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論文

The Hydrogen-bond network in sodium chloride tridecahydrate; Analogy with ice VI

山下恵史朗*; 中山和也*; 小松一生*; 大原高志; 宗像孝司*; 服部高典; 佐野亜沙美; 鍵裕之*

Acta Crystallographica Section B; Structural Science, Crystal Engineering and Materials (Internet), 79(5), p.414 - 426, 2023/10

https://doi.org/10.1107/S2052520623007199

被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Chemistry, Multidisciplinary)

最近発見された塩化ナトリウムの超水和物(NaCl 13H(D) $_{2}$ O)の構造を1.7GPa, 298Kでのその場単結晶中性子回折によって決定した。この物質は大きな水素結合ネットワークを持ち、いくつかの水分子は分岐水素結合や5配位水分子のような歪んだ結合の特徴を持つ。水素結合ネットワークは、ネットワークトポロジーと水素結合の無秩序性という点で、氷VIと類似している。擬似対称性によって接続されたネットワークの構成要素を区別しなければ、このハイドレートの全体的なネットワーク構造は、氷VIのネットワーク構造に対応する小さな構造単位に分解することで表現できる。この水素結合ネットワークは、既知の塩水和物とは対照的に、水分子の配向の乱れを含んでいる。ここでは、イオン種を含む水素結合ネットワークに関するさらなる洞察のための例を示す。

論文

Development of an iron(II) complex exhibiting thermal- and photoinduced double proton-transfer-coupled spin transition in a short hydrogen bond

中西匠*; 堀優太*; 重田育照*; 佐藤寛泰*; 鬼柳亮嗣; 宗像孝司*; 大原高志; 岡澤厚*; 島田林太郎*; 坂本章*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 145(35), p.19177 - 19181, 2023/08

https://doi.org/10.1021/jacs.3c06323

被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Multidisciplinary)

Multiple proton transfer (PT) controllable by external stimuli plays a crucial role in fundamental chemistry, biological activity, and material science. However, in crystalline systems, controlling multiple PT, which results in a distinct protonation state, remains challenging. In this study, we developed a novel tridentate ligand and iron(II) complex with a short hydrogen bond (HB) that exhibits a PT-coupled spin transition (PCST). Single-crystal X-ray and neutron diffraction measurements revealed that the positions of the two protons in the complex can be controlled by temperature and photoirradiation based on the thermal- and photoinduced PCST. The obtained results suggest that designing molecules that form short HBs is a promising approach for developing multiple PT systems in crystals.

論文

Observation of proton-transfer-coupled spin transition by single-crystal neutron-diffraction measurement

中西匠*; 堀優太*; 重田育照*; 佐藤寛泰*; Wu, S.-Q.*; 鬼柳亮嗣; 宗像孝司*; 大原高志; 佐藤治*

Physical Chemistry Chemical Physics, 25(17), p.12394 - 12400, 2023/05

https://doi.org/10.1039/D3CP00527E

被引用回数：1 パーセンタイル：56.86(Chemistry, Physical)

The application of single-crystal neutron diffraction (SCND) to observe proton-transfer phenomena in crystalline compounds exhibiting unusual protonation states or proton dynamics has garnered significant research interest in recent years. However, proton tautomerism, which results in different protonation states before and after proton transfer, has never been observed using the SCND technique. Thus, to observe the proton tautomerism phenomenon by SCND measurements, we developed an iron(II) complex that forms a large crystal and exhibits a proton-transfer-coupled spin transition (PCST). The presence of the two types of proton tautomers was determined by conventional analysis of the proton position by X-ray crystallography, infrared spectroscopy, and density functional theory calculations. Finally, our results confirmed that proton tautomerism was successfully observed for the first time using variable-temperature SCND measurements.

論文

Improvement of nano-polycrystalline diamond anvil cells with Zr-based bulk metallic glass cylinder for higher pressures; Application to Laue-TOF diffractometer

山下恵史朗*; 小松一生*; 大原高志; 宗像孝司*; 入舩徹男*; 新名亨*; 杉山和正*; 川又透*; 鍵裕之*

High Pressure Research, 42(1), p.121 - 135, 2022/03

https://doi.org/10.1080/08957959.2022.2045982

被引用回数：3 パーセンタイル：58.88(Physics, Multidisciplinary)

We improved diamond anvil cells with a tubular frame made of Zr-based bulk metallic glass and nano-polycrystalline diamond anvils for single-crystal neutron diffraction. The thicker tubular frame was confirmed through experimentation as stably generating 4.5 GPa. Its feasibility for neutron diffraction was assessed at the Laue-TOF diffractometer at the BL18 (SENJU) beamline in the MLF J-PARC using time-resolved two-dimensional detectors covering wide solid angles. In addition to ambient-pressure measurements of NH $_{4}$ Cl, diffraction patterns of a high-pressure phase of ice were also collected in-situ. The obtained intensities are of refinable quality sufficient for structure analysis.

