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underwater radiation monitoring detectorJi, W.*; Lee, E.*; Ji, Y.-Y.*; 越智 康太郎; 吉村 和也; 舟木 泰智; 眞田 幸尚
Nuclear Engineering and Technology, 58(2), p.103933_1 - 103933_6, 2026/02
汚染予測地点の河川や貯水池の堆積物中の
Cs放射能濃度を推定するために、水中放射線in-situ検出器MARK-U1(Monitoring of Ambient Radiation of KAERI - Underwater)の性能を検証することを目的とした。さらに、高純度ゲルマニウム(HPGe)半導体検出器を用いて放射能を測定するため、コアサンプルを採取した。放射能を推定するために、測定されたスペクトルと試料中のCs放射能を比較して換算係数を導き出した。モンテカルロN粒子(MCNP)シミュレーションを実施し、in-situ測定に有効な線源形状を決定した。シミュレーション結果は、31.62%の偏差で、現場のMARK-U1モニタリング結果とよく相関した。これらの結果は、in-situ検出器の性能を検証するものである。したがって、この装置は、試料採取を必要とせず、in-situモニタリングによって水底堆積物中のCs放射能濃度を推定するために使用することができる。
中川 洋; Ubbink, J.*
Food Hydrocolloids, 168, p.111453_1 - 111453_9, 2025/12
被引用回数：1 パーセンタイル：80.29(Chemistry, Applied)エクストルージョン条件下での植物タンパク質のテクスチャー化の分子メカニズムを、タンパク質の二次構造に対する加熱、冷却、せん断の影響を切り離すことにより、二次構造レベルで解明した。剪断を伴わない加熱では、ネイティブな
-ヘリックスと分子内
-シートがランダムドメインに展開し、次いで分子間-シートが形成され、凝集が誘導される。冷却中、分子間シートはますます秩序化し、ランダムドメインは部分的に非ネイティブ構造へと折り畳まれる。加熱と剪断を組み合わせることで、加熱単独よりもより広範なシートが形成される。その結果、リッチ構造は、タンパク質鎖の絡み合ったネットワークと凝集性のタンパク質マトリックスを提供する。
Ji, Y.-Y.*; Joung, S.*; Ji, W.*; 越智 康太郎; 佐々木 美雪; 眞田 幸尚
Journal of Radiological Protection, 45(4), p.042501_1 - 042501_11, 2025/12
本研究では、LaBr
(Ce)検出器を用いた韓国原子力研究院の無人航空機搭載型ガンマ線スペクトロメトリーシステムの開発と実地検証について報告する。FDNPP付近における日本原子力研究開発機構との共同調査では、高度に基づく減衰補正を適用後、信頼性の高い線量率推定が得られたが、傾斜地では差異が生じた。緊急対応用途における精度向上のため、地形データの組み込みが推奨される。
大平 直也*; 樹神 克明; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*; Parker, J. D.*; 篠原 武尚
Nuclear Materials and Energy (Internet), 45, p.102005_1 - 102005_7, 2025/12
Lead-bismuth eutectic has emerged as a promising candidate for liquid metal coolant for Gen-IV nuclear reactors. Lead-bismuth eutectic is a unique material that expands gradually within the solid state. It may induce pipe deformation or rupture if it solidifies in a pipe or a container. In this study, the strain distributions of lead-bismuth eutectic in stainless-steel cups were evaluated using wavelength-resolved neutron imaging method. The wettability-improved case exhibited significantly larger compressive strain than in the others. The adhesion between lead-bismuth eutectic and the inner surface of the cup was a critical issue in the present study.
出井 俊太郎; 柴田 真仁*; 根岸 久美*; 杉浦 佑樹; 天野 由記; Bateman, K.*; Wilson, J.*; 横山 立憲; 鏡味 沙耶; 武田 匡樹; et al.
