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木名瀬 政美
Radioisotopes, 74(2), p.233 - 238, 2025/07
放射性同位元素(RI)は、その多くが研究用原子炉や加速器で製造され、工業分野や医療分野等への活用により国民生活の向上に大きく貢献している。今後も研究用原子炉を用いたRI製造・頒布は重要とされており、「もんじゅ」サイトに建設計画中の新試験研究炉でもRI製造が期待されている。本稿では、研究用原子炉JRR-3を利用したRI製造の取り組みを紹介する。
-nonyl N,N-dimethylammonio)-propyl sulfate, present in isotropic solutions above its upper critical solution temperature丹治 珠緒*; 楠 裕翔*; 中川 太一; 高瀬 つぎ子*; 上田 祐生; 元川 竜平; Hinze, W. L.*; 高貝 慶隆*
Langmuir, 41(21), p.13184 - 13191, 2025/06
被引用回数：0The thermosensitive zwitterionic surfactant, C
APSO
, in solution displays a liquid-liquid miscibility gap exhibiting an upper critical solution temperature (UCST) in contrast to the lower critical temperature as is characteristic of nonionic surfactants. In this study, the micellar and aggregational properties of this surfactant in its homogeneous isotropic one phase region above the UCST was examined using surface tension and small-angle neutron scattering (SANS) measurements. The critical micelle concentration (CMC) of CAPSO was determined in both H
O and DO at 40 and 70
C as well as the cloud point temperature determined over a surfactant concentration range of 0.05-0.70 M. The CMC values were in the range of 48-55 mM (40C) and 61-65 mM (70C), respectively. The SANS data was analyzed using a core-shell model in which the CAPSO is represented by a nonyl hydrophobic core and polar [(N,N-dimethylammonio)-propylsulfate] headgroup shell. Results revealed that the CAPSO micelle aggregates are spherical in shape with a core diameter of 2.56 nm and shell thickness of 2.28 nm and an aggregation number of 30 at 40C. The data at 70C indicated that the aggregates were slightly larger in size, i.e., core diameter of 2.70 nm and shell thickness of 2.52 nm with an aggregation number of 35. At a fixed surfactant concentration, the aggregation number and size slightly decreased with a decrease in temperature from 70 to 40C.
上田 祐生; Micheau, C.; 元川 竜平
ファインケミカル, 54(5), p.53 - 60, 2025/05
持続可能な社会を実現するためには金属資源のリサイクルが重要である。高濃度の金属イオンを取り扱う抽出操作では、プロセスの安全な運転を阻害する油相の相分離(第三相の生成)が長年の課題であった。本稿では、フルオラス化合物の強力な疎水性を利用した、第三相を生成させない新たな抽出系開発におけるこれまでの成果をまとめた。
Bi
Park, P.*; Ortiz, B. R.*; Spargue, M.*; Sakuya, A. P.*; Chen, S. A.*; Frontzek, M. D.*; Tian, W.*; Sibille, R.*; Mazzone, D. G.*; 田端 千紘; et al.
Nature Communications (Internet), 16, p.4384_1 - 4384_9, 2025/05
被引用回数：0Kagome metals with van Hove singularities (VHSs) near the Fermi level can host intriguing quantum phenomena, including chiral loop currents, electronic nematicity, and unconventional superconductivity. However, unconventional magnetic states driven by VHSs, such as spin-density waves (SDWs), have yet to be observed experimentally in kagome metals. Here, we present a comprehensive investigation of the magnetic and electronic structure of the layered kagome metal CeTiBi, where the Ti kagome electronic structure interacts with a magnetic sublattice of Ce
= 1/2 moments. Our findings establish the rare-earth Kagome metals LnTi3Bi4 as a model platform where characteristic electronic structure of the kagome lattice plays a pivotal role in magnetic order.
Hu, F.-F.*; Qin, T.-Y.*; Ao, N.*; 徐 平光; Su, Y. H.; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 菖蒲 敬久; Kang, G.-Z.*; Ren, M.-M.; et al.
