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論文

Application of diffusive gradients in thin films (DGT) for the dynamic speciation of radioactive cesium in Fukushima Prefecture, Japan

田中 琢朗*; 福岡 将史*; 戸田 賀奈子*; 中西 貴宏; 寺島 元基; 藤原 健壮; 庭野 佑真*; 加藤 弘亮*; 小林 奈通子*; 田野井 慶太朗*; et al.

ACS ES&T Water (Internet), 4(8), p.3579 - 3586, 2024/08

https://doi.org/10.1021/acsestwater.4c00453

Radioactive cesium released by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident in March 2011 remains in the forest environment and is being transported to the ocean via residential areas by runoff into river systems. Most of the $$^{137}$$Cs in river water exists as suspended forms, being strongly fixed by micaceous clay minerals. If this fraction can change its form into dissolved forms, this results in additional input of bioavailable $$^{137}$$Cs. In this study, in-situ sampling of $$^{137}$$Cs at multiple rivers in Fukushima Prefecture was conducted using the DGT (diffusive gradient in thin film) devices to investigate the dynamics of radioactive cesium in river environments. At almost all sampling points, the DGT $$^{137}$$Cs concentrations exceeded dissolved $$^{137}$$Cs concentrations, revealing the existence of a flux from the suspended to the dissolved forms. This additional input was found to have higher $$^{137}$$Cs/ $$^{133}$$Cs ratios, compared those of Cs in the dissolved form. This study demonstrates that the bioavailability of $$^{137}$$Cs can be underestimated by assessing only the dissolved form due to $$^{137}$$Cs flux from the suspended particles likely caused by their dissolution.

論文

Droplet-entrainment phenomena affected by interfacial behavior of a high-speed gas jet into a liquid pool

齋藤 雅史*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 内堀 昭寛; 栗原 成計; 高田 孝*; 大島 宏之

Proceedings of 28th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE 28) (Internet), 7 Pages, 2021/08

ナトリウム-水反応現象解析コードの妥当性評価及び改良に資する実験データ取得のため、水中に空気を噴出させた場合に発生する液滴エントレインメントの可視化実験を実施した。本実験では液滴径と液滴速度を計測するとともに、ノズル形状の影響を明らかとした。

論文

Electronic structure of the high-$$T_{rm C}$$ ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb; X-ray magnetic circular dichroism and resonance photoemission spectroscopy studies

坂本 祥哉*; Tu, N. T.*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; Hai, P. N.*; Anh, L. D.*; 若林 勇希*; 芝田 悟朗*; 堀尾 眞史*; 池田 啓祐*; et al.

Physical Review B, 100(3), p.035204_1 - 035204_8, 2019/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.035204
 被引用回数：17 パーセンタイル：59.00(Materials Science, Multidisciplinary)

The electronic structure and the magnetism of the ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb, whose Curie temperature $$T_{rm C}$$ can exceed room temperature, were investigated by means of X-ray absorption spectroscopy (XAS), X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), and resonance photoemission spectroscopy (RPES). The line-shape analyses of the XAS and XMCD spectra suggest that the ferromagnetism is of intrinsic origin. The orbital magnetic moments deduced using XMCD sum rules were found to be large, indicating that there is a considerable 3$$d^{6}$$ contribution to the ground state of Fe. From RPES, we observed a strong dispersive Auger peak and nondispersive resonantly enhanced peaks in the valence-band spectra. The latter is a fingerprint of the correlated nature of Fe 3$$d$$ electrons, whereas the former indicates their itinerant nature. It was also found that the Fe 3$$d$$ states have a finite contribution to the density of states at the Fermi energy. These states would be responsible for the ferromagnetic order in this material.

論文

Electronic structure of the high-$$T_{rm C}$$ ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb; X-ray magnetic circular dichroism and resonance photoemission spectroscopy studies

坂本 祥哉*; Tu, N. T.*; 竹田 幸治; 藤森 伸一; Hai, P. N.*; Anh, L. D.*; 若林 勇希*; 芝田 悟朗*; 堀尾 眞史*; 池田 啓祐*; et al.

