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吉村 一夫; 堂田 哲広; 中峯 由彰*; 藤崎 竜也*; 井川 健一*; 飯田 将来*; 田中 正暁
第27回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集(インターネット), 5 Pages, 2023/09
原子力機構では、開発コストの低減を目的とし、ナトリウム冷却高速炉の仮想プラントモデルを計算機内に構築することにより、コストのかかる実験を、さまざまなプラント状態における機器間の相互作用を考慮可能な数値計算に代替する連成解析手法の整備を進めている。本報では、米国高速実験炉EBR-IIのULOHS模擬試験を対象とした計算結果と、炉心入口温度や原子炉出力等の実験データとの比較により、仮想プラントモデルの適用性を確認した結果を報告する。
堂田 哲広; 中峯 由彰*; 桑垣 一紀; 浜瀬 枝里菜; 菊地 紀宏; 吉村 一夫; 松下 健太郎; 田中 正暁
計算工学講演会論文集(CD-ROM), 28, 5 Pages, 2023/05
高速炉を含む革新炉のライフサイクルを自動的に最適化する「AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)」の開発の一環として、高速炉の概念設計段階の最適化をサポートするARKADIA-Designを開発している。ARKADIA-Designは、3つのシステム(仮想プラントライフシステム(VLS)、評価支援・応用システム(EAS)、知識管理システム(KMS))で構成され、設計最適化フレームワークが各システムのインターフェースを通じて3つのシステム間の連携を制御する。本稿では、VLSによるプラント挙動解析とEASによる最適化検討を組み合わせた設計最適化解析を実行する「最適化解析制御機能」の開発について報告する。
堂田 哲広; 中峯 由彰*; 井川 健一*; 岩崎 隆*; 村上 諭*; 田中 正暁
計算工学講演会論文集(CD-ROM), 27, 6 Pages, 2022/06
高速炉を含む革新炉のライフサイクルを自動的に最適化する「AI支援型革新炉ライフサイクル最適化手法(ARKADIA)」の開発の一環として、高速炉の概念設計段階の最適化をサポートするARKADIA-Designを開発している。ARKADIA-Designは、3つのシステム(仮想プラントライフシステム(VLS),評価支援・応用システム(EAS),知識管理システム(KMS))で構成され、設計最適化フレームワークが各システムのインターフェースを通じて3つのシステム間の連携を制御する。本稿では、VLSの解析コードを連成する制御機能を備える「VLSインターフェース」の開発状況について報告する。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012038_1 - 012038_4, 2014/04
被引用回数：2 パーセンタイル：72.7(Materials Science, Multidisciplinary)We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen -edge energy region. Three positive NCD peaks were observed at 399.9, 401.5, and around 407 eV. The first two peaks were assigned to the 1
transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1 transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and amino group. Imidazole ring and amino group are positioned at the side chain distant from and next to the asymmetric carbon, respectively. This result suggests that NCD spectroscopy in the soft X-ray region can selectively pick up the information on local structure around specific atoms, regardless of the position of atoms in molecules. It is interesting in view of application of NCD spectroscopy in the soft X-ray region to investigation of protein structures
Magnitskiy, S.*; Nagorskiy, N.*; Faenov, A.*; Pikuz, T.; 田中 桃子; 石野 雅彦; 錦野 将元; 福田 祐仁; 神門 正城; 河内 哲哉; et al.
Nature Communications (Internet), 4, p.1936_1 - 1936_7, 2013/06
被引用回数：5 パーセンタイル：29.23(Multidisciplinary Sciences)プラズマベースの過渡利得電子衝突励起方式のX線レーザーの発展により、小型でコヒーレントなX線光源が実現するとともに、幅広い応用研究への道が開かれている。本論文において、われわれは原子力機構において開発された2段階増幅のプラズマX線レーザーの出力位置での遠視野像に、予期しない同心円状の干渉縞が観測されたことを報告する。この模様はX線領域において初めて観察された蜃気楼現象と考えることができる。われわれは、実験条件下でのX線の伝搬を表すマクスウエル=ブロッホ方程式を解く方法を開発した。その結果、仮想的な点光源から発せられるように見えるX線の蜃気楼がさらにプラズマのレーザー効果で増幅することにより今回観測した干渉縞が発現したことを見いだした。今回得られた結果は、レーザー生成プラズマにおけるX線増幅現象の物理の本質に新しい視点を落とすとともに、X線によるプラズマ診断法や極端紫外線リソグラフィー(EUV)の新しい可能性を開くものである。
Norman, G.*; Starikov, S.*; Stegailov, V.*; Fortov, V.*; Skobelev, I.*; Pikuz, T.; Faenov, A.*; 保 智己*; 加藤 義章*; 石野 雅彦; et al.
