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若濱 洋*; 能城 悠*; 青木 和弘; 今井 宏太朗; Guglielmi, Y.*; Cook, P.*; Soom, F.*
応用地質, 64(5), p.236 - 254, 2023/12
2011年4月11日の福島県浜通りの地震(Mw6.7)時、福島県南東部に北北西から南南東に伸びる約14kmの地表変状が生じ塩ノ平断層と命名された。その南方延長上の車断層では地表変状は認められなかった。両断層の活動性評価のため、前者の活動域上の塩ノ平地点と後者の非活動域上の水上北地点で、SIMFIP法による断層スリップ試験を実施した。両地点の断層破砕部への注水に対する水圧モニタリング孔での水圧応答から、断層部を挟む領域の水理特性をGRFモデル(Barker, 1988)により評価し、透水係数、比貯留量、及び流れ次元を明らかにした。これらの水理パラメーターは国内外の文献値と整合的で、透水係数及び比貯留量は塩ノ平が水上北よりも大きく、流れ次元は塩ノ平が概ね三次元流であり、水上北が二次元フラクショナル流となる。また計測変位から算定される一軸膨張係数と水理解析での比貯留量の対比から、体積膨張は、前者が三軸、後者が一軸方向で生じると把握された。両地点の相違は、当該断層破砕部に賦存する「水みち」の空間的な発達状況の相違と密接に対応し、両地点の断層活動度に差異を生む要因と水理パラメーター等との関連性が示唆された。
Johansen, M. P.*; Child, D. P.*; Collins, R.*; Cook, M.*; Davis, J.*; Hotchkis, M. A. C.*; Howard, D. L.*; Howell, N.*; 池田 篤史; Young, E.*
Science of the Total Environment, 842, p.156755_1 - 156755_11, 2022/10
被引用回数：4 パーセンタイル：53.82(Environmental Sciences)While they have appeared only recently in earth's history, radioactive particles from anthropogenic sources are widespread in global environments and present radiological harm potentials to living organisms. Here we compare a varied set of particles from past nuclear fission and non-fission sources in Australia of highly diverse magnitudes, release modes, and environments. Numerous radioactive particles persist in soils 60 + years after their release events. Particles can be distinguished by their Ca/Fe and Si/Fe elemental ratios, which in this study range over orders of magnitude and reflect the materials available during their individual formation events. The particles from nuclear testing have dominant 
Pu activity concentrations, relative to 
Sr and 
Cs, which increases long-term radiological hazard from alpha emissions if inhaled or ingested, and contrasts with particles from nuclear power accidents (e.g., Fukushima). Internal fracturing is more prevalent than previously reported, and fracturing is greater in Ca-rich vs. Si-dominated matrices.
Guglielmi, Y.*; 青木 和弘; Cook, P.*; Soom, F.*; Cappa, F.*; 田中 遊雲
Tectonophysics, 819, p.229084_1 - 229084_22, 2021/11
被引用回数：1 パーセンタイル：10.87(Geochemistry & Geophysics)2011年Mw6.7の福島県浜通り地震に伴う地表断層の再活性化メカニズムについて、ボーリング孔への注水試験を実施し、検討した。本研究では、断層のリアクティベーションのために、2つの断層区間を選択した。1つは地震時に地表変位が現れた塩ノ平サイト、もう1つは地震時に変位しなかった区間である水上北サイトである。断層の上下を密閉したボーリング孔に注水を行うことで、断層を固定している断層面の有効応力を段階的に減少させ、断層を破壊させる。この断層が破壊している間に、ボーリング孔の変位,流体圧,注入流量を連続的にモニターした。取得したデータを水理-力学連成モデルを用いて解析し、断層の再活性化モードを検討した。その結果、塩ノ平サイトでは、純粋なダイラタントスリップ応答を示したが、水上北サイトでは、断層の高い摩擦強度、粘着力に関連した複雑な応答を示した。また、塩ノ平サイトのすべりの解析から、塩ノ平断層の摩擦がすべり速度に基づくクーロン破壊として合理的にモデル化され、室内試験で求めた摩擦係数と整合的であった。本研究では、同一断層系の2つのセグメント間で、断層の物理的性質や破断メカニズムに大きな違いがあることを明らかにし、大規模地震時の地表破断の影響等の地震ハザードをより適切に評価するための展望を開くことができた。
-octylnitrilo-triacetamide (HONTA) complexes of americium and europium樋川 智洋; Peterman, D. R.*; Meeker, D. S.*; Grimes, T. S.*; Zalupski, P. R.*; Mezyk, S. P.*; Cook, A. R.*; 山下 真一*; 熊谷 友多; 松村 達郎; et al.
