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(Si
[]
)O
apatite without interstitial oxygens due to the overbonded channel oxygens藤井 孝太郎*; 八島 正知*; 日比野 圭祐*; 白岩 大裕*; 福田 功一郎*; 中山 享*; 石沢 伸夫*; 花島 隆泰*; 大原 高志
Journal of Materials Chemistry A, 6(23), p.10835 - 10846, 2018/06
被引用回数：34 パーセンタイル：68.86(Chemistry, Physical)Apatite-type rare earth silicates are attractive materials with exhaust application such as solid-oxide fuel cells, due to its extremely high oxide-ion conductivity below 600
C. Interstitial (excess) oxygens have been believed to be responsible for the high conductivity in apatite-type materials. On the contrary, the present study clearly reveals the presence of Si vacancies [] in La-rich La(Si[]])O instead of the interstitial oxygens, by single-crystal neutron and X-ray diffraction analyses, density measurements and 
electronic calculations.
田中 泰貴*; 成清 義博*; 森田 浩介*; 藤田 訓裕*; 加治 大哉*; 森本 幸司*; 山木 さやか*; 若林 泰生*; 田中 謙伍*; 武山 美麗*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 87(1), p.014201_1 - 014201_9, 2018/01
被引用回数：28 パーセンタイル：78.15(Physics, Multidisciplinary)ガス充填型反跳生成核分離装置GARISを用いて
Ca + 
Pb, 
Ti + Pb, Ca + 
Cm反応系における準弾性散乱断面積の励起関数を測定した。これらのデータから融合障壁分布を導出し、チャンネル結合計算と比較した。Ca + Pb及びTi + Pb反応の障壁分布のピークエネルギーはそれらの反応系における2中性子蒸発断面積のピークエネルギーと良く一致し、一方Ca + Cm反応の障壁分布のピークエネルギーは4中性子蒸発断面積のピークエネルギーより少し下に現れることが判った。この結果は超重核合成の際の最適ビームエネルギーの予測に役立つ情報を与える。
石澤 明宏*; 井戸村 泰宏; 今寺 賢志*; 糟谷 直宏*; 菅野 龍太郎*; 佐竹 真介*; 龍野 智哉*; 仲田 資季*; 沼波 政倫*; 前山 伸也*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 92(3), p.157 - 210, 2016/03
幅広いアプローチ協定に基づいて国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)の計算機シミュレーションセンター(CSC)に設置された高性能計算機システムHeliosは、2012年1月に運用を開始し、日欧の磁気核融合シミュレーション研究に供用され、高い利用率の実績を示すとともに、炉心プラズマ物理から炉材料・炉工学にわたる広い分野で多くの研究成果に貢献している。本プロジェクトレビューの目的は、国内の大学や研究機関においてHeliosを利用して進められているシミュレーション研究プロジェクトとその成果を一望するとともに、今後予想される研究の進展を紹介することである。はじめにIFERC-CSCの概要を示した後、各研究プロジェクト毎にその目的、用いられる計算手法、これまでの研究成果、そして今後必要とされる計算を紹介する。
前山 伸也*; 井戸村 泰宏; 渡邉 智彦*; 仲田 資季*; 矢木 雅敏; 宮戸 直亮; 石澤 明宏*; 沼波 政倫*
Physical Review Letters, 114(25), p.255002_1 - 255002_5, 2015/06
被引用回数：113 パーセンタイル：95.44(Physics, Multidisciplinary)実イオン・電子質量比かつ実
値のマルチスケールジャイロ運動論的乱流シミュレーションをはじめて実現した。ここで、値はプラズマ圧力と磁気圧の比によって与えられ、微視的不安定性に対する電磁効果を特徴付ける。電子・イオンスケールのスケール間相互作用を明らかにするために両スケールにおける数値解析を行った。実質量比のスケール分離があっても、イオンスケール乱流が電子スケールストリーマを消去し、イオンだけでなく電子の熱輸送も支配する。また、イオンスケールモードが有限効果によって安定化される場合には乱流輸送への電子スケールダイナミクスの寄与は無視できなくなり、イオンスケール乱流輸送を増大させることがわかった。
前山 伸也; 石澤 明宏*; 渡邉 智彦*; 仲田 資季; 宮戸 直亮; 矢木 雅敏; 井戸村 泰宏
Physics of Plasmas, 21(5), p.052301_1 - 052301_12, 2014/05
被引用回数：22 パーセンタイル：67.42(Physics, Fluids & Plasmas)Electromagnetic turbulence driven by kinetic ballooning modes (KBMs) in high-beta plasma is investigated based on the local gyrokinetic model. Analysis of turbulent fluxes, norms and phases of fluctuations shows that KBM turbulence gives narrower spectra and smaller phase factors than those in ion-temperature-gradient (ITG)-driven turbulence. This leads to the smaller transport fluxes in KBM turbulence than those in ITG turbulence even when they have similar linear growth rates. From the analysis of the entropy balance relation, it is found that the entropy transfer from ions to electrons through the field-particle interactions mainly drives electron perturbations, which creates radially twisted modes by rapid parallel motions of electrons in a sheared magnetic geometry. The nonlinear coupling between the dominant unstable mode and its twisted modes is important for the saturation of KBM turbulence, in contrast to the importance of zonal flow shearing in ITG turbulence.