Journal of Traffic and Transportation Engineering, 25(2), p.75 - 93, 2025/04
To accurately predict the remaining lifetime of surface-strengthened railway axles, a damage tolerance method considering three-dimensional (3D) residual stresses was proposed. By taking the induction-hardened carbon steel S38C axle as an example, two-dimensional (2D) distribution characterization of residual strain and 3D residual stress measurement were performed through comprehensive application of the neutron Bragg-edge transmission imaging and angle-dispersive neutron diffraction experiments. A numerical method was employed to implant the 3D residual stress into the axle model, and the remaining lifetime of the full-scale axle was studied by coupling the measured load spectrum, press-fit loads, and residual stresses. Experimental results shows that, both axial and hoop directions present a compressive residual strain gradient layer of about 3 mm, with a maximum compressive residual strain of up to -4500 
in the surface layer, yet a maximum tensile strain of up to 1000 in the core. The maximum axial and hoop compressive stresses of the axle are about -500 MPa and -303 MPa respectively, while radial stresses overall fluctuate in the zero mean stress range. At depths beyond 4.5 mm from the surface layer, all three components are tensile stresses. The axle surface layer is subjected to compressive residual stresses, and crack propagation does not occur if the crack depth is less than 4.5 mm. Nevertheless, cracks propagate accelerates when the crack depth is greater than 4.5 mm. Different crack propagation depth thresholds lead to a larger calculated remaining lifetime for the residual stress-free condition than for the case where 3D residual stresses are taken into account. However, the axle remaining service mileage of the axle of 227000 Km under the most conservative conditions exceeds 3.5 non-destructive inspection (NDI) cycles, with a large safety margin. The experimental results can provide a scientific reference for the development and optimization of NDI cycles for surface-strengthened railway axles.
玉造 博夢; 内原 猛*; 満田 節生*; 石井 祐太*; 中尾 裕則*; 竹端 寛治*; 今中 康貴*
Physical Review B, 111(13), p.134403_1 - 134403_9, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)In multiferroic CuFe
Al
O, applying uniaxial pressure 
generates a magnetoferroelectric phase distinct from the well-studied spin-driven ferroelectric phase associated with helical magnetic ordering in this system. Using a four-circle neutron diffractometer, the magnetic structure of the -induced magnetoferroelectric phase is determined as the collinear sinusoidal type, which itself does not break the inversion symmetry in this system. Additionally, synchrotron radiation X-ray diffraction experiments are conducted to investigate how the triangular lattice in CuFeAlO is distorted by applied . Although lattice distortion during the magnetic phase transition in CuFeAlO is mitigated by the substitution of nonmagnetic Al, the application of along the conjugate direction revives the "latent" spin-lattice coupling, causing the triangular lattice to distort during magnetic phase transition. The application of a magnetic filed considerably reduces -induced ferroelectric polarization, but does not affect lattice distortion. These results indicate that -induced ferroelectric polarization is not a consequence of the piezoelectric effect. Instead, the sinusoidal magnetic structure would contribute to the emergence of -induced ferroelectric polarization through spin-lattice coupling.
