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CoSi山内 宏樹; Sari, D. P.*; 安井 幸夫*; 坂倉 輝俊*; 木村 宏之*; 中尾 朗子*; 大原 高志; 本田 孝志*; 樹神 克明; 井川 直樹; et al.
Physical Review Research (Internet), 6(1), p.013144_1 - 013144_9, 2024/02
-Mn-type family alloys Mn
have three-dimensional antiferromagnetic (AFM) corner-shared triangular network. The antiferromagnet MnRhSi shows magnetic short-range order (SRO) over a wide temperature range of approximately 500 K above the N
el temperature 
= 190 K. MnCoSi has the smallest lattice parameter and the lowest in the family compounds. The quantum critical point (QCP) from AFM to the quantum paramagnetic state is expected near a cubic lattice parameter of 6.15 
of MnCoSi is only 140 K, quantum critical behavior is observed in MnCoSi as the enhancement of the electronic specific heat coefficient 
. We study how the magnetic SRO appears in MnCoSi by using neutron scattering, 
SR, and physical property measurements. The experimental results show that the neutron scattering intensity of the magnetic SRO does not change much regardless of the suppressed magnetic moment in the long-range magnetic ordered state compared to those of MnRhSi. The initial asymmetry drop ratio of SR above becomes small, and the magnetic SRO temperature 
is suppressed to 240 K. The results suggest that the MnCoSi is close to the QCP in the Mn system.
中田 陽; 金井 克太; 瀬谷 夏美; 西村 周作; 二川 和郎; 根本 正史; 飛田 慶司; 山田 椋平*; 内山 怜; 山下 大智; et al.
JAEA-Review 2022-078, 164 Pages, 2023/03
JAEA-Review-2022-078.pdf:2.64MB
核燃料サイクル工学研究所では、「日本原子力研究開発機構核燃料サイクル工学研究所再処理施設保安規定、第IV編環境監視」に基づき、再処理施設周辺の環境放射線モニタリングを実施している。本報告書は、2021年4月から2022年3月までの間に実施した環境放射線モニタリングの結果、及び大気、海洋への放射性物質の放出に起因する周辺公衆の線量算出結果について、取りまとめたものである。なお、上記の環境放射線モニタリングの結果において、2011年3月に発生した東京電力株式会社(2016年4月1日付けで東京電力ホールディングス株式会社に変更)福島第一原子力発電所事故で放出された放射性物質の影響が多くの項目でみられた。また、環境監視計画の概要、測定方法の概要、測定結果及びその経時変化、気象統計結果、放射性廃棄物の放出状況、平常の変動幅の上限値を超過した値の評価について付録として収録した。
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。
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。
塩見 雄毅*; Lustikova, J.*; 渡辺 真悟*; 廣部 大地*; 高橋 三郎*; 齊藤 英治
Nature Physics, 15(1), p.22 - 26, 2018/10
被引用回数：17 パーセンタイル：74.55(Physics, Multidisciplinary)Various spintronic phenomena originate from the exchange of angular momentum between the spin of electrons and other degrees of freedom in crystalline materials. Many degrees of freedom, such as magnetization and mechanical motion, have already been united into this exchange framework. However, the nuclear spin -a key angular momentum- has yet to be incorporated. Here we observe spin pumping from nuclear magnetic resonance (NMR), in which nuclear spin dynamics emits a spin current, a flow of spin angular momentum of electrons. By using the canted antiferromagnet MnCO, in which typical nuclear spin-wave formation is established due to the reinforced hyperfine coupling, we find that a spin current is generated from an NMR. Nuclear spins are indispensable for quantum information technology and are also frequently used in various sensors, such as in magnetic resonance imaging. The observed NMR spin pumping allows spin-current generation from nuclei and will enable spintronic detection of nuclear spin states.
