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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.
Papadopoulos, A.*; Kyriakou, I.*; 松谷 悠佑; Cort
s-Giraldo, M. A.*; Galocha-Oliva, M.*; Plante, I.*; Steward, R. D.*; Tran, N. H.*; Li, W.*; Daglis, I. A.*; et al.
Radiation and Environmental Biophysics, 64(1), p.117 - 135, 2025/03
生物学的影響を決定する放射線の線質は、一般的に微視的線量付与(特に線量平均線エネルギーy
)に関連付けられる。y
値の計算には、洗練されたモンテカルロ飛跡構造シミュレーション(MCTS)コードや経験的な解析モデルの使用が有効であるが、MCTSコードや解析モデルの種類により、y
推定値は変化する。本研究では、放射線防護、宇宙応用、放射線治療などで重要とされる1MeVから1GeV陽子線を対象とし、様々なMCTSコード(PHITS, RITRACK, Geant4-DNA)や解析モデル(改良Xapsosモデル)等により計算される液相水中のy
値と、その値により計算される放射線防護品質係数Q値を比較した。その結果、各MCTSコードや改良Xapsosモデルにより推定されたy
値は10から20%未満のレベルで良い一致を示し、改良Xapsosモデルにより推定されるQ値もMCTSに基づく予測値と良い一致を示した。これらの知見により、解析モデルは膨大な時間とCPUを必要とするMCTSの代替として使用され、実用的かつ高精度に線質係数とリスク評価を進めることができることがわかった。
O近藤 洋介*; Achouri, N. L.*; Al Falou, H.*; Atar, L.*; Aumann, T.*; 馬場 秀忠*; Boretzky, K.*; Caesar, C.*; Calvet, D.*; Chae, H.*; et al.
Nature, 620(7976), p.965 - 970, 2023/08
被引用回数:32 パーセンタイル:94.76(Multidisciplinary Sciences)非常に中性子が過剰な原子核
Oは、陽子、中性子ともに魔法数であることから古くからその性質に興味が持たれていたが、酸素の最後の束縛核
Oよりも中性子が4個も多いため、これまで観測されてこなかった。この論文では、理化学研究所RIBFにて
Fからの1陽子ノックアウト反応によって
Oを生成し、そこから放出される中性子を測定することによって初めてその観測に成功した。核構造の観点からは、
Oでは二重閉殻が保たれているか興味が持たれていたが、実験で得られた分光学的因子が殻模型計算で予言されて程度の大きいことから、閉殻構造をもたない可能性が高いことがわかった。
Ne at the transition into the island of inversion; Detailed structure study of
NeWang, H.*; 安田 昌弘*; 近藤 洋介*; 中村 隆司*; Tostevin, J. A.*; 緒方 一介*; 大塚 孝治*; Poves, A.*; 清水 則孝*; 吉田 数貴; et al.
Physics Letters B, 843, p.138038_1 - 138038_9, 2023/08
被引用回数:5 パーセンタイル:66.98(Astronomy & Astrophysics)
Neからの1中性子除去反応を用いて、
Neの詳細な
線分光を行った。平行運動量分布の解析に基づき、
Neの準位構造とスピンパリティを決定し、初めて負のパリティ状態を同定した。測定された断面積と運動量分布から、N=20とN=28のシェルギャップの消失の証拠となる有意なintruder p-wave強度が明らかになった。束縛状態については、弱いf-waveの可能性のある強度が観測された。いくつかの有効相互作用を用いた大規模殻模型計算では、実験的に観測された大きなp-wave強度と小さなf-wave強度は再現されず、Ne同位体に沿った反転の島への遷移の完全な理論的記述への挑戦が続いていることを示している。
Papadopoulos, A.*; Kyriakou, I.*; 松谷 悠佑; Incerti, S.*; Daglis, I. A.*; Emfietzoglou, D.*
Applied Sciences (Internet), 12(18), p.8950_1 - 8950_20, 2022/09
被引用回数:5 パーセンタイル:48.54(Chemistry, Multidisciplinary)線質係数(Q)は、放射線により発生する確率的影響(発がんリスク)を評価する際に使用される指標である。一般的に、Q値は線エネルギー付与(LET)により決定できるが、より精巧なアプローチでは、分析モデルまたはモンテカルロシミュレーションによって計算される微視的線量付与(y分布)に基づき算出される。本研究では、
線輸送とエネルギー損失効果の両方を考慮した様々な従来分析モデルを用いてy分布を計算し、1-250MeVの陽子線エネルギーに対するQ値を評価した。ICRP report 60において推奨されるLETに基づく決定法とy分布に基づく精巧な決定法を比較した結果、推奨法は約100MeV未満の陽子線のQ値を過小評価することがわかった。また、y分布を算出する手法として、従来の分析モデルが、モンテカルロシミュレーションの実用的な代替手段となる可能性を示唆した。今後、様々な最新の物理モデルを考慮したシミュレーションコード(Geant4-DNAやPHITS)によるy分布を比較し、高精度なリスク評価を目指してQ値に関する更なる解析を進める予定である。
Zhang, R.*; Nadeau, K.*; Gautier, E. A.*; Babay, P. A.*; Ramella, J.*; Virgolici, M.*; Serban, A. E.*; Fugaru, V.*; 木村 祥紀; Venchiarutti, C.*; et al.
