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國分 陽子; 大澤 崇人; 大澤 辰彦; 阿部 一英
第25回AMSシンポジウム報告集(インターネット), 2 Pages, 2026/01
有機元素分析装置に試料を入れるためには、スズなどの金属箔で試料を包む必要があり、これまでは作業者がピンセットを用いて手作業で折りたたみ、直径数mmの球状に成形していた。この作業は時間を有し、試料調製の律速になっている。今回、この作業を自動化する装置を開発したことを報告する。
Qin, T. Y.*; Hu, F. F.*; 徐 平光; Zhang, R.*; Su, Y. H.; Ao, N.*; Li, Z. W.*; 篠原 武尚; 菖蒲 敬久; Wu, S. C.*
International Journal of Fatigue, 202, p.109233_1 - 109233_16, 2026/01
The surface induction-hardened S38C medium carbon steel shows a good balance of strength and toughness, but complicates the evaluation of fatigue resistance, mainly because of gradient residual stress (RS) and grains. An integrated fatigue resistance assessment (AIFA) framework was proposed to consider the residual stress relief under stochastic loads. To this end, quasi-in situ neutron diffraction and Bragg-edge imaging were combined to probe the evolution of residual stress during crack propagation. Firstly, a rigid-flexible coupled vehicle dynamics model was adopted to obtain the time-domain variable amplitude loading spectrum. Then, Fortran subroutines were developed to assign these data into full-scale S38C axle model, and the remaining life was predicted using the damage tolerance approach. The results demonstrate that crack propagation would accelerate when residual stress is considered in the case of the crack depth exceeding 3.0 mm. It is, for the first time, found that 15 mm- and 5 mm-thickness fan-shaped specimens can retain the axial and hoop residual strain in terms of diffraction angle variation, respectively, for full-scale structural S38C steel axles. In the absence of RS, the remaining life of the axle decreases sharply from 624,800 to 51,300 km as the crack depth increases from 3.0 to 16 mm. Compared with the standard method under constant amplitude loading without residual stress relief, the present AIFA method provides the more accurate but conservative fatigue life prediction.
上田 祐生; 小林 徹; 中村 聡志; 伴 康俊; 金田 結依; 生田目 望; Micheau, C.; 徳永 紘平; 中部 倫太郎; 金子 政志*; et al.
Langmuir, 42(1), p.1613 - 1626, 2026/01
溶媒抽出系における金属イオンの選択性を支配する構造要因の理解は、高レベル放射性廃棄物の分離変換プロセスを高度化する上で極めて重要である。本研究では、代表的なランタニドとしてランタン(La)とネオジム(Nd)を対象に、ニトリロトリアセトアミド(NTAamide)抽出剤のアルキル側鎖分岐度が抽出挙動に及ぼす影響を系統的に調査した。分子量は同一だがアルキル分岐度の異なる4種類の抽出剤(いずれもアミド鎖の1本が炭素数8)を用い、硝酸濃度に対する分配比を測定した。さらに、LaおよびNdの局所配位構造を拡張X線吸収微細構造(EXAFS)で解析し、有機相における超分子的凝集挙動を小角中性子散乱(SANS)で評価した。その結果、EXAFS解析から、LaおよびNdの内圏配位環境はアルキル分岐度の影響をほとんど受けないことが明らかとなった。一方、SANS解析からは、分岐の少ない抽出剤ほど低硝酸濃度で大きな凝集体を形成し、特にNdにおいては凝集体形成が抽出を促進し、難溶性錯体の沈殿を防いでいることが示された。これらの結果は、アルキル分岐度が超分子的凝集挙動を強く制御し、それが抽出挙動を支配していることを示している。本研究は、ランタニドおよびアクチニドの溶媒抽出において、選択性向上のための新しい設計概念として「ナノスケール構造制御」の可能性を示すものである。
中川 洋; Ubbink, J.*
Food Hydrocolloids, 168, p.111453_1 - 111453_9, 2025/12
被引用回数：1 パーセンタイル：77.00(Chemistry, Applied)エクストルージョン条件下での植物タンパク質のテクスチャー化の分子メカニズムを、タンパク質の二次構造に対する加熱、冷却、せん断の影響を切り離すことにより、二次構造レベルで解明した。剪断を伴わない加熱では、ネイティブな
-ヘリックスと分子内
-シートがランダムドメインに展開し、次いで分子間-シートが形成され、凝集が誘導される。冷却中、分子間シートはますます秩序化し、ランダムドメインは部分的に非ネイティブ構造へと折り畳まれる。加熱と剪断を組み合わせることで、加熱単独よりもより広範なシートが形成される。その結果、リッチ構造は、タンパク質鎖の絡み合ったネットワークと凝集性のタンパク質マトリックスを提供する。
柴田 基樹*; 竹中 幹人*; 元川 竜平; 熊田 高之; 上田 祐生; 宮崎 司*; 中西 洋平*; 阿部 淳*; 岩瀬 裕希*; 柴山 充弘*; et al.
