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比嘉 良太*; 藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 小林 正和*; 海老原 健一; 竹内 晃久*
Materials Transactions, 65(8), p.899 - 906, 2024/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)Al-Zn-Mg合金では、水素(H)によって機械的特性が著しく劣化することから、そのような合金の強度を向上させるためには、水素脆化(HE)と呼ばれるこの現象を抑制することが不可欠である。粒界破壊(IGF)は主にHE発生時に観察されるため、HEを抑制するためにはIGFの発生挙動を理解する必要がある。通常、応力、ひずみ、H濃度の不均一な分布は、多結晶材料におけるIGFの発生に影響を与える。本研究では、X線イメージング技術により得られた多結晶体の3次元微細構造データをもとに作成した3次元イメージベースモデルを用いた結晶塑性有限要素法とH拡散解析によるシミュレーションから、実際の破壊領域における応力、ひずみ、H濃度の分布を調べた。そして、シミュレーション結果とX線CTによる引張試験試料のその場観察を組み合わせ、実際のき裂発生挙動における応力、ひずみ、H濃度の分布を調べ、粒界き裂の発生条件を検討した。その結果、結晶塑性に起因する粒界垂直応力が粒界き裂の発生を支配することが明らかになった。一方、応力による内部Hの蓄積はき裂発生にほとんど影響しないことがわかった。
Mg, Si, Fe, Cu, and Zn杉原 健太*; 明午 伸一郎; 岩元 大樹; 前川 藤夫
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 549, p.165299_1 - 165299_12, 2024/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)Nuclide production cross sections for proton-induced reactions on Mg, Si, Fe, Cu and Zn at several GeV were measured using an activation technique at Japan Proton Accelerator Research Complex. The aggregate results of 250 cross sections were successfully acquired. The data obtained in this study were compared with the results from nuclear reaction models in PHITS and the data retrieved from Japanese Evaluated Nuclear Data Library High Energy file 2007 (JENDL/HE-2007). Among all of the models, INCL/GEM, JENDL/HE-2007, and JAM/GEM generally showed the good agreement.
藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 海老原 健一; 小林 正和*; 眞山 剛*; 平山 恭介*; 清水 一行*; 竹内 晃久*; 上椙 真之*
International Journal of Plasticity, 174, p.103897_1 - 103897_22, 2024/03
被引用回数：8 パーセンタイル：96.89(Engineering, Mechanical)高強度化したアルミ合金において水素脆化は、理解し解決すべき問題である。アルミ合金において、水素が析出物界面に蓄積し脆化の原因となっていると考えられている。しかし、き裂付近の水素分布と応力場の局所的な相互作用について、空間的な複雑さを考慮した定量的な知見は明らかでない。本研究では、結晶塑性有限要素法と水素拡散解析を組み合わせたマルチモーダル3次元画像ベースシミュレーションを用い、実際のき裂近傍の応力分布と、それが水素分布に及ぼす影響およびき裂発生確率に及ぼす影響を捉えることを試みた。その結果、粒界き裂は、その先端近傍の水素蓄積により、MgZn
析出物の半整合界面の凝集エネルギーが低下した領域で擬へき開き裂に遷移することが分かった。この結果は、本シミュレーション手法がナノスケールの剥離とマクロスケールの脆性破壊の橋渡しに成功したことを示すものと考える。
萩原 幸司*; 眞山 剛*; 山崎 倫昭*; Harjo, S.; 徳永 透子*; 山本 和輝*; 杉田 三佳*; 青山 海琳*; Gong, W.; 西本 宗矢*
International Journal of Plasticity, 173, p.103865_1 - 103865_21, 2024/02
被引用回数：12 パーセンタイル：98.44(Engineering, Mechanical)The unique control mechanisms of the plastic deformation of two-phase extruded alloy composed of Mg and long-period stacking ordered (LPSO) phase were clarified by comparison with those of other Mg solid-solution alloys, focusing on the question of why do the Mg/LPSO two-phase alloys exhibit both large elongation and high strength? The stress-strain curves for each grain in the alloys could be imaginary estimated using neutron diffraction analysis during the tensile test. The results demonstrate that the deformation behaviors of the worked and recrystallized grains are significantly different in all the Mg-extruded alloys owing to the strong plastic anisotropy in Mg with hexagonal close-packed (hcp) structure. Therefore, the deformation behavior is controlled by a composite-like deformation mechanism, even in single-phase Mg solid-solution alloys.
