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論文

Spin dynamics of triple-$$mathbf{Q}$$ magnetic orderings in a triangular lattice; Implications for multi-$$mathbf{Q}$$ orderings in general two-dimensional lattices

Park, P.*; Cho, W.*; Kim, C.*; An, Y.*; 飯田 一樹*; 梶本 亮一; Matin, S.*; Zhang, S.-S.*; Batista, C. D.*; Park, J.-G.*

Physical Review X, 15(3), p.031032_1 - 031032_29, 2025/07

https://doi.org/10.1103/y9ly-4kld

Multi-$$mathbf{Q}$$ magnetic structures on two-dimensional (2D) lattices provide a key route to realizing topological physics in 2D magnetism. A major experimental challenge is to unambiguously confirm their formation by excluding the possibility of topologically trivial multi-domain single- or double-$$mathbf{Q}$$ magnetic orders, which cannot be distinguished using conventional diffraction techniques. Here, we propose that long-wavelength spin dynamics offers a universal diagnostic for triangular lattices: triple-$$mathbf{Q}$$ orders that preserve rotational symmetry and single- or double-$$mathbf{Q}$$ orders that break it exhibit qualitatively distinct anisotropies in their Goldstone mode velocities, stemming from fundamental differences in their underlying spin configurations. We validate this concept using the metallic triangular-lattice antiferromagnet Co$$_{0.325}$$TaS$$_{2}$$, which hosts both a stripe-type single-$$mathbf{Q}$$ state and a triple-$$mathbf{Q}$$ tetrahedral ordering at different temperatures. Using inelastic neutron-scattering and spin dynamics simulations, we first refine the spin Hamiltonian by fitting the paramagnetic excitation spectra, allowing us to develop an unbiased model independent of magnetic ordering. We then show that the observed velocity profiles of the Goldstone modes agree with the high-temperature model's predictions: markedly anisotropic for the single-$$mathbf{Q}$$ phase and near isotropic for the triple-$$mathbf{Q}$$ phase. Importantly, this contrast persists across various exchange parameters, highlighting its model-independent nature and suggesting potential applicability to other 2D lattice systems. Beyond the long-wavelength regime, we present a substantial discrepancy between the measured and simulated magnon spectra exclusively in the triple-$$mathbf{Q}$$ phase. We attribute this discrepancy to magnon energy renormalization arising from order-of-magnitude-enhanced magnon-magnon interactions in the triple-$$mathbf{Q}$$ phase, due to its noncollinear configuration. This work provides universal insight into the dynamical properties of topological multi-$$mathbf{Q}$$ magnetic orderings in 2D lattice structures, offering a broadly applicable diagnostic to distinguishing them from topologically trivial single- or double-$$mathbf{Q}$$ counterparts. The unequivocal confirmation of the triple-$$mathbf{Q}$$ structure in Co$$_{0.325}$$TaS$$_{2}$$ further establishes it as a prominent material platform for exploring topological spin textures in the genuine 2D limit.

論文

Comparative analysis of primary variables selection in modeling non-isothermal two-phase flow; Insights from EBS experiment at Horonobe URL

Kim, M.*; Lee, C.*; 杉田 裕; Kim, J.-S.*; Jeon, M.-K.*

Geomechanics for Energy and the Environment, 41, p.100628_1 - 100628_9, 2025/03

https://doi.org/10.1016/j.gete.2024.100628
 被引用回数：1 パーセンタイル：77.92(Energy & Fuels)

この研究では、DECOVALEX-2023プロジェクトの一環として幌延の地下研究施設で実施された実規模大の人工バリア試験の数値解析を使用して、非等温二相流のモデリングに対する主要変数の選択の影響を調査した。検証済みの数値モデルを使用して、人工バリアシステム内の不均質多孔質媒体の熱-水連成挙動を解析した。支配方程式を離散化する際の2つの異なる主要変数スキームを比較したところ、結果に大きな違いがあることが明らかになった。

論文

Suppression of segmental chain dynamics on a particle's surface in well-dispersed polymer nanocomposites

Kim, J.*; Thompson, B. R.*; 富永 大輝*; 大澤 崇人; 江上 毅*; F$"o$rster, S.*; Ohl, M.*; Senses, E.*; Faraone, A.*; Wagner, N. J.*