Physical Chemistry Chemical Physics, 23(2), p.1343 - 1351, 2021/01
被引用回数：14 パーセンタイル：81.5(Chemistry, Physical)An(III)/Ln(III)分離用抽出剤であるヘキサニトリロトリアセトアミド(HONTA)の、SELECT (Solvent Extraction from Liquid waste using Extractants of CHON-type for Transmutation)プロセス条件下における放射線影響を、米国INLが有する溶媒テストループを用いて調べた。HPLC-ESI-MS/MS分析の結果、放射線照射により、HONTAが線量に対して指数関数的に減衰し、ジオクチルアミンをはじめとする多様な分解物が生じることがわかった。またHONTAの減衰及び分解物の生成により、アメリシウム及びユーロピウムの抽出及び逆抽出挙動が低下する結果が得られた。パルスラジオリシス実験からは、このHONTAの減衰は、溶媒であるドデカンのラジカルカチオンとの反応(
(HONTA + R
) = (7.61 
0.82) 
10
M
s)によることがわかった。一方、アメリシウムやユーロピウムとの錯形成により、反応速度定数は増加した。この反応速度の増加は、錯形成によって異なる経路の分解反応が生じた可能性を示唆している。最後にナノ秒の時間分解測定からHONTAの直接効果,間接効果共に100ns以下の短い寿命を持つHONTAラジカルカチオンとマイクロ秒以上の長い寿命を持つHONTA励起三重項状態が生じることを明らかにした。これらの活性種はHONTAの分解における重要な前駆体となると考えられる。
Mg; Intruder amplitudes in 
Ne and implications for the binding of 
FFallon, P.*; Rodriguez-Vieitez, E.*; Macchiavelli, A. O.*; Gade, A.*; Tostevin, J. A.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Bowen, M.*; Campbell, C. M.*; Clark, R. M.*; et al.
Physical Review C, 81(4), p.041302_1 - 041302_5, 2010/04
被引用回数：40 パーセンタイル：88.69(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学の超伝導サイクロトロン研究所にて、不安定核MgビームをBe標的に当てることによってNeが生成される断面積を測定し、その脱励起
線を測定した。Neの4
と見られる状態を初めて観測するとともに、その断面積から、Neの核構造の情報を引き出した。この領域で標準的な核構造計算である、SDPF-M相互作用を用いたモンテカルロ殻模型計算による分光学的因子をグラウバー模型に代入して包括的断面積を計算したところ、実験値を過大評価した。核構造の観点からその原因について考察したところ、Ne核では従来考えられてきたよりも4粒子4空孔励起の侵入者配位が多く、それによってNeとMgの中性子部分の波動関数との重なりが小さいためであると結論づけた。この増大した4粒子4空孔励起のアイデアは、フッ素同位体において中性子ドリップ線が著しく延びる現象も説明することができる。
Mg and AlTripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; et al.
Physical Review Letters, 101(14), p.142504_1 - 142504_4, 2008/10
被引用回数：52 パーセンタイル：86.46(Physics, Multidisciplinary)ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、中性子過剰核Mgからのベータ崩壊から、Alの励起状態を初めて観測した。その結果、1618keVから上に多数の励起状態が存在することがわかった。Alは中性子数20魔法数が消滅する原子核の領域、いわゆる「逆転の島」と呼ばれる領域の端に属し、その核構造は魔法数消滅の理解に対して重要な情報を与える。実験で得られたエネルギー準位を発表者らのモンテカルロ殻模型計算と比較した結果、第一励起状態の位置など全体的に良い一致が見られた。これは、モンテカルロ殻模型で予言する、0粒子0空孔状態と2粒子2空孔状態の共存を示している。また、ベータ崩壊のlog
値から、親核Mgの基底状態は正パリティを持つことが示唆されるが、これは磁気モーメントで示唆される負パリティの基底状態と食い違っていることがわかった。この解釈については、今後の実験及び理論研究の課題として残った。
NaEttenauer, S.*; Zwahlen, H.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; et al.
