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民井 淳*; Pellegri, L.*; S
derstrm, P.-A.*; Allard, D.*; Goriely, S.*; 稲倉 恒法*; Khan, E.*; 木戸 英治*; 木村 真明*; Litvinova, E.*; et al.
European Physical Journal A, 59(9), p.208_1 - 208_21, 2023/09
光核反応は原子核構造の観点からも応用の観点からも重要であるにも関わらず、その反応断面積は未だに不定性が大きい。近年、超高エネルギー宇宙線の起源を探るために、鉄よりも軽い原子核の光核反応断面積を正確に知る必要が指摘されている。この状況を打破するため、原子核物理の実験、理論、宇宙物理の共同研究となるPANDORAプロジェクトが始まった。本論文はその計画の概要をまとめたものである。原子核実験ではRCNP、iThembaによる仮想光子実験とELI-NPによる実光子実験などが計画されている。原子核理論では、乱雑位相近似計算、相対論的平均場理論、反対称化分子動力学、大規模殻模型計算などが計画されている。これらで得られた信頼性の高い光核反応データベースと宇宙線伝搬コードを組み合わせ、超高エネルギー宇宙線の起源の解明に挑む。
Ramadhan, R. S.*; Glaser, D.*; 祖山 均*; Kockelmann, W.*; 篠原 武尚; Pirling, T.*; Fitzpatrick, M. E.*; Tremsin, A. S.*
Acta Materialia, 239, p.118259_1 - 118259_12, 2022/10
被引用回数：2 パーセンタイル：43.26(Materials Science, Multidisciplinary)Mechanical surface treatment technologies such as laser peening and cavitation peening require detailed characterization, including residual stress analysis, to optimize their processing parameters. Recent developments at neutron facilities allow non-destructive 2-dimensional residual strain mapping through Bragg edge imaging. The present work highlights the application of Bragg edge neutron imaging for the study of mechanical surface treatments, through determination of lattice spacing distributions by energy-resolved radiography. Through three different examples, the unique capabilities of the method are demonstrated, particularly for providing near surface residual strain maps within samples with complex geometries with relatively high spatial resolution. By providing a comparison with X-ray diffraction and neutron diffraction results, the present work emphasizes the potential of Bragg edge neutron imaging as a tool for surface treatment research.
Boznar, M. Z.*; Charnock, T. W.*; Chouhan, S. L.*; Grsic, Z.*; Halsall, C.*; Heinrich, G.*; Helebrant, J.*; Hettrich, S.*; Ku
a, P.*; Mancini, F.*; et al.
IAEA-TECDOC-2001, 226 Pages, 2022/06
IAEAは、2012年から2015年にかけて、放射線影響評価のためのモデリングとデータに関する(MODARIA)プログラムを組織した。MODARIAプログラムは、環境放射線量評価の分野において、改善されたデータの取得、モデルの試験、モデルの入力・仮定・出力の比較、モデリングの考え方に関する合意形成、アプローチとパラメータ値の調整、改善された方法の開発、情報交換を行うことで能力を高めることを目的としたものである。本書は、第2ワーキンググループ「汚染された都市環境における被ばくと修復措置の効果」の活動について述べたものである。
Thiessen, K. M.*; Boznar, M. Z.*; Charnock, T. W.*; Chouhan, S. L.*; Federspiel, L.; Gra
i, B.*; Grsic, Z.*; Helebrant, J.*; Hettrich, S.*; Hulka, J.*; et al.
Journal of Radiological Protection, 42(2), p.020502_1 - 020502_8, 2022/06
被引用回数：4 パーセンタイル：85.55(Environmental Sciences)The IAEA's model testing programmes (1988-2019) have included a series of Working Groups concerned with modelling radioactive contamination in urban environments. This paper describes the exercises conducted during the MODARIA I (2012-2015) and MODARIA II (2016-2019) programmes. These exercises have included short-range and mid-range atmospheric dispersion exercises based on data from field tests or tracer studies, hypothetical urban dispersion exercises, and an exercise based on data collected after the Fukushima accident. Improvement of model capabilities will lead to improvements in assessing various contamination scenarios (real or hypothetical), and in turn, to improved decision-making and communication with the public following a nuclear or radiological emergency.
Fe(n,
)
Fe cross section from the surrogate ratio method and its effect on the Fe nucleosynthesisYan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.
Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10
被引用回数：1 パーセンタイル：10.47(Astronomy & Astrophysics)The long-lived Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction Fe(n,)Fe on Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 -ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the Fe(n,)Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5
3.5 mb at 
= 30 keV and 13.41.7 mb at = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of Fe from the Fe(n,)Fe rate are at most 25
. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of Fe.
Yao, Y.*; Cai, R.*; Yang, S.-H.*; Xing, W.*; Ma, Y.*; 森 道康; Ji, Y.*; 前川 禎通; Xie, X.-C.*; Han, W.*
Physical Review B, 104(10), p.104414_1 - 104414_6, 2021/09
被引用回数：1 パーセンタイル：9.64(Materials Science, Multidisciplinary)We report the experimental observation of half-integer Shapiro steps in the strong ferromagnetic Josephson junction (Nb-NiFe-Nb) by investigating the current-phase relation under radio-frequency microwave excitation. The half-integer Shapiro steps are robust in a wide temperature range from T = 4 to 7 K. The half-integer Shapiro steps could be attributed to co-existence of 0- and 
-states in the strong ferromagnetic NiFe Josephson junctions with the spatial variation of the NiFe thickness. This scenario is also supported by the high-resolution transmission electron microscopy characterization of the Nb/NiFe/Nb junction.
sp HRL LTDE-SD experimentsSoler, J. M.*; Meng, S.*; Moreno, L.*; Neretnieks, I.*; Liu, L.*; Kek
linen, P.*; Hokr, M.*; 
ha, J.*; Vetenk, A.*; Reimitz, D.*; et al.
SKB TR-20-17, 71 Pages, 2021/07
亀裂性岩石中の地下水流動と物質移行のモデル化に関するSKBタスクフォースにおけるTask 9Bは、スウェーデンのエスポ岩盤研究所で実施された原位置長期収着・拡散試験(LTDE-SD)の試験結果のモデル化に焦点をあてたものである。10のモデリングチームによって、異なるモデル概念やコードを用いたモデル化が実施された。モデル化のアプローチは、(1)拡散方程式の解析解、(2)連続多孔質媒体中の数値計算モデル、(3)微細な不均質性(鉱物粒界,微細亀裂の分布等)を考慮した微細構造モデルの大きく3種に分類できる。異なるチームによるモデル化結果から、岩石や亀裂の表面の擾乱影響を含む岩石特性の不均質な分布、微細な亀裂の効果など、様々な異なるモデル概念の比較・評価がなされた。
clusters in dilute neutron-rich matter田中 純貴*; Yang, Z.*; Typel, S.*; 足立 智*; Bai, S.*; van Beek, P.*; Beaumel, D.*; 藤川 祐輝*; Han, J.*; Heil, S.*; et al.
Science, 371(6526), p.260 - 264, 2021/01
被引用回数：30 パーセンタイル：99.04(Multidisciplinary Sciences)ノックアウト反応を用いることで、中性子過剰な錫同位体の核表面でのクラスター形成を実験的に確かめた。実験で得られた、質量数とともに単調に減少するノックアウト断面積は理論による予言と非常に良く一致し、クラスター形成率と中性子スキン厚との関係を示唆している。
Bandodkar, A. J.*; Gutruf, P.*; Choi, J.*; Lee, K.-H.*; 関根 由莉奈; Reeder, J. T.*; Jeang, W. J.*; Aranyosi, A. J.*; Lee, S. P.*; Model, J. B.*; et al.
Science Advances (Internet), 5(1), p.eaav3294_1 - eaav3294_15, 2019/01
被引用回数：386 パーセンタイル：99.88(Multidisciplinary Sciences)非侵襲でバイオマーカーを検出し得るウェアラブルデバイスが注目されている。しかしながら現在までに存在するウェアラブルデバイスはその電力源や検出部分などの小型化が困難であったことから重さや大きさの点でポータビリティに欠けていた。本研究では、バッテリーフリーでかつ電気的、呈色式を用いて重要バイオマーカーである塩化物, 乳酸, グルコース, pHを検出できるスウェットデバイスを開発した。
Finsterle, S.*; Lanyon, B.*; 
kesson, M.*; Baxter, S.*; Bergstrm, M.*; Bockg
rd, N.*; Dershowitz, W.*; Dessirier, B.*; Frampton, A.*; Fransson, .*; et al.
