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論文

Search for the 6$$alpha$$ condensed state in $$^{24}$$Mg using the $$^{12}$$C+$$^{12}$$C scattering

Fujikawa, Y.*; Kawabata, T.*; Adachi, S.*; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 洲嵜 ふみ; 他13名*

Physics Letters B, 848, p.138384_1 - 138384_6, 2024/01

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2023.138384
 被引用回数：3 パーセンタイル：0.02(Astronomy & Astrophysics)

We searched for the 6$$alpha$$-condensed state in $$^{24}$$Mg by measuring the $$^{12}$$C+$$^{12}$$C scattering with the SAKRA Si detector array. By using the invariant-mass method for the detected 3$$alpha$$ particles, the inclusive cross sections for the $$^{12}$$C+$$^{12}$$C $$rightarrow$$ $$^{12}$$C(0$$^{+}_{2}$$) + X and $$^{12}$$C(3$$^{-}_{1}$$) + X reactions were determined. In both the inclusive $$^{12}$$C(0$$^{+}_{2}$$) + X channel and the exclusive $$^{12}$$C(0$$^{+}_{2}$$) + $$^{12}$$C(0$$^{+}_{1}$$) channel, the cross section peaked at E$$_{cm}$$ = 19.4 MeV, which correspond to the excitation energy of E$$_{x}$$ = 33.3 MeV in $$^{24}$$Mg. This 19.4-MeV state is a candidate for the 6$$alpha$$-condensed state

論文

PANDORA Project for the study of photonuclear reactions below $$A=60$$

民井 淳*; Pellegri, L.*; S$"o$derstr$"o$m, P.-A.*; Allard, D.*; Goriely, S.*; 稲倉 恒法*; Khan, E.*; 木戸 英治*; 木村 真明*; Litvinova, E.*; et al.

European Physical Journal A, 59(9), p.208_1 - 208_21, 2023/09

https://doi.org/10.1140/epja/s10050-023-01081-w
 被引用回数：2 パーセンタイル：64.66(Physics, Nuclear)

光核反応は原子核構造の観点からも応用の観点からも重要であるにも関わらず、その反応断面積は未だに不定性が大きい。近年、超高エネルギー宇宙線の起源を探るために、鉄よりも軽い原子核の光核反応断面積を正確に知る必要が指摘されている。この状況を打破するため、原子核物理の実験、理論、宇宙物理の共同研究となるPANDORAプロジェクトが始まった。本論文はその計画の概要をまとめたものである。原子核実験ではRCNP、iThembaによる仮想光子実験とELI-NPによる実光子実験などが計画されている。原子核理論では、乱雑位相近似計算、相対論的平均場理論、反対称化分子動力学、大規模殻模型計算などが計画されている。これらで得られた信頼性の高い光核反応データベースと宇宙線伝搬コードを組み合わせ、超高エネルギー宇宙線の起源の解明に挑む。

論文

Si-addition contributes to overcoming the strength-ductility trade-off in high-entropy alloys

Wei, D.*; Gong, W.; 都留 智仁; Lobzenko, I.; Li, X.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Do, H.-S.*; Bae, J. W.*; Wagner, C.*; et al.

International Journal of Plasticity, 159, p.103443_1 - 103443_18, 2022/12

https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2022.103443
 被引用回数：28 パーセンタイル：98.38(Engineering, Mechanical)

Face-centered cubic single-phase high-entropy alloys (HEAs) containing multi-principal transition metals have attracted significant attention, exhibiting an unprecedented combination of strength and ductility owing to their low stacking fault energy (SFE) and large misfit parameter that creates severe local lattice distortion. Increasing both strength and ductility further is challenging. In the present study, we demonstrate via meticulous experiments that the CoCrFeNi HEA with the addition of the substitutional metalloid Si can retain a single-phase FCC structure while its yield strength (up to 65%), ultimate strength (up to 34%), and ductility (up to 15%) are simultaneously increased, owing to a synthetical effect of the enhanced solid solution strengthening and a reduced SFE. The dislocation behaviors and plastic deformation mechanisms were tuned by the addition of Si, which improves the strain hardening and tensile ductility. The present study provides new strategies for enhancing HEA performance by targeted metalloid additions.