Physical Review B, 100(3), p.035204_1 - 035204_8, 2019/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.035204

The electronic structure and the magnetism of the ferromagnetic semiconductor (Ga,Fe)Sb, whose Curie temperature $$T_{rm C}$$ can exceed room temperature, were investigated by means of X-ray absorption spectroscopy (XAS), X-ray magnetic circular dichroism (XMCD), and resonance photoemission spectroscopy (RPES). The line-shape analyses of the XAS and XMCD spectra suggest that the ferromagnetism is of intrinsic origin. The orbital magnetic moments deduced using XMCD sum rules were found to be large, indicating that there is a considerable 3$$d^{6}$$ contribution to the ground state of Fe. From RPES, we observed a strong dispersive Auger peak and nondispersive resonantly enhanced peaks in the valence-band spectra. The latter is a fingerprint of the correlated nature of Fe 3$$d$$ electrons, whereas the former indicates their itinerant nature. It was also found that the Fe 3$$d$$ states have a finite contribution to the density of states at the Fermi energy. These states, presumably consisting of majority-spin $$p$$-$$d$$ hybridized states or minority-spin e states, would be responsible for the ferromagnetic order in this material.

論文

Local magnetic states of the weakly ferromagnetic iron-based superconductor Sr$$_{2}$$VFeAsO$$_{3-delta}$$ studied by X-ray magnetic circular dichroism

堀尾 眞史*; 竹田 幸治; 並木 宏允*; 片桐 隆雄*; 若林 勇希*; 坂本 祥哉*; 野中 洋亮*; 芝田 悟朗*; 池田 啓祐*; 斎藤 祐児; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 87(10), p.105001_1 - 105001_2, 2018/10

https://doi.org/10.7566/JPSJ.87.105001
 被引用回数：2 パーセンタイル：19.05(Physics, Multidisciplinary)

We have performed X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) measurements on the iron-based superconductor Sr$$_{2}$$VFeAsO$$_{3-delta}$$ to study the origin of weak ferromagnetism (WFM) reported for this compound. While Fe 3d electrons show a magnetic response similar to the other iron pnictides, signals from V 3d electrons remain finite at zero magnetic field and may be responsible for the WFM.

論文

Shell evolution beyond $$Z$$=28 and $$N$$=50; Spectroscopy of $$^{81,82,83,84}$$Zn

Shand, C. M.*; Podoly$'a$k, Zs.*; G$'o$rska, M.*; Doornenbal, P.*; Obertelli, A.*; Nowacki, F.*; Otsuka, T.*; Sieja, K.*; Tostevin, J. A.*; Tsunoda, T.*; et al.

Physics Letters B, 773, p.492 - 497, 2017/10

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2017.09.001
 被引用回数：28 パーセンタイル：87.72(Astronomy & Astrophysics)

Low-lying states in neutron-rich $$^{81,82.83.84}$$Zn nuclei were measured for the first time via in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy at RIKEN. These include the 4$$_1^+$$ to 2$$_1^+$$ in $$^{82}$$Zn and the 2$$_1^+$$ to 0$$_1^+$$ and 4$$_1^+$$ to 2$$_1^+$$ in $$^{84}$$Zn. The reduced E($$2^+$$) energies and increased E(4$$^+$$)/E(2$$^+$$) ratios at $$N$$=52,54 compared to $$^{80}$$Zn attest that the magicity is confined just on the neutron number $$N$$=50 only. The levels observed in $$^{84}$$Zn suggest the onset of deformation towards heavier Zn isotopes. The data were compared to state-of-the-art shell model calculations.

論文

平成28年度技術士試験「原子力・放射線部門」対策講座; 平成27年度技術士一次試験「原子力・放射線部門」; 専門科目の解説

高橋 直樹; 鈴木 惣十; 齋藤 拓人; 上野 隆; 阿部 定好; 山中 淳至; 谷川 聖史; 中村 大司; 佐々木 俊一; 峯 忠治

日本原子力学会ホームページ(インターネット), 20 Pages, 2017/05

本資料は、平成28年度技術士試験(原子力・放射線部門)一次試験受験を志す者への学習支援を目的とし、平成27年度に実施された技術士試験(原子力・放射線部門)一次試験の出題傾向分析や学習方法等についての全体解説、専門科目の解答と解説を行うものである。なお、本資料は技術士制度の普及と技術士育成を目的とした日本原子力学会から日本技術士会(原子力・放射線部会)への依頼に基づき、原子力機構所属の技術士等が作成を行ったものである。

論文

Origin of the large positive magnetoresistance of Ge$$_{1-x}$$Mn$$_{x}$$ granular thin films

若林 勇希*; 秋山 了太*; 竹田 幸治; 堀尾 眞史*; 芝田 悟朗*; 坂本 祥哉*; 伴 芳祐*; 斎藤 祐児; 山上 浩志; 藤森 淳*; et al.

