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, Zr, and stainless steel and leaching behavior of the fission products and matrix elements頓名 龍太郎*; 佐々木 隆之*; 児玉 雄二*; 小林 大志*; 秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 熊谷 友多; 日下 良二; 渡邉 雅之
Nuclear Engineering and Technology, 55(4), p.1300 - 1309, 2023/04
被引用回数：1 パーセンタイル：72.91(Nuclear Science & Technology)UO・Zr・ステンレス鋼を出発物質として模擬デブリを合成し、形成された固相の分析と浸漬試験を行った。主要なU含有相は合成条件に依存し、不活性雰囲気下・1473KではUO相が維持されていた。1873Kでは(U,Zr)O固溶体相の形成が観測された。酸化性雰囲気では、1473Kの場合にはU
O
と(Fe,Cr)UO
相の混合物が得られ、1873Kでは(U,Zr)Oが形成された。浸漬試験により金属イオンの溶出挙動を調べるため、中性子照射により核分裂生成物を導入する、もしくは出発物質への添加によりその安定同位体を導入する処理を行った。試験の結果、Uの溶出挙動は、模擬デブリの性状や浸漬液の液性に依存することが確認された。CsやSr, Baは模擬デブリの固相組成に依存せず顕著な溶出を示した。一方で、多価イオンとなるEuとRuの溶出は抑制されることが観測され、模擬デブリ中でウラン相に固溶ないしは包含されたことによる影響が推察される。
Sn nanodot佐藤 佑磨*; 竹内 祐太郎*; 山根 結太*; Yoon, J.-Y.*; 金井 駿*; 家田 淳一; 大野 英男*; 深見 俊輔*
Applied Physics Letters, 122(12), p.122404_1 - 122404_5, 2023/03
被引用回数：1 パーセンタイル：54.89(Physics, Applied)
-MnSn, an antiferromagnet having a non-collinear spin structure in a kagome lattice, has attracted great attention owing to various intriguing properties such as large anomalous Hall effect. Stability of magnetic state against thermal fluctuation, characterized in general by the thermal stability factor 
, has been well studied in ferromagnetic systems but not for antiferromagnets. Here we study of the antiferromagnetic MnSn nanodots as a function of their diameter 
. To obtain , we measure the switching probability as a function of pulse-field amplitude and analyze the results based on a model developed by accounting for two and six-fold magnetic anisotropies in the kagome plane. We observe no significant change in down to 
nm below which it decreases with . The obtained dependence is well explained by a single-domain and nucleation-mediated reversal models. These findings provide a basis to understand the thermal fluctuation and reversal mechanism of antiferromagnets for device application.
Sn thin films by magneto-optical Kerr effect内村 友宏*; Yoon, J.-Y.*; 佐藤 佑磨*; 竹内 祐太郎*; 金井 駿*; 武智 涼太*; 岸 桂輔*; 山根 結太*; DuttaGupta, S.*; 家田 淳一; et al.
Applied Physics Letters, 120(17), p.172405_1 - 172405_5, 2022/04
被引用回数：10 パーセンタイル：83.82(Physics, Applied)We perform a hysteresis-loop measurement and domain imaging for 
-oriented -Mn
Sn
thin films using magneto-optical Kerr effect (MOKE) and compare it with the anomalous Hall effect (AHE) measurement. We obtain a large Kerr rotation angle of 10 mdeg., comparable with bulk single-crystal MnSn. The composition 
dependence of AHE and MOKE shows a similar trend, suggesting the same origin, i.e., the non-vanishing Berry curvature in the momentum space. Magnetic domain observation at the saturated state shows that x dependence of AHE and MOKE is explained by an amount of reversible area that crucially depends on the crystalline structure of the film. Furthermore, in-depth observation of the reversal process reveals that the reversal starts with nucleation of sub-micrometer-scale domains dispersed in the film, followed by a domain expansion, where the domain wall preferentially propagates along the ![$$[11bar{2}0]$$](/search/images/ERNTCMK2MJQXE4ZSPUYF0JA.gif)
direction. Our study provides a basic understanding of the spatial evolution of the reversal of chiral-spin structure in non-collinear antiferromagnetic thin films.
西村 昇一郎*; 鳥居 寛之*; 深尾 祥紀*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; 神田 聡太郎*; 川越 清以*; Kawall, D.*; 河村 成肇*; 黒澤 宣之*; et al.