Polymer, 340, p.129203_1 - 129203_7, 2025/12
The development of effective plastic degradation methods is crucial to address environmental pollution. Hydrothermal liquefaction using near-critical water is a promising technology, but the fundamental dissolution and decomposition mechanisms remain poorly understood. This study investigates the thermodynamics of a polystyrene (PS)/water system under near-critical conditions to elucidate this mechanism. We performed in situ small-angle neutron scattering (SANS) to observe the swelling of PS particles in deuterated water (D
O) at various temperatures under pressures of 10 MPa and 25 MPa. By applying the 
(FHS) theory to the swelling data, We quantitatively determined the Flory-Huggins interaction parameter as a function of temperature and pressure by applying the FHS theory to the swelling data. Based on these results, we constructed a phase diagram of the PS/DO system. The diagram reveals that miscibility increases with increasing pressure. This work provides a thermodynamical properties of water solutions of polymers under near-critical conditions for optimizing industrial hydrothermal recycling processes.
and Pb adsorption南川 卓也; 杉田 朝子; 深草 智穂子*; 山田 鉄兵*; 関根 由莉奈
Separation and Purification Technology, 378(3), p.134780_1 - 134780_9, 2025/12
毒性のある架橋剤や合成添加物を使わずに、弱アルカリ溶液(NaOH、KOH、LiOH、またはアンモニア)を用いた凍結誘起物理架橋によりスポンジ状のキトサンハイドロゲルを製造するための持続可能で化学薬品を使用しない戦略を報告する。得られた凍結架橋バイオマスベースのキトサンスポンジハイドロゲルは、相互に連結したマクロ細孔、高い透水性、優れた圧縮性、および機械的回復性を示した。これらの特徴により、有害重金属の優れた吸着が可能になり、従来のハイドロゲルをはるかに上回るCuで146.7mg/g、Pbで192.3mg/gの最大容量を達成した。特に、Cuの吸着は目に見える色の変化と機械的強度の向上を引き起こし、これはキトサンのアミノ基/ヒドロキシル基と吸着イオンとの間の金属誘起二次架橋に起因する。Cuの吸着はまた、キトサンの官能基との配位により、ハイドロゲルのヤング率の測定可能な増加をもたらした。この剛性の向上により、環境条件下での安定した再利用が可能になる。
吉田 美里*; 新井 健悟*; 中川 大輝*; 堀川 喜樹*; 岩瀬 裕希*; 熊田 高之; 元川 竜平; 四方 俊之*
Biomacromolecules, 26(11), p.8332 - 8342, 2025/11
Structure and conformation of hydroxypropylmethyl cellulose (HpMC) samples (DS = 1.8 and MS = 0.15) with narrow molar mass distributions of Mw/Mn 
1.3 at Mw of 210, 310 and 440 kg/mol dissolved in aqueous solution were investigated using static light scattering (SLS) and small angle neutron scattering (SANS) techniques to cover a wide scattering vector (q) range. The q dependencies of the concentration-reduced excess Rayleigh ratios via SLS at the extrapolated zero-concentration were smoothly linked with those of the concentration reduced excess scattering intensities via SANS using the same factor for all the HpMC samples. The linked scattering intensity curves were reasonably described with the form factor of monodisperse rod particles. Moreover, broad interference scattering peaks possibly exist at q= 0.042 nm
in the linked scattering curves, suggesting the presence of a periodicity of ~150 nm in the rod-like particles formed by HpMC molecules.
