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川北 至信; 菊地 龍弥*; 田原 周太*; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 丸山 健二*; 山内 康弘*; 河村 聖子; 中島 健次
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011071_1 - 011071_6, 2021/03
ヨウ化銅は高温固相で、ヨウ素イオンが作る面心立方格子の隙間を銅イオンが動く超イオン伝導体になることで知られている。溶融相でも、集団的あるいは協調的なイオンの運動を示す特徴がある。MDシミュレーションにおいて、銅イオンの拡散がヨウ素イオンより非常に速いこと分かっている。Cu-Cu部分構造因子にはFSDPと呼ばれる構造を持ち、銅の分布に中距離秩序があることを示している。さらに、Cu-Cu部分二体分布関数は、Cu-Iで形成される最近接分布に深く入り込んでいる。そうした溶融CuIの異常的振る舞いの原因を解明するために、J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置されたディスクチョッパー分光器AMATERASを用いて、中性子準弾性散乱(QENS)実験を行った。構造可干渉性のQENSから得られた動的構造因子を理解するため、モード分布解析を行った。その結果、ヨウ素イオンの運動が局所的に閉じ込められた空間で揺らぐような運動であること、一方銅イオンはヨウ素イオンより速く拡散する運動をしていることが分かった。
川北 至信; 菊地 龍弥*; 稲村 泰弘; 田原 周太*; 丸山 健二*; 花島 隆泰*; 中村 充孝; 鬼柳 亮嗣; 山内 康弘*; 千葉 薫*; et al.
Physica B; Condensed Matter, 551, p.291 - 296, 2018/12
被引用回数：11 パーセンタイル：43.16(Physics, Condensed Matter)単元素液体金属の中には、その静的構造が剛体球充填モデルでは全く表せない、複雑な構造を有する物質がある。液体ビスマスは、構造因子のメインピークの高波数側に非対称な肩構造を有する。二体分布関数の第一ピークと第二ピークの距離の比が1:2で、一次元的に配列しているような奇妙な値を示すとともに、第一ピークの長距離側に明確な肩構造を有する。二種類の直径の異なる剛体球からなるモデルでは、構造因子の肩構造が生じることから、こうした単元素液体金属の複雑性の起源として、短時間だけ生じる共有結合や、金属イオンを遮蔽する電子が有効二体間ポテンシャルに作り出す振動(フリーデル振動)など、まったく物理的描像が異なる仮説がいくつかなされている。そこで我々は液体ビスマスの中性子準弾性散乱を、J-PARCのMLFに設置された冷中性子ディスクチョッパー分光器を用いて測定し、液体ダイナミクスを動的相関関数から調べた。その結果、二体分布関数の第一ピークの肩構造の緩和時間が、第一ピークや第二ピークなどその他の主要構造に比べて著しく長いことが分かった。
坂佐井 馨; 佐藤 節夫*; 瀬谷 智洋*; 中村 龍也; 藤 健太郎; 山岸 秀志*; 曽山 和彦; 山崎 大; 丸山 龍治; 奥 隆之; et al.
Quantum Beam Science (Internet), 1(2), p.10_1 - 10_35, 2017/09
J-PARC物質・生命科学実験施設では、中性子検出器、スーパーミラーや
Heスピンフィルターなどの光学機器、及びチョッパー等の中性子デバイスが開発され、据え付けられている。また、計算環境として機器制御、データ取得、データ解析、及びデータベースの4つのコンポーネントが整備されている。また、物質・生命科学実験施設では実験に使用される様々な試料環境が利用可能である。本論文では、これらの現状について報告する。
小越 友里恵; 里山 朝紀; 岸本 克己; 南里 朋洋; 鈴木 武; 富岡 修; 高泉 宏英*; 菅野 智之*; 丸山 達也*
JAEA-Technology 2017-017, 152 Pages, 2017/08
JAEA-Technology-2017-017.pdf:15.97MB
原子力科学研究所では、1985年度から1989年度にかけて実施されたJRR-3改造工事に伴って発生し、原子力科学研究所の北地区にある第2保管廃棄施設の保管廃棄施設・NLに保管していた放射能レベルの極めて低いコンクリート約4,000tを対象としたクリアランスを行った。JRR-3改造工事に伴って発生したコンクリートのクリアランスにあたり、放射能濃度の測定及び評価の方法の認可申請について、2008年7月25日付けで文部科学大臣の認可を受けた。その後、2009年度からクリアランス作業を開始し、認可を受けた方法に基づき放射能濃度の測定及び評価を行い、順次、国による放射能濃度の測定及び評価の結果の確認を受け、2014年度に約4,000tの全てのコンクリートのクリアランス作業を終了した。また、クリアランスしたコンクリートは、再資源化を行い、原子力科学研究所内において、東北地方太平洋沖地震の復旧工事のための資材等として再利用した。本報告は、JRR-3改造工事に伴って発生したコンクリートの放射能濃度の測定及び評価の結果、国による放射能濃度の確認、クリアランスしたコンクリートの再利用状況、クリアランス作業に要した費用等の実績をとりまとめたものである。
吉本 達哉*; 石川 淳; 岡本 孝司*; 丸山 結
Proceedings of 9th Korea-Japan Symposium on Nuclear Thermal Hydraulics and Safety (NTHAS-9) (CD-ROM), 5 Pages, 2014/11
Containment Filtered Vent System (CFVS) can prevent the containment vessel failure and reduce the release amount of fission products to the environment. After the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (NPP) accident, Nuclear Regulation Authority of Japan required licensees to introduce CFVS in all BWR plant in Japan to re-operate nuclear power plant. In this paper, a CFVS model was constructed and the impact of CFVS on source term during a severe accident was analyzed. A main objective in this analysis is to understand