Physical Review A, 104(2), p.L020801_1 - L020801_6, 2021/08
被引用回数：13 パーセンタイル：83.13(Optics)As a method to determine the resonance frequency, Rabi-oscillation spectroscopy has been developed. In contrast to conventional spectroscopy which draws the resonance curve, Rabi-oscillation spectroscopy fits the time evolution of the Rabi oscillation. By selecting the optimized frequency, it is shown that the precision is twice as good as conventional spectroscopy with a frequency sweep. Furthermore, the data under different conditions can be treated in a unified manner, allowing more efficient measurements for systems consisting of a limited number of short-lived particles produced by accelerators such as muons. We have developed a fitting function that takes into account the spatial distribution of muonium and the spatial distribution of the microwave intensity to apply this method to ground-state muonium hyperfine structure measurements at zero field. It was applied to the actual measurement data, and the resonance frequencies were determined under various conditions. The result of our analysis gives 
= 4 463 301.61 
0.71 kHz.
石澤 明宏*; 井戸村 泰宏; 今寺 賢志*; 糟谷 直宏*; 菅野 龍太郎*; 佐竹 真介*; 龍野 智哉*; 仲田 資季*; 沼波 政倫*; 前山 伸也*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 92(3), p.157 - 210, 2016/03
幅広いアプローチ協定に基づいて国際核融合エネルギー研究センター(IFERC)の計算機シミュレーションセンター(CSC)に設置された高性能計算機システムHeliosは、2012年1月に運用を開始し、日欧の磁気核融合シミュレーション研究に供用され、高い利用率の実績を示すとともに、炉心プラズマ物理から炉材料・炉工学にわたる広い分野で多くの研究成果に貢献している。本プロジェクトレビューの目的は、国内の大学や研究機関においてHeliosを利用して進められているシミュレーション研究プロジェクトとその成果を一望するとともに、今後予想される研究の進展を紹介することである。はじめにIFERC-CSCの概要を示した後、各研究プロジェクト毎にその目的、用いられる計算手法、これまでの研究成果、そして今後必要とされる計算を紹介する。
古田 琢哉; 佐藤 達彦; 小川 達彦; 仁井田 浩二*; 石川 顕一*; 野田 茂穂*; 高木 周*; 前山 拓哉*; 福西 暢尚*; 深作 和明*; et al.
Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM), 9 Pages, 2015/04
粒子・重イオン輸送計算コードPHITSには計算時間短縮のために、二種類の並列計算機能が組み込まれている。一つはメッセージパッシングインターフェイス(MPI)を利用した分散メモリ型並列計算機能であり、もう一つはOpenMP指示文を利用した共有メモリ型並列計算機能である。それぞれの機能には利点と欠点があり、PHITSでは両方の機能を組み込むことで、利用者のニーズに合わせた並列計算が可能である。また、最大並列数が8から16程度のノードを一つの単位として、数千から数万というノード数で構成されるスーパーコンピュータでは、同一ノード内ではOpenMP、ノード間ではMPIの並列機能を使用するハイブリッド型での並列計算も可能である。それぞれの並列機能の動作について解説するとともにワークステーションや京コンピュータを使用した適用例について示す。
山岸 功; 永石 隆二; 加藤 千明; 森田 圭介; 寺田 敦彦; 上地 優; 日野 竜太郎; 佐藤 博之; 西原 健司; 津幡 靖宏; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 51(7-8), p.1044 - 1053, 2014/07
被引用回数：19 パーセンタイル：78.38(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所の放射性塩水の処理で発生した使用済ゼオライト吸着塔の安全保管を目的として、ゼオライト系吸着材Herscheliteの基礎特性を研究し、水素発生及び容器の塩分腐食を評価した。Herschelite試料の水素発生量は、試料の水位と溶存種に依存する。これは、発生した水素が、水面へ拡散移動する過程で、ラジカルにより酸化されるためである。このような水の液深効果を考慮して、海水あるいは純水に浸かったHerscheliteからの水素発生率を評価した。これら基礎特性データを用いて、基準となる崩壊熱504Wの吸着塔内の水素濃度を熱流動解析した。その結果、塔内に残留する洗浄水の有無に係わらず、水素濃度は爆発下限界(4%)に至らないと評価された。吸着塔容器材料であるステンレス鋼SUS316Lの定常腐食電位は、吸収線量率とともに増加したが、Herscheliteを共存させることで増加が抑制された。崩壊熱504Wの吸着塔底部の環境は750Gy/h-60
