Evaluating sulfur-impurity removal and modern carbon contamination in different preparation methods for radiocarbon dating of soil samples by accelerator mass spectrometry

小嵐 淳; 竹内 絵里奈; 國分 陽子; 安藤 麻里子

Radiocarbon, 67(2), p.307 - 317, 2025/04

https://doi.org/10.1017/RDC.2024.137

加速器質量分析による土壌試料の放射性炭素(C)年代測定は、陸域炭素循環の解明において極めて有用である。しかし、土壌試料の前処理においてふたつの困難がある。現代炭素の混入による試料の汚染と、硫黄不純物によるグラファイト生成の阻害である。そこで本研究では、3つの異なる前処理法について、Cを含まない試料と硫黄含有量が大きい土壌試料に対するC分析を行うことで、それらの前処理法の有効性を評価した。その結果、これらの前処理法は、少なくとも硫黄含有量が6.9%以下の土壌試料に対して適用可能であることが明らかになった。また、現代炭素による汚染の程度は前処理法によって異なるものの、いずれの方法でも、C年代が12,000年前未満の試料に対して、陸域炭素循環研究に利用する上で十分な精度をもってC年代を推定することができることを明らかにした。

瑞浪超深地層研究所の坑道埋め戻し等事業における立坑埋め戻し面の沈下と沈下部分の再埋め戻し

國分 陽子; 竹内 竜史; 西尾 和久*; 池田 幸喜

JAEA-Review 2024-066, 67 Pages, 2025/03

JAEA-Review-2024-066.pdf:8.25MB

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、令和2年度以降、瑞浪超深地層研究所の坑道の埋め戻しや地下水の環境モニタリング調査等を含めたその後の進め方について定めた「令和2年度以降の超深地層研究所計画」に基づき、瑞浪超深地層研究所の坑道埋め戻し等事業を行っている。令和4年1月までに坑道の埋め戻しを終え、以降埋め戻し面を観察していたところ、令和5年11月6日に主立坑及び換気立坑にて埋め戻し面の沈下が確認され、令和5年12月5日までに埋め戻し面は主立坑で約12.9m、換気立坑で約27.7mに達した。そのため、沈下の状況とその後の対策を超深地層研究所安全確認委員会で確認の後、安全上の観点から、沈下部を埋め戻すこととした。本書は、立坑埋め戻し面の沈下と沈下部分の埋め戻し及び令和6年6月までの再埋め戻し面の状況を取りまとめたものである。

Spontaneous magnetic field and disorder effects in BaPtAsSb with a honeycomb network

足立 匡*; Ogawa, Taiki*; 小宮山 陽太*; 須村 拓也*; Saito-Tsuboi, Yuki*; Takeuchi, Takaaki*; Mano, Kohei*; Manabe, Kaoru*; 川端 幸樹*; 今津 毅士*; et al.

Physical Review B, 111(10), p.L100508_1 - L100508_6, 2025/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.111.L100508

Chiral superconductivity exhibits the formation of novel electron pairs that breaks the time-reversal symmetry and has been actively studied in various quantum materials in recent years. However, despite its potential to provide definitive information, effects of disorder in the crystal structure on the chiral superconductivity has not yet been clarified, and therefore the investigation using a solid-solution system is desirable. We report muon-spin-relaxation (SR) results of layered pnictide BaPtAsSb with a honeycomb network composed of Pt and (As, Sb). We observed an increase of the zero-field SR rate in the superconducting (SC) state at the Sb end of , suggesting the occurrence of a spontaneous magnetic field due to the time-reversal symmetry breaking in the SC state. On the other hand, a spontaneous magnetic field was almost and completely suppressed for the As-Sb mixed samples of and 0.2, respectively, suggesting that the time-reversal symmetry-breaking SC state in is sensitive to disorder. The magnetic penetration depth estimated from transverse-field SR measurements at and 0.2 behaved like weak-coupling -wave superconductivity. These seemingly incompatible zero-field and transverse-field SR results of BaPtAsSb with could be understood in terms of chiral -wave superconductivity with point nodes on the three-dimensional Fermi surface.

