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小林 正起*; Anh, L. D.*; 鈴木 雅弘*; 金田-高田 真悟*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; 芝田 悟朗*; 田中 新*; 田中 雅明*; 大矢 忍*; et al.
Physical Review Applied (Internet), 15(6), p.064019_1 - 064019_10, 2021/06
被引用回数：4 パーセンタイル：27.71(Physics, Applied)A fundamental understanding of the interfacial magnetic properties in ferromagnetic heterostructures is essential for utilizing ferromagnetic materials for spintronic device applications. Here, we investigate the interfacial magnetic and electronic structures of epitaxial single-crystalline LaAlO
(LAO)/La
Sr
MnO(LSMO)/Nb:SrTiO(Nb:STO) heterostructures with varying LSMO layer thicknesses, in which the magnetic anisotropy strongly changes with the LSMO thickness due to the delicate balance between strains originating from both the Nb:STO and LAO layers, using X-ray magnetic circular dichroism and photoemission spectroscopy. We successfully detect the clear change of the magnetic behavior of the Mn ions concomitant with the thickness-dependent metal-insulator transition. Our results suggest that the double-exchange interaction induces ferromagnetism in the metallic LSMO film under tensile strain caused by the STO substrate, while the superexchange interaction determines the magnetic behavior in the insulating LSMO film under compressive strain originating from the top LAO layer. The change in strain, depending on LSMO layer thickness, is confirmed by scanning transmission electron microscopy. Based on those findings, the formation of a magnetic dead layer near the LAO/LSMO interface is attributed to competition between the superexchange interaction via Mn 
orbitals under compressive strain and the double-exchange interaction via the 
orbitals. These findings provide key aspects of ferromagnetic oxide heterostructures for the development of spintronic device applications.
杉山 大輔*; 中林 亮*; 田中 真悟*; 駒 義和; 高畠 容子
Journal of Nuclear Science and Technology, 58(4), p.493 - 506, 2021/04
被引用回数：2 パーセンタイル：31.78(Nuclear Science & Technology)A modeling calculation methodology for estimating the radionuclide composition in the wastes generated at the Fukushima Daiichi nuclear power station has been upgraded by introducing an approach using Bayesian inference. The developed stochastic method describes the credible interval of the regression curve for the log-normal distribution of the measured transport ratio, which is used to calibrate the radionuclide transport parameters included in the modeling calculation. Consequently, the method can predict the robability distribution of the radionuclide composition in the Fukushima Daiichi wastes. The notable feature of the developed method is that it can explicitly investigate the improvement in the accuracy and confidence (degree of belief) of the estimation of the waste inventory using Bayesian inference. Specifically, the developed method can update and improve the degree of belief of the estimation of the radionuclide composition by visualizing the reduction in the width of uncertainty in the radionuclide transport parameters in the modeling calculation in accordance with the accumulation of analytically measured data. Further investigation is expected to improve the credibility of waste inventory estimation through iteration between modeling calculations and analytical measurements and to reduce excessive conservativeness in the estimated waste inventory dataset.
田中 真悟*; 横田 秀晴; 大野 宏和; 中山 雅; 藤田 朝雄; 瀧谷 啓晃*; 渡辺 直子*; 小崎 完*
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05
In-situ dipole tracer migration tests were conducted at the G.L.-250 m gallery of the Horonobe URL. Laboratory experiments were also conducted to determine the apparent diffusivity (
) and sorption coefficients (
) of cesium and water (HTO) in the rock taken at the gallery to evaluate the performance of Wakkanai formation as natural barrier. The breakthrough curves of non-sorbing tracer (Uranine) obtained at the in-situ dipole tracer migration tests were well described by a dual-channel model in which one-dimensional advection dispersion was taken in account. This suggests that the tracers migrate through at least two different pathways in the fracture. The breakthrough curves also indicated that the peak concentration of the sorbing tracer (cesium) was much smaller than that of the non-sorbing tracer (Uranine), suggesting that the Wakkanai Formation has a high sorptive and low diffusive properties for cesium. The value obtained for cesium was about 3E-12 m
/s, which is significantly smaller than that of water (3E-10 m/s), and the value of cesium was determined to be about 5E-2 ml/g.
