と臨界性, 遅発中性子割合, 遮蔽, 崩壊熱に対するベンチマーク実験の結果を比較することにより、JEFF-3.3は幅広い原子核技術の応用分野、特に原子力エネルギーの分野において優れた性能を持っていることが分かった。
大島 真澄*; 山口 友理恵*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 後藤 淳*; 伴場 滋*; Bi, C.*; 森本 隆夫*
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(9-10), p.866 - 872, 2019/09
被引用回数：1 パーセンタイル：8.72(Nuclear Science & Technology)長寿命放射性核種35核種の定量のため、8MeV陽子ビームを用いた荷電粒子放射化分析法の分析感度について調査した。それらの核種に対する核反応断面積はALICE-91コードによって見積もり、核異性体生成比は近傍同位体の値からそれらのスピン・パリティの値を考慮して見積もった。その結果、提案する荷電粒子放射化分析法は
Cs, 
Pu, 
I, 
Sn, 
Mo, 
Pd, 
U, 
Cm, 
Npなどのいくつかの難測定長寿命核種に対して高い感度を示すことが判った。
Bentaib, A.*; Chaumeix, N.*; Grosseuvres, R.*; Bleyer, A.*; Gastaldo, L.*; Maas, L.*; Jallais, S.*; Vyazmina, E.*; Kudriakov, S.*; Studer, E.*; et al.
Proceedings of 12th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-12) (USB Flash Drive), 11 Pages, 2018/10
In the framework of the French MITHYGENE project, the new highly instrumented ENACCEF2 facility was built at the Institut de Combustion Aerothermique Reactivite et Environnement (ICARE) of the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Orleans (France) to address the flame propagation in hydrogen combustion during a severe accident. The ENACCEF2 facility is a vertical tube of 7.65 m height and 0.23 m inner diameter. In the lower part of the tube, annular obstacles are installed to promote turbulent flame propagation. At the initiative of the MITHYGENE project consortium and the European Technical Safety Organisation Network (ETSON), a benchmark on hydrogen combustion was organised with the goal to identify the current level of the computational tools in the area of hydrogen combustion simulation under conditions typical for safety considerations for NPP. In the proposed paper, the simulation results obtained by participating organizations, using both Computational Fluid Dynamics (CFD) and lumped-parameter computer codes, are compared to experimental results and analysed.
C + p resonant elastic scattering in the Maya active targetSambi, S.*; Raabe, R.*; Borge, M. J. G.*; Caamano, M.*; Damoy, S.*; Fern
ndez-Dom
nguez, B.*; Flavigny, F.*; Fynbo, H.*; Gibelin, J.*; Grinyer, G. F.*; et al.
European Physical Journal A, 51(3), p.25_1 - 25_7, 2015/03
被引用回数：6 パーセンタイル：39.49(Physics, Nuclear)In a proof-of-principle experiment, the Maya active target detector was employed to study the C(p,p) resonant elastic scattering reaction in inverse kinematics. The excitation energy region from 0 to 3 MeV above the proton-breakup threshold in 
N was investigated in a single experiment. The excitation spectrum of N was fitted using R-matrix formalism. The level parameters extracted are in good agreement with previous studies. The active target proved its potential for the study of resonant elastic scattering in inverse kinematics with radioactive beams, when detection efficiency is of primary importance.