Physical Review C, 78(1), p.017302_1 - 017302_4, 2008/07
被引用回数：13 パーセンタイル：63.2(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所にて、中性子過剰核Naの中間エネルギークーロン励起実験が行われ、基底状態からのB(E2)が初めて測定された。この実験で線が1本観測され、
fm
が得られた。この原子核は、以前発表者らの殻模型計算によって中性子数20の魔法数が消滅する核であるとされており、大きなB(E2)値が予言されていた。この実験で大きなB(E2)値が得られたことから、発表者らの描像が妥当であることが確かめられた。一方、殻模型計算では基底状態から
へ励起するB(E2)値も大きく、この実験で見えることが期待されたが、見つからなかった。その原因については今後の実験及び理論の研究が待たれている。
proton hole strength in neutron-rich 
P; Shell structure and nuclear shapes near 
=28Riley, L. A.*; Adrich, P.*; Baugher, T. R.*; Bazin, D.*; Brown, B. A.*; Cook, J. M.*; Cottle, P. D.*; Diget, C. A.*; Gade, A.*; Garland, D. A.*; et al.
Physical Review C, 78(1), p.011303_1 - 011303_5, 2008/07
被引用回数：25 パーセンタイル：79.09(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学超伝導サイクロトロン研究所にて、
Sから1陽子ノックアウト反応の断面積を測定することにより、Pの励起状態の構造を研究した。この実験によって、
と考えられる多数の励起状態を生成し、それらの生成確率から、分光学的因子を引き出した。その結果、1009keVの励起状態への分光学的因子は特に大きな値となることがわかった。この結果を発表者らの殻模型計算と比較した結果、実験で得られた分光学的因子の分布はテンソル力による殻構造の変化及びそれによるPの変形を示すものであることがわかった。すなわち、殻ギャップがテンソル力によって狭まることで変形しやすくなった結果、一粒子強度関数がより広い励起エネルギーに渡って分散するということを意味したものである。
MgTripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Bender, P.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; Pepper, K.*; Perry, M.*; Mantica, P.*; Cook, J. M.*; Pereira, J.*; et al.
Physical Review C, 77(3), p.034310_1 - 034310_8, 2008/03
被引用回数：32 パーセンタイル：83.79(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学超伝導サイクロトロン研究所にて、Naからのベータ崩壊によってMgの励起状態を観測した。これまで約2.1MeVにあるとされてきた励起状態に対応する線は、より高励起状態のものであることがわかり、新たなエネルギー準位を提案した。この実験結果を機構でなされたモンテカルロ殻模型計算の結果と比較した。親核Naのスピン・パリティは測定されていないが、モンテカルロ殻模型計算の予言と、実験のベータ崩壊パターン(
へ直接ベータ崩壊しない)ことから、負パリティ状態であると考えられる。計算で予言される
もしくは
の基底状態は実験の崩壊パターンと矛盾しないことがわかった。また、親核の配位は3粒子2空孔状態と考えられるため、強くベータ崩壊する状態は3粒子3状態であることを指摘し、実験で得られた状態の配位を提案した。
Mg; Mapping the transition into the "island of inversion"Terry, J. R.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Gade, A.*; Glasmacher, T.*; Hansen, P. G.*; Sherrill, B. M.*; et al.
Physical Review C, 77(1), p.014316_1 - 014316_12, 2008/01
被引用回数：77 パーセンタイル：95.33(Physics, Nuclear)ミシガン州立大学サイクロトロンにて、中性子過剰核Mgビームからの一粒子ノックアウト反応の断面積を測定した。その結果、Mgからのノックアウト反応により
Mgの状態が多数観測され、負パリティ状態と考えられている状態を直接生成する断面積が大きいことがわかった。このことは、Mgの基底状態の波動関数に負パリティを持つpf軌道に中性子が励起した状態が相当含まれていないと説明されないことを意味し、モンテカルロ殻模型などが予言する2粒子2空孔励起の描像を強く支持するものである。さらに、この実験結果からスペクトロスコピック因子を引き出し、原子力機構でなされたモンテカルロ殻模型計算と比較したところ、両者の良い一致が得られた。すなわち、この「逆転の島」領域における殻模型の妥当性が示された。
Tripathi, V.*; Tabor, S. L.*; Mantica, P. F.*; 宇都野 穣; Bender, P.*; Cook, J. M.*; Hoffman, C. R.*; Lee, S.*; 大塚 孝治*; Pereira, J.*; et al.