ACS Macro Letters (Internet), 13(6), p.720 - 725, 2024/06

https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.4c00168
 被引用回数：2 パーセンタイル：40.18(Polymer Science)

準弾性中性子散乱(QENS)を用いて、モデルナノ複合材料であるポリエチレンオキシド(PEO)/シリカナノ粒子(NPs)中のポリマー鎖のラウスダイナミクスを調べた。ポリマー鎖の見かけのラウス速度は粒子負荷が増加するにつれて減少した。しかし、数十psの時間スケールでは、不動なセグメント集団の証拠はない。ダイナミクスの鈍化は、NP相間領域における鎖の修正ラウスモデルの観点から解釈される。こうして、バルクのような鎖集団とラウスモードの抑制を特徴とする鎖集団の2つが同定された。相間領域の空間的な広がりは、吸着層の厚さの約2倍、約2nmと見積もられた。これらの結果は、NPs表面における連鎖ダイナミクスの抑制を詳細に説明するものである。これらの結果は、表面効果と閉じ込めに関する関連した洞察であり、十分に分散したNPを有するポリマーナノコンポジット(PNC)のレオロジー特性を理解するための基礎を提供するものである。

論文

Composition dependence of bulk properties in the Co-intercalated transition metal dichalcogenide Co$$_{1/3}$$TaS$$_{2}$$

Park, P.*; Cho, W.*; Kim, C.*; An, Y.*; Avdeev, M.*; 飯田 一樹*; 梶本 亮一; Park, J.-G.*

Physical Review B, 109(6), p.L060403_1 - L060403_7, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.L060403
 被引用回数：8 パーセンタイル：86.02(Materials Science, Multidisciplinary)

Spontaneous Hall conductivity has recently been reported in the triangular lattice antiferromagnet Co$$_{1/3}$$TaS$$_{2}$$ under a zero magnetic field. This phenomenon originates from the distinctive noncoplanar triple-$$mathbf{Q}$$ magnetic ground state, possessing uniform real-space Berry curvature characterized by scalar spin chirality. We investigated the physical properties of Co$$_{1/3}$$TaS$$_{2}$$ by judiciously controlling the composition, revealing a drastic change in its bulk properties, even by slight variations in cobalt composition, despite the same crystal structure. For $$0.299 le x le 0.325$$, Co$$_{x}$$TaS$$_{2}$$ keeps all the characteristics of the ground state consistent with the previous studies - two antiferromagnetic phase transitions at $$T_mathrm{N1}$$ and $$T_mathrm{N2}$$ ($$< T_mathrm{N1}$$), a large spontaneous Hall conductivity [$$sigma_{xy}(mathbf{H} = 0)$$], and a weak ferromagnetic moment along the $$c$$ axis. However, samples with $$x ge 0.330$$ exhibit distinct bulk properties, including the absence of both $$sigma_{xy}(mathbf{H} = 0)$$ and the weak ferromagnetic moment. Our neutron diffraction data reveal that Co$$_{x}$$TaS$$_{2}$$ with $$x ge 0.330$$ develops coplanar helical magnetic order with $$mathbf{q}_mathrm{m1} =(1/3, 0, 0)$$. This is entirely different from what has been seen in $$x le 0.325$$, explaining the observed composition dependence.

論文

Valley-selective phonon-magnon scattering in magnetoelastic superlattices

Liao, L.*; Puebla, J.*; 山本 慧; Kim, J.*; 前川 禎通*; Hwang, Y.*; Ba, Y.*; 大谷 義近*

Physical Review Letters, 131(17), p.176701_1 - 176701_6, 2023/10

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.176701
 被引用回数：9 パーセンタイル：79.64(Physics, Multidisciplinary)

Phonons and magnons are engineered by periodic potential landscapes in phononic and magnonic crystals, and their combined studies may enable valley phonon transport tunable by the magnetic field. Through nonreciprocal surface acoustic wave transmission, we demonstrate valley-selective phonon-magnon scattering in magnetoelastic superlattices. The lattice symmetry and the out-of-plane magnetization component control the sign of nonreciprocity. The phonons in the valleys play a crucial role in generating nonreciprocal transmission by inducing helical strains that couple with the magnons. The transmission spectra show a nonreciprocity peak near a transmission gap, matching the phononic band structure. Our results open the way for manipulating valley phonon transport through periodically varying magnon-phonon coupling.

