Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
佐藤 聡; 和田 裕貴; 柴本 泰照
Nuclear Engineering and Design, 437, p.114020_1 - 114020_14, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)沸騰遷移後(ポストBT)の熱伝達は、軽水炉における異常過渡および事故時の被覆管表面のドライアウト継続時間やピーク温度を分析する上で不可欠である。ドライアウト継続時間の評価には、リウェット現象が非常に重要だが、高流量および高熱流束条件下でのリウェット速度に関する実験データベースが不足しているため、モデルの開発および検証に十分なデータが存在しない。そこで、単管実験装置を用いて、幅広い熱水力条件下でステップ状の境界条件の変化によって生じるリウェット速度に関するデータベースを構築した。このデータベースと得られたリウェット速度の特性に基づいて、リウェット速度の実験的相関式を提案した。この相関式は、ステップ状過渡変化における液相または気相の質量フラックスの変化をパラメータとして用いることで、リウェット速度を正確に予測する。これは、再冠水過程と比較して、極めて高い質量流束条件下では、液膜前面近傍における気相または液相の質量流束の変化がリウェットに強く影響することを示唆している。
Papadopoulos, A.*; Kyriakou, I.*; 松谷 悠佑; Cort
s-Giraldo, M. A.*; Galocha-Oliva, M.*; Plante, I.*; Steward, R. D.*; Tran, N. H.*; Li, W.*; Daglis, I. A.*; et al.
Radiation and Environmental Biophysics, 64(1), p.117 - 135, 2025/03
生物学的影響を決定する放射線の線質は、一般的に微視的線量付与(特に線量平均線エネルギーy
)に関連付けられる。y値の計算には、洗練されたモンテカルロ飛跡構造シミュレーション(MCTS)コードや経験的な解析モデルの使用が有効であるが、MCTSコードや解析モデルの種類により、y推定値は変化する。本研究では、放射線防護、宇宙応用、放射線治療などで重要とされる1MeVから1GeV陽子線を対象とし、様々なMCTSコード(PHITS, RITRACK, Geant4-DNA)や解析モデル(改良Xapsosモデル)等により計算される液相水中のy値と、その値により計算される放射線防護品質係数Q値を比較した。その結果、各MCTSコードや改良Xapsosモデルにより推定されたy値は10から20%未満のレベルで良い一致を示し、改良Xapsosモデルにより推定されるQ値もMCTSに基づく予測値と良い一致を示した。これらの知見により、解析モデルは膨大な時間とCPUを必要とするMCTSの代替として使用され、実用的かつ高精度に線質係数とリスク評価を進めることができることがわかった。
Brumm, S.*; Gabrielli, F.*; Sanchez Espinoza, V.*; Stakhanova, A.*; Groudev, P.*; Petrova, P.*; Vryashkova, P.*; Ou, P.*; Zhang, W.*; Malkhasyan, A.*; et al.
Annals of Nuclear Energy, 211, p.110962_1 - 110962_16, 2025/02
被引用回数：6 パーセンタイル：94.85(Nuclear Science & Technology)The completed Horizon-2020 project on "Management and Uncertainties of Severe Accidents (MUSA)" has reviewed uncertainty sources and Uncertainty Quantification methodology for the purpose of assessing Severe Accidents (SA). The key motivation of the project has been to bring the advantages of the Best Estimate Plus Uncertainty approach to the field of Severe Accident. The applications brought together a large group of participants that set out to apply uncertainty analysis (UA) within their field of SA modelling expertise, in particular reactor types, but also SA code used (ASTEC, MELCOR, etc.), uncertainty quantification tools used (DAKOTA, RAVEN, etc.), detailed accident scenarios, and in some cases SAM actions. This paper synthesizes the reactor-application work at the end of the project. Analyses of 23 partners are sorted into different categories, depending on whether their main goal is/are (i) uncertainty bands of simulation results; (ii) the understanding of dominating uncertainties in specific sub-models of the SA code; (iii) improving the understanding of specific accident scenarios, with or without the application of SAM actions; or, (iv) a demonstration of the tools used and developed, and of the capability to carry out an uncertainty analysis in the presence of the challenges faced. The partners' experiences made during the project have been evaluated and are presented as good practice recommendations. The paper ends with conclusions on the level of readiness of UA in SA modelling, on the determination of governing uncertainties, and on the analysis of SAM actions.