O formation via hyperthermal O adsorption at Cu(410)岡田 美智雄*; Vattuone, L.*; Gerbi, A.*; Savio, L.*; Rocca, M.*; 盛谷 浩右*; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*
Journal of Physical Chemistry C, 111(46), p.17340 - 17345, 2007/11
被引用回数：18 パーセンタイル：49.84(Chemistry, Physical)われわれは高分解能電子エネルギー損失分光法と放射光によるX線光電子分光法を用いて、Cu(410)表面の酸化過程を研究した。超熱エネルギーの酸素分子ビームは室温でCuO極薄膜を形成するための有効な道具になる。反応初期段階でのCuO形成の効率は分子ビームの入射角度に依存する。ステップの乱れ、これは移動する前駆体Cuアドアトムの供給源として作用し、酸素原子のバルクへの拡散の契機になるが、CuO形成速度を決定する鍵となる性質であると言える。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。本発表では、同コードを放射線輸送計算コードPHITSと接続した計算コードシステムの開発に関する成果を報告する。最初に、FIFRELINの計算する即発放射線のエネルギー分布を汎用放射線輸送計算コードPHITSで読める形式で出力可能とし、核分裂に起因する即発中性子の輸送に対して、測定器の応答計算や遮蔽の性能評価などが可能となった。さらに、FIFRELINが出力する核分裂片の生成量について、燃焼計算コードDCHAIN-PHITSと互換性のある形式で出力するインタフェースも作成し、この改良によりFIFRELINが計算した核分裂生成物の質量・電荷分布をDCHAIN-PHITSで読み込み、任意の中性子照射履歴、冷却期間に対して放射能の量や種類を計算できるようになった。以上のように、FIFRELINはPHITSと高い親和性を持つようになり、その汎用性を高めた。
O formation on Cu(410) using a hyperthermal O molecular beam岡田 美智雄*; Vattuone, L.*; 盛谷 浩右*; Gerbi, A.*; Savio, L.*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Rocca, M.*; 笠井 俊夫*
no journal, ,
Cu(410)表面の初期酸化過程、特にCuO形成過程を詳細に研究した。高分解能電子エネルギー損失分光(HREELS)から、高温では酸素ガスによってCuOが形成されることが確かめられている。しかし、放射光を用いたX線光電子分光からはCuO形成の効率は酸素ガスに暴露する場合に非常に小さいことがわかっている。一方、2.2eVの超熱エネルギーを持つ酸素分子ビームは室温あるいは低温においてもCuO形成の有効な道具であることがCu(410)表面で見いだされている。O-1sと価電子帯のXPSスペクトルは明瞭に超音速酸素分子ビームによって誘起されるCuO形成の特徴的な性質を示した。さらに、そのようなCuO形成はテラスあるいはステップに入射する酸素分子ビームの方位角に強く依存することも知られている。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。同コードはこれまで、自発核分裂と熱中性子誘導核分裂のモデリングを完成させており、その次の段階としてマルチチャンス核分裂のモデリングを本研究で実施した。マルチチャンス核分裂は、核分裂バリア以上のエネルギーを持つ中性子を標的核が吸収することで、事前に中性子を一個以上放出できる核分裂反応を指す。この開発のため、中性子を捕獲した複合核の励起エネルギー,スピン,パリティを決定するアルゴリズムをFIFRELINに追加し、その状態からの核分裂崩壊幅と中性子放出崩壊幅をそれぞれBohr-Wheelerの式とHauser-Feshbachの式で計算することとした。これらの崩壊幅から確率サンプリングして、核分裂するか、その前に中性子放出崩壊するかを選択する。中性子放出崩壊を起こした場合、複合核の励起エネルギーが核分裂バリア以下になったら、核分裂は起こらず統計崩壊のみ計算した。この新しいアルゴリズムで、
Uの核分裂反応確率を任意の励起エネルギーに対して求めたところ、文献値のエネルギー依存性を定性的に再現できることを確認した。今後、Hauser-Feshbachモデルで用いる中性子透過係数や、準位密度の計算を高精度化し、マルチチャンス核分裂のより正確な再現を目指す。
岡田 美智雄*; Vattuone, L.*; 盛谷 浩右*; Gerbi, A.*; Savio, L.*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Rocca, M.*; 笠井 俊夫*
no journal, ,
Cu(100), Cu(410)表面上での超熱酸素分子線(HOMB)を用いた酸化物生成初期過程の研究を行ってきた。表面温度の効果を明らかにするために、酸化効率が適度に高いCu(410)ステップ表面を利用して、SPring-8のBL23SUにおいて、高分解能X線光電子分光法により酸化物生成の様子を調べた。その結果、室温では、2eV程度のHOMBによりCuOが生成する一方で、100K程度の低温では準安定なCuOが生成することがわかった。このことは、酸素分子線のエネルギーと表面温度をうまく制御すれば、興味深い物性の期待される物質相を生成できる可能性を示している。