C以下と評価され、20,000ppmCl
濃度以下では、Herscheliteと接触した316L鋼の局部腐食は直ちに発生しないと考えられる。
Yan, X.; 野口 弘喜; 佐藤 博之; 橘 幸男; 國富 一彦; 日野 竜太郎
International Journal of Energy Research, 37(14), p.1811 - 1820, 2013/11
被引用回数：15 パーセンタイル：74.42(Energy & Fuels)GTHTR300発電システムの低温廃熱は、多段フラッシュ型(MSF)海水淡水化プラントに供給される。従来のMSFプラントでは、GTHTR300発電システムの廃熱温度の範囲において、単位排熱量当たりの最大淡水製造量を与える最適な蒸発室入口の塩水温度が存在する。海水淡水化プラントのより有効な性能向上に向けて、多くのステップで蒸発負荷を段階的に増加する新しいMSFの概念を提案する。提案したMSF概念では、同じフラッシュ段数と温度範囲を使用することで、従来のMSFと同様に運転することができる。また、MSFの最適化により、淡水製造量は、GTHTR300発電システムの発電性能に影響を及ぼすことなく45%増加させることができ、さらにGTHTR300発電システムの熱エネルギー利用率は85%に達することができる。
Cm + 
O reaction村上 昌史*; 後藤 真一*; 村山 裕史*; 小嶋 貴幸*; 工藤 久昭*; 加治 大哉*; 森本 幸司*; 羽場 宏光*; 工藤 祐生*; 住田 貴之*; et al.
Physical Review C, 88(2), p.024618_1 - 024618_8, 2013/08
被引用回数：15 パーセンタイル：66.57(Physics, Nuclear)Cm+O反応で生成するラザホージウム同位体
Rf, 
Rfおよび
Rfの励起関数を、エネルギー88.2-101.3MeVの範囲で気体充填反跳分離装置を用いて測定した。特に数秒の半減期をもつ自発核分裂成分の励起関数に注目した。これまで、この生成反応に伴う自発核分裂は
RfおよびRfの核異性体の崩壊によるものと考えられてきたが、励起関数の比較により、Rfの崩壊にのみ関連する事象であることを明らかにし、その崩壊様式を決定した。
; 
synchrotron radiation X-ray diffraction study佐藤 龍太郎*; 齋藤 寛之; 遠藤 成輝; 高木 成幸*; 松尾 元彰*; 青木 勝敏; 折茂 慎一*
Applied Physics Letters, 102(9), p.091901_1 - 091901_4, 2013/03
被引用回数：29 パーセンタイル：73.44(Physics, Applied)The formation process of perovskite-type hydride LiNiH was investigated using 
synchrotron X-ray diffraction measurements. A mixture of LiH and Ni was hydrogenated at 873 K and 3 GPa, and the structural changes associated with hydrogenation were observed. Time resolved diffraction profiles showed a three-step reaction: hydrogenation of Ni to NiH
, formation of Li
Ni
H solid solution, and conversion to perovskite-type hydride LiNiH. The solid solution, which has never been reported, plays the role of the precursor in the perovskite formation and its presence is apparently critical for synthesizing perovskite-type hydrides.
and its synthesis; Mechanism for formation of metallic perovskite高木 成幸*; 齋藤 寛之; 遠藤 成輝; 佐藤 龍太郎*; 池庄司 民夫*; 松尾 元彰*; 三輪 和利*; 青木 勝敏; 折茂 慎一*
Physical Review B, 87(12), p.125134_1 - 125134_6, 2013/03
被引用回数：14 パーセンタイル：53.53(Materials Science, Multidisciplinary)A metallic perovskite-type hydride LiNiH was synthesized based on first-principles prediction. We theoretically examined its electronic structure and found that half of the Ni-H derived antibonding states are occupied and that the modest thermodynamic stability depends on a delicate balance between (1) destabilization and (2) alleviation of compression frustration in corner-sharing octahedra, both of which arise from occupation of antibonding states. Through density-functional analyses of the electronic structure and lattice instability extending over Li
H series ( = Fe, Co, Ni, and Cu), we showed that the balance is in fact reflected in their thermodynamic stability.
