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Niu, X.*; Elakneswaran, Y.*; Li, A.*; Seralathan, S.*; 菊池 亮佑*; 平木 義久; 佐藤 淳也; 大杉 武史; Walkley, B.*
Cement and Concrete Research, 190, p.107814_1 - 107814_17, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Construction & Building Technology)Metakaolin-based geopolymers have attracted significant interest in decontaminating radioactive debris from the Fukushima nuclear accident. This study explored the incorporation of boron (B) into geopolymers using boric acid as the source, with the goal of developing B-enriched geopolymers for enhanced radionuclide immobilisation and neutron capture potential.
Joung, S.*; Ji, Y.-Y.*; Choi, Y.*; Lee, E.*; Ji, W.*; 佐々木 美雪; 越智 康太郎; 眞田 幸尚
Journal of Instrumentation (Internet), 20(4), p.P04027_1 - P04027_10, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)An airborne survey system named the MARK-A1 was previously developed to be mounted on an unmanned aerial vehicle for the purpose of application in contaminated areas with high dose rate levels. The MARK-A1 system consists of a CZT detector, signal processing unit, and positioning and interface units linked to a PC on the ground. The weight of the system is below 1 kg for loading on a commercial drone. In the current work, for experimental verification, field testing was conducted in a high dose rate environment near the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. With the cooperation of the Japan Atomic Energy Agency, the MARK-A1 was installed on an unmanned aerial vehicle to conduct airborne surveys using two flight methods, namely a flat flight and a step flight, at various speeds. The airborne survey data were converted to gamma dose rates at a height of 1 m above the ground using a flat source model to create contamination maps. For a comparative evaluation of the airborne survey results, an in situ survey was also conducted in the survey area, and it was confirmed that the step flight method better matched the surface survey results.
Metcalfe, R.*; Benbow, S. J.*; 川間 大介*; 舘 幸男
Science of the Total Environment, 958, p.177690_1 - 177690_17, 2025/01
花崗岩が隆起している条件を対象とした地層処分の安全評価においては、隆起による地質条件の変化とそれに伴う放射性核種の移行・遅延特性への影響を考慮する必要がある。このような地質環境の長期変遷を考慮した安全評価では、十分に現実的な数値モデルと適切なパラメータを適用する必要がある。しかしながら、隆起過程には、岩石特性や核種移行特性の変化などを含む複雑な連成現象が含まれるため、モデルの開発には困難を伴う。ここでは、いくつかの代表的な放射性核種を対象とした連成モデル解析を通じて、現実的で保守的なプロセスの概念化とモデルパラメータの設定を検討するための方法論を提示する。
前川 暁洋*; 佐久間 一幸; Fan, S.*; 福田 美保*; 那須 康輝*; 谷口 圭輔*
KEK Proceedings 2024-6, p.7 - 12, 2024/12
最新の気候変動予測シナリオである2023年版(IPCC第6次評価報告書準拠)を用いて気候変動に応じた将来の放射性セシウム流出量の評価を行った。計算モデルMERCURYを用いて阿武隈川の二本松地点における2031-2049年及び2081-2099年のセシウム-137流出量を推定した。気候変動シナリオ(SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5)において2031-2049年(約2.6-3.1TBq)より2081-2099年(約0.83-0.95TBq)の流出量が小さく、気候変動シナリオの違いによる流出量の差は大きくなかった。
Catumba, G.*; 平口 敦基; Hou, W.-S.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Physical Review Research (Internet), 6(4), p.043172_1 - 043172_12, 2024/11
様々な表現の物質場と結合するゲージ理論は、物理学の様々な分野で重要な役割を果たしている。最近、銅酸化物超伝導体の最適ドーピング近傍の興味深い擬ギャップ相のいくつかの側面が、発現したSU(2)ゲージ対称性によって説明できるかもしれないことが提案された。ホールドーピングによる転移付近では、4つの随伴スカラー場と結合した(2+1)次元SU(2)ゲージ理論を構築することができ、異なる破れた対称性を持つ様々な相が存在する豊かな相図を与える。我々は、ハイブリッドモンテカルロ法を用いて、ユークリッド格子上でこのモデルの相図を研究した。その結果、これまでの平均場の研究で予言されていたように、対称性が破れた複数の相が存在することがわかった。4点相互作用によって、摂動論の範囲ではこの理論のSU(2)ゲージ対称性はU(1)か