北條 智彦*; 小山 元道*; 熊井 麦弥*; Zhou, Y.*; 柴山 由樹; 城 鮎美*; 菖蒲 敬久; 齋藤 寛之*; 味戸 沙耶*; 秋山 英二*
ISIJ International, 65(2), p.284 - 296, 2025/02
被引用回数：0Stress and plastic strain distributions and those partitioning behaviors of ferrite and retained austenite were investigated in the medium manganese (Mn) and the transformation-induced plasticity-aided bainitic ferrite (TBF) steels, and the martensitic transformation behaviors of retained austenite during Luders elongation and work hardening were analyzed using synchrotron X-ray diffraction at SPring-8. The stress and plastic strain of retained austenite and volume fraction of retained austenite were remarkably changed during Luders deformation in the medium Mn steel, implying that the medium Mn steel possessed inhomogeneous deformation at the parallel part of the tensile specimen. On the other hand, the distributions of the stress, plastic strain and volume fraction of retained austenite were homogeneous and the homogeneous deformation occurred at the parallel part of the tensile specimen at the plastic deformation regime with work hardening in the medium Mn and TBF steels. The martensitic transformation of retained austenite at uders deformation in the medium Mn steel was possessed owing to the application of high stress and preferential deformation at retained austenite, resulting in a significant increase in the plastic deformation and reduction of stress in the retained austenite. The martensitic transformation of retained austenite at the plastic deformation regime with work hardening was induced by the high dislocation density and newly applied plastic deformation in retained austenite in the medium Mn steel whereas the TBF steel possessed gradual transformation of retained austenite which is applied high tensile stress and moderate plastic deformation.
佐藤 聡; 日引 俊*; 池田 遼; 柴本 泰照
Progress in Nuclear Energy, 180, p.105593_1 - 105593_11, 2025/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)加圧水型原子炉(PWR)の冷却材喪失事故では、ダウンカマーに流入するコールドレグに注入された緊急炉心冷却(ECC)水の流れにより、原子炉圧力容器(RPV)内壁に加圧熱衝撃(PTS)が発生するリスクがある。PTSは、ECC水によるダウンカマー壁の急冷によって発生し、ECC水の温度、壁面へのジェットの衝突位置と速度、壁面上の液膜の速度、液膜の厚さ、下降流の広がりなどに強く影響される。したがって、コールドレグからダウンカマーに流出するECC水の流れは、PTS事象に強く影響する可能性がある。この流動現象を理解するために、円管からの自由流出に関する研究をレビューした。流動条件の分類、流動条件間の遷移条件、端部深さ比、円管内の流れの自由表面形状、管から流出するナッペの形状に関する実験結果は、ほぼ一致した形で得られている。これに対し、コールドレグからダウンカマーへの流れを考慮する場合、自由空間ではなく狭い隙間への流れ、円管出口の角の丸みの存在、炉心からコールドレグへ流れる蒸気流の影響など、特殊な状況での流れ場を扱う必要がある。しかし、これらの要因を考慮した先行研究は少ないため、今後蓄積すべき知見としてまとめた。
吉越 章隆; 津田 泰孝; 小畠 雅明; 岡根 哲夫; 佐藤 志彦; 大河内 拓雄*
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 23(1), p.16 - 21, 2025/02
Synchrotron radiation photoemission electron microscopy (SR-PEEM) combining with hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPES) was utilized to obtain detailed structural and chemical insights into radioactive cesium-bearing microparticles (CsMPs) smaller than 10 
m. HAXPES data revealed the presence of several elements such as C, O, Mg, Al, Si, Sr and Cs, while the chemical mapping images obtained by SR-PEEM clearly demonstrated that Cs atoms almost exclusively cover the particle surface. Owing to the surface-sensitive nature of SR-PEEM, the results notably indicate inhomogeneous distributions of elements, suggesting an eggshell-like structure with a Cs shell, with a thickness greater than the escape depth of the photoelectrons (a few nanometers). These novel findings strongly suggest that the aggregation of Cs atoms likely occurs at the microparticle surface and are expected to have applications in the remediation of nuclear power plant accidents.
Cho, S. H.*; Cho, S. W.*; Lv, Z.*; 関根 由莉奈; Liu, S.*; Zhou, M.*; Nuxoll, R. F.*; Kanatzidis, E. E.*; Ghaffari, R.*; Kim, D.*; et al.
