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Go, G.*; Goli, D. P.*; 江崎 蘭世; Tserkovnyak, Y.*; Kim, S. K.*
Physical Review Research (Internet), 7(2), p.L022066_1 - L022066_7, 2025/06
It remains an open question whether or not the scalar spin chirality itself can exhibit a Hall-type transport. In this work, we show that the answer is yes: The scalar spin chirality is Hall-transported in Kagome ferromagnets and antiferromagnets under an external bias, engendering a phenomenon which we dub the scalar spin chirality Nernst effect. Our findings call for the need to lift the conventional assumption that the scalar spin chirality is a static quantity in order to discover the active roles of the scalar spin chirality in transport properties.
Go, J.*; Park, M.-H.*; Gao, S.*; 松宮 久*; Gong, W.; 辻 伸泰*
Journal of Alloys and Compounds, 1014, p.178749_1 - 178749_10, 2025/02
被引用回数:2 パーセンタイル:95.66(Chemistry, Physical)In Mg alloys, basal dislocation slip is the preferential slip system that is activated at room temperature, while non-basal slips are typically difficult to activate owing to their high critical resolved shear stress. Until now, minimal focus has been directed towards the influence of loading direction on slip behavior in pre-twinned AZ31 alloys. This study employed transmission electron microscopy to demonstrate that non-basal slips, specifically prismatic and pyramidal I slips, are activated under deformation conditions where de-twinning is difficult in a pre-twinned AZ31 Mg alloy. When the tensile loading direction is parallel to the precompression direction, de-twinning and basal slip are the primary deformation modes. Conversely, when the tensile loading direction is perpendicular to the precompression direction, where de-twinning is challenging to activate, both basal and non-basal slips, such as prismatic and pyramidal I slips, emerge as the primary deformation modes. These results indicate that the pre-twinned AZ31 Mg alloy cannot deform solely through basal slips, and the activation of either de-twinning or non-basal slips is necessary to satisfy the von Mises criterion. Our findings in this study demonstrate the impact of non-basal slip activity on macroscopic yield stress and overall deformation, hence enhancing the understanding of magnesium alloy deformation mechanisms.
Quach, N. M.*; Ngo, M. C.*; Yang, Y.*; Nguyen, T. B.*; Nguyen, V. T.*; 藤田 善貴; Do, T. M. D.*; 中山 忠親*; 鈴木 達也*; 末松 久幸*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 332(10), p.4057 - 4064, 2023/10
被引用回数:4 パーセンタイル:71.02(Chemistry, Analytical)テクネチウム-99m(Tc)は世界で最も広く使用されている医療用ラジオアイソトープであり、モリブデン-99(
Mo)から生成される。核不拡散の観点から中性子放射化法による
Mo生成は核分裂由来の
Moの代替法として注目を集めているが、
Mo比放射能が極めて低いという欠点が存在する。本研究では、
Mo抽出による比放射能向上を目的に、照射ターゲットとしてポーラス
-MoO
ワイヤーを準備した。ポーラス
-MoO
ワイヤーは、2段階の加熱手順によって金属Moワイヤーから調製する。中性子照射後のポーラス
-MoO
ワイヤーおよび抽出に用いた水の放射能測定と同位体測定から
Moのホットアトム効果を確認した。また、ポーラス
-MoO
ワイヤーと市販の
-MoO
粉末での
Mo抽出率を比較した結果、同等の抽出率が得られた。