Electrical mutual switching in a noncollinear-antiferromagnetic-ferromagnetic heterostructure

Yoon, J.-Y.*; 竹内 祐太朗*; 武智 涼太*; Han, J.*; 内山 友宏*; 山根 結太*; 金井 駿*; 家田 淳一; 大野 英男*; 深見 俊輔*

Nature Communications (Internet), 16, p.1171_1 - 1171_8, 2025/02

https://doi.org/10.1038/s41467-025-56157-6

Spin-orbit torque (SOT) provides a promising mechanism for electrically encoding information in magnetic states. Unlike existing schemes, where the SOT is passively determined by the material and device structures, an active manipulation of the intrinsic SOT polarity would allow for flexibly programmable SOT devices. Achieving this requires electrical control of the current-induced spin polarization of the spin source. Here we demonstrate a proof-of-concept current-programmed SOT device. Using a noncollinear-anti-ferromagnetic/nonmagnetic/ferromagnetic MnSn/Mo/CoFeB hetero-structure at zero magnetic eld, we show current-induced switching in the CoFeB layer due to the spin current polarized by the magnetic structure of the MnSn; by properly tuning the driving current, the spin current from the CoFeB further reverses the magnetic orientation of the MnSn, which determines the polarity of the subsequent switching of the CoFeB. This scheme of mutual switching can be achieved in a spin-valve-like simple protocol because each magnetic layer serves as a reversible spin source and target magnetic electrode. It yields intriguing proof-of-concept functionalities for unconventional logic and neuromorphic computing.

Multi-modal 3D image-based simulation of hydrogen embrittlement crack initiation in Al-Zn-Mg alloy

比嘉 良太*; 藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 小林 正和*; 海老原 健一; 竹内 晃久*

Materials Transactions, 65(8), p.899 - 906, 2024/08

https://doi.org/10.2320/matertrans.MT-L2024007

Al-Zn-Mg合金では、水素(H)によって機械的特性が著しく劣化することから、そのような合金の強度を向上させるためには、水素脆化(HE)と呼ばれるこの現象を抑制することが不可欠である。粒界破壊(IGF)は主にHE発生時に観察されるため、HEを抑制するためにはIGFの発生挙動を理解する必要がある。通常、応力、ひずみ、H濃度の不均一な分布は、多結晶材料におけるIGFの発生に影響を与える。本研究では、X線イメージング技術により得られた多結晶体の3次元微細構造データをもとに作成した3次元イメージベースモデルを用いた結晶塑性有限要素法とH拡散解析によるシミュレーションから、実際の破壊領域における応力、ひずみ、H濃度の分布を調べた。そして、シミュレーション結果とX線CTによる引張試験試料のその場観察を組み合わせ、実際のき裂発生挙動における応力、ひずみ、H濃度の分布を調べ、粒界き裂の発生条件を検討した。その結果、結晶塑性に起因する粒界垂直応力が粒界き裂の発生を支配することが明らかになった。一方、応力による内部Hの蓄積はき裂発生にほとんど影響しないことがわかった。

東海再処理施設 事故対処設備保管場所の地盤改良工事

浅田 直輝; 佐々木 俊一; 良知 玲生奈; 小森 剛史; 鈴木 久規; 竹内 謙二; 内田 直樹

日本保全学会第20回学術講演会要旨集, p.5 - 8, 2024/08

廃止措置段階にある東海再処理施設において、放射性物質の漏えい及び拡散により周辺環境に影響を及ぼすリスクが集中している高放射性廃液貯蔵場(HAW)、ガラス固化技術開発施設(TVF)について、地震及び津波から守るため安全対策を最優先で講じる必要がある。また、両施設の重要な安全機能(閉じ込め機能及び崩壊熱除去機能)を維持するため、事故対処設備を用いて必要な電力やユーティリティを確保する保管場所及びアクセスルートを設置する必要がある。このため、安全対策の一環として自然災害時にも安全機能を維持するための事故対処設備の保管場所の地盤について、廃止措置計画に基づき地震及び津波に耐えられるよう中層混合処理工とセメント改良土による地盤改良を行うことにより耐震性、耐津波性を向上させた。

