Quantum critical behavior of the hyperkagome magnet MnCoSi

山内 宏樹; Sari, D. P.*; 安井 幸夫*; 坂倉 輝俊*; 木村 宏之*; 中尾 朗子*; 大原 高志; 本田 孝志*; 樹神 克明; 井川 直樹; et al.

Physical Review Research (Internet), 6(1), p.013144_1 - 013144_9, 2024/02

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.6.013144

-Mn-type family alloys Mn have three-dimensional antiferromagnetic (AFM) corner-shared triangular network. The antiferromagnet MnRhSi shows magnetic short-range order (SRO) over a wide temperature range of approximately 500 K above the Nel temperature = 190 K. MnCoSi has the smallest lattice parameter and the lowest in the family compounds. The quantum critical point (QCP) from AFM to the quantum paramagnetic state is expected near a cubic lattice parameter of 6.15 of MnCoSi is only 140 K, quantum critical behavior is observed in MnCoSi as the enhancement of the electronic specific heat coefficient . We study how the magnetic SRO appears in MnCoSi by using neutron scattering, SR, and physical property measurements. The experimental results show that the neutron scattering intensity of the magnetic SRO does not change much regardless of the suppressed magnetic moment in the long-range magnetic ordered state compared to those of MnRhSi. The initial asymmetry drop ratio of SR above becomes small, and the magnetic SRO temperature is suppressed to 240 K. The results suggest that the MnCoSi is close to the QCP in the Mn system.

除染後の落葉広葉樹林林縁地における放射性セシウム流出量の経年変化

渡辺 貴善; 佐々木 祥人; 新里 忠史; 三田地 勝昭*; 伊藤 聡美

KEK Proceedings 2019-2, p.114 - 119, 2019/11

森林の除染作業では、森林の地面に堆積している落葉がすべて取り除かれて、土砂が露出した状態になる場合がある。その後、土砂が露出した地面が下草や落葉で覆われるようになると、雨による地面の侵食の大きさが変化し、放射性セシウムの流出量も変化すると考えられる。本件は、森林の除染後の放射性セシウムの流出と地面の被覆率の変化を調べたものである。除染された福島県内の落葉広葉樹林において、観測区画を設定し、除染後の3年間にかけて放射性セシウムの流出を観測した。観測の結果、沈着した放射性セシウムに対する流失した放射性セシウムの流出率は、年々減少していくことがわかった。対して、森林の地面の被覆率は年ごとに増加する傾向にあった。以上から、森林の除染後、下草や落葉による地面の被覆が増えるにつれて、放射性セシウムの流出率が低下していくことが確認された。

Translocation of radiocesium released by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident in Japanese chestnut and chestnut weevil larvae

佐々木 祥人; 石井 康雄; 阿部 寛信; 三田地 勝昭; 渡辺 貴善; 新里 忠史

The Horticulture Journal, 86(2), p.139 - 144, 2017/04

http://doi.org/10.2503/hortj.MI-132

2011年3月に発生した福島第一原子力発電事故により飛散した放射性セシウムの栗に対する移行を明らかにするために、果実の各部位と葉のオートラジオグラフィと放射性セシウム濃度を調べた。栗の果実は、可食部である子葉と鬼皮の間に薄皮をもつ。果実における放射性セシウム濃度は、鬼皮、薄皮、子葉ともに約1.010Bq・kgで各部位においてほぼ同濃度であり、また葉もほぼ同濃度であった。さらに果実に寄生するクリシギゾウムシの幼虫の放射性セシウム濃度は、果実の可食部である子葉の約7分の一であることが示された。

The Transfer of radiocesium from the bark to the stemflow of chestnut trees () contaminated by radionuclides from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident

