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論文

Hydrogen absorption mechanism into iron in aqueous solution including metal cations by laser ablation tests and first-principles calculations

五十嵐 誉廣; 大谷 恭平; 加藤 千明; 坂入 正敏*; 富樫 侑介*; 馬場 和彦*; 高木 周作*

ISIJ International, 61(4), p.1085 - 1090, 2021/04

水溶液中の金属カチオン(Zn$$^{2+}$$, Mg$$^{2+}$$, Na$$^{+}$$)が鉄への水素透過に及ぼす影響を明らかにするために、鉄表面からの水素透過量をレーザーアブレーションを用いた電気化学試験により測定した。また、金属カチオンによる水素透過の基本的なメカニズムを得るために、第一原理計算を使用して金属カチオンの吸着ポテンシャルと鉄表面周辺の電子状態を取得した。実験解析から、溶液中のZn$$^{2+}$$によって鉄表面の陽極反応が抑制されることがわかった。また量子解析から、ZnイオンはNa, Mgイオンよりも鉄表面に強く結合することがわかった。これより、鉄の溶解反応はZn層の形成により抑制され鉄への水素透過の抑制につながることが示唆された。

論文

The Surface composition of asteroid 162173 Ryugu from Hayabusa2 near-infrared spectroscopy

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 荒井 武彦*; 仲内 悠祐*; 中村 智樹*; 松岡 萌*; et al.

Science, 364(6437), p.272 - 275, 2019/04

 被引用回数:140 パーセンタイル:99.81(Multidisciplinary Sciences)

小惑星探査機はやぶさ2のターゲット天体であるリュウグウは、始原的な炭素質物質で構成されていると考えられている。はやぶさ2に搭載された近赤外分光計(NIRS3)によって、天体の表面組成を得た。天体全体の観測で、弱く細い吸収が2.72ミクロンに確認され、OHを含む鉱物の存在を示している。弱いOH吸収と低いアルベドは熱やショックによって変質を受けた炭素質コンドライトに似ている。OHバンドの位置はほとんど一定であり、衝撃片の集合によって形成されたリュウグウは組成的に均質であることを示している。

論文

A 3 MeV linac for development of accelerator components at J-PARC

近藤 恭弘; 浅野 博之*; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 石山 達也; 伊藤 崇; 川根 祐輔; 菊澤 信宏; 明午 伸一郎; 三浦 昭彦; et al.

Proceedings of 28th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2016) (Internet), p.298 - 300, 2017/05

J-PARC加速器の要素技術開発に必要な3MeV H$$^{-}$$リニアックを構築した。イオン源にはJ-PARCリニアックと同じものを用い、RFQは、J-PARCリニアックで2014年まで使用したものを再利用している。設置作業の後、2016年6月からRFQのコンディショニングを開始した。このRFQは様々な問題を克服し、なんとか安定運転に達していたが、2年間運転できなかったので再度コンディショニングが必要であった。現状定格のデューティーファクタでは運転できてはいないが、短パルスならばビーム運転可能となっている。この論文では、この3MeV加速器のコミッショニングと最初の応用例であるレーザー荷電変換試験の現状について述べる。

論文

J-PARC3MeVリニアックを用いたビームスクレーパの開発

平野 耕一郎; 浅野 博之; 石山 達也; 伊藤 崇; 大越 清紀; 小栗 英知; 近藤 恭弘; 川根 祐輔; 菊澤 信宏; 佐藤 福克; et al.