Geostandards and Geoanalytical Research, 46(1), p.43 - 56, 2021/11
In this study, data from thirteen laboratories from around the world are presented for a successful certification of uranium isotope ratios in uranium ore concentrate certified reference materials from the National Research Council Canada. Different mass spectrometric techniques (including SF-ICPMS, q-ICM-MS, TIMS, MC-ICP-MS, SIMS, and AMS) and analytical methods were employed. In general, the reported data from all sources exhibit good consistency, and as expected TIMS and MC-ICP-MS showed superior performances. The three candidate uranium ore concentrate CRMs, UCLO-1, UCHI-1, and UPER-1, have natural uranium isotope ratios with certified values of 0.5304(7)
10
, 0.5475(2)
10
, and 0.5361(4)
10
for n(
U)/n(
U) and 0.007 2563(13), 0.007 2563(10), and 0.007 2542(11) for n(
U)/n(
U), respectively, with expanded uncertainty (k=2) applicable to the last digit of the value given in the parentheses. Information values for n(
U)/n(
U) in these three CRMs, measured by AMS, are also provided: 10
10
, 2
10
, and 22
10
. The uncertainties of the proposed certified values of uranium isotope ratios in uranium ore concentrate CRMs are superior to available reference materials and the values of n(
U)/n(
U) and n(
U)/n(
U) show significant variation among the three CRMs.
-process nucleosynthesisBhattacharyya, A.*; Datta, U.*; Rahaman, A.*; Chakraborty, S.*; Aumann, T.*; Beceiro-Novo, S.*; Boretzky, K.*; Caesar, C.*; Carlson, B. V.*; Catford, W. N.*; et al.
Physical Review C, 104(4), p.045801_1 - 045801_14, 2021/10
被引用回数:7 パーセンタイル:59.37(Physics, Nuclear)中性子過剰核に対する中性子捕獲断面積は、
過程元素合成を理解する上で直接必要なデータであるものの、中性子標的が存在しないことと中性子過剰核の半減期が短いため、その実験を行うことは困難である。その代替手段として、
反応の逆過程である
反応のデータから導出する方法が行われている。本論文では、中性子数20領域の中性子過剰核に対し、クーロン分解反応を用いて
反応の断面積を測定し、そこから
反応の断面積を得た。その結果、
Naと
Alに対する中性子捕獲断面積については、統計模型で予測された値よりも小さく、
Mgに対しては大きな値となることがわかった。
-Orbital component in the Borromean nucleus
BYang, Z. H.*; 久保田 悠樹*; Corsi, A.*; 吉田 数貴; Sun, X.-X.*; Li, J. G.*; 木村 真明*; Michel, N.*; 緒方 一介*; Yuan, C. X.*; et al.
Physical Review Letters, 126(8), p.082501_1 - 082501_8, 2021/02
被引用回数:75 パーセンタイル:97.06(Physics, Multidisciplinary)ボロミアン核であり中性子ハロー構造が期待される
Bに対する(
,
)反応実験を行った。断面積の運動量分布を分析することで、
と
軌道の分光学的因子を決定した。驚くべきことに、
の分光学的因子は9(2)%と小さいことが明らかになった。この結果は、連続状態を含むdeformed relativistic Hartree-Bogoliubov理論によってよく説明された。本研究の結果によると、現在知られているハロー構造を持つとされる原子核の中で
Bは
および
軌道の成分が最も小さく、
または
軌道成分が支配的であることが必ずしもハロー構造の前提条件ではない可能性を示唆している。
Baron, P.*; Cornet, S. M.*; Collins, E. D.*; DeAngelis, G.*; Del Cul, G.*; Fedorov, Y.*; Glatz, J. P.*; Ignatiev, V.*; 井上 正*; Khaperskaya, A.*; et al.