論文

High-temperature antiferromagnetism in Yb based heavy fermion systems proximate to a Kondo insulator

鈴木 慎太郎*; 田久保 耕*; 久我 健太郎*; 髭本 亘; 伊藤 孝; 冨田 崇弘*; 志村 恭通*; 松本 洋介*; Bareille, C.*; 和達 大樹*; et al.

Physical Review Research (Internet), 3(2), p.023140_1 - 023140_12, 2021/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.023140

本論文では常圧において転移温度が20Kに達するYb化合物の発見について報告している。価数揺動物質$$alpha$$-YbAlB$$_4$$のAlサイトをMnに置換することで、反強磁性転移温度が極めて高くなるだけでなく、重い電子状態から近藤半導体に近い抵抗の大きな金属状態へと変わることが見出された。

論文

Spin-orbit-induced Ising ferromagnetism at a van der Waals interface

松岡 秀樹*; Barnes, S. E.*; 家田 淳一; 前川 禎通; Bahramy, M. S.*; Saika, B. K.*; 竹田 幸治; 和達 大樹*; Wang, Y.*; 吉田 訓*; et al.

Nano Letters, 21(4), p.1807 - 1814, 2021/02

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04851
 被引用回数：14 パーセンタイル：76.58(Chemistry, Multidisciplinary)

Magnetocrystalline anisotropy, a key ingredient for establishing long-range order in a magnetic material down to the two-dimensional (2D) limit, is generally associated with spin-orbit interaction (SOI) involving a finite orbital angular momentum. Here we report strong out-of-plane magnetic anisotropy without orbital angular momentum, emerging at the interface between two different van der Waals (vdW) materials, an archetypal metallic vdW material NbSe$$_{2}$$ possessing Zeeman-type SOI and an isotropic vdW ferromagnet V$${}_5$$Se$${}_8$$. We found that the Zeeman SOI in NbSe$$_{2}$$ induces robust out-of-plane magnetic anisotropy in V$$_{5}$$Se$$_{8}$$ down to the 2D limit with a more than 2-fold enhancement of the transition temperature. We propose a simple model that takes into account the energy gain in NbSe$$_{2}$$ in contact with a ferromagnet, which naturally explains our observations. Our results demonstrate a conceptually new magnetic proximity effect at the vdW interface, expanding the horizons of emergent phenomena achievable in vdW heterostructures.

論文

Formation of $$alpha$$ clusters in dilute neutron-rich matter

田中 純貴*; Yang, Z.*; Typel, S.*; 足立 智*; Bai, S.*; van Beek, P.*; Beaumel, D.*; 藤川 祐輝*; Han, J.*; Heil, S.*; et al.

Science, 371(6526), p.260 - 264, 2021/01

https://doi.org/10.1126/science.abe4688
 被引用回数：50 パーセンタイル：99.36(Multidisciplinary Sciences)

$$alpha$$ノックアウト反応を用いることで、中性子過剰な錫同位体の核表面での$$alpha$$クラスター形成を実験的に確かめた。実験で得られた、質量数とともに単調に減少するノックアウト断面積は理論による予言と非常に良く一致し、$$alpha$$クラスター形成率と中性子スキン厚との関係を示唆している。

論文

Inverse pole figure mapping of bulk crystalline grains in a polycrystalline steel plate by pulsed neutron Bragg-dip transmission imaging

佐藤 博隆*; 塩田 佳徳*; 諸岡 聡; 戸高 義一*; 足立 望*; 定松 直*; 及川 健一; 原田 正英; Zhang, S.*; Su, Y. H.; et al.