Lab on a Chip, 9 Pages, 2025/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Biochemical Research Methods)アミノ酸は体内のタンパク質合成と代謝プロセスに不可欠な物質である。本研究では、運動中の汗からのアミノ酸損失について定量的に調べることを目的とした。汗中のアミノ酸含有量をリアルタイムで分析するため、測定のための技術基盤としてウェアラブルなマイクロ流体システムを構築した。定量分析を実現するため、ウェアラブルデバイスに蛍光アッセイを組み込み、さらにスマートフォンベースの画像化技術を統合させたシステムを開発した。
Zhou, W.*; 三輪 修一郎*; 山下 晋; 岡本 孝司*
Progress in Nuclear Energy, 177, p.105441_1 - 105441_17, 2024/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nuclear Science & Technology)原子力工学や水力工学の分野では、噴流によって引き起こされる空気の巻き込み現象を理解することが重要である。空気巻込みは、原子力システムの重要な安全設計パラメータの1つである。しかしながら、既存研究のほとんどは、気泡の侵入深さを推定するための経験的相関式やカーブフィッティングモデルに依存しており、様々なジェット条件に対する合意された計算原理は存在しない。この問題に対処するため、本研究では、2つの先進的なAIアプローチを開発した。すなわち、空気巻き込みをセグメント化するための改良型YOLOv5と、気泡侵入深さを予測するためのNSGA-III-BPNN法である。改良型YOLOv5は、多様な条件下での空気巻き込み運動とダイナミクスのリアルタイムなセグメンテーションと抽出を可能にし、高いスケーラビリティとロバスト性を実証した。改良型YOLOv5を用いて推定された侵入深度は、従来の経験的相関と比較して高い精度を示し、動的な空気巻き込みパターンに基づく形状レジームを分類するための従来の画像後処理技術よりも効率的である。一般的にビデオや画像データに依存する物体セグメンテーションの限界を克服するために、NSGA-III-BPNN法はYOLOv5よりも高い精度で最大侵入深度を予測する。YOLOv5よりも高い精度で最大侵入深度を予測し、空気巻き込み侵入深度のより効果的な予測モデルを提供する。高度なAI技術を活用することで、この研究は、数値流体力学(CFD)モデリングを改良するための貴重なセグメンテーションデータを提供するだけでなく、原子力工学と水力工学の両分野における重要な進歩への道を開くものである。
and Eu
onto coherent and melange-type pre-neogene sedimentary rocksHou, L.*; 戸田 賀奈子*; Mei, H.; 青柳 登; 斉藤 拓巳*
Journal of Nuclear Science and Technology, 61(11), p.1488 - 1498, 2024/11
被引用回数：2 パーセンタイル：75.80(Nuclear Science & Technology)Widely present in Japan's deep subterranean formations, pre-Neogene sedimentary rocks offer an option for high-level radioactive waste (HLW) deep geological disposal due to their favorable properties. However, their barrier properties necessitate further investigation. This research examines the characteristics of pre-Neogene sedimentary rocks, focusing on two rock types: the melange type with a distinct block-in-matrix structure and the sandstone-dominant coherent type. Their ability and mechanism to sorb Cs and Eu are assessed, and the differences between the two types are compared. The influence of inorganic carbon in groundwater and the role of clay minerals, such as illite, in the sorption of these metal ions, are highlighted. This investigation lays the groundwork for future studies on migration behaviors of radionuclides, essential for ensuring the long-term safety of HLW geological disposal.
