Doping-dependent Fe phonon dynamics in LaFeAsOH studied by Fe nuclear resonant inelastic scattering

河智 史郎*; 平賀 晴弘*; 山浦 淳一*; 飯村 壮史*; 中村 博樹; 筒井 智嗣*; 依田 芳卓*; 町田 昌彦; 細野 秀雄*; 小林 寿夫*

Physical Review B, 113(2), p.024519_1 - 024519_7, 2026/01

https://doi.org/10.1103/7zd9-5t9z

LaFeAsOH ()の高濃度水素化物イオン置換領域における鉄のフォノンダイナミクスを調べるため、Fe核共鳴非弾性散乱測定を、超伝導および反強磁性の基底状態をそれぞれ示すと0.51の2種類の多結晶試料に対して、5300Kの広い温度範囲で実施した。得られた非弾性散乱スペクトルは、両組成間に顕著な差異を示した。Feのフォノン状態密度(PDOS)は、では15meVに顕著なピークを示す一方、ではこのピークが消失している。密度汎関数理論(DFT)計算により、この15meVのPDOSピークはAs原子を介した最近接方向に沿ったFe原子の光学振動モードに関連していることが支持された。さらに計算は、で15meVのPDOSピークが抑制される原因が面内の電子的不等価性に起因することを示唆している。これらの結果は、磁気および構造秩序を示す組成では、広い温度範囲にわたり電子ネマティシティの兆候が持続する可能性がある一方、超伝導を示す組成ではその兆候がほとんど存在しないことを示唆している。

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(令和7年度)

浅森 浩一; 末岡 茂; 小松 哲也; 小形 学; 内田 真緒; 西山 成哲; 田中 桐葉; 小林 智晴; 三ツ口 丈裕; 村上 理; et al.

JAEA-Review 2025-035, 29 Pages, 2025/10

JAEA-Review-2025-035.pdf:1.12MB

本計画書では、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7年度の研究開発計画を取りまとめた。本計画の策定にあたっては、これまでの研究開発成果や大学等で行われている最新の研究成果に加え、地層処分事業実施主体や規制機関等の動向を考慮した。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推進する。

Development of a compact He neutron spin filter at J-PARC

高橋 慎吾; 鬼柳 亮嗣; 奥平 琢也*; 高田 秀佐*; 小林 龍珠; 奥泉 舞桜; 猪野 隆*; 浅井 寛太*; 土川 雄介; 及川 健一; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1075, p.170410_1 - 170410_8, 2025/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2025.170410

This study developed a compact and portable in-situ He neutron spin filter ( He NSF) utilizing spin-exchange optical pumping at MLF of J-PARC. Its performance as an incident neutron polarizer was evaluated at MLF, where it achieved a He polarization exceeding 0.6, corresponding to a neutron polarization greater than 0.8 at 1.8 . Notably, the He NSF demonstrated stable operation for 110 h. These outcomes signify that the developed in-situ He NSF facilitates and promotes polarized pulsed neutron experiments at MLF.

Study on performance evaluation of self-actuated shutdown system for sodium-cooled fast reactor; Flow field measurement around a curie point electromagnet

山崎 僚太; 相澤 康介; 小林 順; 栗原 成計

Proceedings of 13th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS13) (Internet), 7 Pages, 2024/11

