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decay of exotic P and S isotopes with neutron number near 28Tripathi, V.*; Bhattacharya, S.*; Rubino, E.*; Benetti, C.*; Perello, J. F.*; Tabor, S. L.*; Liddick, S. N.*; Bender, P. C.*; Carpenter, M. P.*; Carroll, J. J.*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064314_1 - 064314_14, 2022/12
被引用回数：2 パーセンタイル：52.69(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰なリン、硫黄同位体を生成し、そこからのベータ崩壊半減期および娘核の励起準位を測定した。
Pの崩壊によって得られるエネルギー準位から、この原子核の基底状態は
あるいは
であることが示唆された。中性子数が偶数の硫黄同位体からの崩壊様式を系統的に調べた結果、中性子数が増えるにつれてガモフテラー遷移強度の大きな準位の励起エネルギーが高くなることがわかった。これは、大規模殻模型計算によって予言されている現象に一致する。
Zarazovski, M.*; Pistra, V.*; Lauerova, D.*; Obermeier, F.*; Mora, D.*; Dubyk, Y.*; Bolinder, T.*; Cueto-Felgueroso, C.*; Szavai, S.*; Dudra, J.*; et al.
Proceedings of ASME 2022 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2022) (Internet), 11 Pages, 2022/07
The APAL (Advanced Pressurized Thermal Shock (PTS) Analysis for Long-Term Operation (LTO)) project was launched in October 2020 for four years with funding from the European Union's HORIZON 2020 program. Within APAL, an extensive literature review was performed and experience with defining the state-of-the-art of the Warm Pre-Stress (WPS) effect, which has an impact on the reactor pressure vessel (RPV) brittle fracture margin in both deterministic and probabilistic terms, was collected. To gather the worldwide experience of the WPS approaches and models, a comprehensive questionnaire was developed followed by each APAL partner response. It mainly focused on the following aspects: collection of existing WPS approaches and models implemented in standards and rules for RPV brittle fracture assessment; identification of the WPS issues; collection and analysis of the existing experimental data. This work describes worldwide experience and best practice of the WPS and its application for the RPV integrity assessment. The paper's conclusions are also focused on the recommendations for dealing with WPS issues.
Martin, P. G.*; Jones, C. P.*; Cipiccia, S.*; Batey, D. J.*; Hallam, K. R.*; 佐藤 志彦; Griffiths, I.*; Rau, C.*; Richards, D. A.*; 末木 啓介*; et al.
Scientific Reports (Internet), 10(1), p.1636_1 - 1636_11, 2020/01
被引用回数：8 パーセンタイル：34.78(Multidisciplinary Sciences)Both the three-dimensional internal structure and elemental distribution of near-field radioactive fallout particulate material released during the March 2011 accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant is analysed using combined high-resolution laboratory and synchrotron radiation X-ray techniques. Results from this study allow for the proposition of the likely formation mechanism of the particles, as well as the potential risks associated with their existence in the environment, and the likely implications for future planned reactor decommissioning. A suite of particles is analyzed from a locality 2 km from the north-western perimeter of the site north of the primary contaminant plume in an area formerly attributed to being contaminated by fallout from reactor Unit 1. The particles are shown to exhibit significant structural similarities; being amorphous with a textured exterior, and containing inclusions of contrasting compositions, as well as an extensive internal void volume bimodal in its size distribution. A heterogeneous distribution of the various elemental constituents is observed inside a representative particle, which also exhibited a Fukushima-derived radiocesium (
Cs, 
Cs and 
Cs) signature with negligible natural Cs. We consider the structure and composition of the particle to suggest it formed from materials associated with the reactor Unit 1 building explosion, with debris fragments embedded into the particles surface. Such a high void ratio, comparable to geological pumice, suggests such material formed during a rapid depressurisation and is potentially susceptible to fragmentation through attrition.
decay of 
= +
isotopes 
Al and 
Si; Understanding Gamow-Teller strength distribution in neutron-rich nucleiAbromeit, B.*; Tripathi, V.*; Crawford, H. L.*; Liddick, S. N.*; 吉田 聡太*; 宇都野 穣; Bender, P. C.*; Crider, B. P.*; Dungan, R.*; Fallon, P.*; et al.
