Masahiko Machida

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Name
Masahiko Machida
E-mail
machida.masahikojaea.go.jp
Affiliation
Japan Atomic Energy Agency
Section
Center for Computational Science & e-Systems

Published Papers

 
佐久間一幸, 新里忠史, KIM Minsik, MALINS Alex, 町田昌彦, 吉村和也, 操上広志, 北村哲浩, 細見正明
環境放射能除染学会誌   6(3) 145‐152-152   Sep 2018   [Refereed]
We simulated air dose rates using PHITS to consider how the partitioning of radiocesium between the forest canopy, litter layer and soil layer affected air dose rates by perturbing the radiocesium source distribution between different simulations....
金敏植, MALINS Alex, 佐久間一幸, 北村哲浩, 町田昌彦, 長谷川幸弘, 柳秀明
RIST News   (64) 3‐16-16   Sep 2018
To improve the accuracy of simulations for air dose rates over fallout contaminated areas, the distribution of the radionuclides within the environment should be modelled realistically, e.g. considering differences in radioactivity levels between ...
Ikeda Shugo, Tsuchiya Yuu, Zhang Xiao-Wei, Kishimoto Shunji, Kikegawa Takumi, Yoda Yoshitaka, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko, Glasbrenner James K., Kobayashi Hisao
PHYSICAL REVIEW B   98(10)    Sep 2018   [Refereed]
Okumura, Masahiko;Kerisit, S.*;Bourg, I. C.*;Lammers, L. N.*;Ikeda, Takashi*;Sassi, M.*;Rosso, K. M.*;Machida, Masahiko
Journal of Environmental Radioactivity   189 135-145   Sep 2018   [Refereed]
東京電力福島第一原子力発電所事故により、環境中に放出された放射性セシウムは土壌中の粘土鉱物に強く吸着されていることがわかっているが、その吸着メカニズムは今も解明されていない。本論文は、これまで蓄積された粘土鉱物による放射性セシウム吸着現象に関する実験結果と、最新のシミュレーション研究の進展をまとめたものである。論文では、実験結果についてまとめられ、それらの結果を基にした最新のシミュレーション研究によって明らかにされた、次のような研究結果について説明されている:(1)粘土鉱物表面におけるセシ...
Ikeda, Shugo*;Tsuchiya, Yu*;Zhang, X.-W.*;Kishimoto, Shunji*;Kikegawa, Takumi*;Yoda, Yoshitaka*;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko;Glasbrenner, J.*;Kobayashi, Hisao*
Physical Review B   98(10) 100502\_1-100502\_6   Sep 2018   [Refereed]
The interplay between magnetism and superconductivity is one of important subjects to investigate the pairing mechanism in novel superconductors. We have found new coexistence between an antiferromagnetic order in the Fe sublattice and superconduc...
Okumura Masahiko, Kerisit Sebastien, Bourg Ian C., Lammers Laura N., Ikeda Takashi, Sassi Michel, Rosso Kevin M., Machida Masahiko
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY   189 135-145   Sep 2018   [Refereed]
数納広哉, 町田昌彦, 土肥輝美
日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.1K18   Aug 2018
加藤正人, 松本卓, 中村博樹, 町田昌彦
日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.1D09   Aug 2018
町田昌彦, 山田進
日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.2K15   Aug 2018
山田進, 町田昌彦, 操上広志, 北村哲浩
日本原子力学会秋の大会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.1K16   Aug 2018
Machida Masahiko, Kato Koichiro, Shiga Motoyuki
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS   148(10)    Mar 2018   [Refereed]
中村博樹, 町田昌彦
日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.2D13   Mar 2018
加藤正人, 森本恭一, 中村博樹, 町田昌彦
日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.3D03   Mar 2018
KIM Minsik, MALINS Alex, 佐久間一幸, 北村哲浩, 町田昌彦, 長谷川幸弘, 柳秀明
日本原子力学会春の年会予稿集(CD-ROM)   2018 ROMBUNNO.3E05   Mar 2018
Machida, Masahiko;Kato, Koichiro*;Shiga, Motoyuki
Journal of Chemical Physics   148(10) 102324\_1-102324\_11   Mar 2018   [Refereed]
The isotopologs of liquid water, HTexO, DTexO, and TTexO, are studied systematically by first principles PIMD simulations, in which the whole entity of the electrons and nuclei are treated quantum mechanically. The simulation results are ...
Yamada, Susumu;Imamura, Toshiyuki*;Machida, Masahiko
Lecture Notes in Computer Science 10776   243-256   2018   [Refereed]
本発表は科学研究費補助金(科研費)研究の一環として実施した量子問題計算に現れる大規模な対称疎行列であるハミルトニアン行列の複数の固有値および固有ベクトルを計算する際に用いる省通信ノイマン展開前処理の有効性についての報告である。具体的な成果は、ハミルトニアン行列の複数の固有値とそれに対応する固有ベクトルをLOBPCG法を用いて反復計算する際の収束性を向上させるための新規の前処理方法を提案し、実際の計算から既存の方法よりも短時間で計算できることを示したことである。さらに、問題の物理的性質を利用...
Yamada, Susumu;Imamura, Toshiyuki*;Machida, Masahiko