Results in Earth Sciences (Internet), 3, p.100097_1 - 100097_16, 2025/12
高レベル放射性廃棄物の地層処分において、セメントと泥岩の相互作用による化学的擾乱領域が形成され、岩盤中の核種移行特性に影響を及ぼす可能性がある。本研究では、11年前に幌延深地層研究センターの140m調査坑道に施工されたセメント(普通ポルトランドセメント(OPC)および低アルカリ性セメント(LAC))と泥岩の界面における変質状態について調査した。複数の分析手法を組み合わせることで、セメントの溶解、方解石やC-(A-)S-H相などの二次鉱物の析出、モンモリロナイトの陽イオン交換、泥岩の空隙率の低下など、セメントと岩石の界面における主要な反応が特定された。また、空隙率の低下による拡散の低下や、変質した泥岩中の二次鉱物への取り込みによる収着の促進など、セメントと泥岩の相互作用が放射性核種の移行に及ぼす影響についても明らかになった。
蓬田 匠; Scaria, J.*; Fablet, L.*; 徳永 紘平; 出井 俊太郎; 東 晃太朗*; 河村 直己*; 高橋 嘉夫*; Marsac, R.*
Chemical Communications, 61(91), p.17926 - 17929, 2025/11
本研究では、U(VI)からU(V)およびU(IV)への還元反応において、磁鉄鉱のstoichiometry(0 
R = Fe(II)/Fe(III) 0.5)がUの酸化還元反応に与える影響を明らかにした。磁鉄鉱のRは、構造中のFe(II)の酸化やプロトン/リガンドにより促進される溶解により容易に変化することが知られているが、これまでの研究ではU(V)の生成反応に関するRの影響は評価されていなかった。本研究では、異なるRを持つ磁鉄鉱上におけるUの電子状態を調べるため、U L
端HERFD-XANES分光法を用い、磁鉄鉱上のU(V)による特異的なピーク分裂を観察した。また、異なる条件下で行った吸着実験の結果、U(V)種が広範な条件下で高い安定性を示すことを示し、10日間の反応時間を経た後でも磁鉄鉱上で安定に存在していることが示された。最も重要な知見として、pHと酸化還元条件に依存して存在量が変化する、磁鉄鉱構造中のFe(II)がU(V)の安定化に重要な役割を果たしていることが明らかになった。
Reiser, J. T.*; Neeway, J. J.*; Cooley, S. K.*; Parruzot, B.*; Heredia-Langner, A.*; Gin, S.*; Thomas, M.*; Smith, N. J.*; Icenhower, J. P.*; Stone-Weiss, N.*; et al.
International Journal of Applied Glass Science, 16(4), p.e16707_1 - e16707_16, 2025/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Ceramics)A new technique, termed the stirred-reactor coupon analysis (SRCA) method, has been developed to measure the rate of glass dissolution in forward-rate conditions. Monolithic glass coupons are partially masked with an inert material before placement in a large volume of well-mixed solution with known chemistry and temperature for a predetermined duration. After the test, the mask is removed, and the difference in step height between the protected area and the exposed corroded portions of the sample coupon is measured to determine the extent of glass dissolution. The step height is converted to a rate measurement using the test duration and glass density. Test parameters such as sample surface preparation and test duration were evaluated to determine their effects on the measured rates. Additionally, results from an interlaboratory study (ILS) consisting of 12 laboratories from 11 different institutions are presented, where each laboratory performed 12 independent tests. When removing experimental outlier data, the 95% reproducibility limits for the SRCA method has no statistical difference with previously published standardized test methods used to determine the forward rate of glass dissolution. Overall, this paper describes steps necessary to perform the test method and provides the statistical calculations to evaluate test accuracy.
志賀 基之; Elsner, J.*; Behler, J.*; Thomsen, B.
Journal of Chemical Physics, 163(13), p.134119_1 - 134119_13, 2025/10
水は高い熱容量などの特異な性質を持ち、生命や気候に重要な役割を果たしている。その熱容量の微視的起源を第一原理から理解するには、核の量子効果を考慮した高精度な経路積分分子動力学(PIMD)シミュレーションが必要であるが、計算コストが非常に高い。本研究では、密度汎関数理論(DFT)に基づいた高次元ニューラルネットワークポテンシャル(HDNNP)を用いることで、この課題を克服している。さらに、高効率なPIMDアルゴリズムを導入し、熱容量の収束データを得ることに成功した。特にrevPBE0-D3汎関数を用いた結果は実験と良く一致し、本手法が水の熱力学的性質の定量的理解に有効であることを示している。
Jeong, S. G.*; Kwon, J.*; Kim, E. S.*; Prasad, K.*; Harjo, S.; Gong, W.; 川崎 卓郎; Estrin, Y.*; Bouaziz, O.*; Hong, S. I.*; et al.