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.310 - 313, 2016/11

単位面積当たりの熱負荷を減らすため、67$$^{circ}$$のビーム入射角を有するビームスクレーパをJ-PARCリニアックのRFQとDTLの間のMEBTで使用している。67$$^{circ}$$ビームスクレーパは粒子数1.47E22個のH$$^{-}$$ビームによって照射された。レーザ顕微鏡を用いてスクレーパのビーム照射による損傷部を観察すると、高さ数百$$mu$$mの突起物が無数にあった。ビームスクレーパの耐電力を調べるため、3MeVリニアックを新たに構築した。2016年末にスクレーパ照射試験を実施する予定である。今回は、J-PARCリニアックのビームスクレーパの現状、及び、ビームスクレーパの照射試験に用いる3MeVリニアックについて報告する。

論文

放射線防護に用いられる線量概念

平山 英夫*; 中島 宏; 佐波 俊哉*; 山口 恭弘; 佐藤 理*; 高木 俊治*; 鈴木 敏和*; 岩井 敏*

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 55(2), p.83 - 96, 2013/02

福島第一原子力発電所の事故以来、マイクロシーベルト,ミリシーベルトなどの放射線量の単位がテレビや新聞でよく報道されるようになってきた。しかし、シーベルト(Sv)で表わされる放射線量として、放射線健康リスクに関連のある防護量(実効線量など)と、測定値と関連のある実用量(周辺線量当量など)という2種類の異なった線量概念があることは、原子力分野の専門家の間でも、必ずしも正しく理解されてはいない。本特集は3編からなり、「線量概念の概要と防護量」及び「実用量と防護量」ではICRP/ICRUによって構築されてきた防護量,実用量などの放射線防護線量体系を解説し、「福島等で使用されている線量計と防護量の関係」では福島事故対応に関連した地表面,地中浸透のセシウム汚染に対応した場の線量計(サーベイメータなど)及び個人線量計の実測値から実効線量を求めるための換算方法とその課題について解説する。

論文

Magnetic structure and local lattice distortion in giant negative thermal expansion material Mn$$_{3}$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$N

飯久保 智*; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 社本 真一

Journal of Physics; Conference Series, 251, p.012014_1 - 012014_4, 2010/12

 被引用回数:3 パーセンタイル:78.5

Magnetic and local structures in an antiperovskite system, Mn$$_{3}$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_{x}$$N, with a giant negative thermal expansion have been studied by neutron powder diffraction measurement. We discuss (1) an importance of an averaged cubic crystal structure and a $$Gamma$$$$^{5g}$$ antiferromagnetic spin structure for the large magneto-volume effect (MVE) in this itinerant electron system, (2) an unique role of a local lattice distortion well described by the low temperature tetragonal structure of Mn$$_{3}$$GeN for the broadening of MVE.

論文

Evaluation of susceptibility to stress corrosion cracking based on non-linear eddy current method

及川 諒太*; 内一 哲哉*; 高木 敏行*; 浦山 良一*; 根本 義之; 高屋 茂; 欅田 理*

International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 33(3-4), p.1303 - 1308, 2010/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.33(Engineering, Electrical & Electronic)

本研究では、非線形渦電流法によるオーステナイト系ステンレス鋼の、照射誘起応力腐食割れ(IASCC)に関連した材料劣化診断の可能性を検討した。その目的のため、照射誘起偏析模擬材の高温での引張り試験を行い、その前後での試料振動型磁力計(VSM)による磁化曲線の評価を行った。また磁気力顕微鏡(MFM)による引張り試験片の微視的な磁気特性の評価を行った。さらに、非線形渦電流法による評価を行い、その結果検出された第3高調波比が引張り試験における公称ひずみと相関性があることが示された。以上の結果から磁気的手法による材料劣化診断原理について議論を行った。

論文

Gradual development of $$Gamma^{5g}$$ antiferromagnetic moment in the giant negative thermal expansion material Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N ($$xsim$$ 0.5)

樹神 克明; 飯久保 智*; 竹中 康司*; 滝川 仁*; 高木 英典*; 社本 真一

Physical Review B, 81(22), p.224419_1 - 224419_8, 2010/06

 被引用回数:38 パーセンタイル:81.73(Materials Science, Multidisciplinary)

