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論文

Report on OPIC Laser Solutions for Space and the Earth (LSSE 2017)

戎崎 俊一*; 和田 智之*; 斎藤 徳人*; 藤井 隆*; 西村 昭彦

レーザー研究, 45(10), p.664 - 665, 2017/10

OPIC-LSSE2017においての活動報告を取りまとめた。宇宙と地球の諸問題に関してレーザー技術を応用して解決をはかる会議である。取り上げたトピックスは、ファイバスコープの原子力及び医療応用、宇宙デブリのレーザー除去、社会インフラにおけるコンクリート構造物の劣化検査、福島原子力発電所の燃料デブリに対するレーザー分光分析、高圧線碍子に付着する塩分のLIBS遠隔計測、原子力機構の敦賀拠点及び楢葉拠点での人材育成活動など広範囲にわたる。

論文

The Nebula Winter; The United view of the snowball Earth, mass extinctions, and explosive evolution in the late Neoproterozoic and Cambrian periods

片岡 龍峰*; 戎崎 俊一*; 宮原 ひろ子*; 二村 徳宏*; 冨田 孝幸*; 佐藤 達彦; 丸山 茂徳*

Gondwana Research, 25(3), p.1153 - 1163, 2014/04

 被引用回数:20 パーセンタイル:63.08(Geosciences, Multidisciplinary)

本論文では、大量絶滅やスノーボールアースなど地球規模での破局的イベントを説明する星雲冬理論を提案する。本理論を用いれば、過去に発生した破局的イベントの原因を、地球が銀河の中で超新星爆発や暗黒星雲に遭遇することによる宇宙線や宇宙ダストの増加と、それに伴うオゾン層の破壊や地球規模での気候変動により説明することができる。この中で報告者は、本理論を確立する際、超新星爆発による大気圏内の宇宙線フラックスの増加率をPHITSコードを用いて定量的に解析した。

論文

Explosive volcanic eruptions triggered by cosmic rays; Volcano as a bubble chamber

戎崎 俊一*; 宮原 ひろ子*; 片岡 龍峰*; 佐藤 達彦; 石峯 康浩*

Gondwana Research, 19(4), p.1054 - 1061, 2011/06

 被引用回数:6 パーセンタイル:21.92(Geosciences, Multidisciplinary)

火山には、Siを多く含むタイプと含まないタイプがある。Siを多く含むタイプは、表面圧力が高く、その内部のマグマは、過飽和状態になる。そして、そのような状態の火山は、何らかの外的要因により噴火を引き起こすと考えられている。しかし、何がその外的要因となるかは、まだわかっていない。そこで、本論文では、その外的要因の新たな候補として、宇宙線(おもにミューオン)によるマグマ内の電離作用を提案する。その仮説の妥当性を検証するため、過去304年間における火山活性度と宇宙線強度の変動の相関を調査した。その際、長期間における宇宙線強度の変動は、原子力機構が開発したPARMAモデルを用いて推定した。その結果、Siを多く含むタイプの火山活性度は、含まないタイプと比較して、統計的に有意な差で宇宙線強度と相関があることがわかった。この仮説は、1991年のピナトゥボ火山噴火や、過去に起きた全球凍結(スノーボールアース)の原因を説明できる可能性がある。

論文

Formation of nuclear "Pasta" in supernovae

渡辺 元太郎*; 園田 英貴*; 丸山 敏毅; 佐藤 勝彦*; 泰岡 顕治*; 戎崎 俊一*

Physical Review Letters, 103(12), p.121101_1 - 121101_4, 2009/09

 被引用回数:66 パーセンタイル:90.96(Physics, Multidisciplinary)

超新星爆発の圧縮段階で予想されている原子核物質のパスタ構造が、実際に起こる可能性の高いことを分子動力学シミュレーションによって示した。原子核物質のパスタ構造は、密度によっては最も安定な静的な状態として予測されてきた。しかし超新星爆発の前段階で物質が圧縮され、密度が動的に変化する際に、物質の構造が原子核のクーロン格子から棒状の原子核パスタが実際に形成されるかどうか、またどのように形成されるかはわかっていなかった。われわれは分子動力学シミュレーションにより、原子核のクーロン格子からなる物質を圧縮することで、実際に棒状の原子核が作られることを示した。また、その過程で、bcc格子上の隣同士の原子核が融合して短い棒状の原子核を作り、それらがさらに融合してパスタ構造を形成することがわかった。