condensed state in 
Mg using the 
C+C scatteringFujikawa, Y.*; Kawabata, T.*; Adachi, S.*; 廣瀬 健太郎; 牧井 宏之; 西尾 勝久; Orlandi, R.; 洲嵜 ふみ; 他13名*
Physics Letters B, 848, p.138384_1 - 138384_6, 2024/01
被引用回数：5 パーセンタイル：79.77(Astronomy & Astrophysics)We searched for the 6-condensed state in Mg by measuring the C+C scattering with the SAKRA Si detector array. By using the invariant-mass method for the detected 3 particles, the inclusive cross sections for the C+C 
C(0
) + X and C(3
) + X reactions were determined. In both the inclusive C(0) + X channel and the exclusive C(0) + C(0
) channel, the cross section peaked at E
= 19.4 MeV, which correspond to the excitation energy of E
= 33.3 MeV in Mg. This 19.4-MeV state is a candidate for the 6-condensed state
Tang, J.*; Wang, Y.*; 藤原 比呂*; 清水 一行*; 平山 恭介*; 海老原 健一; 竹内 晃久*; 上椙 真之*; 戸田 裕之*
Scripta Materialia, 239, p.115804_1 - 115804_5, 2024/01
被引用回数：11 パーセンタイル：80.15(Nanoscience & Nanotechnology)Al-Zn-Mg-Cu合金の外部および内部水素(H)の組合せによって誘起される応力腐食割れ(SCC)の挙動をその場3次元評価技術を使い系統的に調べた。Al-Zn-Mg-Cu合金のSCCは水素濃度が臨界値を超える潜在的なクラック発生領域で発生・進展し、Hがナノスケール
-MgZn析出物界面での原子結合を弱め巨視的な割れを引き起こしていることが分かった。さらに、水環境からき裂へ浸透した外部Hが、き裂先端近傍に勾配を持つH影響ゾーンを作ることでSCCにおいて重要な役割を果たすことや、あらかじめ存在する内部Hが、塑性変形に伴いき裂先端に向かうことでSCCにおけるき裂の発生と進展の両方に関与することも分かった。
比嘉 良太*; 藤原 比呂*; 戸田 裕之*; 小林 正和*; 海老原 健一; 竹内 晃久*
軽金属, 73(11), p.530 - 536, 2023/11
Al-Zn-Mg合金において、その強度向上には水素脆化の抑制が必要である。本研究では、X線CTから得られた3次元多結晶微細構造データに基づくモデルによる結晶塑性有限要素法及び水素拡散解析を用いて、実際の破断領域における応力、ひずみ及び水素濃度の分布を調べた。さらに、引張試験のX線CTによるその場観察とシミュレーションを組み合わせて、応力、ひずみ、水素濃度の分布と実際のき裂発生挙動を比較した。その結果、結晶塑性に起因する粒界に垂直な応力負荷が主に粒界き裂発生を支配することが明らかになった。また、結晶塑性に起因する内部水素の蓄積は、き裂発生にほとんど影響しないことがわかった。
B-enriched MgB
wire using a pulsed neutron source町屋 修太郎*; 長村 光造*; 菱沼 良光*; 谷口 博康*; Harjo, S.; 川崎 卓郎
Quantum Beam Science (Internet), 7(4), p.34_1 - 34_17, 2023/10
Measuring the actual strain on the MgB filaments are of paramount importance, since tensile stress and strain diminish the critical current. In this study, the strain measurement using neutron diffraction during tensile loading was established. We fabricated a MgB wire enriched with boron-11, an isotope having a smaller neutron absorption cross- section than natural boron, and succeeded in obtaining changes in the lattice constant under tensile loading through Rietveld analysis.