横田 秀晴; 田中 真悟
Proceedings of 19th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC 2014) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2014/08
天然バリアとしての地質環境中の物質の移動メカニズムを把握するために、北海道北部の幌延町にある幌延深地層研究所の250m調査坑道において、稚内層の泥岩中の割れ目を対象に原位置ダイポールトレーサー試験を実施した。一次元の移流分散方程式から導かれる解析解により予備的な解析評価を行った結果、泥岩中の割れ目の表面はCs
とSr
に対しては可逆的および不可逆的両方の収着特性を示すが、CoとEu
に対しては不可逆的な収着特性のみを示すことが明らかとなった。今後は、室内試験結果との比較を行いながら、詳細解析を進め,堆積岩の持つ収着特性やその収着システムを明らかにしていく。
佐藤 治夫; 新里 忠史; 天野 健治; 田中 真悟; 青木 和弘
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1518, p.277 - 282, 2013/10
平成23年3月11日に発生した東北太平洋沖地震によって東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生した。4月初旬までに
Csで1.2-1.5
10
Bq、I-131で1.5-1.610
Bq放出されたと推定されており、それらは福島県を中心に土壌表面や森林などに沈着した。本調査は文部科学省が進める放射線量率や放射性物質によって汚染された土壌の分布マップを作成するための調査の1つとして実施したもので、事故から3か月後の深度方向の分布状況についてジオスライサー調査を実施した。調査は、二本松,川俣町,浪江町の11地点で行った。
Cs, Cs, 
Te, 
Agが検出され、CsとCsはすべての調査地点で、TeとAgは空間線量率が高いエリアで検出された。地表面土壌については多くの地点で沈着量の99%以上は表層10cm以内に存在した。一方、元農地と推定される土壌は地表面土壌よりも深い位置まで検出される傾向であるものの、沈着量の99%以上は表層14cm以内であった。表層付近の濃度分布から求めた見掛けの拡散係数D
は、すべての核種について元農地と推定される土壌(D=0.1-1.510
m/s)の方が地表面土壌(D=0.65-4.410
m/s)よりも大きく、多くの拡散係数はD=10(m/s)付近であった。バッチ法によりCsとIに対する分配係数Kdも取得しており、K
とDとの関係を総合すると、濃度分布の形成は雨が降った際の移流による分散の効果が支配的であったと考えられる。
中山 雅; 天野 健治; 常盤 哲也; 山本 陽一; 大山 卓也; 天野 由記; 村上 裕晃; 稲垣 大介; 津坂 仁和; 近藤 桂二; et al.
JAEA-Review 2012-035, 63 Pages, 2012/09
JAEA-Review-2012-035.pdf:12.23MB
幌延深地層研究計画は、「地上からの調査研究段階(第1段階)」、「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階)」、「地下施設での調査研究段階(第3段階)」の3つの段階に分けて実施されている。平成23年度は、「幌延深地層研究計画平成23年度調査研究計画」に従って、調査研究及び地下施設の建設を継続した。研究開発は従来通り、「地層科学研究」と「地層処分研究開発」に区分して実施した。具体的には、「地層科学研究」では、地質環境調査技術開発、地質環境モニタリング技術開発、深地層における工学的技術の基礎の開発、地質環境の長期安定性に関する研究という研究課題を設定し、「地層処分研究開発」では、人工バリアなどの工学技術の検証、設計手法の適用性確認、安全評価モデルの高度化及び安全評価手法の適用性確認という研究課題を設定している。本報告書はそれらを取りまとめたものである。幌延深地層研究計画の成果は、原子力機構における他の研究開発拠点での成果と合わせて一連の地層処分技術として、処分事業や安全規制に適宜反映していく。