論文

PSTEP: Project for solar-terrestrial environment prediction

草野完也*; 一本潔*; 石井守*; 三好由純*; 余田成男*; 秋吉英治*; 浅井歩*; 海老原祐輔*; 藤原均*; 後藤忠徳*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.159_1 - 159_29, 2021/12

https://doi.org/10.1186/s40623-021-01486-1

被引用回数：6 パーセンタイル：51.19(Geosciences, Multidisciplinary)

PSTEPとは、2015年4月から2020年3月まで日本国内の太陽・地球惑星圏に携わる研究者が協力して実施した科研費新学術領域研究である。この研究枠組みから500以上の査読付き論文が発表され、様々なセミナーやサマースクールが実施された。本論文では、その成果をまとめて報告する。

論文

Charge-density-wave order and multiple magnetic transitions in divalent europium compound EuAl

金子耕士; 川崎卓郎; 仲村愛*; 宗像孝司*; 中尾朗子*; 花島隆泰*; 鬼柳亮嗣; 大原高志; 辺土正人*; 仲間隆男*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 90(6), p.064704_1 - 064704_6, 2021/06

https://doi.org/10.7566/JPSJ.90.064704

被引用回数：37 パーセンタイル：95.85(Physics, Multidisciplinary)

Multiple transition phenomena in divalent Eu compound EuAl with the tetragonal structure were investigated via single crystal time-of-flight neutron Laue technique. At 30 K below a charge-density-wave (CDW) transition, superlattice peaks emerge near nuclear Bragg peaks described by an ordering vector $q_{rm CDW}$ = (0 0 ${delta}_c$ ). In contrast, magnetic peaks appear at $q_2 = ({delta}_2 {delta}_2 0)$ with ${delta}_2$ = 0.09 below $T_{N1}$ = 15.4 K, and moves to $q_1 = ({delta}_1 0 0)$ with ${delta}_1$ = 0.19 below $T_{N3}$ =12.2 K, whereas no distinct change in the magnetic Bragg peak was detected at $T_{N2}$ and $T_{N4}$ . The structural modification with $q_{rm CDW}$ is characterized by an absence of the superlattice peak in (0 0 ). Considering an absence of splitting in magnetic peaks along , the structural transition is mainly ascribed to a displacement of Al ions within the tetragonal -plane. Complex incommensurate magnetic transitions are in stark contrast to a simple collinear commensurate structure in isovalent EuGa. This could stem from incompatible electronic structures with the CDW transition between two compounds.

論文

Correlated Li-ion migration in the superionic conductor Li $_{10}$ GeP $_{2}$ S $_{12}$

矢島健*; 日沼洋陽*; 堀智*; 岩崎類*; 菅野了次*; 大原高志; 中尾朗子*; 宗像孝司*; 廣井善二*

Journal of Materials Chemistry A, 9(18), p.11278 - 11284, 2021/05

https://doi.org/10.1039/D1TA00552A

被引用回数：19 パーセンタイル：80.41(Chemistry, Physical)

Herein, we studied the crystalline compound Li $_{10}$ GeP $_{2}$ S $_{12}$ with the largest Li-ion conductivity thus far via a novel route based on a combination of single-crystal neutron diffraction experiments at low temperature and first-principles calculations, and found that a correlated migration of the densely packed Li ions governs the overall Li-ion conduction. The correlated migration mechanism provides us with guidelines on how to design efficient superionic conductors for more efficient batteries.

報告書

原子力緊急時における公衆の被ばく線量評価に関する調査と検討

橋本周; 木名瀬栄; 宗像雅広; 村山卓; 高橋聖; 高田千恵; 岡本明子; 早川剛; 助川正人; 久米伸英*; et al.