U(n,fission) prompt gamma energy spectrum by FIFRELIN小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
ウラン235の熱核分裂は原子力エネルギーにとって最も重要な反応であり、核分裂から生じる中性子やガンマ線などの観測を通じて、核分裂片の角運動量や励起エネルギーなど分裂反応の途中を特徴づける物理量が測定されてきた。中でも8MeVを超えるような高エネルギーのガンマ線は、複合核が分裂した直後の分裂片しか放出できないため、核が分裂した瞬間をより直接的に調べるプローブとなることが近年指摘され、原子力機構の牧井らによって測定された。しかし、そのエネルギースペクトルを理論モデルCoH3(Coupled-Channels Hauser-Feshbach Code)で計算した研究では、4MeV付近のピークや、6-8MeVの肩などは再現できたものの、14MeVを超えるエネルギー領域で測定値を過小評価した。そこで本研究では、主著者がフランス原子力・代替エネルギー庁(CEA)で研究に使用してきた核分裂計算コードFIFRELINを使って、スペクトルの再現を試みた。その結果、4MeV付近のピークや6-8MeVの肩を再現したことに加え、20MeV付近までスペクトルの形状をより正確に再現することに成功した。さらに、このスペクトルの再現には分裂片の準位密度モデルが決定的な役割を果たしていることも判明した。このように、FIFRELINは核分裂から生じるガンマ線のスペクトルを再現する上で有効であるとともに、ガンマ線の放出を決定づける要素を調べる上で役に立つことが示された。
小川 達彦; Litaize, O.*; Mancusi, D.*; Chebboubi, A.*; Serot, O.*
no journal, ,
CEAが開発を進める核分裂計算コードFIFRELINは、自発核分裂や中性子入射によるファーストチャンス核分裂における観測量を計算する目的で開発された。本発表では、同コードに対して行った改良の研究成果について述べる。従来のFIFRELINは、中性子が標的核種に入射して複合核を形成した状態から核分裂の計算を開始していた。一方、改良したバージョンでは核分裂前の中性子放出や光子放出なども考慮し、競合過程として核分裂の確率を計算する。その結果、複合核は励起エネルギーを失った状態から核分裂を始めることになり、核分裂の終状態における観測量をより正確に評価できるようになった。また、FIFRELINの計算する即発中性子スペクトルのエネルギー分布について、放射線輸送計算コードPHITSでも読める形式で出力可能とした。これにより、核分裂に起因する即発中性子を輸送に対し、測定器の応答計算や遮蔽の性能評価などが可能となった。さらに、FIFRELINが出力する核分裂片の生成量について、燃焼計算コードDCHAIN-SP2014と互換性のある形式で出力するインタフェースも作成した。この改良により、FIFRELINが計算した核分裂生成物の質量・電荷分布をDCHAIN-SP2014で読み込み、任意の中性子照射履歴、冷却期間に対して放射能の量や種類を計算できる。以上のよう、FIFRELINはPHITSと高い親和性を持つようになり、その汎用性を高めた。
Litaize, O.*; Piau, V.*; Chalil, A.*; 小川 達彦; Chebboubi, A.*; Gook, A.*; Gunsing, F.*; Kessedjian, G.*; Lhuillier, D.*; Mancusi, D.*; et al.
no journal, ,
CEAが開発を進めるFIFRELINは、核分裂における観測量を計算する目的で開発された核分裂計算コードである。本発表では、同コードを放射線輸送計算コードPHITSと接続した計算コードシステムの開発、中性子捕獲反応に適用するための拡張、さらに核分裂片から生成するニュートリノの計算を行う拡張についての成果を報告する。中性子捕獲反応に適用するための拡張では、準位密度パラメータを核種や励起エネルギーに応じて調整することで、実験値と合致するガンマ線の収量を得ることができた。核分裂片から生成するニュートリノの計算については、中性子捕獲直後の励起状態に関するデータを更新することで、正確な予測が可能になった。原子力機構では、本研究で放射線輸送計算コードPHITSとの接続を進め、FIFRELIN-DCHAINの燃焼計算によるFIFRELINの新しいベンチマーク計算が可能になることを示した。
0生成過程におけるステップの役割岡田 美智雄*; Vattuone, L.*; 盛谷 浩右*; Gerbi, A.*; Savio, L.*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; Rocca, M.*; 笠井 俊夫*
no journal, ,
銅(Cu)の酸化過程を解明することは、その酸化物が高温超伝導体や太陽電池の材料になることから産業上重要である。しかし、酸化過程がどのように進行しCu酸化物が生成するのかそのダイナミクスの詳細はわかっていない。これまで、われわれは、Cu(100)、並びにCu(110)表面上での超熱酸素分子線を用いた酸化物生成初期過程の研究を行ってきた。今回、格子欠陥の効果を明らかにするためにステップの多いCu(410)表面を意図的に用いてその効果を調べた。CuO生成が始まる0.5モノレーヤー以上では、(410)表面での酸化物生成効率は(100)並びに(110)表面の中間に位置することがわかった。これらは、(410)表面が(100)テラスと(110)ステップ面から構成されることから理解できる。
