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論文

The $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross section from the surrogate ratio method and its effect on the $$^{60}$$Fe nucleosynthesis

Yan, S. Q.*; Li, X. Y.*; 西尾 勝久; Lugaro, M.*; Li, Z. H.*; 牧井 宏之; Pignatari, M.*; Wang, Y. B.*; Orlandi, R.; 廣瀬 健太郎; et al.

Astrophysical Journal, 919(2), p.84_1 - 84_7, 2021/10

 被引用回数:0

The long-lived $$^{60}$$Fe (with a half-life of 2.62 Myr) is a crucial diagnostic of active nucleosynthesis in the Milky Way galaxy and in supernovae near the solar system. The neutron-capture reaction $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe on $$^{59}$$Fe (half-life=44.5 days) is the key reaction for the production of $$^{60}$$Fe in massive stars. This reaction cross section has been previously constrained by the Coulomb dissociation experiment, which offered partial constraint on the E1 $$gamma$$-ray strength function but a negligible constraint on the M1 and E2 components. In this work, for the first time, we use the surrogate ratio method to experimentally determine the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe cross sections in which all the components are included. We derived a Maxwellian-averaged cross section of 27.5$$pm$$3.5 mb at $$kT$$ = 30 keV and 13.4$$pm$$1.7 mb at $$kT$$ = 90 keV, roughly 10%-20% higher than previous estimates. We analyzed the impact of our new reaction rates in nucleosynthesis models of massive stars and found that uncertainties in the production of $$^{60}$$Fe from the $$^{59}$$Fe(n,$$gamma$$)$$^{60}$$Fe rate are at most 25$$%$$. We conclude that stellar physics uncertainties now play a major role in the accurate evaluation of the stellar production of $$^{60}$$Fe.

論文

Ultralow thermal conductivity from transverse acoustic phonon suppression in distorted crystalline $$alpha$$-MgAgSb

Li, X.*; Liu, P.-F.*; Zhao, E.*; Zhang, Z.*; Guide, T.*; Le, M. D.*; Avdeev, M.*; 池田 一貴*; 大友 季哉*; 古府 麻衣子; et al.

Nature Communications (Internet), 11(1), p.942_1 - 942_9, 2020/02

 被引用回数:15 パーセンタイル:93.25(Multidisciplinary Sciences)

高性能の熱電材料実現には低熱伝導率が必要であり、その機構としてはフォノンの非調和によるもの、あるいは、結晶構造の動的な乱れによるフォノンの散乱によるものがあげられ、どちらも中性子散乱でその現象が明らかにされている。我々は中性子散乱と第一原理計算を組み合わせ、$$alpha$$-MgAgSbにおいて、静的な結晶構造の乱れとフォノンの非調和性が組み合わされて極端に低い熱伝導率が実現されているということを見いだしたので、これを報告する。

論文

$$alpha$$-decay branching ratio of $$^{180}$$Pt

Cubiss, J. G.*; Harding, R. D.*; Andreyev, A. N.; Althubiti, N.*; Andel, B.*; Antalic, S.*; Barzakh, A. E.*; Cocolios, T. E.*; Day Goodacre, T.*; Farooq-Smith, G. J.*; et al.

Physical Review C, 101(1), p.014314_1 - 014314_4, 2020/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:84.86(Physics, Nuclear)

$$^{180}$$Ptの基底状態から娘核$$^{176}$$Osの基底状態への$$alpha$$崩壊分岐比を0.52(5)%と、過去の値と比較してより高精度で再決定した。$$^{180}$$PtはCERN-ISOLDE実験施設において$$^{180}$$Hgを単離し、その$$beta$$崩壊孫核種として生成した。今回の結果を用いて導出した$$alpha$$崩壊の換算崩壊幅は、中性子欠損Pt同位体の$$alpha$$崩壊幅の系統性について新しい描像を与えることとなった。

論文

Colossal barocaloric effects in plastic crystals

Li, B.*; 川北 至信; 河村 聖子; 菅原 武*; Wang, H.*; Wang, J.*; Chen, Y.*; 河口 沙織*; 河口 彰吾*; 尾原 幸治*; et al.