O and applying electric potential gradient田中 真悟*; 野田 菜摘子*; 東原 知広*; 佐藤 正知*; 小崎 完*; 佐藤 治夫; 畑中 耕一郎
Physics and Chemistry of the Earth, 33(Suppl.1), p.S163 - S168, 2008/00
圧縮ベントナイト中の物質移行経路について検討するため、ベントナイトの主成分であるモンモリロナイト中の水の移行挙動について調べた。Oを水のトレーサとし、モンモリロナイトの乾燥密度1.0, 1.2, 1.4Mg/m
に対して拡散実験と電気浸透実験を行った。拡散実験からは見掛けの拡散係数を、電気浸透実験からは移流速度と水理学的分散係数を決定するとともに、これまでに報告されているHe, Na, Clのデータと比較することにより移行経路について検討した。各イオンの濃度分布とピーク位置の比較から、分散係数はHe, HO, Cl, Naの順に減少し、この違いは化学種によって移行経路が異なるとともに、移行経路の違いによって分散係数が異なったことによると考えられた。
Be from 
Li(
,p)Be reaction濱田 真悟; 安江 正治*; 久保野 茂*; 田中 雅彦*; R.J.Peterson*
Physical Review C, 49(6), p.3192 - 3199, 1994/06
被引用回数：42 パーセンタイル：89.45(Physics, Nuclear)65MeVの
He入射粒子ビームを用いたLi(,p)Be反応での3核子移行反応が良い精度で行われた。ゼロレンヂDWBA近似を用いてデータとクラスターモデルの予測を較べることで、低励起のK=0,1
バンドの状態への反応分光因子が求まった。Ex=17.74MeVと18.54MeVの状態に対する反応分光学因子の大きな値がみつかり、HeとLiの低エネルギーでの融合反応が宇宙初期の核合成とA=5と8の存在量の不足を説明するための重要な情報である。
佐藤 治夫; 畑中 耕一郎; 田中 真悟*; 佐藤 正知*; 小崎 完*
no journal, ,
ベントナイトの主要構成粘土鉱物のモンモリロナイト中の水の移行挙動について検討するため、HO(O-18含有率の高い水)とHTO(トリチウム水)をトレーサとして拡散実験と電気浸透実験を行った。拡散実験は、非定常拡散法によりモンモリロナイト乾燥密度0.8
1.6Mg/mの範囲で、また、電気浸透実験は、乾燥密度1.6Mg/mに対して実施した。電気浸透実験の結果から、両トレーサはほぼ同じ距離だけ移動するとともに、ほぼ同じ濃度分布となった。このことは層間水の大部分が解離することなくHOの形態で存在していることを示唆している。
瀧谷 啓晃*; 田中 真悟*; 野田 菜摘子*; 佐藤 正知*; 小崎 完*; 佐藤 治夫; 畑中 耕一郎
no journal, ,
本研究は、緩衝材とセメント材料が接触している場合、その界面近傍で起こる変質などの現象について把握し、モデル化することを目的として実施している。その一環として、セメント中の物質の移行経路について研究しており、まず初めに、異なる水セメント比(W/C)に対するポルトランドセメント(OPC)ペースト中の水の拡散係数を測定し、間隙水中の水の拡散挙動について検討した。W/C=0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8のセメントペースト(直径24mm,高さ50mmの円筒形で、一断面のみを除いてすべて樹脂でカバーしたもの)を調製し、50
Cで91日間水中養生させることによりすべて水和反応を完了させた後、通常、O-16である水分子の一部をO-18で置換させた水を添加したセメント上澄み溶液中に沈め、セメント中の水の自己拡散試験を行った。その後、セメント試料中のO-18の濃度分布を分析し、W/Cに対する水の見掛けの自己拡散係数を決定した。拡散係数は、W/Cの増加に伴い増加した。また、濃度分布は、深さが増加するにつれて単一の拡散曲線からずれる傾向が見られ、複数の拡散経路の存在が示唆された。