Journal of Applied Physics, 112(1), p.013104_1 - 013104_8, 2012/07
被引用回数：41 パーセンタイル：82.33(Physics, Applied)It was shown experimentally the possibility of nanostructuring (about 20 nm) of gold surface by picosecond soft X-ray single pulse with low fluence of 20 mJ/cm
. The nanometer-scale changes of the surface structure are due to the splash of molten gold under fluence gradient of the laser beam. In addition, the ablation process occurs at slightly higher fluence of 50 mJ/cm. The atomistic model of ablation is developed that reveals that the low threshold fluence of this process is due to the build-up of the high electron pressure and the comparatively low electron-ion energy relaxation rate in gold.
河内 哲哉; 長谷川 登; 錦野 将元; 石野 雅彦; 今園 孝志; 大場 俊幸; 海堀 岳史; 岸本 牧; 越智 義浩; 田中 桃子; et al.
X-Ray Lasers 2010; Springer Proceedings in Physics, Vol.136, p.15 - 24, 2011/12
本講演では、原子力機構におけるレーザー駆動X線レーザーの光源開発及び利用研究に関する最新の成果を報告する。利用研究の対象は物質科学,レーザー加工,X線イメージング,生体細胞の放射線損傷等と多岐に渡っている。物質科学への応用に関しては、強誘電体の相転移直上での格子揺らぎの時間相関を初めて観測した。レーザー加工に関しては、短パルスレーザー照射時の試料表面電子融解現象をX線レーザー干渉計で観察した。軟X線回折イメージングに関しては、静止したサンプルの微細構造の観察結果とともに、将来的なポンププローブ観察への計画を紹介する。また、X線レーザーの集光性能を利用した細胞損傷効果の基礎実験では、DNAの2本鎖切断の観察結果とKeV領域のインコヒーレントX線照射の場合との比較を議論する。
Inogamov, N. A.*; Anisimov, S. I.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Fortov, V. E.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; et al.
Journal of Optical Technology, 78(8), p.473 - 480, 2011/08
被引用回数：6 パーセンタイル：32.94(Optics)An experimental and theoretical study has been carried out of the ablation of a solid insulator with a wide band gap (LiF) under the action of ultrashort laser pulses of the UV range, obtained in a free-electron laser, and the soft X-ray region, obtained in a silver-plasma laser. A comparison is made of the results obtained on the two laser systems. It is shown that the ablation threshold is about the same for both lasers. A theory is presented that explains the weak growth of the ablation mass with increasing surface energy density of the laser radiation (the fluence) in the case of X-ray lasers as a result of the transition from spallation close to the ablation threshold to evaporative ablation at high fluence values.
Inogamov, N. A.*; Zhakhovsky, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Khokhlov, V. A.*; Shepelev, V. V.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; 田中 桃子; Pikuz, T. A.*; 岸本 牧; et al.
Applied Physics A, 101(1), p.87 - 96, 2010/10
被引用回数：34 パーセンタイル：76.6(Materials Science, Multidisciplinary)A short laser pulse in wide range of wavelengths, from infrared to X-ray, disturbs electron-ion equilibrium and increases pressure in a heated layer. The case where the pulse duration 
is shorter than acoustic relaxation time 
is considered. It is shown that this short pulse may cause thermomechanical phenomena such as spallative ablation regardless of wavelength. While the physics of electron-ion relaxation strongly depends on wavelength and various electron spectra of substances. There are spectra with an energy gap in semiconductors and dielectrics opposed to gapless continuous spectra in metals. The paper describes entire sequence of thermomechanical processes from expansion, nucleation, foaming, and nanostructuring to spallation with particular attention to spallation by X-ray pulse.
Inogamov, N. A.*; Faenov, A. Ya.*; Zhakhovskii, V. V.*; Skobelev, I. Y.*; Khokhlov, V. A.*; 加藤 義章*; 田中 桃子; Pikuz, T. A.*; 岸本 牧; 石野 雅彦; et al.
Contributions to Plasma Physics, 51(4), p.361 - 366, 2010/05
被引用回数：19 パーセンタイル：62.41(Physics, Fluids & Plasmas)Laser-matter interaction is defined by an electric band structure of condensed matter and frequency of electromagnetic radiation. The thermalization processes are different for optical as compared with X-ray quanta and for metals relative to semiconductors and dielectrics, since the light absorption and electron-electron, electron-ion dynamics are sensitive to the electron population in a conduction band and the width of a forbidden gap. Although the thermalization processes are different, the final state is simply a heated matter. Laser heating creates powerful stresses in a target if duration of laser pulse is short in acoustic time scale. Nucleation and material removal take place under such stresses. Such way of removal is called here the spallative ablation. Thus the spallative ablation is an ablation mechanism universally important for qualitatively different materials and quanta.
