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小林 恵太; 奥村 雅彦; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦; 浦田 新吾*; 鈴谷 賢太郎
Scientific Reports (Internet), 13, p.18721_1 - 18721_12, 2023/11
被引用回数：1 パーセンタイル：0(Multidisciplinary Sciences)非晶質物質の構造因子に現れる鋭い第一ピークはFSDPと呼ばれ、非晶質物質中の中距離秩序構造を反映したものであると考えられているが、その構造的起源に関しては現在まで議論が続いている。今回、第一原理計算と同等の精度を持つ機械学習分子動力学を用いることにより、高密度シリカガラスにおけるFSDPの構造起源を解析した。まず、機械学習分子動力学を用いることにより、高密度シリカガラスの様々な実験データの再現に成功した。また、高密度シリカガラスにおけるFSDPの発達(減少)は、ガラス構造の圧縮に伴う、Si-O共有結合ネットワーク中のリング構造の変形挙動によって特徴付けられることを明らかにした。
小林 恵太; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦; 奥村 雅彦
まてりあ, 62(3), p.175 - 181, 2023/03
核燃料の研究開発において、原子炉運転時からシビアアクシデント時の融点付近に至る温度領域まで、核燃料物質の高温物性を把握することが必須となるが、その取扱いの困難さから、実験研究を行うことは容易ではない。一方、シミュレーション研究は安全に実施可能であるが、高温物性評価のために必要である、高精度な大規模構造の長時間シミュレーションは、従来のシミュレーション手法では、実施が難しかった。我々は、最近開発された機械学習技術を応用して高精度な大規模構造の長時間シミュレーションが実施可能な「機械学習分子動力学法」を用いて、酸化トリウムの高温熱物性評価に成功した。本稿は、機械学習分子動力学法と我々の研究成果について概説する。
小林 恵太; 奥村 雅彦; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦; Cooper, M. W. D.*
Scientific Reports (Internet), 12(1), p.9808_1 - 9808_11, 2022/06
被引用回数：9 パーセンタイル：71.37(Multidisciplinary Sciences)核燃料の一つであるトリウム酸化物に対し、機械学習分子動力学法を用い、その高温物性を調査した。様々な交換汎関数により第一原理計算を実施し、ニューラルネットによりその結果を学習することにより機械学習力場を構築した。特にSCANと呼ばれる交換汎関数を用いた第一原理計算結果を学習することにより得られた機械学習力場は、ラムダ転移温度や融点を含め、比較可能な実験データの多くに対し高精度な結果を示した。
小林 恵太; 中村 博樹; 山口 瑛子; 板倉 充洋; 町田 昌彦; 奥村 雅彦
Computational Materials Science, 188, p.110173_1 - 110173_14, 2021/02
被引用回数：14 パーセンタイル：73.11(Materials Science, Multidisciplinary)セメント水和物(セメントペースト)は建築材はもとより、放射性セシウムの閉じ込め材料として利用される。本論文はセメント水和物の代表的なモデル物質であるトバモライトの機械学習力場の構築を行ったものである。トバモライトに対し第一原理計算を実施し、様々な原子配置とそのポテンシャルデータを大量に生成し、ニューラルネットを用いた機械学習力場の学習を行った。構築した機械学習力場はトバモライトの弾性係数,振動状態密度をほぼ第一原理と同等の精度で計算可能であることを確かめた。また、機械学習分子動力学法を実行し、トバモライト細孔における水,イオンの輸送特性の解析を行った。
長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.
JAEA-Research 2020-007, 249 Pages, 2020/10
JAEA-Research-2020-007.pdf:15.83MB
2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力(現東京電力ホールディングス)福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出された。この事故により放出された放射性核種は、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌などが生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することで空間線量率が上がってしまうのではないか(外部被ばくに関する懸念)、森林から河川に流出した放射性セシウムが農林水産物に取り込まれることで被ばくするのではないか、規制基準値を超えて出荷できないのではないか(内部被ばくに関する懸念)などの懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。日本原子力研究開発機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。
U
O
板倉 充洋; 中村 博樹; 北垣 徹; 星野 貴紀; 町田 昌彦
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(9-10), p.915 - 921, 2019/09
被引用回数：2 パーセンタイル：21.58(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所の炉内にある燃料デブリの機械的特性を明らかにするため、模擬デブリである二酸化ウラン・二酸化ジルコニウム溶融物についてその弾性定数と破壊靭性を第一原理計算で評価し、二酸化ジルコニウムの割合の影響を調べ、模擬デブリを用いた実験結果と比較を行った。その結果、実験で観測されている、二酸化ジルコニウム割合の増加に伴う急激な破壊靭性の増加は、二酸化ジルコニウムの複数の相の混在によるものと考えられるという結論を得た。
長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.