Journal of Applied Crystallography, 50(6), p.1601 - 1610, 2017/12

https://doi.org/10.1107/S1600576717012900
 被引用回数：17 パーセンタイル：80.42(Chemistry, Multidisciplinary)

A new mapping procedure for polycrystals using neutron Bragg-dip transmission is presented. This is expected to be useful as a new materials characterization tool which can simultaneously map the crystallographic direction of grains parallel to the incident beam. The method potentially has a higher spatial resolution than neutron diffraction imaging. As a demonstration, a Bragg-dip neutron transmission experiment was conducted at J-PARC on beamline MLF BL10 NOBORU. A large-grained Si-steel plate was used. Since this specimen included multiple grains along the neutron beam transmission path, it was a challenging task for existing methods to analyze the direction of the crystal lattice of each grain. A new data-analysis method for Bragg-dip transmission measurements was developed based on database matching. As a result, the number of grains and their crystallographic direction along the neutron transmission path have been determined.

論文

Origin of the spin Seebeck effect in compensated ferrimagnets

Gepr$"a$gs, S.*; Kehlberger, A.*; Coletta, F.*; Qiu, Z.*; Guo, E.-J.*; Schulz, T.*; Mix, C.*; Meyer, S.*; Kamra, A.*; Althammer, M.*; et al.

Nature Communications (Internet), 7, p.10452_1 - 10452_6, 2016/02

https://doi.org/10.1038/ncomms10452
 被引用回数：155 パーセンタイル：97.39(Multidisciplinary Sciences)

Magnons are the elementary excitations of a magnetically ordered system. Here, we show that the spin Seebeck effect is sensitive to the complexities of the magnon spectrum. The spin Seebeck effect is caused by a thermally excited spin dynamics that is converted to a voltage by the inverse spin Hall effect at the interface to a heavy metal contact. By investigating the temperature dependence of the spin Seebeck effect in the ferrimagnet gadlinium iron garnet, with a magnetic compensation point near room temperature, we demonstrate that high-energy exchange magnons play a key role in the spin Seebeck effect.

論文

Study on sustainable regional nuclear fuel cycle framework from nuclear non-proliferation viewpoint, 1; Historical review and basic concept to propose new framework

久野 祐輔; 田崎 真樹子; 秋葉 光徳*; 安達 武雄*; 高嶋 隆太*; 尾本 彰*; 小田 卓司*; Choi, J.-S.*; 田中 知*

Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07

原子力における多国間管理の歴史的変遷・経緯をレビューし分析するとともに、それに基づき、3Sのニーズ対応も含めた核燃料サイクルの多国間管理枠組みについて研究を行ったので、その概念について発表する。

論文

Neutron-induced prompt $$gamma$$-ray analysis of Gulf marine environmental samples

米澤 仲四郎; 松江 秀明; 安達 武雄; 星 三千男; 立川 圓造*; Povinec, P. P.*; S.W.Fowler*; M.S.Baxter*

IAEA-TECDOC-1094, p.344 - 345, 1999/07

ペルシャ湾岸地域では1990年の湾岸戦争の際の原油流出及び原油火災による環境汚染が問題となった。このような環境問題を解決するため、分析センターではモナコのIAEA海洋環境研究所(IAEA-MEL)と協力し、ペルシャ湾岸地域の海洋汚染研究を行った。本研究では分析センターで開発した中性子即発$$gamma$$線分析(PGA)を使用し、(1)フィンガープリント法による汚染源の推定、(2)サンゴによる汚染履歴の推定について研究を行った。(1)に関しては、正確なフィンガープリントを作成するため、PGAのほか中性子放射化分析とICP質量分析を用い、原油、海洋生物及び堆積物中の43元素を定量した。また、PGAにより原油中の$$^{32}$$S/$$^{34}$$S同位体比分析の検討も行った。本研究により、原油中の微量元素Ag,Ba,Pbが汚染源の推定に有効であること、及び、サンゴの元素分析結果から過去の汚染履歴の推定が可能であることを明らかにした。