に分解される。さらに、我々はこの理論における閉じ込め-非閉じ込め転移を評価し、我々が研究した格子体積の範囲では、どちらの破れた相も非閉じ込め相であることを見いだした。しかしながら、ポリヤコフループの振る舞いには2つの相で顕著な違いがあることがわかった。
gauge fieldsCatumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 453, p.87_1 - 87_9, 2024/11
本研究では、ゲージ場と相互作用する一般的な2ヒッグスダブレット模型を格子ゲージ理論で議論する。秩序変数の代わりとしてゲージ不変の大域的観測量を計算することにより、この模型の相図を調べた。それぞれの相において、裸の結合定数の組み合わせや対称性の破れのパターンを変えて理論のスカラー粒子およびベクトルボソン粒子の質量の評価を行なった。またスケール設定と走るゲージ結合定数の決定は、ウィルソンフロウの計算によって行なった。
Catumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 453, p.362_1 - 362_7, 2024/11
本研究では、最近Sachdevらによって最適ドーピング付近の銅酸化物超伝導体の物理を説明するために提案された、随伴表現の4つのヒッグス場を持つ3次元SU(2)ゲージ理論を議論する。この理論の閉じ込め相は通常のフェルミ液体相に対応し、ヒッグス相は銅酸化物の擬ギャップ相に対応しており、我々はハイブリッドモンテカルロ法を用いて理論の相図を調査した。我々は、先行研究の平均場での計算に定性的に従う様々な相の存在を発見し、銅酸化物におけるそれらの役割について議論する。さらに、閉じ込め非閉じ込め相転移を調べるためにポリヤコフループの振る舞いを調べ、ヒッグス相が安定な非閉じ込め相を持つことを見いだした。
RhSi社本 真一; 山内 宏樹; 飯田 一樹*; 池内 和彦*; 金子 耕士; Chen, Y.-S.*; 矢野 真一郎*; Hsu, P.-T.*; Lee, M. K.*; Hall, A. E.*; et al.
Physical Review Research (Internet), 6(3), p.033303_1 - 033303_7, 2024/09
MnRhSiの磁気励起は少なくとも0.3から140meVに広がる。200Kでの非弾性散乱強度を積分することで、Mnサイト当たり約5
の磁気モーメントは、約5であることがわかった。一方で、長距離磁気秩序の磁気モーメントは4Kでわずか2.61であり、多くの部分が低温まで揺らいでいることがわかった。
Sn wires with and without Cu-Nb reinforcement中本 美緒*; 菅野 未知央*; 荻津 透*; 杉本 昌弘*; 谷口 諒*; 廣瀬 清慈*; 川崎 卓郎; Gong, W.; Harjo, S.; 淡路 智*; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 34(5), p.8400806_1 - 8400806_6, 2024/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Engineering, Electrical & Electronic)For an accelerator magnet, a certain mechanical strength is required to sustain against a transverse compression stress due to Lorentz force. A bronze-route NbSn wire with Cu-Nb reinforcement was developed by Tohoku University and Furukawa Electric to enhance the strength against axial tension. The Cu-Nb reinforcement wire also exhibited some indication of strength improvement against transverse compression; however, the details of a reinforcement mechanism for the transverse compression stress have not been clarified. In this study, the internal strains of NbSn bronze-route wires with and without the Cu-Nb reinforcement under transverse compression stress were evaluated by neutron diffraction at BL19 (TAKUMI) in J-PARC. The samples were attached to jig with solder only at the ends and compression was applied at the center of the samples with 30-mm anvil with 5-mm wide and 8- to 15-mm high beam. Since a critical current, Ic of a superconducting wire depends on the three-dimensional strain, internal strain of NbSn along the axial and two orthogonal radial directions were evaluated at room temperature (RT). In the different setup, Ic measurements of the wires under transverse compression stresses were also performed at 4.2 K and 14.5 T. Using 3-mm wide anvil, the transverse compression was applied at 4.2 K or RT. The neutron diffraction results indicated no significant differences in the internal strains of NbSn under transverse compression between the samples with and without Cu-Nb reinforcement, while the Ic measurements showed potential increase in the irreversible stress (
) for Cu-Nb reinforced wires. The reason for this discrepancy was discussed based on the difference in the experimental setups for each measurement.