JAEA-Review 2020-071, 53 Pages, 2021/03

JAEA-Review-2020-071.pdf:2.72MB

原子力機構は、災害対策基本法及び武力攻撃事態対処法に基づく指定公共機関として、原子力災害や放射線緊急事態が発生した場合には、災害対応に当たる国や地方公共団体の要請に応じて人的・技術的支援を行う。防災基本計画及び原子力災害対策マニュアルでは、原子力機構は原子力緊急時において公衆の被ばく線量の推計・把握を支援することが要求されている。しかし、その支援について、基本方策,調査対象,調査方法,実施体制等について具体的かつ詳細には検討されていない。本報告では、公衆の緊急時被ばく線量の推計・把握に関する技術的支援について、原子力緊急時支援・研修センター内に設置された「緊急時の線量評価検討WG」において調査・考察した結果を報告することにより、国や地方公共団体、及び原子力機構内における今後の具体的かつ詳細な検討及び活動に貢献することを目的とする。

論文

Successive phase transitions in $R_{3}$ Ir $_{4}$ Sn $_{13}$ (: La and Ce) investigated using neutron and X-ray diffraction

中里晟也*; 岩佐和晃*; 橋本大輔*; 塩澤真未*; 桑原慶太郎*; 中尾裕則*; 佐賀山基*; 石角元志*; 大原高志; 中尾朗子*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 30, p.011128_1 - 011128_6, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.30.011128

Successive phase transitions of $R_{3}$ Ir $_{4}$ Sn $_{13}$ (: La and Ce) were studied using neutron and X-ray diffraction techniques. A semimetal Ce $_{3}$ Ir $_{4}$ Sn $_{13}$ undergoes three phase transitions: an antiferromagnetic ordering characterized by a propagation vector $q_{rm M}$ = (1/2, 1/2, 2/5) below 0.6 K, a structural transformation with $q_{rm S2}$ = (1/4, 1/4, 1/4) at 2.0 K, and another structural transformation with $q_{rm S1}$ = (1/2, 1/2, 0) above room temperature. La $_{3}$ Ir $_{4}$ Sn $_{13}$ was confirmed to be a superconductor below 2.5 K under the $q_{rm S1}$ = (1/2, 1/2, 0) structure that also appears above room temperature.

論文

Crystal structure and cation distribution of the X-type hexaferrite Sr $_{2}$ Co $_{2}$ Fe $_{28}$ O $_{46}$

駒淵舞*; 漆原大典*; 浅香透*; 福田功一郎*; 大原高志; 宗像孝司*; 石川喜久*

Journal of the Physical Society of Japan, 89(3), p.034601_1 - 034601_5, 2020/03

https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.034601

被引用回数：2 パーセンタイル：22.16(Physics, Multidisciplinary)

The crystal structure of an X-type hexaferrite Sr $_{2}$ Co $_{2}$ Fe $_{28}$ O $_{46}$ was investigated by the X-ray and neutron diffraction methods for a single crystal. Sr $_{2}$ Co $_{2}$ Fe $_{28}$ O $_{46}$ has the crystal structure described as a space group () and its lattice constants are = 5.9165(2) ; and = 84.1395(33) ; at 843 K. Co ions are almost localized in the octahedral site () in the middle of S $^{*}$ S $^{*}$ blocks. In addition, the adjacent octahedral and tetrahedral sites to site contain the significant number of Co $^{2+}$ .

論文

Multi-step magnetic transitions in EuNiIn

池田修悟*; 金子耕士; 田中佑季*; 川崎卓郎; 花島隆泰*; 宗像孝司*; 中尾朗子*; 鬼柳亮嗣; 大原高志; 望月健生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 89(1), p.014707_1 - 014707_7, 2020/01

https://doi.org/10.7566/JPSJ.89.014707

被引用回数：1 パーセンタイル：12.02(Physics, Multidisciplinary)

Magnetism in EuNiIn has been studied by specific heat, magnetic susceptibility, magnetization, $^{151}$ Eu Mssbauer spectroscopy, and neutron diffraction experiments. The specific heat shows two magnetic transitions at $T_{rm N1}$ and $T_{rm N2}$ at zero magnetic field. An antiferromagnetic ground state of EuNiIn has a uniaxial magnetic anisotropy along the b-axis, revealed by the magnetic susceptibility and the Mssbauer spectroscopy. Single crystal neutron diffraction experiments clarify that this antiferromagnetic structure in the ground state is characterized by the commensurate propagation vector = (1/2, 1/2, 1/2) which reveals no distinct anomaly at $T_{rm N2}$ . The magnetization curve along the b-axis at 2 K shows four successive magnetic field-induced transitions up to 50 kOe and, reaches 7 ${mu}_{rm B}$ /f.u. above 190 kOe, The magnetic phase diagram in EuNiIn has unique characteristics with five magnetic states in low magnetic field.