中島 健次; 川北 至信; 伊藤 晋一*; 阿部 淳*; 相澤 一也; 青木 裕之; 遠藤 仁*; 藤田 全基*; 舟越 賢一*; Gong, W.*; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(3), p.9_1 - 9_59, 2017/12
J-PARC物質・生命科学実験施設の中性子実験装置についてのレビューである。物質・生命科学実験施設には23の中性子ビームポートがあり21台の装置が設置されている。それらは、J-PARCの高性能な中性子源と最新の技術を組み合わせた世界屈指の実験装置群である。このレビューでは、装置性能や典型的な成果等について概観する。
渡辺 真悟*; 廣部 大地*; 塩見 雄毅*; 井口 亮*; 大門 俊介*; 亀田 麻衣*; 高橋 三郎*; 齊藤 英治
Scientific Reports (Internet), 7, p.4576_1 - 4576_6, 2017/07
被引用回数：6 パーセンタイル：29.59(Multidisciplinary Sciences)Spin pumping enables the generation of d.c. and gigahertz-band (GHz-band) voltages from an applied microwave via magnetization dynamics when combined with inverse spin Hall effects. However, generating such voltages in the in-between frequency region, or the megahertz (MHz) band, has been difficult since ferromagnetic resonance usually occurs in the GHz band. Here we show that in spite of GHz-band microwaves applied, MHz-band voltages can be generated by spin pumping with use of nonlinear magnetization dynamics in YFe
O
. The mechanism is ascribed to the MHz-band oscillation of the amplitude of the magnetization precession, which is projected onto a rectified voltage component via spin pumping. The present finding could be useful for frequency down-conversion thanks to the simple and durable structure, continuous-wave operation, and the tunability of an output frequency with low magnetic fields.
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。
田辺 賢士*; 千葉 大地*; 大江 純一郎*; 葛西 伸哉*; 河野 日出夫*; Barnes, S. E.*; 前川 禎通; 小林 研介*; 小野 輝男*
Nature Communications (Internet), 3, p.845_1 - 845_5, 2012/05
被引用回数：42 パーセンタイル：82.81(Multidisciplinary Sciences)A change of magnetic flux through a circuit induces an electromotive force. By analogy, a recently predicated force that results from the motion of non-uniform spin structures has been termed the spin-motive force. Although recent experiments seem to confirm its presence, a direct signature of the spin-motive force has remained elusive. Here we report the observation of a real-time spin-motive force produced by the gyration of a magnetic vortex core. We report a good agreement between the experimental results, theory, and micromagnetic simulations, which, taken as a whole, provide strong evidence in favour of a spin-motive force.
P studied by single-crystal high-pressure neutron diffraction長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 川名 大地*; 岩佐 和晃*; 菊地 大輔*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*
Journal of the Physical Society of Japan, 79(3), p.034711_1 - 034711_7, 2010/03
被引用回数：18 パーセンタイル：68.73(Physics, Multidisciplinary)The order parameter in the pressure-induced insulating phase of filled skutterudite compound PrFeP has been investigated using high-pressure single-crystal neutron diffraction technique. Clear evidence of the antiferromagnetic order with the propagation vector 
= (1, 0, 0) was observed in the insulating phase above 2.7 GPa. The = (1, 0, 0) structure is identical with that in the non-magnetic ordered phase below 2.5 GPa and with the nesting property of the Fermi surface. The observed magnetic moment of Pr ion is 2B and almost pressure independent at least up to 4.2 GPa. The 2B magnetic moment is originated from the dipole in the low-lying quasi-quartet crystal field sate. The pressure-induced antiferromagnetic structure under 3.2 GPa is suppressed by applying magnetic field of about 1.5 T, which is interpreted as flop of magnetic moments into alignment of ferromagnetic state. This brings about the steep decrease of the resistivity due to the disappearance of the antiferromagnetic superstructure.