佐々木 祥人; 阿部 寛信; 三田地 勝昭; 渡辺 貴善; 石井 康雄; 新里 忠史

Journal of Environmental Radioactivity, 161, p.58 - 65, 2016/09

AA2015-0311.pdf:1.93MB

https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.12.001

福島の森林に生育する栗の木から樹幹流中への放射性セシウムの移行について報告する。事故当時に存在していた木の樹皮表面には、放射性セシウムは不均一かつスポット状に分布していた。事故後に生じた新枝にはほぼ均一に存在していた。放射性セシウム濃度は、幹(直径2cm)、枝(直径5mm以下)、葉の順に低くなった。また、幹(直径2cm)においては、樹皮は、木部の約10倍の放射性セシウム濃度であった。樹幹流の溶存画分(0.45m以下)試験期間中のCs-137濃度は平均約10Bq/Lであり、pHは5.8でほぼ一定であった。樹幹流の溶存画分の電気伝導率は放射性セシウム濃度と強い正の相関がみられたことから、樹幹流中の電解質と放射性セシウムは同じ溶出機構であることが示唆された。樹幹流中の粒子画分(0.45m以上)の一部に放射性セシウムが強く付着している粒子が存在することが示された。

Antiferromagnetic bipolar semiconductor LaMnPO with ZrCuSiAs-type structure

柳 博*; 渡辺 匠*; 樹神 克明; 飯久保 智*; 社本 真一; 神谷 利夫*; 平野 正浩*; 細野 秀雄*

Journal of Applied Physics, 105(9), p.093916_1 - 093916_8, 2009/05

https://doi.org/10.1063/1.3124582

最近発見された超伝導体LaMnAs(P)Oと同じ構造を持つ、層状物質LaMnPOの電気的,磁気的性質を調べた。中性子回折実験と磁化率の温度依存性から、この物質は少なくとも375Kまでは反強磁性体であることがわかった。室温でのMn磁気モーメントは2.26で、Mn-P面内では反平行、面間では平行であり、LaMnAsOとは異なる。光学測定,光電子分光,電気抵抗測定の結果はこの物質が半導体であることを示す。さらにドープされていない場合はn型半導体であるが、LaサイトのCu, Ca置換によって極性が変わり、バイポーラ型半導体であることがわかった。バンド計算の結果も実験結果をサポートしている。

アブレーションされたランタノイド原子の共鳴吸収分光,1; Gdを用いた同位体識別のための最適条件の確立(受託研究)

宮部 昌文; 大場 正規; 飯村 秀紀; 赤岡 克昭; 丸山 庸一郎; 若井田 育夫; 渡部 和男

JAEA-Research 2008-056, 24 Pages, 2008/06

JAEA-Research-2008-056.pdf:5.1MB

低除染TRU燃料の遠隔同位体分析にアブレーション共鳴吸収分光法を適用するための研究を行った。ガドリニウムを模擬試料として、さまざまなプルームの発生条件や観測条件で吸収スペクトルを測定し、吸収ピークの線幅が狭く、感度も高い条件を調べた。その結果、吸収線幅は、減圧希ガス雰囲気中で生じる低速プルーム成分を観測した場合に最も狭く、重い希ガスほど、より少ない圧力,より遅い観測時刻で狭くなることがわかった。また線幅の最小値は希ガスの種類によらず0.85GHz程度であり、室温のガドリニウム原子で計算されるドップラー幅に近いことがわかった。また、経過時間が10s程度になると、基底状態の多重項の中でも上位の準安定状態の緩和が無視できなくなることから、観測に用いる原子の準位エネルギーに応じて、雰囲気ガスの種類を選ぶべきであるとの知見が得られた。