JAEA-Research 2019-002, 235 Pages, 2019/08
JAEA-Research-2019-002.pdf:21.04MB
2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出され、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌等が生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することに対する懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。原子力機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。
齋藤 寛之; 町田 晃彦; 松岡 岳洋*; 青木 勝敏*
Solid State Communications, 205, p.24 - 27, 2015/03
被引用回数：9 パーセンタイル：38.83(Physics, Condensed Matter)The phase boundary between the hydrogen rich phases EuH
-III and EuH-IV is determined by X-ray diffraction and infrared absorption measurements. Phase IV is characterized as a high temperature phase of phase III over an investigated pressure range of 4 - 10 GPa. The transition temperature exhibits a maximum value of 550 K at 7 GPa, where the slope of the boundary switches from positive to negative.
北村 哲浩; 操上 広志; 山口 正秋; 小田 好博; 齋藤 龍郎; 加藤 智子; 新里 忠史; 飯島 和毅; 佐藤 治夫; 油井 三和; et al.
Nuclear Science and Engineering, 179(1), p.104 - 118, 2015/01
被引用回数：8 パーセンタイル：56.13(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所事故に伴い環境に放出されその後地表に降下した放射性物質の分布を予測することは重要で、速やかに進めて行く必要がある。このような予測を行うために、放射性物質として特に放射性セシウムに着目し、現在複数の数理モデルを開発している。具体的には、土壌の表層流出に伴う放射性セシウムの移行については土壌流亡予測式を用いた流出解析、河川における核種移行については河川解析コードTODAM・iRICを用いた移行解析、河口域における土砂堆積については3次元解析コードROMS等を応用した堆積解析を行っている。また、セシウムと土壌の吸着メカニズムについては分子原子レベルの分子挙動計算法を用いた解析を開始しており、最終目標として吸着係数等の把握を目指している。
大貫 惇睦; 摂待 力生*; 芳賀 芳範; 町田 洋*; 井澤 公一*; 本多 史憲*; 青木 大*
Comptes Rendus Physique, 15(7), p.616 - 629, 2014/08
被引用回数：6 パーセンタイル：44.89(Astronomy & Astrophysics)Electronic state, magnetism and superconducting properties of heavy fermion compounds UPt
, NpPd
Al and UGe have been investigated. In particular, the Fermi surface study by using various experimental methods is described.
probed by thermal transport tensors井澤 公一*; 町田 洋*; 伊藤 淳史*; 宗 義尚*; 多田 勝哉*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 83(6), p.061013_1 - 061013_8, 2014/06
被引用回数：22 パーセンタイル：74.34(Physics, Multidisciplinary)Recent advances on the study of the gap symmetry in UPt by thermal conductivity tensors are reported. The field-angle-resolved thermal conductivity shows spontaneous twofold symmetry breaking i the gap function for the high-field C-phase, indicating the pairing symmetry of UPt belongs to an 
representation in the 
-wave category.
町田 洋*; 伊藤 淳史*; 宗 義尚*; 井澤 公一*; 芳賀 芳範; 山本 悦嗣; 木村 憲彰*; 大貫 惇睦; 堤 康雅*; 町田 一成*
Physical Review Letters, 108(15), p.157002_1 - 157002_5, 2012/04
被引用回数：68 パーセンタイル：90.45(Physics, Multidisciplinary)The field-orientation dependent thermal conductivity of the heavy-fermion superconductor UPt was measured down to very low temperatures and under magnetic fields throughout the distinct superconducting phases: 
and 
phases. In the phase, a striking twofold oscillation of the thermal conductivity within the basal plane is resolved reflecting the superconducting gap structure with a line of node along the 
axis. From this result together with the symmetry consideration, the gap function of UPt is determined as a representation characterized by a combination of two line nodes at the tropics and point nodes at the poles.