Sweet, M.*; Mishima, Kenji*; 原田 正英; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 田崎 誠司*; 菊池 伯夫*
Quantum Beam Science (Internet), 9(2), p.11_1 - 11_17, 2025/04
中性子ビームは電気的に中性で透過性が高いため、植物、種子、微生物などの生物種への照射に独自の利点がある。われわれは、核破砕、原子炉、小型中性子源のJ-PARC BL10、JRR-3 TNRF、KUANSのシミュレーションを使用して、遺伝子変異を誘発する中性子照射の可能性を包括的に調査した。
阿部 一英
JAEA-Review 2024-065, 26 Pages, 2025/03
JAEA-Review-2024-065.pdf:2.55MB
日本原子力研究開発機構が保有する試験研究炉「JRR-3」は、令和3年2月26日に約10年ぶりに運転を再開した。この研究炉は供用施設として運営されており、外部からの利用者も受け入れている。利用課題の提案から成果報告書の提出までの手続きは、オンラインシステム「JRR-3 RING(Research Information NaviGator)」(https://jrr3ring.jaea.go.jp/)を通じて行われる。RINGは、課題申請、スケジュール調整、データ共有、成果報告までを一括して管理できるシステムであり、供用再開に向けた整備が進められてきた。RINGは特にビーム利用ユーザーの利便性を重視して設計されており、申請手続きの簡略化やスケジュール調整の柔軟性向上、データ管理機能の強化が特徴である。このシステムの導入によりユーザーは効率的かつ安全に研究を進めることが可能になった。今後JRR-3は国内外の多様な研究者に利用される中性子研究のプラットフォームとしての役割を拡大していく。供用再開とRINGの拡張は、中性子利用研究の活性化に寄与し、産業界や学術界との連携を推進する重要な一歩である。今回、新たに整備された機能や今後の展望について、報告する。
原子力科学研究所
JAEA-Review 2024-058, 179 Pages, 2025/03
JAEA-Review-2024-058.pdf:7.42MB
原子力科学研究所(原科研)は、従来からの部署である保安管理部、放射線管理部、工務技術部、研究炉加速器技術部、臨界ホット試験技術部、バックエンド技術部の6部及び計画管理部に加えて、先端基礎研究センター、原子力基礎工学研究センター、原子力エネルギー基盤連携センター及び物質科学研究センターで構成され、各部署は、中長期計画の達成に向け、施設管理、研究技術開発などを行っている。本報告書は、今後の研究開発や事業推進に資するため、令和5年度の原科研の活動(各センターでの研究開発活動を除く)並びに原科研を拠点とする廃炉環境国際共同研究センター、安全研究センター、原子力人材育成センターなどが原科研の諸施設を利用して実施した研究開発及び原子力人材育成活動の実績を記録したものである。
原子力科学研究所
JAEA-Review 2024-057, 178 Pages, 2025/03
JAEA-Review-2024-057.pdf:8.51MB
原子力科学研究所(原科研)は、従来からの部署である保安管理部、放射線管理部、工務技術部、研究炉加速器技術部、臨界ホット試験技術部、バックエンド技術部の6部及び計画管理部に加えて、先端基礎研究センター、原子力基礎工学研究センター、原子力エネルギー基盤連携センター及び物質科学研究センターで構成され、各部署は、中長期計画の達成に向け、施設管理、研究技術開発などを行っている。本報告書は、今後の研究開発や事業推進に資するため、令和4年度の原科研の活動(各センターでの研究開発活動を除く)並びに原科研を拠点とする廃炉環境国際共同研究センター、安全研究センター、原子力人材育成センターなどが原科研の諸施設を利用して実施した研究開発及び原子力人材育成活動の実績を記録したものである。
研究基盤技術部
JAEA-Review 2024-051, 112 Pages, 2025/03
JAEA-Review-2024-051.pdf:4.33MB
研究炉加速器技術部は、JRR-3(Japan Research Reactor No.3)、NSRR(Nuclear Safety Research Reactor)の研究炉、タンデム加速器、ラジオアイソトープ製造棟、トリチウムプロセス研究棟を運転管理し、それらを利用に供するとともに関連する技術開発を行っている。また、JRR-4(Japan Research Reactor No.4)の廃止措置や、JRR-1(Japan Research Reactor No.1)及びFEL(Free Electron Laser)研究棟の維持管理も行っている。本年次報告は令和5年度における当部の実施した運転管理、利用、利用技術の高度化、JRR-4の廃止措置、安全管理、国際協力及び人材育成について業務活動をまとめたものである。さらに、論文、口頭発表一覧、官庁許認可及び業務の実施結果一覧を掲載した。
線分析法による非破壊元素分析大澤 崇人
まてりあ, 64(3), p.153 - 156, 2025/03
試料中の元素組成の正確な情報を得るためには、適切な分析法を選択することはとても大切なことであり、それぞれの分析法の長所と短所を正しく理解している必要がある。本稿では読者がご存じであろう元素分析法とは違う、一風変わった手法として即発線分析法を紹介し、よく知られている分析法と何が違うのかを解説する。また即発線分析装置(PGA)で行われた文化財に関する研究と、今後の展開について解説する。
= 
antiferromagnetic tetramer compound Yb
SiO
長谷 正司*; 金子 耕士; 田端 千紘; 山内 宏樹; 辻井 直人*; D
nni, A.*