論文

Simulation of transitions between "Pasta" phases in dense matter

渡辺 元太郎*; 丸山 敏毅; 佐藤 勝彦*; 泰岡 顕治*; 戎崎 俊一*

Physical Review Letters, 94(3), p.031101_1 - 031101_4, 2005/01

 被引用回数:86 パーセンタイル:91.85(Physics, Multidisciplinary)

分子動力学シミュレーションを用いて原子核物質の構造を計算する。標準原子核密度以下の密度での原子核物質は、密度によって球状,棒状,板状,棒状穴,泡状,一様といったいわゆるパスタ構造をとることがさまざまな計算で示されている。しかしこれは平衡状態に関するものであり、超新星爆発のように密度が時間とともに動的に変化する場合にこのパスタ構造が現れるかどうかは自明ではなかった。われわれは分子動力学シミュレーションを時間的に密度が高くなる系に摘用して、棒状構造から板状構造,板状構造から棒状穴構造に変化する様子を確かめた。構造変化は、有限温度での物質の熱的揺らぎによって隣り合った液相同士が接触,融合することで起こる様子がみられた。

口頭

Betatron radiation in wakefields by laser and in astrophysics

Zhang, X.*; 田島 俊樹*; Koga, J. K.; 戎崎 俊一*

no journal, , 

Electrons can be accelerated to high energies in the wakefield, when a short pulse laser or beam passes through a plasma. Transverse betatron oscillations of such electrons in the wakefield radiate X-ray or $$gamma$$-ray photons. Electrons lose energy due to radiation damping effects. Here we consider the betatron oscillations and radiation energy loss scenario by setting one off-axis energetic electron beam in the wake to understand the radiation characterization. We then apply this to the Gamma Ray Burst (GRB) phenomenon from Blazar jets. We find that the acceleration process in such an object has important similarity to laser wakefield acceleration experiments. Therefore, the above radiation processes from LWFA studies are an important guide to understand Blazars and GRBs.

口頭

High energy photon emission from wakefields and its signatures in astrophysical Blazars

Farinella, D.*; Zhang, X.*; Lau, C.*; Taimourzadeh, S.*; Hwang, Y.*; Koga, J. K.; 戎崎 俊一*; 田島 俊樹*

no journal, , 

Episodic eruptions of accretion disks of AGNs (and Blazars) due to the Magneto-Rotational-Instability are related to the excitation of intense Alfv$'e$n waves and their subsequently mode converted EM pulses. These intense pulses are related to the emission of bursts of $$gamma$$ rays and extreme high energy cosmic ray (EHECR) genesis in AGN and Blazars. Wakefield acceleration and pondermotive acceleration of electrons give rise to $$gamma$$ ray emissions of the above through synchrotron radiation which can undergo inverse-Compton scattering to attain high X-ray energies. We study additional emissions of $$gamma$$ rays by the betatron oscillations and QED radiative processes in the intense accelerating fields.

口頭

福島第一原発近隣の環境サンプルに由来する微生物のメタ16S解析

藁科 友朗*; 佐藤 朝子*; Shagimardanova, E.*; 丸山 茂徳*; 森 宙史*; 鳴海 一成*; Gusev, O.*; 斎藤 元文*; 眞田 幸尚; 佐々木 祥人; et al.

no journal, , 

原子炉内の大量の放射性物質は、福島第一原子力発電所(1F)の廃止措置を妨げている。この研究の目的は、(1)1F周囲の環境を分析して原子炉内の滞留水に存在する可能性のある微生物を調査すること、(2)微生物腐食の原因となる細菌を特定することの2つである。環境サンプルは、1Fに関連する3つの場所、敷地境界南の土壌、海岸から3km離れた表層海水、および福海底土壌から得られた。16S rRNAアンプリコンシーケンシングの結果、土壌サンプルから少なくとも17の門が確認された。最も豊富な門はアシドバクテリアとプロテオバクテリアであり、門レベルでの群集構造は、福島の低放射能の土壌からのものと類似していた。海水には、少なくとも9つの門が確認された。プロテオバクテリアとシアノバクテリアが最も豊富である。門レベルでの群構造も日立港沖の結果と類比していた。さらに、シュードモナスなどの腐食誘起細菌とディノコッカスなどの耐放射線性細菌が、土壌と海水の両方で発見された。ただし、腐食誘起細菌の相対的存在量は、全体量の1%未満である。原子炉内は還元雰囲気,嫌気性,暗所であるため、微生物群の分布も変化することが予想される。

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