The anti-perovskite compound Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N with $$x sim 0.5$$ has a giant negative thermal expansion coefficient due to the magneto-volume effect near room temperature. Competition between the $$Gamma^{5g}$$ and $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic structures around the magnetic ordering temperature could be the driving force for such a phenomenon. In order to examine this possibility, we performed neutron diffraction experiments on Mn$$_3$$Cu$$_{0.5}$$Ge$$_{0.5}$$N and $$^{14}$$N nuclear magnetic resonance (NMR) experiments on Mn$$_3$$Cu$$_{0.6}$$Ge$$_{0.4}$$N. As a reference material, we also investigated Mn$$_3$$NiN, whose spin structure is represented by a linear combination of the $$Gamma^{5g}$$ and $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic components. We conclude that in Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N ($$x sim 0.5$$), the $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic component is nearly absent and the competition between the $$Gamma^{5g}$$ and $$Gamma^{4g}$$ antiferromagnetic structures is irelevant to the giant negative thermal expansion coefficient. The $$Gamma^{5g}$$ antiferromagnetic ordered moment gradually develops with decreasing temperature. This provides a thorough justification for the analysis presented in the previous letter.

論文

Microbeam irradiation facilities for radiobiology in Japan and China

小林 泰彦; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 坂下 哲哉; 小西 輝昭*; 今関 等*; 安田 啓介*; 畑下 昌範*; 高城 啓一*; 羽鳥 聡*; et al.

Journal of Radiation Research, 50(Suppl.A), p.A29 - A47, 2009/03

 被引用回数:34 パーセンタイル:72.55(Biology)

In order to study the radiobiological effects of low dose radiation, microbeam irradiation facilities have been developed in the world. This type of facilities now becomes an essential tool for studying bystander effects and relating signaling phenomena in cells or tissues. This review introduces you available microbeam facilities in Japan and in China, to promote radiobiology using microbeam probe and to encourage collaborative research between radiobiologists interested in using microbeam in Japan and in China.

論文

Local lattice distortion in the giant negative thermal expansion material Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N

飯久保 智*; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 滝川 仁*; 社本 真一

Physical Review Letters, 101(20), p.205901_1 - 205901_4, 2008/11

 被引用回数:149 パーセンタイル:96.68(Physics, Multidisciplinary)

逆ペロブスカイト構造を持つMn窒化物では磁気秩序に伴う鋭い体積変化が元素置換によって緩和されたとき、巨大負熱膨張率が実現される。このレターではその体積膨張の緩和が起こっているMn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$NにおけるGeの特殊な役割について報告する。われわれはMn$$_3$$GeNの低温正方晶構造でよく再現できる局所構造歪みが、平均構造が立方晶である$$x$$領域において存在することを示した。この構造不安定性が秩序磁気モーメントの成長と強い相関を示すことから、これが体積膨張の緩和を引き起こしているものと考えられる。

論文

Angle-correlated spectrum measurement for two neutrons emitted from (n,2n) reaction with the coincidence detection technique using a pencil-beam DT neutron source

村田 勲*; 高木 智史*; 近藤 恵太郎; 四間 公章*; 宮丸 広幸*; 満田 幹之; 前川 藤夫; 落合 謙太郎; 西谷 健夫

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 595(2), p.439 - 446, 2008/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.75(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究開発機構の核融合中性子源施設(FNS)のDT中性子ビームを利用した、同時計数法に基づく(n,2n)反応からの放出中性子の角度相関エネルギースペクトルの測定手法を開発した。本手法による(n,2n)反応断面積測定の妥当性を検証するため、放射化法による(n,2n)反応断面積の測定例が多数存在する$$^{55}$$Mn(n,2n)反応について、三重微分断面積を測定した。この三重微分断面積を角度とエネルギーで積分することによって導出した(n,2n)反応断面積は、JENDL-3.3の評価値とよく一致し、このことから本手法の妥当性を確認した。Mnのような中重核や重核の(n,2n)反応では、通常は放出中性子間の角度相関が弱いので、数回の測定で(n,2n)反応断面積を得ることができる。本手法はまた、ベリリウムのような軽元素の複雑な核反応機構を解明するための角度相関中性子スペクトルの測定手段にも使える。