論文

OECD/NEA ARC-F Project; Summary of fission product transport

Lind, T.*; Kalilainen, J.*; Marchetto, C.*; Beck, S.*; 中村 康一*; 木野 千晶*; 丸山 結; 城戸 健太朗; Kim, S. I.*; Lee, Y.*; et al.

Proceedings of 20th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-20) (Internet), p.4796 - 4809, 2023/08

The OECD/NEA ARC-F project was established to investigate the accidents at Fukushima Daiichi nuclear power station with the aim of consolidating the observations for deeper understanding of the severe accident progression and the status of reactors and containment vessels. Additionally, the project formed an information sharing framework in reactor safety between Japan and international experts. In order to achieve these objectives, the project focused on three tasks: i) to refine analysis for accident scenarios and associated fission-product transport and dispersion, ii) to compile and manage data on the Fukushima Daiichi NPS accident, and iii) to discuss future long-term projects relevant to the Fukushima Daiichi NPS accident. The work was carried out by 22 partners from 12 countries. In the fission product group, ten organizations worked on five topics which were ranked with a high significance as open issues based on the BSAF project and were thereby selected for further investigations. The five fission product related topics were: i) fission product speciation, ii) iodine chemistry, iii) pool scrubbing, iv) fission product transport and behavior in the buildings, and v) uncertainty analysis and variant calculations. In this paper, the work carried out to investigate these five fission product release and transport topics of special interest in the ARC-F project will be described and summarized.

論文

Accuracy of measuring rebar strain in concrete using a diffractometer for residual stress analysis

安江 歩夢*; 川上 真由*; 小林 謙祐*; Kim, J.*; 宮津 裕次*; 西尾 悠平*; 向井 智久*; 諸岡 聡; 兼松 学*

Quantum Beam Science (Internet), 7(2), p.15_1 - 15_14, 2023/05

https://doi.org/10.3390/qubs7020015

Neutron diffraction is a noncontact method that can measure the rebar strain inside concrete. In this method, rebar strain and stress are calculated using the diffraction profile of neutrons irradiated during a specific time period. In general, measurement accuracy improves with the length of the measurement time. However, in previous studies, the measurement time was determined empirically, which makes the accuracy and reliability of the measurement results unclear. In this study, the relationship between the measurement time and the measurement standard deviation was examined for reinforced concrete specimens under different conditions. The aim was to clarify the accuracy of the measurement of rebar stress using the neutron diffraction method. It was found that if the optical setup of the neutron diffractometer and the conditions of the specimen are the same, there is a unique relationship between the diffraction intensity and the rebar stress standard deviation. Furthermore, using this unique relationship, this paper proposes a method for determining the measurement time from the allowable accuracy of the rebar stress, which ensures the accuracy of the neutron diffraction method.

論文

垂直磁気異方性を示す鉄挿入遷移金属ダイカルコゲナイドFe$$_x$$TaS$$_2$$のX線磁気円二色性による研究; Fe$$_x$$TiS$$_2$$との比較

芝田 悟朗; Won, C.*; Kim, J.*; 野中 洋亮*; 池田 啓祐*; Wan, Y.*; 鈴木 雅弘*; 小出 常晴*; 田中 新*; Cheong, S.-W.*; et al.

Photon Factory Activity Report 2022 (インターネット), 2 Pages, 2023/00

https://pfwww.kek.jp/acr/2022pdf/u_reports.html

Feをインターカレートした遷移金属ダイカルコゲナイド化合物Fe$$_x$$TiS$$_2$$およびFe$$_x$$TaS$$_2$$は、巨大な保磁力および垂直磁気異方性を示す強磁性体になることが知られている。我々は以前、Fe$$_x$$TiS$$_2$$についてのX線磁気円二色性(XMCD)実験の結果から、Fe$$^{2+}$$の凍結していない軌道磁気モーメントが結晶場の1次摂動によって直接磁気異方性エネルギーを生むことを明らかにした。今回、Fe$$_x$$TiS$$_2$$よりもさらに強い磁気異方性を示す遷移金属ダイカルコゲナイドFe$$_x$$TaS$$_2$$について同様にXMCD実験を行い、磁気異方性の強さが何によって左右されているかを探ることを試みた。