Materials Science & Engineering A, 942, p.148712_1 - 148712_11, 2025/10
The cellular structure plays a key role in determining the mechanical properties of metal additive manufacturing (MAM) components. This study presents in situ neutron diffraction and dislocation density-based modeling for a CoCrFeMnNi high-entropy alloy (HEA) made via directed energy deposition (DED). A constitutive model based on the Kocks-Mecking-Estrin framework was used to represent the cellular structure. Parametric analysis showed lower dislocation accumulation and annihilation rates in the as-built sample (with cellular structure) than in the heat-treated one. These differences are linked to dislocation forest networks and local stacking fault energy variations. Dislocation density across cell interiors and walls was also compared with deformation-induced dislocation cells.
社本 真一; Shin, K.*; 赤津 光洋*; 今井 正樹; 植田 大地*; 横尾 哲也*; 根本 祐一*; Hassan, A. M. A.*; Chang, L.-J.*; 家田 淳一; et al.
Applied Physics Letters, 127(13), p.132403_1 - 132403_5, 2025/09
FeTiO is an ilumenite antiferromagnetic insulator with Fe
. Two-dimensional ferromagnetic honeycomb layers are antifferomagnetically stacked along the 
-axis. The magnetic Bragg peak intensity is enhanced by ultrasound injection up to 300 % on the FeTiO crystal at low temperatures. The large enhancement is attributed to the large spin-lattice coupling of Fe in FeTiO. The enhancement is lost above 35 K, suggesting that the energy splitting of the Fe levels by the spin-orbit coupling is about 35 K. This finding opens a possibility for high efficiency acoustic spin pumping.
高橋 嘉夫*; 三浦 輝*; 山田 真也*; 関澤 央輝*; 新田 清文*; 橋本 直*; 蓬田 匠; 山口 瑛子; 岡田 信二*; 板井 啓明*; et al.
Journal of Hazardous Materials, 495, p.139031_1 - 139031_19, 2025/09
本発表では、2011年の福島第一原子力発電所事故で放出された放射性セシウム含有微粒子(CsMP)中のセシウムの化学状態を、高分解能X線吸収分光法(XANES)とマイクロX線蛍光(
-XRF)を用いて解析した。その結果、主にガラス中に溶解したセシウムと、内部空隙表面に濃縮したセシウムの2種が確認された。後者はもともと気体として存在し、溶けたガラスが冷えて固まる際に濃縮したと考えられる。これらの知見は、事故時のCsMP形成過程や今後の廃炉作業、安全評価に重要である。
Moon, J. Y.*; 伊藤 由太; 他13名*
Journal of the Korean Physical Society, 87(5), p.640 - 648, 2025/09
被引用回数：2 パーセンタイル：47.86(Physics, Multidisciplinary)A new large-scale heavy-ion accelerator complex, RAON (Rare isotope Accelerator complex for ON-line experiments), in Korea has implemented the state-of-art device, multi-reflection time-of-flight mass spectrometer (MRTOF-MS) for the mass spectrometry of the exotic nuclei. Using the multi-reflections of ions between a pair of grid-free mirror electrodes and therefore extending the fly length, it can achieve the incredibly high mass resolving power of within a short measurement time of 
10 ms, providing the nuclear mass of the exotic nuclei with a high-precision level of sub-ppm. The device is coupled to one of the beamlines in the ISOL experimental hall, ready for participating in the longstanding topics of nuclear structure in the outskirts of the nuclear chart and nucleosynthesis of heavy elements in explosive astrophysical environments. The exclusively high mass resolving power is also advantageous for reducing the isobaric contaminants that rare isotope ion beam facilities suffer from. In this paper, we present a summary of the construction and current performance of the RAON MRTOF-MS.
