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論文

Two-dimensional quantum universality in the spin-1/2 triangular-lattice quantum antiferromagnet Na$$_{2}$$BaCo(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$

Sheng, J.*; Wang, L.*; Candini, A.*; Jiang, W.*; Huang, L.*; Xi, B.*; Zhao, J.*; Ge, H.*; Zhao, N.*; Fu, Y.*; et al.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(51), p.e2211193119_1 - e2211193119_9, 2022/12

Although considerable progress has been made in the theoretical understanding of the low-dimensional frustrated quantum magnets, experimental realizations of a well-established scaling analysis are still scarce. This is particularly true for the two-dimensional antiferromagnetic triangular lattices. Owing to the small exchange strength, the newly discovered compound Na$$_{2}$$BaCo(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$ provides a rare opportunity for clarifying the quantum criticality in an ideal triangular lattice with quantum spin S=1/2. In addition to the establishment of the complete phase diagrams, the spin Hamiltonian with a negligible interplane interaction has been determined through the spin wave dispersion in the polarized state, which is consistent with the observation of a two-dimensional quantum critical point with the Bose-Einstein condensation of diluted free bosons.

論文

Development of safety design criteria and safety design guidelines for Generation IV sodium-cooled fast reactors

二神 敏; 久保 重信; Sofu, T.*; Ammirabile, L.*; Gauthe, P.*

Proceedings of International Conference on Topical Issues in Nuclear Installation Safety; Strengthening Safety of Evolutionary and Innovative Reactor Designs (TIC 2022) (Internet), 10 Pages, 2022/10

In the framework of the GIF, an effort to develop Safety Design Criteria (SDC) for SFR systems was initiated in 2011. For this purpose, an SDC task force (SDC-TF) was formulated in July 2011. The SDC-TF members consist of representatives of CIAE (China), CEA (France), JAEA (Japan), KAERI, KINS (Republic of Korea), IPPE (Russia), ANL, INL, ORNL (United States of America), EC and IAEA. This paper describes the outline of the SDC and SDGs contents and its development background as shown above. These SDC and SDGs refer related IAEA safety standards, such as SSR-2/1 Safety of Nuclear Power Plants: Design, SSG-52 Design of the Reactor Core for Nuclear Power Plants. This paper focuses on both technology neutral aspects, which are common parts between the SDC/SDG and IAEA standards, and SFR specific aspects.

論文

Two-step Mott transition in Ni(S,Se)$$_2$$; $$mu$$SR studies and charge-spin percolation model

Sheng, Q.*; 金子 竜也*; Yamakawa, Kohtaro*; Guguchia, Z.*; Gong, Z.*; Zhao, G.*; Dai, G.*; Jin, C.*; Guo, S.*; Fu, L.*; et al.

Physical Review Research (Internet), 4(3), p.033172_1 - 033172_14, 2022/09

A pyrite system NiS$$_{2-x}$$Se$$_x$$ exhibits a bandwidth controlled Mott transition via (S,Se) substitutions in a two-step process: the antiferromagnetic insulator (AFI) to antiferromagnetic metal (AFM) transition at $$xsim$$0.45 followed by the AFM to paramagnetic metal (PMM) transition at $$xsim$$1.0. Among a few other Mott systems which exhibit similar two-step transitions, Ni(S,Se)$$_2$$ is of particular interest because a large intermediate AFM region in the phase diagram would provide unique opportunities to study the interplay between the spin and charge order. By comparing and combining our muon spin relaxation studies and previous neutron scattering studies, here we propose a picture where the spin order is maintained by the percolation of "nonmetallic" localized and dangling Ni moments surrounded by S, while the charge transition from AFI to AFM is caused by the percolation of the conducting paths generated by the Ni-Se-Ni bonds.

