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高木 寛貴*; 高木 里奈*; 見波 将*; 野本 拓也*; 大石 一城*; 鈴木 通人*; 柳 有起*; 平山 元昭*; Khanh, N.*; 軽部 皓介*; et al.
Nature Physics, 19(7), p.961 - 968, 2023/07
被引用回数：8 パーセンタイル：96.03(Physics, Multidisciplinary)In ferromagnets, electric current generally induces a transverse Hall voltage in proportion to the internal magnetization. This effect is frequently used for electrical readout of the spin up and down states. While these properties are usually not expected in antiferromagnets, recent theoretical studies predicted that non-coplanar antiferromagnetic order with finite scalar spin chirality - meaning a solid angle spanned by neighboring spins - can induce a large spontaneous Hall effect even without net magnetization or external magnetic field. This phenomenon, the spontaneous topological Hall effect, can potentially be used for the efficient electrical readout of the antiferromagnetic states, but it has not been experimentally verified due to a lack of appropriate materials hosting such magnetism. Here, we report the discovery of all-in-all-out type non-coplanar antiferromagnetic order in triangular lattice compounds CoTa
S
and CoNbS. These compounds are reported to host unconventionally large spontaneous Hall effect despite their vanishingly small net magnetization, and our analysis reveals that it can be explained in terms of the topological Hall effect that originates from the fictitious magnetic field associated with scalar spin chirality. These results indicate that the scalar spin chirality mechanism offers a promising route to the realisation of giant spontaneous Hall response even in compensated antiferromagnets, and highlight intercalated van der Waals magnets as a promising quasi-two-dimensional material platform to enable various nontrivial ways of electrical reading and possible writing of non-coplanar antiferromagnetic domains.
Wang, H.*; 大津 秀暁*; 千賀 信幸*; 川瀬 頌一郎*; 武内 聡*; 炭竃 聡之*; 小山 俊平*; 櫻井 博儀*; 渡辺 幸信*; 中山 梓介; et al.
Communications Physics (Internet), 2(1), p.78_1 - 78_6, 2019/07
被引用回数：8 パーセンタイル：56.2(Physics, Multidisciplinary)陽子(あるいは中性子)過剰核の効率的な生成経路を探索することは、原子核反応研究の主な動機のひとつである。本研究では、
Pdに対する核子当たり50MeVの陽子および重陽子入射による残留核生成断面積を逆運動学法によって測定した。その結果、重陽子入射ではAgやPd同位体の生成断面積が大きくなることを実験的に示した。また、理論計算による解析から、この生成断面積の増大は重陽子の不完全融合反応に起因することを示した。これらの結果は、陽子過剰核の生成において重陽子のような弱束縛核の利用が有効であることを示すものである。
大饗 千彰*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 川口 健太郎*; 久間 晋*; 宮本 祐樹*; 永園 充*; 中嶋 享*; 中野 逸夫*; 繁政 英治*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 85(3), p.034301_1 - 034301_10, 2016/03
被引用回数：8 パーセンタイル：52.42(Physics, Multidisciplinary)Previous experimental studies of superradiance (SR) in multi-level systems have been explainable using the predictions of the well-known simple two-level SR model. However our recent study using EUV free-electron laser excitation of helium atoms, where SR was observed at wavelengths of 502 nm, 668 nm, and 728 nm, revealed behaviour which necessitates a full multi-level treatment of the SR development. In this paper, we report simulations of the initial excitation by the FEL pulses, and the subsequent development of multi-level SR. The results of the simulation reproduce the experimental findings, and reveal that competitive SR on two transitions with a common upper level plays an important role in the development of the system.
Harries, J.; 岩山 洋士*; 永園 充*; 富樫 格*; 矢橋 牧名*; 久間 晋*; 中嶋 享*; 宮本 祐樹*; 大饗 千彰*; 笹尾 登*; et al.
Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 48(10), p.105002_1 - 105002_9, 2015/05
被引用回数：7 パーセンタイル：38.91(Optics)We report the observation of superfluorescence at wavelengths (in air) of 501.6 nm, 667.8 nm, and 728.1 nm following the excitation of helium atoms with free-electron laser pulses at wavelengths of 53.7 nm (
=3 excitation) and 52.2 nm (=4 excitation). The observed wavelengths of the superfluorescence pulses correspond to 1s3p-1s2s, 1s3d-1s2p, and 1s3s-2p transitions. Observation of superfluorescence on these transitions implies either competing cascade decays, or direct excitation of non-dipole allowed transitions. We have studied the time structure of the emitted pulses using a streak camera, and the results cannot be explained by straightforward considerations using the usual model for two-level superfluorescence.
