Phonon spectrum in the spin-Peierls phase of CuGeO

Spitz, L.*; Razpopov, A.*; Biswas, S.*; Lane, H.*; Nikitin, S. E.*; 飯田 一樹*; 梶本 亮一; 藤田 全基*; 新井 正敏*; Mourigal, M.*; et al.

Physical Review B, 112(18), p.184302_1 - 184302_18, 2025/11

https://doi.org/10.1103/jz36-8kz9

CuGeO has long been studied as a prototypical example of the spin-Peierls transition in a Heisenberg chain. Despite intensive investigation of this quasi-one-dimensional material, systematic measurements and calculations of the phonon excitations in the dimerized phase have not to date been possible, leaving certain aspects of the spin-Peierls phenomenon unresolved. We perform state-of-the-art density functional theory (DFT) calculations to compute the electronic structure and phonon dynamics in the low-temperature dimerized phase. We also perform high-resolution neutron spectroscopy to measure the full phonon spectrum over multiple Brillouin zones. We find excellent agreement between our numerical and experimental results that extend to all measurement temperatures. Notable features of our phonon spectra include a number of steeply dispersive modes, nonmonotonic dispersion features, and specific phonon anticrossings, which we relate to the mode eigenvectors. By calculating the magnetic interactions within DFT and studying the effects of different phonon modes on the superexchange paths, we discuss the possibility of observing spinphonon hybridization effects in experiments performed both in and out of equilibrium.

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(令和6年度)

浅森 浩一; 末岡 茂; 小林 智晴; 西山 成哲; 田中 桐葉; 村上 理; 福田 将眞; 小形 学; 内田 真緒; 小松 哲也; et al.

JAEA-Research 2025-007, 99 Pages, 2025/10

JAEA-Research-2025-007.pdf:12.36MB

本報告書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和6年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第4期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を進めている。本報告書では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。

長期観測結果に基づく防振建物に設置された厚肉積層ゴムのクリープ特性推定の試み

正木 信男*; 室田 伸夫*; 加藤 亨二*; 岡村 茂樹; 山本 智彦; 内田 昌人*; 藤田 聡*

日本建築学会技術報告集, 31(78), p.687 - 692, 2025/06

https://doi.org/10.3130/aijt.31.687

実際の免震建物に55.2年設置された天然ゴム系の厚肉積層ゴムのクリープ特性を、既存測定データと新規測定データを用いて推定した。JIS K6410-2で推奨されている単回帰分析での結果、平均クループ変位特性はべき乗則で説明できることが分かった。その回帰式より、建物に設置された厚肉積層ゴムの平均クリープ量は3.4mmと推定された。その結果から、JIS K6410-2の方法は、クリープ変位の予測に役立つものと考えられる。

東濃地科学センターにおける微量試料の放射性炭素測定

南谷 史菜; 西尾 智博*; 藤田 奈津子; 前田 祐輔; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 宇野 定則*; 大前 昭臣*; 神野 智史; 渡邊 隆広

第25回AMSシンポジウム報告集(インターネット), 4 Pages, 2025/00

東濃地科学センターでは、セメンタイトによる放射性炭素の微量分析の構築に着手した。セメンタイトは均質なターゲット合成と安定した測定が特徴であり、高精度かつ低バックグラウンドで測定が可能である。本センターで最適なセメンタイト調製法を確立するため、鉄の種類や使用条件・反応収率・測定の再現性・バックグラウンド等を検討した。試料調製では、鉄触媒の使用条件を工夫することで、高い収率でのターゲット生成に成功した。測定条件は検討段階であるが、測定に十分なビーム強度をもち、比較的高い確度をもつことがわかった。本発表では、本センターでのセメンタイトによる微量分析の特徴について報告する。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(令和5年度)

丹羽 正和; 島田 耕史; 末岡 茂; 石原 隆仙; 箱岩 寛晶; 浅森 浩一; 村上 理; 福田 将眞; 小北 康弘; 鏡味 沙耶; et al.

JAEA-Research 2024-013, 65 Pages, 2024/11

JAEA-Research-2024-013.pdf:4.22MB

本報告書では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第4期中長期目標期間(令和4年度令和10年度)における令和5年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第4期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、地層処分事業における概要・精密調査や国の安全規制に対し研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を進めている。本報告書では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果等について取りまとめた。

Proceedings of the 12th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2023); October 1-6, 2023, Sendai International Center, Sendai, Miyagi, Japan

須山 賢也; 郡司 智; 渡邉 友章; 荒木 祥平; 福田 航大; 島田 和弥; 藤田 達也; 植木 太郎; Nguyen, H. H.

JAEA-Conf 2024-001, 40 Pages, 2024/07

JAEA-Conf-2024-001.pdf:1.28MB
JAEA-Conf-2024-001-appendix(CD-ROM).zip:163.97MB

第12回臨界安全性国際会議(ICNC2023)は2023年10月1日から10月6日に仙台国際センター(〒980-0856宮城県仙台市青葉区青葉山)において、日本原子力研究開発機構(原子力機構)の主催、日本原子力学会炉物理部会と経済協力開発機構原子力機関(OECD/NEA)の共催によって開催された。最終的に査読を通過した224件の発表と273名のテクニカルセッション参加登録があり、同伴者を含めた総登録数は289名であった。テクニカルツアーもi)東京電力福島第一原子力発電所及び中間貯蔵工事情報センター、ii)原子力機構原子力科学研究所(STACY更新炉及びFCA)、iii)東北大学ナノテラス(放射光施設)及び東北電力女川原子力発電所の3コースで実施された。会議の概要とともに、発表された論文で予稿集掲載に合意されたものを本報告書に取り纏めた。

Research and development of three-dimensional isolation system for sodium cooled fast reactor, 9; Evaluating seismic isolation performance through seismic response analysis

深沢 剛司*; 杣木 孝裕*; 湯川 正貴*; 平山 智之*; 渡壁 智祥; 山本 智彦; 岡村 茂樹; 宮崎 真之; 内田 昌人*; 宮川 高行; et al.