Ngo, M. C.*; 藤田 善貴; 鈴木 達也*; Do, T. M. D.*; 関 美沙紀; 中山 忠親*; 新原 晧一*; 末松 久幸*
Inorganic Chemistry, 62(32), p.13140 - 13147, 2023/08
被引用回数:5 パーセンタイル:60.95(Chemistry, Inorganic & Nuclear)テクネチウム-99m(Tc)は放射性医薬品として最も用いられるラジオアイソトープである。
Tcは
Moの娘核種であり、
Mo/
Tcの生成には核分裂(n, f)法と中性子捕獲(n,
)法が存在する。この内、(n, f)法は世界の生産量の約90%で使用されているが、高濃縮ウランの使用、高放射性廃棄物の発生、核不拡散の観点からも問題となっている。そこで、(n,
)法は、(n, f)法の代替法として開発が進められている。本研究では、熱蒸着法で作製した
-MoO
ウィスカーと
-MoO
粒子を中性子照射して
Mo/
Tcを生成し、水に分散させることで
Mo/
Tcを抽出した。その結果、
-MoO
と比較して、
-MoO
ウィスカーでは高い
Mo抽出率が得られた。また、水に溶解した
Mo濃度を比較した結果、サンプルから
Moが水に移動するホットアトム効果を
-MoO
ウィスカーではより顕著に示した。本研究は、中性子捕捉法の照射ターゲットとして
-MoO
の使用を初めて実証したものであり、
-MoO
は、中性子捕捉によって
Mo/
Tcを生成し、水による放射性同位体抽出するための有望な照射ターゲットになると期待される。
藤田 善貴; 関 美沙紀; Ngo, M. C.*; Do, T. M. D.*; Hu, X.*; Yang, Y.*; 武内 伴照; 中野 寛子; 藤原 靖幸*; 吉永 尚生*; et al.
KURNS Progress Report 2021, P. 118, 2022/07
核セキュリティ等の観点から放射化法((n,)法)による
Mo製造の研究開発が進められている。この方法を
Mo/
Tcジェネレータに適応するためには、Mo吸着材として用いられるアルミナ(Al
O
)の特性改善が不可欠である。これまで、開発したAl
O
試料から得られる
Tc溶液の品質を評価してきたが、溶液中への
Mo脱離が課題だった。本研究では、市販のジェネレータを模した形状のカラムにAl
O
試料を充填し、
Mo脱離低減のためのいくつかの措置を施して
Tc溶液の品質を評価した。以前実施した、Al
O
試料をMo溶液に浸漬させる静的吸着の条件と比較した結果、Mo溶液をAl
O
カラムに流す動的吸着の適用、Mo溶液の高濃度化、Mo添加量の低減により
Mo脱離量が大幅に改善された。したがって、吸着方法および吸着条件の最適化による品質向上の可能性が示唆された。今後、本結果に基づきカラム形状およびMo吸着条件の最適化を図る。
Grazzi, F.*; Cialdai, C.*; Manetti, M.*; Massi, M.*; Morigi, M. P.*; Bettuzzi, M.*; Brancaccio, R.*; Albertin, F.*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; et al.
Rendiconti Lincei. Scienze Fisiche e Naturali, 32(3), p.463 - 477, 2021/09
被引用回数:6 パーセンタイル:28.63(Multidisciplinary Sciences)In this paper, we have studied an additively manufactured metallic component, intended for ultra-high vacuum application, the exit-snout of the MACHINA transportable proton accelerator beam-line. Metal additive manufacturing components can exhibit heterogeneous and anisotropic microstructures. Two non-destructive imaging techniques, X-ray computed tomography and Neutron Tomography, were employed to examine its microstructure. They unveiled the presence of porosity and channels, the size and composition of grains and intergranular precipitates, and the general behavior of the spatial distribution of the solidification lines. While X-ray computed tomography evidenced qualitative details about the surface roughness and internal defects, neutron tomography showed excellent ability in imaging the spatial density distribution within the component. The anisotropy of the density was attributed to the material building orientation during the 3D printing process. Density variations suggest the possibility of defect pathways, which could affect high vacuum performances. In addition, these results highlight the importance of considering building orientation in the design for additive manufacturing for UHV applications.
Xiao, Y.*; Go, S.*; Grzywacz, R.*; Orlandi, R.; Andreyev, A. N.; 浅井 雅人; Bentley, M. A.*; de Angelis, G.*; Gross, C. J.*; Hausladen, P.*; et al.