中嶋 享*; Harries, J.; 岩山 洋士*; 久間 晋*; 宮本 祐樹*; 永園 充*; 大饗 千彰*; 富樫 格*; 矢橋 牧名*; 繁政 英治*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 84(5), p.054301_1 - 054301_7, 2015/05
被引用回数：7 パーセンタイル：49.48(Physics, Multidisciplinary)In this paper, we report the results of measurements of the intensities and delays of super-radiance decays from excited helium atoms at multiple wavelengths. The experiment was performed using extreme ultraviolet radiation produced by the free electron laser at the SPring-8 Compact SASE Source test accelerator facility as an excitation source. We observed superradiant transitions on the 1s3p
1s2s (
=502 nm), 1s3d1s2p (=668 nm), and 1s3s1s2p (=728 nm) transitions. The pulse energy of each transition and its delay time were measured as a function of the target helium gas density. Several interesting features of the data, some of which appear to contradict with the predictions of the simple two-level super-radiance theory, are pointed out.
中嶋 秀夫; 島本 進*; 井口 将秀; 濱田 一弥; 奥野 清; 高橋 良和
低温工学, 48(10), p.508 - 516, 2013/10
原子力機構はITERプロジェクトにおいてトロイダル磁場(TF)コイルの構造物と中心ソレノイド(CS)のジャケットを調達している。構造物はほとんどが316LNステンレス鋼であるが、高い強度が必要な部分は原子力機構と日本製鋼が共同開発したJJ1鋼を使う。ジャケットは神戸製鋼と共同開発したJK2LB鋼が使われる。これら2つの鋼はその量産性と溶接性と使用する温度(4K)における機械的特性を確認し、既に市販品となっている。原子力機構は、日本機械学会(JSME)で発行された核融合設備規格「超伝導マグネット構造規格(2008年版)」の策定に貢献し、これに規定された材料仕様を構造物に採用した。また、JSME規格の発行をもって、30年に渡る構造材料の開発から製品化までの一連の活動が完結したと言える。これらのITERにおける超伝導コイルの構造物に関する構成と設計、実規模量の鋼の製作、及び品質管理と品質確認試験について紹介することにより、核融合装置における超伝導コイルの構造物の重要性について述べる。
島本 進*; 中嶋 秀夫; 高橋 良和
低温工学, 48(2), p.60 - 67, 2013/03
原子力機構は、30年前からトカマク型核融合炉用極低温構造材料の開発を行ってきた。当時は4Kで使える材料やデータが無かったので、原子力機構は超伝導コイル用構造材料の要求値を設定し、4Kにおいて実施できる引張試験や疲労試験装置を設置した。そして、極低温構造材料を鉄鋼メーカーと共同開発し、開発した材料を数多く4Kにおいて試験した。さらに、JIS規格のような4Kにおける機械試験の規格の確立に貢献した。また、日本機械学会において、核融合炉用超伝導コイルの構造材のための設計基準の確立にも貢献し、ITERでのトロイダル磁場コイルの製作に活用している。原子力機構における材料開発の30年間の歴史について解説する。
奥村 進; 宮脇 信正; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一; 石堀 郁夫; 百合 庸介; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.572 - 574, 2010/03
原子力機構AVFサイクロトロンでは、材料・バイオ分野の研究利用のために高頻度でビーム条件の変更が求められており、マシンの利用効率の向上のため、さらにマシンタイムの慢性的な不足を解消するためにもこのビーム変更の短時間化が課題であった。サイクロトロンの場合、ビーム変更に最も時間を要してきたのは磁場の変更時間であり、われわれは、それを短縮するために磁場迅速切換技術の開発を行っている。磁場切換を短時間で行うには、サイクロトロン磁場をいかに高精度にモニタし、いかに短時間で磁場を収束・安定化するかが課題である。そこで、今回はサイクロトロン内部の磁場を計測可能なNMRプローブを導入し、サイクロトロンで加速するすべてのビーム条件に対応する磁場計測システムを開発した。本発表では、開発したシステムの概要及び磁場計測結果を中心に報告する。
中島 督*; 加藤 勝*; 小山 富男*; 町田 昌彦; 石田 武和*; Nori, F.*
Physica C, 468(7-10), p.769 - 772, 2008/04
被引用回数：4 パーセンタイル：21.85(Physics, Applied)d-ドットとは、d波超伝導体とs波超伝導体の2種類の超伝導体による複合ドット構造であり、両者の界面にて半磁束量子が形成されることが知られている。本論文発表では、この半磁束量子の時間変動を2成分ギンツブルク・ランダウ方程式を基に解析するシミュレーションについて述べた後、シミュレーションにより、d-ドットが論理回路デバイスとして動作することを明らかにする。また、複数のd-ドットの相互干渉についても、シミュレーションし、情報の交換がどのように行われるかを明らかにする。
奥村 進; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 横田 渉; 石本 貴幸; 倉島 俊; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; et al.