論文

DMFT reveals the non-Hermitian topology and Fermi arcs in heavy-fermion systems

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

Physical Review Letters, 125(22), p.227204_1 - 227204_7, 2020/11

 被引用回数:37 パーセンタイル:94.8(Physics, Multidisciplinary)

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本論文では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示した。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本論文によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。

論文

GIF risk and safety working group; Application of the ISAM methodology to Gen-IV nuclear systems

岡野 靖; Ammirabile, L.*; Sofu, T.*

2018 GIF Symposium Proceedings (Internet), p.253 - 262, 2020/05

第4世代原子炉システムに関する国際フォーラムのISAM(Integrated Safety Assessment Methodology)手法は5つの評価ツール(QSR, PIRT, OPT, DPA, PSA)を総合的に用いるもので、各ツールにより安全に関する様々なレベルの問題に対応すると同時に、全体としては、評価対象や設計進展度合いに応じた柔軟な評価を原子炉システムに対し行えるものである。5つのツールは各出力が別の入力に用いられるなど、設計プロセス全体にわたり総合的に活用される。論文では、これらISAM各ツールの内容と評価の進め方、活用事例について報告を行う。

論文

Self-learning Monte Carlo method; Continuous-time algorithm

永井 佑紀; Shen, H.*; Qi, Y.*; Liu, J.*; Fu, L.*

Physical Review B, 96(16), p.161102_1 - 161102_6, 2017/10

 被引用回数:52 パーセンタイル:89.43(Materials Science, Multidisciplinary)

モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本論文では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、機械学習によって自動的に決めるという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。

論文

Cross-shell excitations from the $$fp$$ shell; Lifetime measurements in $$^{61}$$Zn

Queiser, M.*; Vogt, A.*; Seidlitz, M.*; Reiter, P.*; 富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 大塚 孝治*; 本間 道雄*; Petkov, P.*; et al.

Physical Review C, 96(4), p.044313_1 - 044313_13, 2017/10

 被引用回数:5 パーセンタイル:41.77(Physics, Nuclear)

ケルン大学のタンデム加速器にて$$^{61}$$Znの励起状態を核融合反応および核子移行反応によって生成し、そのいくつかの脱励起$$gamma$$線を放出する寿命を測定した。そこから電磁遷移強度を得た。$$fp$$殻内の配位が主である負パリティ状態間の遷移に加え、$$fp$$殻から$$sdg$$殻へ中性子が励起した配位をもつ正パリティ間の$$E2$$遷移強度を得ることにも成功した。これらの正パリティ状態は、以前はオブレート変形しているとも考えられていたが、実験で得られた$$E2$$遷移強度を大規模殻模型計算の結果と比較することによって、プロレート変形を持つことが明らかとなった。

論文

Hydroxyl radical, sulfate radical and nitrate radical reactivity towards crown ethers in aqueous solutions

Wan, L. K.*; Peng, J.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*; Fu, H. Y.*

Radiation Physics and Chemistry, 81(5), p.524 - 530, 2012/05

 被引用回数:16 パーセンタイル:75.65(Chemistry, Physical)

三種のクラウンエーテル、C$$_{8}$$H$$_{14}$$O$$_{4}$$, C$$_{10}$$H$$_{20}$$O$$_{5}$$, C$$_{12}$$H$$_{24}$$O$$_{6}$$及びそのモデルである1-4ジオキサンと、$$^{cdot}$$OH, SO$$_{4}^{cdot-}$$, NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとの水溶液中での反応について、反応速度定数をレーザーフォトリシス法とパルスラジオリシス法により測定した。その結果、ジオキサン,クラウンエーテル類に対する反応性は、$$^{cdot}$$OHラジカルが最も高く、次いでSO$$_{4}^{cdot-}$$, NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルの順となることがわかった。さらに、各ラジカルに対するジオキサン、クラウンエーテル類の反応性を比較した結果、$$^{cdot}$$OH, SO$$_{4}^{cdot-}$$ラジカルとの反応では、反応性は分子内の水素の数に比例して増大することがわかった。この結果は、主たる反応機構がラジカルによる水素引き抜き反応であることを示す。一方、NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとの反応では、比較した分子の中でC$$_{8}$$H$$_{14}$$O$$_{4}$$が最も高い反応性を示し、NO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとの反応性と分子内の水素の数とは相関しないことがわかった。クラウンエーテルは燃料再処理における新規抽出剤として検討されているが、硝酸水溶液中で放射線により誘起されるNO$$_{3}^{cdot}$$ラジカルとクラウンエーテル類との反応性はこれまで報告がなく、本研究の結果は再処理プロセスの高度化に資するものである。

