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論文

Contrast dependence of scattering profiles for poly(ethylene glycol) in water; Investigation by small-angle neutron scattering with $^{3}$ He spin filter and small-angle X-ray scattering

領木研之*; 渡部史*; 奥平琢也*; 高橋慎吾*; 奥隆之; 廣井孝介; 元川竜平; 中村洋*

Journal of Chemical Physics, 160(11), p.114907_1 - 114907_9, 2024/03

https://doi.org/10.1063/5.0192680

Small-angle neutron scattering (SANS) and small-angle X-ray scattering (SAXS) measurements were performed for deuterated and non-deuterated poly(ethylene glycol) (d-PEG and h-PEG, respectively) in D $_{2}$ O and a D $_{2}$ O/H $_{2}$ O mixed solvent (Mix) to compere the scattering profiles. To determine the coherent scattering intensity of SANS, a $^{3}$ He spin filter was utilized. The scattering profiles determined by SANS measurements were analyzed in terms of the wormlike chain model with touched beads along the contour of the chain. However, the SAXS profiles were not explained by the same model with uniform beads but with beads each consisting of a core and a shell having different electron densities. To explore the chain thickness determined form the SANS profile, scattering intensities for different combinations of d-PEG/D $_{2}$ O, d-PEG/Mix, h-PEG/D $_{2}$ O, and h-PEG/Mix were also examined.

論文

A Raman spectroscopy study of bicarbonate effects on UO $_{2+x}$

McGrady, J.; 熊谷友多; 渡邉雅之; 桐島陽*; 秋山大輔*; 紀室辰伍; 石寺孝充

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(12), p.1586 - 1594, 2023/12

https://doi.org/10.1080/00223131.2023.2236104

被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

Raman spectroscopy was used to investigate the effect of bicarbonate solution on the hyperstoichiometric UO $_{2+x}$ surface oxide of UO $_{2}$ pellets. The hyperstoichiometry causes distortion of the UO $_{2}$ lattice, leading to the formation of defect peaks which arise in the Raman spectrum due to a loss of symmetry. By deconvolution of the defect peaks, the extent of oxygen inclusion and defect formation in the surface oxide as a function of bicarbonate concentration was investigated. Immersion in solution caused a reduction in the amount of interstitial oxygen due to dissolution U(V) and U(VI) in the UO $_{2+x}$ oxide surface. The defect concentration increased upon immersion due to the formation of an equilibrium between dissolution and reprecipitation. The bicarbonate concentration affected the defect content which was attributed to different forms of U in solution (hydrolysed UO $_{2}$ $^{2+}$ and UO $_{2}$ (CO $_{3}$ ) $_{2}$ $^{2-}$ ) leading to different rates of reduction and precipitation.

論文

The Kinetics and mechanism of H $_{2}$ O $_{2}$ decomposition at the U $_{3}$ O $_{8}$ surface in bicarbonate solution

McGrady, J.; 熊谷友多; 渡邉雅之; 桐島陽*; 秋山大輔*; 北村暁; 紀室辰伍

RSC Advances (Internet), 11(46), p.28940 - 28948, 2021/08

https://doi.org/10.1039/D1RA05580A

被引用回数：5 パーセンタイル：38.19(Chemistry, Multidisciplinary)

The rate of U release is affected by bicarbonate (HCO $_{3}$ $^{-}$ ) concentrations in the groundwater, as well as H $_{2}$ O $_{2}$ produced by water radiolysis. To understand the dissolution of U $_{3}$ O $_{8}$ by H $_{2}$ O $_{2}$ in bicarbonate solution (0.1 - 50 mM), dissolved U concentrations were measured upon H $_{2}$ O $_{2}$ addition (300 M) to U $_{3}$ O $_{8}$ /bicarbonate mixtures. As the H $_{2}$ O $_{2}$ decomposition mechanism is integral to U dissolution, the kinetics and mechanism of H $_{2}$ O $_{2}$ decomposition at the U $_{3}$ O $_{8}$ surface was investigated. The dissolution of U increased with bicarbonate concentration which was attributed to a change in the H $_{2}$ O $_{2}$ decomposition mechanism from catalytic at low bicarbonate ( 5 mM HCO $_{3}$ $^{-}$ ) to oxidative at high bicarbonate ( 10 mM HCO $_{3}$ $^{-}$ ). Catalytic H $_{2}$ O $_{2}$ at low bicarbonate was attributed to the formation of an oxidised surface layer.