Catumba, G.*; 平口 敦基; Hou, W.-S.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Physical Review Research (Internet), 6(4), p.043172_1 - 043172_12, 2024/11
様々な表現の物質場と結合するゲージ理論は、物理学の様々な分野で重要な役割を果たしている。最近、銅酸化物超伝導体の最適ドーピング近傍の興味深い擬ギャップ相のいくつかの側面が、発現したSU(2)ゲージ対称性によって説明できるかもしれないことが提案された。ホールドーピングによる転移付近では、4つの随伴スカラー場と結合した(2+1)次元SU(2)ゲージ理論を構築することができ、異なる破れた対称性を持つ様々な相が存在する豊かな相図を与える。我々は、ハイブリッドモンテカルロ法を用いて、ユークリッド格子上でこのモデルの相図を研究した。その結果、これまでの平均場の研究で予言されていたように、対称性が破れた複数の相が存在することがわかった。4点相互作用によって、摂動論の範囲ではこの理論のSU(2)ゲージ対称性はU(1)か
に分解される。さらに、我々はこの理論における閉じ込め-非閉じ込め転移を評価し、我々が研究した格子体積の範囲では、どちらの破れた相も非閉じ込め相であることを見いだした。しかしながら、ポリヤコフループの振る舞いには2つの相で顕著な違いがあることがわかった。
Catumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 453, p.362_1 - 362_7, 2024/11
本研究では、最近Sachdevらによって最適ドーピング付近の銅酸化物超伝導体の物理を説明するために提案された、随伴表現の4つのヒッグス場を持つ3次元SU(2)ゲージ理論を議論する。この理論の閉じ込め相は通常のフェルミ液体相に対応し、ヒッグス相は銅酸化物の擬ギャップ相に対応しており、我々はハイブリッドモンテカルロ法を用いて理論の相図を調査した。我々は、先行研究の平均場での計算に定性的に従う様々な相の存在を発見し、銅酸化物におけるそれらの役割について議論する。さらに、閉じ込め非閉じ込め相転移を調べるためにポリヤコフループの振る舞いを調べ、ヒッグス相が安定な非閉じ込め相を持つことを見いだした。
gauge fieldsCatumba, G.*; 平口 敦基; W.-S. Hou, G.*; Jansen, K.*; Kao, Y.-J.*; David Lin, C.-J.*; Ramos, A.*; Sarkar, M.*
Proceedings of Science (Internet), 453, p.87_1 - 87_9, 2024/11
本研究では、ゲージ場と相互作用する一般的な2ヒッグスダブレット模型を格子ゲージ理論で議論する。秩序変数の代わりとしてゲージ不変の大域的観測量を計算することにより、この模型の相図を調べた。それぞれの相において、裸の結合定数の組み合わせや対称性の破れのパターンを変えて理論のスカラー粒子およびベクトルボソン粒子の質量の評価を行なった。またスケール設定と走るゲージ結合定数の決定は、ウィルソンフロウの計算によって行なった。
-
transitionsYang, Q.*; Yang, X.*; Wang, Y.*; Fei, Y.*; Li, F.*; Zheng, H.*; Li, K.*; Han, Y.*; 服部 高典; Zhu, P.*; et al.
Nature Communications (Internet), 15, p.7778_1 - 7778_9, 2024/09
被引用回数：11 パーセンタイル：88.19(Multidisciplinary Sciences)明るい一重項励起子と三重項励起子を同時に発現する発光材料は、オプトエレクトロニクス、サイネージ、情報暗号化において大きな可能性を秘めている。しかしながら、高性能の白色発光を実現するためには、蛍光と燐光の寄与が不均衡であることが大きな障害となっている。ここでは、水素結合の協同効果による圧力処理エンジニアリングによって、n--遷移の混合を実現し、イソフタル酸(IPA)中で三重項状態の発光を7%から40%に高めることで、この課題に対処した。加圧処理したIPAでは、蛍光と燐光のハイブリッドに基づく優れた白色発光が得られ、フォトルミネッセンス量子収率は当初の19%(青色発光)から75%に増加した。その場での高圧IRスペクトル、X線回折、中性子回折から、圧力の上昇に伴い水素結合が連続的に強化されることが明らかになった。さらに、この強化された水素結合は、圧力処理後も常圧条件下まで保持され、バランスの取れた一重項/三重項励起子集団のための効率的な系間交差を目的としたIPAに与え、効率的な白色発光をもたらした。この研究は、有機低分子の三重項状態を明るくするルートを提案するだけでなく、一重項励起子と三重項励起子の比率を調節して、高性能の白色発光を構築するものである。
荒井 陽一; 渡部 創; 渡部 雅之; 新井 剛*; 勝木 健太*; 吾郷 友宏*; 藤川 寿治*; 武田 啓佑*; 福元 博基*; 保科 宏行*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 554, p.165448_1 - 165448_10, 2024/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)Radioactive aqueous and organic liquid wastes contaminated by U and radioactive materials have been generated through solvent extraction experiments on nuclear fuel materials. Although incineration and denitrification / conversion processes are promising for treatment of such liquid wastes, installation of large equipment is essential. Treatment of liquid wastes generated from the reprocessing experiments is one of important tasks of Systematic Treatments of RAdioactive liquid wastes for Decommissioning (STRAD) project, and the recovery technologies of nuclear materials from the spent solvent has been developed. However, recovery of trace amounts of nuclear fuel material from aqueous solutions with wide pH range is still a challenging task. In our previous study, the porous silica particles with a high specific surface area bearing the iminodiacetic acid (IDA) functional group were revealed to be applicable to recover cations. Although the IDA group introduced adsorbents showed an excellent adsorption reaction from the aqueous solution, further improvement related to the adsorption amount is indispensable for application to the radioactive liquid treatment. In this study, fluorous ligands with IDA group were newly synthesized, and its complexation behavior with cations was investigated in order to understand the adsorption mechanism.