; Adjustment of imbalanced charge by additional Li as an electron donor松尾 元彰*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 佐藤 龍太郎*; 高木 成幸*; 三輪 和利*; 綿貫 徹; 片山 芳則; 青木 勝敏; 折茂 慎一*
RSC Advances (Internet), 3(4), p.1013 - 1016, 2013/01
被引用回数：19 パーセンタイル：53.62(Chemistry, Multidisciplinary)The novel complex hydride YLiFeH
with the Fe-H complex anion ([FeH]
) was synthesized by hydrogenation of YFe together with additional Li. Li adjusts the original imbalanced charge between Y
and [FeH] by donating an electron to convert into Li
during the hydrogenation, resulting in the formation of the well charge-balanced state of YLi[FeH].
113 of the 113th element森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 羽場 宏光*; 大関 和貴*; 工藤 祐生*; 住田 貴之*; 若林 泰生*; 米田 晃*; 田中 謙伍*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 81(10), p.103201_1 - 103201_4, 2012/10
被引用回数：167 パーセンタイル：97.27(Physics, Multidisciplinary)113番元素である113を
Bi標的に
Znビームを照射する実験により合成した。観測したのは6連鎖の
崩壊で、そのうち連鎖の5番目と6番目は既知であるDb及び
Lrの崩壊エネルギーと崩壊時間と非常によく一致した。この意味するところは、その連鎖を構成する核種が113, 
Rg (Z=111), 
Mt (Z=109), 
Bh (Z=107), Db (Z=105)及びLr (Z=103)であることを示している。本結果と2004年, 2007年に報告した結果と併せて、113番元素である113を曖昧さなく生成・同定したことを強く結論付ける結果となった。
Sg in the Cm(
Ne,5
)Sg reaction and decay properties of two isomeric states in Sg羽場 宏光*; 加治 大哉*; 工藤 祐生*; 森本 幸司*; 森田 浩介*; 大関 和貴*; 酒井 隆太郎*; 住田 貴之*; 米田 晃*; 笠松 良崇*; et al.
Physical Review C, 85(2), p.024611_1 - 024611_11, 2012/02
被引用回数：52 パーセンタイル：91.35(Physics, Nuclear)気体充填型反跳分離装置(GARIS)によって前段分離された超重元素を化学分析装置へ導入するという、新たな実験システムの開発を行っている。本論文では、106番元素シーボーギウム(Sg)の化学実験対象核種Sgの2つのアイソマー状態すなわちSg
及びSg
の崩壊特性について報告する。実験では、理化学研究所線型加速器RILACを用いCm(Ne,5)反応にてSgを合成し、GARISにより質量分離した後に低バックグラウンド環境下へとガスジェット搬送し、そこで崩壊並びに自発核分裂イベントを測定した。各アイソマー状態における半減期と粒子エネルギーは、Sgが
s及び
MeV, Sgが
s及び
MeVであった。
Yan, X.; 佐藤 博之; 橘 幸男; 國富 一彦; 日野 竜太郎
Journal of Nuclear Science and Technology, 49(1), p.121 - 131, 2012/01
被引用回数：9 パーセンタイル：56.92(Nuclear Science & Technology)This paper reports the results of JAEA evaluation on the high temperature gas reactor (HTGR) to perform duties of demanding cogeneration load follow. The evaluation results in a plant design based on materials and design codes developed with JAEA operating test reactor and equipment technologies validated by test. The 600MWt-HTGR plant generates electricity efficiently by gas turbine and 900C heat by a topping heater. The heater couples via a heat transport loop to industrial facility that consumes the high temperature heat to yield heat product such as hydrogen fuel, steel or chemical. Original control methods are proposed to automate between the load duties. Equipment challenges are addressed in severe operation conditions. Performance limits of cogeneration load following are quantified from the plant system simulation to a range of bounding events including a loss of either load and a rapid peaking of electricity.