論文

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

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

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01271-2

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 $^{circ}$ 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200 $^{circ}$ C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。

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

https://doi.org/10.1126/science.aav7432

被引用回数：259 パーセンタイル：99.73(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

Spin pumping from nuclear spin waves

塩見雄毅*; Lustikova, J.*; 渡辺真悟*; 廣部大地*; 高橋三郎*; 齊藤英治

Nature Physics, 15(1), p.22 - 26, 2018/10

https://doi.org/10.1038/s41567-018-0310-x

被引用回数：17 パーセンタイル：74.55(Physics, Multidisciplinary)

Various spintronic phenomena originate from the exchange of angular momentum between the spin of electrons and other degrees of freedom in crystalline materials. Many degrees of freedom, such as magnetization and mechanical motion, have already been united into this exchange framework. However, the nuclear spin -a key angular momentum- has yet to be incorporated. Here we observe spin pumping from nuclear magnetic resonance (NMR), in which nuclear spin dynamics emits a spin current, a flow of spin angular momentum of electrons. By using the canted antiferromagnet MnCO, in which typical nuclear spin-wave formation is established due to the reinforced hyperfine coupling, we find that a spin current is generated from an NMR. Nuclear spins are indispensable for quantum information technology and are also frequently used in various sensors, such as in magnetic resonance imaging. The observed NMR spin pumping allows spin-current generation from nuclei and will enable spintronic detection of nuclear spin states.

論文

Generation of megahertz-band spin currents using nonlinear spin pumping

渡辺真悟*; 廣部大地*; 塩見雄毅*; 井口亮*; 大門俊介*; 亀田麻衣*; 高橋三郎*; 齊藤英治

Scientific Reports (Internet), 7, p.4576_1 - 4576_6, 2017/07

https://doi.org/10.1038/s41598-017-04901-4

被引用回数：6 パーセンタイル：29.59(Multidisciplinary Sciences)

Spin pumping enables the generation of d.c. and gigahertz-band (GHz-band) voltages from an applied microwave via magnetization dynamics when combined with inverse spin Hall effects. However, generating such voltages in the in-between frequency region, or the megahertz (MHz) band, has been difficult since ferromagnetic resonance usually occurs in the GHz band. Here we show that in spite of GHz-band microwaves applied, MHz-band voltages can be generated by spin pumping with use of nonlinear magnetization dynamics in YFeO $_{12}$ . The mechanism is ascribed to the MHz-band oscillation of the amplitude of the magnetization precession, which is projected onto a rectified voltage component via spin pumping. The present finding could be useful for frequency down-conversion thanks to the simple and durable structure, continuous-wave operation, and the tunability of an output frequency with low magnetic fields.

論文

Comprehensive study and design of scaled metal/high-/Ge gate stacks with ultrathin aluminum oxide interlayers

淺原亮平*; 秀島伊織*; 岡博*; 箕浦佑也*; 小川真吾*; 吉越章隆; 寺岡有殿; 細井卓治*; 志村考功*; 渡部平司*

Applied Physics Letters, 106(23), p.233503_1 - 233503_4, 2015/06

https://doi.org/10.1063/1.4922447

被引用回数：21 パーセンタイル：63.77(Physics, Applied)

サブnmの換算酸化膜厚を有する高性能金属/high-/Geゲートスタック構造とその界面特性の改善を酸化アルミニウム中間層を使った界面反応制御によって実現した。物理および電気的な複合評価によってAlOx界面層の諸特性やプラズマ酸化などの詳細な関係を明らかにした。

論文

Dipole tracer migration and diffusion tests in fractured sedimentary rock at Horonobe URL