Zeng, Z.*; Zhou, C.*; Zhou, H.*; Han, L.*; Chi, R.*; Li, K.*; 古府 麻衣子; 中島 健次; Wei, Y.*; Zhang, W.*; et al.
Nature Physics, 20(7), p.1097 - 1102, 2024/07
被引用回数：12 パーセンタイル：94.31(Physics, Multidisciplinary)Emergent quasiparticles with a Dirac dispersion in condensed matter systems can be described by the Dirac equation for relativistic electrons, in analogy with Dirac particles in high-energy physics. For example, electrons with a Dirac dispersion have been intensively studied in electronic systems such as graphene and topological insulators. However, charge is not a prerequisite for Dirac fermions, and the emergence of Dirac fermions without a charge degree of freedom has been theoretically predicted to be realized in Dirac quantum spin liquids. These quasiparticles carry a spin of 1/2 but are charge-neutral and so are called spinons. Here we show that the spin excitations of a kagome antiferromagnet, YCu
(OD)
Br
[Br
(OD)
], are conical with a spin continuum inside, which is consistent with the convolution of two Dirac spinons. The predictions of a Dirac spin liquid model with a spinon velocity obtained from spectral measurements are in agreement with the low-temperature specific heat of the sample. Our results, thus, provide spectral evidence for a Dirac quantum spin liquid state emerging in this kagome lattice antiferromagnet. However, the locations of the conical spin excitations differ from those calculated by the nearest-neighbor Heisenberg model, suggesting the Dirac spinons have an unexpected origin.
Li, S.; 山口 義仁; 勝山 仁哉; Li, Y.
Proceedings of ASME 2024 Pressure Vessels & Piping Conference (PVP 2024) (Internet), 8 Pages, 2024/07
Flaws due to stress corrosion cracking (SCC) were recently detected in welded joints of austenitic stainless steel piping lines in pressurized water reactors. Welding-induced high hardness and tensile residual stress are known as one of the main factors affecting SCC. In this work, thermal-elastic-plastic coupled three-dimensional finite element analyses were performed to investigate the distributions of welding residual stress and hardness in butt-welded joints of Type 316 stainless steel. Different heat inputs were applied to the pipe welds, including normal heat input, high heat input and very high heat input. Two different constraint conditions were considered for the welded joints, i.e., both ends free or clamped, the latter indicating that the welded joint is constrained by the surrounding piping system. Simulation results were compared with experimental data such as welding thermal cycle, axial shrinkage and residual stress for validation. The effects of heat input and constraint condition on the welding residual stress and hardness at different sections of the welded joints including the weld start/end location were discussed in detail.
-phase in Al-Mg-Si alloys during aging treatmentAhmed, A.*; Uttarasak, K.*; 土屋 大樹*; Lee, S.*; 西村 克彦*; 布村 紀男*; 清水 一行*; 平山 恭介*; 戸田 裕之*; 山口 正剛; et al.
Journal of Alloys and Compounds, 988, p.174234_1 - 174234_9, 2024/06
被引用回数：10 パーセンタイル：95.29(Chemistry, Physical)本研究は、Al-Mg-Si合金における相の成長過程を形態進化の観点から明らかにすることを目的とする。本研究では、高分解能透過電子顕微鏡(HR-TEM)、集束イオンビーム(FIB)及び光学顕微鏡(OM)を用いて、相の配向関係、形状、成長過程、ミスフィット値、及び相とAlマトリックスとの界面状態を調べた。その結果、相の端にファセットが確認され、相の新しい3次元形状が2つ提案された。我々は、MgSi結晶の成長過程における形態変化を説明するためにミスフィットを計算し、不安定な{111}ファセットが(001)ファセットや(011)ファセットと比較して高いミスフィット値を持つことを解明した。これは、Al-Mg-Si合金の微細構造変化を予測し、所望の特性を持つ材料を設計するために重要な知見である。
Baccou, J.*; Glantz, T.*; Ghione, A.*; Sargentini, L.*; Fillion, P.*; Damblin, G.*; Sueur, R.*; Iooss, B.*; Fang, J.*; Liu, J.*; et al.
