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論文

One-dimensional spinon spin currents

廣部 大地*; 佐藤 正寛*; 川股 隆行*; 塩見 雄毅*; 内田 健一*; 井口 亮*; 小池 洋二*; 前川 禎通; 齊藤 英治

Nature Physics, 13(1), p.30 - 34, 2017/01

 被引用回数:76 パーセンタイル:96.85(Physics, Multidisciplinary)

Quantum spin fluctuation in a low-dimensional or frustrated magnet breaks magnetic ordering while keeping spin correlation. Such fluctuation has been a central topic in magnetism because of its relevance to high-Tc superconductivity and topological states. However, utilizing such spin states has been quite difficult. In a one-dimensional spin-1/2 chain, a particle-like excitation called a spinon is known to be responsible for spin fluctuation in a paramagnetic state. Spinons behave as a Tomonaga-Luttinger liquid at low energy, and the spin system is often called a quantum spin chain. Here we show that a quantum spin chain generates and carries spin current, which is attributed to spinon spin current. This is demonstrated by observing an anisotropic negative spin Seebeck effect along the spin chains in Sr$$_{2}$$CuO$$_{3}$$. The results show that spin current can flow even in an atomic channel owing to long-range spin fluctuation.

報告書

平成26年度福島第一原子力発電所周辺における航空機モニタリング(受託研究)

眞田 幸尚; 森 愛理; 石崎 梓; 宗像 雅広; 中山 真一; 西澤 幸康; 卜部 嘉; 中西 千佳; 山田 勉; 石田 睦司; et al.

JAEA-Research 2015-006, 81 Pages, 2015/07

JAEA-Research-2015-006.pdf:22.96MB

2011年3月11日に発生した東日本大震災による津波に起因した東京電力福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が周辺に飛散した。事故直後より、放射線の分布を迅速かつ広範囲に測定する手法として、航空機等を用いた空からの測定方法が適用されている。本報告書には、平成26年度に実施した航空機モニタリングの結果についてまとめた。

論文

Managing beryllium in nuclear facility applications

Longhurst, G. R.*; 土谷 邦彦; Dorn, C.*; Folkman, S. L.*; Fronk, T. H.*; 石原 正博; 河村 弘; Tranter, T. N.*; Rohe, R.*; 内田 宗範*; et al.

Nuclear Technology, 176(3), p.430 - 441, 2011/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:27.67(Nuclear Science & Technology)

金属ベリリウムは、核分裂炉や核融合炉の原子力分野で重要な材料の一つである。実際、核分裂炉では材料試験炉の反射体や減速材として、核融合炉では中性子増倍材として使用されている。一方、中性子照射環境下で使用された使用済ベリリウムは、$$^{60}$$Co, $$^{3}$$Hなどの放射性核種が含まれるため、廃棄が困難である。さらに、米国では$$^{14}$$Cや$$^{94}$$Nbも含まれることから、クラスC廃棄物として扱われるようになった。本論文は、照射済ベリリウムの廃棄処分に関する課題、リサイクルへの提案をまとめたものである。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:164 パーセンタイル:99.44(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:51.82(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Establishment of neutron fluence monitoring techniques for quasi-monoenergetic neutron calibration fields of high energy at TIARA

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 内田 芳昭*; 吉澤 道夫; 原野 英樹*; 松本 哲郎*; 水橋 清

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 158, 2011/01

20MeV以上の中性子に対する中性子校正場は、国内で未整備である。そこで、原子力機構・高崎量子応用研究所TIARAの数十MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、校正場の開発を行った。この校正場の中性子フルエンスを直接モニタするために、透過型フルエンスモニタを開発した。整備予定の3エネルギー点でモニタの特性評価を行い、透過型モニタの計数率と照射中性子強度との相関が良好であることを確認できた。また、各測定ごとのモニタ計数値、及び、ビームタイム中のビーム強度の変動を表示・記録できる計測システムを整備し、運用を開始した。また、絶対測定データをもとに基準検出器の値付けを行い、実験ごとにフルエンスモニタに値を移す手順を取り決めた。これらにより中性子フルエンスのモニタ技術を確立し、高エネルギー中性子校正場を確立した。

論文

Isoscalar giant resonances in the Sn nuclei and implications for the asymmetry term in the nuclear-matter incompressibility

Li, T.*; Garg, U.*; Liu, Y.*; Marks, R.*; Nayak, B. K.*; Madhusudhana Rao, P. V.*; 藤原 守*; 橋本 尚信*; 中西 康介*; 奥村 瞬*; et al.