-like spin resonance in the iron-based nodal superconductor BaFe(As
P
) observed using inelastic neutron scattering石角 元志; 永井 佑紀; 樹神 克明; 梶本 亮一; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 脇本 秀一; 中村 博樹; 町田 昌彦; 鈴木 雄大*; et al.
Physical Review B, 84(14), p.144517_1 - 144517_5, 2011/10
被引用回数：26 パーセンタイル：70.69(Materials Science, Multidisciplinary)
=30K、鉄系超伝導体BaFe(AsP)の粉末試料を用いて非弾性中性子散乱測定を行った。この系は超伝導オーダーパラメータにラインノードを持っているが、われわれはスピン共鳴をラインノードを持たない鉄系超伝導体と同じ散乱ベクトルに観測した。さらに、共鳴の増大率はホールと電子面間における符号反転領域の尺度になるが、ラインノードを持たないものと同程度であった。これらのことはこの系におけるフェルミ面間の符号反転が支配的でラインノードはひとつのフェルミ面で符号反転領域を限られた領域しか作らないことを意味する。それゆえ、この系はLaFePO
やKFeAs(
10K)などのノードを持つ系よりも高いを保持する。理論計算との比較は水平ラインノードが観測結果を再現するモデルの候補であることを示唆する。
松岡 岳洋*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; 青木 勝敏
高圧力の科学と技術, 21(3), p.190 - 196, 2011/09
金属水素化化物の水素圧力媒体中における電気抵抗測定と低温、高圧下における鉄水素化物の電気抵抗とX線回折の同時測定に初めて成功した。3.5GPaにおける鉄水素化物の形成に伴って電気抵抗率は急激に増加することを確認した。水素化物相の25.5GPaまでの各圧力点における電気抵抗率は正の温度依存性を示すため、水素化物相は金属であることが明らかになった。16.5GPaまでは25K以下でフェルミ流体的な振る舞いが観測された。しかしながら25.5GPaでは、電気抵抗率の温度依存性に対して
の方がよりよいフィッティングを示すようになり、常磁性金属の振る舞いが見られた。これは同じ圧力領域で観測されている強磁性の消失に対応していると考えられる。
福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 社本 真一; 石角 元志; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; et al.
Physical Review B, 84(6), p.064504_1 - 064504_13, 2011/08
被引用回数：9 パーセンタイル：39.35(Materials Science, Multidisciplinary)Phonons in single crystals of PrFeAsO are investigated using high-resolution inelastic X-ray scattering and 
calculations. Extensive measurements show some changes in phonon spectra with temperature and/or doping. However, we compare our measurements with several calculations and find that the experimentally observed changes are much smaller than differences between the experimental data and the calculations. Agreement is improved if magnetism is included in the calculations, but still large disagreement remains. Several modifications of the calculations are considered and the best agreement is obtained from modifying the non-magnetic model by softening only the in-plane nearest-neighbor Fe-As force constant. Fluctuating magnetism may be a partial explanation for the failure of the calculations, but seems incomplete in the face of the similarity of the measured phonon response in all the systems investigated here including those known to have static magnetism.
松岡 岳洋*; 藤久 裕司*; 平尾 直久*; 大石 泰生*; 三井 隆也; 増田 亮; 瀬戸 誠*; 依田 芳卓*; 清水 克哉*; 町田 晃彦; et al.
