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論文

First observation of $$^{28}$$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

非常に中性子が過剰な原子核$$^{28}$$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$$^{24}$$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$$^{29}$$Fからの1陽子ノックアウト反応によって$$^{28}$$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、$$^{28}$$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。

論文

Intruder configurations in $$^{29}$$Ne at the transition into the island of inversion; Detailed structure study of $$^{28}$$Ne

Wang, 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

$$^{29}$$Neからの1中性子除去反応を用いて、$$^{28}$$Neの詳細な$$gamma$$線分光を行った。平行運動量分布の解析に基づき、$$^{28}$$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。

論文

PSTEP: Project for solar-terrestrial environment prediction

草野 完也*; 一本 潔*; 石井 守*; 三好 由純*; 余田 成男*; 秋吉 英治*; 浅井 歩*; 海老原 祐輔*; 藤原 均*; 後藤 忠徳*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.159_1 - 159_29, 2021/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:52.8(Geosciences, Multidisciplinary)

PSTEPとは、2015年4月から2020年3月まで日本国内の太陽・地球惑星圏に携わる研究者が協力して実施した科研費新学術領域研究である。この研究枠組みから500以上の査読付き論文が発表され、様々なセミナーやサマースクールが実施された。本論文では、その成果をまとめて報告する。

論文

Enhancement of element production by incomplete fusion reaction with weakly bound deuteron

Wang, H.*; 大津 秀暁*; 千賀 信幸*; 川瀬 頌一郎*; 武内 聡*; 炭竃 聡之*; 小山 俊平*; 櫻井 博儀*; 渡辺 幸信*; 中山 梓介; et al.

Communications Physics (Internet), 2(1), p.78_1 - 78_6, 2019/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:56.64(Physics, Multidisciplinary)

陽子(あるいは中性子)過剰核の効率的な生成経路を探索することは、原子核反応研究の主な動機のひとつである。本研究では、$$^{107}$$Pdに対する核子当たり50MeVの陽子および重陽子入射による残留核生成断面積を逆運動学法によって測定した。その結果、重陽子入射ではAgやPd同位体の生成断面積が大きくなることを実験的に示した。また、理論計算による解析から、この生成断面積の増大は重陽子の不完全融合反応に起因することを示した。これらの結果は、陽子過剰核の生成において重陽子のような弱束縛核の利用が有効であることを示すものである。

論文

Universal scaling for the spin-electricity conversion on surface states of topological insulators

山本 敬太*; 塩見 雄毅*; 瀬川 耕司*; 安藤 陽一*; 齊藤 英治

Physical Review B, 94(2), p.024404_1 - 024401_6, 2016/05

 被引用回数:17 パーセンタイル:61.47(Materials Science, Multidisciplinary)

スピンポンピング技術を用いてバルク絶縁トポロジカルインシュレータ(TI)材料の表面状態のスピン-電気変換を調べた。サンプル構造はNi-Fe/Cu/TI三層であり、TI表面上の磁気近接効果はCu層の挿入により無視できるほど小さい。スピン-電気変換によって生成される電圧信号は、より低い温度で支配的な表面輸送に沿って、観察され、温度が低下するにつれて増強される。スピン-電気変換の効率は、表面スピン-電気変換と一致して、バルク状態の抵抗率が高く、表面状態の平均自由行程が長いTIサンプルの方が大きい。

論文

アラミド繊維ロッド材料の極低温引張特性評価

齊藤 徹; 大久保 暁一*; 泉 敬介*; 大川 慶直*; 小林 宣博*; 山崎 亨; 河野 勝己; 礒野 高明

低温工学, 50(8), p.400 - 408, 2015/08

アラミド繊維強化プラスチック(AFRP)は軽量、かつ高強度の長所を有する構造材料として開発されてきた。本研究においては、室温、液体窒素温度(77K)と液体ヘリウム温度(4.2K)中における、鉄筋代替コンクリート補強材として用いられる市販品のAFRPロッドの引張強度を評価するために、張力試験を行った。これまでは極低温環境下での試験において、試験片がつかみ部ジグをすり抜ける現象か生じるため、引張試験を実施することは困難であった。そのため、AFRPロッドの滑りを防ぐために、ジグに樹脂を充填して行った。また、グリップジグを改良し、ロッドの表面処理を行い、AFRPロッドのグリップ力を高めるために極低温用エポキシ樹脂を使うことによって、適切な引張試験条件を確立させた。各温度環境下での引張強さは1100MPa以上を示し、さらに、試験温度の減少に伴いヤング率が増加する温度依存を示した。ヤング率の増加の要因はアラミド繊維がエポキシ樹脂より支配的であることを確認した。