寺田 敦彦; Yan, X.; 日野 竜太郎; 佐藤 博之
Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM), 5 Pages, 2010/05
高温ガス炉システムにおいて一次冷却系配管(二重配管)破断による減圧事故が発生した場合、崩壊熱によって原子炉内に自然循環が発生するため、空気が配管破断口から炉心内に侵入する。これによって、内部黒鉛構造物等が酸化し、炉心の健全性が損なわれる恐れがある。この減圧事故時の炉心内への空気侵入を防ぐ方法とし、空気侵入防止機構SCADが提案されている。本報では、超高温ガス炉実証炉GTHTR300を対象に空気侵入現象を再現し、このSCADの有効性を検証するための1/8スケールモデル実験装置概念の解析検討を行った。予備解析の結果、多成分系ガスの密度と濃度分布により急速に誘起される特徴的な自然循環流れがみられた。
小川 益郎; 日野 竜太郎; 國富 一彦; 佐藤 博之
火力原子力発電, 58(10), p.1029 - 1037, 2007/10
高温ガス炉は原子力エネルギーの利用分野拡大のための最適な炉である。本報では、高温ガス炉の特長である、多様な産業への熱利用,高い熱効率,高燃焼度及び高い固有の安全性を述べるとともに、日本及び世界各国における高温ガス炉開発の現状を報告する。
麻生 智一; 門出 政則*; 佐藤 博; 日野 竜太郎; 達本 衡輝; 加藤 崇
日本原子力学会和文論文誌, 5(3), p.179 - 189, 2006/09
J-PARCのMW級核破砕中性子源(JSNS)では、水素(液体又は超臨界)をモデレータ材料として用いる。水素モデレータは過酷な中性子場による核発熱条件下にあり、モデレータ容器の効率的な冷却が要求される。そこで、衝突噴流による冷却特性に着目し、水素の温度上昇を抑えて水素密度が大きく変化しないように容器構造と流動条件を検討することとした。容器壁のある閉空間における衝突噴流による熱伝達特性を評価するために、2次元定常熱伝導の逆問題解を用いた熱伝達率を求める手法を導入し、JSNSモデレータの円筒型容器を模擬した試験体による実験結果から、熱伝達率分布は、壁のない水平平板に対する分布と異なり、容器壁の影響によって噴流Re数の増加に伴い容器壁周辺の熱伝達率が増加し、モデレータ容器底面r=0
70mmの範囲における平均ヌセルト数Nuavは、ノズル高さH/d
0.4の場合、管内強制対流熱伝達のDittus-Boelterの式の2.5倍以上となることを明らかにした。そして、中性子性能や液体水素の強制循環に影響を及ぼさないような実機運転条件を評価した。
坂本 慶司; 高橋 幸司; 春日井 敦; 南 龍太郎; 小林 則幸*; 西尾 敏; 佐藤 正泰; 飛田 健次
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1263 - 1270, 2006/02
被引用回数：6 パーセンタイル：36.38(Nuclear Science & Technology)本論文は、炉システム研究室が提示した発電実証炉の仕様をベースに、DEMO炉の電子サイクロトロン共鳴加熱(ECH/ECCD)システムを検討したものである。具体的には、発電実証炉のトロイダル磁場から、周波数の第一候補を300GHzとし、これに対応する超高次モード(TE31, 20)を用いた300GHz帯エネルギー回収型ジャイロトロンの設計,300GHz帯ダイヤモンド窓,伝送系,遠隔ミラー制御型結合系の概念設計を行った。併せて、必要な技術開発の方向を明らかにした。
吉田 昌弘*; 遠藤 章; 佐藤 滋朗*; 大畑 勉*; 渡邊 正敏*; 大山 柳太郎*; 古屋 廣高*
日本原子力学会和文論文誌, 4(3), p.213 - 218, 2005/09
天然起源の放射性核種を有意な量を含む物質はNORM(Naturally Occurring Radioactive Materials)と呼ばれ、NORMを含むさまざまな消費財は日常生活において広く利用されている。NORMの一つである天然のウラン,トリウムを含む消費財には、研磨剤,陶器の釉薬,タングステンアーク溶接電極棒等の工業製品のみならず、家庭用温泉器,寝具,肌着,装飾品等の家庭用品も数多くある。したがって、日常生活で身近に存在するこれらの製品中の放射能濃度と、その製品を利用することによる被ばく線量を評価することは、人体への影響,放射線防護と規制のあり方を考えるうえで重要である。本研究では、天然のウラン,トリウムを含有する市販の消費財を収集し、それらの濃度を測定するとともに、代表的な消費財に対して、典型的な使用形態を想定し被ばく線量を評価した。