Nuclear Engineering and Design, 421, p.113035_1 - 113035_16, 2024/05
被引用回数：6 パーセンタイル：96.49(Nuclear Science & Technology)In the Best-Estimate Plus Uncertainty (BEPU) framework, the use of best-estimate code requires to go through a Verification, Validation and Uncertainty Quantification process (VVUQ). The relevance of the experimental data in relation to the physical phenomena of interest in the VVUQ process is crucial. Adequacy analysis of selected experimental databases addresses this problem. The outcomes of the analysis can be used to select a subset of relevant experimental data, to encourage designing new experiments or to drop some experiments from a database because of their substantial lack of adequacy. The development of a specific transparent and reproducible approach to analyze the relevance of experimental data for VVUQ still remains open and is the topic of this contribution. In this paper, the concept of adequacy initially introduced in the OECD/NEA SAPIUM (Systematic APproach for model Input Uncertainty quantification Methodology) activity is formalized. It is defined through two key properties, called representativeness and completeness, that allows considering the multifactorial dimension of the adequacy problem. A new systematic approach is then proposed to analyze the adequacy of a set of experimental databases. It relies on the introduction of two sets of criteria to characterize representativeness and completeness and on the use of multi-criteria decision analysis method to perform the analysis. Finally, the approach is applied in the framework of the new OECD/NEA ATRIUM activity which includes a set of practical IUQ exercises in thermal-hydraulics to test the SAPIUM guideline in determining input uncertainties and forward propagating them on an application case. It allows evaluating the adequacy of eight experimental databases coming from the Super Moby-dick, Sozzi-Sutherland and Marviken experiments and identifying the most adequate ones.
Rapp, L.*; 松岡 健之*; Firestein, K. L.*; 寒河江 大輔*; 羽原 英明*; 向井 啓一郎*; 田中 和夫*; Gamaly, E. G.*; 兒玉 了祐*; 瀬戸 雄介*; et al.
Physical Review Research (Internet), 6(2), p.023101_1 - 023101_18, 2024/04
固体表面に超相対論的強度のレーザーパルスを照射すると表面にプラズマが発生し、内部は超高圧状態になることが知られている。本研究ではシリコン単結晶に当該レーザーを照射し、内部に生成された高圧相の結晶構造分析をBL22XU(JAEA-BL)の応力・イメージングステーションの回折システムにより実施した。その結果、内部には体心、菱面体、六方晶、正方晶というシリコンが持つといわれている高圧相の存在が確認された。今後は、さらにデータの蓄積を図り、材料内部の構造、強度、機能性制御への発展を図っていきたいと考えている。
Linh, B. D.*; Corsi, A.*; Gillibert, A.*; Obertelli, A.*; Doornenbal, P.*; Barbieri, C.*; Duguet, T.*; G
mez-Ramos, M.*; Holt, J. D.*; Hu, B. S.*; et al.
Physical Review C, 109(3), p.034312_1 - 034312_15, 2024/03
被引用回数：2 パーセンタイル：74.11(Physics, Nuclear)理化学研究所RIビームファクトリーにて中性子過剰核
Arビームからの1中性子ノックアウト反応実験を行い、
Arのエネルギー準位および分光学的因子を導出した。特に、第一励起状態の
への分光学的因子が大きいことから、始状態のArの基底状態において中性子が
軌道を多く占めていることがわかった。これは、中性子数32がよい魔法数として知られる
Caとは異なった性質であり、カルシウムからアルゴンへと陽子が2個減ることで閉殻構造が大きく崩れることが明らかになった。
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.
渡部 浩司*; 佐藤 達彦; Yu, K. N.*; Zivkovic, M.*; Krstic, D.*; Nikezic, D.*; Kim, K. M.*; 山谷 泰賀*; 河地 有木*; 田中 浩基*; et al.