Physical Review C, 100(1), p.014323_1 - 014323_14, 2019/07
被引用回数：2 パーセンタイル：23.19(Physics, Nuclear)中性子過剰核Al, Siとその娘核からのベータ崩壊をミシガン州立大学の国立超伝導サイクロトロン研究所において調べた。ベータ崩壊で得られた準位構造を大規模殻模型計算と比較し、実験と理論の良い一致が得られることがわかった。さらに、脱励起ガンマ線の強度から、それぞれの準位にベータ遷移する強度を表す
値を引き出した。これら奇核のベータ崩壊で得られた低励起状態への値は偶偶核からのものよりも強くフラグメントしていることがわかった。これは、大規模殻模型計算で予言されたガモフテラー遷移強度の分布に対する一般的傾向に合致した結果である。
Martin, P. G.*; Louvel, M.*; Cipiccia, S.*; Jones, C. P.*; Batey, D. J.*; Hallam, K. R.*; Yang, I. A. X.*; 佐藤 志彦; Rau, C.*; Mosselmans, J. F. W.*; et al.
Nature Communications (Internet), 10, p.2801_1 - 2801_7, 2019/06
被引用回数：26 パーセンタイル：77.9(Multidisciplinary Sciences)二次イオン質量分析(SIMS)測定とシンクロトロン放射(SR)分析技術を福島第一原子力発電所(FDNPP)の1号機原子炉由来のサブミリメートル粒状物質に対して分析を行った。これらの方法によりより大きなSiベースの放出物に含まれるミクロンスケールのU微粒子の分布、状態および同位体組成を調査することが可能であった。SRマイクロフォーカスX線蛍光(SR-micro-XRF)と吸収コントラストSRマイクロフォーカスX線トモグラフィー(SR-micro-XRT)を組み合わせることにより、U微粒子は粒子の外周の周りに位置することがわかった。高多孔質粒子これらの捕捉された粒子のいくつかのシンクロトロン放射マイクロフォーカスX線吸収端近傍構造(SR-micro-XANES)分析により、U(IV)酸化状態で存在することを明らかにした。このUが原発由来であることの確認は、FDNPPの1号機からの出所に特徴的な同位体濃縮比を有する二次イオン質量分析(SIMS)分析によって検証された。これらの結果は、使用済み燃料放出物が存在するという事象シナリオ(炉心1号機からある程度の炉心細分化および放出が起こったこと)の明確な証拠である。このUが環境や健康への危害を表す可能性は低いと予想されるが、将来的に母材であるSi含有バルク粒子の分解が生じると推定される。
肥山 詠美子; 保坂 淳; 岡 眞; Richard, J.-M.*
Physical Review C, 98(4), p.045208_1 - 045208_8, 2018/10
被引用回数：43 パーセンタイル：95.61(Physics, Nuclear)クォーク模型のハミルトニアンを用いて、5クォーク系のスペクトル計算をおこなった。実スケーリング法を用いて共鳴状態を散乱状態から分離することによって、最近LHCbで発見されたペンタクォークに対応する状態があるかどうか、あるとすれば量子数はなにかを決める解析を行った。その結果、発見されたペンタクォークに対応する共鳴は、通常のメソンやバリオンを再現できるハミルトニアンでは再現できないことが明らかになった。
Martin, P. G.*; 佐藤 志彦; Griffiths, I.*; Richards, D.*; Scott, T.*
Frontiers in Energy Research (Internet), 5, p.25_1 - 25_9, 2017/09
被引用回数：22 パーセンタイル：50.02(Energy & Fuels)Three large high radioactivity particulate fragments, each several 100 
m in diameter, have been recovered from the region immediately surrounding the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Through the application of high-resolution electron and ion-beam methods, this work has sought to investigate the structure and composition of this fibrous surface morphology. By evaluating this, a potential material source can be determined, alongside important information relating to the conditions/events at the time of the reactor explosions and catastrophic release of radioactive materials. The results of this study show that the fibrous features associated with these large radiocesium-containing particles share a common elemental composition. With respect to the surrounding particle, the fibers are enriched in Si, Cl, and Fe, while depleted in both Zn and Al. Based on composition, these fibers are ascribed to thermal insulating material used within the plant, which was sufficiently heated during the loss of coolant incident at the plant to be incorporated into the molten ejecta material that rapidly solidified upon quenching in air. Elemental analysis of these fibers does not reveal any evidence of leaching or the presence of actinide materials.
decay of 
Si ( = +5, +6) to low-lying core excited states in odd-odd P isotopesTripathi, V.*; Lubna, R. S.*; Abromeit, B.*; Crawford, H. L.*; Liddick, S. N.*; 宇都野 穣; Bender, P. C.*; Crider, B. P.*; Dungan, R.*; Fallon, P.*; et al.