Physical Review C, 81(3), p.034309_1 - 034309_11, 2010/03

 被引用回数:94 パーセンタイル:97.45(Physics, Nuclear)

We have investigated the isoscalar giant resonances in the Sn isotopes using inelastic scattering of 386-MeV $$alpha$$ particles at extremely forward angles, including 0$$^{circ}$$. The strength distributions for various multipoles were extracted by a multipole decomposition analysis based on the expected angular distributions of the respective multipoles. We find that the centroid energies of the isoscalar giant monopole resonance (ISGMR) in the Sn isotopes are significantly lower than the theoretical predictions. In addition, the asymmetry term, $$K_{tau}$$, in the expression for the nuclear incompressibility has been determined from the ISGMR data in Sn isotopes and is found to be consistent with a number of indirectly extracted values for this parameter.

論文

Current statues of phase II investigations, Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project

鶴田 忠彦; 内田 雅大; 濱 克宏; 松井 裕哉; 竹内 真司; 天野 健治; 竹内 竜史; 三枝 博光; 松岡 稔幸; 水野 崇

Proceedings of 12th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM '09/DECOM '09) (CD-ROM), 8 Pages, 2009/10

The Mizunami Underground Research Laboratory (MIU) Project, a comprehensive research project investigating the deep underground environment in crystalline rock, is being conducted by the Japan Atomic Energy Agency at Mizunami City, Central Japan. The MIU Project is being carried out in three overlapping phases: Surface-based Investigation (Phase I), Construction (Phase II), and Operation (Phase III), with a total duration of 20 years. Phase I was completed in March 2004, and Phase II investigations associated with the construction of the underground facilities are currently underway. Phase II investigation goals are to evaluate the geological, hydrogeological, hydrogeochemical and rock mechanical models developed in Phase I and to assess changes in the deep geological environment caused by the construction of underground facilities. Geological mapping, borehole investigations for geological, hydrogeological, hydrochemical and rock mechanical studies are being carried out in shafts and research galleries in order to evaluate the models. Long-term monitoring of changes in groundwater chemistry and pressure associated with the construction of the underground facilities continue around the MIU site, using existing boreholes and monitoring systems. This paper summarizes the current statues of the MIU Project on results of the Phase II investigations to date.

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2009年度)

竹内 真司; 見掛 信一郎; 西尾 和久; 鶴田 忠彦; 天野 健治; 松岡 稔幸; 早野 明; 竹内 竜史; 三枝 博光; 大山 卓也; et al.

JAEA-Review 2009-017, 29 Pages, 2009/08

JAEA-Review-2009-017.pdf:3.69MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階:地表からの調査予測研究段階」,「第2段階:研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階:研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本計画書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所地層科学研究基本計画」に基づき、2009年度の超深地層研究所計画の(1)調査研究計画、(2)施設建設計画、(3)共同研究計画等を示したものである。

論文

An Empirical probabilistic approach for constraining the uncertainty of long-term solute transport predictions in fractured rock using in situ tracer experiments

内田 雅大; Dershowitz, W.*; Lee, G.*; Shuttle, D.*

Hydrogeology Journal, 17(5), p.1093 - 1110, 2009/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:26.7(Geosciences, Multidisciplinary)

原位置トレーサー試験は、通常数時間から数か月という短い期間で、人工的に発生させた速い流速条件下で実施されるのに対して、安全評価においては1万年以上の長期間で、かつ自然状態の遅い流速場が対象となるため、原位置トレーサー試験が安全評価に果たす役割については国際的に議論がなされてきた。本論文においては、亀裂内部には空隙率の高い断層ガウジなどの粘土物質が存在し、短期間のトレーサー試験に大きな影響を及ぼしている可能性に着目し、亀裂内部構造として、従来モデル化されてきた健岩部に加えて、断層ガウジ,亀裂表面鉱物,変質部についても陽にモデル化を行った。この亀裂の内部構造を反映したモデルを用いて、スウェーデンSKBがエスポ地下研究施設で行ったSTT-1bトレーサー試験の破過曲線を説明可能なモデルを構築し、原位置トレーサー試験に対してキャリブレーションを行ったモデルと行わないモデルについて、安全評価の条件下での破過曲線を評価し、原位置トレーサー試験がどの程度安全評価条件での不確実性を低減可能かの検討を行った。検討の結果、原位置トレーサー試験に対してキャリブレーションを行ったモデルは、安全評価条件での不確実性の幅が低減しており、原位置トレーサー試験は亀裂の内部構造をモデル化することにより安全評価の不確実性低減に寄与できる可能性が示された。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2007年度)

西尾 和久; 松岡 稔幸; 見掛 信一郎; 鶴田 忠彦; 天野 健治; 大山 卓也; 竹内 竜史; 三枝 博光; 濱 克宏; 水野 崇; et al.