麓 耕二*; 大久保 建斗*; 大島 章太朗*; 畑本 明彩未*; 栗田 圭輔; 原山 勲; 飯倉 寛
Journal of Visualization, 12 Pages, 2025/11
Self-heating in electronic devices and machinery poses a critical challenge for thermal management. To address this issue, we developed a Meander-Shaped Low-Fill Heat Pipe (MLFHP) as a novel cooling solution. The MLFHP, fabricated from aluminum alloy and filled with water as the working fluid, features a serpentine microchannel structure that enables effective heat transport even at a filling ratio as low as 10 vol.%. Although previous studies have demonstrated its superior thermal performance compared to conventional cooling systems, including pulsating heat pipes (PHPs), the internal flow and heat transfer mechanisms remain unclear. In this study, we employed neutron radiography to non-invasively visualize the working fluid behavior inside the MLFHP during operation. This paper presents the results of the visualization experiments and offers new insights into the unique thermal transport mechanism of the MLFHP.
熊田 高之
電子スピンサイエンス, (45), p.103 - 106, 2025/10
我々の研究室では中性子小角散乱法を用いた複合材料の構造解析を進めているが、電子顕微鏡法やX線小角散乱法では共鳴X線やその付近の異常分散を使った構造解析法の開発が進んでいる。我々は、中性子小角散乱法の強みをより生かすべく動的核スピン偏極法を用いたスピンコントラスト変調技術の開発を進めている。
熊田 高之
水素科学技術の将来のために, 3(1), p.2 - 6, 2025/10
Spin-contrast variation (SCV) is a technique that exploits the strong dependence of the coherent scattering length of thermal and cold neutrons from protons on their relative spin orientation. By analyzing the proton-polarization dependent scattering of polarized neutrons, SCV enables the elucidation of the structure of individual components as well as the degree of interpenetration between them in composite materials. Recently, we applied SCV small-angle neutron scattering (SCV-SANS) to determine the nanostructure of ice crystals formed in rapidly frozen sugar solutions. We also employed SCV neutron reflectivity (SCV-NR) to reveal the interpenetration between a silane coupling agent layer on inorganic substrates and rubber, which plays a crucial role in their adhesion.
三浦 永祐*; 弘中 陽一郎*; 栗田 隆史*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 宮西 宏併*; 尾崎 典雅*; 渡利 威士*; 重森 啓介*
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 13(5), p.283 - 288, 2025/10
数100Jの高パルスエネルギーレーザーを用いてレーザーピーニング加工されたステンレス鋼の残留応力分布を測定した。直径3mmの集光径で照射した場合、圧縮残留応力層は表面から1.5mmに達し、その形状は円錐形であると推測された。この結果はレーザー照射域外周からの希薄波の侵入による衝撃波の減衰が、無視できないことを示している。2つの異なる強度を持つ同心円状のレーザー照射域を形成することで、直径1mmの集光径でも圧縮ひずみ層は1.2mmに達した。外側の照射領域で駆動される衝撃波がその外周からの希薄波の侵入を妨げ、内側の照射域で駆動される衝撃波の深部への伝搬をもたらしたと考えられる。レーザーピーニングの残留応力分布は、レーザー強度分布により制御できることが実証された。
三浦 永祐*; 弘中 陽一郎*; 栗田 隆史*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 宮西 宏併*; 尾崎 典雅*; 渡利 威士*; 重森 啓介*
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 13(5), p.302 - 305, 2025/10
高出力レーザーを金属材料に照射し、レーザーピーニングされた試料内部の加工状態を分析するため、一面を光学精度で研磨した2つの金属片を密着させて一体化してバルク材料を模擬する"割子"と呼ぶピーニング加工試料回収用ターゲットを考案した。レーザーによって金属平板材料内部と割子の密着面に形成されるひずみ分布を測定し、割子を用いた残留応力分布測定の妥当性を検証するための実験結果について報告する。
三浦 永祐*; 弘中 陽一郎*; 栗田 隆史*; 菖蒲 敬久; 冨永 亜希; 宮西 宏併*; 尾崎 典雅*; 渡利 威士*; 重森 啓介*