石川 覚*; 石丸 泰寛*; 井倉 将人*; 倉俣 正人*; 阿部 薫*; 瀬野浦 武志*; 長谷 純宏; 荒尾 知人*; 西澤 直子*; 中西 啓仁*
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109(47), p.19166 - 19171, 2012/11
被引用回数：431 パーセンタイル：99.71(Multidisciplinary Sciences)コメは食品を経由するカドミウム摂取の主要経路の1つであるが、コメのカドミウム汚染を大幅に低減させる技術は開発されていない。われわれはイオンビーム照射によって、コメの粒にカドミウムをほとんど蓄積しないイネ変異体を獲得し、さらに責任遺伝子を同定した。われわれは、低カドミウム濃度を示す3つの変異体を獲得し、それぞれが同一の遺伝子(
)に異なる変異を持つこと、並びに変異型
によってコードされるトランスポーターが根におけるカドミウム輸送能を欠損することを明らかにした。カドミウム汚染水田において、変異体は低カドミウム濃度の形質を示し、それ以外の農業形質には影響が認められなかった。さらに、変異型を持つイネ新品種を開発するためのDNAマーカーを開発した。われわれの発見はコメのカドミウム汚染低減に大きく貢献するものである。
I in the atmosphere emitted from nuclear fuel reprocessing plants西沢 匡人; 鈴木 崇史; 永井 晴康; 外川 織彦
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2010/10
鈴木ら(
, 
, 268-275, 2008)は日本海において採取した海水中のIの80%以上が核燃料再処理施設起源であると推定した。欧州の再処理施設から日本海までの距離と大気及び海洋循環の時間スケールを考慮すると、Iの大部分は大気を経由して輸送したものと考えられる。本研究では、欧州の核燃料再処理施設から放出されるIの動態と遠隔地における沈着量を調べるために全球化学物質輸送モデルMOZART-4を用いた。1950年代から50年以上に渡る数値シミュレーションの結果を観測値との比較により検証し、Iの濃度及び沈着量分布の特徴を調べた。その結果、モデルは欧州における降水中のI濃度と日本近海におけるI沈着量の観測値と同じオーダーにあった。大気中に放出されたIは、偏西風により北半球全体に拡散・沈着したことがわかった。よってIの大気中への放出は、Iの遠隔地への輸送と沈着を考えるうえで重要であることがわかった。
西沢 匡人; 鈴木 崇史; 永井 晴康; 外川 織彦
JAEA-Conf 2010-001, p.105 - 108, 2010/03
ヨウ素129(I)は、宇宙線とキセノンとの反応,ウランの自発核分裂等によって生成されるほか、核実験,核燃料の再処理等により人為的に大気・海水中に放出され、原子力関連施設周辺の環境影響評価上重要な核種であるとともに、地球化学的試料の年代分析,海水循環のトレーサーとして利用できる。Suzuki et al. (2008)は、日本海における海水中のIを測定し、その起源を調べたところ、約8割以上が核燃料再処理施設に由来するとした。測定当時のIの主な放出源がイギリスとフランスの核燃料再処理施設であったこと、さらに海水と大気の移動速度を考慮すると、再処理施設から放出されたIはおもに大気経由で日本海に到達したと考えられる。このことを明らかにするため、本研究では全球大気化学物質輸送モデルMOZART-2 (Model of Ozone and Related Chemical Tracers, version 2)を用いて、核燃料再処理施設から大気中に放出されるIの全球規模の動態をシミュレーションした。
Rn and its decay products coupled with a mesoscale meteorological model, 2; Numerical analysis on the increase in 
dose rate observed in the coastal area of Fukushima prefecture西沢 匡人; 永井 晴康; 茅野 政道