論文

Detailed deposition density maps constructed by large-scale soil sampling for $$gamma$$-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

斎藤 公明; 谷畑 勇夫*; 藤原 守; 齊藤 敬*; 下浦 享*; 大塚 孝治*; 恩田 裕一*; 星 正治*; 池内 嘉宏*; 高橋 史明; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 139, p.308 - 319, 2015/01

 被引用回数:216 パーセンタイル:98.81(Environmental Sciences)

The soil deposition density maps of $$gamma$$-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (NPP) accident were constructed on the basis of the results from large-scale soil sampling. The 10,915 soil samples were collected at 2,168 locations. $$gamma$$-rays emitted from the samples were measured by Ge detectors and analyzed using a reliable unified method. The determined radioactivity was corrected to that as of June 14, 2011 by taking into account the intrinsic decay constant of each nuclide. Finally the maps were created for $$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{131}$$I, $$^{rm 129m}$$Te and $$^{rm 110m}$$Ag. The radioactivity ratio of $$^{134}$$Cs to $$^{137}$$Cs was almost constant as 0.91 irrelevant to the soil sampling location. Effective doses for 50 years after the accident were evaluated for external and inhalation exposures due to the observed radioactive nuclides. The radiation doses from radioactive cesium were found to be much higher than those from other radioactive nuclides.

論文

酸化鉄を含むアルカリ土類シリケートスラグの粘度に及ぼす酸素分圧の影響

助永 壮平*; 大杉 武史; 稲富 陽介*; 齊藤 敬高*; 中島 邦彦*

Journal of MMIJ, 129(5), p.203 - 207, 2013/05

酸素分圧をふることにより鉄の酸化状態を変化させたRO-SiO$$_{2}$$-FexO(R=Ca, Sr, Ba)融体の粘性変化を1773Kで測定した。全てのサンプルでFe$$^{3+}$$とFe$$^{2+}$$の比は、酸素分圧の増加にしたがって増加した。一方で、粘性は、Fe$$^{2+}$$とt-Fe比の増加にしたがって減少した。これは、修飾酸化物として働くFe$$^{2+}$$が増えることで、シリケートアニオンの切断が進んだことを示している。加えて、Fe$$^{2+}$$/t-Feを同じにした場合、粘性の増加は、アルカリ土類のカチオン半径の大きさ順となった。これは、融体中のFe$$^{3+}$$の配位数が変化したためと考えられる。

論文

Effect of oxidation state of iron ions on the viscosity of alkali silicate melts

大杉 武史; 助永 壮平*; 稲富 陽介*; 権田 義明*; 齊藤 敬高*; 中島 邦彦*

ISIJ International, 53(2), p.185 - 190, 2013/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:64.15(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

鉄イオンの酸化状態の違いによって引き起こされる粘性の変化を理解することは、溶融スラグに関係するシミュレーションや鉄含有シリケート融体の構造を理解する上で重要である。しかしながらこれらの粘性変化はいまだよくわかっていない。そこで酸素分圧を変化させることでFeイオンの酸化状態を変化させながらR$$_{2}$$O-SiO$$_{2}$$-FexO(R=Li, Na, K)の粘性を1773Kで測定した。鉄イオンの酸化状態だけでなく、Fe$$^{3+}$$の配位構造も粘性を考える上で重要であることを示した。

論文

世界の高速炉サイクル技術開発の動向,2; 各国のナトリウム冷却高速炉サイクル技術開発の現状と展望

三島 嘉一郎*; 齊藤 正樹*; 永田 敬*

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 52(9), p.536 - 552, 2010/09