福島県阿武隈山地の山地森林における放射性セシウム流出特性の経年変化

新里 忠史; 阿部 寛信; 三田地 勝昭; 石井 康雄; 佐々木 祥人; 渡辺 貴善; 北村 哲浩; 山口 正秋

no journal, , 

福島県の阿武隈山地北部と中部の山地森林における放射性セシウム流出特性の観測結果とともに、森林土壌の放射性セシウム深度分布と放射性セシウム流出量の経年変化について報告する。放射性セシウム137の流出特性は、2013年4月2014年12月の約2年間において、リターフォールや林内雨に伴う林床への放射性セシウム137沈着量は10 Bq m、土砂流亡等に伴う流出量は10 Bq mとなり、林床への放射性セシウム137沈着量が流出量を上回る結果となった。また、事故後約2年後及び3年半における放射性セシウム137の深度分布を調査した結果、尾根や谷底では地表面付近の放射性セシウム量が減少し、事故後約3年半における深度1cmまでの放射性セシウム量は、事故後約2年における約50-60%まで減少していた。異なる深度分布ケースについて放射性セシウム137の流出率を解析した結果、放射性セシウム137の深度方向への浸透する経年変化により、流出率が低下する可能性が示された。これら流出特性と深度分布の経年変化から、森林域は放射性セシウムのシンクとして振る舞う傾向にあると考えられる。

3Dレーザースキャナーによる治山ダムの放射性セシウム堆積量の変化の推定

渡辺 貴善; 大山 卓也; 石井 康雄; 新里 忠史; 阿部 寛信; 三田地 勝昭; 佐々木 祥人

no journal, , 

森林から流出する放射性セシウム量を推定するために、土砂移動に伴う放射性セシウム流出量が最も高いと見込まれる地形の急峻な山地森林を対象として、土砂堆積量と土砂の放射性セシウム濃度を測定し放射性セシウム流出量を算出するとともに、日雨量との関係について考察した。治山ダムの土砂堆積量の計測には3Dレーザースキャナーを使用し、解析から詳細な地形モデルが作成された。計算の結果、2013年8月から2015年12月までに1.8mの堆積量の増加が見られ、治山ダム上流の流域から治山ダムへ移動した放射性セシウムは720MBqと推定された。土砂堆積量の増加分の75%は2015年9月から12月に集中していた。これより、平成27年9月関東・東北豪雨による大雨で流域からの土砂の移動が促進されてたことが示唆された。

A Study of colloids in deep groundwater using spectroscopic analysis

山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇; 渡邊 克晃*; 小暮 敏博*; 鈴木 庸平*

no journal, , 

コロイドは元素のキャリアとして重要な役割を持つが、地下水中のコロイドに関する研究は、回収・分析手法の問題のために、例が少ない。本研究は地下水中のコロイドの化学的特徴を把握するための手法開発を目的とした。地下水は瑞浪超深地層研究所内の2つのボーリング孔より採水し、被圧・嫌気状態を保持したまま限外ろ過を行う手法を用いてコロイドを回収した。電子線,赤外線,X線を利用した分光分析を用いてコロイドの化学的特性を分析した。その結果、本研究の手法を用いることでコロイドに含まれる元素の組成,元素の化学状態,有機物の特性の把握が可能であることが示された。またコロイド中の鉄の化学状態を詳細に分析することで、ボーリング孔掘削時の人為的影響の程度を評価できることも示された。本研究で開発した手法はコロイドの化学的特性の把握に関して有効である。

土岐花崗岩体における深部地下水中のコロイド物質の鉱物学的キャラクタリゼーション

渡邊 克晃*; 山本 祐平; 青才 大介; 水野 崇; 竹野 直人*; 小暮 敏博*; 鈴木 庸平*

no journal, , 

花崗岩体深部におけるコロイドの働きは物質移動を議論するうえで重要であるが、コロイドの採取と分析の困難さからその特性は明らかでない。本研究では地下水中のコロイドの鉱物学的な特性の把握を目的として、花崗岩中に掘削されたボーリング孔から得られた地下水(深度650, 1150m)を嫌気状態で限外濾過(孔径10kDa)し、濾過膜を収束イオンビーム法で超薄片に加工した試料について分析を行った。透過型電子顕微鏡観察から、非晶質鉄酸化物の凝集体及び赤鉄鉱の微結晶がSiを伴って析出していることがわかった。本研究の結果を鉱物学的・地球化学的に解釈すると、確認されたコロイドはボーリング孔掘削時にFe(II)が酸化されることにより形成された可能性があること、Fe-Siコロイドは形成後数年間は安定であることが示された。本研究は原子力安全・保安院「平成22年度地層処分にかかわる地質評価手法等の整備」の予算の一部を利用して実施した。