Journal of Nuclear Science and Technology, 45(11), p.1129 - 1137, 2008/11
被引用回数：1 パーセンタイル：9.34(Nuclear Science & Technology)メソスケール気象モデルと結合したラドンとその壊変生成物の数値モデルを用いて2002年10月に福島県沿岸部で観測された線量率の上昇の原因を調べた。数値モデルによって得られた結果は、風,降水量,線量率の観測値との比較によって検証され、線量率上昇の原因を調べるうえで十分な精度を持つことがわかった。数値モデルの結果から、2002年10月に福島県沿岸部で観測された線量率の上昇はおもに、アジア大陸からの寒気の流入による自然放射性核種の輸送,福島県沿岸部における局地的な降水、の2つの現象の組合せによって生じたことがわかった。また、今回観測された線量率の上昇の約6割以上がアジア大陸からの自然放射性核種によるものと推定された。
Rn and its decay products coupled with a mesoscale meteorological model, 1; Model description and validation西沢 匡人; 永井 晴康; 茅野 政道; 森泉 純*; 吉岡 勝廣*; 大倉 毅史; 山澤 弘実*; 飯田 孝夫*; 向井 人史*; 遠嶋 康徳*; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 44(11), p.1458 - 1466, 2007/11
被引用回数：5 パーセンタイル：35.54(Nuclear Science & Technology)メソスケール気象モデルと結合したRnとその壊変生成物のための3次元オイラー型数値モデルを開発し、モデル性能の検証のために日本におけるRn濃度の日・月変動、
Pb沈着量の月変動、そして日本海沿岸部における寒冷前線通過後の線量率の上昇事象の再現に適用した。得られた結果は次の通りである。(1)モデルは離島における地上Rn濃度の月変動を再現した。しかし内陸では過小評価した。理由としてモデルの地上付近における粗い鉛直解像度が挙げられる。(2)モデルは、降水量が適切に再現されているならば観測されたPb沈着量の季節変動を再現できる。(3)モデルは寒冷前線通過時の降水による線量率の上昇を再現した。特に、融解した雪とあられに含まれたRnの壊変生成物が線量率の上昇に寄与した。
西沢 匡人*; 茅野 政道
大気環境学会誌, 39(1), p.31 - 42, 2004/01
大気化学物質の動態を詳細にシミュレートするために、メソスケール気象モデルと結合した大気化学物質の輸送モデルを開発し、三宅島雄山からの火山ガスの大気拡散に適用した。このモデルは、気象場の計算のためにPSU/NCAR MM5を使用し、MM5に大気化学物質の移流,拡散,化学反応,沈着過程を追加したものである。本論文では、2000年8, 9月の関東,中部,関西地方における三宅島火山ガスの挙動と気象条件との関連、及び二酸化硫黄(SO
)濃度分布に対する三宅島火山ガスの影響を調べた。結合モデルによって得られた結果を観測値と比較したところ、モデルは気象場,三宅島火山ガスの到達による地上SO濃度の上昇,硫酸イオンの湿性沈着量をおおむね再現することができた。また、三宅島火山ガスの本州本土への輸送において、日本周辺に位置していた低気圧,台風,前線,移動性高気圧といった総観規模の気象現象が重要な役割を果たしていることが明らかになった。さらに、SO濃度分布に対する三宅島火山ガスの影響は計算領域全体にわたって見られた。
木内 伸幸; 大石 哲也; 野口 宏; 加藤 正平; 石沢 昌登*
Radioisotopes, 50(9), p.403 - 407, 2001/09
再処理施設の緊急時環境モニタリングのためのアルファダストモニタを開発している。高感度な測定を行うためには、フィルタの選定が重要である。このため、国内で市販されている種々のフィルタを対象に表面捕集性能及び圧力損失について試験した。試験結果から、裏側を補強した、PTFE系メンブランフィルタが、表面捕集性能に優れ、かつ圧力損失が少ないことがわかった。