Physical Review B, 111(9), p.094403_1 - 094403_9, 2025/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)We studied magnetic properties of YbSiO having pseudospins of = using magnetization, specific heat, and inelastic neutron scattering (INS) measurements. We observed cluster-like excitations in the INS measurements. We determined that the spin system in YbSiO is the = AFM tetramer with two exchange interactions of 
and 
~meV. The spin tetramer can explain the excitation energies, 
, magnetic specific heat at 
~K, and the magnitude of the scattering vector (
) dependence of the intensity [
] at 0.7 and 1.2 meV. The spin tetramer, however, cannot explain well at 1.9 meV and 
of the three excitations probably due to effects of weak inter-tetramer interactions.
CuZnP
May, A. F.*; 田端 千紘; Okamoto, Satoshi*; Ortiz, B. R.*; Christianson, A. D.*; Yan, J.*; 金子 耕士; McGuire, M. A.*
Physical Review Materials (Internet), 9(2), p.024406_1 - 024406_13, 2025/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)The physical properties of single crystalline EuCuZnP were inspected via thermodynamic, transport, and neutron diffraction measurements. EuCuZnP is composed of EuCuP and EuZnP motifs stacked in a one-to-one ratio. The magnetic response of EuCuZnP is similar to that of EuZnP in its A-type antiferromagnetic (semiconducting) form.
海老原 充*; 白井 直樹*; 大澤 崇人; 山口 亮*
Geochimica et Cosmochimica Acta, 389, p.200 - 210, 2025/01
被引用回数：2 パーセンタイル：91.17(Geochemistry & Geophysics)南極で採取された12個の炭素質コンドライトの主要元素を含む15元素を中性子誘起即発ガンマ線分析を用いて定量した。これらの試料のいくつかは、CIコンドライトやCMコンドライトと親和性を持つことが観測されたが、既知のCIコンドライトやCMコンドライトと同じ特徴は示さなかった。その結果、これらの隕石には「CY」という新しいグループが提案された。12個の隕石に共通するのは、揮発性元素であるHと塩素が枯渇していることで、非南極のCIレベルに比べて相関があり、枯渇している。この枯渇は、南極大陸に落下する前に母天体で熱変成を受けたことに起因すると考えられ、本研究で分析した12隕石は全て同じ化学グループCYに分類されることが示唆された。中程度の揮発性元素であるMnとSの存在量から、12個の隕石は非南極CIに近いレベルのグループと、CIとCMの中間のレベルのグループに分けられる。これらの結果は、CYコンドライトが異なる母天体(物質)に由来することを示唆しており、2つの異なる母天体(物質)を考慮する必要がある。CYコンドライトに関する議論を深めるために、CIとCMに近い組成を持つグループをそれぞれCYiとCYmと命名することを提案する。
capture and release at high pressures on a unique large-pore mesoporous carbonSzab
, L.*; 井上 瑞基*; 関根 由莉奈; 元川 竜平; 松本 悠佑*; Nge, T. T.*; Ismail, E.*; 一ノ瀬 泉*; 山田 竜彦*
ChemSusChem, p.e202402034_1 - e202402034_13, 2025/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Multidisciplinary)テクニカルリグニンを使用して、約20
30nmの細孔サイズを持つ大細孔メソポーラスカーボンを開発した。ソフトテンプレート過程において、コポリマーテンプレートからユニークな円筒形の超分子凝集体が形成された。この特異なナノ構造は、PluronicテンプレートとPEGグラフト化リグニン誘導体(グリコールリグニン)の両方にポリエチレングリコール(PEG)セグメントが存在するために形成した。結果として得られた大細孔メソポーラスカーボンにおいて、毛管凝縮により270Kで 飽和圧力に近い条件においてCOの吸収が大幅に増加した。
小手川 恒*; 中村 彰良*; Huyen, V. T. N.*; 新井 祐樹*; 藤 秀樹*; 菅原 仁*; 林 純一*; 武田 圭生*; 田端 千紘; 金子 耕士; et al.
