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山根 結太*; 中根 丈太郎*; 荒木 康史; 家田 淳一
Physical Review B, 113(1), p.014421_1 - 014421_7, 2026/01
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)We theoretically investigate emergent impedance induced by domain-wall dynamics in antiferromagnets. Emergent impedance, arising from a combined action of spin-transfer torque and spinmotive force, was previously predicted and observed in spiral magnets. Here we develop a formalism for the electrical response of an antiferromagnetic domain wall under ac currents, and obtain analytical expressions for the resulting emergent impedance. We find that two dynamical modes play separate roles in the emergent impedance: Translational motion of the domain-wall center generates a contribution proportional to its velocity, analogous to that arising from the corresponding motion of a spiral magnet. Another contribution, unique to antiferromagnetic domain walls, originates from the time-dependent canting of the sublattice magnetizations localized within the moving domain wall, whose magnitude is inversely proportional to the antiferromagnetic exchange coupling constant. The competition between these two distinct contributions determines the sign and magnitude of the imaginary part of the emergent impedance at sub-resonant frequencies. Our results provide a fundamental insight into electron transport in antiferromagnets, and open avenues for novel antiferromagnet-based spintronics devices.
荒木 祥平; 新垣 優; 前川 知之; 神川 豊; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 多田 裕太; 住谷 正人; 関 真和; 會澤 栄寿; et al.
Proceedings of Nuclear Criticality Safety Division 2025 Conference (NCSD 2025) (Internet), p.80 - 89, 2025/09
燃料デブリの臨界安全管理に資するため、STACY更新炉にコンクリート模擬体を装荷した実験を実施した。炉心は4.98wt%のUO
燃料と軽水及び、デブリ構造材模擬体(コンクリート)で構成され、デブリ構造材模擬体(コンクリート)の装荷本数が9,25,69本である3種類の炉心を構成した。これらの炉心の臨界水位データを取得し、MCNP6.2及びJENDL-4.0をはじめとした核データライブラリで解析を実施した。解析の結果、計算値はデブリ構造材模擬体(コンクリート)の装荷量に従って、実験データを過大に評価する傾向があることが明らかとなった。
荒木 祥平; 會澤 栄寿; 村上 貴彦; 新垣 優; 多田 裕太; 神川 豊; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 住谷 正人; 関 真和; et al.
Annals of Nuclear Energy, 217, p.111323_1 - 111323_8, 2025/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)原子力機構では、臨界集合体STACYを均質溶液体系から非均質軽水減速体系へと更新した。STACY更新炉においても最大熱出力は200Wと定められており、熱出力校正は運転を行う上で重要である。熱出力測定においては、溶液系STACYで用いていたFPの分析による熱出力の評価が適応できなかったため、放射化法をベースとする実験データと数値計算を組み合わせて出力を評価する手法をSTACY更新炉の体系に適応し、測定を実施した。測定データを基に出力校正を実施した結果、校正後の指示値は放射化法による測定結果と3%以内で一致した。
山根 結太*; 荒木 康史; 深見 俊輔*
Physical Review B, 111(14), p.144412_1 - 144412_9, 2025/04
被引用回数：2 パーセンタイル：58.46(Materials Science, Multidisciplinary)We study the Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI) appearing at the interface of a nonmagnetic/noncollinear-antiferromagnetic bilayer. The DMI is an antisymmetric exchange interaction between neighboring magnetic spins, arising in the absence of an inversion center between the spins, the explicit expression of which is dictated by system symmetry. We formulate the interfacial DMI for different crystalline orientations of the noncollinear antiferromagnet with a stacked-kagome lattice structure. From this formulation, we show that, when the kagome planes are perpendicular to the sample film plane, the DMI serves as a uniaxial magnetic anisotropy for the antiferromagnetic order parameter. Our findings reveal an important physical manifestation of a DMI, shedding light on microscopic mechanisms of the magnetic anisotropy in noncollinear antiferromagnets.