Nature, 567(7749), p.506 - 510, 2019/03

 被引用回数:85 パーセンタイル:99.22(Multidisciplinary Sciences)

冷却は現代社会では、世界における25-30%の電力が空調や食料保存に用いられるように、重要である。従来の気化、圧縮で冷却を行う方法は、温暖化などの観点から限界が来ている。有望な代替手段として固体の熱量効果を用いた冷却方法が注目を集めている。しかしながら、この方法は、現在候補に挙げられている物質ではエントロピー変化の小ささや巨大な磁場を必要とするところなどから性能に限界がある。そこで我々は柔粘性結晶における圧力誘起の相転移で冷却が起こる巨大圧力熱量効果を報告する。柔粘性結晶の一つであるネオペンチルグリコールのエントロピー変化は室温近傍において単位キログラム、単位温度あたり、約389ジュールであった。圧力下の中性子散乱実験の結果から、そのような巨大圧力熱量効果は分子配向の非秩序化、巨大な圧縮率、極めて非線形性の強い格子ダイナミクスの組み合わせに由来することが明らかになった。我々の研究により、柔粘性結晶における巨大圧力熱量効果発現の微視的機構が明らかとなり、次世代の固体を使った冷却技術の確立に筋道を付けることができた。

論文

Pressure-induced Diels-Alder reactions in C$$_{6}$$H$$_{6}$$ - C$$_{6}$$F$$_{6}$$ cocrystal towards graphane structure

Wang, Y.*; Dong, X.*; Tang, X.*; Zheng, H.*; Li, K.*; Lin, X.*; Fang, L.*; Sun, G.*; Chen, X.*; Xie, L.*; et al.

Angewandte Chemie; International Edition, 58(5), p.1468 - 1473, 2019/01

 被引用回数:18 パーセンタイル:83.78(Chemistry, Multidisciplinary)

芳香族の圧力誘起重合反応(PIP)は、sp$$^{3}$$炭素骨格を構築するための新しい方法であり、ベンゼンとその誘導体を圧縮することによってダイヤモンド様構造を有するナノスレッドを合成した。ここで、ベンゼン-ヘキサフルオロベンゼン共結晶(CHCF)を圧縮することにより、PIP生成物中に層状構造を有するH-F置換グラフェンを同定した。その場中性子回折から決定された結晶構造およびガスクロマトグラフィー質量スペクトルによって同定された中間生成物に基づいて、20GPaでは、CHCFがベンゼンおよびヘキサフルオロベンゼンを交互に積み重ねた傾斜カラムを形成し、それらが[4+2]重合体に転化し、次いで、短距離秩序を持つ水素化フッ素化グラフェンに変化する。反応プロセスは[4+2]ディールス-アルダー, レトロディールス-アルダー、および1-1'カップリング反応を含み、前者はPIPの重要な反応である。われわれの研究は、CHCFの素反応を初めて確認した。これは、芳香族化合物のPIPについての新しい見方を提供する。

論文

Hydroformylation of olefins by a rhodium single-atom catalyst with activity comparable to RhCl(PPh$$_{3}$$)$$_{3}$$

Lang, R.*; Li, T.*; 松村 大樹; Miao, S.*; Ren, Y.*; Cui, Y.-T.*; Tan, Y.*; Qiao, B.*; Li, L.*; Wang, A.*; et al.

Angewandte Chemie; International Edition, 55(52), p.16054 - 16058, 2016/12

Single-atom catalysts have the advantages of both homogeneous catalysts, such as "isolated sites", and heterogeneous catalysts, such as stability and reusability, and thus would be a promising alternative to traditional homogeneous catalysts. In the hydroformylation of olefins, single-atom Rh catalysts supported on ZnO nanowires demonstrate similar efficiency (TON $$approx$$ 40000) compared to that of homogeneous Wilkinson's catalyst (TON $$approx$$ 19000). HAADF-STEM and infrared CO chemisorption experiments identified isolated Rh atoms on the support. XPS and XANES spectra indicate that the electronic state of Rh is almost metallic. The catalysts are about one or two orders of magnitude more active than most reported heterogeneous catalysts and can be reused four times without an obvious decline in activity.