長壁 豊隆; 加倉井 和久; 川名 大地*; 桑原 慶太郎*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 310(2, Part3), p.2725 - 2727, 2007/03
中性子磁気散乱実験の上限である3GPaを超えた領域で実験を行うため、サファイアアンビル式の高圧力発生技術の開発を行っている。今回、片側のサファイアを、圧縮強度が同程度で抗折力や破壊靭性に優れる超硬(WC)に変更して、ハイブリッドアンビルとした。さらに超硬アンビルのキュレットに窪みを設けることによって試料空間が拡大し、同時にアンビルとガスケットとの摩擦が増大した。その結果、加圧試験において5GPaを安定して発生できた。このハイブリッドアンビルの応用として、充填スクッテルダイト化合物PrFePについて、3.2GPaまでの圧力下で中性子散乱実験を行った。その結果、この物質が臨界圧力2.4GPa以上の絶縁体相(臨界圧力以下では金属状態で、反強四極子秩序を示す。)で、Prイオンあたり1.8
で
=(1,0,0)の圧力誘起反強磁性秩序を示すことを発見した。
4P川名 大地*; 桑原 慶太郎*; 佐藤 正志*; 高木 正俊*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*; 佐賀山 基*; 長壁 豊隆; 岩佐 和晃*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 75(11), p.113602_1 - 113602_4, 2006/11
被引用回数：11 パーセンタイル：56.33(Physics, Multidisciplinary)充填スクッテルダイト化合物PrFePは常圧で金属状態であり、T
=6.5K以下で非磁性秩序相を持つ。P
=2.4GPaの圧力下でこの非磁性秩序相は消失し、高温下では金属状態であるが、低温下で絶縁体秩序相へと相転移する。われわれはこの物質に対し、単結晶X線回折実験を行った。その結果、P以上で、金属-絶縁体転移が生じる温度で、立方晶から斜方晶への結晶構造の転移を発見した。同時に格子定数の不連続な飛びを観測し、この圧力下での転移が一次転移であることを発見した。また、P及びT以下の非磁性秩序相で観測された(100)超格子反射が、P以上で低温下の絶縁体相で消失することを発見した。格子定数の変化や超格子ピークが消失する実験事実は、P以上で低温下の絶縁体相が(高圧下中性子回折実験で明らかにされた)反強磁性秩序相であることを考慮すると、よく説明されることがわかった。
長壁 豊隆; 神木 正史*; 川名 大地*; Hannan, A.*; 曽山 和彦; 北澤 英明*
Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 272-276, p.2157 - 2158, 2004/05
被引用回数：3 パーセンタイル：19.92(Materials Science, Multidisciplinary)3dや4f, 5f電子の磁性において、低温,10GPa程度の加圧により超伝導や金属-絶縁体転移などの非常に興味深い現象が現れる。したがって、低温,10GPa程度までの圧力下での中性子散乱実験は、磁性研究に極めて重要な貢献をする。ところが、これまでの中性子散乱実験ではピストンシリンダー型圧力セルを使用した最高3GPaまでの実験に留まっていた。われわれはこれを克服するために、サファイアやモアサナイトを対向アンビルとした高圧発生装置の開発を行った。これまでに最適な加圧条件を模索しながら、オフベンチで約6GPa圧力を発生させた。また実際の実験では4.6GPaまでの実験に成功し、Ceモノプンクタイドの圧力-温度磁気相図と磁気構造を明らかにした。さらにわれわれは、高圧実験で不可避な微小試料からの弱いシグナルを補う目的で、中性子スーパーミラーを用いた集光デバイスの開発を行った。
-
phase diagrams of CeSb and CeBi長壁 豊隆; Hannan, A.*; 川名 大地*; 神木 政史*; 北澤 英明*
Acta Physica Polonica B, 34(2), p.1469 - 1472, 2003/02
CeSbとCeBiについて、最近開発したアンビル式の高圧セルを用いて高圧低温下の中性子回折実験を行い、圧力-温度磁気相図を明らかにした。これらの相図で特徴的なことは、CeSbの約2GPa以上の相図がCeBiの常圧以上の相図と類似しているということである。これは、Ce-モノプニクタイド,CeX(X=P, As, Sb, Bi)の磁性が1つの共通の物理パラメータでスケールできる証拠であり、このパラメータとはキャリアー濃度であると考えられる。また、これ以外に電気抵抗に非常に大きな変化が生じる温度と、高温側のAF-I磁気相と低温側のAF-IA磁気相の発達に深い関連があること、高温側のAF-I磁気相のみが圧力によって非常に安定化されることなどを見いだした。
Pの圧力誘起絶縁相における単結晶中性子回折川名 大地*; 長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 菊地 大輔*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*