Progress of sodium-cooled fast reactor developments in Japan taking into account total lifecycle, risk-informed approach, and sustainability

上出 英樹; 浅山 泰; 若井 隆純; 江連 俊樹; 内堀 昭寛; 久保 重信; 竹内 正行

Nuclear Engineering and Design, 421, p.113062_1 - 113062_10, 2024/05

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2024.113062

本報告では、設計支援解析評価手法の開発を通じて、プラントライフサイクル、リスクインフォームドアプローチ、持続可能性を考慮した日本のナトリウム冷却高速炉開発の進捗について、ARKADIAライフサイクル評価・設計支援システム、シビアアクシデント、自然循環、ナトリウム化学反応を対象とする安全設計・評価、リスクインフォームドアプローチをベースとした新しい規格基準体系、燃料サイクル技術の開発にかかる成果をまとめた。

Overview of development program for engineering scale extraction chromatography MA(III) recovery system

渡部 創; 高畠 容子; 長谷川 健太; 後藤 一郎*; 宮崎 康典; 渡部 雅之; 佐野 雄一; 竹内 正行

Mechanical Engineering Journal (Internet), 11(2), p.23-00461_1 - 23-00461_10, 2024/04

https://doi.org/10.1299/mej.23-00461

Japan Atomic Energy Agency is developing extraction chromatography technology to recover MA(III) from spent nuclear fuel. Developments in the extraction chromatography system especially focusing on safety and stable operation are required for practical application of the technology. This paper discusses the main tasks that have to be challenged preferentially based on achievements obtained by previous studies and potential MA(III) recovery process flow.

Assessment of hydrogen embrittlement behavior in Al-Zn-Mg alloy through multi-modal 3D image-based simulation

藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 海老原 健一; 小林 正和*; 眞山 剛*; 平山 恭介*; 清水 一行*; 竹内 晃久*; 上椙 真之*

International Journal of Plasticity, 174, p.103897_1 - 103897_22, 2024/03

https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2024.103897

高強度化したアルミ合金において水素脆化は、理解し解決すべき問題である。アルミ合金において、水素が析出物界面に蓄積し脆化の原因となっていると考えられている。しかし、き裂付近の水素分布と応力場の局所的な相互作用について、空間的な複雑さを考慮した定量的な知見は明らかでない。本研究では、結晶塑性有限要素法と水素拡散解析を組み合わせたマルチモーダル3次元画像ベースシミュレーションを用い、実際のき裂近傍の応力分布と、それが水素分布に及ぼす影響およびき裂発生確率に及ぼす影響を捉えることを試みた。その結果、粒界き裂は、その先端近傍の水素蓄積により、MgZn析出物の半整合界面の凝集エネルギーが低下した領域で擬へき開き裂に遷移することが分かった。この結果は、本シミュレーション手法がナノスケールの剥離とマクロスケールの脆性破壊の橋渡しに成功したことを示すものと考える。

瑞浪超深地層研究所の坑道埋め戻し等事業における環境モニタリング調査; 研究所用地および研究所用地周辺のボーリング孔等における地下水の水圧・水質観測結果(2022年度)

竹内 竜史; 國分 陽子; 西尾 和久*

JAEA-Data/Code 2023-014, 118 Pages, 2024/02

JAEA-Data-Code-2023-014.pdf:4.77MB
JAEA-Data-Code-2023-014-appendix(CD-ROM).zip:249.03MB

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、瑞浪超深地層研究所の坑道の埋め戻しに伴う地下深部の地下水環境の回復状況を確認するため、環境モニタリング調査として瑞浪超深地層研究所用地および研究所用地周辺のボーリング孔等において地下水の水圧観測および水質観測を実施している。本報告書は、2022年度に実施した地下水の水圧観測データおよび水質観測データを取りまとめたものである。また、2021年度に実施した水質観測のうち、未報告であった瑞浪超深地層研究所用地のボーリング孔等のデータを合わせて取りまとめた。