田中 真悟*; 野田 菜摘子*; 佐藤 正知*; 小崎 完*; 佐藤 治夫; 畑中 耕一郎
no journal, ,
電位勾配下で、圧縮Na型モンモリロナイト中の陰イオン(Cl
),陽イオン(Na
)及び水(HTO, H
O)の移行実験を行い、各イオンの移動度,分散長及び輸率の乾燥密度依存性(0.8-1.6Mg/m
)のデータを取得し、モンモリロナイト中のイオンの移行機構について検討した。解析では、水の移動度を補正し、ClとNaイオンの見掛けの拡散係数を求めた。その結果、両イオンの移行機構に違いのあることが示唆された。また、輸率については、Naイオンの輸率はNaCl濃度0で1であり、交換性陽イオンのNaイオンが全電荷を運んでいる一方、濃度の増加に伴い減少し、Clイオンの輸率が増加した。このことは、塩濃度が増加するとNaイオンの拡散性は低下し、代わりにClイオンの拡散性が増加することを示すものであり、これまでに報告されている事実とも一致している。
佐藤 治夫; 天野 健治; 新里 忠史; 田中 真悟; 野原 壯; 岩月 輝希; 村上 裕晃; 杉田 裕; 中山 雅; 阿部 寛信; et al.
no journal, ,
平成23年3月11日に発生した東北太平洋沖地震によって引き起こされた津波に端を発し、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生した。原子炉内の放射性物質の一部が外部へ放出され、風によって運ばれた後、降雨により福島県を中心に土壌表面などに沈着した。本調査研究は、5月19日に総合科学技術会議が公表したプロジェクトのひとつとして実施したもので、土壌中の放射性物質の深度方向の分布状況等について調査し、放射性物質の移行遅延にかかわるデータを取得するとともに、事故発生直後の地表面への放射性物質の沈着量を推定した。本報では、本調査研究にかかわる内容のうち、見掛けの拡散係数Daや事故発生直後の地表面への放射性物質の沈着量について報告する。調査の結果、Cs, Cs, 
Te, 
Agが検出され、CsとCsはすべての地点(11地点)で、TeとAgは空間線量率が高いエリアで検出された。また、深度方向の濃度分布は、農耕地相当の土壌を除き、多くの地点で表層5cm以内であった。農耕地相当の土壌の方が地表面土壌よりも深い位置で検出される傾向であった。濃度分布からDaを求めた結果、すべての核種について農耕地相当の土壌中の方が地表面土壌中よりも大きく、多くの土壌はDa=1E-11(m/s)付近であった。これは、移流による分散の効果が支配的であったためと考えられる。また、事故発生直後の地表面への核種の沈着量の推定結果は、これまでのモニタリング結果と整合した。
田中 真悟; 佐藤 治夫; 新里 忠史; 天野 健治; 野原 壯; 岩月 輝希; 村上 裕晃; 杉田 裕; 中山 雅; 阿部 寛信; et al.
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い放出された放射性物質の土壌中深度方向の分布状態調査の一環として、CsとIの収着分配係数Kdについて検討した。川俣町,浪江町,二本松市において全11地点(12本のジオスライサー試料)各2区間の深度から採取した計24土壌試料に対して、CsとIの収着試験を日本原子力学会標準のバッチ法に準拠して実施した。CsのKdは1,000から100,000(ml/g)の範囲であった。この結果はCsの多くが地表面に沈着している結果と一致している。一方、IのKdは0.4から150(ml/g)の範囲であった。Kdの違いは、両元素の化学形態だけでなく、土壌試料の鉱物組成,陽イオン及び陰イオン交換容量,有機物含有量などの影響を受けたものと考えられるが、これらの影響を明らかにするためにはさらに詳細な実験が必要である。本発表では、土壌の質や土色に着目して検討する予定である。
新里 忠史; 佐藤 治夫; 天野 健治; 野原 壯; 岩月 輝希; 青木 和弘; 田中 真悟; 村上 裕晃; 杉田 裕; 中山 雅; et al.