田中真悟*; 横田秀晴; 大野宏和; 中山雅; 藤田朝雄; 瀧谷啓晃*; 渡辺直子*; 小崎完*

Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM), 6 Pages, 2015/05

In-situ dipole tracer migration tests were conducted at the G.L.-250 m gallery of the Horonobe URL. Laboratory experiments were also conducted to determine the apparent diffusivity ( ${{it D$_{a}$}}$ ) and sorption coefficients ( ${{it K$_{d}$}}$ ) of cesium and water (HTO) in the rock taken at the gallery to evaluate the performance of Wakkanai formation as natural barrier. The breakthrough curves of non-sorbing tracer (Uranine) obtained at the in-situ dipole tracer migration tests were well described by a dual-channel model in which one-dimensional advection dispersion was taken in account. This suggests that the tracers migrate through at least two different pathways in the fracture. The breakthrough curves also indicated that the peak concentration of the sorbing tracer (cesium) was much smaller than that of the non-sorbing tracer (Uranine), suggesting that the Wakkanai Formation has a high sorptive and low diffusive properties for cesium. The ${{it D$_{a}$}}$ value obtained for cesium was about 3E-12 m $^{2}$ /s, which is significantly smaller than that of water (3E-10 m $^{2}$ /s), and the ${{it K$_{d}$}}$ value of cesium was determined to be about 5E-2 ml/g.

論文

Cesium-adsorption behavior of weathered biotite from Fukushima Prefecture depends on the degree of vermiculitization

山田裕久*; 横山信吾*; 渡部雄二郎*; 鈴木正哉*; 鈴木伸一; 八田珠郎*

日本イオン交換学会誌, 25(4), p.207 - 211, 2014/11

http://doi.org/10.5182/jaie.25.207

We investigate the Cs-adsorption behavior of weathered biotites collected from Domiki, Mankei, Tozawa, and Yatsuzaku (in Fukushima) by changing the initial concentration of Cs in a solution. The degree of weathering of the samples increased in the following order: Domeki sample Tozawa Mankei Yatsuzaku. A characteristic feature of the Domeki sample was distortion of the biotite layer. The Tozawa sample had an even greater degree of distortion of the biotite layer. In the Mankei sample, hydrobiotite and randomly interstratified biotite-vermiculite were observed with distorted biotite. The Yatsuzaku sample contained vermiculite with hydrobiotite and distorted biotite. The Cs adsorption ratio was associated with the initial Cs concentration of the solution. The Cs adsorption ratio of samples in an initial solution of 1 to 100 ppm Cs was about 99%; it decreased with increasing Cs concentration in the solution. Dependency of Cs adsorption behavior on the degree of weathering of biotite was clearly observed in the Cs concentration range of 300 to 1000 ppm. With increasing degree of weathering, the rate of decrease in Cs adsorption ratio with increasing initial Cs concentration in the solution became slower and the maximum amount of Cs adsorbed by the sample increased. These results confirm that weathered phyllosilicates, vermiculite, interstratified biotite-vermiculite, and distorted biotite play important roles in Cs adsorption.

報告書

平成25年度除染技術選定・評価等業務報告書; 環境省平成25年度除染技術実証事業(受託研究)

渡辺将久; 田川明広; 梅宮典子; 丸山登; 吉田真美; 川瀬啓一; 野口真一; 坂爪克則; 渡邊雅範; 平賀隼人; et al.

JAEA-Review 2014-028, 184 Pages, 2014/10

JAEA-Review-2014-028.pdf:37.79MB

除染作業に利用できる技術について民間企業等から技術提案を受け、その除染効果を経済性,安全性等とともに検証する「除染技術実証事業」を環境省からの受託を受けて実施した。平成25年度の除染技術実証事業では、土壌や緑地、廃棄物の除染や、焼却灰の洗浄等の11件の技術が採択され、原子力機構は実証試験への助言及び評価を実施した。

論文

Verification of the estimation methods of strain range in notched specimens made of Mod.9Cr-1Mo steel