田中 啓介*; 鈴木 賢治*; 秋庭 義明*; 菖蒲 敬久
放射光による応力とひずみの評価, 238 Pages, 2009/10
本書では、第1章で結晶回折法による応力ひずみ測定の原理と、放射光の発生原理と利用できる放射光施設について述べた後、第2,3章で放射光による応力評価の基礎と実際測定のノウハウを説明する。次いで、第4,5章で放射光の各種の研究開発への応用例を述べ、さらに放射光による応力評価の将来技術、X線CTによる材料内部の欠陥評価や動的な材料特性評価など、応力評価以外の期待される将来の放射光技術の展開について述べる。発展する放射光による応力評価技術の基本,基礎をまとめるとともに実験のノウハウなどを述べており、実際に実験する場合の入門書として技術者・実験者に役立つことを願っている。また、将来に対する新しい展開及び産業利用への応用を述べることから、放射光の産業利用の一層の発展を引き起こすことも期待している。
日高 興士*; 木村 徹*; Abdel-Rahman, H. M.*; Nguyen, J.-T.*; McDaniel, K. F.*; Kohlbrenner, W. E.*; Molla, A.*; 安達 基泰; 玉田 太郎; 黒木 良太; et al.
Journal of Medicinal Chemistry, 52(23), p.7604 - 7617, 2009/07
被引用回数：19 パーセンタイル：44.7(Chemistry, Medicinal)HIVプロテアーゼのS2'ポケットと相互作用する部位に着目し、アロフェニルノルスタチンを基本構造としてHIVプロテアーゼに対するさまざまな阻害剤を合成した。その中で、比較的小さいアリル基の導入が有効であり、既に臨床薬の候補となっている阻害剤KNI-764(JE-2147, AG-1776, SM-319777)と比較しても同等の活性があることがわかった。KNI-727にanilinic基を導入することで、水溶性と抗HIV活性を改善した。P2'の位置に
-methallyl基を持つKNI-1689複合体のX線結晶構造解析の結果、KNI-764の場合と同じく疎水性のアミノ酸のAla28, Ile84, Ile50'と疎水性相互作用していることが明らかとなった。KNI-1689のアリル基中のメチル基の存在によって、KNI-764以上の抗HIV活性が示された。このことは、構造の最小化と膜透過性のための理論的な薬剤設計に関して重要な知見である。
Faenov, A. Y.; Inogamov, N. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Khokhlov, V. A.*; 西原 功修*; 加藤 義章*; 田中 桃子; Pikuz, T. A.*; 岸本 牧; 石野 雅彦; et al.
Applied Physics Letters, 94(23), p.231107_1 - 231107_3, 2009/06
被引用回数：44 パーセンタイル：82.04(Physics, Applied)Ablation of LiF crystal by soft X-ray laser pulses with wavelength 13.9 nm and duration 7 ps is studied experimentally and theoretically. It is found that a crater appears on a surface of LiF for XRL fluence, exceeding the ablation threshold 10.2 mJ/cm in one shot, or 5 mJ/cm in each of the three XRL shots. This is substantially below the ablation thresholds obtained with other lasers having longer pulse duration and/or longer wavelength. A new mechanism of thermomechanical ablation in large bandgap dielectrics is proposed. The theory explains the low ablation threshold via small attenuation depth, absence of light reflection, and electron heat conductivity.
長谷川 登; 河内 哲哉; 岸本 牧; 助川 鋼太*; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; 加藤 義章*
Japanese Journal of Applied Physics, 48(1), p.012503_1 - 012503_6, 2009/01
被引用回数：6 パーセンタイル：26.38(Physics, Applied)時間コヒーレントX線レーザー発生を行うために、高次高調波をX線レーザー媒質により増幅した際に受ける影響についての考察を行った。X線レーザー媒質は、非常に狭いスペクトル幅を持つため、高次高調波の時間コヒーレント成分のみを増幅することが可能である。チタンサファイアレーザーの第29次高調波(26.9nm)を種光としてネオン様マンガンX線レーザー媒質に入射することにより、種光が大きな屈折を受けることなく増幅されることを確認した。これにより、数百フェムト秒の時間コヒーレントなX線レーザーの発生が可能となったことが示された。
長谷川 登; 河内 哲哉; 佐々木 明; 岸本 牧; 助川 鋼太; 田中 桃子; Tai, R. Z.*; 越智 義浩; 錦野 将元; 永島 圭介; et al.