論文

Unique helical magnetic order and field-induced phase in trillium lattice antiferromagnet EuPtSi

金子耕士; Frontzek, M. D.*; 松田雅昌*; 中尾朗子*; 宗像孝司*; 大原高志; 垣花将司*; 芳賀芳範; 辺土正人*; 仲間隆男*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 88, p.013702_1 - 013702_5, 2019/01

https://doi.org/10.7566/JPSJ.88.013702

被引用回数：60 パーセンタイル：95.02(Physics, Multidisciplinary)

Magnetic transitions in chiral antiferromagnet EuPtSi were investigated by means of single crystal neutron diffraction. In the ground state, magnetic peaks emerge at positions represented by $q_{1}$ =. Upon heating, an additional magnetic peak splitting around 2.5 K was uncovered, indicating a presence of a first-order transition with $q^*_{1}$ =. An half-polarized neutron scattering for polarization parallel to Q reveled that polarization antiparallel to Q has stronger intensity in both magnetic phases. This feature clarifies single chiral character of helical structure with moments normal to the ordering vector in both ordered states. Under vertical magnetic field along [1,1,1] in the phase, magnetic peaks form hexagonal patterns in the equatorial scattering plane around nuclear. An ordering vector $q_{A}$ of the -phase has the similar size in the periodicity to $q_{1}$ , and could be a hallmark of a formation of skyrmion lattice in EuPtSi.

論文

Neutron scattering study of yttrium iron garnet

社本真一; 伊藤孝; 大西弘明; 山内宏樹; 稲村泰弘; 松浦直人*; 赤津光洋*; 樹神克明; 中尾朗子*; 茂吉武人*; et al.

Physical Review B, 97(5), p.054429_1 - 054429_9, 2018/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.054429

被引用回数：18 パーセンタイル：65.6(Materials Science, Multidisciplinary)

イットリウム鉄ガーネットの核および磁気構造と全マグノン分散を中性子散乱により調べた。低エネルギーの分散は強磁性マグノンで期待されるように14meVまで2次関数の分散を示した。積分した動的磁化率"()の虚部は低エネルギーで平方根のエネルギー依存性を示した。"()から絶対値でマグノン状態密度を求めた。その値は理論的に予想されるマグノン分散でひとつのカラリティーモードに対応する。

論文

福島の環境回復に向けた取り組み,6; 安全性の確保を大前提とした除去土壌等の再生利用

岡田尚; 武田聖司; 仲田久和

日本原子力学会誌ATOMO, 59(10), p.603 - 607, 2017/10

福島県内の除染活動で発生する除去土壌等の処分量を低減することが鍵であり、環境省は、除去土壌を適切に処理し放射能濃度の低い土壌とした再生資材を、適切な管理の下で活用する再生利用の方針を示した。本講座では、除去土壌等の減容・再生利用の意義と、再生利用の基本的考え方に関する追加被ばく線量の考え方等について説明する。

論文

Design study on measures to prevent loss of decay heat removal in a next generation sodium-cooled fast reactor

近澤佳隆; 久保重信; 島川佳郎*; 金子文彰*; 庄司崇*; 中田崇平*

Proceedings of 2017 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2017) (CD-ROM), 7 Pages, 2017/04

次世代ナトリウム冷却高速炉において第4世代原子炉に求められる安全要求を満たす除熱系喪失対策の検討を行った。設計基準の完全自然循環の崩壊熱除去系3系統に加え、独立した代替冷却設備の具体化を行った。

論文

Magnetic structure of divalent europium compound EuGa $_{4}$ studied by single-crystal time-of-flight neutron diffraction

川崎卓郎; 金子耕士; 仲村愛*; 阿曽尚文*; 辺土正人*; 仲間隆男*; 大原高志; 鬼柳亮嗣; 及川健一; 田村格良; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 85(11), p.114711_1 - 114711_5, 2016/11

https://doi.org/10.7566/JPSJ.85.114711

被引用回数：13 パーセンタイル：60.51(Physics, Multidisciplinary)

The magnetic structure of the intermetallic compound EuGa $_{4}$ was investigated using single-crystal neutron diffraction with TOF Laue technique on the new diffractometer SENJU at MLF of J-PARC. Despite of the high neutron absorption of Eu, a vast number of diffraction spots were observed without isotope enrichment. The magnetic reflections appeared at 2 below 16 K, indicating that the ordering vector is = (0, 0, 0). The continuous evolution of the magnetic reflection intensity below T $_{N}$ follows a squared Brillouin function for = 7/2. By adopting a wavelength-dependent absorption collection, the magnetic structure of EuGa $_{4}$ revealed that a nearly full magnetic moment of 6.4 B of Eu lies within the basal plane of the lattice.