安藤勝訓; 廣瀬悠一*; 伊達新吾*; 渡邊壮太*; 江沼康弘*; 川崎信史

Journal of Pressure Vessel Technology, 134(6), p.061403_1 - 061403_12, 2012/12

https://doi.org/10.1115/1.4006902

被引用回数：5 パーセンタイル：28.5(Engineering, Mechanical)

2種類の改良9Cr-1Mo鋼切り欠き試験体の疲労試験を実施し、その試験結果と有限要素法解析に基づき評価されるひずみ範囲により算定される予測寿命を比較検討した。ひずみ範囲評価法としてはSRL法,SEF法,ノイバー則及び日本の高速炉規格で適用されている手法を採用し、比較検討の結果に基づき種々のひずみ範囲予測法に関して、その適用性や保守性について検討した。ひずみ範囲評価法としてはSRL法が最も合理的な評価を与える。一方でSRL法を規格として採用するためには適用範囲についての検討が必要であることが明らかとなった。

論文

Identified charged hadron production in collisions at = 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

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.064903

被引用回数：184 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。またや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 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

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.83.044912

被引用回数：8 パーセンタイル：49.7(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

Verification of the prediction methods of strain range in notched specimens made of Mod.9Cr-1Mo

安藤勝訓; 廣瀬悠一*; 伊達新吾*; 渡邊壮太*; 江沼康弘*; 川崎信史

Proceedings of 2010 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2010) (CD-ROM), 11 Pages, 2010/07

https://doi.org/10.1115/PVP2010-25489

高温における構造物のひずみ範囲予測法の妥当性を検証するため、切り欠き試験片による低サイクル疲労試験を実施した。試験はJSFRの冷却系機器・配管材として採用される予定の改良9Cr-1Mo鋼により実施し、疲労試験中のき裂の発生及び進展状況を観察した。この試験結果と有限要素法解析に基づくひずみ範囲予測法であるSRL法,弾性追従による予測法,ノイバー則による予測法及び既往の高温構造設計方針における評価法を比較し、その適用性等について述べる。

論文

Reaction between diiodide anion radicals in ionic liquids

高橋憲司*; 酒井慎吾*; 手塚博昭*; 比江嶋祐介*; 勝村庸介; 渡邉正義*

Journal of Physical Chemistry B, 111(18), p.4807 - 4811, 2007/05

https://doi.org/10.1021/jp0671087

被引用回数：41 パーセンタイル：68.99(Chemistry, Physical)

Photodetachment of electrons from iodide ions produced diiodide anion radicals in ionic liquids containing ammonium, pyrrolidinium, and piperidinium cations. The rates of reaction between diiodide anion radicals in molecular solvents such as H $_{2}$ O, methanol, and ethanol could be estimated by the Debye-Smoluchowski equation, which accounts for electrostatic interactions using dielectric constants for the molecular solvents. In contrast, the rates of reaction between diiodide anion radicals in the ionic liquids were close to the diffusion limited rates for the neutral molecules, suggesting that electrostatic repulsion between the diiodide anion radicals is weakened by Coulombic shielding in the ionic liquids.

論文

Wave excitation in magnetically confined plasmas with an anisotropic velocity distribution

市村真*; 檜垣浩之*; 柿本真吾*; 山口裕資*; 根本健樹*; 片野誠*; 小澤功*; 室大志*; 石川正男; 森山伸一; et al.

Fusion Science and Technology, 51(2T), p.150 - 153, 2007/02

https://doi.org/10.13182/FST07-A1337

被引用回数：1 パーセンタイル：11.32(Nuclear Science & Technology)

磁場によって閉じ込められたプラズマ中では、非熱的エネルギーを持ったイオンの存在により、イオンサイクロトロン周波数帯の揺動が自発的に励起される。GAMMA10においては、磁力線方向と垂直に加熱されたプラズマの温度非等方性に起因するアルベンイオンサイクロトロン(AIC)波動が観測されている。一方、核燃焼プラズマにおいては、局所的なミラー磁場配位に捕捉される高温イオンの存在に起因すると考えられる静電波動の励起やイオンサイクロトロン放射(ICE)が観測されている。これらの不安定揺動を総合的に理解することを目的として実験的観測と波動励起の計算を行った。実験では、JT-60Uに設置されているICRFアンテナをピックアップループとして用い、ICRF領域の揺動の計測とその空間構造の測定を行った。垂直NBIに起因する揺動と核融合反応生成イオンに起因する揺動を観測し、その磁力線方向の波数測定から揺動の分散関係を明らかとした。AIC波動との関連を議論する。