no journal, ,
PrFePは常圧、約6K以下でQ=(1,0,0)の反強四重極秩序を示す。これに静水圧力を加えていくと、約2.4GPaで格子定数の顕著な変化を伴って金属-絶縁体転移を示す。それと同時に四重極秩序も消滅する。今回、この圧力誘起絶縁相での秩序パラメーターを見いだすべく、高圧力下中性子回折実験を行った。実験ではJRR-3Mに設置されたTAS-1分光器を使用し、また、従来の対向サファイアアンビルセルを改良したハイブリッドアンビルセルを使用して3.2GPaまで圧力をかけた。実験の結果、約8K以下で、格子定数の異常とともに、金属相での禁制反射の位置であるQ=(1,0,0)に磁気反射のピークを観測した。解析の結果、この圧力誘起絶縁相が、体心格子の体心と頂点とで磁気モーメントが互いに反平行で、大きさがPrあたり1.8であるような反強磁性構造を持つ磁気秩序相であることがわかった。
Pの圧力誘起絶縁相における単結晶中性子回折,2長壁 豊隆; 川名 大地*; 桑原 慶太郎*; 岩佐 和晃*; 菊地 大輔*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*
no journal, ,
これまでのわれわれの研究によって、スクッテルダイト化合物PrFePが、3.2GPaの圧力下で、9K以下でq=(1,0,0)の反強磁性秩序を示すことが明らかになった。今回は、この物質の臨界圧力2.4GPaに近い2.7GPaにおいて圧力下中性子回折実験を行った。その結果、2.7GPaでの磁気モーメント値は、3.2GPaでの約2に比べて10%ほど小さく、1.8となっていることが新たに明らかになった。また、試料における圧力不均一性は3.2GPaの場合に比べて小さいはずであるが、2.7GPaでは転移が明瞭でないことも明らかになった。これらの結果は、臨界圧力に近いために2.7GPaでは磁気秩序相と四極子秩序相の2相共存状態になっていると解釈される。さらに、統計精度はあまり高くはないが、磁気転移温度以下で格子定数の異方的な変化を観測した。この結果は、基底状態の波動関数の対称性と何らかの関係があると考えられる。
Pの圧力誘起磁気秩序長壁 豊隆; 桑原 慶太郎*; 川名 大地; 岩佐 和晃*
no journal, ,
充填スクッテルダイト化合物PrFePは、T=6.5Kで非磁性の相転移を示す。最近のNMR実験や理論的解釈から、この非磁性相の秩序パラメーターは
タイプの反強16極子であると予測された。この非磁性相は、2.5GPa以上の圧力下で消失し、新しい絶縁体相が現れる。例えば、3.2GPaでは9K以下となる。われわれは、圧力誘起絶縁相の秩序パラメータを明らかにするため、JAEAの3号炉2Gビームポートに設置されたTAS-1分光器を用い、3GPa以上の圧力下で中性子回折実験を行った。われわれは、絶縁相中である3.2GPaにおいて、(1,0,0)逆格子点に明瞭な磁気ブラッグ反射を観測した。このピークは、q=(1,0,0)の反強磁性秩序に対応する。磁気モーメント[0,0,1]方向を向いており、Prイオンあたり約2.0
であった。この結果は、圧力誘起絶縁体相が反強磁性相であり、また、秩序変数が、結晶格子が
L/L
0.5縮む圧力により、反強16極子から磁気双極子にスイッチすることを示している。
滝澤 大地*; 高木 均*; 蒔田 千香子*; 中島 有香*; 斎藤 悦子*; 大山 達也*; 市川 武*; 柿崎 暁*; 佐藤 賢*; 森 昌朋*; et al.
no journal, ,
C型肝炎は、日本における肝臓病死の最大の原因であり、その排除は肝硬変や肝癌の予防となることから、インターフェロン(IFN)や各種抗ウイルス薬による治療効果を高めることが急務である。これまでに、微量金属の亜鉛がC型肝炎ウイルス(HCV)に対して一定の抗ウイルス効果を有することを報告した。しかし、亜鉛のHCVに対する作用は十分解明されていない。そこで、そのメカニズムを明らかにするために、今回、in vitro HCV産生細胞(HCV replicon)でmicro-PIXE及びその他の定量系を用いてHCVと亜鉛とのかかわりを調べた。その結果、HCV存在下で細胞内の亜鉛濃度の増加を認めた。亜鉛はメタロチオネイン結合した状態で存在しており、亜鉛と同時にメタロチオネインの濃度にも増加を認めた。
濱砂 武靖*; 丸尾 和彦*; 岩撫 暁生; 福田 豊; 野上 大地; 渡邊 浩一
no journal, ,
日本原子力研究開発機構高崎量子応用研究所では、文部科学省の補助による先端研究施設共用促進事業の枠組みを通じて「明日を創り、暮らしを守る量子ビーム利用支援事業」(以下、共用促進事業とする)を実施している。当研究所では共用促進事業における主要な戦略分野の一つに線照射による放射線橋架けを位置づけ、外部利用の拡大に積極的に取り組んでいる。この事業では、放射線利用に関する知識や経験がない利用者でも、線照射施設の利用に際して技術支援の提供を受けることに加えて、施設の利用料金負担の一部減免を受けながら線照射による放射線橋架けに取り組むことができる。また、共用促進事業で配置した技術指導研究員は、利用者と研究現場及び施設の間を結びつける役割を果たせるようにしている。これまでに本事業に申し込みを頂いた課題件数の合計は10件となっている。