論文

乾湿繰り返しによる乾燥程度の違いがコンクリート試験体内部の相対含水率に及ぼす影響

細川 隆行*; 安江 歩夢*; Kim, J.*; 栗田 圭輔; 兼松 学*

コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集(CD-ROM), 22, p.113 - 118, 2022/10

本研究では、乾湿繰り返しを行ったコンクリートの水分状態が鉄筋腐食に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、その前段階として、乾湿繰り返しにおける乾燥程度の違いが相対含水率に及ぼす影響を検討した。加えて、水分移動の影響が大きいひび割れ部に関して解析を行った。実験結果より、試験体中央の鉄筋軸垂直方向10mm範囲において、6時間吸水後40$$^{circ}$$Cの乾燥を42および90時間行った場合の相対含水率は、0$$sim$$5%程度しか差が生じず、20$$^{circ}$$Cの乾燥を90および186時間行った場合、10$$sim$$20%程度の差が生じた。また、ひび割れを有する試験体では、ひび割れ部における相対含水率は健全部と比較して、10$$sim$$15%程度高くなった。

論文

CSNI leak-before-break benchmark; Summary of phase 1

Tregoning, R.*; Wallace, J.*; Bouydo, A.*; Costa-Garrido, O.*; Dillstr$"o$m, P.*; Duan, X.*; Heckmann, K.*; Kim, Y.-B.*; Kim, Y.*; Kurth-Twombly, E.*; et al.

Transactions of the 26th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-26) (Internet), 11 Pages, 2022/07

破断前漏えいに関する国際ベンチマーク活動は、11か国から14機関が参加して実施された。本ベンチマーク活動では、参加者は最初に所定の寸法の亀裂が自国のLBB許容基準を満足するかを判断し、次に溶接残留応力(WRS)と亀裂の形態が、亀裂開口変位(COD),限界曲げモーメント(CBM)及び漏えい量(LR)の結果に及ぼす影響を特定した。最初のタスクでは、14の参加機関のうち6機関がLBBの要件を満たすことを示した。次のタスクでは、参加機関のCBMの予測の違いは主に用いた材料特性の違いによるものであり、評価手法の違いはそれほど影響しないこと、また、LRの予測の違いはほぼCODの評価手法の違いに起因するが一部は亀裂面圧力(CFP)の処理に起因すること等の結果が得られた。本ベンチマークを通じて、より現実的なLBB評価を行うための要点を特定した。

論文

Hydrogen absorption and diffusion behaviors in cube-shaped palladium nanoparticles revealed by ambient-pressure X-ray photoelectron spectroscopy

Tang, J.*; Seo, O.*; Rivera Rocabado, D. S.*; 小板谷 貴典*; 山本 達*; 難波 優輔*; Song, C.*; Kim, J.*; 吉越 章隆; 古山 通久*; et al.

Applied Surface Science, 587, p.152797_1 - 152797_8, 2022/06

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.152797
 被引用回数：13 パーセンタイル：67.51(Chemistry, Physical)

水素貯蔵材料として重要な立方体形状Pdナノ粒子の水素吸収と拡散メカニズムをX線光電子分光とDFT計算を用いて調べた。表面領域では粒子の大きさによらず、ほぼ同様の水素吸収挙動を示した。四面体サイトよりも八面体サイトの水素占有率が大きいことがわかった。表面の乱れによってPd-H結合が弱くなるため、小さいサイズのPdナノ粒子に吸収された水素原子は、より活発に粒子内部に拡散することが分かった。これが低水素圧での水素吸着に重要な役割を果たしている。

論文

Development of the multi-cubic $$gamma$$-ray spectrometer and its performance under intense $$^{137}$$Cs and $$^{60}$$Co radiation fields

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1010, p.165544_1 - 165544_9, 2021/09

https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.165544
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)