本連載の第1回は「加速する高速炉開発:2020年に商用炉の運転開始」と題して主要国で活発化している開発計画を中心に紹介した。今回は、各国が開発に力を注いでいるナトリウム冷却高速炉とその関連する核燃料サイクルについて、2009年12月にIAEA主催で開催された高速炉システム国際会議(FR09)の発表内容を中心に、その前後の情勢も含めて紹介する。ロシアは、これまでのナトリウム冷却炉の豊富な経験、今後に向けては多目的ナトリウム実験炉の建設、安全性向上や高速炉サイクルのプラットフォーム計画など、充実した技術基盤をアピールしている。インドは、燃料形態の変遷、原子炉と併設で建設している核燃料サイクル施設、高増殖を確保するための金属燃料への工夫など、独自技術での開発を目指している。中国は、今年7月に初臨界を達成した高速実験炉で経験を積むとともに、ロシアなどとの技術協力を進めつつある。高速炉システムの設置計画は明確に定まっていないが、開発実績があり影響力の大きい米国の動向も注目すべきところである。一方、韓国,フランス、及び我が国は、将来展望において多くの共通点を持っている。

口頭

中性子回折法による浸炭材の残留応力解析

鈴木 賢治*; 下岸 隆幸*; 鈴木 裕士; 齊藤 徹; 菖蒲 敬久

no journal, , 

本研究では、有効浸炭硬化深さを4mmにした丸棒の残留応力分布を中性子回折法により測定した。放電加工により切り出した小片試料に含まれる残留応力を考慮することで、浸炭材の無ひずみ状態における格子定数分布を正確に推定できる方法を考案した。この推定法を用いて求めた格子定数をもとに浸炭材の残留応力を測定した結果、丸棒の周方向及び半径方向に強い圧縮残留応力が発生していたほか、半径方向にも小さな圧縮応力が認められた。また、有効浸炭深さ付近において、圧縮から引張に遷移する様子を確認したが、高周波焼入れのような急激かつ大きな引張応力は認められなかった。

口頭

放射線量率等マップ作成のための調査手順及び結果

斎藤 公明; 高橋 史明; 木内 伸幸; 三枝 純; 藤原 守*; 谷畑 勇夫*; 齊藤 敬*

no journal, , 

文部科学省からの委託で大学等多くの機関と協力して実施した放射線量等分布マップ事業のなかで基本となる、放射線量率マップ及び放射性核種土壌沈着量マップ作成のための調査手順と結果について紹介する。具体的には、土壌採取調査と採取地点における空間線量率測定調査、並びにKURAMAシステムを用いた走行サーベイ調査に関して、調査の内容,進め方,注意事項等について説明する。また、調査の結果得られた主要な結果として、$$^{137}$$Cs, $$^{134}$$Cs, $$^{131}$$Iの土壌沈着量マップ、並びにに地上1m線量率分布ナップ,走行サーベイマップを紹介して考察を加える。今回は、第1次マップ事業の結果をシリーズで発表するが、そのなかの一つとして位置づけられる発表である。

口頭

Construction of precise contamination maps in the Fukushima site

斎藤 公明; 高橋 史明; 木内 伸幸; 三枝 純; 藤原 守*; 谷畑 勇夫*; 齊藤 敬*; 下浦 享*; 池内 嘉宏*

no journal, , 

Several different kinds of maps on contamination due to the Fukushima nuclear accident were constructed based on the results of extensive environmental monitoring conducted from June 6, 2011 to July 8 around the Fukushima site. More than 10,000 soil samples were collected at some 2,200 locations and analyzed to construct concentration maps for $$^{137}$$Cs, $$^{134}$$Cs, $$^{131}$$I, $$^{rm 129m}$$Te, $$^{rm 110m}$$Ag, $$^{238}$$Pu, $$^{239+240}$$Pu, $$^{89}$$Sr and $$^{90}$$Sr. At each location, the dose rate in air was measured by a calibrated survey meter. Car-borne surveys were performed using six taxis equipped with KURAMA systems which successively send dose and position data through a cellular network. Roads at more than 17,000 km were covered by the surveys. Bases on these data, dose rate distribution maps were constructed.

口頭

溶融処理時における耐火物へのCsの移動特性

大杉 武史; 塙 律; 伊藤 圭祐; 桑原 彬; 中塩 信行; 小澤 一茂; 中島 邦彦*; 齊藤 敬高*; 大越 実

no journal, , 

除染廃棄物の焼却灰等を溶融処理した場合の耐火物へのCs蓄積についての知見を得る目的で、Csを含む溶融スラグに耐火物を浸漬させる試験を行い、耐火物へのCs移動について調査した。試験の概要について報告する。