Physical Review C, 100(3), p.034315_1 - 034315_8, 2019/09
被引用回数:19 パーセンタイル:83.32(Physics, Nuclear)A search for super-allowed decay of N=Z nuclei
Te and
Xe was carried out using a novel recoil-decay scintillator detector at the tandem accelerator facility at Japan Atomic Energy Agency. Inorganic crystal scintillation material of YAP:Ce (Yttrium Aluminium Perovskite) coupled to position-sensitive photo-multiplier tube (PSPMT) was implemented for the first time in a radioactive decay experiment. Residues from the fusion-evaporation reaction
Ni+
Fe
Xe
were separated by the JAEA Recoil Mass Separator (RMS) and implanted into the YAP:Ce crystal.
decays of neutron-deficient tellurium isotopes were identified and proton-emission of
I was observed. No conclusive evidence was found for the decay chain
Xe
Te
Sn within 3 days experiment. The cross section limit of 130 pb was obtained for production of two events of
Xe, about an order of magnitude below the expectation based on earlier cross section measurements and HIVAP calculations.
熊谷 友多; Fidalgo, A. B.*; Jonsson, M.*
Journal of Physical Chemistry C, 123(15), p.9919 - 9925, 2019/04
被引用回数:23 パーセンタイル:61.58(Chemistry, Physical)ウランの酸化還元による化学的な変化は環境中のウランの動態を支配する重要な反応であり、特に4価の二酸化ウランが6価のウラニルイオンに酸化され水に溶けだす反応は使用済燃料等の環境中における化学的な安定性を評価する上で重要な反応である。この酸化による二酸化ウランの水への溶出について、二酸化ウランの過定比性の影響を調べるため、過酸化水素および線照射による反応を調べ、定比のUO
と過定比のUO
との間で反応挙動を比較した。その結果、定比のUO
は酸化還元反応に高い活性を示し、表面の酸化反応は速やかに進み、酸化反応の進展とともに徐々にウランの溶出が加速されることが観測された。一方で、過定比のUO
は反応性は低いものの、酸化反応が生じると速やかにウランが溶出することが分かった。また、過酸化水素による反応と
線照射による反応を比較した結果、ウランの溶出ダイナミクスは酸化剤の濃度に依存して変化することが分かった。そのため、使用済燃料等で想定される放射線による酸化反応を検討する場合、高濃度の酸化剤を用いた試験では、ウランの溶出反応を過小評価する可能性があることを明らかにした。
雨倉 宏*; Kluth, P.*; Mota-Santiago, P.*; Sahlberg, I.*; Jantunen, V.*; Leino, A. A.*; Vazquez, H.*; Nordlund, K.*; Djurabekova, F.*; 大久保 成彰; et al.
Physical Review Materials (Internet), 2(9), p.096001_1 - 096001_10, 2018/09
被引用回数:10 パーセンタイル:32.62(Materials Science, Multidisciplinary)高速重イオンを非晶質SiOに照射すると、核に低密度物質、その周りの殻に高密度物質が誘起され、核/殻状のイオントラック損傷が形成されることが知られている。この核/殻状のイオントラック損傷の形成を説明するモデルとして、核部分に超高温の蒸気相が形成されることを仮定するモデルが提唱され、有力なモデルとされている。しかし、本研究での分子動力学計算の結果、イオン照射に伴うエネルギー伝達密度が低い(3keV/nm以下)条件では蒸気相は実現されない結果になるにもかかわらず、一方でそのような実験条件でも核/殻状のイオントラック損傷が形成されることが今回の実験で明らかになった。以上の解析のみならず、様々な補足実験や計算の結果、従来重要とされてきた蒸気相の形成は、照射影響(核/殻状のイオントラック損傷の形成等)を起こすための必須条件ではないことが明らかになった。
Fidalgo, A. B.*; 熊谷 友多; Jonsson, M.*
Journal of Coordination Chemistry, 71(11-13), p.1799 - 1807, 2018/07