伊藤 健吾*; 守田 美咲*; 荒木 優太*; 加藤 千図*; 福谷 哲*; 松村 達郎; 藤井 俊行*
Solvent Extraction Research and Development, Japan, 32(1), p.53 - 62, 2025/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Multidisciplinary)高レベル廃液中のロジウム(Rh)とパラジウム(Pd)は主要な核分裂生成物である。本研究では、これらの白金族元素(PGEs)の新規な抽出剤HONTA及びADAAMによる溶媒抽出挙動を理解することを目的とした。これらの抽出剤はPdに親和性を示し、その分配係数は1を有意に超えPd分離に対する有効性を示している。これに対して、Rhの分配係数は、一貫して10
を下回っており、硝酸からの抽出効率が低いことを示している。しかし、硝酸カルシウム水和物を用いた塩析効果により、HONTAによるRhの分配係数約570を達成した。HONTAによる白金族元素の逆抽出の困難さを克服するため、HEDTA及びチオ尿素を用いた実験を行った。高濃度硝酸(
2M)におけるHEDTAによる逆抽出では約90%のPdが抽出されていたが、硝酸系におけるチオ尿素による逆抽出では、抽出されていたRhは約40%であり塩酸系では最大62.7%であった。
家田 淳一; 荒木 康史; 山根 結太*
固体物理, 59(8), p.403 - 410, 2024/08
In recent years, "emergent inductors" using current-induced magnetization dynamics in magnetic nanostructures have been discovered, opening the way to power control in the nanoscale, which was previously impossible. We review the spin-orbit interaction phenomenon for emergent inductors.
Han, J.*; 内村 友宏*; 荒木 康史; Yoon, J.-Y.*; 竹内 祐太郎*; 山根 結太*; 金井 駿*; 家田 淳一; 大野 英男*; 深見 俊輔*
Nature Physics, 20(7), p.1110 - 1117, 2024/07
被引用回数：41 パーセンタイル：98.15(Physics, Multidisciplinary)量子状態の幾何学的構造を特徴づける基礎的な量として、「量子計量」と「ベリー曲率」が存在する。ベリー曲率は、凝縮系において多種の重要な現象に寄与することが知られている。一方、量子計量も新たなトポロジカル物理現象の起源となることが予想されているが、特に常温常圧下においては、その効果はほとんど探索されていない。本研究では、トポロジカルカイラル反強磁性体Mn
Snと白金の接合系を用い、界面でのナノスピン構造を介して、電子系の量子計量構造の制御に成功した。ベリー曲率ではなく量子計量特有の効果として、時間反転反対称でかつ電子散乱に対して頑強な、二次非線形ホール効果を測定した。更に、界面スピン構造は弱磁場及び界面スピン軌道相互作用によって急峻に変調されるため、量子計量構造も鋭敏に制御可能であることを示した。本研究成果により、量子状態に内在する量子計量構造を活用したトポロジカル物理現象が室温環境下でも可能になり、且つ応用面においても非線形素子を構築する助けとなることが期待される。
荒木 祥平; 郡司 智; 新垣 優; 村上 貴彦; 吉川 智輝; 長谷川 健太; 多田 裕太; 井澤 一彦; 須山 賢也
Proceedings of 4th Reactor Physics Asia Conference (RPHA2023) (Internet), 4 Pages, 2023/10
STACY更新炉における熱出力校正試験に向けて、放射化箔を用いた積算出力の評価方法の妥当性を検証するため、溶液系STACYで測定された放射化実験データを用いて、積算出力を評価した。放射化法による評価結果と溶液系STACYにおいて出力評価に用いられていた核分裂生成物の測定による評価結果とを比較し両者がよく一致することを確認した。
中辻 知*; 久我 健太郎*; 木村 健太*; 佐竹 隆太*; 片山 尚幸*; 西堀 英治*; 澤 博*; 石井 梨恵子*; 萩原 政幸*; Bridges, F.*; et al.