frameworks下川 航平*; 畠山 拓也*; Li, H.*; 市坪 哲
Current Opinion in Electrochemistry, 38, p.101209_1 - 101209_8, 2023/04
被引用回数：4 パーセンタイル：18.08(Chemistry, Physical)A wide variety of crystal structures for MnO is promising for basic frameworks of cathode materials in next-generation batteries such as Mg rechargeable batteries. In this short review, recent progress on MnO-based cathode materials for Mg rechargeable batteries is summarized, especially focusing on the structures of the polymorphs, -MnO and 
-MnO, to discuss the criteria for achieving topotactic reactions during magnesiation.
Ye, X.*; 下川 航平*; 毛塚 有飛*; 畠山 拓也*; Li, H.*; 市坪 哲
Journal of Physical Chemistry C, 127(11), p.5210 - 5218, 2023/03
被引用回数：1 パーセンタイル：12.62(Chemistry, Physical)In this study, wide-range compositions in Mg-Zn-Mn oxide systems were investigated to understand its phase stability for the development of high-energy-density rechargeable Mg batteries. The obtained results showed that the stability of the spinel structure can be significantly improved by compositionally incorporating stable XO (X = Zn, Mg) with -MnO. In particular, (i) the equimolar mixing of XO and MnO is essential to obtain a single-phase cubic spinel structure and (ii) a higher Zn/Mg ratio is effective for preventing the formation of an irreversible rock salt phase to decrease the overpotential during discharge/charge cycling.
@Mg(OH)) into porous media for Cr(VI) removal from groundwaterMaamoun, I.; Falyouna, O.*; Eljamal, R.*; Idham, M. F.*; 田中 万也; Eljamal, O.*
Chemical Engineering Journal, 451, Part3, p.138718_1 - 138718_22, 2023/01
被引用回数：43 パーセンタイル：93.26(Engineering, Environmental)Chromium (VI) contamination in groundwater represents a significant threat to the current and future groundwater resources. Thus, in this work detailed investigation was conducted on the injection of magnesium hydroxide encapsulated iron nanoparticles (nFe@Mg(OH)) into a 3-D bench-scale groundwater treatment system for Cr(VI) removal. Cr(VI) and total iron concentration profiles were determined for the injection of both nFe and nFe@Mg(OH) into porous media. The results indicated the expected poor mobility of nFe, which caused the accumulation of the injected mass within the injection zone and the low spreading range along the length of the aquifer. The injection of nFe@Mg(OH) into the groundwater treatment system for 80 consecutive cycles resulted in a clear enhancement in preventing the rapid corrosion of the iron core and around twenty percent improvement in the final Cr(VI) removal efficiency compared with that of nFe. The injected nFe@Mg(OH) maintained the full Cr(VI) removal efficiency for 30 post-injection cycles. Such a promising potential of the nFe@Mg(OH), proposed it as one of the perfect candidates for in-situ water treatment applications, as a reactive nanomaterial with enhanced features, in terms of the prolonged reactive performance and the widespread of the injection zone to cover a larger contaminated area within the porous media.
-ray emitter 
Al in massive stars; Study of the key Al(n, p) reactionLederer-Woods, C.*; 原田 秀郎; 木村 敦; 他121名*
Physical Review C, 104(2), p.L022803_1 - L022803_7, 2021/08
被引用回数：8 パーセンタイル：69.76(Physics, Nuclear)The Al(n,p)Mg reaction is the key reaction impacting on the abundances of the cosmic -ray emitter Al produced in massive stars and impacts on the potential pollution of the early solar system with Al by asymptotic giant branch stars. We performed a measurement of the Al(n,p)Mg cross section at the high-flux beam line EAR-2 at the n_TOF facility (CERN). We report resonance strengths for eleven resonances, nine being measured for the first time, while there is only one previous measurement for the other two. Our resonance strengths are significantly lower than the only previous values available. Our cross-section data range to 150 keV neutron energy, which is sufficient for a reliable determination of astrophysical reactivities up to 0.5 GK stellar temperature.