論文

Measurement of the angle-correlated neutron spectrum for the $$^{9}$$Be(n,2n) reaction with a pencil-beam DT neutron source

村田 勲*; 高木 智史*; 四間 公章*; 近藤 恵太郎; 宮丸 広幸*; 落合 謙太郎; 西谷 健夫; 今野 力

Proceedings of International Conference on Nuclear Data for Science and Technology (ND 2007), Vol.2, p.999 - 1002, 2008/05

(n,2n)反応は核融合炉設計において非常に重要な反応である。本研究では、核融合炉で最も重要な元素の1つであるベリリウムについて、(n,2n)反応により放出される2個の中性子を直接同時計数法によって測定し、角度相関スペクトルから(n,2n)反応断面積を導出した。実験では原子力機構FNS施設のビーム状DT中性子源を利用した。2台のNE213検出器を用い、放出される2個の中性子を高効率で測定するため、測定試料の非常に近くに検出器を配置した。得られた波高スペクトルはFORISTコードでアンフォールディングを行ってエネルギースペクトルに変換した。検出器の応答関数はSCINFULコードによって評価した。導出された(n,2n)反応の角度分布は、測定エネルギー範囲である800keV以上の比較では、JENDL-3.3がENDF/B-VIより良い一致を示した。800keV以上の(n,2n)反応断面積は双方のライブラリとも10%以内で実験値とよく一致した。

論文

Magnetovolume effect in Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$N related to the magnetic structure; Neutron powder diffraction measurements

飯久保 智; 樹神 克明; 竹中 康司*; 高木 英典*; 社本 真一

Physical Review B, 77(2), p.020409_1 - 020409_4, 2008/01

 被引用回数:100 パーセンタイル:94.77(Materials Science, Multidisciplinary)

大きな磁気体積効果を$$x$$=0.15以上で示す逆ペロフスカイト化合物、Mn$$_3$$Cu$$_{1-x}$$Ge$$_x$$Nについて中性子回折を手段として調べた。本研究は、立方晶のみならず$$Gamma^{5g}$$型の反強磁性秩序が、大きな磁気体積効果の発現に重要であることを明らかにした。この大きな磁気体積効果は、頂点共有した八面体を有する、逆ペロフスカイト構造に起因した幾何学的フラストレーションによって説明される可能性がある。

論文

Verification of nuclear data for DT neutron induced charged-particle emission reaction of light nuclei

近藤 恵太郎; 村田 勲*; 落合 謙太郎; 久保田 直義; 宮丸 広幸*; 高木 智史*; 志度 彰一*; 今野 力; 西谷 健夫

Fusion Engineering and Design, 82(15-24), p.2786 - 2793, 2007/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.85(Nuclear Science & Technology)

中性子入射による荷電粒子放出反応は発電炉を見据えた核融合炉開発において極めて重要である。核反応で放出された荷電粒子は材料中で直ちに停止するため局所的な核発熱を引き起こす。また材料の損傷や多量のガス放出の原因となる。これらの物理量を正確に評価するためには全反応断面積だけではなく、放出エネルギーと角度に対する微分情報、すなわち二重微分断面積が必要である。しかし、二次中性子に関する二重微分断面積に比べて二次荷電粒子に関する二重微分断面積は測定の困難さのために実験データの蓄積が進んでいない。筆者らは、特に核融合炉で多く用いられる軽元素について高精度で二重微分断面積を測定することを目指し、ビーム状中性子源を利用した荷電粒子測定手法を開発した。われわれはこれまでに十分な測定がなされていない軽元素に対する系統的な測定を進めている。特に提案されているブランケット及び第一壁の構成材料であるリチウム,ベリリウム,カーボン,酸素,フッ素,シリコンは重要度が高いと考えられる。われわれはこれまでにベリリウム,カーボン,フッ素についての測定を完了し、引き続きリチウム7のDDXc測定を計画中である。本会議では、われわれの測定データと3つの主要な評価済み核データ(JEF-3.1, ENDF-B/VI, JENDL-3.3)の現状と比較結果を示す。また、今後測定が必要と思われる元素についても評価済み核データの現状について簡単なレビューを述べる。