Hu, F. F.*; Qin, T. Y.*; Ao, N.*; Su, Y. H.; Zhou, L.*; 徐 平光; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; Chen, J.*; Wu, S. C.*
Engineering Fracture Mechanics, 306, p.110267_1 - 110267_18, 2024/08
被引用回数：2 パーセンタイル：55.14(Mechanics)Non-destructive and quantitative mapping of gradient residual strain distribution in surface-hardened railway S38C axles could provide a positive reference for determining service lifetime and maintenance strategy. To tackle this concern, time-of-flight neutron Bragg-edge transmission imaging was employed by real axle samples with and without impacted crater. A novel and simple procedure to formulate the residual strain field was also developed in this work, with the transmission batch code in Appendix A. By mapping the global two- dimensional residual strains, it can be verified that the residual strains into the axle are uniformly distributed in the hoop direction. Subsequently, it was revealed that the axial and hoop residual strains, respectively in the cylinder and the long strip samples prepared from a real S38C hollow axle, indicated a gradient evolution distribution with a depth of 
8 mm, covering a range of -5500 1000 
for axial strains and -6500 1000 for hoop strains. More importantly, the maximum compressive lattice strain of the cylinder sample was increased by 15.61%, and 22.35% at the impacting speeds of 100, and 125 m/s, respectively; and that of the long strip sample increased by 29.17%, and 43.70%, respectively. It can thus be concluded that lattice strains have redistributed around the impact crater, demonstrating the local alteration of the residual strain field. These new findings suggest the localized variation in residual strains should be taken into account while evaluating the service damage evolution of railway axles, especially those affected by high-speed impacts during operation.
五十嵐 淳哉*; 二宮 和彦*; Zheng, J.*; Zhang, Z. J.*; 福田 美保*; 青野 辰雄*; 箕輪 はるか*; 吉川 英樹*; 末木 啓介*; 佐藤 志彦; et al.
Environmental Science & Technology, 58(33), p.14823 - 14830, 2024/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Engineering, Environmental)The Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident released considerable radionuclides into the environment. Radioactive particles, composed mainly of SiO
, emerged as distinctive features, revealing insights into accident's dynamics. While studies extensively focused on high-volatile radionuclides like Cs, investigations into low-volatile nuclides such as 
Sr and Pu remain limited. Understanding their abundance in radioactive particles is crucial for deciphering the accident's details, including reactor temperatures and injection processes. Here we aimed to determine Sr and Pu amounts in radioactive particles and provide essential data for understanding the formation processes and conditions within the reactor during the accident. We employed radiochemical analysis on nine radioactive particles and determined the amounts of Sr and Pu in these particles. Sr and Pu quantification in radioactive particles showed Sr/
Cs radioactivity ratio (corrected to March 11, 2011) aligned with core temperature expectations. However, 
Pu/Cs activity ratio indicated non-volatile Pu introduction, possibly through fuel fragments. Analyzing Sr and Pu enhances our understanding of the Fukushima Daiichi accident. Deviations in Pu/Cs activity ratios underscore non-volatile processes, emphasizing the accident's complexity. Future research should expand this dataset for a more comprehensive understanding of the accident's nuances.
Qin, T. Y.*; Hu, F. F.*; 徐 平光; Zhang, H.*; Zhou, L.*; Ao, N.*; Su, Y. H.; 菖蒲 敬久; Wu, S. C.*
International Journal of Fatigue, 185, p.108336_1 - 108336_13, 2024/08
被引用回数：9 パーセンタイル：93.27(Engineering, Mechanical)Gradient distribution of triaxial residual stresses to a depth of several millimeters is retained in middle carbon steel S38C axles after high-frequency induction hardening, which has become a critical concern for fatigue structural integrity. To address this, the axial, hoop, and radial gradient residual strains inside the axles were measured for the first time by advanced neutron diffraction. The SIGINI Fortran subroutine was then adopted to reconstruct the global initial residual stress field from the measured data. Experimental and simulation results show that residual stresses of about -520 MPa (axial), -710 MPa (hoop), and -40 MPa (radial) residual stress were retained below the axle surface. Subsequently, the fatigue crack propagation behavior of S38C axles was numerically investigated in the framework of fracture mechanics. The calculated results clearly show that the compressive residual stresses at a depth of 0?3 mm from the axle surface lead to a low crack growth driving force, and that fatigue cracks do not propagate as long as the crack depth is less than 3.7 mm for hollow S38C axles. These results further indicate that the maximum defect size allowed in routine inspections is acceptable from a safety and economic point of view. Accurate measurement and characterization of the global gradient residual stress field through experiments and simulations can provide an important reference for optimizing the mileage intervals of nondestructive testing (NDT) of surface defects in these surface-strengthened railway axles.