Geological Society, London, Special Publications, No.482, p.261 - 283, 2019/00
被引用回数：8 パーセンタイル：69.15放射性廃棄物地層処分の信頼性は廃棄体パッケージとその周辺のベントナイトからなる緩衝材で構成される人工バリアと母岩の多重バリアに依存している。スウェーデン核燃料・廃棄物管理会社(SKB)はベントナイトと岩盤の相互作用の理解促進のためのモデリングタスクフォースを実施した。すなわち、異なる概念化とモデリングツールを採用した11のモデリングチームを活用して、エスポ硬岩研究所で実施された原位置試験の分析のためのモデルエクササイズを実施した。このエクササイズにより、人工バリアと天然バリアの相対的な重要度や、より信頼のあるベントナイト飽和予測に向けた現象理解に必要な視点、などの異なる評価結果を導く概念的な不確実性を抽出した。
Phan, L. H. S.*; 大原 陽平*; 河田 凌*; Liu, X.*; Liu, W.*; 守田 幸路*; Guo, L.*; 神山 健司; 田上 浩孝
Proceedings of 12th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics, Operation and Safety (NUTHOS-12) (USB Flash Drive), 12 Pages, 2018/10
燃料デブリベッドの自己平坦化挙動は、ナトリウム冷却高速炉(SFR)での炉心崩壊事故(CDA)の安全評価における主要現象の1つである。SIMMERコードはSFRのCDA解析のために開発され、安全評価のみならずCDA時の主要な伝熱流動現象の数値解析に適切に適用されてきた。しかしながら、SIMMERの流体モデルは、個々の粒子特性のみならず、粒子間の強い相互作用を表現することは困難である。この問題を解決するため、SIMMERの多流体モデルと粒子に対する個別要素法(DEM)とを結合させた新しい手法を開発し、多相流における流体と粒子との相互作用および粒子挙動を適切に評価することを試みてきた。本研究では、DEMと結合したSIMMERコードの多流体モデルを検証するため、円筒状の粒子ベッドにガスを吹き込んだ自己平坦化試験シリーズの数値シミュレーションを行った。さらに検証を進める必要があるが、シミュレーション結果と試験結果とは適切に一致し、デブリベッドの自己平坦化を評価する手法としての潜在的な可能性を示した。DEMと結合したSIMMERコードは、SFRで粒子ベッドに関する安全評価のための次世代の計算手法として期待される。
Tang, C.*; Song, Q.*; Chang, C.-Z.*; Xu, Y.*; 大沼 悠一; 松尾 衛*; Liu, Y.*; Yuan, W.*; Yao, Y.*; Moodera, J. S.*; et al.
Science Advances (Internet), 4(6), p.eaas8660_1 - eaas8660_6, 2018/06
被引用回数：27 パーセンタイル：83.56(Multidisciplinary Sciences)This work demonstrates markedly modified spin dynamics of magnetic insulator (MI) by the spin momentum-locked Dirac surface states of the adjacent topological insulator (TI). As the Bi concentration 
is systematically tuned in 5-nm-thick (Bi
Sb
)
Te
TI films, the weight of the surface relative to bulk states peaks at = 0.32 when the chemical potential approaches the Dirac point. At this concentration, the Gilbert damping constant of the precessing magnetization in 10-nm-thick YFe
O
MI films in the MI/TI heterostructures is enhanced by an order of magnitude, the largest among all concentrations. In addition, the MI acquires additional strong magnetic anisotropy that favors the in-plane orientation with similar Bi concentration dependence. These extraordinary effects of the Dirac surface states distinguish TI from other materials such as heavy metals in modulating spin dynamics of the neighboring magnetic layer.
Zr(
)
Zr cross section from the surrogate ratio method and its effect on 
-process nucleosynthesisYan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Karakas, A. I.*; 牧井 宏之; Mohr, P.*; Su, J.*; Li, Y. J.*; et al.
Astrophysical Journal, 848(2), p.98_1 - 98_8, 2017/10
被引用回数：5 パーセンタイル：22.24(Astronomy & Astrophysics)The Zr()Zr reaction cross section is crucial in the modelling of -process nucleosynthesis in asymptotic giant branch stars because it controls the operation of the branching point at the unstable Zr and the subsequent production of Zr. We have carried out the measurement of the 
Zr(
O,
O) and 
Zr(O,O) reactions and obtained the -decay probability ratio of 
Zr
and Zr to determine the Zr()Zr reaction cross sections with the surrogate ratio method. We tested our deduced maxwellian-averaged cross section in stellar models with masses between 2 and 6 
and metallicities 0.014 and 0.03. The largest changes - up 80 % variations in Zr - are seen in the models of 3-4 , where the 
Ne neutron source is mildly activated. The new rate can still provide a match to data from meteoritic stardust silicon carbide grains, provided the maximum mass of the parent stars is below 4 , for a metallicity of 0.03.
