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signatures in two-dimensional cone beam interferometrySarenac, D.*; Gorbet, G.*; Clark, C. W.*; Cory, D. G.*; Ekinci, H.*; Henderson, M. E.*; Huber, M. G.*; Hussey, D. S.*; Kapahi, C.*; Kienzle, P. A.*; et al.
Physical Review Research (Internet), 6(3), p.L032054_1 - L032054_8, 2024/09
Neutron interferometry has played a distinctive role in fundamental science and characterization of materials. Moir neutron interferometers are candidate next-generation instruments: they offer microscopy-like magnification of the signal, enabling direct camera recording of interference patterns across the full neutron wavelength spectrum. Here we demonstrate the extension of phase-grating moir interferometry to two-dimensional geometries. Our measurements of phase topologies and gravitationally induced phase shifts are in good agreement with theory.
Sarenac, D.*; Gorbet, G.*; Kapahi, C.*; Clark, C. W.*; Cory, D. G.*; Ekinci, H.*; Garrad, D. V.*; Henderson, M. E.*; Huber, M. G.*; Hussey, D.*; et al.
Physical Review Research (Internet), 6(2), p.023260_1 - 023260_15, 2024/06
Phase-grating moire interferometers (PGMIs) have emerged as promising candidates for the next generation of neutron interferometry, enabling the use of a polychromatic beam and manifesting interference patterns that can be directly imaged by existing neutron cameras. However, the modeling of the various PGMI configurations is limited to cumbersome numerical calculations and backward propagation models which often do not enable one to explore the setup parameters. Here we generalize the Fresnel scaling theorem to introduce a k-space model for PGMI setups illuminated by a cone beam, thus enabling an intuitive forward propagation model for a wide range of parameters and experimental setups.
Cl via 
and 
decayTripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.
Physical Review C, 109(4), p.044320_1 - 044320_15, 2024/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所において
Caのフラグメンテーション反応によって中性子過剰核
Sを生成し、そこからのベータ崩壊および遅発中性子放出ベータ崩壊によってClの励起状態を得た。得られた実験データをSDPFSDG-MU相互作用を用いた大規模殻模型計算と比較し、よい一致を得た。
decay of exotic P and S isotopes with neutron number near 28Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064314_1 - 064314_14, 2022/12
被引用回数：4 パーセンタイル：56.09(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰なリン、硫黄同位体を生成し、そこからのベータ崩壊半減期および娘核の励起準位を測定した。
Pの崩壊によって得られるエネルギー準位から、この原子核の基底状態は
あるいは
であることが示唆された。中性子数が偶数の硫黄同位体からの崩壊様式を系統的に調べた結果、中性子数が増えるにつれてガモフテラー遷移強度の大きな準位の励起エネルギーが高くなることがわかった。これは、大規模殻模型計算によって予言されている現象に一致する。
曽根原 正晃; 青柳 光裕; 内堀 昭寛; 高田 孝; 大島 宏之; Clark, A. J.*; Louie, D. L. Y.*
Proceedings of 2020 International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 2020) (Internet), 4 Pages, 2020/08
ナトリウム燃焼における多次元効果の検証のために、原子力機構においてSNL T3ナトリウム燃焼試験をAQUA-SFおよびSPHINCSコードを用いて検証を行った。解析において、試験中の燃焼停止期間を模擬し、ナトリウム液滴径の最適化を行うことで、試験結果の再現を行った。その際、AQUA-SFにおけるBest estimateの液滴径は2.5mmとなり、ハイスピードカメラによる測定と矛盾しない結果を得ることができた。