論文

Visualization of $^{15}$ O-water flow in tomato and rice in the light and dark using a positron-emitting tracer imaging system (PETIS)

森敏*; 清宮正一郎*; 中西啓仁*; 石岡典子; 渡辺智; 長明彦; 松橋信平; 橋本昭司; 関根俊明; 内田博*; et al.

Soil Science and Plant Nutrition, 46(4), p.975 - 979, 2000/12

https://doi.org/10.1080/00380768.2000.10409163

被引用回数：29 パーセンタイル：57.37(Plant Sciences)

ポジトロン放出核種イメージングシステム(PETIS)を用いることによって植物中の水の流れの画像化に成功した。ポジトロン放出核種の $^{15}$ O原子で構成される水分子(標識水)をトマトとイネに経根投与し、植物生体内の標識水の移行速度と分布を動的に画像化した。画像から $^{15}$ O-水の生体内移行は光によって制御され、暗条件ではほぼ完全にその動きを停止することがわかった。トマトの茎とイネの新葉における水の移動速度は光の強度が500mol m $^{-2}$ /sのとき、それぞれ1.9 cm/sと0.4 cm/sであった。イネの新葉の場合の速度はトマトの茎のそれの1/5であったが、光の強度を3倍にすると速度が1.7倍になることがわかった。

論文

Heating and non-inductive current drive by negative ion based NBI in JT-60U

及川聡洋; 牛草健吉; Forest, C. B.*; 根本正博; 内藤磨; 草間義紀; 鎌田裕; 飛田健次; 鈴木慎悟*; 藤田隆明; et al.

Nuclear Fusion, 40(3Y), p.435 - 443, 2000/03

https://doi.org/10.1088/0029-5515/40/3Y/301

被引用回数：41 パーセンタイル：75.03(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UにおいてNNBの加熱、電流駆動特性の研究を行った。ビーム粒子の電離過程が多段階電離モデルで説明できることを実験的に示した。また、プラズマ平衡解析からプラズマ内部での電界分布を求め、NNB駆動電流分布を同定した。理論予測とおりの中心ピークした分布であることがわかり、駆動電流量は0.6MAに達した。また電流駆動効率が、ビームエネルギー及び電子温度とともに増大することを明らかにした。また、NNB加熱が主体(70%)で、Hモード遷移が得られることを確認した。このときELMy中でHファクター1.64を、電子温度がイオン温度より高い条件で得た。電流駆動、加熱の両面で、将来のトカマク型核融合炉においてNNBが適用可能であることを明らかにした。

論文

Heating and non-inductive current drive by negative-ion based NBI in JT-60U

及川聡洋; 牛草健吉; Forest, C. B.*; 根本正博; 内藤磨; 草間義紀; 鎌田裕; 飛田健次; 鈴木慎悟*; 藤田隆明; et al.

Fusion Energy 1998, Vol.2, p.551 - 558, 1998/10

JT-60Uにおいて、負イオン源NB(以下NNB)の加熱、電流駆動特性の研究を行った。NNBパワーのプラズマへの吸収を理解する上で基本となるビーム粒子の電離過程は、高ビームエネルギー、高密度において多段階電離過程の寄与が大きく、理論モデルが適用できることを実験的に示した。プラズマ平衡解析からプラズマ内部の電界を求め、NNB駆動電流分布を同定した。全駆動電流量は0.6MAまで到達したことを示した。また電流駆動効率は電子温度と共に増大することを明らかにし、トカマク炉において必要とされる電流駆動効率に到達する見込みを示した。加熱パワーの大部分がNNBによる電子加熱である場合にも、Hモード遷移が得られることを明らかにした。