論文

Activities of the safety and operation project for the international research and development of the sodium-cooled fast reactor in the Generation IV international forum

堺 公明; Ren, L.*; Tsige-Tamirat, H.*; Vasile, A.*; Kang, S.-H.*; Ashurko, Y.*; Fanning, T.*

Proceedings of 24th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-24) (DVD-ROM), 7 Pages, 2016/06

The Generation IV (GEN-IV) international forum is a framework for international cooperation in research and development for the next generation of nuclear energy systems. The SFR Safety and Operation (SO) project addresses the area of the safety technology and the reactor operation technology developments. The aim of the SO project includes (1) analyses and experiments that support establishing safety approaches and validating performance of specific safety features, (2) development and verification of computational tools and validation of models employed in safety assessment and facility licensing, and (3) acquisition of reactor operation technology, as determined largely from experience and testing in operating SFR plants. In this paper, recent activities in the SO project are described.

論文

Electronic structure of carbon nitride thin films studied by X-ray spectroscopy techniques

Hellgren, N.*; Guo, J.*; Luo, Y.*; S${aa}$the, C.*; 安居院 あかね; Kashtanov, S.*; Nordgren, J.*; ${AA}$gren, H.*; Sundgren, J.-E.*

Thin Solid Films, 471(1-2), p.19 - 34, 2005/01

 被引用回数:124 パーセンタイル:96.62(Materials Science, Multidisciplinary)

窒化炭素は近年ハードディスクや記録ヘッドなどの材料として着目されている。本研究ではマグネトスパッタ法によって作成した窒化炭素薄膜の電子構造を、軟X線光電子分光,X線吸収分光法,発光分光法によって測定した。これにより、薄膜作成時の温度などの条件で窒素-炭素の結合や、そのマイクロストラクチャーが変化することがわかった。

論文

International Standard Problem (ISP) No.41; Containment iodine computer code exercise based on a Radionuclide Test Facility (RTF) experiment

Wren, J. C.*; Royen, J.*; Ball, J.*; Glowa, G.*; Rydl, A.*; Poletiko, C.*; Billarand, Y.*; Ewig, F.*; Funke, F.*; Zeh, P.*; et al.

NEA/CSNI/R(2000)6/Vol.1, Vol.2, 174 Pages, 2000/04

The main goal of International Standard Problem (ISP) is to increase confidence in the validity and accuracy of the tools, which were used in assessing the safety of nuclear installations. Moreover, the exercises enable code users to gain experience and demonstrate their competence. The ISP No. 41 exercise, computer code exercise based on a Radioiodine Test Facility (RTF) experiment on iodine behavior in containment under severe accident conditions, is one of such ISP exercises. The codes used by the participants were LIRIC (AECL), MELCOR-I (SNL), IMPAIR (PSI, Siemens, GRS, and JAERI) and IODE (CIEMAT, IPSN and NRIR). This report presents a detailed description of the RTF tests used for the exercise, a brief description of the models/codes used and the modelling process and the description and interpretation of the results.

論文

International Standard Problem (ISP) No.41; Computer code comparison exercise based on a Radioiodine Test Facility (RTF) experiment on iodine behaviour in containment under severe accident conditions

Ball, J.*; Glowa, G.*; Wren, J.*; Rydl, A.*; Poletiko, C.*; Billarand, Y.*; Ewig, F.*; Funke, F.*; 日高 昭秀; Gauntt, R.*; et al.

NEA/CSNI/R(99)7, p.311 - 325, 1999/00

The ISP No.41 exercise resulted from a recommendation at the fourth iodine chemistry workshop held at PSI, Switzerland in 1996 for an International Standard Problem on iodine behavior models. The test selected for the comparison was a Radio Test Facility experiment. It was conducted in a stainless steel vessel at 25$$^{circ}$$C and at a dose rate of 1.4 kGy/h$$^{-1}$$ to evaluate the effect of pH on irradiated aqueous solutions containing CsI. This paper discusses the results of ISP 41 exercise, with a primary focus on the evaluation and comparison of calculated results, and what they demonstrate about the aqueous iodine reaction subset within each model. The paper will also discuss the relative importance of mass transfer, surface adsorption and aqueous chemistry, and the sensitivity of each of the models to these phenomena. Finally, it will assess the applicability of the ISP 41 exercise to qualitative validation of the iodine models, and provide recommendations for continuing model evaluation.

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