論文

Current status of the control system for J-PARC accelerator complex

吉川 博; 榊 泰直; 佐甲 博之; 高橋 博樹; Shen, G.; 加藤 裕子; 伊藤 雄一; 池田 浩*; 石山 達也*; 土屋 仁*; et al.

Proceedings of International Conference on Accelerator and Large Experimental Physics Control Systems (ICALEPCS '07) (CD-ROM), p.62 - 64, 2007/10

J-PARCは多目的科学研究のために日本で建設されている大規模陽子加速器施設である。この施設は3つの加速器と3つの実験施設から成り、現在建設中である。リニアックは稼動開始して1年が経過し、3GeVシンクロトロンはこの10月1日に試験運転が開始されたところで、施設全体の完成は来年の夏の予定である。加速器の制御システムは、初期の試運転に必要な性能を実現させた。この制御システムに求められる最も重要な機能は加速器構成機器の放射化を最小限に食い止めることである。この論文では、調整運転の初期の段階において、制御システムの各部分が達成した性能を示す。

論文

Charged-particle spectrometry using a pencil-beam DT neutron source for double-differential cross-section measurement

近藤 恵太郎; 村田 勲*; 落合 謙太郎; 宮丸 広幸*; 久保田 直義; 高木 智史*; 志度 彰一*; 高橋 亮人*; 西谷 健夫

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 568(2), p.723 - 733, 2006/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:73.49(Instruments & Instrumentation)

重水素-三重水素核融合反応(DT反応)による中性子誘起荷電粒子放出二重微分断面積(DDXc)は、核融合炉における核発熱や照射損傷を評価するために必要である。特に軽元素のDDXc精密測定のため、ペンシルビーム状中性源とシリコン表面障壁型検出器によるカウンターテレスコープを利用した新しい測定手法を提案した。この手法により、これまでに報告されている測定手法に比べ高いS/N比,良好なエネルギー・角度分解能,幅広い測定エネルギー,良好な粒子弁別能が実現された。測定手法の妥当性評価のため、$$^{27}$$Al(${it n,x$alpha$}$)反応からの$$alpha$$粒子測定と$$^{1}$$H(${it n,n}$)反応による弾性反跳陽子の測定を行った。この結果に基づき、本測定手法の妥当性と優位性を結論した。

論文

Structural transformation on the pressure-induced metal-insulator transition in PrFe$$_{4}$$4P$$_{12}$$

川名 大地*; 桑原 慶太郎*; 佐藤 正志*; 高木 正俊*; 青木 勇二*; 神木 正史*; 佐藤 英行*; 佐賀山 基*; 長壁 豊隆; 岩佐 和晃*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 75(11), p.113602_1 - 113602_4, 2006/11

 被引用回数:11 パーセンタイル:57.78(Physics, Multidisciplinary)