Physical Review A, 76(4), p.043805_1 - 043805_5, 2007/10
被引用回数：20 パーセンタイル：66.89(Optics)固体をターゲットとするプラズマX線レーザーは短波長でのレーザー発振が得られるため、その増幅媒質の詳細情報が求められている。しかし、X線レーザーの増幅媒質の時間分解計測は、受動的な分光方法では不可能であり、かつ媒質自身が高電子密度プラズマであるため、可視領域のレーザーを用いた能動分光法も適応不可能であった。今回われわれは、チタンサファイアレーザーの第29次高調波(波長26.9ナノメートル)をプローブ光として用いることにより、過渡利得方式ネオン様マンガンX線レーザー媒質(増幅波長26.9ナノメートル)の増幅率の時間分解計測に成功した。得られた増幅率の立ち上がり時間及び持続時間は、それぞれ23ピコ秒,27ピコ秒であった。これらの結果は、流体シミュレーションと原子過程シミュレーションを組合せた理論計算結果と良い一致が得られた。
長尾 誠也*; 坂本 義昭; 田中 忠夫; Rao, R. R.*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 273(1), p.135 - 139, 2007/07
被引用回数：3 パーセンタイル：25.51(Chemistry, Analytical)放射性核種の地下水中での溶存形態は、地下水を経由して移行する放射性核種の挙動を評価・予測するうえで重要な情報である。本研究では、環境中での溶存形態が多様であるPuに着目して溶存有機物の影響を評価するため、河川水,地下水,湖水から分離精製した7種類の腐植物質と錯形成したPuの溶存形態を分子サイズの観点から検討した。腐植物質濃度10mg/lの水溶液に4価のPuを添加し1週間反応させた後、分子サイズ100000, 30000, 10000, 5000daltonsのフィルターで限外ろ過し、画分中のPuと有機物の存在割合を比較した。各画分中におけるPuの存在割合は、7種類の腐植物質について全く異なる分布傾向を示したが、別途手法で確認した腐植物質の存在割合の傾向と同じであり、腐植物質がPuの化学形態を支配する重要な要因であることを示した。また、各画分中のPu濃度と腐植物質濃度の相関性を調べた結果、一部の腐植物質について、10000から30000daltonsの腐植物質にPuが選択的に濃集されており、Puの溶存形態を支配するのは分子サイズだけではなく、併せて官能基の種類や不均一性も重要な要因であることを示した。
逢坂 正彦; 芹澤 弘幸; 加藤 正人; 中島 邦久; 舘 義昭; 北村 了一; 三輪 周平; 岩井 孝; 田中 健哉; 井上 賢紀; et al.
Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.309 - 316, 2007/03
被引用回数：30 パーセンタイル：87.22(Nuclear Science & Technology)高速炉及び加速器駆動未臨界システムを含む将来の統合された閉サイクルシステムにおけるマイナーアクチニド含有燃料及びターゲット、(Pu,Am)O
-MgO, (Pu,Np)O-MgO, (U,Pu,Np)O, (U,Pu,Np)N, (Pu,Np,Zr)Nの研究開発が進行中である。本論文では、試料作製試験及び特性測定に関しての現状を報告する。母材の選択を含む酸化物ターゲットの設計コンセプトについて述べる。燃料-被覆管機械的相互作用の評価に資することを目的として高温機械的特性測定装置が新たに導入された。Npを含有する2種類の高速炉用燃料については、その開発の歴史と将来展望について述べる。加速器駆動未臨界システム用の新しい窒化物ターゲットの予備試験結果を紹介する。最後に、高速実験炉常陽における照射試験について簡潔に紹介する。
菖蒲 敬久; 水木 純一郎; 鈴木 賢治*; 秋庭 義明*; 田中 啓介*
JSME International Journal, Series A, 49(3), p.376 - 381, 2006/07
材料に対する透過性が非常によい、高エネルギー放射光X線を用いたひずみスキャニング法に、従来まで使用されていなかったアナライザを組合せた測定手法の評価を行った。その結果、供試材として使用したフェライト鋼S45C について、表面0.05mmから0.6mm程度の深さまで10
m程度の深さ分解能で補正する必要のないひずみ分布を得ることに成功した。一方、表面近傍についても補正を施すことで信頼性の高いひずみ分布を得る方法を確立し、面内等二軸応力が仮定できる材料であれば、ラボX線で得られた表面残留応力を用いることで、表面から内部までの残留応力分布を求める手法も同時に確立した。
菖蒲 敬久; 水木 純一郎; 鈴木 賢治*; 鈴木 裕士; 秋庭 義明; 田中 啓介*
材料, 55(7), p.647 - 653, 2006/07
ひずみスキャニング法をオーステナイト系ステンレス鋼のような粗大粒や集合組織を持つ材料に適応できるように手法開発を行った。質の良いデータを得るための条件,X線照射体積内に10000個以上の結晶、を満たすために試料にさまざまな揺動を施した。その結果、回転揺動では十分な結果を得ることはできなかったが、並進揺動を与えることで前述の条件を満たし、質の良いデータを得ることに成功した。