木内 伸幸; 大石 哲也; 野口 宏; 加藤 正平; 石沢 昌登*
Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 4 Pages, 2000/05
緊急時環境モニタリングの充実を図るため、大気中に放出された
核種の放射能濃度を迅速かつ高感度で測定できるモニタリング装置の開発を進めている。この開発の一環として、粒子を捕集するフィルタの選定に関する試験を実施した。国内で市販されている種々のエアフィルタについて、表面捕集性能及び圧力損失を測定した。また、ラドン娘核種のPuエネルギー領域への影響についても調べた。試験したフィルタのうち、裏側を補強したテフロン系モンブランフィルタが、モニタリング用フィルタとして適していることがわかった。
寺田 宏明; 西沢 匡人; 永井 晴康; 茅野 政道; 佐々木 耕一*
no journal, ,
大気・陸域・海洋での放射性物質の移行挙動を包括的に予測する数値環境システムSPEEDI-MP(SPEEDI Multi-model Package)の開発を行っている。本研究では、SPEEDI-MPの数値モデルのうち、自然放射性核種を対象とするオイラー型輸送モデルと原子力施設からの人工放射性核種を対象とするラグランジュ型大気拡散モデルの2モデルを青森県六ヶ所村の再処理施設周辺域に適用し、環境モニタリングで降雨による線量率上昇が計測された期間における自然放射性核種と施設起因放射性核種の線量寄与の弁別評価を試みた。対象期間は2007年9月10日の1日とし、モデル計算及び計算結果との比較に用いた主なデータは、気象庁による数値予報格子点値(GPV), アメダス, 日本原燃による
Kr放出量, 露場気象観測値、及び環境放射線モニタリングデータである。発表では、気象場及び空気吸収線量率の計算結果を観測値と比較し、計算モデルの再現性、及び線量率への自然放射性核種と施設起因放射性核種の寄与について議論する。
西沢 匡人; 永井 晴康; 茅野 政道
no journal, ,
近年の東アジアにおける経済発展に伴う大気汚染物質の排出量増加と、黄砂による視程の悪化等の影響から、アジア大陸起源の物質の動態と環境への影響を調べることが求められている。大陸起源の物質が日本に到達しやすい冬季の日本上空では、大陸からの寒気が日本海上で熱・水蒸気を補給することにより筋状雲が作られる。この筋状雲は大陸起源の物質を取り込み、雨・雪となって降下する。そのため、数値モデルを用いて冬季における大陸起源の物質の動態を把握するには、大気水象も含めた気象場と物質の大気水象への取り込みと地上への降下を再現することが重要になると考えられる。このような背景の下、本研究では日本列島と日本海を含む領域において大陸から寒気が流入してきたときの大陸起源の物質の動態と収支を、物質輸送のトレーサーとして有用な自然放射性核種を用いた数値解析によって推定した。数値解析にあたり、これまで筆者らが開発してきた自然放射性核種の数値モデルMM5-TMNRと、初期・境界条件を得るために全球化学物質輸送モデルMOZART-2が用いられた。
永井 晴康; 寺田 宏明; 西沢 匡人; 中山 浩成
no journal, ,
原子力緊急時対応システムとして開発したSPEEDI, WSPEEDIを発展させ、さまざまな環境研究に適用可能な数値環境システムSPEEDI-MPの開発を進めている。SPEEDI-MPの大気拡散モデル開発では、現有モデルの精度向上と機能拡張を進めるとともに、新規モデルの開発や導入により適用範囲の拡張を図っている。現有モデルの機能拡張として、WSPEEDIの大気力学モデルと粒子拡散モデルについて、六ヶ所再処理施設の環境影響評価に適用するための改良と性能評価を進めている。また、新規モデルとして、施設近傍での建造物の影響を受けた気流・乱流・拡散場を数m程度の計算格子で再現可能な高分解能大気拡散モデルを構築し、施設近傍での詳細拡散予測や安全審査における風洞実験の代替手段としての利用のほか、都市域での有害物質拡散予測に適用することを目指している。さらに、全球化学物質輸送モデルMOZART2の導入を行い、過去約50年間に世界の再処理施設から放出されたI-129の全球スケールの拡散解析を進めている。