論文

Nitration activates tyrosine toward reaction with the hydrated electron

Shi, W.-Q.*; Fu, H.-Y.*; Bounds, P. L.*; 室屋 裕佐*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Zhao, Y.-L.*; Chai, Z.-F.*

Radiation Research, 176(1), p.128 - 133, 2011/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:17.3(Biology)

3-ニトロチロシン(3NT)は酸化ストレスや活性酸素(Reactive Oxygen Species)の発生源の重要な生物的マーカーであることが報告されている。本研究では、3-NTとその誘導体と、水和電子の反応で生ずる反応中間体の紫外,可視吸収スペクトルを測定し、芳香族ニトロアニオンとしての特徴を多く有することを明らかにした。また、3-NT,N-アセチル-3-ニトロチロシンエチルエーテル(NANTE),ニトロチロシンを含有するペプチド、及びグリシン-ニトロチロシン-グリシンと水和電子との反応性を中性水溶液中で測定し、その反応性がニトロ化していない物質との反応性より約二桁高いことを見いだした。さらに、3-NT存在下での水和電子の減衰速度のpH依存性も測定した。

口頭

Difference of results obtained with high and low Andersen sampler respectively in the research of atmospheric aerosols

Fu, F.; 渡部 和男; Wu, Y.*; Xiao, L.*; Xu, X.*; 篠原 伸夫

no journal, , 

大気中のエアロゾルを研究する際に、通常サンプラーを用いてエアロゾルをフィルターに採集し研究する。ハイボリュームとローボリュームアンダーセンサンプラーはエアロゾルの採集によく利用される二種類のサンプラーである。しかし、この二種類のサンプラーから得られた結果は必ず一致することではない。本研究では、この二種類のサンプラーを用いて大気中のエアロゾル濃度,エアロゾル濃度の季節変化と粒度分布,化学成分の季節変化と粒度分布を詳しく研究したうえ、両サンプラーによるの結果差異を詳しく調べ、その原因について議論した。

口頭

$$gamma$$-ray irradiation and electron-beam pulse radiolysis study of $$kappa$$-carrageenan

Abad, L.*; 工藤 久明*; 佐伯 誠一; 長澤 尚胤; 玉田 正男; Fu, H.*; 室屋 裕佐*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Dela Rosa, A. M.*

no journal, , 

海洋多糖類である$$kappa$$-カラギーナンの放射線分解物は、植物成長などの生理活性を有し、実用化が期待されている。しかし、$$kappa$$-カラギーナンの放射線分解メカニズムについて詳細になっていないため、照射雰囲気の違いによる分解挙動について、GPC,紫外可視吸収(UV)測定により評価した。さらに、水の放射線分解生成物であるOHラジカルと反応性について電子線パルスラジオリシス法により評価した。GPC測定した結果、大気中及び真空中での粉末、1%水溶液の各状態における$$kappa$$-カラギーナンの放射線分解収量であるG値は、大気及び真空中の粉末状で2.5、水溶液中で約100となり、水の放射線分解生成物であるOHラジカルによる間接効果が非常に大きいことがわかった。またすべての状態で照射した試料のUV測定の結果、照射によって新たに生成したカルボニル基に由来する260nmの吸収ピークが観測された。さらに電子線パルス照射を利用し、放射線照射により低分子量化した$$kappa$$-カラギーナンとOHラジカルとの反応における反応速度定数を決定し、1.1$$times$$10$$^{9}$$M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$になることがわかった。