Progress in Nuclear Energy, 117, p.103091_1 - 103091_24, 2019/11
被引用回数:115 パーセンタイル:94.22(Nuclear Science & Technology)本論文では、将来のクローズド燃料サイクルにおける使用済燃料のための分離プロセスに対する国際的リビューの結果が、技術成熟度評価の結果ととともに示されている。本研究は、ORCD/NEAで組織された燃料リサイクル化学に関する専門家グループによって実施されたものである。本研究の特徴的な点は、分離プロセスを使用済燃料中の分離対象元素(ウラン, ウラン-プルトニウム, マイナーアクチノイド, 発熱性元素等)別の分離階層により区分けして評価したことであり、これに使用済燃料の前処理プロセスの評価を加えている。分離プロセスとしては湿式プロセスと乾式プロセスの両者をカバーしている。
decay of
Te with a novel recoil-decay scintillation detectorXiao, 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:82.04(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.
Ba and high-spin structure of
BaKaya, L.*; Vogt, A.*; Reiter, P.*; Siciliano, M.*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; Wang, H.-K.*; Gargano, A.*; Coraggio, L.*; Itaco, N.*; et al.
Physical Review C, 100(2), p.024323_1 - 024323_18, 2019/08
被引用回数:14 パーセンタイル:75.63(Physics, Nuclear)
Baの高スピン状態を
および
反応によって生成し、そこからの脱励起ガンマ線を観測した。
Baの1942keVのアイソマーの寿命を66.6(20)nsと決定し、
Baの
よりの高スピン状態を見つけた。この結果を殻模型計算と比較し、
Baの
と
の間隔や
と
の間隔が広がるなどの特徴が計算によってよく再現できることがわかった。
Al via Coulomb breakupChakraborty, S.*; Datta, U.*; Aumann, T.*; Beceiro-Novo, S.*; Boretzky, K.*; Caesar, C.*; Carlson, B. V.*; Catford, W. N.*; Chartier, M.*; Cortina-Gil, D.*; et al.
Physical Review C, 96(3), p.034301_1 - 034301_9, 2017/09
被引用回数:4 パーセンタイル:30.72(Physics, Nuclear)GSIのLAND-FRSセットアップを用いて、
Alの基底状態配位をクーロン分解反応によって調べた。そこで得られた包括的断面積は78(13)mbとなった。単一粒子模型によるクーロン分解反応断面積を大規模殻模型計算による
Al+1中性子系の分光学的因子と組み合わせることによって得られた理論計算の断面積を実験値と比較した。その結果、殻模型計算では
軌道の寄与をいくらか過大評価し、
軌道の寄与を過小評価していることがわかった。これは、
Alの基底状態において中性子数28の殻ギャップが著しく縮まっており、それによって、
殻を占める最後の2個の中性子軌道が
軌道をより多く占有しているためであると考えられる。
isobars from the
island of inversionMorales, 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:39 パーセンタイル:91.96(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.
NiMorales, 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:27 パーセンタイル:83.44(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.
Mn; Probing collectivity up to N=44 in Fe isotopic chainBenzoni, 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:74.34(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.
Passerini, S.*; Carardi, C.*; Grandy, C.*; Azpitarte, O. E.*; Chocron, M.*; Japas, M. L.*; Bubelis, E.*; Perez-Martin, S.*; Jayaraj, S.*; Roelofs, F.*; et al.
Proceedings of 2015 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2015) (CD-ROM), p.780 - 790, 2015/05
The IAEA recently established a CRP on "Sodium properties and safe operation of experimental facilities in support of the development and deployment of Sodium Cooled Fast Reactors - NAPRO", to be carried out in the period 2013 - 2017. The first phase of the CRP is focused on the collection and assessment of sodium properties, and it will lead to a consistent property data set which will be published in the form of a handbook. This work is carried out by the 11 participating organizations from 10 Member States through the review and evaluation of the existing available data, the identification of the data gaps and the development of recommendations for experimental programmes to support closing these data gaps. A specific work package (WP 1.1), under the leadership of Argonne National Laboratory, is focused on the analysis of physical properties of sodium: thermodynamic properties and transport properties. The expected outcome includes the improved understanding of the availability, accuracy and range of applications of sodium properties centered on fast reactors and other technological applications. The implemented methodology for WP 1.1 is described and so the properties included in WP 1.1 and their classification. Major findings to date related to WP 1.1 are presented in this work, including detailed analysis of two selected properties.
