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(001)表面の酸素欠損の修復勝部 大樹*; 大野 真也*; 稲見 栄一*; 吉越 章隆; 阿部 真之*
Vacuum and Surface Science, 65(11), p.526 - 530, 2022/11
アナターゼ型TiO(001)表面の酸素空孔の酸化を放射光光電子分光と超音速Oビーム(SSMB)で調べた。超熱酸素分子の供給により、最表面及びサブサーフェスの酸素空孔を除去することができた。アナターゼ型TiO(001)の表面には、真空容器に移す前の未処理の状態では、酸素空孔が存在している。この空孔は大気中で安定であり、酸素SSMBを用いることにより効果的に除去することができる。本成果は機能性酸化物表面処理として有望である。
佐久間 康太; 阿部 大智*; 岡田 翔太; 菅谷 敏克; 仲田 久和; 坂井 章浩
JAEA-Technology 2022-013, 200 Pages, 2022/08
JAEA-Technology-2022-013.pdf:8.41MB
我々は、研究施設等廃棄物の埋設処分に向けて、トレンチ処分及びピット処分の区分や重要核種を選定する際の参考値とするために、廃棄物に含まれる可能性のある放射性核種について、トレンチ処分及びピット処分における基準線量相当濃度の試算を行っている。前報である「研究施設等廃棄物の浅地中処分のための基準線量相当濃度の検討(その1)」では、原子力安全委員会がトレンチ処分及びピット処分の濃度上限値を算出した手法を基に、廃棄物埋設施設の立地環境を幅広く想定して中深度処分の被ばく経路等を対象に基準線量相当濃度の試算を行った。本報告書は、ピット処分の廃棄物埋設施設からの浸出水量の感度解析評価の結果を用いるとともに、埋設地の条件を幅広く想定した新たな評価経路及び被ばく形態を取り入れて、ピット処分の基準線量相当濃度の試算を行い、前報との比較を行ったものである。なお、本報告書で試算した基準線量相当濃度の結果は、立地場所が決定していない段階でのピット処分の区分や重要核種を選定する際の参考値として用いることを考えているため、今後、立地場所の決定後に立地条件を踏まえて線量評価を行う必要がある。
小川 理那; 阿部 大智*; 菅谷 敏克; 佐久間 康太; 齋藤 龍郎; 坂井 章浩
JAEA-Technology 2022-008, 46 Pages, 2022/05
JAEA-Technology-2022-008.pdf:3.09MB
日本原子力研究開発機構では放射能濃度の低いウラン廃棄物の処分方法として、トレンチ処分を検討している。ウランは人の健康の保護に関連する物質であることから、我が国ではウランに関する濃度基準が定められており、その値は0.002mg/Lとされている。浅地中処分では、降雨による浸透水及び地下水により放射性廃棄物中に含まれている放射性核種が生活圏へ移行するシナリオを想定するため、安全評価として、線量評価のみではなく、環境中の濃度に関する評価も必要である。そこで、本報告では、埋設事業センターが実施した概念設計の施設条件においてウラン廃棄物を埋設した条件を設定し、帯水層中のウラン濃度が我が国で定められているウランの基準値を満足することが可能かを検討した。また、今後実施する基本設計に向けて、様々な環境条件におけるパラメータスタディを実施し、施設の設計において考慮すべき事項、条件及び課題についての検討も行った。ウラン濃度は、低レベル放射性廃棄物処分の線量評価コード「GSA-GCL2」を用いて、帯水層中へ移行するウラン量を解析し、施設から1m地点における帯水層中の濃度を求めた。検討の結果、条件設定によって、帯水層中のウラン濃度が大きく変化する結果が得られたが、地下水の流向に対する埋設施設の形状及び配置、廃棄体層の分配係数及び遮水工の設計を適切に組み合わせた設計を行うことで、帯水層中のウラン濃度を環境基準以下とすることが可能であると考えられる。
(001) surface using supersonic seeded oxygen molecular beam勝部 大樹*; 大野 真也*; 高柳 周平*; 尾島 章輝*; 前田 元康*; 折口 直紀*; 小川 新*; 池田 夏紀*; 青柳 良英*; 甲谷 唯人*; et al.