古田 琢哉; 佐藤 達彦; Han, M. C.*; Yeom, Y. S.*; Kim, C. H.*; Brown, J. L.*; Bolch, W. E.*
Physics in Medicine & Biology, 62(12), p.4798 - 4810, 2017/06
被引用回数：10 パーセンタイル：49.03(Engineering, Biomedical)モンテカルロ輸送計算コードPHITSに、ポリゴン体系の一種である四面体メッシュ体系を利用できる機能を導入した。四面体メッシュは自由な形状を記述することに優れており、曲面を含む様々な複雑な体系を記述することができる。また、形式変換をすることでCAD等のソフトウェアを利用した三次元体系の設計も可能となった。本機能の導入に際し、初期段階で四面体メッシュ体系に対する分岐マップを準備し、輸送計算の計算時間を短縮する工夫を加えた。この工夫により、同数のメッシュ数であれば、ボクセルメッシュと同程度の計算時間で、四面体メッシュ体系の輸送計算を可能にした。四面体メッシュでは、異なるサイズおよび形状の四面体を組み合わせることで、より少ないメッシュ数で人体ファントム等の複雑体系を表現できる。人体ファントムに対する線量計算では、四面体メッシュを採用することで、計算時間をボクセルメッシュの計算に比べて4倍短縮できることが分かった。
Zr(n,)Zr cross section with 
Zr(O,O)
Zr reactionsYan, S. Q.*; Li, Z. H.*; Wang, Y. B.*; 西尾 勝久; 牧井 宏之; Su, J.*; Li, Y. J.*; 西中 一朗; 廣瀬 健太郎; Han, Y. L.*; et al.
Physical Review C, 94(1), p.015804_1 - 015804_5, 2016/07
被引用回数：6 パーセンタイル：45.16(Physics, Nuclear)The relative -decay probability ratios of the neutron resonance states in Zr and Zr populated via two neutron transfer reactions, Zr(O,O)Zr and Zr(O,O)Zr, have been measured to test the validity of the surrogate ratio method (SRM) in determining the (n,) reaction cross section. The cross sections of the Zr(n,)Zr reaction are derived from the experimentally obtained ratios and the cross sections of the 
Zr(n,)Zr reaction in the equivalent neutron energy range of 
= 0 - 8 MeV. The deduced cross sections of Zr(n,)Zr reaction agree with the directly measured ones in the low-energy region, and with the evaluated ENDF/B-VII.1 data at higher energies of 
3 MeV. The agreement supports the concept of the SRM method to indirectly determine the (n,) reaction cross sections.
Ni hole-states from (p,d) transfer reactionsSanetullaev, A.*; Tsang, M. B.*; Lynch, W. G.*; Lee, J.*; Bazin, D.*; Chan, K. P.*; Coupland, D.*; Hanzl, V.*; Hanzlova, D.*; Kilburn, M.*; et al.
Physics Letters B, 736, p.137 - 141, 2014/09
被引用回数：12 パーセンタイル：63.5(Astronomy & Astrophysics)Niの1/2
状態は二重閉殻核
Niの中性子s
軌道が空となった一空孔状態が支配的であると考えられ、したがってその状態の性質は不安定核の殻構造を知る上で重要な情報となる。本論文では、Niの1/2状態における一空孔状態の割合となる分光学的因子を測定し、その値を最新の理論計算と比較した結果を報告した。実験はミシガン州立大学の超伝導サイクロトロンを用い、
(Ni, Ni)
反応によって調べた。実験の解析の結果、sの一空孔状態が支配的な1/2状態は3.18MeVに現れ、その分光学的因子は1.00.2であることがわかった。発表代表者が行った殻模型計算では対応する状態の励起エネルギーが3.75MeVで分光学的因子が1.21と実験値を比較的よく再現するのに対し、グリーン関数による第一原理計算では分光学的因子は1.10と良いものの、励起エネルギーが11.5MeVと実験値からの大きなずれが見られた。
Cooper, W. A.*; Hirshman, S. P.*; Chapman, I. T.*; Brunetti, D.*; Faustin, J. M.*; Graves, J. P.*; Pfefferl
, D.*; Raghunathan, M.*; Sauter, O.*; Tran, T. M.*; et al.