Physical Review Letters, 107(2), p.025501_1 - 025501_4, 2011/07
被引用回数：28 パーセンタイル：77.59(Physics, Multidisciplinary)1万気圧を超える高い水素圧力に晒されたユーロピウム水素化物の結晶構造と原子の価数状態を観測し、それらの変化を捉えることに成功した。その結果、従来知られている2水素化物よりも水素濃度が高く、ユーロピウムの価数が+3価で、面心立方金属格子を持つ結晶構造相が出現すること、すなわちユーロピウム水素化物も従来の水素化物の構造則に従うことが確認された。これによって、すべての希土類金属水素化物に共通する、水素濃度によってとりうる結晶構造の一般則が確立された。
via inelastic X-ray scattering福田 竜生; Baron, A. Q. R.*; 中村 博樹; 社本 真一; 石角 元志; 町田 昌彦; 内山 裕士*; 伊豫 彰*; 鬼頭 聖*; 水木 純一郎; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB015_1 - SB015_4, 2011/01
被引用回数：1 パーセンタイル：11.35(Physics, Multidisciplinary)高分解能非共鳴X線非弾性散乱法及び第一原理計算により、PrFeAsOのフォノンを調べた。ドープ量及び温度変化の測定の結果、小さな変化が存在することがわかった。しかしそれ以上に非常に大きな不一致が、測定結果と第一原理計算結果との間に見られることがわかった。この不一致は、鉄原子の磁気モーメントの秩序を取り入れることで改善するが、対応する磁気秩序を示す物質のT
以下の測定との不一致でさえ大きく残っている。われわれは第一原理計算結果を修正する幾つかのモデルを考えたが、最も良く実験結果を説明できるものは、鉄原子と砒素原子間の相関をFeAs面内方向のみ弱めたモデルであった。第一原理計算の不完全性は、磁気揺らぎを取り入れることで一部説明できるが、われわれの測定した不一致を考えると、完全ではないように思われる。
社本 真一; 石角 元志; 脇本 秀一; 樹神 克明; 梶本 亮一; 新井 正敏; 福田 竜生; 中村 博樹; 町田 昌彦; 永崎 洋*
Physica C, 470(Suppl.1), p.S284 - S287, 2010/12
被引用回数：4 パーセンタイル：21.96(Physics, Applied)The spin excitations in the LaFeAsOF
system have been studied by inelastic neutron scattering measurements with powder samples. In the parent compound, the spin excitation was observed as a magnetic rod at (
, , 
) in the downfolded tetragonal Brillouin zone. It persisted even in the tetragonal phase at 
= 280 K. In the superconducting compounds with 
= 0.057 and 0.082, the spin excitations developed below the superconducting transition temperatures up to the same order of magnitude as that in the parent compound, and they were peaked at about 11 meV. The spin excitation, however, almost disappeared in an overdoped compound with = 0.158, which exhibited only filamentary superconductivity below 7 K. These results indicate that the present superconductivity intimately correlates with the spin fluctuation possibly in relation to the nesting condition between the Fermi surfaces at 
and M points.
太田 幸宏; 中井 宣之; 中村 博樹; 町田 昌彦; 猪谷 大介*; 大橋 洋士*; 小山 富男*; 松本 秀樹*
Physical Review B, 81(21), p.214511_1 - 214511_6, 2010/06
被引用回数：32 パーセンタイル：75.43(Materials Science, Multidisciplinary)多重トンネル径路を有するSISジョセフソン接合に適用できるようAmbegaokar-Baratoff関係式を拡張した。この結果を鉄系超伝導体(5バンド超伝導体)と通常のBCS超伝導体(1バンド超伝導体)からなるヘテロジョセフソン接合に適用することで、
が理論的な上限値に評価される。われわれは、こうした上限値が鉄系超伝導体のペア対称性を同定するうえで有用であることを明らかにした。すなわち、測定されたがこの上限値より小さければ、鉄系超伝導体は
対称性と結論づけることができる。
-leg repulsive Hubbard ladders町田 昌彦; 奥村 雅彦; 山田 進; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*
Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 22(3), p.275 - 279, 2009/04
被引用回数：1 パーセンタイル：6.09(Physics, Applied)現在、原子物理学の最先端実験技術を用いて、原子のガスをレーザー冷却し、それをさらに、相互干渉するレーザー定在波中(光学格子)におくことで固体中の電子の振る舞いと同じ状況を構成することができる。つまり、原子ガスとレーザーを適当に制御することで、固体中の電子構造が研究できる。最近、この特徴を生かして、光学格子上で観測されるであろうさまざまな物性を予測し、それにより固体中の電子構造における難問を解決しようとする気運が高まっている。この発表では、この気運を背景に固体物理の最大の難問である、強く反発力で相互作用しあうハバードモデルにおいてホールをドープした場合のホールのパターン形成をシミュレーションした結果を示し、これらが原子ガスの技術で観測可能である一方、そのモデルが記述する高温超伝導体のストライプ形成との密接な関係を議論し、原子ガス研究が高温超伝導機構の解明やアクチナイド化合物の性質理解に大いに貢献できることを明示する。