Langmuir, 37(42), p.12313 - 12317, 2021/10
被引用回数：1 パーセンタイル：6.77(Chemistry, Multidisciplinary)超音速分子ビーム(SSMB)を用いて、アナターゼ型TiO(001)表面の酸素空孔の酸化を調べた。SSMBによって表面およびサブサーフェイスの酸素空孔を除去できた。格子間空孔が酸素空孔の大部分と考えられるが、SSMBによって効果的に除去できた。表面の酸素空孔は、TiO結晶成長後の状態では安定であるが、SSMBを用いて同様に効果的に除去できた。
菅谷 敏克; 阿部 大智*; 岡田 翔太; 仲田 久和; 坂井 章浩
JAEA-Technology 2021-004, 79 Pages, 2021/05
JAEA-Technology-2021-004.pdf:2.86MBJAEA-Technology-2021-004(errata).pdf:0.38MB
研究施設等廃棄物の埋設処分に向けて、廃棄体等のトレンチ処分及びピット処分への区分や、重要核種を選定する際の参照値とするため、研究施設等廃棄物に含まれる可能性のある220核種について、トレンチ処分及びピット処分における基準線量相当濃度を試算した。基準線量相当濃度の試算に当たっては、廃棄物埋設施設の立地場所は様々な環境が考えられるため、原子力安全委員会がトレンチ処分及びピット処分の濃度上限値を算出するために用いられた被ばく経路に追加して、中深度処分で想定されている被ばく経路も追加した。また、埋設処分場の規模を、現在想定しているトレンチ処分約53万本、ピット処分約22万本を対象として設定した。本報告書で試算した基準線量相当濃度の結果は、立地場所が決定していない段階での廃棄体等のトレンチ処分及びピット処分への区分や、重要核種を選定する際の参照値として用いることを考えている。また、今後の処分施設のバリア機能の設置などの検討を考慮して、基準線量相当濃度の値を見直すこととする。なお、今後、立地場所の決定後、立地条件を踏まえて線量評価を行い、事業許可申請書に記載する廃棄体等の放射能及び放射能濃度を決定することとなる。
Strasser, P.*; 阿部 充志*; 青木 正治*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 勝彦*; et al.
EPJ Web of Conferences, 198, p.00003_1 - 00003_8, 2019/01
被引用回数：13 パーセンタイル：99.06(Quantum Science & Technology)High precision measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium is a stringent tool for testing bound-state quantum electrodynamics (QED) theory, determining fundamental constants of the muon magnetic moment and mass, and searches for new physics. Muonium is the most suitable system to test QED because both theoretical and experimental values can be precisely determined. Previous measurements were performed decades ago at LAMPF with uncertainties mostly dominated by statistical errors. At the J-PARC Muon Science Facility (MUSE), the MuSEUM collaboration is planning complementary measurements of muonium HFS both at zero and high magnetic field. The new high-intensity muon beam that will soon be available at H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation for high-field measurements, and the latest results at zero field are presented.
清水 則孝*; 阿部 喬*; 本間 道雄*; 大塚 孝治*; 富樫 智章*; 角田 佑介*; 宇都野 穣; 吉田 亨*
Physica Scripta, 92(6), p.063001_1 - 063001_19, 2017/06
被引用回数：27 パーセンタイル：81.43(Physics, Multidisciplinary)モンテカルロ殻模型の手法およびその応用について概説する。モンテカルロ殻模型は、効率的に多体基底を生成することによって、従来の直接対角化では計算不可能だった物理系に対する殻模型計算を目指した手法である。このレビュー論文では、モンテカルロ殻模型のここ10年以内の発展をまとめた。手法面では、エネルギー分散を用いた外挿による厳密解の推定法や共役勾配法の導入による効率的な基底生成など、数値計算面では、より効率的な並列化や計算機の実効性能を高める数値計算アルゴリズムなどについて概説する。最近の応用としては、非常に大きな模型空間が必要な第一原理計算および中性子過剰なニッケル領域とジルコニウム領域の計算結果を紹介する。後者の中性子過剰核領域では、変形共存に興味が集まっているが、モンテカルロ殻模型では、変形の分布を解析するT-plotと呼ぶ新しい手法を開発することによって、これらの原子核の変形を直感的に理解することが可能となった。この手法は、軽い原子核のクラスター状態を調べるのにも有用である。