Proceedings of the ASME 2024 Pressure Vessels & Piping Conference (PVP 2024) (Internet), 10 Pages, 2024/07

https://doi.org/10.1115/PVP2024-121899

This paper elucidates the isolation performance of a newly developed three-dimensional seismic isolation system through seismic response analysis. A novel three-dimensional isolation system was developed and assessed through static loading tests, aiming to unveil the hysteresis loops for each element, labeled Part 1 to Part 6. To ascertain the design feasibility of the isolation system, static loading tests were judiciously conducted, considering a wide array of loading conditions, including the beyond-design basis ground motion. Employing the accumulated test data, a new analytical model was devised, capable of precisely capturing the hysteresis loops for each element. Evaluating the seismic isolation performance based on the static loading results of the entire system posed a notable challenge. Nevertheless, the hysteresis characteristics of the overall system in both horizontal and vertical directions were elucidated using a static loading test with a half-scale model, as detailed in Part 7 and Part 8. The authors conducted a seismic response analysis, leveraging the analytical models identified by the static loading test results obtained from the half-scale model. This paper demonstrates that our isolation system exhibits superior isolation performance against both the design basis and beyond-design basis ground motions when compared to a horizontal isolation system consisting of rubber bearings and oil dampers.

Investigations on the creep displacement of rubber bearings over 56 years in service

室田 伸夫*; 加藤 亨二*; 竹内 貞光*; 正木 信男*; 藤田 聡*; 岡村 茂樹; 山本 智彦; Ahmadi, H.*; Picken, R.*; Kingston, J.*

Proceedings of 18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024) (Internet), 12 Pages, 2024/06

Seismic isolation rubber bearings are expected to be in service for a period of 50 years or more. Their creep in compression over a long term is an important property for the durability of laminated natural rubber bearings. Appropriate evaluation of creep and reflecting it in the design of seismic isolation layers is required for a base isolation application. An evaluation method for predicting the long-term creep displacement of rubber-steel laminated bearings is given in ISO22762, the international standard for elastomeric isolators for seismic isolation. However, validation of this method based on real long-term creep data has yet not been reported. The predictions are based on extrapolation of the creep experimental data for up to only 1000 hours. The physical properties of laminated rubber bearings are expected to change with time over the 50 years in service. The prediction given in ISO22762 does not take into account these ageing effects. Therefore, in this study, we conducted a field investigation on the creep characteristics of the vibration isolation rubber bearings supporting a building that has been in use for over 56 years (Albany Court apartment, London, UK). Changes in creep displacement over time were evaluated. The results were compared with the predicted values based on the evaluation method given in ISO22762. The measured values tended to be lower than the predicted values, suggesting that creep in compression can be affected by aging over an extended period.

Current status of development in the 3D seismic isolation applied to SFRs

山本 智彦; 渡壁 智祥; 宮崎 真之; 岡村 茂樹; 宮川 高行; 横井 忍*; 深沢 剛司*; 藤田 聡*

Mechanical Engineering Journal (Internet), 11(2), p.23-00393_1 - 23-00393_21, 2024/04

https://doi.org/10.1299/mej.23-00393

A sodium-cooled fast reactor (SFR) considers adopting 3-dimensional seismic isolation devices for withstanding seismic loads not only horizontal but also vertical direction. A seismic isolation device consists of a laminated rubber bearing and horizontal oil dampers for horizontal direction, coned disc springs and vertical oil dampers for vertical direction, respectively. In order to investigate the performance of each component and the feasibility of integrated system for SFR, the experiments such as load-displacement tests, vibrating tests, etc., to each component of seismic isolation devices and seismic response analysis are carried out. As those experimental results, the mechanical characteristics of each component and the devices are grasped, then it is demonstrated that components and devices have expected performances to reduce the seismic loading within the design range. As the analytical results of seismic response, it is indicated that this 3-dimesional seismic isolation device and system can reduce the seismic response on horizontal and vertical simultaneously. Based on the analytical studies and experimental results, the feasibility of newly developed 3-dimensional seismic isolation system is obtained and the prospect of practical application of 3D seismic isolation system for fast reactor is implied in this paper.

JAEA-AMS-TONOの現状(2022)

藤田 奈津子; 三宅 正恭; 松原 章浩*; 石井 正博*; 渡邊 隆広; 神野 智史; 西尾 智博*; 小川 由美; 木村 健二; 島田 顕臣; et al.

第35回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.17 - 19, 2024/03

日本原子力研究開発機構東濃地科学センター土岐地球年代学研究所には加速器質量分析装置(AMS)が3台あり、2台のAMSで実試料の年代測定を行い、さらにAMSの小型化に向けた試験装置1台で技術開発を行っている。2台の実試料測定用AMSでは炭素-14、ベリリウム-10、アルミニウム-26、ヨウ素-129の4核種を測定している。小型化に向けた試験装置は、イオンチャネリングを利用したAMSの同質量分子の分別を実施するための装置であり、現在炭素-14測定を目指して実証試験中である。発表ではそれぞれの研究開発状況を報告する。