potential effect of CFVS on source terms. A series of calculations has been performed for a BWR with Mark-I containment vessel (CV) at present by considering only scrubbing efficiency in a water pool using THALES2 code. A severe accident initiated by station blackout is taken to be analyzed, which is similar with the accident at the Fukushima Daiichi NPP. Four cases; drywell CFVS case, wet well (W/W) CFVS case, W/W direct release case and CV failure case, are analyzed.
武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
Chinese Journal of Physics, 50(2), p.161 - 170, 2012/04
The construction of a new polarized neutron reflectometer is now in progress at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). MLF has the world's brightest pulsed neutron and muon sources (JSNS and MUSE). The user program of MLF has been already started in 2008, and now nine neutron and two muon spectrometers are in operation. Installation of the new reflectometer was expected to be completed in March 2011. However, the construction was interrupted by the massive earthquake hitting northeast Japan, including Tokai-mura where J-PARC is located. We expect to restart the user program of the new polarized neutron reflectometer at the beginning of next year (2012).
山崎 竜也; 朝岡 秀人; 田口 富嗣; 山本 春也; 山崎 大; 丸山 龍治; 武田 全康; 社本 真一
Thin Solid Films, 520(8), p.3300 - 3303, 2012/02
被引用回数：2 パーセンタイル：9.14(Materials Science, Multidisciplinary)Si基板との格子不整合の緩衝域として水素単原子バッファー層を挿入し、大きな格子不整合を克服した薄膜成長に成功した。このユニークな薄膜成長を可能にする界面の構造解析を目的とし、薄膜成長後の界面における水素層の存在を、中性子反射率測定と共鳴核反応分析法により捉えることができたので、それら複合解析の結果を発表する。
中島 健次; 河村 聖子; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 梶本 亮一; 稲村 泰弘; 高橋 伸明; 相澤 一也; 鈴谷 賢太郎; 柴田 薫; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 80(Suppl.B), p.SB028_1 - SB028_6, 2011/05
被引用回数：143 パーセンタイル：95.98(Physics, Multidisciplinary)アマテラスは、J-PARCの物質・生命科学実験施設に設置された冷中性子ディスクチョッパー型分光器であり、結合型水素モデレーターと新開発の高速ディスクチョッパーの組合せで、高分解能,高強度を両立させる最新鋭の中性子分光器である。今回の発表では、これまでの機器調整とユーザー利用の成果を踏まえ、アマテラスの現状と性能、そして、得られた成果の例を示す。
中嶋 秀夫; 濱田 一弥; 奥野 清; 阿部 加奈子*; 清水 辰也; 角井 日出雄*; 山岡 弘人*; 丸山 直行*; 高柳 貞敏*
Fusion Engineering and Design, 82(5-14), p.1473 - 1480, 2007/10
被引用回数：8 パーセンタイル：49.99(Nuclear Science & Technology)ITERのトロイダル磁場コイルでは、コイルに作用する大電磁力を支えるため、外径約14m
9m,幅約611mm,厚さ約112mmのラジアル・プレートと呼ばれる両側に溝を加工したD型の大型ステンレス構造物が使用される。このような大型のステンレス構造物の製作経験はこれまでにないことに加え、ラジアル・プレートには平面度2mm以内という厳しい製作精度が要求される。さらに、9コイル分のラジアル・プレート63個を約4年という短期間で製作する必要があり、ラジアル・プレートの製作方法の最適化がITER実現には必須となる。そこで、原子力機構では、ラジアル・プレートの製作方法を検討するとともに、必要となる製作技術の開発を行い、最適製作方法を考案した。本発表では、製作技術開発のために実施した試験の結果とこの結果に基づいて考案した最適製作方法について発表する。
武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 山崎 竜也; 久保田 正人; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.
no journal, ,
A new polarized neutron reflectometer has been installed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). The user program of this reflectometer has been already started in February 2012 although it is still at the early commissioning stage. At the conference, the outline design specification and the basic performance of this reflectometer will be presented.