and their Zr-O surface modified electrodes阿部 真知子*; 射場 英紀*; 鈴木 耕太*; 南嶋 宏映*; 平山 雅章*; 田村 和久; 水木 純一郎*; 齋藤 智浩*; 幾原 雄一*; 菅野 了次*
Journal of Power Sources, 345, p.108 - 119, 2017/03
被引用回数：11 パーセンタイル：38.74(Chemistry, Physical)Ni, Co, Mn三元系リチウムイオン電池正極材料について、その劣化機構について、電気化学測定、X線・中性子線測定により調べた。実験の結果、Ni, Co, Mn三元系正極は、層状岩塩型構造とスピネル構造で構成されており、充放電を繰り返すと、充放電に関与しないスピネル構造が表面を覆っていくことが分かった。一方で、Zr-Oで表面をコートした材料は劣化しないことが知られており、その原因を調べた結果、層状岩塩型構造が安定に存在し続けていることが分かった。さらに、電極/溶液界面のLi濃度を上昇していることも分かった。
菅谷 敏克; 阿部 大智; 武部 愼一; 中谷 隆良; 坂井 章浩
JAEA-Technology 2016-018, 20 Pages, 2016/09
JAEA-Technology-2016-018.pdf:2.41MB
東北地方太平洋沖地震に伴う原子力発電所の事故により放出された放射性物質による汚染について、生活環境等の除染作業が行われてきた。除染に伴って発生した土壌や草木(汚染土壌等)は各自治体でフレキシブルコンテナバック(通称フレコン)に収納して保管されている状況である。これら大量に発生した汚染土壌等の処理・処分や再利用・再生利用等を効率的に進めるために、フレコンの表面で測定した線量から内容物の放射能濃度を推定するための単位放射能濃度あたりの1cm線量当量率について「点減衰核積分計算コード」QAD-CGGP2Rを用いて算出した。本報で示した結果は、大量に発生した除染土壌等について、表面の線量が判っている場合には放射能濃度を合理的に求めることができるものと考える。
宇都野 穣; 大塚 孝治*; 清水 則孝*; 角田 佑介*; 本間 道雄*; 阿部 喬*; 水崎 高浩*; 富樫 智章*; Brown, B. A.*
Proceedings of International Conference on Nuclear Theory in the Supercomputing Era 2014 (NTSE 2014), p.29 - 34, 2016/00
スーパーコンピュータを用いた大規模数値計算による原子核理論研究の進展を議論する本国際会議において、大規模殻模型計算の発展に関する招待講演を行う。現在、非常に軽い核では生の核力に基づく第一原理計算が行われているが、質量数20程度以上の核に対して第一原理計算を行うのは当面の間困難である。そこで、質量数100程度までの中重核構造は、殻模型が有力な手法である。殻模型計算を行うには、有効相互作用が必要となるが、未だにそれを正確に得ることは難しく、特に殻構造に関わる部分に大きな不定性が残されている。本講演では、発表者らによって提唱された統一的に殻構造を記述する有効相互作用によって、様々な領域の不安定核構造が非常によく理解されるようになったことを示す。その例として、軽い核から中重核までの魔法数領域、カルシウム、ニッケル、スズ同位体を採り上げ、中心力とテンソル力による殻構造変化およびそれに伴う変形共存現象などについてのいくつかの話題を紹介する。
富樫 智章*; 清水 則孝*; 宇都野 穣; 阿部 喬*; 大塚 孝治*
Procedia Computer Science, 29, p.1711 - 1721, 2014/06
被引用回数：1 パーセンタイル：30.04(Computer Science, Theory & Methods)核構造計算では、非直交なスレーター行列式間のハミルトン行列要素を数値計算する必要がしばしばあり、多くの場合、それは最も計算時間を要する部分となる。本論文では、GPGPU(GPUによる汎目的計算)を利用してこの数値計算を効率よく行うことが可能となったことを報告する。発表者らの以前の論文で、非直交なスレーター行列式間のハミルトン行列要素の計算は、行列積に帰着させることが可能であることが示された。この手法は浮動小数点計算の回数に対するメモリアクセスの比を大きくすることが可能なため、メインメモリへのアクセスがボトルネックとなるGPGPU計算にも有効である。モンテカルロ殻模型計算コードにGPGPU計算を実装し、計算速度を測定したところ、理論性能1.31TFLOPSのGPUに対し、最大0.6TFLOPSを超える実効性能を得ることができた。模型空間が大きいほど実効性能が高くなるため、大規模計算に対して特に有効である。
吹留 博一*; 阿部 峻佑*; 高橋 良太*; 今泉 京*; 猪俣 州哉*; 半田 浩之*; 齋藤 英司*; 遠田 義晴*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; et al.