Physical Review C, 95(2), p.024308_1 - 024308_7, 2017/02
被引用回数：7 パーセンタイル：51.81(Physics, Nuclear)ミシガン州立大の超伝導サイクロトロン施設にて中性子過剰核SiからPへのベータ崩壊を測定した。親核の基底状態
からガモフテラー遷移で強く遷移するPの
状態を下から3本観測することができた。これらの状態はコア励起を伴う異常パリティ状態であるにも関わらず、励起エネルギーが1-2MeV領域と低く出現することがわかった。これらの状態の励起エネルギーおよび値は殻模型計算によってよく再現できた。
状態よりも
状態でガモフテラー遷移強度が大きくなるという実験結果を、これらの原子核の殻構造の観点から理解できることを示した。
El-Jaby, S.*; Tomi, L.*; Sihver, L.*; 佐藤 達彦; Richardson, R. B.*; Lewis, B. J.*
Advances in Space Research, 53(5), p.810 - 817, 2014/03
被引用回数：2 パーセンタイル：18.83(Engineering, Aerospace)国際宇宙ステーション(ISS)では、組織等価比例計数管(TEPC)を用いてその内部の周辺線量当量が常時モニタリングされているが、TEPCの測定値より乗組員の実効線量当量を簡便に導出する手法はこれまで存在しなかった。そこで、本研究では、PHITSを用いて計算した銀河宇宙線と捕捉陽子線のアルミ遮へい体内でのフラックスと、陽子・中性子・
粒子に対する線量換算係数より、周辺線量当量から実効線量当量に変換する手法を構築した。この手法を用いた解析により、ISS乗組員の実効線量当量は、TEPCで測定した周辺線量当量よりも10%から30%低く、その大部分は銀河宇宙線による寄与であることが分かった。
Vayakis, G.*; Bertalot, L.*; Encheva, A.*; Walker, C.*; Brichard, B.*; Cheon, M. S.*; Chitarin, G.*; Hodgson, E.*; Ingesson, C.*; 石川 正男; et al.
Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.780 - 786, 2011/10
被引用回数：27 パーセンタイル：87.94(Materials Science, Multidisciplinary)ITER has diagnostics with machine protection, basic and advanced plasma control, and physics roles. Several are embedded in the inner machine component region. They have reduced maintainability compared to standard diagnostics in ports. They also endure some of the highest nuclear and EM loads of any diagnostic for the longest time. They include: Magnetic diagnostics; Steady-state magnetic sensors on the outer vessel skin; Bolometer camera arrays; Microfission chambers and neutron activation stations to provide key inputs to the real-time fusion power and long-term fluence measurements; mm-wave reflectometry to measure the plasma density profile and perturbations near the core, and the plasma-wall distance and; Wiring deployed around the vessel to service magnetics, bolometry, and in-vessel instrumentation. In this paper we summarise the key technological issues for each of these diagnostics arising from the nuclear environment, recent progress and outstanding R&D for each system.
and Au+Au collisions at 
= 200 GeVAdare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.
Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04
被引用回数：8 パーセンタイル：49.7(Physics, Nuclear)重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。
井手本 康*; 谷山 敏*; 飯久保 智*; 社本 真一; Richardson, J. W.*
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 70(8), p.1156 - 1165, 2009/08
被引用回数：3 パーセンタイル：18.16(Chemistry, Multidisciplinary)We investigated the relationship between the average and local crystal structures and the ferroelectric properties of Bi
SiO
, Bi
Si
O
, or BiO added Sr
Bi
TaO
(x=0, 0.2) produced by a solid-state reaction. The average crystal structures were determined by the Rietveld method. On the other hand, the local structure is important, because the ferroelectric property is related to the distortion, and ferroelectric complex oxides have domains. We also investigated the local crystal structure using atomic pair distribution function (PDF) analysis. Based on the results, the distortion and symmetry of TaO
are found to contribute to the remanent polarization.