被引用回数:34 パーセンタイル:88.47(Chemistry, Inorganic & Nuclear)二酸化ウランは水中では表面から酸化され、徐々に溶出する。放射線環境下では、水の放射線分解で生じる過酸化水素が二酸化ウランを速やかに酸化するため、溶出が促進される。この過酸化水素による二酸化ウランの酸化反応においては、過酸化水素がウランを酸化せずに分解する副反応が生じることが知られていたが、その反応スキームは分かっていなかった。そこで、この二酸化ウランと過酸化水素の反応について、ウランが酸化された後に速やかに溶出する溶液条件において、過酸化水素濃度に対する依存性を調べた。その結果、過酸化水素の濃度が高くなるにつれて、反応速度定数が下がり、ウランの溶出収率も低くなることが観測された。これは、表面に反応中間体が蓄積され、反応が阻害されたことを示唆する。本研究で用いたウランの溶出が促進される溶液条件では、酸化されたウランが表面に蓄積されることは考えにくいことから、この反応挙動の変化は表面ヒドロキシルラジカルの蓄積による現象であると推定した。
Michel-Sendis, F.*; Gauld, I.*; Martinez, J. S.*; Alejano, C.*; Bossant, M.*; Boulanger, D.*; Cabellos, O.*; Chrapciak, V.*; Conde, J.*; Fast, I.*; et al.
Annals of Nuclear Energy, 110, p.779 - 788, 2017/12
被引用回数:79 パーセンタイル:99.23(Nuclear Science & Technology)SFCOMPO-2.0 is the new release of the NEA database of experimentally measured assays, i.e. isotopic concentrations from destructive radiochemical analyses of spent nuclear fuel samples, complemented with design information of the fuel assembly and fuel rod from which each sample was taken, as well as with relevant information on operating conditions and characteristics of the host reactors, which are necessary for the modelling and simulation of the isotopic evolution of the fuel during irradiation. SFCOMPO-2.0 has been developed and is maintained by the OECD Nuclear Energy Agency (NEA) under the guidance of the Expert Group on Assay Data of Spent Nuclear Fuel (EGADSNF) of the NEA Working Party on Nuclear Criticality Safety (WPNCS). In this paper, the new database is described. Applications of SFCOMPO-2.0 for computer code validation, integral nuclear data benchmarking, and uncertainty analysis in nuclear waste package analysis are briefly illustrated.
Morales, A. I.*; Benzoni, G.*; Watanabe, H.*; 角田 佑介*; Otsuka, T.*; 西村 俊二*; Browne, F.*; Daido, R.*; Doornenbal, P.*; Fang, Y.*; et al.
Physics Letters B, 765, p.328 - 333, 2017/02
被引用回数:38 パーセンタイル:92.29(Astronomy & Astrophysics)The level schemes of neutron-rich isotopes Co and
Ni were populated in the
decay of
Fe and studied using
-delayed
-ray spectroscopy of the
decay, at the RIBF in RIKEN, Japan. The experimental results were compared to state-of-the-art shell-model calculations, and indicate a dominance of prolate deformation in the low-lying states, coexisting with spherical states. The
decay of the
isobars is shown to progress in accordance to a new type of shell evolution, the so-called Type II, which involves many particle-hole excitations across energy gaps.
Periez, R.*; Bezhenar, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Iosjpe, M.*; Jung, K. T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B. I.*; et al.