報告書

深部地下水の水理特性・地化学特性試験

青山 成夫*; 石井 卓*; 堀田 政國*; 安達 健男*; 堀江 芳博*; 穂刈 利之*

PNC TJ1060 92-001, 240 Pages, 1992/03

PNC-TJ1060-92-001.pdf:4.69MB

国内で開発された装置(HGP-Perm-10)を用いて、東濃鉱山正馬様洞AN-1号孔において、深部地下水の採水、水質計測、成分分析及び水理特性を測定し、地下深部の水理特性・地化学特性データの蓄積を図った。採水、水質計測は深度540.5$$sim$$560.5mの1区間で行い、総採水量は最終的に944lに達した採水期間は10日間に及び、得られた原位置センサーによる水質計測結果は、水温28.3$$^{circ}C$$、pH6.3、ORP-430mV、電気伝導度1890$$mu$$S/cmであった。フローセルセンサーによる地上での水質計測結果は、pH6.4、ORP-280mV、溶存酸素濃度0.25mg/l(換算値)であり、電気伝導度は不具合が発生し、正しく計測できなかった。また成分分析結果からは、Caと重炭酸イオンが多く、浅層地下水によく見られる水質を呈していた。また、$$delta$$D,$$delta$$18Oの分析値は当該地域の地表水と地下水との中間的な値であった。水理特性試験は(1)947$$sim$$951m(2)948$$sim$$952m(3)946$$sim$$950m(4)540.5$$sim$$544.5m(5)277.5$$sim$$281.5mで実施された。水理特性試験の内容は初期間隙水圧測定、定常注入試験、非定常試験であった。初期間隙水圧測定は水晶式圧力センサを用いて実施され、91.92$$sim$$26.29kgf/cm2の範囲の測定結果が得られ、深度に応じてほぼ静水圧分布していることがわかった。定常注入試験では、有効注入圧力と流量データの良好なリニアリティが得られ、4$$times$$10-8$$sim$$7$$times$$10-6cm/secの3オーダー弱の範囲の透水性を評価することができた。また非定常試験では、定流量ポンプにより1$$sim$$11cc/minの範囲で一定流量制御がなされ、0.013$$sim$$0.28md( 1$$times$$10-8$$sim$$3$$times$$10-7cm/sec)の範囲の浸透性を評価することができた。

口頭

「環境調和型材料開発研究会」平成17年度活動報告

友田 陽*; 西野 創一郎*; Harjo, S.; 高橋 東之*; 盛合 敦; 鈴木 徹也*; 足立 吉隆*

no journal, , 

民間企業の関心が高い「中性子応力測定法の高度化」に話題の中心を置きながら「量子ビームを環境調和型材料開発へ総合的に利用するニーズ開拓」を目標に、3回の公開研究会と地元企業とのモデル実験を行った。まず、中性子残留応力測定の普及・啓蒙とさらなる技術的発展の検討においてはaA原子力機構において2回,高エネ機構において1回のモデル実験を県内企業3社と行った。その成果は、日本材料学会講演大会(2件:5月),日本機械学会茨城講演会(9月)及びアジア熱処理大会(韓国にて11月:1件)において発表した。欧米におけるこの分野の状況を把握すべく、9月には3名の専門家を招聘して国際ワークショップを開催し理解を深めた。現在、国内で残留応力が測定できる装置は原子力機構のRESAのみであり、各種の宣伝が効を奏してビームタイムの半分近くが産業利用に使われる状況になっている。一方、応力測定以外にも、有望な産業利用方法が考えられ、本会の趣旨に沿って、「茨城県材料解析装置」等の装置も対象にした課題発掘を目指して、界面科学研究会及び次世代電池材料研究会と合同で研究会を開催した。これらの研究会には、新しい人々の参加が目立ち、お互いの交流が促進され中性子ユーザーの裾野を広げるのに役立ったと思われる。とりわけ、平成18年4月から物質材料研究機構がプロジェクトチームを作って取り組まれることになったことは、大きな戦力アップになると期待される。

口頭

In situ crystallographic observation of dynamic ferrite transformation evolution during hot deformation of low alloy steels

徐 平光; 友田 陽*; Koo, M.*; 米村 雅雄*; 鈴木 徹也*; Paradowska, A.*; Zhang, S. Y.*; 足立 吉隆*

no journal, , 

動的フェライト変態は鋼組織の超微細化を図る上で重要な手法として注目されている。変態前の母相を加工して格子欠陥密度を増加させ、核生成の優先サイトを増大させると、核生成速度が大きくなり、変態生成物が微細化されることは既に知られている。しかし、加工が変態中に行われる場合、不均一変形が顕著となるためフェライト変態に及ぼす影響が複雑化し、未だ微細化のメカニズムについては不明な点が残されている。本研究は、試料中の特定部位における複数の相の量や内部応力変化を同時にしかも連続的に観察が可能な飛行時間法中性子回折により、低合金鋼の熱間加工中における動的フェライト変態挙動を調査、検討した。