Richards, M.*; Venneri, F.*; 島川 聡司
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
超高温ガス炉の特徴として、使用する被覆燃料粒子が高温・高燃焼に耐えられることが挙げられる。本発表では、TRU燃料もしくはMOX燃料を用いたDeepBurn型超高温ガス炉(DB-VHTR)について述べる。兵器級のプルトニウム(Pu)を主としたTRUを燃料にした場合、DB-VHTRはPuの65パーセントを減損させ、特にPu-239の90パーセントを消耗させることができる。また、軽水炉(LWR)で発生するPuの処理にも対応可能である。さらに、日本が将来想定している高速炉燃料サイクルにも整合したDB-VHTRの設計も可能であり、水素製造やその他の熱エネルギーの利用が期待できる。
Richards, M.*; 國富 一彦
Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10
高速炉はエネルギーセキュリティと持続性を実現できる核燃料を供給し、電力需要の重要部分を担うことができる。一方、超高温ガス炉は、電力,水素,高熱源といったエネルギー生産の種類に自由度があるうえ、高い効率を実現でき、多種多様な燃料サイクルに対して運転可能であり、冷却水の利用制限のある地域にも設置することが可能である。また、水素製造は、温室効果ガスの大幅低減の鍵となる。さらに受動的安全性や強い核拡散抵抗性も兼ね備えていることから、超高温ガス炉は日本の高速炉開発と協調する理想的な補完システムとして機能でき、また外国への低いリスクの低い技術として輸出できる。加えて、水素製造は、温室効果ガスの大幅低減の鍵となる。本論文では、高速炉から核分裂物質の供給を利用したクローズドな燃料サイクルを提案し、日本での高速炉/超高温ガス炉結合システムの開発の妥当性について述べる。
Zanino, R.*; Astrov, M.*; Bagnasco, M.*; Baker, W.*; Bellina, F.*; Ciazynski, D.*; Egorov, S. A.*; Kim, K.*; Kvitkovic, J. L.*; Lacroix, B.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 17(2), p.1353 - 1357, 2007/06
被引用回数：4 パーセンタイル：29.39(Engineering, Electrical & Electronic)ITERポロイダル磁場コイル導体インサート(PFCI)は那珂核融合研究所のITER中心ソレノイド・モデル・コイルの中で試験される。主な実験プログラムは、DC性能,ACロス,冷媒の流体特性,安定性及びクエンチ伝播,繰り返し電磁力が与える導体特性への影響を測定することである。これらの実験項目に対して、幾つかの研究機関による解析が行われているので、それらの結果の比較検討を行った。その結果、突然のクエンチは、5.7-6.2K, 45kAにおいて起きると予測される。また、パルス運転時のACロスによる冷媒の温度上昇は巻線部出口において約0.5Kと予測される。これらの結果は実験結果と比較され、PFコイルの性能の正確な予測に用いられる。
mirrors 
Ca and S; A Test for isospin symmetry of shell gaps at the driplinesDoornenbal, P.*; Reiter, P.*; Grawe, H.*; 大塚 孝治*; Al-Khatib, A.*; Banu, A.*; Beck, T.*; Becker, F.*; Bednarczyk, P.*; Benzoni, G.*; et al.