Physical Review C, 76(2), p.021301_1 - 021301_5, 2007/08
被引用回数：27 パーセンタイル：81.95(Physics, Nuclear)Na核が中性子20の魔法数が消滅している原子核であるということは、その電気的四重極モーメントと磁気双極子モーメントの実験データを定量的に説明することにより、われわれによって3年前初めて明らかにされた。従来基底状態に来ると思われていた正常状態がどこにあるかというのは、中性子過剰核で殻ギャップがどの程度かを知る大きな手がかりとなる。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で行われたNeのベータ崩壊に伴う線分光実験により、Naで初めて正常状態を観測したことを報告したものである。実験の結果、励起エネルギーが924keVの1状態へ崩壊するlog値が第一励起状態への値よりもはるかに小さく、Neの中性子配位と924keVの状態の中性子配位が大きく異なっていることがわかった。われわれは新たにモンテカルロ殻模型計算でベータ崩壊確率を計算するコードを開発し、その結果、予言される正常状態へのlog値と極めて近いことが確かめられた。すなわち、924keVの状態は正常状態であることが強く示唆され、中性子過剰核の殻ギャップの進化に対する大きな証拠となった。
Mg; Interplay of normal and intruder configurations at the neutron-rich boundary of the "Island of Inversion"Gade, A.*; Adrich, P.*; Bazin, D.*; Bowen, M. D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Cook, J. M.*; Ettenauer, S.*; Glasmacher, T.*; Kemper, K. W.*; et al.
Physical Review Letters, 99(7), p.072502_1 - 072502_4, 2007/08
被引用回数：76 パーセンタイル：90.4(Physics, Multidisciplinary)中性子数20付近の中性子過剰核では魔法数が消滅することが知られており、その領域の大きさは15年ほど前に「逆転の島」として予言された。「逆転の島」が生じるメカニズムについては諸説あったが、われわれの提唱する、殻進化による殻ギャップの狭まりという概念が有力な候補の一つである。そのメカニズムの是非を分ける一つの実験的手段として、もともと提唱された逆転の島領域を超え、より中性子過剰核でも魔法数が消滅するかどうかを調べるのが有力な方法である。この論文は、ミシガン州立大学国立超伝導サイクロトロン研究所で、
Siからの2陽子ノックアウト反応により、Mgの励起状態を初めて観測した結果を報告したものである。線分光のデータから、この核の第一励起状態は660keVであることが初めてわかり、機構で計算されたモンテカルロ殻模型計算の予言値に近いことがわかった。また、反応断面積の解析から、魔法数が消滅する配位が基底状態の約半分を占めることがわかり、これも計算の予言と一致した。この計算だけが正しく実験値を予言したものであり、中性子過剰核における殻進化という概念を支持することとなった。
Terry, J. R.*; Basin, D.*; Brown, B. A.*; Campbell, C. M.*; Church, J. A.*; Cook, J. M.*; Davies, A. D.*; Dinca, D.-C.*; Enders, J.*; Gade, A.*; et al.