青柳 光裕; 内堀 昭寛; 高田 孝; Louie, D. L. Y.*; Clark, A. J.*
Proceedings of 2020 International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 2020) (Internet), 6 Pages, 2020/08
原子炉安全解析コードMELCORの次世代ナトリウム冷却高速炉への適用性強化として、ナトリウム化学反応(NAC)パッケージの開発を実施している。本研究ではF7-1プール燃焼実験のベンチマーク解析を実施して、プール燃焼モデルの評価と、今後のモデル改良に向けた課題抽出を実施した。MELCOR解析の結果、ナトリウム供給中のプール燃焼率やプール温度、ガス温度等は、実験結果よりも低い結果が得られた。これはナトリウムプールから床への過剰な伝熱が原因であり、床の伝熱モデルを改良する必要性が示唆された。ナトリウム供給停止後は、実験ではプール表面の酸化物層の影響で燃焼率が抑制されたが、解析ではこの効果がモデル化されていないため、比較的高い燃焼率や温度が継続した。この結果より、酸化物によりプール燃焼の抑制するモデルも組込みが必要である。
曽根原 正晃; 青柳 光裕; 内堀 昭寛; 高田 孝; 大島 宏之; Clark, A. J.*; Denman, M. R.*
Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 8 Pages, 2019/05
日米国際協力CNWGの枠組みの一環として、Sandia National Laboratoriesと原子力機構の共同でSNL T3/T4試験をベンチマーク解析に用いて多次元解析コードAQUA-SFと質点系コードSPHINCSを利用し、ナトリウム燃焼の研究を進めている。本稿ではT3試験を使用し乱流効果や液滴輻射といった多次元効果の影響を明らかにするためにAQUA-SFの感度解析を行った。その結果、乱流効果や液滴輻射およびナトリウム液滴燃焼部の温度上昇がスプレイ燃焼率に大きく影響することが確認された。
曽根原 正晃; 青柳 光裕; 内堀 昭寛; 高田 孝; 大島 宏之; Clark, A. J.*; Denman, M. R.*
Proceedings of 11th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-11) (Internet), 5 Pages, 2018/11
日米国際協力CNWGの枠組みの一環として、Sandia National Laboratoriesと原子力機構の共同でSNL T3/T4試験をベンチマーク解析に用いて多次元解析コードAQUA-SFと質点系コードSPHINCSを利用し、ナトリウム燃焼の研究を進めている。本著ではT3試験を使用し乱流効果や液滴輻射といった多次元効果の影響を明らかにするためにAQUA-SFの感度解析を行った。その結果、乱流効果や液滴輻射がスプレイ燃焼率に大きく影響することが確認された。
Clark, A. J.*; Denman, M. R.*; 高田 孝; 大島 宏之
SAND2017-12409, 39 Pages, 2017/11
サンディア国立研究所(SNL)と原子力機構(JAEA)においてナトリウム燃焼解析コードCONTAIN-LMR(SNL)並びにSPHINCS(JAEA)を用いた共同ベンチマークを実施した。解析対象はSNLで実施されたスプレイ燃焼実験(T3/T4)であり、漏えいナトリウム量20kg、ナトリウム温度200
C(T3)、500C(T4)である。実験ではナトリウムの部分的失火(T3)、外部ポートの破損(T4)と現象的にベンチマークが難しいが両コードとも概ね妥当な結果が得られた。SPHINCSコードではプール上に蓄積されたナトリウム燃焼のモデルがCONTAIN-LMRに比べ高精度であるため、T3実験において実験後半の再現性はCONTAIN-LMRよりも良い結果であった。
Pu nuclear magnetic resonance安岡 弘志; Koutroulakis, G.*; 中堂 博之; Richmond, S.*; Veirs, D. K.*; Smith, A. I.*; Bauer, E. D.*; Thompson, J. D.*; Jarvinen, G. D.*; Clark, D. L.*
Science, 336(6083), p.901 - 904, 2012/05
被引用回数：49 パーセンタイル：85.17(Multidisciplinary Sciences)The spin-1/2 plutonium-239 (Pu) nucleus should in principle be active in nuclear magnetic resonance spectroscopy. However, its signal has eluded detection for the past fifty years. Here, we report observation of a Pu resonance from a solid sample of plutonium dioxide, PuO
, subjected to a wide scan of external magnetic field values (
to 8T) at a temperature of 4 Kelvin. By mapping the external field dependence of the measured resonance frequency, we determined the nuclear gyromagnetic ratio 
(PuO)/2
to be 2.856 
0.001 MHz/T. Assuming a free-ion value for the Pu
hyperfine coupling constant, we estimated a bare /2 value of approximately 2.29 MHz/T, corresponding to a nuclear magnetic moment of 
0.15 
(where is the nuclear magneton).
PBender, P. C.*; Tabor, S. L.*; Tripathi, V.*; Hoffman, C. R.*; Hamilton, L.*; Volya, A.*; Clark, R. M.*; Fallon, P.*; Macchiavelli, A. O.*; Paschalis, S.*; et al.