Zhang, X. X.*; Andr
, H.*; Harjo, S.; Gong, W.*; 川崎 卓郎; Lutz, A.*; Lahres, M.*
Materials & Design, 198, p.109339_1 - 109339_9, 2021/01
被引用回数：55 パーセンタイル：93.36(Materials Science, Multidisciplinary)Here, in-situ neutron diffraction is employed to explore the residual strains, stresses, and dislocation density in the LPBF AlSi10Mg during loading-unloading-reloading deformation. It is found that the maximum residual stresses of the Al and Si phases in the loading direction reach up to about -115 (compressive) and 832 (tensile) MPa, respectively. A notable dislocation annihilation phenomenon is observed in the Al matrix: the dislocation density decreases significantly during unloading stages, and the amplitude of this reduction increases after experiencing a larger plastic deformation. At the macroscale, this dislocation annihilation phenomenon is associated with the reverse strain after unloading. At the microscale, the annihilation phenomenon is driven by the compressive residual stress in the Al matrix. Meanwhile, the annihilation of screw dislocations during unloading stages contributes to the reduction in total dislocation density.
Si single crystals林 慶*; 齋藤 亘*; 杉本 和哉*; 大山 研司*; 林 好一*; 八方 直久*; 原田 正英; 及川 健一; 稲村 泰弘; 宮崎 譲*
AIP Advances (Internet), 10(3), p.035115_1 - 035115_7, 2020/03
被引用回数：18 パーセンタイル：68.71(Nanoscience & Nanotechnology)MgSi is a potential thermoelectric (TE) material that can directly convert waste energy into electricity. In expectation of improving its TE performance by increasing electron carrier concentration, the element boron (B) is doped in MgSi single crystals (SCs). Their detailed crystal structures are definitely determined by using white neutron holography and single-crystal X-ray diffraction (SC-XRD) measurements. The white neutron holography measurement proves that the doped B atom successfully substitutes for the Mg site. The SC-XRD measurement confirms the B-doping site and also reveals the presence of the defect of Si vacancy (VSi) in the B-doped MgSi SCs. Regarding TE properties, the electrical conductivity, 
, and the Seebeck coefficient, S, decreases and increases, respectively, due to the decrease in the electron carrier concentration, contrary to the expectation. The power factor of the B-doped MgSi SCs evaluated from and S does not increase but rather decreases by the B-doping.
細川 伸也*; 木村 耕治*; 山崎 倫昭*; 河村 能人*; 吉田 亨次*; 乾 雅祝*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 川北 至信; 伊藤 晋一*
Journal of Alloys and Compounds, 695, p.426 - 432, 2017/02
被引用回数：5 パーセンタイル：23.33(Chemistry, Physical)Inelastic X-ray scattering (IXS) was performed on polycrystalline Mg
Zn
Y and Mg
Zn
Y
alloys with synchronized long-period stacking ordered (LPSO) phase for investigating the impurity effects in the microscopic elastic properties. Inelastic neutron scattering (INS) was also carried out on the former alloy. LA modes were clearly observed in the IXS spectra of both the LPSO alloys, while TA modes can mainly be detected in the second Brillouin zone. Broader inelastic signals and larger quasielastic peaks are characteristic due to the phonon scattering by the Zn/Y impurities. Only the TA excitation energies increase by adding the impurities, which indicates a harder stiffness of the bond angles relating to the L1-type clusters in the LPSO alloys. New dispersion-less excitation modes are observed at about 10 meV by adding the Zn/Y impurities. By comparing with the INS data, the contributions of the impurities to these excitations are discussed using differences in the scattering cross-sections between neutrons and X-rays.
= 21 between normal and intruder configurationsLic
, R.*; Rotaru, F.*; Borge, M. J. G.*; Gr
vy, S.*; Negoita, F.*; Poves, A.*; Sorlin, O.*; Andreyev, A. N.; Borcea, R.*; Costache, C.*; et al.