Physics Letters B, 640(3), p.86 - 90, 2006/09
被引用回数：59 パーセンタイル：93.15(Astronomy & Astrophysics)アメリカ・ミシガン州立大学にある超伝導サイクロトロンを用いて生成された、中性子過剰核
Neの一中性子ノックアウト反応により、
Neの低励起状態を探索した。その結果、885keVの765keVの二つの励起状態が見つかった。中性子数20の魔法数が良いと仮定したsd殻模型計算では、この原子核では中性子分離エネルギーまでに一つしか励起状態がないとされるため、少なくともこれらのうち一つは魔法数を規定する20の殻ギャップを超えて中性子が励起した状態と結論づけられる。原子力機構で行ったモンテカルロ殻模型計算によると、中性子数20の殻ギャップがNe同位体ではかなり縮まるため、1粒子1空孔励起した配位が主である負パリティ状態が1MeV以下の低い励起エネルギーに出現することが予言されている。この実験結果はまさにそのような状態が存在することを示したものであり、Neにおける殻ギャップについて大きな知見を与えた。
瀬下 和芳; 渡邊 貴央; 青木 和弘; 田中 遊雲; Guqlielmi, Y.*; Cook, P.*
no journal, ,
The SIMFIP (Step-Rate Injection Method for Fracture In-situ Properties) was tested for the first time on an active fault. One high level objective of this study is to estimate how efficient this new hydro-mechanical test might be to help estimating the seismic activation potential of faults in Japan The SIMFIP (Step-Rate Injection Method for Fracture In-situ Properties) was tested for the first time on an active fault. One high level objective of this study is to estimate how efficient this new hydro-mechanical test might be to help estimating the seismic activation potential of faults in Japan. The Shionohira fault caused the April 11, 2011 Fukushima-ken Hamadori Earthquake of Mw 6.7 which occurred one month after the Tohoku-Oki earthquake of Mw 9.0. Co-seismic surface ruptures trending NNW-SSE allowed to estimate a normal slip faulting with a 2 m maximum displacement.
渡辺 貴央*; 田中 遊雲; 青木 和弘; Guglielmi, Y.*; Cook, P.*; Soom, F.*; 若濱 洋*; 能城 悠*; 岩崎 悦夫*; 亀高 正男*; et al.
no journal, ,
断層活動性評価手法の開発を目指し、塩ノ平断層及びその南方延長部を対象として調査・分析を実施している。本講演では、塩ノ平地点及び水上地点で実施した断層スリップ試験の原位置試験結果の報告を行う。断層スリップ試験では、試錐で確認した地下の割れ目の上下にダブルパッカーを掛け地上から高圧の水を注入して割れ目のずれを人工的に発生させ、その3次元変位量(マイクロメータからミリメーター)を測定できる装置および手法を用いる。試験は、マイクロメータースケールで断層変位や孔内圧力、誘発された地震波を計測し、断層帯の摩擦と応力状態の推定が可能であることから、断層の活動条件の解明に役立つものと考えている。
青木 和弘; 田中 遊雲; 吉田 拓海; 瀬下 和芳; Guglielmi, Y.*; Cook, P.*; Soom, F.*
no journal, ,
A slip in the Shionohira Fault caused the April 11, 2011 Fukushima-ken Hamadori Earthquake of Mw 6.7, the biggest aftershock occurring a month after the Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake. Co-seismic surface ruptures trending NNW-SSE indicate a normal slip faulting of maximum 2 m displacement. However, an N-S trending Kuruma Fault with lineaments along the southern extension of Shionohira Fault showed no surface ruptures. The key question of importance in better assessing the risk of seismic fault activation in Japan is to understand why some fault segments were activated and ruptured the land surface while others remained inactive although closely aligned on the same fault zone and most likely affected by the same stress conditions. Following up on the injection experiment using a 3 components borehole deformation sensor (SIMFIP probe: Step-Rate Injection Method for Fracture In-situ Properties) in the active segment of Shionohira Fault (Aoki, et al., 2018), this study reports on the second injection test in Minakami-kita, the non-active segment of Kuruma Fault extending south of Shionohira Fault.Kuruma Fault runs North-South with a dip of 70 degrees to the west. A borehole of 30 meters from the surface was excavated to the east with 50 degrees inclination. Test interval of injection was decided based on core observation, borehole TV, and caliper logging data at 19.75-21.70 m (Test 1) and at 21.65-23.6 m (Test 2). Clear fault reactivations have been observed in test 1 and 2 located across the main shear zones. The results of tests 1 and 2 show considerable difference from earlier test results of the active segment (given in parentheses): fracture opening pressures were 11.0 and 10.2 bars (2.0 to 2.3 bar), hydraulic permeability at 3.010
and 2.310
m
, and fault displacements at 0.20 and 0.12 mm (1.39 mm), respectively. Detailed activated structures and modes will be explained in the poster.