2011年の東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故以来、世界各地で廃止措置措置に入る原子力施設が増加している。これらの原子力施設では、放射性物質の適切な管理が要求されている。そこで、ガンマ線スペクトル測定技術は、放射性物質の重要な情報を得ることができるため、有益なツールである。さらに、放射性物質の空間情報も重要であるため、ガンマ線イメージングについて求められている。しかしながら、これらの施設には、強度放射線場が広がるため、ガンマ線スペクトル測定やガンマ線イメージングが困難になる。そのため、寸法が5mm $$times$$ 5mm $$times$$ 5mmの小さなCeBr$$_3$$シンチレーター4個で分割した$$gamma$$線スペクトロメーターを開発した。上記の4個のシンチレーターは、強度放射場に特化したマルチアノード光電子増倍管と組合わせた。私たちは、$$^{137}$$Csと$$^{60}$$Coの放射線場で照射試験を実施した。$$^{137}$$Cs照射場の線量率1375mSv/hにおいて、相対エネルギー分解能が、それぞれのチャンネルで、9.2$$pm$$0.05%, 8.0$$pm$$0.08%, 8.0$$pm$$0.03%, 9.0 $$pm$$0.04%であった。

論文

Gamma-ray spectroscopy with a CeBr$$_3$$ scintillator under intense $$gamma$$-ray fields for nuclear decommissioning

冠城 雅晃; 島添 健次*; 加藤 昌弘*; 黒澤 忠弘*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄司 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 988, p.164900_1 - 164900_8, 2021/02

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164900
 被引用回数：14 パーセンタイル：83.14(Instruments & Instrumentation)

近年、2011年の東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故より、世界各地で、廃止措置になる原子力施設が増加している。一方、原子力施設の廃止措置工程においては、放射性廃棄物や使用済み核燃料を適切な管理下で回収しなければならないため。そこで、本研究は、高線量率下でのガンマ線スペクトロメトリを実現するため、5mm$$times$$5mm$$times$$5mmの微小CeBr$$_{3}$$スペクトロメーターを構築した。さらに、(1)毎秒ギガサンプリング率のデジタル信号処理、(2)後段3段ダイノード電圧印加機能付光電子増倍管により、1Sv/hを超える線量率でのガンマ線スペクトル測定に成功した。$$^{137}$$Cs放射線場で、662keVのエネルギー分解能(半値幅)が、22mSv/hで4.4%であり、それが1407mSv/hでは5.2%である。対して、$$^{60}$$Co放射線場では、1333keVのエネルギー分解能(半値幅)が、26mSv/hで3.1%であり、それが2221mSv/hでは4.2%である。これらは、$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{60}$$Co, $$^{154}$$Euのガンマ線を分解できる要求を満たており、同時に1Sv/h以上で上記核種のガンマ線分析が可能なことを示唆するものである。

論文

HM and THM interactions in bentonite engineered barriers for nuclear waste disposal

Gens, A.*; Alcoverro, J.*; Blaheta, R.*; Hasal, M.*; Michalec, Z.*; 高山 裕介; Lee, C.*; Lee, J.*; Kim, G. Y.*; Kuo, C.-W.*; et al.

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 137, p.104572_1 - 104572_19, 2021/01

https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2020.104572
 被引用回数：27 パーセンタイル：87.10(Engineering, Geological)

放射性廃棄物を地層処分した際に、廃棄体やその周囲で起こる熱-水理-力学-化学が連成する現象を表現する連成モデルの開発と確証を目的に、国際共同研究「DECOVALEX 2019 (DEvelopment of COupled models and their VALidation against EXperiments 2019)」が実施された。DECOVALEX-2019の一つのタスクでは、スイスのモン・テリ岩盤研究所およびグリムゼル試験サイトで実施されている原位置試験(それぞれ、EB試験およびFEBEX試験)を対象とした解析課題であり、廃棄体定置後のベントナイト材料からなる緩衝材等の人工バリア及び岩盤を対象に緩衝材が不飽和から飽和に至る状態までの熱-水理-力学連成現象のモデル化に関する検討が行われた。このタスクでは4つのチームが様々なコンピューターコード、構成則を使用して水理-力学および熱-水理-力学の連成解析を実行し、計測データと解析結果の比較が行われた。本論文は、DECOVALEX-2019プロジェクトのこのタスクで得られた成果や課題等について取りまとめた論文である。

論文

DECOVALEX-2019 Task D; INBEB Final Report

Gens, A.*; Alcoverro, J.*; Blaheta, R.*; Hasal, M.*; Michalec, Z.*; 高山 裕介; Lee, C.*; Lee, J.*; Kim, G. Y.*; Kuo, C.-W.*; et al.