Applied Physics Express, 4(11), p.115104_1 - 115104_3, 2011/11
被引用回数：35 パーセンタイル：78.45(Physics, Applied)Epitaxial graphene on Si (GOS) using a heteroepitaxy of 3C-SiC/Si has attracted recent attention owing to its capability to fuse graphene with Si-based electronics. We demonstrate that the stacking, interface structure, and hence, electronic properties of GOS can be controlled by tuning the surface termination of 3C-SiC(111)/Si, with a proper choice of Si substrate and SiC growth conditions. On the Si-terminated 3C-SiC(111)/Si(111) surface, GOS is Bernal-stacked with a band splitting, while on the C-terminated 3C-SiC(111)/Si(110) surface, GOS is turbostratically stacked without a band splitting. This work enables us to precisely control the electronic properties of GOS for forthcoming devices.
吹留 博一*; 高橋 良太*; 阿部 峻佑*; 今泉 京*; 半田 浩之*; Kang, H. C.*; 唐澤 宏美*; 末光 哲也*; 尾辻 泰一*; 遠田 義晴*; et al.
Journal of Materials Chemistry, 21(43), p.17242 - 17248, 2011/11
被引用回数：28 パーセンタイル：63.34(Chemistry, Physical)Graphene is a promising material in the next-generation devices. Large-scale epitaxial graphene should be grown on Si substrates to take over the accumulated technologies for integrated devices. We have for this reason developed epitaxy of graphene on Si (GOS) and device operation of the backgate field-effect transistors (FETs) using GOS has been confirmed. It is demonstrated in this paper that the GOS method enables us to tune the structural and electronic properties of graphene in terms of the crystallographic orientation of the Si substrate. Furthermore, it is shown that the uniformity of the GOS process within a sizable area enables us to reliably fabricate topgate FETs using conventional lithography techniques. GOS can be thus the key material in the next-generation devices owing to the tunability of the electronic structure by the crystallographic orientation of the Si substrate.
高橋 良太*; 半田 浩之*; 阿部 峻佑*; 今泉 京*; 吹留 博一*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; 末光 眞希*
Japanese Journal of Applied Physics, 50(7), p.070103_1 - 070103_6, 2011/07
被引用回数：31 パーセンタイル：75.34(Physics, Applied)Epitaxial graphene can be formed on silicon substrates by annealing a 3C-SiC film formed on a silicon substrate in ultrahigh vacuum (G/3C-SiC/Si). In this work, we explore the graphitization process on the 3C-SiC(111)/Si(111) surface by using low-energy electron diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and compare them with that on 6H-SiC(0001). Upon annealing at substrate temperature higher than 1423 K, the 3C-SiC(111)/Si(111) surface follows the sequence of (
)R30
, (66)R30 and (11)
in the surface structures. The C 1s core level according to XPS indicates that a buffer layer, identical with that in G/6H-SiC(0001), exists at the G/3C-SiC(111) buffer. These observations strongly suggest that graphitization on the surface of the 3C-SiC(111) face proceeds in a similar manner to that on the Si-terminated hexagonal bulk SiC crystals.
荒瀬 幸子*; 長谷 純宏; 阿部 純*; 河西 めぐみ*; 山田 哲也*; 喜多村 啓介*; 鳴海 一成; 田中 淳; 金澤 章*
Plant Biotechnology, 28(3), p.323 - 329, 2011/06
被引用回数：20 パーセンタイル：54.28(Biotechnology & Applied Microbiology)We describe for the first time the dose response and mutagenic effects of ion-beam irradiation in soybean. We irradiated the hilum side of dried mature soybean seeds with 320 MeV carbon ions. The number of plants that survived until seed-set decreased with the increase of the irradiation dose and was very low in plants irradiated at doses higher than 5.0 Gy, whereas the frequency distribution of the number of seeds produced by each seed-setting plant was not affected by lower doses of irradiation. We produced plant populations irradiated at 2.5 Gy and 5.0 Gy on a large scale to obtain M seeds. Despite the duplicate composition of the soybean genome, chlorophyll-deficient mutants were detected with a frequency of 0.47% in the M generation of plants irradiated at 5.0 Gy. These results demonstrate that irradiation of the hilum side of dried soybean seeds with carbon ion beams at a dose range around 2.5-5.0 Gy induces genetic changes while also allowing the production of a considerable number of seed-setting plants.