Murmiliuk, A.*; 岩瀬 裕希*; Kang, J.-J.*; Mohanakumar, S.*; Appavou, M.-S.*; Wood, K.*; Alm
sy, L.*; Len, A.*; Schw
rzer, K.*; Allgaier, J.*; et al.
Journal of Colloid and Interface Science, 665, p.801 - 813, 2024/07
被引用回数：6 パーセンタイル：74.56(Chemistry, Physical)タンパク質の構造は複雑であるため、形成されたナノ粒子の特性を予測・調整する能力は限られている。我々の研究の目標は、タンパク質とイオン性薬物とのブロック共重合体によって形成される複合体を系統的に研究することにより、タンパク質/PE複合体における形態転移の主要な引き金を解明し、カプセル化効果を評価し、粒子の安定性を評価することである。我々は、PEと中性親水性ブロックからなる共重合体が、タンパク質の等電点に近いpH値でインスリンと共集合することを示した。粒子内のインスリンの配置は、タンパク質分子間の静電気力によって制御され、形成された粒子の形態は、pHとイオン強度を変化させることによって調整することができる。
Zhou, L.*; Zhang, H.*; Qin, T. Y.*; Hu, F. F.*; 徐 平光; Ao, N.*; Su, Y. H.; He, L. H.*; Li, X. H.*; Zhang, J. R.*; et al.
Metallurgical and Materials Transactions A, 55(7), p.2175 - 2185, 2024/07
被引用回数：3 パーセンタイル：70.74(Materials Science, Multidisciplinary)High-speed railway S38C axles undergo surface induction hardening for durability, but are susceptible to fatigue cracks from foreign object impact. The neutron diffraction method was employed to measure the residual strain in S38C axles, obtaining microscopic lattice distortion data, for the gradient layer at a depth of 8 mm under the surface. The results showed that after induction-hardening, the microscopic lattice distortion had a gradient distribution, decreasing with the distance from the surface. However, in the case of impacting speed of 600 km/m, the average microscopic lattice distortion increased with the distance from the surface, reaching a maximum augmentation of 55 pct. These findings indicate a strong experimental basis, and improve our understanding of the relationship between macroscopic residual stress and decision-making, in regard to operation and maintenance.
Zeng, Z.*; Zhou, C.*; Zhou, H.*; Han, L.*; Chi, R.*; Li, K.*; 古府 麻衣子; 中島 健次; Wei, Y.*; Zhang, W.*; et al.
Nature Physics, 20(7), p.1097 - 1102, 2024/07
被引用回数：12 パーセンタイル：94.31(Physics, Multidisciplinary)Emergent quasiparticles with a Dirac dispersion in condensed matter systems can be described by the Dirac equation for relativistic electrons, in analogy with Dirac particles in high-energy physics. For example, electrons with a Dirac dispersion have been intensively studied in electronic systems such as graphene and topological insulators. However, charge is not a prerequisite for Dirac fermions, and the emergence of Dirac fermions without a charge degree of freedom has been theoretically predicted to be realized in Dirac quantum spin liquids. These quasiparticles carry a spin of 1/2 but are charge-neutral and so are called spinons. Here we show that the spin excitations of a kagome antiferromagnet, YCu
(OD)
Br[Br
(OD)
], are conical with a spin continuum inside, which is consistent with the convolution of two Dirac spinons. The predictions of a Dirac spin liquid model with a spinon velocity obtained from spectral measurements are in agreement with the low-temperature specific heat of the sample. Our results, thus, provide spectral evidence for a Dirac quantum spin liquid state emerging in this kagome lattice antiferromagnet. However, the locations of the conical spin excitations differ from those calculated by the nearest-neighbor Heisenberg model, suggesting the Dirac spinons have an unexpected origin.