Cm(
Ti,xn)
Og reaction cross sectionGall, B. J.-P.*; 浅井 雅人; 伊藤 由太; 豊嶋 厚史*; 他30名*
Journal of the Physical Society of Japan, 94(9), p.094201_1 - 094201_9, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00TiビームをCm標的に照射してOg同位体を探索する実験を理化学研究所の仁科加速器科学研究センターにて実施した。準弾性後方散乱の励起関数から導出した準弾性散乱障壁分布より最適ビームエネルギーを決定した。実験の結果、Og同位体の崩壊は見つからず、1事象検出断面積として0.27pb、1
信頼度の断面積上限値として0.50pbの値を見積もることができた。
Cao, T.*; Wei, D.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 他10名*
Materials Science & Engineering A, 940, p.148534_1 - 148534_16, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00The thermal stability of microstructure and mechanical performance is crucial for the industrial application of laser powder bed fusion (LPBF) superalloy components in gas turbines and jet engines. This work investigated the microstructural evolution and strengthening mechanism of LPBF Mar-M509 cobalt-based superalloy before and after thermal exposure at 1200 
C using multi-scale microstructural characterization and in situ neutron diffraction tensile testing. The as-built Mar-M509 superalloy exhibited a heterogeneous microstructural features with coarse columnar and fine equiaxed grains, both containing dendritic and cellular substructures enriched with nanoscale carbides and high-density dislocations. The ultra high strength of the as-built sample was primarily attributed to dislocation-precipitation synergistic strengthening. After thermal exposure at 1200 C for 4 h, the dendritic and cellular substructures disappeared and the dislocation density decreased significantly. This study reveals the microstructural evolution and instability of LPBF Mar-M509 superalloy under high-temperature exposure and the impacts on mechanical properties, which provides critical support for the development of cobalt-based superalloys in high-temperature application fields.
neutron diffraction study山下 享介*; 古賀 紀光*; Mao, W.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 藤井 英俊*; 梅澤 修*
Materials Science & Engineering A, 941, p.148602_1 - 148602_11, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nanoscience & Nanotechnology)Ferrite-austenite duplex stainless steels offer excellent strength and ductility, making them suitable for extreme environments. In this study, neutron diffraction during tensile testing at 293 K and 200 K was used to investigate stress partitioning and phase-specific deformation. Phase stress was calculated using a texture-compensated method. At both temperatures, ferrite showed higher phase stress than austenite, acting as the harder phase. At 200 K, both phases exhibited increased strength and work hardening. Austenite showed significant stacking fault formation alongside dislocation migration, while ferrite retained its dislocation-based deformation mode, becoming more effective. Stress contributions from both phases were comparable. No martensitic transformation occurred. Strengthening and enhanced work hardening in both phases led to high strength at 200 K, with ductility similar to that at 293 K.
Che, G.*; Tang, X.*; Liu, J.*; Lang, P.*; Fei, Y.*; Yang, X.*; Wang, Y.*; Gao, D.*; Wang, X.*; Ju, J.*; et al.
Nano Letters, 25(39), p.14467 - 14472, 2025/09
機械化学的ラジカル重合は、溶媒消費量の削減と不溶性モノマーへの適応性により、ポリマー合成において独自の利点を有する。しかしながら、反応中に生成ポリマーが制御不能に分解するという課題があり、精密な制御性を備えた新たな合成戦略の開発が求められている。本研究では、最大30GPaの高静圧を適用することで、1,3,5-トリフルオロベンゼンが共役
結合を切断するラジカル重合を起こし、高選択性でカーボンナノスレッド(ポリマーI多形体)を形成することを発見した。閾値圧力における結晶構造と結合経路の計算エネルギー障壁に基づき、ベンゼン環が1-2ラジカル重合経路で反応すると結論付けた。本研究は、極めて安定な芳香族化合物に対しても固相ラジカル重合を開始する堅牢な手法として高圧が有効であることを示し、高選択性を持つ炭素系高分子材料の合成に向けた新たな知見を提供する。
Fe; Extending the shears mechanism to the 
shell orbitalBasu, S.*; Mukherjee, G.*; 宇都野 穣; 他32名*
Physics Letters B, 868, p.139642_1 - 139642_5, 2025/09
被引用回数：1 パーセンタイル：74.26(Astronomy & Astrophysics)インドのVariable Energy Cyclotron CentreにてFeの高スピン励起状態を生成し、そこからの脱励起ガンマ線を観測した。3136keVの
状態の上に
までの
のバンドが存在し、その