JAEA-Review 2009-002, 88 Pages, 2009/03

JAEA-Review-2009-002-1.pdf:29.31MB
JAEA-Review-2009-002-2.pdf:35.38MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」,「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」における2007年度に実施した(1)調査研究,(2)施設建設,(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2006年度)

西尾 和久; 松岡 稔幸; 見掛 信一郎; 鶴田 忠彦; 天野 健治; 大山 卓也; 竹内 竜史; 三枝 博光; 濱 克宏; 吉田 治生*; et al.

JAEA-Review 2009-001, 110 Pages, 2009/03

JAEA-Review-2009-001.pdf:49.84MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」、「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」、「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」における2006年度に実施した(1)調査研究、(2)施設建設、(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度報告書(2005年度)

西尾 和久; 松岡 稔幸; 見掛 信一郎; 鶴田 忠彦; 天野 健治; 大山 卓也; 竹内 竜史; 三枝 博光; 濱 克宏; 吉田 治生*; et al.

JAEA-Review 2008-073, 99 Pages, 2009/03

JAEA-Review-2008-073-1.pdf:37.33MB
JAEA-Review-2008-073-2.pdf:37.16MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、「地層処分技術に関する研究開発」のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、第1段階「地表からの調査予測研究段階」,第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」,第3段階「研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本報告書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、超深地層研究所計画の第2段階「研究坑道の掘削を伴う研究段階」における2005年度に実施した(1)調査研究,(2)施設建設,(3)共同研究等の成果を取りまとめたものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2008年度)

西尾 和久; 大山 卓也; 見掛 信一郎; 水野 崇; 三枝 博光; 竹内 竜史; 天野 健治; 鶴田 忠彦; 濱 克宏; 瀬野 康弘; et al.

JAEA-Review 2008-072, 28 Pages, 2009/02

JAEA-Review-2008-072.pdf:11.8MB

独立行政法人日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階; 地表からの調査予測研究段階」,「第2段階; 研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階; 研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本計画書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、2008年度の超深地層研究所計画の(1)調査研究計画,(2)施設建設計画,(3)共同研究計画等を示したものである。

論文

Carbon-14 transfer into rice plants from a continuous atmospheric source; Observations and model predictions

小嵐 淳; Davis, P. A.*; Galeriu, D.*; Melintescu, A.*; 齊藤 眞弘*; Siclet, F.*; 内田 滋夫*

Journal of Environmental Radioactivity, 99(10), p.1671 - 1679, 2008/10

 被引用回数:12 パーセンタイル:29.78(Environmental Sciences)

放射性炭素($$^{14}$$C)は核燃料サイクルに起因して環境中に放出される主要な放射性核種であり、線量評価の観点から特に重要な核種である。本論文では、東海再処理施設から大気中へ放出された$$^{14}$$Cの放出率データと施設周辺における大気中及び米中$$^{14}$$C濃度データ(10年間)を解析し、施設運転に伴う$$^{14}$$Cによる公衆への線量は極微小であったが、大気放出パターンの違いが収穫時の米中$$^{14}$$C濃度に影響を及ぼす可能性があることを示した。これらの実測データに基づいて、IAEA-EMRASプロジェクトにおいて$$^{14}$$C環境移行モデルの検証を行い、モデリングアプローチの異なる各種モデルによって予測された大気中,米中$$^{14}$$C濃度がいずれも観測結果とよく一致する結果を得た。

論文

Simple model representations of transport in a complex fracture and their effects on long-term predictions