A self-actuated shutdown system (SASS) is one of the innovative technologies for a sodium-cooled fast reactor. The SASS is a passive reactor-shutdown system that utilizes a Curie point electromagnet (CPEM), which features the characteristic of losing magnetism when the magnet temperature reaches the Curie point. The control rod with the CPEM is inserted into the core by gravity without recourse to any active shutdown system. To allow the effective function of the SASS, it is important ensure a quick response of the CPEM following the coolant temperature increase. Therefore, the CPEM is designed to have a radial fin-like structure to improve temperature response, and a fluid is guided into the narrow gaps between fins. Accordingly, it is important to understand the flow field around the CPEM, including the gaps between fins. In this study, a water experiment was performed to understand the characteristic flow field around the CPEM and to develop the SASS performance evaluation method. The test section modeled the structure from the outlets of fuel subassemblies to the CPEM. The velocity conditions at the fuel subassembly outlet were varied between 0.26m/s (Re=25,000) and 1.55m/s (Re=150,000). The velocity in the gaps between fins was directly measured using a hot-wire anemometer. In addition, the flow field around the CPEM was measured using particle image velocimetry (PIV). As the results, the velocity distributions around the CPEM and inside the gaps between fins were quantitatively obtained. It was shown that the velocity in the gaps between fins was higher at the upstream side than at the downstream side, indicating that the fluid flowed out from the gap between fins flowing to the downstream. Furthermore, these experimental results will be used as validation data of the SASS performance evaluation method in the future.

Enhancement of modelling approaches for the assessment of radionuclide transfer in the marine environment

Periez, R.*; Bezhenar, R.*; Maderych, V.*; Brovchenko, I.*; Liptak, L.*; 小林 卓也; Min, B.-I.*; Suh, K. S.*; Little, A.*; Iosjpe, M.*; et al.

IAEA-TECDOC-2060, 55 Pages, 2024/07

https://doi.org/10.61092/iaea.pjuc-aha9

IAEAは、2016年から2019年にかけて、放射線影響評価のためのモデリングとデータに関する(MODARIA II)プログラムを組織した。MODARIA IIの第7作業部会「海洋環境に放出された放射性核種の移行挙動の評価」では、拡散モデルを使用した海洋環境における放射性核種のシミュレーションに関する一般情報をまとめた。そして、東京電力福島第一原子力発電所事故シナリオを用いてCs-137の広域シミュレーションと生物への移行について検討するとともに、大西洋シナリオとして、ヨーロッパの核燃料使用済施設からの歴史的な放出について検討した。最後に、ラグランジェモデルにおける補間スキームの試験を実施した。本書は第7作業部会の活動内容について述べたものである。

Effect of hydrogen on fatigue life and fracture morphologies of TRIP-aided martensitic steels with added nitrogen

北條 智彦*; 長坂 明彦*; 小林 純也*; 柴山 由樹; 秋山 英二*

Metals, 14(3), p.346_1 - 346_19, 2024/03

https://doi.org/10.3390/met14030346

The effects of hydrogen on the tensile properties, fatigue life, and tensile and fatigue fracture morphologies of nitrogen-added ultrahigh-strength transformation-induced plasticity (TRIP)-aided martensitic (TM) steels were investigated. The total elongation and number of cycles to failure (Nf) of the hydrogen-charged TM steels decreased with the addition of nitrogen; in particular, adding 100 ppm of nitrogen decreased the total elongation and Nf of the TM steels. The quasi-cleavage cracking around the AlN occurred near the sample surface, which is the crack propagation region, although dimples appeared at the center of the fracture surface in the tensile samples. The initial fatigue crack initiated at the AlN precipitate or matrix/AlN interface, located at the notch root. During crack propagation, new cracks were initiated at the AlN precipitates or matrix/AlN interfaces, while quasi-cleavage crack regions were observed around the AlN precipitates. The decrease in the total elongation and Nf of the hydrogen-charged TM steel with 100 ppm of added nitrogen might be attributable to the crack initiation around the AlN precipitates formed by a large amount of hydrogen trapped at the AlN precipitates and matrix/AlN interfaces, and to the dense distribution of AlN, which promoted crack linkage.

First observation of O

近藤 洋介*; Achouri, N. L.*; Al Falou, H.*; Atar, L.*; Aumann, T.*; 馬場 秀忠*; Boretzky, K.*; Caesar, C.*; Calvet, D.*; Chae, H.*; et al.