Science of the Total Environment, 569-570, p.594 - 602, 2016/11
被引用回数:27 パーセンタイル:60.54(Environmental Sciences)IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、チェルノブイリ原子力発電所事故に伴うバルティック海及び東京電力福島第一原子力発電所事故に伴う福島沖海域における放射性物質の海洋汚染について、Csを対象として実施した。複数の海洋拡散モデルとしてBOXモデルや3次元力学モデル等の多様なモデルを用いた。バルティック海におけるモデル比較では極めて良好な一致を示したものの、福島沖海域における比較では各研究機関が所有する海況場を入力として計算した結果に大きな相違が確認されたが、海況場を統一することで良好な一致を得た。本研究結果から、複雑な海洋環境において政策決定支援システムとして運用するオペレーショナルモデルの構築には複数のモデルによるシミュレーション結果をアンサンブル平均するマルチモデルアンサンブル手法を採用することが妥当であることが示唆されたが、緊急時対応としてシステムを運用する際には計算負荷の大きいマルチモデルアンサンブル手法は非現実的であり、効果的な予測手法を継続して検討することが課題である。
Morales, A. I.*; Benzoni, G.*; Watanabe, H.*; 西村 俊二*; Browne, F.*; Daido, R.*; Doornenbal, P.*; Fang, Y.*; Lorusso, G.*; Patel, Z.*; et al.
Physical Review C, 93(3), p.034328_1 - 034328_14, 2016/03
被引用回数:26 パーセンタイル:83.29(Physics, Nuclear)Low-lying excited states in Ni have been investigated at RIKEN by studying the
decay of
Co to
Ni.
Co was separated with BigRIPS, implanted into the WaS3ABi Silicon array, and the
ray measured using the EURICA
spectrometer. From the analysis, 60 new
-ray transitions and 21 new levels in
Ni were observed. The new experimental information is compared to shell-model calculations which include neutron excitation across the
shell. The calculations reproduce rather well the observed states, implying that a clear understanding of these low-lying excitations has been achieved.
Periez, R.*; Brovchenko, I.*; Duffa, C.*; Jung, K.-T.*; 小林 卓也; Lamego, F.*; Maderich, V.*; Min, B.-I.*; Nies, H.*; Osvath, I.*; et al.
Journal of Environmental Radioactivity, 150, p.247 - 269, 2015/12
被引用回数:38 パーセンタイル:69.86(Environmental Sciences)IAEAのMODARIAプログラムの枠組みの中で、海洋拡散モデルの詳細な相互比較を、福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の海洋放出を適用例として実施した。複数の海洋拡散モデルは、モデル間の相違の原因を評価することで比較した。本目的を達成するために逐次的な拡散実験(段階的に計算条件を複雑化させる)を実行した。また、福島第一原子力発電所事故の海洋汚染を再現する数値実験を、Csを対象に実施し、シミュレーション結果の海水と堆積物中の放射性物質濃度を観測値と比較した。その結果、モデル間の相違の主な原因は海流場の計算結果によるものであることが判明した。しかしながら、海流場を統一することでモデル間の相違の最大原因を除去したものの、拡散モデルの数値スキーム(差分法または粒子法)およびそれらの数値解法の相違によるモデル間のわずかな差が残った。
Benzoni, G.*; Morales, A. I.*; Watanabe, H.*; 西村 俊二*; Coraggio, L.*; Itaco, N.*; Gargano, A.*; Browne, F.*; Daido, R.*; Doornenbal, P.*; et al.
Physics Letters B, 751, p.107 - 112, 2015/12
被引用回数:20 パーセンタイル:75.16(Astronomy & Astrophysics)The decays of
Mn have been measured at the RIBF facility at RIKEN using the EURICA
spectrometer combined with an active stopper consisting of a stack of Si detectors. Half-lives and
-delayed neutron emission probabilities have been extracted for these decays, together with first experimental information on excited states populated in
Fe. The data indicate a continuously increasing deformation for Fe isotopes up to A=70, and interpreted to be due to the interplay between quadrupole correlation of specific neutron orbitals and the monopole component of the proton-neutron interaction.
Polster, L.*; Schuemann, J.*; Rinaldi, I.*; Burigo, L.*; McNamara, A. L.*; Steward, R. D.*; Attili, A.*; Carlson, D. J.*; 佐藤 達彦; Ramos Mndez, J.*; et al.