Nukleonika, 48(Suppl.2), p.S35 - S37, 2003/00
サイクロトロンでは、ビーム強度減少などのビーム不安定現象が一般的に生じるため、高精度なビーム制御は困難であった。原研AVFサイクロトロンでは、この原因がサイクロトロン電磁石の鉄心温度上昇による磁場変動であることを突き止め、鉄心温度の定温化によってビーム強度の安定化を確認した。イオンビームによる細胞や材料の微細加工技術の開発に必要なビームサイズ1ミクロンを達成するにはビームエネルギーの最小化が必要で、これにはビーム強度のみならずビーム位相も十分安定化する必要があり、サイクロトロン電磁石が磁場安定度10
を達成している必要がある。この磁場安定度測定を実現するには通常用いられるホール素子では精度が不十分であるため、核磁気共鳴(nuclear magnetic resonance:NMR) を利用した測定法を用いる必要があるが、サイクロトロン内部は高磁場(~2T)、高磁場勾配(~10G/cm)、高電磁場ノイズのため従来のNMR磁場測定装置では測定が困難であった。そこで、磁場勾配補正コイルの採用や高電磁場ノイズ対策などを行ったNMR磁場測定装置を開発し、10
台の測定精度を実現することでサイクロトロン電磁石の磁場安定度を確認することに成功した。
安藤 俊就; 檜山 忠雄; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 礒野 高明; 杉本 誠; 河野 勝己; 小泉 徳潔; 布谷 嘉彦; et al.
電気学会論文誌,B, 120(3), p.449 - 456, 2000/03
国際熱核融合実験炉(ITER)のR&Dとして進められている中心ソレノイドモデル・コイル計画の13T-640MJ超電導パルス・コイルの設計と製作について紹介する。
Sn conductor and central solenoid model coils for ITER高橋 良和; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 杉本 誠; 礒野 高明; 押切 雅幸*; 河野 勝己; 小泉 徳潔; et al.
Fusion Engineering and Design, 41(1-4), p.271 - 275, 1998/09
被引用回数：4 パーセンタイル：38.68(Nuclear Science & Technology)原研において、ITER-EDAのもと、中心ソレノイド(CS)モデル・コイルを開発している。本コイル閉導体は、NbSnが用いられ、ほぼ完成しつつある。導体接続部、熱処理及び巻線技術のR&Dが行われ、それぞれの技術が確立された。これを踏まえて、外層モジュール(8層)の最初の1層の巻線が完成した。本コイルは、1998年に完成し、原研の試験装置において実験が行われる予定である。
石尾 光太郎*; 中嶋 秀夫; 川崎 勉*; 上原 聡明*; 辻 博史; F.Wong*; 島本 進*
Proc. of 15th Int. Conf. on Magnet Technology (MT-15), p.989 - 992, 1997/10
ITERのTFコイル構造材には、4Kにおいて高強度(0.2%耐力が1000MPa以上)及び高靱性(破壊靱性K
が200MPa√m以上)が要求される。このITERターゲットを立証するために、構造材料の特性を評価するための国際共同作業が現在進行している。日本原子力研究所はITERターゲットを満足するJJ1及びJK2鋼を開発し、それらの圧延材の製作性及び溶接性を証明するために、110mm厚圧延材及びTIG溶接継手の試作を行った。それらの結果、JJ1及びJK2鋼の強度及び破壊靱性が、溶接継手を含めて、ITERターゲットを満たすことが立証された。さらに110mm厚JJ1及びJK2鋼溶接継手は、完全オーステナイトであるにもかかわらず、非破壊検査からは、割れや有害な欠陥は見られなかった。
濱田 一弥; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 安藤 俊就; 山本 一生*; 辻 博史; 島本 進*; 平岸 政洋*; 佐々木 知之*; 稲垣 淳二*
Proc. of 15th Int. Conf. on Magnet Technology (MT-15), p.405 - 408, 1997/10
原研は、国際熱核融合実験炉(ITER)の工学設計活動の一環として、中心ソレノイド・モデル・コイルの設計・製作を行っている。本コイルは、内層コイルと外層コイルより構成されて、原研は外装コイル(内径:2.7m、外径:3.6m、高さ2mのレイヤー巻コイル)の製作を行う。このような大型で、46mm角の強制冷却式超伝導導体を使用したコイルの巻線はこれまでに例がなく、巻線技術の開発は重要である。そこで100mのダミー導体や短尺の導体による試巻線を行い、導体の曲げ特性などを調べた。その結果、これらのデータを一般化し、巻線条件を予測する手法を考察し、モデル・コイルの巻線をすべて無事終了することができた。本巻線方式は、ITER実機にも適用可能と考えられる。
竹下 功; 前田 充; 三好 慶典; 大野 秋男; 岡崎 修二; 中島 健; 藤根 幸雄; 久保田 益充; 村岡 進; 荒 克之; et al.