Physical Review B, 95(1), p.014417_1 - 014417_6, 2017/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.014417
 被引用回数：11 パーセンタイル：45.02(Materials Science, Multidisciplinary)

Ge$$_{1_x}$$Mn$$_x$$ (GeMn) granular thin films are a unique and promising material for spintronic applications owing to their large positive magnetoresistance (MR). The microscopic origin of the MR has not yet been clarified. Here, we develop a method to separately investigate the magnetic properties of the nanoparticles and the matrix, utilizing the extremely high sensitivity of X-ray magnetic circular dichroism (XMCD) to the local magnetic state of each atom. We find that the MR ratio is proportional to the product of the magnetizations originating from the nanoparticles and the matrix. This result indicates that the spin-polarized holes in the nanoparticles penetrate into the matrix and that these holes undergo first order magnetic scattering by the paramagnetic Mn atoms in the matrix, which induces the large MR.

論文

Holographic realization of ferromagnets

横井 直人*; 石原 雅文*; 佐藤 浩司*; 齊藤 英治

Physical Review D, 93(2), p.026002_1 - 026002_6, 2016/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.026002
 被引用回数：17 パーセンタイル：58.89(Astronomy & Astrophysics)

A holographic realization for ferromagnetic systems is constructed. Owing to the holographic dictionary proposed on the basis of this realization, we obtain relevant thermodynamic quantities such as magnetization, magnetic susceptibility, and free energy. This holographic model reproduces the behavior of the mean field theory near the critical temperature. At low temperatures, the results automatically incorporate the contributions from spin wave excitations and conduction electrons.

論文

Influence of electron doping on magnetic order in CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$

小林 理気*; 金子 耕士; 斉藤 耕太郎*; Mignot, J.-M.*; Andr$'e$, G.*; Robert, J.*; 脇本 秀一; 松田 雅昌*; Chi, S.*; 芳賀 芳範; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 83(10), p.104707_1 - 104707_5, 2014/10

https://doi.org/10.7566/JPSJ.83.104707
 被引用回数：17 パーセンタイル：68.30(Physics, Multidisciplinary)

The effect of electron doping by the substitution of Rh for Ru on unconventional magnetic order in CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$ was investigated via neutron powder diffraction. In Ce(Ru$$_{1-x}$$Rh$$_x$$)$$_2$$Al$$_{10}$$ with $$x$$ = 0.05, 0.12, 0.2, reorientation of the ordered moment from the $$c$$- to the $$a$$-axis takes place in all samples, while the ordering vector $$q$$ = (0 1 0) remains unchanged within this concentration range. The moment reorientation is accompanied by an enhancement in its size by a factor of 2.4, from $${mu}$$=0.43 $${mu}_B$$ at $$x$$ = 0 to $${mu}$$=1.06, 1.04, and 1.02 $${mu}_B$$ for $$x$$ = 0.05, 0.12 and 0.2, respectively. The continuous decrease in N$'e$el temperature $$T_0$$($$T_N$$), despite an abrupt increase in $${mu}$$, underlines the strong anisotropy in the exchange interaction in CeRu$$_2$$Al$$_{10}$$, and the fact that this anisotropy is easily suppressed by electron doping.

論文

炉内トリチウム

上田 良夫*; 大宅 薫*; 芦川 直子*; 伊藤 篤史*; 小野 忠良*; 加藤 太治*; 川島 寿人; 河村 学思*; 剣持 貴弘*; 斎藤 誠紀*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 88(9), p.484 - 502, 2012/09