口頭

Cs$$_{2}$$O-SiO$$_{2}$$-Fe$$_{2}$$O$$_{3}$$系スラグの粘度および構造解析

肥後 智幸*; 大杉 武史; 齊藤 敬高*; 中島 邦彦*

no journal, , 

Cs$$_{2}$$O-SiO$$_{2}$$-Fe$$_{2}$$O$$_{3}$$系スラグに種々の酸化物(Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, TiO$$_{2}$$もしくはZrO$$_{2}$$)を添加した際の粘度および構造の変化を調査し、粘性と構造について考察した。

口頭

耐火物中のCs存在形態分析

桑原 彬; 大杉 武史; 塙 律; 伊藤 圭祐; 中塩 信行; 小澤 一茂; 目黒 義弘; 赤堀 光雄; 岡本 芳浩; 中島 邦彦*; et al.

no journal, , 

除染廃棄物の焼却灰等を溶融処理した場合の耐火物へのCs蓄積についての知見を得る目的で、Csを含む溶融スラグに耐火物を浸漬させる試験を行い、耐火物へのCs移動について調査した。耐火物でCsがとる化学形態について分析を行った。

口頭

土壌中におけるCsとFe$$^{3+}$$の分布の分析

大杉 武史; 塙 律; 伊藤 圭祐; 小澤 一茂; 赤堀 光雄; 岡本 芳浩; 大越 実; 中島 邦彦*; 齊藤 敬高*

no journal, , 

Csを含む土壌の処理を検討するために、土壌中でCsがどのような状態で存在するのかを福島の土壌にCsを付着させた模擬土壌を用いて調査した。CsとFeの存在についてイメージングXAFSを用いて検討した結果、Csを多く含む領域では、Fe$$^{3+}$$が多いことが明らかになった。

口頭

ITER CSインサート導体の分流開始温度特性

名原 啓博; 諏訪 友音; 尾関 秀将; 櫻井 武尊; 梶谷 秀樹; 井口 将秀; 辺見 努; 下野 貢; 海老澤 昇; 佐藤 稔; et al.

no journal, , 

ITER中心ソレノイド(CS)用の導体を用いて、長さ約80mのソレノイド状のサンプル(ITER CSインサート導体)を製作し、那珂核融合研究所にあるCSモデル・コイルによってその導体性能を評価した。CSはITERにおいてパルス運転を行うことから、本試験では16000回の繰返し通電と3回の昇温・再冷却を行い、適宜、性能評価試験を実施した。その結果、分流開始温度は設計値(13T, 40kAにおいて5.2K)に対して1.5K以上の大きな裕度があることを明らかにした。また、2014年にスイスにあるSULTAN試験装置を用いて実施した、長さ約3mの直状サンプルの評価結果と比較し、両者が論理的に整合した結果であることを示した。

口頭

ITER CSインサートの試験結果; 試験方法

礒野 高明; 河野 勝己; 尾関 秀将; 齊藤 徹; 名原 啓博; 諏訪 友音; 下野 貢; 海老澤 昇; 佐藤 稔; 宇野 康弘; et al.

no journal, , 

原子力機構ではITER中心ソレノイド(CS)用導体の調達を進めており、今回、その超伝導性能をCSモデル・コイル試験装置を用いて評価した。試験において、16000回の繰り返し通電、3回の室温までの熱履歴を行い、分流開始温度(Tcs)の変化を測定した。また、試験コイルがフープ力により歪むことのTcsへの影響及びクエンチ試験を実施した。本稿では、これらの試験方法について報告する。

口頭

JRR-3における中性子ラジオグラフィ装置の現状

栗田 圭輔; 飯倉 寛; 松林 政仁; 菖蒲 敬久; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 土川 雄介; 齊藤 泰司*

no journal, , 

研究用原子炉JRR-3に設置されているTNRF(Thermal Neutron Radiography Facility)は、熱中性子を利用する中性子ラジオグラフィ装置である。この装置は、広い照射野(W255mm $$times$$ H305mm)と高い中性子束(約10$$^8$$ n/cm$$^2$$/s)を持ち、二次元のラジオグラフィ撮像だけでなく、三次元断層撮像や高速動画撮像も可能な装置である。2021年度、震災以降約10年ぶりにJRR-3は利用運転を再開した。これに伴いTNRFでもユーザー受け入れを再開し、装置の高度化を進めている。本発表では、TNRFを利用した撮像例だけでなく、装置設備や装置性能、ユーザー受け入れ状況等を紹介する。また、冷中性子ラジオグラフィ装置についても紹介を行う。

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