値が大きいこともわかった。そこから磁気回転バンドの存在が確かめられた。殻をバレンス殻にとった殻模型計算を行った結果、この磁気回転バンドは出現しないことがわかり、そこから得られた磁気回転バンドは
軌道へ2個励起した状態が主であると推測された。
三上 奈生; 相澤 康介; 植木 祥高*; Michel, F.*; Fache, J.*
Proceedings of 2025 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2025) (Internet), 10 Pages, 2025/09
The present study evaluates the basic feasibility of an ensemble deep learning model to detect leakage from multi-channel acoustic signals in a steam generator (SG) of a sodium-cooled fast reactor (SFR). The acoustic signals from the bubbling and the gas blowout are measured by an array sensor in a basic experimental apparatus for SG to simulate noise and leak signals. Time-frequency representations (TFRs) are produced from these acoustic signals as the inputs of convolutional neural networks (CNNs). Three typical CNNs are introduced as candidates for the base model of ensemble deep learning. The proposed ensemble deep learning model reaches an accuracy of 95.43%, improved by 4.90% from the solo deep learning model. This result indicates that the proposed ensemble deep learning model has the potential to detect leakage more precisely in an actual SG of SFR.
Karimi, V.*; Qvistgaard, C. H.*; Schmidt, S.*; Wolfertz, A.*; Parker, J. D.*; 甲斐 哲也; 林田 洋寿*; 篠原 武尚; Angelis, S. D.*; Tengattini, A.*; et al.
ACS Applied Materials & Interfaces, 17(36), p.50742 - 50752, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00Anodic Ti-based porous transport layers (PTLs) are paramount for advancing high-efficiency proton exchange membrane water electrolyzers (PEMWEs). One of the major challenges with the development of PEMWE is the PTL/catalyst layer interface passivation, which is commonly alleviated by coating precious metals such as Pt. Herein, we report, for the first time, the usage of polarized neutron imaging (PNI) on a half-half PTL approach to investigate current distribution inside the PTL layer under the influence of Ti passivation under PEMWE operando condition. First, the electrochemical study of PEMWE reveals an obvious advantage of Pt coating in preventing Ti passivation by showing 822 mV less overpotential at 1 A cm
(1.771 V) for the superior sample (Pt-coated PTL) compared to the PEMWE with pristine Ti PTL (2.539 V). Second, it is confirmed that using ex situ electronic and structural characterizations, Ti passivation cannot be recognized, suggesting a temporary passivation process in an operating PEMWE. Employing PNI for operando mapping of the current distribution inside the PEMWE shows that most of the electrical current favors the Pt-coated PTL, perfectly aligned with the results obtained from the high-resolution operando neutron radiography in which around 60% of the produced oxygen was found in the Pt-coated PTL.
伊東 達矢; 小川 祐平*; Gong, W.; Mao, W.*; 川崎 卓郎; 岡田 和歩*; 柴田 曉伸*; Harjo, S.
波紋, 35(3), p.129 - 133, 2025/08
Recent studies have shown that the addition of hydrogen to SUS310S stainless steel (Fe-24Cr-19Ni, mass%) simultaneously enhances both strength and ductility, indicating a phenomenon contrary to the conventional understanding of hydrogen embrittlement. In this study, we investigated the underlying mechanism through neutron diffraction experiments during tensile deformation using TAKUMI at the MLF of J-PARC. The results revealed that solid-solution strengthening by hydrogen plays the most significant role in improving the mechanical properties. Solute hydrogen atoms distort the lattice to suppress dislocation motion, thereby increasing the strength. The raised stress in the hydrogen charged sample enables the onset of deformation twinning at a smaller strain compared to the non-hydrogen charged sample. Consequently, the twinning-induced plasticity effect contributes more significantly to work hardening and the improvement of uniform elongation due to the solid-solution strengthening by hydrogen. These findings suggest a new pathway for the effective utilization of hydrogen in austenitic steels.