Physical Review B, 110(21), p.214417_1 - 214417_8, 2024/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)In this study, we show that the orthorhombic system TaMnP exhibits a large anomalous Hall conductivity (AHC) in spite of the small net magnetization. Neutron scattering experiment and the observation of the AH effect comprehensively suggest a dominant AF structure in TaMnP is represented by 
. The AHC is one of the largest among those observed in AF materials at zero fields. First-principles calculations suggest that the spin-orbit interaction originating in nonmagnetic Ta-5
electrons significantly contributes to the enhancement of Berry curvatures in the momentum space. We found that the AF domain switching is triggered by the magnetic fields along all the crystal axes. This indicates that the AF domain determining the sign of the Hall response can be controlled even through the small net magnetization symmetrically different.
C and 500C高木 穂乃香*; 薮塚 武史*; 林田 洋寿*; Song, F.; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 山本 典央*; 中島 稔*; et al.
Solid State Ionics, 417, p.116716_1 - 116716_7, 2024/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Physical)Tracer diffusion coefficients of lithium-ions in the sintered samples of Li
Al
Ge(PO) (LAGP) have been measured through the neutron radiography (NR) technique in the wide temperature range from 25C to 500C. The diffusion data above and below 300C were collected using pulsed and reactor-generated neutrons, respectively, which coincide with each other at 300C exhibiting a single curve in the Arrhenius plot. The room-temperature diffusion coefficient and the activation energy below 300C are obtained as 1.47
10
cm
s
and 0.37 eV, respectively. The activation energy of the conductivity diffusion coefficient almost agrees with the tracer one, and the deduced Haven ratio of 0.40 is consistent with the concerted migration model of the lithium-ions.
物質科学研究センター
JAEA-Review 2024-037, 141 Pages, 2024/11
JAEA-Review-2024-037.pdf:13.08MB
JRR-3(Japan Research Reactor No.3)には、日本原子力研究開発機構(原子力機構)が所管する15台の中性子ビーム利用実験装置が設置されており、装置高度化を含めた原子力機構の独自利用を行うとともに施設供用装置として外部利用者に供し、様々な研究成果を創出している。本報告書は、運転再開後の令和3年度、令和4年度の独自利用研究および中性子ビーム利用実験装置の高度化などの技術開発の進捗状況を取りまとめたものである。
墨田 岳大*; 大澤 崇人; Chiu, I.-H.; 池田 篤史
Analytica Chimica Acta, 1329, p.343256_1 - 343256_10, 2024/11
被引用回数：1 パーセンタイル：40.01(Chemistry, Analytical)The uncertainty including accuracy and precision is the most vital factor that determines the overall quality of quantitative analysis. The objectives of this study are (1) to investigate the analytical uncertainty of a prompt gamma-ray analysis (PGA), a chemical interference-free method in principle, on the quantitative analysis of boron and (2) to evaluate the applicability of inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), a common technique for quantitative elemental analysis including boron. PGA provided analytical quantity that is equivalent to the true quantity. The analytical uncertainty in both methods was adequately evaluated by comparing the results from PGA and ICP-OES for a series of boron-containing materials with different physical/chemical properties and the major sources of uncertainty in both methods are specified. The evaluation concept demonstrated in this study could be beneficial to a wide range of analytical chemistry.