Physics Letters B, 647(4), p.237 - 242, 2007/04
被引用回数：34 パーセンタイル：86.95(Astronomy & Astrophysics)ドイツ重イオン研究所(GSI)でCaの第一励起状態
からの脱励起
線を初めて測定した。その励起エネルギーは、3015(16)keVであることがわかり、鏡像核であるSの励起エネルギーよりも276keVも低いことがわかった。殻模型により理論的にこれら両者の構造を調べたところ、
殻を仮定した模型空間でよく説明されることがわかった。この鏡像核の大きなエネルギーのずれは、クーロン力によるトーマスエルマン効果であると考えられ、それを現象論的に取り入れた殻模型計算によりこの領域のミラー核のエネルギーシフトがよく説明されることがわかった。
Zanino, R.*; Bagnasco, M.*; Baker, W.*; Bellina, F.*; Bruzzone, P.*; della Corte, A.*; Ilyin, Y.*; Martovetsky, N.*; Mitchell, N.*; Muzzi, L.*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 16(2), p.886 - 889, 2006/06
被引用回数：7 パーセンタイル：40.69(Engineering, Electrical & Electronic)那珂核融合研究所においてITERポロイダル磁場コイル導体インサート(PFCI)の実験が予定されている。このため、PFCIの適切な実験プログラムを作成することを目的として、NbTi短尺導体サンプル実験から得られた結果の解析を行った。特に、次の項目について検討を行った;(1)巻線内の導体ジョイントがクエンチする前に導体自身の分流開始温度Tcsを測定できる可能性に関する検討。(2)解析コードMithrandirを用いて短尺導体サンプルの実験結果を解析し、いわゆる突然の又は早期のクエンチの可能性に関する検討。(3)PFCI実験における熱量法によるACロス測定の可能性。検討の結果、Tcs及びACロスの測定は可能であることがわかった。しかし、突然のクエンチについては今後のこれらの検討が必要である。
SbTe
社本 真一; 山田 昇*; 松永 利之*; Proffen, T.*; Richardson, J. W.*; Chung, J.-H.*; 江上 毅*
Applied Physics Letters, 86(8), p.081904_1 - 081904_3, 2005/02
被引用回数：48 パーセンタイル：81.94(Physics, Applied)NaCl型結晶性GeSbTeの局所構造をパルス中性子による粉末回折データの結晶PDF解析により調べた。その結果、この結晶相におけるゲルマニウム原子の大きな変位を見つけた。通常はこのように大きな原子変位は、電気伝導性に影響を与えるが、電子バンド構造からは、Naサイトの格子欠陥に加えて大きな歪が熱伝導のみを下げる一方で、Clサイトに規則正しく並んだテルル原子が高い電気伝導性を維持していることを示している。
-particle diagnostics by CO laser collective Thomson scattering in ITER近藤 貴; Richards, R. K.*; Hutchinson, D. P.*; 杉江 達夫; Costley, A. E.*; 三浦 幸俊; Lee, S.*
Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/07
燃焼プラズマでの支配的な熱源である粒子の挙動を理解するために、粒子の密度とエネルギースペクトルの空間の分布を測ることが必要とされている。そこで、ITERの粒子測定のために、パルス炭酸ガスレーザーを用いた協同トムソン散乱(CTS)システムを開発している。ITERでは加熱ビームイオン(E=1MeV)は、接線方向に入射され、粒子で類似した速さを持つ。しかし、CTS測定は一般的に、同じ速さを持つビームイオンと粒子を識別することができない。この問題を解決するため、ビームイオンと粒子を区別できる垂直散乱配置を提案した。この配置のCTSが、ビームイオンによってマスクされることなく粒子を分析できることを計算により示した。また、垂直散乱配置によるビーム線とレシーバー・システムの予備的な設計を示す。さらに、JT-60Uプラズマを使ったCTSシステムの原理実証実験について示す。
laser for ion energy spectrum measurements in JT-60U近藤 貴; 三浦 幸俊; Lee, S.*; Richards, R. K.*; Hutchinson, D. P.*; Bennett, C. A.*
Review of Scientific Instruments, 74(3), p.1642 - 1645, 2003/03
被引用回数：20 パーセンタイル：68.22(Instruments & Instrumentation)核融合炉心プラズマにおいて、高速粒子の速度分布計測と、イオン温度計測の確立は重要な課題として挙げられており、計測手法の実証が求められている。JT-60Uでは、ITERにおけるイオン温度と高速アルファ粒子の計測手法の確立を目的として、炭酸ガスレーザー(10.6m, 15 J,1s)による協同トムソン散乱法の開発を行っている。検出器には量子井戸型赤外線検出器(QWIP)を用い、また迷光は高温炭酸ガスセルによって減少させる。JT-60Uに測定装置の設置を行うとともに、赤外ヘテロダイン受信機の検出感度や視野の較正手法を開発した。これを用いてJT-60Uプラズマにレーザーを入射して調整を行ったが、現在までに散乱光スペクトルは得られていない。問題点として、パルスレーザの放電による電気ノイズと、レーザーの周波数のシフトによる迷光の発生が挙げられる。