Science, 336(6081), p.559 - 563, 2012/05
被引用回数：128 パーセンタイル：95.00(Multidisciplinary Sciences)フラストレートした磁性体においても最低温度まで乱れが残る場合がある。その一例がBa
CuSb
O
であり、微視的に見ると磁気的に非対称である一方、長さ,時間スケールともに平均的に見ると対称な状態にある。われわれは、この物質において静的なヤーンテラー歪を示すことなくCu
イオンのハニカム格子が、フラストレートした状態にあることを見いだした。このハニカム格子においては、スピン1/2同士が2次元的にランダムに結合しており、スピンダイマー的なブロードな励起があり、また低エネルギーのスピン自由度が残ることが見られた。
西谷 健夫; 谷川 博康; 實川 資朗; 野澤 貴史; 林 君夫; 山西 敏彦; 土谷 邦彦; M
slang, A.*; Baluc, N.*; Pizzuto, A.*; et al.
Journal of Nuclear Materials, 386-388, p.405 - 410, 2009/04
被引用回数：32 パーセンタイル：86.64(Materials Science, Multidisciplinary)原型炉の開発においては、増殖ブランケット技術の確立が最も重要な工学課題である。増殖ブランケット技術の開発では、高い中性子フルエンス,高温,高磁場等の厳しい環境で健全性を有する構造材及びトリチウム増殖材・中性子増倍材等の機能材料の開発が急務となっている。日欧間で進められている幅広いアプローチ活動(BA)の一つである原型炉工学R&D活動では、日欧双方が重要かつ不可欠と考える基盤的なR&Dとして、低放射化フェライト鋼,SiC/SiC複合材,先進中性子増倍材,先進トリチウム増殖材及びトリチウム技術の開発を行う予定である。本論文では、BAにおける低放射化フェライト鋼,SiC/SiC複合材,先進中性子増倍材,先進トリチウム増殖材の開発計画についてその概要を述べる。
荒木 政則; 鎌田 裕; 森 雅博; 西谷 健夫
電気評論, 92(10), p.38 - 44, 2007/10
日本原子力研究開発機構が所掌する核融合研究開発の現状と今後の展開について概観する。具体的には、核融合試験装置JT-60を中心とした研究成果を簡潔に示すとともに、国際協力で進める国際熱核融合実験炉ITER計画の展開(設計,R&D等の技術的活動と建設に向けた経緯)、及び核融合エネルギーの実現に不可欠な核融合原型炉の実現に向けた幅広いアプローチ活動について概要を示す。
栗山 正明; 秋場 真人; 秋野 昇; 荒木 政則; 大楽 正幸; 海老沢 昇; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 井上 多加志; 河合 視己人; et al.
JAERI-M 87-169, 182 Pages, 1987/10
JT-60粒子入射加熱装置(JT-60NBI)は、JT-60の臨界条件を達成するため、75keV(50~100keV)のビームエネルギーで、最大20MW/10秒の高速中性ビームをJT-60プラズマに打ち込むものである。JT-60NBIに要求される性能は、従来のNBI装置の性能をはるかに凌ぐもので、その設計製作には従来の技術レベルを大きく越える必要があった。このため、イオン源を中心としてJT-60NBIの構成機器の試作開発を10年以上に渡って進めてきて、その集大成として、1986年、JT-60NBIの完成に漕ぎつけた。この報告書は、JT-60NBIの技術開発及び設計についてまとめたものである。
松田 慎三郎; 秋場 真人; 荒木 政則; 大楽 正幸; 海老沢 昇; 堀池 寛; 伊藤 孝雄; 金井 文雄*; 河合 視己人; 小又 将夫; et al.