荒瀬 幸子*; 阿部 純*; 野澤 樹; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 金澤 章*
JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 70, 2011/01
Soybean is an important crop in terms of production of food, oil and forage. We examined whether ion beam irradiation is effective in producing a mutant in soybean. By exposing dried seeds to 320 MeV carbon ions, we could detect plants with a visiable altered phenotype. The observed change was a chlorophyll deficiency, as evidenced by pale-green leaves. Frequency of this type of change was 0.1% and 0.19% for M plants irradiated at 2.5 Gy and 5 Gy, respectively. The M
progeny of four out of six M plants maintained the altered phenotype. Thus, at least these four M had stable heritable change that caused the altered phenotype, demonstrating that ion-beam irradiation at 2.5-5 Gy can induce mutations.
中野 智仁*; 水谷 章*; 阿部 定好; 富田 和雄*; 半田 博之*
原子力eye, 56(1), p.63 - 76, 2010/01
2008年8月2日に、試験方法が改正されて3回目となる原子力・放射線部門の技術士第二次試験が実施された。本稿では選択科目のうち「原子炉システムの運転及び保守」、及び「放射線利用」の設問とその解答にあたってのポイントを解説する。
金澤 章*; 荒瀬 幸子*; 阿部 純*; 長谷 純宏; 田中 淳; 鳴海 一成
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 68, 2009/12
Soybean is an important crop in terms of production of food, oil, and forage. In this study, we examine whether ion beam irradiation is effective in producing a mutant in soybean. Soybean dried seeds were irradiated with 320 MeV carbon ions with the range of 0.2-25 Gy. Plants from irradiated seeds were grown to obtain a population of M2 seeds. The harvested M2 seeds were sown in the field and generation of individuals with visibly altered phenotypes was examined. An observed striking change was unscheduled generation of stem(s) from the node where cotyledons were formed. Another observed change was yellowish green-colored leaves. We confirmed that this phenotypic change was heritable. We are currently working on screening more mutants as well as producing more M2 populations.
金澤 章*; 阿部 純*; 長谷 純宏; 鳴海 一成
JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 71, 2008/11
大豆は、食糧,油,飼料として重要な穀物であるが、現存する大豆の変異系統は限られており、育種並びに遺伝解析を行うための制約となっている。本研究では、イオンビーム照射が大豆の突然変異体を作出するのに有効かどうかを調べることを目的とした。大豆乾燥種子に0.2から25Gyの320MeV炭素イオンを照射後、播種し、温室で3週間栽培した。5Gy以上の線量で植物生育に影響が見られ、大豆の突然変異誘導に最適な線量は2から5Gyであると考えられた。2Gy及び5Gy照射区では、初生葉中心部での狭窄や不定期な葉柄発生が顕著に認められた。照射種子を圃場で1か月半栽培し、草高を調査したところ、照射線量に依存して草高の低下が認められた。生存率も照射線量に依存して低下した。2.5Gy照射区1,400個体のM2種子を収穫済みであるので、今後、変異体を選抜するための後代を栽培する予定である。
金澤 章*; 阿部 純*; 長谷 純宏; 田中 淳
JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 88, 2008/03
大豆は、食糧,油,飼料として重要な穀物であるが、現存する大豆の変異系統は限られており、育種並びに遺伝解析を行うための制約となっている。本研究では、イオンビーム照射が大豆の突然変異体を作出するのに有効かどうかを調べることを目的とした。大豆乾燥種子に0.2から25Gyの320MeV炭素イオンを照射後、播種し、温室で3週間栽培した。5Gy以上の線量で植物生育に影響が見られた。また、2Gy及び5Gy照射区で、初生葉中心部での狭窄や不定期な葉柄発生が顕著に認められたが、これらの形態変化は1Gy照射区では認められなかった。以上のことから、大豆の突然変異誘導に最適な線量は、2から5Gyであると考えられた。現在、約6000粒の照射種子を北海道大学のほ場で栽培しており、照射効果を解析中である。