http://ci.nii.ac.jp/naid/110009518478

特定領域科研費「核融合炉実現を目指したトリチウム研究の新展開」のレビューのうち第3章4節を執筆した。JT-60Uの30秒Hモード放電では外側ダイバータ板からの炭化水素の発生量が多いときに容器内に残留する水素量が増加することを示した。さらに外側ダイバータ板から発生した炭化水素がプラズマ中でどのような経路を輸送されるのかを調べるため、人為的に外側ダイバータから$$^{13}$$CH$$_{4}$$を注入する実験を行い、実験後にダイバータ・タイルを取り出しタイル上の堆積物を同定した。その結果、注入口のほぼ正面の内側ダイバータ・タイル上に$$^{13}$$Cが多量のHとともに検出された。この結果は、磁力線を横切った輸送が支配的であること、及び$$^{13}$$CとHが結合した形態で輸送された可能性が高いことを示しており、これらから中性の炭化水素、すなわち$$^{13}$$CH$$_{x}$$, x=1$$sim$$4の形態で外側ダイバータから内側ダイバータまで輸送されたと解釈される。

論文

Observations of domain structure and ferroelectricity in Bi(Ni$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_{3}$$ ceramics fabricated by high-pressure sintering

北田 和也*; 小舟 正文*; 足立 渉*; 矢澤 哲夫*; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 水木 純一郎; 石川 健哉*; 平永 良臣*; 長 康雄*

Chemistry Letters, 37(5), p.560 - 561, 2008/05

https://doi.org/10.1246/cl.2008.560
 被引用回数：9 パーセンタイル：36.93(Chemistry, Multidisciplinary)

Bi(Ni$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_{3}$$ ceramics with a perovskite structure was synthesized at a high pressure of 6 GPa. It was confirmed that the synthesized samples had a multidomain structure and ferroelectricity on the basis of scanning nonlinear dielectric microscopy (SNDM) and polarization-electric field (P-E) hysteresis loop measurements.

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

https://doi.org/10.1093/nar/gkm999
 被引用回数：52 パーセンタイル：70.56(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

口頭

ナトリウム-水反応現象解析コードSERAPHIMの液滴エントレインメント・輸送モデル妥当性確認

内堀 昭寛; 椎名 祥己*; 栗原 成計; 岡野 靖; 齋藤 雅史*; 金子 暁子*; 阿部 豊*

no journal, , 

高速炉蒸気発生器の伝熱管破損時ナトリウム-水反応現象を対象とした数値解析コードSERAPHIMの整備及び妥当性確認を進めている。隣接伝熱管で発生する液滴衝突エロージョンの評価に資することを目的に、気体噴流内部への液滴エントレインメント及び輸送に関する解析モデルをこれまでに開発した。本件では、その妥当性確認の一環として、水中空気噴流の液滴エントレインメントに関する可視化実験を対象に解析を実施し、解析結果が実験で得られた知見と整合することを確認した。

口頭

マイクロ波ロケットにおけるリードバルブの応答性評価

斎藤 翔平*; 小松 怜史*; 福成 雅史*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 坂本 慶司

no journal, , 

マイクロ波ロケットは宇宙への次世代大量物資輸送手段として期待されている。周辺大気を吸気し推進薬とするため、高ペイロード比・低コストを実現すると期待されており、その吸気機構の開発が重要となる。そこで、軽量・簡素なリードバルブを導入し、推力発生過程で生じるロケット内部の圧力振動に対するリードの応答を再現し、計測した。さらに圧力変化の測定結果とCFDの結果を比較することで、リードからの吸気が推力向上に寄与する可能性を示した。

口頭

ヒノキ植栽木への放射性セシウムの移行吸収; 植栽当年の結果

平井 敬三*; 小松 雅史*; 赤間 亮夫*; 野口 享太郎*; 長倉 淳子*; 大橋 伸太*; 齋藤 哲*; 川崎 達郎*; 矢崎 健一*; 池田 重人*; et al.

no journal, , 

土壌から樹木への放射性セシウムの移行吸収とカリウム施肥による移行抑制効果の検討のため、福島県川内村のヒノキ新植地で長期モニタリング試験を開始した。福島第一原子力発電所事故当時はアカマツ・落葉広葉樹混交林で、第4次航空機モニタリング(2011年11月)による推定放射性物質沈着量は685k Bq m$$^{-2}$$($$^{134}$$Cs+$$^{137}$$Cs)である。2014年5月に8つの50$$times$$50mプロットを設け、ヒノキ植栽後の8月にKとして100kg ha$$^{-1}$$のKClを施肥し、11月に苗木を採取した。8月の平均空間線量率($$mu$$Sv h$$^{-1}$$)は10cm高で1.18、1m高で0.94であった。土壌の平均$$^{137}$$Cs濃度(kBq kg$$^{-1}$$)はリターで50.0、10-20cm深で0.1と下層へと低下した。またリターから20cm深までの存在量のうち58%がリター中に存在していた。11月に採取したヒノキ針葉の移行係数(土壌0-5cmに対する針葉の$$^{137}$$Cs濃度[Bq Bq$$^{-1}$$])は処理間に有意差はなかったが、土壌の$$^{137}$$Cs濃度が8kBq kg$$^{-1}$$以下では施肥区で小さい傾向にあった。