no journal, ,
総合科学技術会議のプロジェクトの一つとして実施した本調査研究では、土壌中の放射性物質の深度分布等を調査し、放射性物質の移行特性データを取得するとともに事故発生直後の放射性物質の沈着量を推定した。本報では調査地点選定の考え方,調査地点の地形・土壌分布を報告する。調査地点は対象となる放射性物質の存在,土地利用や道路状況及び地形/土壌種の観点から選定し、航空機モニタリングで放射性物質がプリューム状に分布する領域を主体に計11点とした。現地調査の結果、調査地点の地形は山地斜面,山麓緩斜面,段丘面及び谷底平野に区分され、山地斜面と段丘面は褐色/赤褐色の砂質土壌が分布し、そのうち、かつての田畑は有機質黒色土壌、森林の隣接地は赤色/褐色/黄褐色の粘土質土壌や黒ボク土が地下深部に分布する。一方、谷底平野と山麓緩斜面の多くは黒色砂質土壌が分布する。放射性物質の分析結果と合わせて考察した結果、粘土質土壌はセシウムを吸着する粘土鉱物が多いため高いセシウム濃度が確認されたと考えられる。有機質土壌は非有機質土壌と比較しセシウムの移行が速いため、より深い位置で放射性物質が検出されたと考えられる。以上のことから、放射性物質の深度方向における移行予測は地形/土地利用/土壌分布を総合検討することが重要である。
青木 和弘; 佐藤 治夫; 新里 忠史; 天野 健治; 田中 真悟; 野原 壯; 岩月 輝希; 村上 裕晃; 杉田 裕; 中山 雅; et al.
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い放出された放射性物質の土壌中深度方向の分布状況について、ジオスライサーによる調査を実施した。調査は、事故発生後、3か月経過した6月中旬に実施した。その実施内容と調査結果についてシリーズ発表(全4件)する。本発表では、その実施概要について報告する。
横田 秀晴; 山本 陽一; 田中 真悟
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分システムの性能評価においては、天然バリアとなる母岩の物質移行特性の適切な把握が重要であり、それにはトレーサー物質等を利用した原位置試験が有用である。日本原子力研究開発機構により北海道幌延地域では地下施設が建設されており、堆積岩を対象とした各種の原位置試験が地下施設内で実施されている。本研究では、堆積岩系岩盤における原位置トレーサー試験手法の確立と物質移行特性にかかわる各種の原位置パラメータの取得等を目的に、深度250mの地下坑道において原位置孔間トレーサー試験を実施した。試験の結果、ウラニンによる繰り返しのダイポール試験では高い再現性が示され、本試験条件における非収着性トレーサーとしての有用性が明らかとなった。また、原位置へのフローセル設置によるウラニンの原位置オンライン蛍光分析システムを組み込んだ試験装置の適用性も確認された。今後、収着性トレーサー採水試料の分析を進め、実施予定の深度350m坑道での物質移行試験に反映する。
佐藤 治夫; 田中 真悟; 新里 忠史; 阿部 寛信; 青木 和弘
no journal, ,
2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震により、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、炉内の放射性物質の一部が外部へ放出され、福島県を中心に土壌表面などに沈着した。本調査研究は、文部科学省が進めている放射線量等分布マップの関連研究の1つとして実施したもので、地中深さ方向の放射性物質の分布状況について調査した。事故発生から約3か月後の2011年6月中旬に実施した1次調査に引き続き、約1年後の2012年2月下旬から3月上旬に掛けて2次調査を実施した。2次調査では、打ち込み式のポータブルドリルと大口径のサンプラー(内径15cm)を使用し、最大深度50cm程度までコア試料を採取した。調査は前回と同じ地点(二本松市,川俣町,浪江町の11地点)で行った。調査の結果、Cs-134, 137, Ag-110mが検出され、Csはすべての地点で、Ag-110mは空間線量率が高いエリアで極わずかに検出された。また、Csの深度方向の濃度分布は、元農地と推定される土壌や有機質土壌を除く地表面土壌については表層5cm以内に全体の95%以上が存在し、元農地と推定される土壌や有機質土壌については表層16cm以内に95%以上が存在していた。濃度分布と土壌構成との関係では、褐色ないし黒色土壌を支持層とした土壌において深部まで分布し、特に有機質土壌で分布が拡がる傾向が見られた。これは土壌へのCsの収着を有機物が阻害するためと考えられ、有機質土壌への分配係数が低目であることと整合する。