=40;
CuSahin, E.*; Doncel, M.*; Sieja, K.*; De Angelis, G.*; Gadea, A.*; Quintana, B.*; G
rgen, A.*; Modamio, V.*; Mengoni, D.*; Valiente-Dob
n, J. J.*; et al.
Physical Review C, 91(3), p.034302_1 - 034302_9, 2015/03
被引用回数:27 パーセンタイル:82.99(Physics, Nuclear)The level structure of the neutron-rich
Cu,
Cu, and
Cu isotopes was investigated using multinucleon transfer reactions at Laboratori Nazionali di Legnaro using the AGATA Demonstrator array coupled to the PRISMA magnetic spectrometer. Lifetimes of excited states in Cu nuclei were measured with the recoil-distance Doppler-shift method. The resulting electromagnetic matrix elements for transitions from excited states in
Cu nuclei was used to assess the collective or single-particle character of these states. The results are compared with predictions of large-scale shell-model calculations, showing how the proton pf shell evolve as neutrons fill the 1g
orbital.
Ni; Spectroscopy of the N=49 isotope
ZnOrlandi, R.; M
cher, D.*; Raabe, R.*; Jungclaus, A.*; Pain, S. D.*; Bildstein, V.*; Chapman, R.*; De Angelis, G.*; Johansen, J. G.*; Van Duppen, P.*; et al.
Physics Letters B, 740, p.298 - 302, 2015/01
被引用回数:29 パーセンタイル:84.44(Astronomy & Astrophysics)Single-neutron states in
Zn have been populated using the reaction
Zn(d,p) at REX-Isolde, CERN. The analysis reveals that the lowest excited states in
Zn lie at approximately 1 MeV, and involve neutron orbits above the N=50 shell gap. A 5/2
configuration was assigned to the 983-keV state. Comparison with large-scale shell model calculations supports a robust neutron N=50 shell closure for
Ni. These data constitute an important step towards the understanding the magicity of
Ni and the structure of nuclei in the region.
Gd and
Gd using the (
) reactionRoss, T. J.*; Hughes, R. O.*; Allmond, J. M.*; Beausang, C. W.*; Angell, C.; Basunia, M. S.*; Bleuel, D. L.*; Hurke, J. T.*; Casperson, R. J.*; Escher, J. E.*; et al.
Physical Review C, 90(4), p.044323_1 - 044323_12, 2014/10
被引用回数:7 パーセンタイル:44.51(Physics, Nuclear)Low-spin single quasi neutron levels in
Gd and
Gd have been studied following the
Gd (
)
Gd and
Gd (
)
Gd reactions. A combined Si telescope and high-purity germanium array was utilized, allowing
-
and
-
-
coincidence measurements. Almost all of the established low-excitation-energy, low-spin structures were confirmed in both
Gd and
Gd. Several new levels and numerous new
rays are observed in both nuclei, particularly for
1 MeV. Residual effects of a neutron sub shell closure at
= 64 are observed in the form of a large excitation energy gap in the single quasi neutron level schemes.
Luce, T. C.*; Challis, C. D.*; 井手 俊介; Joffrin, E.*; 鎌田 裕; Politzer, P. A.*; Schweinzer, J.*; Sips, A. C. C.*; Stober, J.*; Giruzzi, G.*; et al.
Nuclear Fusion, 54(1), p.013015_1 - 013015_15, 2013/12
被引用回数:47 パーセンタイル:88.66(Physics, Fluids & Plasmas)The ITPA IOS group has coordinated experimental and modeling activity on the development of advanced inductive scenarios for applications in the ITER tokamak. This report documents the present status of the physics basis and the prospects for applications in ITER. The key findings are: (1) inductive scenarios capable of higher
than the ITER baseline scenario (
) with normalized confinement at or above the standard H-mode scaling have been established under stationary conditions on the four largest diverted tokamaks (AUG, DIII-D, JET, JT-60U) in a broad range in
and density; (2) MHD modes can play a key role in reaching stationary high performance, but also define the stability and confinement limits; (3) the experiments have yielded clearer measurements of the normalized gyroradius scalin; and (4) coordinated modeling activity supports the present research by clarifying the most significant uncertainties in the projections to ITER.