論文

SENJU; A New time-of-flight single-crystal neutron diffractometer at J-PARC

大原高志; 鬼柳亮嗣; 及川健一; 金子耕士; 川崎卓郎; 田村格良; 中尾朗子*; 花島隆泰*; 宗像孝司*; 茂吉武人*; et al.

Journal of Applied Crystallography, 49(1), p.120 - 127, 2016/02

https://doi.org/10.1107/S1600576715022943

被引用回数：51 パーセンタイル：95.86(Chemistry, Multidisciplinary)

SENJU, a time-of-flight Laue-type single-crystal neutron diffractometer, was developed at the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of the Japan Accelerator Research Complex (J-PARC). Molecular structure analysis of a sub-millimeter taurine crystal and magnetic structure analysis of a MnF $_{2}$ crystal were performed to evaluate its performance.

論文

Single-crystal neutron diffraction study of the heavy-electron superconductor CeNiGe $_{3}$

池田陽一*; 植田大地*; 吉澤英樹*; 中尾朗子*; 宗像孝司*; 大原高志

Journal of the Physical Society of Japan, 84(12), p.123701_1 - 123701_5, 2015/12

https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.123701

被引用回数：4 パーセンタイル：34.89(Physics, Multidisciplinary)

特異な反強磁性秩序化を示すことが知られているheavy-electron超伝導体であるCeNiGe $_{3}$ について、MLFのSENJUを用いて単結晶中性子回折測定を行った。相転移温度の5K以下で測定を行ったところ、以前の粉末試料を用いた回折測定では伝搬ベクトルとして $k_{1}$ =(1,0,0)と $k_{2}$ =(0,0.41,1/2)が観測されたのに対して、単結晶試料を用いた測定では $k_{2}$ =(0,0.41,1/2)のみが観測された。このことから、CeNiGe $_{3}$ の常圧における磁気特性は伝搬ベクトル $k_{2}$ のみによって特徴づけられることが示唆された。

報告書

外部被ばく個人線量測定用OSL線量計の諸特性

鈴木朗史; 鈴木武彦; 高橋聖; 仲田亨; 村山卓; 角田昌彦

JAEA-Technology 2014-049, 19 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2014-049.pdf:9.12MB

原子力科学研究所並びに保安規定等に基づいて個人線量の測定等を依頼された大洗研究開発センター、那珂核融合研究所、高崎量子応用研究所、関西光科学研究所及び青森研究開発センターでは、放射線業務従事者の外部被ばく線量を測定するための個人線量計として、蛍光ガラス線量計に替えてOSL(Optically Stimulated Luminescence)線量計を導入することとし、2014年10月より運用を開始した。OSL線量計の使用に先がけて、同線量計による測定評価の信頼性を確認するために、個人線量計の線量直線性、エネルギー特性、方向特性、経時変化特性、混合照射に対する特性等についての試験を行った。さらに、蛍光ガラス線量計との比較を行った。その結果、国内規格(JIS Z 4339)に定める性能を満たしていること、蛍光ガラス線量計と同等の性能を持つことを確認した。これにより、OSL線量計は実用上十分な性能を有していることが確認された。本報は、この試験で得られたOSL線量計の諸特性をまとめたものである。

論文

Instrument design and performance evaluation of a new single crystal neutron diffractometer SENJU at J-PARC

及川健一; 川崎卓郎; 大原高志; 鬼柳亮嗣; 金子耕士; 田村格良; 中村龍也; 原田正英; 中尾朗子*; 花島隆泰*; et al.

JPS Conference Proceedings (Internet), 1, p.014013_1 - 014013_5, 2014/03

https://doi.org/10.7566/JPSCP.1.014013

新しいTOF型単結晶中性子回折装置がJ-PARC/MLFのBL18に設置された。本装置「SENJU」は、低温高磁場のような多重極限環境下において1.0mm未満の小さな単結晶を使用して精密な結晶構造や磁気構造解析を実現するために設計された。2012年3月5日に、本装置へ初中性子が導かれ、その後SENJUのハードウェア及びソフトウェアが設計通り機能していることが確認された。また、幾つかの有機及び無機の標準的な単結晶を用いて回折実験が行われた。これらの測定では、高いQ領域(d 0.5 のブラッグ反射が明確に測定され、精度よく解析された。発表では、SENJUの装置設計及びその性能評価を詳細に報告する。