LBNL-2001267 (Internet), 210 Pages, 2020/10

放射性廃棄物を地層処分した際に、廃棄体やその周囲で起こる熱-水理-力学-化学が連成する現象を表現する連成モデルの開発と確証を目的に、国際共同研究「DECOVALEX 2019 (DEvelopment of COupled models and their VALidation against EXperiments 2019)」が2016年4月から2019年12月までの期間で実施された。DECOVALEX-2019のタスクDは、スイスのモン・テリ岩盤研究所およびグリムゼル試験サイトで実施されている原位置試験(それぞれ、EB試験およびFEBEX試験)を対象とした解析課題であり、廃棄体定置後のベントナイト材料からなる緩衝材等の人工バリア及び岩盤を対象に緩衝材が不飽和から飽和に至る状態までの熱-水理-力学連成現象のモデル化に関する検討が行われた。タスクDの参加チームは、IGN(チェコ), KAERI(韓国), NCU/TP(台湾), JAEA(日本)の4チームである。本報告書は、DECOVALEX-2019プロジェクトのタスクDの最終レポートであり、得られた成果や課題等について取りまとめたものである。

論文

A Cubic CeBr$$_{3}$$ gamma-ray spectrometer suitable for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

冠城 雅晃; 島添 健次*; 大鷹 豊*; 上ノ町 水紀*; 鎌田 圭*; Kim, K. J.*; 吉野 将生*; 庄子 育宏*; 吉川 彰*; 高橋 浩之*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 971, p.164118_1 - 164118_8, 2020/08

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164118
 被引用回数：8 パーセンタイル：59.28(Instruments & Instrumentation)

Our work focused on the passive gamma-ray analysis (PGA) of the nuclear fuel debris based on measuring gamma rays with an energy greater than 1 MeV for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS). The PGA requires gamma-ray spectrometers to be used under the high dose rates in the FDNPS, then we fabricated a small cubic CeBr$$_{3}$$ spectrometer with dimensions of 5 mm $$times$$ 5 mm $$times$$ 5 mm, coupled to a Hamamatsu R7600U-200 photomultiplier tube (PMT). The performance at dose rates of 4.4 to 750 mSv/h in a $$^{60}$$Co field was investigated. The energy resolution (FWHM) at 1333 keV ranged from 3.79% to 4.01%, with a standard deviation of 6.9%, which met the narrow gamma decay spectral lines between $$^{154}$$Eu (1274 keV) and $$^{60}$$Co (1333 keV). However, the spectra shifted to a higher energy level as the dose rate increase, there was a 51% increase at the dose rates of 4.4 to 750 mSv/h, which was caused by the PMT gain increase.

論文

Synthesis and characterization of iodovanadinite using PdI$$_{2}$$, an iodine source for the immobilisation of radioiodine

Johnstone, E. V.*; Bailey, D. J.*; Lawson, S.*; Stennett, M. C.*; Corkhill, C. L.*; Kim, M.*; Heo, J.*; 松村 大樹; Hyatt, N. C.*

RSC Advances (Internet), 10(42), p.25116 - 25124, 2020/07

https://doi.org/10.1039/D0RA04114A
 被引用回数：4 パーセンタイル：15.05(Chemistry, Multidisciplinary)

The synthesis of a palladium-containing iodovanadinite derivative, hypothetically "PdPb$$_{9}$$(VO$$_{4}$$)$$_{6}$$I$$_{2}$$", was attempted using PdI$$_{2}$$ as a source of iodine in searching for a novel waste form for radioiodine. The resulting products were characterized using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis, IR spectroscopy, thermal analysis and Pd K XANES. Results showed that PdI$$_{2}$$ can function as a sacrificial iodine source for the formation of iodovanadinite, prototypically Pb$$_{10}$$(VO$$_{4}$$)$$_{6}$$I$$_{2}$$, however, the incorporation of Pd into this phase was not definitively observed. Overall, the key novelty and importance of this work is in demonstrating a method for direct immobilisation of undissolved PdI$$_{2}$$ from nuclear fuel reprocessing, in a composite wasteform in which I-129 is immobilised within a durable iodovandinite ceramic, encapsulating Pd metal.