川北 至信; Li, B.; 川崎 卓郎; 菊地 龍弥*; 鬼柳 亮嗣; 稲村 泰弘; 大原 高志; 柴田 薫; 古府 麻衣子; 中村 充孝; et al.
no journal, ,
JAEAプロジェクト課題「乱れた構造がもたらす機能発現のメカニズム」において得られた研究成果をダイジェストする。本プロジェクトでは液体やガラスなど構造全体が不規則なランダム物質に対して用いられてきた研究手法・解析手法を、結晶に潜むランダム性がマクロな機能的物性を支配する物理現象に適用し、機能発現のメカニズムを解き明かしていくことを目的として、研究を展開してきた。液体ビスマスの構造の複雑性を時空相関関数から解明した研究、層状熱電材料、次世代太陽電池材料の低熱伝導性の起源を中性子非弾性散乱乱により解明した研究を紹介する。
水谷 光太郎*; 廣内 大助*; 松多 信尚*; 石山 達也*; 杉戸 信彦*; 安江 健一*; 竹下 欣宏*; 藤田 奈津子; 澤 祥*; 道家 涼介*; et al.
no journal, ,
2014年11月22日に発生した神城断層の一部を震源とする長野県神城断層地震(M6.7)は断層のおよそ北半分において最大変位量約1mに及ぶ地表地震断層を出現させた。地震後、変位量調査やトレンチ掘削調査などが行われ、一つ前の地震は1714年の小谷地震の可能性が高いことなど徐々に明らかになっている。一方で、断層南半部の活動履歴など断層の活動履歴などは断層北半部と比較してまだ十分ではない。本研究では、神城断層における空中写真判読、変動地形の記載を行い、またトレンチ掘削調査を実施した。青木湖南岸では2条の断層が指摘されるが最も東側の断層の北延長において、新たに左屈曲した尾根や河谷を見出した。尾根は湖成層によって構成されるバルジであり約2万年前(21330
90yrBP)の年代値が得られた。また、他の層として、腐植層最下部の試料からは472030yrBPの年代値が得られ、約4700年前以降少なくとも2-3回のイベントが認められた。今後その他イベントの年代に関わる試料の年代測定を進めていく。
川北 至信; 田原 周太*; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 丸山 健二*; 山内 康弘; 中島 健次; 河村 聖子; 神原 理; et al.
no journal, ,
CuIは高温固相でCuが拡散する超イオン伝導性を示す物質としてよく知られているが、先行研究により、溶融相においてもCuイオンが線状に連なった分布を示すなど、協同拡散を強く示唆する液体構造を有していることが分かっている。そこで溶融相および超イオン伝導相におけるイオンの運動を直接観測するため、J-PARCのMLFに設置された冷中性子ディスクチョッパー分光器(AMATERAS BL14)を用いて、中性子非弾性散乱実験を行った。固相では、超イオン伝導性を示さない
相において、明瞭なフォノンが観測されたが、超イオン伝導相の
相では、フォノン励起は薄れて液体に近い準弾性散乱の成分が支配的になることが分かった。溶融相のコヒーレント準弾性散乱スペクトルは、より構造に密接に関係する相互拡散の豊富な情報を含んでいる半面、解釈が難しい。そこで、我々はこれら超イオン伝導メルトの液体構造の再現に成功している誘導分極モデルに基づいた分子動力学シミュレーション(MD)を行い、実験データとの比較を行った。Cu-Cu相関が時間とともに早くなくなるのに対し、I-I相関は長い時間残存していることがMDから分かった。
核種分布の均一性確認測定堤 正博; 木暮 広人; 里山 朝紀; 丸山 達也; 岸本 克己
no journal, ,
JRR-3改造に伴い発生した汚染の極めて低いコンクリート材が、約4000トン保管廃棄されている。これらのコンクリートのクリアランスを実施するにあたり、信頼できる放射能濃度の測定記録がないことから、少量試料によるクリアランス測定の前段階として、放射能の偏在がないことを、全量測定により確認することが必要となった。本発表では、その全量を対象としたコンクリートに含まれる核種に偏在がないこと、すなわち均一性の確認測定について報告する。本発表では、EGS-4コードを用いて、均一性の判断の目安である
Coの検出限界放射能濃度0.1Bq/gを満たすように測定方法を決定した。
久保田 正人; 武田 全康; 山崎 大; 曽山 和彦; 丸山 龍治; 林田 洋寿; 朝岡 秀人; 及川 健一; 山崎 竜也*; 相澤 一也; et al.
no journal, ,
As a nondestructive technique, neutron reflectivity brings significant information on the magnetism at interfaces even in thin films. We constructed a newly polarized neutron reflectometer a at BL17 SHARAKU installed at MLF, and started the user program in the end of January 2012. The magnet with high field and the spin polarization apparatus are available. We report the current status and future prospects of the beamline in terms of a commissioning and a research.