Tsang, C.-F.*; Doughty, C.*; 内田 雅大

Water Resources Research, 44(8), p.W08445_1 - W08445_13, 2008/08

亀裂中の開口幅の不均質性,亀裂内の小亀裂,断層ガウジ,小亀裂に囲まれたブロック,健岩部などの要素を考慮したモデルを「現実的モデル」として構築し、粒子追跡法を用いて核種移行計算を行い、短期間の原位置トレーサー試験と自然の動水勾配(0.001)下での長期のトレーサーの破過曲線をモデル化し、得られた破過曲線を「真」と仮定した。通常性能評価で用いられる平行平板モデル(単一開口幅で、単一のマトリクスを考慮)と開口幅の不均質性追加したモデルで、自然の動水勾配下でのトレーサーの長期挙動について以下の2つのシミュレーションを行い、「真」の結果と比較した。(1)原位置トレーサー試験の破過曲線に対するフィッティングを行ったモデル,(2)室内実験で得られたパラメータを用いたモデル。その結果、(1)のモデルは「真」の破過曲線に対してピーク時間が10-100倍遅くピーク濃度を1/50-1/300過少評価し非保守的結果が得られた。また、(2)のモデルは「真」の破過曲線に対してピーク時間が1/50早く、ピーク濃度が50倍過大評価され保守的な結果が得られた。これらから、亀裂の内部構造を適切に考慮する必要があることが明らかとなった。

論文

Application of real time PCR for the quantitative detection of radiation-induced genomic DNA strand breaks

山内 恵美子*; 渡辺 立子; 及川 美代子*; 藤本 浩文*; 山田 明徳*; 斎藤 公明; 村上 正弘*; 橋戸 和夫*; 土田 耕三*; 高田 直子*; et al.

Journal of Insect Biotechnology and Sericology, 77(1), p.17 - 24, 2008/02

PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法を用いて、Cs-137$$gamma$$線照射によるpBR322プラスミドDNAの両方の鎖それぞれに生じた1本鎖切断の収率を測定する方法を確立した。本研究では、PCRによる増幅を経時的に測定することで、増幅率をreal-time PCRがDNA切断数の収量の絶対値測定に応用・有用であることを初めて示した。この方法によるSSB収率の実験結果は、モンテカルロシミュレーションによる計算結果と非常によい一致を示したことによっても実証された。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2007年度)

西尾 和久; 水野 崇; 大山 卓也; 中間 茂雄; 三枝 博光; 竹内 竜史; 天野 健治; 鶴田 忠彦; 濱 克宏; 弥富 洋介; et al.

JAEA-Review 2007-038, 31 Pages, 2007/12

JAEA-Review-2007-038.pdf:11.5MB

独立行政法人・日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」,「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本計画書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、2007年度の超深地層研究所計画の(1)調査研究計画,(2)施設建設計画,(3)共同研究計画等を示したものである。

報告書

超深地層研究所計画 年度計画書(2006年度)

西尾 和久; 水野 崇; 大山 卓也; 中間 茂雄; 三枝 博光; 竹内 竜史; 天野 健治; 鶴田 忠彦; 濱 克宏; 弥富 洋介; et al.

JAEA-Review 2007-037, 29 Pages, 2007/12

JAEA-Review-2007-037.pdf:13.06MB

独立行政法人・日本原子力研究開発機構(原子力機構)東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を進めている。本計画は、「第1段階;地表からの調査予測研究段階」,「第2段階;研究坑道の掘削を伴う研究段階」,「第3段階;研究坑道を利用した研究段階」の3段階からなる約20年の計画であり、現在は、第2段階である「研究坑道の掘削を伴う研究段階」を進めている。本計画書は、2002年2月に改訂した「超深地層研究所基本計画」に基づき、2006年度の超深地層研究所計画の(1)調査研究計画,(2)施設建設計画,(3)共同研究計画等を示したものである。

論文

Investigation of properties of the TIARA neutron beam facility of importance for calibration applications

志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 内田 芳昭*

Radiation Protection Dosimetry, 126(1-4), p.163 - 167, 2007/08

 被引用回数:3 パーセンタイル:26.56(Environmental Sciences)

20MeV以上の中性子エネルギーに関して、校正場や校正技術の国際的な標準が確立されていない。そこで、日本原子力研究開発機構・高崎量子応用研究所TIARAの40$$sim$$90MeV領域の高エネルギー準単色中性子照射場を利用して、校正場の開発を進めている。ここでは、45, 50, 70MeV陽子がリチウムターゲットと反応して生成された中性子の場の特性を評価した。まず、イメージングプレートを用いて中性子ビームプロファイルをターゲットからの異なる距離において調査した。測定結果から、ターゲットからの距離とコリメータの内径に幾何学的に依存した中性子ビームの空間分布を把握した。また、ビーム強度がターゲットからの距離の逆2乗に比例することも確認した。次に、有機液体シンチレータ検出器を用いて飛行時間法(TOF法)によりエネルギースペクトルを測定した。さらに、照射野外の位置において散乱線の波高スペクトル測定を行い、FORISTコードによるアンフォールディング法からエネルギースペクトルを評価した。これらの異なる方法により得られたエネルギースペクトルからピーク部のフルエンスを評価した。

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