論文

Hydrogen absorption and desorption on Rh nanoparticles revealed by ${it in situ}$ dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy

Song, C.*; Seo, O.*; 松村 大樹; 廣井 慧*; Cui, Y.-T.*; Kim, J.*; Chen, Y.*; Tayal, A.*; 草田 康平*; 小林 浩和*; et al.

RSC Advances (Internet), 10(34), p.19751 - 19758, 2020/05

https://doi.org/10.1039/D0RA03322G
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Multidisciplinary)

To unveil the origin of the hydrogen-storage properties of rhodium nanoparticles (Rh NPs), we investigated the dynamical structural change of Rh NPs using ${it in situ}$ dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy (XAFS). The variation of the Rh-Rh interatomic distance and Debye-Waller factor of Rh NPs with a size of 4.0 and 10.5 nm during hydrogen absorption and desorption suggested that they have a different mechanism for hydrogen absorption, which is that the hydrogen absorption on the inner site has a greater contribution than that on a surface for Rh 4.0 nm. In the case of Rh 10.5 nm, it is opposed to Rh 4.0 nm. This study demonstrates a powerful ${it in situ}$ XAFS method for observing small local structural changes of metal nanoparticles and its importance for understanding of the hydrogen-absorption properties of Rh NPs with an interesting hydrogenation mechanism.

論文

Pyroelectric power generation from the waste heat of automotive exhaust gas

Kim, J.*; 山中 暁*; 村山 一郎*; 加藤 孝典*; 坂本 友和*; 川崎 卓郎; 福田 竜生; 関野 徹*; 中山 忠親*; 武田 雅敏*; et al.

Sustainable Energy & Fuels (Internet), 4(3), p.1143 - 1149, 2020/03

https://doi.org/10.1039/C9SE00283A
 被引用回数：24 パーセンタイル：63.98(Chemistry, Physical)

Waste heat is a potentially exploitable energy source but remains a problem awaiting a solution. To explore solutions for automobile applications, we investigate pyroelectric power generation from the temperature variation of exhaust gas using a novel electro-thermodynamic cycle. Niobium-doped lead zirconate titanate stannate (PNZST) ceramics were applied as pyroelectric materials, and their structural characteristics were investigated. In the driving cycle assessments (JC-08) using real exhaust gas, the maximum power generated was identified as 143.9 mW cm$$^{-3}$$ (777.3 J L$$^{-1}$$ per 1 cycle) over a temperature range of 150-220 $$^{circ}$$C and an electric field of 13 kV cm-1. The net mean generating power of the total driving cycle was 40.8 mW cm$$^{-3}$$, which is the most enhanced result in our power generating systems to date and 314 times greater than our first report. Materials with sharp transition behaviors with the temperature and electric field are worthy of study with regard to pyroelectric energy harvesting materials, and their corresponding crystal and domain structures were investigated to optimize performance.

論文

Development of TPC Trigger Hodoscope for J-PARC E42/E45 hadron experiment

Jung, W.*; Ahn, J. K.*; 長谷川 勝一; Hicks, K.*; Hwang, S.*; 市川 裕大; Kim, S.*; 佐甲 博之; 佐藤 進; 谷田 聖

JPS Conference Proceedings (Internet), 27, p.011007_1 - 011007_6, 2019/11

https://doi.org/10.7566/JPSCP.27.011007

We have developed HypTPC consists of TPC and the trigger hodoscope for the J-PARC hadron experiments. The TPC Hodoscope has large scintillators of 80 $$times$$ 7 $$times$$ 1 cm$$^3$$ to cover the TPC. Especially, we have developed a readout circuit for multiple MPPCs to detect photons generated over a large area of the scintillator. A general methods of applying voltage to multiple MPPCs are parallel and series connections. In the case of parallel connections, a signal has a long tail due to the large sensor capacitance. MEG collaboration used four MPPC segments as a serial connection. However, in the case of a series connection, the requiring bias voltage is very high, and the gain is low. To avoid this problem, we have developed a new individual biasing method with a summing amplifier for stable multiple MPPC readouts. We also made prototype detectors and performed a cosmic-ray test. Brief descriptions of our prototypes and preliminary results of the cosmic-ray test are presented in this article.

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