Physical Review C, 95(2), p.021301_1 - 021301_6, 2017/02
被引用回数：19 パーセンタイル：78.17(Physics, Nuclear)The 
decay of 
Mg was used to study the Al nucleus through spectroscopy at the Isotope Separator On-Line facility of CERN. Previous studies identified two 
-decaying states in Al having spin-parity assignments 
=4
dominated by the normal configuration 
(d5/2)
(f7/2) and = 1
by the intruder configuration (d5/2) (d3/2)(f7/2)
. Their unknown ordering and relative energy have been the subject of debate for the placement of Al inside or outside the = 20 "island of inversion". We report here that the 1 intruder lies only 46.6 keV above the 4 ground state. In addition, a new half-life of 
=44.9(4)ms, that is twice as long as thepreviously measured 20(10) ms, has been determined for Mg. Large-scale shell-model calculations with the recently developed SDPF-U-MIX interaction are compared with the new data and used to interpret the mechanisms at play at the very border of the = 20 island of inversion.
superconductor町田 昌彦; 小山 富男*; 加藤 勝*; 石田 武和*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 559(2), p.594 - 596, 2006/04
被引用回数：11 パーセンタイル：59.17(Instruments & Instrumentation)本研究では、超伝導体MgBに中性子を照射した場合に生じる核反応後の超伝導非平衡現象を大規模数値シミュレーションにより明らかにする。一般に、超伝導体は、超伝導転移点近傍で電気抵抗が二桁程度変化することから、微弱な熱的信号も電気信号として捕らえることが可能である。したがって、本研究の目的は、中性子1つ1つを個々に検出できるような高精度中性子検出過程を上記の超伝導非平衡現象をシミュレーションすることで電気的にどれほどの精度でキャッチできるかを明らかにすることである。発表においては、シミュレーションにおいて得られた検出器としての空間分解能,時間分解能、そして、X線等で既に実用に供されている電圧バイアス状態での数値シミュレーション結果についても考察する。
林 孝夫; 飛田 健次; 西尾 敏; 池田 一貴*; 中森 裕子*; 折茂 慎一*; 発電実証プラント検討チーム
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1285 - 1290, 2006/02
被引用回数：26 パーセンタイル：84.01(Nuclear Science & Technology)核融合炉先進遮蔽材料としての金属水素化物及びホウ化水素の中性子遮蔽性能を評価するために中性子輸送計算を行った。これらの水素化物はポリエチレンや液体水素よりも水素含有密度が高く、一般的な遮蔽材よりも優れた遮蔽性能を示した。水素解離圧の温度依存性からZrHとTiHは1気圧において640
C以下で水素を放出することなく使用可能である。ZrHとMg(BH
)は、鉄水混合材料よりも遮蔽体の厚さをそれぞれ30%と20%減らすことができる。水素化物とF82Hとの混合により線の遮蔽性能が高くなる。中性子及び線の遮蔽性能は以下の順で小さくなる:ZrH
Mg(BH) and F82HTiH and F82Hwater and F82H。
町田 昌彦; 小山 富男*; 加藤 勝*; 石田 武和*
Physica C, 426-431(1), p.169 - 173, 2005/10
最近発見されたMgB超伝導体は、主要構成元素としてB(ボロン)を含むため、中性子をよく吸収するため、超伝導の熱に対する鋭敏な特性を利用した中性子検出器の開発が期待されている。本講演では、この中性子検出過程を直接数値シミュレーションし、検出可能となる条件を明らかにする。特に、重要なファクターとして時空間分解能について直接数値シミュレーションから得られた結果を報告する。
from molten salts阿部 英樹*; 吉井 賢資; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*
Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(1), p.406 - 409, 2005/01
ホウ物超伝導体MgB膜の電気めっき法による作製について報告する。MgClなどからなる混合溶融塩を原材料に使用し、アルゴン雰囲気下600Cでこの溶融塩を電気分解することにより、10ミクロンオーダーの厚みを持ったMgB膜を作製することができた。本手法では、基板材料にはグラファイトを使用するが、平坦な基板のみならず曲がった基板の上にも膜を作製できることが特徴である。また、電気抵抗測定及び磁化測定から、作成した試料が36Kに超伝導転移を示すことが観測された。