Physics in Medicine & Biology, 60(13), p.5053 - 5070, 2015/07
被引用回数:55 パーセンタイル:90.25(Engineering, Biomedical)TOPASとは、陽子線治療計画に幅広く利用されているソフトウェアである。本研究の目的は、TOPASに陽子の生物学的効果比(RBE)を計算する機能を追加することである。その目的のため、8つの生物物理モデルをTOPASに組み込んだ。それらモデルのうち4つは、RBEの指標となる物理学的なパラメータとしてLETを用い、残りの4つは、それぞれDNAダメージ数、平均z値, y値,飛跡構造を用いる。その中で、y値を指標としたモデルには、原子力機構が開発したマイクロドジメトリ機能が使われた。導入した8つのモデルの精度は、実験的に求めた陽子のRBEと比較することにより検証した。本研究は、陽子線治療を臨床診療へと近づけるための治療計画の最適化に重要な成果である。
小林 信之*; 中村 隆司*; 近藤 洋介*; Tostevin, J. A.*; 宇都野 穣; 青井 考*; 馬場 秀忠*; Barthelemy, R.*; Famiano, M. A.*; 福田 直樹*; et al.
Physical Review Letters, 112(24), p.242501_1 - 242501_5, 2014/06
被引用回数:104 パーセンタイル:94.74(Physics, Multidisciplinary)軽い中性子過剰核では束縛線限界近くにハローと呼ばれる1あるいは2中性子が空間的に非常に広がった構造を持つことが知られているが、重くなってくると一般に軌道角運動量が大きくなり、変形も発達するためハローが存在するかどうかは不明だった。本論文では、非常に中性子過剰なマグネシウム同位体Mgの核力およびクーロン分解反応実験を理化学研究所RIBFにて行い、マグネシウム同位体でも
波と考えられるハローを持つことを初めて明らかにした。本実験では、炭素標的と鉛標的の断面積の差から、ハロー構造に敏感なクーロン力による分解反応の断面積を引き出すとともに、脱励起
線の測定によって、
Mgの基底状態へ遷移する断面積も引き出した。実験値を大規模殻模型計算の結果と比較したところ、
Mgの基底状態は
Mgの基底状態に
波中性子が付いた波動関数が40%程度占め、その
波成分がハロー構造を生み出していることがわかった。
Scheerer, G. W.*; Knafo, W.*; 青木 大*; Nardone, M.*; Zitouni, A.*; Bard, J.*; Billette, J.*; Barata, J.*; Jaudet, C.*; Suleiman, M.*; et al.
Physical Review B, 89(16), p.165107_1 - 165107_12, 2014/04
被引用回数:10 パーセンタイル:39.58(Materials Science, Multidisciplinary)Fermi surface of URuSi
has been studied by measuring the quantum oscillation at low temperature and high magnetic field up to 81T. The data suggest interplay between Fermi surface, magnetic properties and the hidden order.
Park, S. R.*; 福田 竜生; Hamann, A.*; Lamago, D*; Pintschovius, L.*; 藤田 全基*; 山田 和芳*; Reznik, D.*
Physical Review B, 89(2), p.020506_1 - 020506_5, 2014/01
被引用回数:34 パーセンタイル:76.65(Materials Science, Multidisciplinary)In superconducting copper oxides, some Cu-O bond-stretching phonons around 70 meV show anomalous giant softening and broadening of electronic origin, and electronic dispersions have large renormalization kinks near the same energy. These observations suggest that phonon broadening originates from quasiparticle excitations across the Fermi surface and the electronic dispersion kinks originate from coupling to anomalous phonons. We measured the phonon anomaly in underdoped ( = 0.05) and overdoped (
= 0.20 and 0.25) La
Sr
CuO
by inelastic neutron and X-ray scattering with high resolution. Combining these and previously published data, we found that doping dependence of the magnitude of the giant phonon anomaly is very different from that of the ARPES kink, i.e., the two phenomena are not connected. We show that these results provide indirect evidence that the phonon anomaly originates from novel collective charge excitations as opposed to interactions with electron-hole pairs. Their amplitude follows the superconducting dome so these charge modes may be important for superconductivity.