Fusion Engineering and Design, 5, p.85 - 100, 1987/00
被引用回数：25 パーセンタイル：88.79(Nuclear Science & Technology)JT-60NBI加熱装置のシステムと特徴についてまとめたものである。
守田 美咲*; 荒木 優太*; 上原 章寛*; 福谷 哲*; 津幡 靖宏; 松村 達郎; 藤井 俊行*
no journal, ,
核分裂生成物元素のロジウムの放射性核種は半減期が短いため、冷却後の使用済核燃料に含まれているロジウムは、非放射である
Rhが主な同位体となる。このため、使用済核燃料から回収したロジウムは放射能が低く、その価値は高い。またロジウムなどの白金族元素はガラスへの溶融性が悪く、ガラス固化の際に問題となるため、高レベル放射性廃液からの分離が検討されている。しかし、これまでの研究において溶媒抽出特性の報告例は少なく、詳細な抽出挙動は不明である。そこで本研究では、リン酸トリブチル(TBP)、CMPO(n-Octyl(phenyl)
-diisobutylcarbamoylmethylphosphine Oxide)及びジグリコールアミドを用いてロジウムの抽出実験を実施した。その結果、ロジウムの分配比は総じて低く、アクチノイド及びランタノイドに対して高い分離係数を示すことが明らかとなった。
荒木 祥平; 村上 貴彦; 神川 豊; 新垣 優; 多田 裕太; 會澤 栄寿; 石井 淳一; 関 真和; 井澤 一彦; 郡司 智
no journal, ,
STACYにおいて実験運転に向けた一連の性能試験を実施した。一部試験において、所定の原子炉出力での運転が求められているが、旧STACYにおいて利用していた出力計を更新後のSTACYに合わせて校正する必要があった。本発表では、出力校正に放射化箔法を使うための熱出力運転と出力校正の結果を報告する。出力校正に用いた炉心は燃料棒253本と可動装荷物駆動装置で構成される。放射化箔法には金箔を用い、可動装荷物駆動装置内部のサンプル収納部に設置した。運転は核計装指示値で20W、50Wの2回を実施し、金の放射化量から積算出力を評価した。出力評価に利用した中性子束及び、放射化箔の応答はそれぞれMVP及びPHITSを核データにはJENDL-5を用いて評価した。それぞれの測定において積算出力は4.2Wh及び8.9Whであり、旧STACYの設定を用いた核計装指示値は放射化箔法による評価値より50%程度高くなることがわかった。この結果を基に安全出力計の指示値を校正し、所定の試験を実施した。
Han, J.*; 内村 友宏*; 荒木 康史; Yoon, J.-Y.*; 竹内 祐太郎*; 山根 結太*; 金井 駿*; 家田 淳一; 大野 英男*; 深見 俊輔*
no journal, ,
The quantum metric and Berry curvature are two fundamental and distinct factors that describe the geometry of quantum eigenstates. While the role of the Berry curvature in governing various condensed-matter states has been investigated extensively, the quantum metric, which was also predicted to induce topological phenomena of equal importance, has rarely been studied. Recently, a breakthrough has been made in observing the quantum-metric nonlinear transport in a van der Waals magnet, but the effect is limited at cryogenic temperature and is tuned by strong magnetic fields of several teslas. In our study, we demonstrate room-temperature manipulation of the quantum-metric structure of electronic states through its interplay with the interfacial spin texture in a topological chiral antiferromagnet/heavy metal Mn3Sn/Pt heterostructure, which is manifested in a time-reversal-odd second-order Hall effect (ScHE). We show the flexibility of controlling the quantum-metric structure with moderate magnetic fields and verify the quantum-metric origin of the observed ScHE by theoretical modeling. Our results open the possibility of building applicable nonlinear devices by harnessing the quantum-metric structure of electronic states.
荒木 祥平; 新垣 優; 前川 知之; 村上 貴彦; 長谷川 健太; 吉川 智輝; 多田 裕太; 神川 豊; 住谷 正人; 関 真和; et al.