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 13(5), p.293 - 298, 2025/10
中空のビームパターンを持つレーザーによってレーザー駆動衝撃波を材料深部に伝搬させる手法を考案した。中空ビームパターン持つレーザーによってレーザーピーニング加工したチタン合金試料の残留応力分布を測定し、深さ方向の残留応力分布にレーザー未照射域の半径と同じ深さからプラトーが見られ、衝撃波が深部に伝搬したことが示された。この結果は2次元流体シミュレーションによっても裏付けられており、中空ビームパターンを持つレーザーによる衝撃波制御を実証すると共に、その挙動を明らかにすることができた。
渡邉 拓*; 前島 結衣*; 上田 祐生; 元川 竜平; 高畠 愛*; 武田 真一*; 不動寺 浩*; 岸川 圭希*; 桑折 道済*
Langmuir, 41(34), p.22762 - 22773, 2025/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00メラニン粒子の集合構造、つまりメラニンポリドーパミン(PDA)層で被覆されたコロイド粒子は、鮮やかな構造色を作り出す。PDA層の厚さは粒子の配列や光学特性に影響を与えるが、その根本的なメカニズムについては議論が続いている。我々は、PDAの水膨潤特性が、溶液中でのこれらの粒子の分散と凝集を支配する重要な要因であることを実証した。乾燥状態と湿潤状態の詳細な比較から、PDA層は水分子を容易に吸収し、厚い層では著しい膨潤を引き起こすことが明らかになった。PDA層の膨潤は、粒子が水中で分散したままか、部分的に凝集したままかを決定し、最終的には水が蒸発した後の乾燥状態での粒子配列を制御した。これらの知見は、コロイド粒子の自己組織化に関する洞察を提供し、周期的な粒子秩序を調整する戦略を提供する。この特徴は、光学技術やセンシング技術における様々な応用にとって極めて重要である。
Chiu, I.-H.; 大澤 崇人; 墨田 岳大*; 池田 瑞*; 二宮 和彦*; 武田 伸一郎*; 南 喬博*; 高橋 忠幸*; 渡辺 伸*
Applied Radiation and Isotopes, 222, p.111845_1 - 111845_7, 2025/08
Boron neutron capture therapy (BNCT) is a neutron-based cancer treatment requiring a real-time 
B dose monitor to optimize effectiveness. We report the use of a cadmium telluride double-sided strip detector (CdTe-DSD), which has a full width at half maximum energy resolution of 7.3 keV at 511 keV and a spatial resolution of 250 
m for accurate boron imaging. Using the CdTe-DSD with a pinhole collimator, our experiment at Japan Research Reactor No. 3 (JRR-3) evaluated the B distribution in a solid sample containing a 0.3 mg B concentration during neutron exposure. Although measurement of the B signal was significantly affected by background gamma rays from 113 Cd, we successfully obtained a circular projection image with a diameter of 11.5 mm, revealing the precise location of B, with a counting rate of 0.115 cps and a signal-to-noise ratio of approximately 25.7 %. The results demonstrate the capability of the CdTe-DSD to enhance BNCT by providing high-fidelity insights into the B distribution within the sample.
高梨 美咲*; 日高 僚太*; 大久保 亘太*; 増村 拓朗*; 土山 聡宏*; 諸岡 聡; 前田 拓也*; 中村 修一*; 植森 龍治*
ISIJ International, 65(9), p.1384 - 1393, 2025/08
This study investigates the strengthening mechanism of ausforming in martensitic steels, focusing on the role of dislocation inheritance from austenite. By analyzing Fe-5%Mn-C alloys, the researchers quantified dislocation densities before and after ausforming and examined how carbon content affects hardening. Results show that both hardness and dislocation density of ausformed martensite increase with greater deformation in austenite and higher carbon content. The findings support that ausforming strengthens martensite through dislocation accumulation, consistent with the Bailey-Hirsch relationship. 
neutron diffraction revealed that dislocation inheritance occurs only in steels with sufficient carbon, while additional dislocations are introduced during martensitic transformation.