新里 忠史; 阿部 寛信; 佐藤 治夫; 酒井 利啓; 田中 真悟; 青木 和弘
no journal, ,
本調査研究は、総合科学技術会議のプロジェクトの実施方針に基づき、文部科学省が進める放射線量等分布マップの関連研究として実施したものである。本報では、東京電力福島第一原子力発電所の事故発生から約3か月後(1次調査)と約1年後(2次調査)に実施した現地調査の結果等に基づいて、土壌中深度方向の放射性物質の分布状況と地形,土壌,地質及び土地利用との関連性を検討した。その結果、土壌中深度方向の放射性物質の分布状況は、地表面から深度方向へのCs濃度の減少率及び土壌中におけるCs濃度ピークの位置に基づいて、4種類にタイプ区分できることがわかった。また、以上の分布状況を有するタイプごとに、地形分布と土壌分布を整理した結果、地表面から深度方向へのCs濃度の減少率は、地表面から深度数cm付近までに分布する土壌種により規制され、土壌中におけるCs濃度ピークの出現は、試料採取地点の周囲の地形により影響を受けている可能性が示唆された。
田中 真悟; 佐藤 治夫; 大熊 成地*; 渡辺 直子*; 小崎 完*; 佐藤 正知*; 阿部 寛信; 新里 忠史; 青木 和弘
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故により環境中へ放出された放射性物質の土壌中深度方向の分布状態等について、事故発生から約3か月後に行った1次調査に引き続き、同地点にて、約1年後の2012年2月下旬から3月上旬に掛けて2回目の調査(2次調査)を実施した。収着分配係数(Kd)は、長期的な核種移行予測の際に重要なパラメータの1つである。1次調査において、採取した土壌に対してバッチ法により取得したCsのKdは、1,000(ml/g)以上であり、IのKdは0.4から150(ml/g)の範囲内であった。得られたKdは土壌ごとにばらつきが見られ、Iについては土壌の色と関連があり有機物(腐植)の影響が示唆された。一方でCsのKdについて議論するためには、実験条件の最適化や鉱物分析などの土壌特性評価が必要であり、さらにCsの長期的移行を考える際には、収着の可逆性が重要であることが指摘された。そこで本報では、採取した土壌に対して水簸分級を行い、分級前後の試料において、XRDによる鉱物分析、CEC及びAECの測定、並びにCs及びIの収着・脱着試験を行った結果について報告する。
青木 和弘; 佐藤 治夫; 新里 忠史; 田中 真悟; 阿部 寛信
no journal, ,
平成23年6月に行った第1次調査では、土壌中の深度方向の放射性物質の分布状況、各地点での土質分布、収着分配係数を取得し、土壌表面付近での拡散(分散)係数を導出するとともに、事故発生直後(平成23年3月15日17:00頃と設定)の放射性物質の地表面への蓄積状況を推定した(1)。今回の第2次調査では、第1次調査後の変化や放射性物質の移行状況等を把握することを目的とした。そのため、第2次調査における土壌サンプル採取位置は、第1次調査での採取位置から半径12m内とするよう努めた。本調査研究の成果について、(1)調査研究の概要、(2)調査地域の地形,土壌,地質及び土地利用条件と放射性物質の深度方向の分布状況との関連性、(3)土壌特性評価とCs及びIの収着・脱着試験、(4)深度方向における放射性物質の濃度分布と移行に関する検討の4件に分けて報告する。なお、本調査は、文部科学省が進めている放射線量等分布マップの関連研究として実施したものである。