Physical Review C, 85(4), p.044305_1 - 044305_10, 2012/04
被引用回数：12 パーセンタイル：54.89(Physics, Nuclear)24MeVの
OビームとOターゲットの反応で生じるプロトンと同時計数をとった崩壊の解析によってPの励起準位は大幅に拡張された。軽い荷電粒子はMicroballによって検出され、同時に放出される多重線はGammasphereで検出された。多くの新しい線遷移が同定され、励起準位が構築された。加えて、線角度分布からスピンが特定され、パリティはドップラー幅拡がりの解析によって決定された寿命から推定された。観測されたほとんどの準位は0
か1
軌道に粒子を持つWBP-aとSDPF-NR相互作用を使ったシェルモデル計算によって理解された。2つの計算は約200keVの範囲でよく一致した。しかし、高エネルギー準位の2つはstretched 
準位であるかもしれないが、計算はそれらのエネルギーを2から3MeVオーバーしている。さらに新しく観測された長寿命7919-keVは今のところ説明ができない。
廣瀬 貴規; 大久保 成彰; 谷川 博康; 加藤 雄大*; Clark, A. M.*; McDuffee, J. L.*; Heatherly, D. W.*; Stoller, R. E.*
DOE/ER-0313/49, p.94 - 99, 2010/12
The objective of this work is to determine the irradiation temperatures of the HFIR target capsules JP-26 and JP-27, which were conducted under the Collaboration on Fusion Materials between Japan Atomic Energy Agency and the United States Department of Energy. The irradiation temperatures of the HFIR target capsules JP-26 and JP-27 were determined by dilatometric analysis of silicon carbide (SiC) passive temperature monitors. The monitors from holders for SSJ3 tensile specimens demonstrated good agreement with the design temperatures derived from finite element model (FEM) analysis and were consistent with post-irradiation hardness of F82H. Although the irradiation temperatures for some bend-bar (PCCVN and DFMB) holders were higher than FEM analysis, hardness tests on irradiated F82H implied that actual irradiation temperatures were close to the design temperatures.
亀井 玄人; Alexander, W. R.*; Clark, I. D.*; Degnan, P.*; Elie, M.*; Khoury, H.*; Milodowski, A. E.*; Pitty, A. F.*; Salameh, E.*; Smellie, J. A. T.*
Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.141 - 147, 2010/10
Natural cements in Jordan have been produced by the combustion of organic-rich clay biomicrites and are very close analogues of industrial cement. Following interaction with groundwaters, natural hyperalkaline leachates are produced and these move out of the cement into the surrounding host rock, subsequently interacting with and altering it. The conclusions of the Jordan Natural Cement Analogue Study are presented and the safety assessment (SA) implications of the interaction of cementitious hyperalkaline leachates on repository host rock and bentonite are discussed.
Mg; Intruder amplitudes in 
Ne and implications for the binding of 
FFallon, P.*; Rodriguez-Vieitez, E.*; Macchiavelli, A. O.*; Gade, A.*; Tostevin, J. A.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Bowen, M.*; Campbell, C. M.*; Clark, R. M.*; et al.
Physical Review C, 81(4), p.041302_1 - 041302_5, 2010/04
被引用回数：41 パーセンタイル：88.29(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の超伝導サイクロトロン研究所にて、不安定核MgビームをBe標的に当てることによってNeが生成される断面積を測定し、その脱励起線を測定した。Neの4
と見られる状態を初めて観測するとともに、その断面積から、Neの核構造の情報を引き出した。この領域で標準的な核構造計算である、SDPF-M相互作用を用いたモンテカルロ殻模型計算による分光学的因子をグラウバー模型に代入して包括的断面積を計算したところ、実験値を過大評価した。核構造の観点からその原因について考察したところ、Ne核では従来考えられてきたよりも4粒子4空孔励起の侵入者配位が多く、それによってNeとMgの中性子部分の波動関数との重なりが小さいためであると結論づけた。この増大した4粒子4空孔励起のアイデアは、フッ素同位体において中性子ドリップ線が著しく延びる現象も説明することができる。
高田 孝; 大島 宏之; Denman, M. R.*; Clark, A. J.*
no journal, ,
日米民生用原子力研究開発協力(CNWG)の一環として、サンディア国立研究所(SNL)とナトリウム燃焼モデルに関する国際協力を行っている。本報では、SPHINCS(JAEA)、CONTAIN-LMR(SNL)コードによる共同ベンチマークとして行った、SNLでのスプレイ燃焼実験の結果について報告するとともに、SPHINCSコードを用いた感度解析結果について考察する。
亀井 玄人; Alexander, W. R.*; Clark, I. D.*; Degnan, P.*; Elie, M.*; Khoury, H.*; Mader, U.*; Milodowski, A. E.*; Pitty, A. F.*; Salameh, E.*; et al.
no journal, ,
The safety assessment implications of the novel data from the Jordan Natural Analogue Study, which looked into interaction of natural cementitious hyperalkaline leachates on repository host rocks and clays, are presented. For example, Maqarin site in northern Jordan represents repository host rocks with advective groundwater systems. Hydrogeological, hydrochemical and structural data collected on the fractured rock at the site has been used to assess the likely implications of hyperalkaine leachate interaction on the long-term flow conditions in similar repository host rocks.