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故で発生した燃料デブリの臨界管理に資するため原子力機構では臨界実験装置STACYを溶液体系から燃料棒と軽水で構成する非均質熱体系への更新を行った。2023年12月更新工事が完了し、2024年4月に初臨界を迎え、2024年8月から実験運転を開始した。2025年1月よりデブリの組成を模擬した実験に向けて炉内構造物を模擬した実験用装荷を用いた実験を計画している。本発表ではSTACY更新炉の現状と今後の実験計画について報告する。
荒木 優太*; 守田 美咲*; 福谷 哲*; 津幡 靖宏; 松村 達郎; 藤井 俊行*
no journal, ,
高レベル放射性廃液から長半減期核種を分離することで、廃棄物の潜在的有害度を大幅に低減することができ、長期リスクの低減につながる。パラジウムは使用済燃料に含まれる核分裂生成物元素であり、質量数107を持つ核種は、半減期が6.5
10
年ほどあり、分離の対象となっている。また、パラジウムは高速中性子に対する反応断面積が大きいため、将来的なマイナーアクチノイドの核変換工程において妨害元素となる。本研究では、パラジウムの分離に焦点を当て、硝酸溶液からのパラジウムの溶媒抽出挙動を研究した。また、比較のため、パラジウムと同族元素であるニッケルの抽出挙動も調べた。その結果、リン酸トブチル及びジグリコールアミドでは、パラジウムの分配比は同族元素であるニッケルよりも著しく高く、高酸性度条件下で特徴的な酸性度依存性が見られることが明らかとなった。
荒木 祥平; 吉川 智輝; 新垣 優; 神川 豊; 長谷川 健太; 多田 裕太; 住谷 正人; 関 真和; 會澤 栄寿; 石井 淳一; et al.
no journal, ,
燃料デブリには原子炉構造材である鉄やコンクリートが含まれていると考えられるため、臨界管理における解析手法の妥当性確認のためには、これらの主要成分であるFeやSi、Caといった核種を炉心に直接装荷して取得した臨界実験データの新規取得が必要である。本研究では、中性子吸収効果の大きく臨界安全性に大きな影響があると考えられるFeに着目し、STACY更新炉における臨界実験を実施した。実験においては、炉心に燃料棒と同じサイズのステンレス棒を装荷し、燃料棒及びステンレス棒の位置と本数を変えて複数の臨界水位を測定した。これらの実験データはJEDNL-5をはじめとする核データライブラリを用いて解析し、核データライブラリの検証を行った。発表においては実験データ及び解析結果を示す。
青山 卓史; 伊藤 主税; 荒木 義雄; 内藤 裕之; 岡崎 幸基*; 原野 英樹*; 渡辺 賢一*; 井口 哲夫*; 竹川 暢之*; 近藤 豊*
no journal, ,
高速炉プラントの安全性向上のため、レーザ共鳴イオン化質量分析法を用いたナトリウム漏えい検知技術の開発を進めている。昨年度までに検出プロセスにかかわる基礎試験を終え、その結果に基づき微量Na分析装置を設計・製作した。今年度は、集積板への付着率評価試験と製作した微量Na分析装置による安定同位体検出試験を行った。付着率評価試験では、集積板候補材の比較により集積板の材料として選んだTi多孔質体へのNa付着量を分析し、エアロゾルの集積板への付着率は20%との結果を得た。また、付着には凹凸形状が寄与することを確認した。安定同位体検出試験では、1波長のレーザのみを使うイオン化機構を用いて、製作した装置でエアロゾルを検出できることを確認した後、高感度化が期待される電場を使うイオン化機構を用いてエアロゾルを検出し、感度が約8倍に向上したことを確認した。さらに極短パルス電源を用いるシステムへ改造し、S/N比を5倍改善した。今後、検出方法の最適化を図り、
Naを用いて微量濃度のエアロゾルを検出し、来年度には
Naの検出性能を評価する。本研究により、高速炉プラントの安全性を向上させ、高速増殖炉サイクルの実現に寄与する。