Guerinoni, E.*; Zemb, T.*; 元川 竜平; 上田 祐生; 青柳 登; Pellet-Rostaing, S.*; Dourdain, S.*
Journal of Physical Chemistry B, 129(32), p.8210 - 8217, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00Liquid-liquid extraction of uranium involves an acidic aqueous phase in contact with an oil phase containing aliphatic amines and a linear alkane. Excess electrolyte in the oil phase leads to a third phase, hindering metal ion extraction and stripping. We determine the largest admissible extractant concentration (LOC) before macroscopic phase separation. Using small-angle X-ray scattering (SAXS) and small-angle neutron scattering (SANS), we analyze the microstructure of the phases. In all aliphatic diluents, the third phase consists of weak water-in-oil (w/o) aggregates with interdigitated hydrocarbon chains. Even after centrifugation, SANS detects residual deuterated solvent molecules. A fraction of these w/o aggregates contains uranium(VI) cations (U-loaded aggregates), which exhibit stronger attractive interactions than unloaded aggregates. This leads to the segregation of U-loaded aggregates into large clusters, detected as a Porod-type decay in SAXSbut absent in SANS at a low q-values.
戸田 賀奈子*; 元川 竜平; 斉藤 拓巳*
Journal of Physical Chemistry C, 11 Pages, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00The development of the nano-scale pore size distribution of metakaolin-based geopolymers (MKGPs) was evaluated by the application of the small-angle neutron scattering (SANS), followed by the polydisperse spherical (PDSP) model application, where the modelled outputs were then deconvoluted by bimodal log-normal distribution fitting. Small pores, with a log-normal distribution modal value of 2.5 nm, immediately formed after mixing, with a decrement in the pore volume as a function of time. Larger pore size distribution with log-normal distribution modal values larger than 4nm, required an induction period, indicating the larger pore size distribution evolution corresponds to the pores as aluminosilicate cluster gel interstices. The nano-scale pore size distribution development varied by the curing temperature and the type of activators, which were evaluated in this study. The initial pore evolution of the MKGPs may be the critical step in determining the nano-sized porosity of the MKGPs, which characterizes the diffusive property of the material, such as the De of HDO.
-butadiene) reinforced by carbon blackWatanabe, Yuki*; 熊川 大幹*; Karitani, Shu*; 井上 正志*; 岩蕗 仁*; 中西 洋平*; 柴田 基樹*; 元川 竜平; 杉田 剛; 上田 祐生; et al.
Macromolecules, 58(16), p.8641 - 8648, 2025/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00We investigated how the particle size of carbon black (CB) affects the reinforcement of CB to vulcanized poly(styrene-co-butadiene) (SBR) in the glassy region. When the average diameter of CB d is larger than 100 nm, the enhancement of modulus can be expressed by the Eshelby/Mori-Tanaka model, which agrees with the results obtained for an SBR/silica system. On the other hand, at d 100nm, the volume fraction dependence of the enhancement becomes stronger than the theory's prediction. The scattering studies on the SBR/CB systems revealed that the aggregates of CB at d 100nm consist of densely packed CB, while the aggregates of CB at d 
100nm exhibit branch structures. At d 100nm, the voids or the occluded region in the packed CB increase the volume fraction, resulting in a stronger volume fraction dependence of the enhancement.
Lin, Z. M.*; Liu, B. X.*; Ming, K. S.*; 徐 平光; Yin, F. X.*; Zheng, S. J.*
Scripta Materialia, 263, p.116692_1 - 116692_7, 2025/07
被引用回数：2 パーセンタイル：76.41(Nanoscience & Nanotechnology)Complementary layer thickness effects on strength and plasticity in Q235 and SUS304 steels provide a novel strategy to realize high strength and high plasticity of heterogeneous Q235/SUS304 multilayered steel. In this work, the tensile deformation behaviors and fracture characteristics of vacuum hot-rolled Q235/SUS304 multilayered steel with various layer thicknesses ranging from 223 m to 5 m were deeply investigated. The tensile strength improved with the reduction of layer thickness, and the uniform elongation were first increasing and then decreasing with the decrease of layer thickness, and the peak value appeared at the layer thickness of 20 m. Interestingly, the fracture elongation forms a high plateau value within the 10
20 m range. Further analysis reveals that the severe strain localization in the brittle SUS304 thin layers is delayed by the ductile Q235 layers, which is mainly attributed to the different texture evolution and dislocation configuration characteristics during tensile deformation.