Nature, 620(7976), p.965 - 970, 2023/08

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06352-6

非常に中性子が過剰な原子核Oは、陽子、中性子ともに魔法数であることから古くからその性質に興味が持たれていたが、酸素の最後の束縛核Oよりも中性子が4個も多いため、これまで観測されてこなかった。この論文では、理化学研究所RIBFにてFからの1陽子ノックアウト反応によってOを生成し、そこから放出される中性子を測定することによって初めてその観測に成功した。核構造の観点からは、Oでは二重閉殻が保たれているか興味が持たれていたが、実験で得られた分光学的因子が殻模型計算で予言されて程度の大きいことから、閉殻構造をもたない可能性が高いことがわかった。

Some considerations on the dependence to numerical schemes of Lagrangian radionuclide transport models for the aquatic environment

Periez, R.*; Brovchenko, I.*; Jung, K. T.*; Kim, K. O.*; Liptak, L.*; Little, A.*; 小林 卓也; Maderich, V.*; Min, B. I.*; Suh, K. S.*

Journal of Environmental Radioactivity, 261, p.107138_1 - 107138_8, 2023/05

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2023.107138

ラグランジュモデルは、緊急事態における水環境での放射性核種の輸送をシミュレートするために、オイラーモデルよりもいくつかの利点がある。放射性核種の放出は、軌道が時間に沿って計算される多数の粒子としてシミュレートされるため、これらのモデルは空間離散化を必要としない。この論文では、粒子の最終分布から濃度を計算するために使用されるグリッド間隔、シミュレーション内の粒子数、および離散的な性質のために必要な補間スキームを使用して、ラグランジュモデルの依存性を調査した。また、ラグランジュモデルは、相(液体と固体)間の放射性核種の交換を記述することができる。濃度を計算するために使用される最適なグリッドサイズは慎重にチェックする必要があり、より正確な解を得るには空間補間よりも時間補間の方が重要であることがわかった。また、特定の精度保つために必要な粒子の数を推定する方法を提案した。最後に、堆積物濃度が低く、分配係数が小さい場合、遷移確率の正確な式を使用する必要があることがわかった。

「ICRP内部被ばく線量評価に関する勉強会」報告

中嶌 純也; 廣田 誠子*; 辻 智也; 渡邊 裕貴; 迫田 晃弘; 小林 紀子*

保健物理(インターネット), 58(1), p.13 - 20, 2023/04

https://doi.org/10.5453/jhps.58.13

本報告は、内部被ばく線量評価に関する国際放射線防護委員会の最新の勧告書であるOccupational Intakes of Radionuclidesシリーズ1-5で用いられているモデル,条件,仮定などを理解することを目的として、日本保健物理学会若手研究会で実施した「ICRP内部被ばく線量評価に関する勉強会」に関するものである。

Polarized neutron scattering study of hollow FeO submicron spherical particles

小林 悟*; 野村 英志*; 千葉 桃子*; 河村 幸彦*; 大石 一城*; 廣井 孝介; 鈴木 淳市*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 569, p.170410_1 - 170410_9, 2023/03

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2023.170410

We report results of polarized small-angle and wide-angle neutron scattering experiments at = 10 and 300 K for 420 nm-sized hollow FeO spherical particles. Each hollow particle is a mesocrystal, which is composed of small nanoparticles with nearly the same crystallographic orientation. Polarized neutron experiments allow us to evaluate magnetic correlations of parallel and perpendicular magnetization components with respect to magnetic field during magnetization process. Small-angle neutron scattering reveals that as the magnetic field decreases from a saturation field of 10 kOe, the perpendicular magnetization component maximizes around zero applied field, whereas the parallel component minimizes. This behavior was observed below and above Verwey transition temperature of 120 K. Calculations of neutron intensities for vortex structures suggest the reorientation of the vortex core towards the magnetocrystalline anisotropy axis from the magnetic field direction at low applied fields. Moreover, a magnetic domain length obtained from the wide-angle scattering is of the order of 30-40 nm and comparable to the size of the small nanoparticles forming a hollow sphere, suggesting that magnetic correlations within the small nanoparticles always retain during magnetization process.