Radiation Protection Dosimetry, 200(2), p.130 - 142, 2024/02
被引用回数：2 パーセンタイル：43.92(Environmental Sciences)DynamicMCは、人体ファントムが単色線源に照射されたときの3次元線量分布を簡単に計算可能なGUIソフトウェアである。従来は、米国産放射線挙動解析コードMCNPと接続して使うよう設計されていた。本研究では、DynamicMCをPHITSと接続して使うように改良し、いくつかの新機能を付加した。具体的な改良点は以下の通りである。(1)単色のみならず放射性同位元素の崩壊により生じる様々なエネルギースペクトルを持つ線源に対応可能とした、(2)臓器吸収線量を計算可能とした、(3)複数の条件に対する平均線量を計算可能とした、(4)遮蔽物の影響を考慮可能とした。本改良により、DynamicMCは放射線防護の研究や教育など様々な目的で利用可能となった。
小山 元道*; 山下 享介*; 諸岡 聡; 澤口 孝宏*; Yang, Z.*; 北條 智彦*; 川崎 卓郎; Harjo, S.
鉄と鋼, 110(3), p.197 - 204, 2024/02
被引用回数：1 パーセンタイル：36.18(Metallurgy & Metallurgical Engineering)The local plasticity and associated microstructure evolution in Fe-5Mn-0.1C medium-Mn steel (wt.%) were investigated in this study. Specifically, the micro-deformation mechanism during L
ders banding was characterized based on multi-scale electron backscatter diffraction measurements and electron channeling contrast imaging. Similar to other medium-Mn steels, the Fe-5Mn-0.1C steel showed discontinuous macroscopic deformation, preferential plastic deformation in austenite, and deformation-induced martensitic transformation during Lders deformation. Hexagonal close-packed martensite was also observed as an intermediate phase. Furthermore, an in-situ neutron diffraction experiment revealed that the pre-existing body- centered cubic phase, which was mainly ferrite, was a minor deformation path, although ferrite was the major constituent phase.
SnHuang, Z.*; Wang, W.*; Ye, H.*; Bao, S.*; Shangguan, Y.*; Liao, J.*; Cao, S.*; 梶本 亮一; 池内 和彦*; Deng, G.*; et al.
Physical Review B, 109(1), p.014434_1 - 014434_9, 2024/01
被引用回数：3 パーセンタイル：57.35(Materials Science, Multidisciplinary)TbMnSn is a correlated topological magnet with a Mn-based kagome lattice, in which a Chern gap opens at the Dirac point at low temperatures. The magnetic moment direction of the ferrimagnetic order changes from in the kagome plane to the out-of-plane upon cooling, which is essential for generating the Chern gap, but the underlying mechanism for the spin reorientation remains elusive. Here, we investigate the spin-reorientation transition in TbMnSn using neutron scattering. We provide direct evidence for the spin-reorientation transition and unveil the coexistence of two Tb modes at 200 K. To account for these results, we put forward a model based on SU(N) spin-wave theory, in which there is a temperature evolution of the ground state Tb 
orbitals, driven by the crystalline electric field, single-ion anisotropy, and exchange interactions between Tb and Mn ions. Our findings shed light on the complex magnetism of TbMnSn, despite its relatively simple ground state magnetic structure, and provide insights into the mechanisms for tuning magnetic topological materials.
condensed state in 
Mg using the 
C+C scatteringFujikawa, 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
被引用回数：6 パーセンタイル：73.96(Astronomy & Astrophysics)We searched for the 6-condensed state in Mg by measuring the C+C scattering with the SAKRA Si detector array. By using the invariant-mass method for the detected 3 particles, the inclusive cross sections for the C+C 
C(0
) + X and C(3
) + X reactions were determined. In both the inclusive C(0) + X channel and the exclusive C(0) + C(0
) channel, the cross section peaked at E
= 19.4 MeV, which correspond to the excitation energy of E
= 33.3 MeV in Mg. This 19.4-MeV state is a candidate for the 6-condensed state