Plasma Physics and Controlled Fusion, 56(9), p.094004_1 - 094004_8, 2014/09
被引用回数：4 パーセンタイル：20.89(Physics, Fluids & Plasmas)入れ子の磁気面を持つ一流体三次元MHD平衡にトロイダル回転を適切に考慮するモデルを開発した。このモデルは軸対称系における回転を考慮したMHD平衡を厳密に再現できる。このモデルは三次元的な変化の大きい領域でプラズマ回転のシアが無視できる場合に適用可能である。MAST装置におけるヘリカルコアを持つ平衡において、回転の影響は磁場構造に対しては小さいが圧力分布は大きく変化させることを示した。この圧力の変化は磁気軸付近の圧力の減少であり、回転によってさらなる3次元的な変化を引き起こすものではなかった。
Jeong, J. H.*; Bae, Y. S.*; Joung, M.*; Kim, H. J.*; Park, S. I.*; Han, W. S.*; Kim, J. S.*; Yang, H. L.*; Kwak, J. G.*; 坂本 慶司; et al.
Fusion Engineering and Design, 88(5), p.380 - 387, 2013/06
被引用回数：3 パーセンタイル：26.28(Nuclear Science & Technology)A 3.6 MW DC power supply system was developed for the 170 GHz EC H&CD system in KSTAR. It consists of a cathode power supply (CPS), an anode power supply (APS) and a body power supply (BPS). The CPS is capable of supplying a voltage of -66 kV and a current of 55 A to the cathode with respect to the collector using pulse step modulation (PSM). The APS is a voltage divider system consisting of a fixed resistor and zener diode units with the capability of 60 kV stand-off voltage. For high frequency current modulation, the parallel discharge switch is introduced between the cathode and anode. The BPS is a DC power supply with 50 kV/160 mA. The series MOS-FET solid-state switch is used for on/off modulation in the body voltage sychronizing with anode voltage. The parallel discharge switch is also introduced between the body and collector for high frequency RF modulation. This paper describes the key features of the high voltage power supply system as well as the test results.
/SrTiO (110) interfaceAnnadi, A.*; Zhang, Q.*; Renshaw Wang, X.*; Tuzla, N.*; Gopinadhan, K.*; L
, W. M.*; Roy Barman, A.*; Liu, Z. Q.*; Srivastava, A.*; Saha, S.*; et al.
Nature Communications (Internet), 4, p.1838_1 - 1838_7, 2013/05
被引用回数：94 パーセンタイル：94.7(Multidisciplinary Sciences)We report the observation of unexpected conductivity at the LaAlO/SrTiO interface prepared on (110)-oriented SrTiO, with a LaAlO-layer thickness-dependent metal-insulator transition. Density functional theory calculation reveals that electronic reconstruction, and thus conductivity, is still possible at this (110) interface by considering the energetically favourable (110) interface structure, that is, buckled TiO/LaO, in which the polarization discontinuity is still present. The conductivity was further found to be strongly anisotropic along the different crystallographic directions with potential for anisotropic superconductivity and magnetism, leading to possible new physics and applications.
Ge藤 暢輔; Chiara, C. J.*; McCutchan, E. A.*; Walters, W. B.*; Janssens, R. V. F.*; Carpenter, M. P.*; Zhu, S.*; Broda, R.*; Fornal, B.*; Kay, B. P.*; et al.
Physical Review C, 87(4), p.041304_1 - 041304_5, 2013/04
被引用回数：76 パーセンタイル：96.85(Physics, Nuclear)530MeVのGeビームと
Uターゲットによる深部非弾性散乱実験を行い、Geの励起準位をアルゴンヌ国立研究所に設置されているスフィアによって調べた。その結果、バンドをこれまで知られていた
(2022keV)から
(4547keV)まで大幅に拡張するとともに、新たなバンドも同定した。バンドの準位間隔のパターンは近傍の原子核と逆フェイズを示していた。集団模型と殻模型による理論計算と実験で得られた準位間隔パターンや換算遷移確率の比などを比較することにより、Geが低励起準位において3軸非対称変形を持つ可能性を示唆した。