口頭

Crystallography of ausformed nanobainite

Gong, W.; 足立 吉隆*; Harjo, S.; 友田 陽

no journal, , 

"Nanobainites" with the microstructure consisting of nano-sized lamellar bainitic ferrite and carbon-enriched retained austenite, exhibited a very strong tensile strength of 2.3 GPa and toughness of 30 MPa m$$^{1/2}$$. The nanobainite transformation was found to be extremely accelerated by ausforming at a low temperature between 773 K to 523 K. However, the mechanism of bainite transformation effected by ausforming was still unclear. In the present work, EBSD and 3-D visualization were employed to investigate the crystallography and morphology of ausformed nanobainite. The active slip systems and variant selection of the Nishiyama-Wassermann (N-W) relationship are discussed.

口頭

Detailed intercomparison of atmospheric transport models using newly obtained concentration data of Cs-137 from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident

山澤 弘実*; 佐藤 陽祐*; 足立 振一郎*; 滝川 雅之*; 関山 剛*; 梶野 瑞王*; 寺田 宏明; 近藤 裕昭*; 打田 純也*; 五藤 大輔*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所(FDNPP)事故により放出されたCs-137の物理過程に着目した大気輸送モデル相互比較が実施され、12モデルが参加した。本研究では、茨城県内のモニタリングステーションで測定されたガンマ線スペクトルデータおよび浮遊粒子状物質ろ紙から分析された濃度データを用いて、2011年3月15日朝に南方へ輸送されたプルームに関してFDNPPから100-200km風下域のCs-137大気中濃度に関する各モデル結果の差異を解析した。比較では、(1)プルーム到達時刻、(2)濃度値、(3)地上濃度の風向直交方向の分布、(4)濃度の鉛直分布、(5)沈着過程を含むCs-137放射能の収支の各項目について解析した。また、降水が発生した3月16日に同エリアに輸送されたプルームについても解析を行った。

口頭

変形集合組織制御した$$omega$$-Tiにおける単軸引張特性

吉田 陽輝*; 足立 望*; 諸岡 聡; 徐 平光; Harjo, S.; 戸高 義一*

no journal, , 

工業純チタン(Ti)金属は、常温常圧下ではhcp構造の$$alpha$$相であるが、圧力上昇によってC6型構造Pearson Symbol: ${it hP3}$, Prototype: ${it CdI2}$の$$omega$$相へ圧力誘起相変態を生じる。$$omega$$相は通常高圧下でのみ存在する相である。しかし、巨大ひずみ加工の一つである高圧下ねじり(High-Pressure Torsion: HPT)加工により、$$omega$$相は常温常圧下でも安定化することが明らかとなった。HPT加工は純Ti, 純Zrにおける$$omega$$相単相バルク試料を作製できる唯一の方法であり、これを活用することで$$omega$$相の諸特性を明らかにすることができる。また、HPT加工によって生じる$$omega$$相は塑性変形によって変形集合組織を形成する。本研究では、中性子回折法を用いてHPT加工によって形成した$$omega$$-Tiの変形集合組織を調査した。また、形成した変形集合組織を活用し単軸引張試験における変形挙動と結晶方位の関係を調査した。中性子回折の結果、圧力2.5GPaでHPT加工した試料は$$alpha$$相単相であり、得られた極点図から(0001)$$alpha$$がHPT加工した試料板面に平行に配向することが分かった。圧力5GPaで加工した試料では、概ね$$omega$$相単相となり、(0002)$$omega$$が板面に対して垂直に配向することが分かった。また、破断形状と集合組織, シュミット因子の関係から、活動し得るすべり系を検討した。その結果、すべり系として(11$$bar{2}$$0)〈0001〉, (10$$bar{1}$$0)〈0001〉の活動が示唆された。

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