西沢 匡人; 鈴木 崇史; 永井 晴康; 外川 織彦
no journal, ,
核燃料再処理施設から大気中に放出されるヨウ素129(I)の全球に渡る挙動を調べるために、全球大気化学物質輸送モデルMOZART-2を用いた拡散解析を1950年代から約50年間に渡って行った。解析結果をIの観測値により検証し、Iの沈着量分布等について考察を行った。結果は以下の通りである。MOZART-2で計算された降水中のI濃度は、ヨーロッパにおける測定値をおおむね再現しており、計算が妥当であることが確認できた。大気中のIの年平均濃度分布は、おもに中緯度帯で卓越する偏西風によって東西方向に広く拡散した。沈着量分布についても同様な結果が得られた。Iの放出量と沈着量の経年変化を調べたところ、両者はほぼ同じ変化を示した。これは大気中に放出されたIは長期間滞留することなく除去されるものと考えられる。
前山 伸也; 渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 仲田 資季; 矢木 雅敏; 宮戸 直亮; 沼波 政倫*; 石澤 明宏*
no journal, ,
Most of gyrokinetic simulation studies have treated electron- and ion-scale turbulence separately, assuming scale separation of them. In this research, we have carried out multi-scale gyrokinetic simulations resolving both of electron- and ion scales and evaluate turbulent transport. The simulations reveal multi-scale interactions: suppression of electron-scale turbulence by ion-scale turbulence, and enhancement of ion-scale turbulence by electron-scale turbulence. These results emphasize the importance of multi-scale interactions for evaluating and modeling turbulent transport.
前山 伸也; 渡邉 智彦*; 井戸村 泰宏; 仲田 資季; 矢木 雅敏; 宮戸 直亮; 沼波 政倫*; 石澤 明宏*
no journal, ,
IFERC-CSC研究プロジェクトの一つHBGKの平成26年度利用成果を報告する。本プロジェクトでは高ベータ値プラズマにおける電磁的乱流の特性をジャイロ運動論的シミュレーションを用いて解析した。これにより、プラズマ形状により乱流輸送レベルが遷移する閾値圧力が変化すること、および高圧プラズマにおいて電子スケール乱流の影響によるイオンスケール乱流強度の増大が起こることを新たに発見した。
西沢 匡人; 鈴木 崇史; 永井 晴康; 外川 織彦
no journal, ,
核燃料再処理施設から大気中に放出されるヨウ素129(I)の全球にわたる挙動を調べるために、前回(2009年秋の大会)に引き続き全球大気化学物質輸送モデルを用いた拡散解析を1950年代から約50年間に渡って行った。今回の発表では、数値モデルを最新のもの(MOZART-4)にし、さらにIのガス放出と粒子への変換過程を考慮した。解析結果を観測値により検証し、濃度及び沈着量分布に対し変換過程を考慮していない前回の結果との比較を行った。結果は以下の通りである。MOZART-4で計算された降水中のI濃度は、ヨーロッパにおける観測値と同じオーダーにあり、計算がおおむね妥当であることが確認できた。I濃度及び沈着量はおもに中緯度帯で卓越する偏西風によって東西方向に広く拡散した。ガスから粒子への変換過程を考慮したことにより、特に放出地点から遠隔地におけるI沈着量が前回の結果と比べ増加し、ヨーロッパ以外の地域における観測値との比較結果が向上した。