口頭

Self-learning continuous-time quantum Monte Carlo method

永井 佑紀; Shen, H.*; Qi, Y.*; Liu, J.*; Fu, L.*

no journal, , 

モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本講演では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、機械学習によって自動的に決めるという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。

口頭

自己学習連続時間量子モンテカルロ法; 機械学習を用いたマルコフ連鎖モンテカルロ法の高速化

永井 佑紀; Shen, H.*; Qi, Y.*; Liu, J.*; Fu, L.*

no journal, , 

モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本講演では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、機械学習によって自動的に決めるという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。

口頭

自己学習モンテカルロ法

永井 佑紀; Shen, H.*; Qi, Y.*; Liu, J.*; Fu, L.*

no journal, , 

モンテカルロ法は原子力分野以外にも様々な分野で利用される極めて汎用的な手法である。近年、機械学習の手法を取り込むことで、高速なモンテカルロ法が開発されている。本招待講演では、銅酸化物高温超伝導体をはじめとする様々な物質のシミュレーションにおいて汎用的に用いられている連続時間量子モンテカルロ法に対して機械学習の手法を適用した結果を報告する。なお、上記課題の解決にあたり、モンテカルロ法でネックの一つとなる次の配置をどう決めるか、という問題に対して、機械学習によって自動的に決めるという手法を提案した。この手法の開発により、より高精度な超伝導体シミュレーションや、ウランなどの重い元素を含む第一原理計算の高速化が期待できる。これらの結果は、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発に資する成果である。

口頭

Bulk Fermi arcs in heavy fermion systems

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

no journal, , 

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本研究では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示した。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本研究によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。これらの結果は、重元素化合物の物性の理解に資する成果であり、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発にも資する成果である。

口頭

Bulk Topological Fermi arcs in heavy fermion systems

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

no journal, , 

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本研究では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示した。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本研究によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。これらの結果は、重元素化合物の物性の理解に資する成果であり、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発にも資する成果である。

口頭

Bulk Fermi arcs in heavy fermion systems

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

no journal, , 

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本研究では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示した。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本研究によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。これらの結果は、重元素化合物の物性の理解に資する成果であり、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発にも資する成果である。

口頭

重い電子系におけるバルクトポロジカルフェルミアーク

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

no journal, , 

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本研究では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示した。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本研究によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。これらの結果は、重元素化合物の物性の理解に資する成果であり、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発にも資する成果である。

口頭

重い電子系における例外点とバルクトポロジカルフェルミアーク

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

no journal, , 

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本招待講演では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示す。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本研究によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。これらの結果は、重元素化合物の物性の理解に資する成果であり、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発にも資する成果である。

口頭

Bulk topological Fermi arcs in heavy fermion systems

永井 佑紀; Qi, Y.*; 磯部 大樹*; Kozii, V.*; Fu, L.*

no journal, , 

核燃料物質として使われるウランやプルトニウムなどを含む化合物はいわゆる重い電子系と呼ばれ、非常に強い電子間相互作用が多彩な物性を生み出している。また、強い電子間相互作用を持つ物質の性質を理解することは、同じく強い電子間相互作用を持つ銅酸化物高温超伝導体の性質を明らかにするためにも重要である。本研究では、銅酸化物高温超伝導体物質群で普遍的に見られる現象である「フェルミアーク」が、重元素化合物などの重い電子系でも現れることを理論的に示した。特に、ここで現れる「バルクフェルミアーク」は、重い電子系における新しいトポロジーに関する理論である「非エルミートトポロジカル理論」を用いることによって明らかになったものである。本研究によって、重い電子系の物性の理解に、トポロジーというこれまでとは全く異なった視点を用いることができることが示された。これらの結果は、重元素化合物の物性の理解に資する成果であり、広く原子力分野のためのシミュレーション技術開発にも資する成果である。

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