南里 朋洋; 岸本 克己; 里山 朝紀; 高泉 宏英; 菅野 智之; 丸山 達也; 吉森 道郎
no journal, ,
日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、JRR-3の改造工事に伴って発生した多量のコンクリートのクリアランスを進めている。ここでは、これまでクリアランスしたコンクリートにおける放射能濃度の測定及び評価結果、放射能濃度の分布の均一性、東京電力福島第一原子力発電所事故由来のフォールアウトの影響について述べる。
川北 至信; 田原 周太*; 中村 充孝; 菊地 龍弥; 稲村 泰弘; 丸山 健二*; 中島 健次; 河村 聖子; 山内 康弘; 神原 理; et al.
no journal, ,
ヨウ化銅は高温固相で、ヨウ素が作る副格子の中を銅イオンが動き回る超イオン伝導性を示すことでよく知られている。われわれが行った構造解析から、溶融CuIの構造因子にはCu-Cu相関に由来するFSDP(First Sharp Diffraction Peak)が0.9(1/A)に見られ、Cu-Cuの部分二体分布関数がCu-I相関で形成される最近接分布の位置まで侵入していることがわかっている。このとき構造モデリングにより、Cu分布が不均一に分布しており、一次元的に連なったような分布を示すことがわかってきた。そこで、J-PARCの物質・生命科学実験施設のBL14に設置された冷中性子ディスクチョッパー分光器アマテラスを用いて、広い運動量移動-エネルギー移動空間に渡る中性子非弾性・準弾性散乱測定を行った。超イオン伝導メルト状態のCuIの緩和現象について、その静的構造及び固相でのフォノン励起と関連付けて報告する。
川北 至信; 田原 周太*; 菊地 龍弥; 中村 充孝; 稲村 泰弘; 丸山 健二*; 山内 康弘*; 中島 健次; 河村 聖子; 神原 理*
no journal, ,
CuIは高温固相で典型的な超イオン伝導体である。溶融相ではCuが著しく不均一な構造を持つことが逆モンテカルロ構造モデリングにより知られている。この不均質な構造がどうして生じるのかを調べるため、J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されたAMATERAS分光器を用いた中性子準弾性散乱測定と、Vashishta-Rahmanポテンシャルに分極可能モデルを適用した分子動力学シミュレーションを行った。両者のモード分布解析により、Cuイオンの溶融相での高速拡散にIイオンの協動的な運動が重要な役割を果たしていることが分かった。
川北 至信; 菊地 龍弥*; 稲村 泰弘; 田原 周太*; 丸山 健二*; 花島 隆泰*; 中村 充孝; 鬼柳 亮嗣; 山内 康弘*; 千葉 薫*; et al.
no journal, ,
単純な粒子のランダム充填では表せない複雑な構造を持つ単原子多価液体金属がある。こうした物質では、金属的な結合と共有的な結合が混ざった構造という説や、短時間だけ共有結合が生成されるというダイナミックなモデル、固体で見られるようなパイエルス歪が液体にもあるとする擬結晶モデルなど諸説が、液体構造や理論計算から提案されてきた。こうした液体の複雑性に対する明確な描像を実験的に得るために、動的構造を十分な精度で解析することが不可欠である。我々は、J-PARC物質・生命科学実験施設のBL14アマテラス分光器を用いて、液体ビスマスのコヒーレント中性子準弾性散乱実験を行い、時空相関関数を導出した。二重層状構造の特徴的な距離での緩和時間の違いから、パイエルス歪構造が液体中に残存している証拠を得た。
川北 至信; 菊地 龍弥*; 稲村 泰弘; 田原 周太*; 丸山 健二*; 花島 隆泰*; 中村 充孝; 鬼柳 亮嗣; 山内 康弘*; 千葉 薫*; et al.
no journal, ,
静的構造が剛体球の充填では近似できない複雑な構造を持つ多価金属液体について、J-PARCのアマテラス分光器を用いてコヒーレント準弾性散乱実験を行った。液体BiやSbでは、固体の静的構造に見られるパイエルス歪を伴った二重層状構造が液体中にも残存しているのではないかと考えられてきた。今回我々は時空相関数を導出し、特徴的な原子間距離における構造緩和の違いとして、液体中でのこのパイエルス歪構造を検出することに成功した。