充填スクッテルダイト化合物PrFe$$_{4}$$P$$_{12}$$は常圧で金属状態であり、T$$_{A}$$=6.5K以下で非磁性秩序相を持つ。P$$_{C}$$=2.4GPaの圧力下でこの非磁性秩序相は消失し、高温下では金属状態であるが、低温下で絶縁体秩序相へと相転移する。われわれはこの物質に対し、単結晶X線回折実験を行った。その結果、P$$_{C}$$以上で、金属-絶縁体転移が生じる温度で、立方晶から斜方晶への結晶構造の転移を発見した。同時に格子定数の不連続な飛びを観測し、この圧力下での転移が一次転移であることを発見した。また、P$$_{C}$$及びT$$_{A}$$以下の非磁性秩序相で観測された(100)超格子反射が、P$$_{C}$$以上で低温下の絶縁体相で消失することを発見した。格子定数の変化や超格子ピークが消失する実験事実は、P$$_{C}$$以上で低温下の絶縁体相が(高圧下中性子回折実験で明らかにされた)反強磁性秩序相であることを考慮すると、よく説明されることがわかった。

論文

New approach to measure double-differential charged-particle emission cross sections of several materials for a fusion reactor

近藤 恵太郎; 高木 智史*; 村田 勲*; 宮丸 広幸*; 高橋 亮人*; 久保田 直義; 落合 謙太郎; 西谷 健夫

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1527 - 1533, 2006/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:65.95(Nuclear Science & Technology)

核融合炉開発においてDT中性子入射による荷電粒子放出二重微分断面積は、中性子の相互作用による核発熱や材料損傷の評価のため必要である。特にベリリウム,リチウム,カーボンのような軽核の核反応は複雑で、理論計算のみによる断面積評価は難しい。高精度の測定データが望まれており、新しい測定手法の開発が重要である。われわれは原研FNSのビーム状中性子源とシリコン半導体検出器を用いたE-$$Delta$$Eカウンターテレスコープを利用した荷電粒子スペクトロメータを開発した。この測定手法を用いて$$^{9}$$Be, $$^{12}$$C, $$^{19}$$F, $$^{27}$$Alの放出荷電粒子測定を行った。$$^{27}$$Alの測定データからこの測定手法の妥当性を確認した。$$^{9}$$Beの$$alpha$$粒子放出二重微分断面積については、後方の放出角と低エネルギー部分において評価済み核データとの相違が見られた。

論文

Research of disease onset mechanism by determining the distribution of intracellular trace elements using an in-air micro-PIXE analyzer system

中野 隆史*; 荒川 和夫; 桜井 英幸*; 長谷川 正俊*; 湯浅 和久*; 斎藤 悦子*; 高木 均*; 長嶺 竹明*; 草壁 孝彦*; 高田 久嗣*; et al.

International Journal of PIXE, 16(1&2), p.69 - 76, 2006/00

高度な加速器及びイオンビーム技術を利用して放射線腫瘍学,核薬学の新しい医学の科学の一分野を創出する新しい研究プログラムが開始され、その中の重要なテーマの一つである大気マイクロPIXE分析システムでは、マイクロビーム走査の範囲で厚みに変動のあるサンプルの元素マッピングの精度を向上するための高度化を行った。他方、本プログラムでは、癌に関する重要な生物医学課題にアプローチするため、本システムを使用して病気の発展に伴う微量元素の細胞内挙動を調べた。この論文では、このプログラムについて概説し、システム高度化の内容、及び課題に関する予備的な研究結果を示す。

論文

Progress in physics and technology developments for the modification of JT-60

玉井 広史; 松川 誠; 栗田 源一; 林 伸彦; 浦田 一宏*; 三浦 友史; 木津 要; 土屋 勝彦; 森岡 篤彦; 工藤 祐介; et al.

Plasma Science and Technology, 6(1), p.2141 - 2150, 2004/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:6.89(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60定常高ベータ化計画(JT-60改修計画)の最重要課題は高ベータ,臨界クラスのパラメータを持つ高性能プラズマの100秒程度以上の維持を実証することである。このため、高ベータプラズマを達成するためのプラズマパラメータや運転シナリオ,制御手法の検討を行うとともに、超伝導磁場コイルの要素技術の開発を始め、放射線遮蔽や真空容器等の設計検討及び試験開発を行い、その成立性を確認した。本発表は、以上の物理・工学設計と試験開発の進捗状況を詳述する。

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