原子力工業, 43(9), p.1 - 37, 1997/09
燃料サイクルバックエンドにおける安全性確保、技術の高度化を図ることを目的として進めているNUCEF計画は、施設の完成から4年目を迎えた。本特集は、NUCEFにおける臨界安全性研究、高度化再処理研究、TRU廃棄物管理研究のこれまでの研究成果及び今後の展開を概説するものである。1.NUCEF計画の概要、2.STACYによる実験、その研究成果、3.TRACYによる実験、その研究成果、4.BECKYによる実験、その研究成果と今後の計画、5.研究協力の現状と今後の計画、6.今後のNUCEF計画の展開
杉本 誠; 寺澤 充水*; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 高橋 良和; 安藤 俊就; et al.
Proc. of 15th Int. Conf. on Magnet Technology (MT-15), p.409 - 412, 1997/00
1992年より開始したITER-EDAの主要R&D項目であるCSモデルコイルの開発が進行中である。このCSモデルコイル開発のなかで、導体特性評価のためにCSインサートコイルが開発されている。CSインサートコイルの開発におけるR&D結果について報告する。ジョイント部開発やSAGBO(応力酸化割れ)回避のための熱処理要領開発について報告する。ジョイント開発においては、実機導体による抵抗測定結果について述べる。またNbSn生成のための熱処理基準について述べる。併せて試巻線の結果を報告する。
仁科 浩二郎*; 小林 岩夫*; 三好 慶典; 須崎 武則; 奥野 浩; 野村 靖; 三竹 晋*; 板垣 正文; 外池 幸太郎; 角谷 浩享*; et al.
日本原子力学会誌, 38(4), p.262 - 271, 1996/00
第5回臨界安全性国際会議ICNC'95が1995年9月に米国アルバカーキにて開催された。参加者は17ヶ国から計約300名、発表は約150件あった。今回の会議では、これまではよく知られていなかった旧ソ連の臨界実験施設、臨界安全研究のほか、臨界事故について初めて報告された。そのほか、燃焼度クレジット、動特性解析などで地道な研究の進歩が見られた。本稿では、このようなICNC'95での発表を通じて臨界安全性研究の現状を解説する。
仁科 浩二郎*; 山根 義宏*; 小林 岩夫; 館盛 勝一; 高野 誠; 三好 慶典; 奥野 浩; 中島 健; 三竹 晋*; 角谷 浩享*; et al.
日本原子力学会誌, 34(4), p.311 - 319, 1992/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.49(Nuclear Science & Technology)4年毎に開催される臨界安全性に関する国際会議が1991年9月に英国のオックスフォードにおいて行われた。本会議は臨界安全性の専門家が集まり、今回の発表総数は134件、参加者数は170名であり、広範囲の報告がなされた。主要なセッションとしては、1.各国の研究計画と臨界安全性実験、2.計算手法と核データの開発整備、3.臨界安全ハンドブックとデータベース、4.コードとデータライブラリーの検証、5.核燃料施設の臨界安全評価、6.測定技術と臨界パラメータ、及び7.臨界事故解析および警報システムが揚げられる。本報告は、最近の安全性の動向を、会議の主要な発表を紹介しつつリビューしたものである。
奥野 清; 高橋 良和; 中嶋 秀夫; 辺見 努; 松井 邦浩; 島本 進*
no journal, ,
ITERは国際共同プロジェクトによりにフランスに建設される核融合実験炉である。核融合反応のプラズマを発生,閉じ込め,制御するための磁場はすべて超電導コイルによって発生される。コイル全体の重量は1万トンに及び、その製作はこの実験炉の主要部分である。これは低温・超伝導分野から見ても大きな領域を占めるものである。日本はこのコイルの主要部分の製作を担当し、現地に持ち込む大きな作業を担っている。本発表では技術開発の状況,国際分担,建設までのスケジュールについて紹介する。
中島 憲宏; 河村 拓馬; 武宮 博; 鵜沢 憲; 井戸村 泰宏; 山田 進
no journal, ,
米国で開催される世界最大のスーパーコンピューティングにかかわる国際会議の2011年年次大会(SC '11)の展示会にて、平成22年度のシステム計算科学センターの研究成果として、耐震シミュレーション、材料シミュレーション、シミュレーション基盤技術,原子力分野における応用シミュレーションを発表するとともに、技術展示する。