口頭

Synthesis and characterization of Bi(Ni$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_{3}$$

齋藤 寛之; 北田 和也*; 小舟 正文*; 足立 渉*; 矢澤 哲夫*; 石川 健哉*; 平永 良臣*; 長 康雄*; 青木 勝敏

no journal, , 

Ferroelectric lead zirconate titanate is widely used as integral parts of electrical devices due to the high dielectric and electromechanical properties. However, the toxicity of lead oxide results in serious environmental problems and hence alternative compounds free from lead are urgently under development. Since Bi$$^{3+}$$ ion has the same electronic structure as the Pb$$^{2+}$$ ions, Bi-containing perovskites are promising candidates for lead-free ferroelectric ceramics. Bi(Ni$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)$$_{O3}$$, BNT, ceramic was synthesized using reagent-grade Bi$$_{2}$$O$$_{3}$$, TiO$$_{2}$$ and NiCO$$_{3}$$nH$$_{2}$$O as starting materials. A mixture of the starting materials was calcined in air and then grounded to fine powder to fill up densely a high-pressure reaction cell. The sample was initially compressed and successively heated on keeping constant pressure. The single-phase perovskite structure was formed. P-E hysteresis loop shows that the BNT ceramic is ferroelectric. A multi domain structure of the BNT ceramic was also measured by scanning nonlinear dielectric microscopy.

口頭

液相内高速気相噴流挙動による液滴エントレインメント現象への影響

齋藤 雅史*; 金子 暁子*; 阿部 豊*; 内堀 昭寛; 栗原 成計; 大島 宏之

no journal, , 

ナトリウム-水反応現象解析コードの妥当性評価及び改良に資する実験データ取得のため、水中に高圧空気を噴出させた場合に発生する液滴エントレインメントの可視化実験を実施した。本実験により、噴流中の異なる位置における液滴径,液滴速度のデータを取得し、その傾向を明らかとした。また、噴流界面の揺動は液滴径・速度・発生数に影響を及ぼす可能性を示した。

口頭

垂直打ち上げ実験に向けたマイクロ波ロケットのリード式吸気機構の改善

栗田 哲志*; 斎藤 翔平*; 福成 雅史*; 山口 敏和*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 梶原 健; 高橋 幸司; 坂本 慶司

no journal, , 

マイクロ波ロケットは外部からのエネルギー供給による大気吸込み式デトネーションエンジンであり、高ペイロード比による低コスト次世代大量物資輸送手段として実用化が期待されている。kg級モデルロケットの鉛直打ち上げ実験を行うため、過去の実験で達成した30Nの推力を定常的に維持する必要がある。そこで過去の研究で推力低下の問題となったマイクロ波集光部以外での放電開始現象を克服し、高周波作動時の推力向上することを本研究の目的とした。この放電の抑制のためリード弁吸気機構を改善し推力向上の指針を得た。

口頭

リード弁式吸気機構によるマイクロ波ロケットの推力性能改善

福成 雅史*; 山口 敏和*; 齋藤 翔平*; 栗田 哲志*; 小紫 公也*; 小田 靖久; 梶原 健; 高橋 幸司; 坂本 慶司

no journal, , 

マイクロ波ロケットは照射したマイクロ波を推進力に変換して飛行する打上げ機であり、宇宙への物資輸送コストを低減化するとして期待されている。本研究ではマイクロ波ロケットの吸気性能改善のためリード弁式吸気機構を開発し、実際に1MW出力のジャイロトロンを用いて試験を行った。推進器内部の圧力履歴を計測しマイクロ波照射ごとの圧力上昇,衝撃波伝搬速度を求めた。結果としてリード弁を搭載した場合、吸気によるマルチパルス運転時の圧力上昇率の改善が見られた。

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