Parallel Computing is Everywhere   27-36   2018   [Refereed]
本発表は科研費研究の一環として実施した固有値計算ソルバLOBPCG法の前処理に関する研究についての発表である。LOBPCG法は反復解法であり適切な前処理を用いることで収束性が向上することが知られているが、量子問題に表れるハバードモデルの固有値を計算する際に物理パラメータによっては既存の前処理では収束性が向上しないことがある。そこで、線形方程式の反復解法で前処理として使われているノイマン展開を利用した前処理を適用し、そのような問題に対しても収束性が向上することを見出した。さらに、問題の物理的...
Challenges for enhancing Fukushima environmental resilience, 7; Behavior and abundance of radiocesium in the coastal area off Fukushima
Otosaka, Shigeyoshi;Kobayashi, Takuya;Machida, Masahiko
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi   59(11) 659-663   Nov 2017
It is estimated that about 70\% of radiocesium released to the environment by the Fukushima Daiichi nuclear accident was carried to the ocean. In addition to monitoring surveys by the government, oceanographic research by many institutions has rev...
Sassi Michel, Okumura Masahiko, Machida Masahiko, Rosso Kevin M.
PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS   19(39) 27007-27014   Oct 2017   [Refereed]
Sassi, M.*;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko;Rosso, K. M.*
Physical Chemistry Chemical Physics   19(39) 27007-27014   Oct 2017   [Refereed]
福島第一原子力発電所事故によって放出された放射性セシウムなどの環境中の放射性セシウムは、粘土鉱物に吸着されて長期間保持されると考えられているが、これまで、放射性セシウムが崩壊した際の効果は評価されてこなかった。本研究は、金雲母(粘土鉱物の一種)に吸着された放射性セシウムが崩壊してバリウムへの核変換が起こると、1価のから2価のイオンへ変化することに着目し、第一原理計算によってその効果を調べた。その結果、金雲母を電荷中性に保つためにセシウムやカリウムを放出する可能性があることがわかった。
Sassi Michel, Rosso Kevin M., Okumura Masahiko, Machida Masahiko
CLAYS AND CLAY MINERALS   65(5) 371-375   Oct 2017   [Refereed]
Malins, A.;Machida, Masahiko;Niita, Koji*
EPJ Web of Conferences (Internet)   153 06001\_1-06001\_9   Sep 2017   [Refereed]
Adjoint Monte Carlo can be an efficient algorithm for solving photon transport problems where the size of the tally is relatively small compared to the source. Such problems are typical in environmental radioactivity calculations, where natural or...
Yamada, Susumu;Ina, Takuya*;Sasa, Narimasa;Idomura, Yasuhiro;Machida, Masahiko;Imamura, Toshiyuki*
Proceedings of 2017 IEEE International Parallel \& Distributed Processing Symposium Workshops (IPDPSW) (Internet)   1418-1425   Aug 2017   [Refereed]
本発表では、BaileyのDouble-Doubleアルゴリズムを利用した4倍精度基本線形代数演算ライブラリ「BLAS」の高速化と、それを4倍精度固有値計算ルーチンに適用した際の計算性能の向上について発表する。特筆すべき成果は、積和演算の中間結果を高精度で保持して計算できるFMA命令を利用することで、我々がこれまでに開発した4倍精度BLASと比較し、代表的なルーチンで20Tex45\%の高速化を実現したことである。さらに、4倍精度固有値ソルバ「QPEigenK」が利用している4倍精度...
Okumura, Masahiko;Sassi, M.*;Rosso, K. M.*;Machida, Masahiko
AIP Advances (Internet)   7(5) 055211\_1-055211\_9   May 2017   [Refereed]
放射性セシウムを比較的強く吸着すると予想されている粘土鉱物のエッジは、実験的に調べることが困難であり、未だに構造がわかっておらず、数値シミュレーションによる研究が有効である。これまでに、最も単純な2:1珪酸塩鉱物であるパイロフィライトについて、密度汎関数法等を用いた研究が進められており、エッジ部分のアルミニウムは5つの酸素と共有結合し、さらに、水分子を配位子とした6配位構造が安定であることが知られていた。しかし、電荷の中性条件からは水分子が配位する必要はなく、なぜ6配位が最安定構造なのかは...
Kato, Masato;Nakamura, Hiroki;Watanabe, Masashi;Matsumoto, Taku;Machida, Masahiko
Defect and Diffusion Forum   375 57-70   May 2017   [Refereed]
The basic properties of PuOTex were reviewed, and the equilibrium defects in PuOTex were evaluated from the experimental data of the oxygen potential and electrical conductivity as well as the Ab-initio calculation results. Consistency a...
Sakuma, Kazuyuki;Kitamura, Akihiro;Malins, A.;Kurikami, Hiroshi;Machida, Masahiko;Mori, Koji*;Tada, Kazuhiro*;Kobayashi, Takamaru*;Tawara, Yasuhiro*;Tosaka, Hiroyuki*
Journal of Environmental Radioactivity   169-170 137-150   Apr 2017   [Refereed]
This paper describes watershed modeling of catchments surrounding the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant to understand radio-cesium redistribution by water flows and sediment transport. We extended our previously developed three-dimensional hy...
Sakuma Kazuyuki, Kitamura Akihiro, Malins Alex, Kurikami Hiroshi, Machida Masahiko, Mori Koji, Tada Kazuhiro, Kobayashi Takamaru, Tawara Yasuhiro, Tosaka Hiroyuki
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY   169 137-150   Apr 2017   [Refereed]
Lammers Laura N., Bourg Ian C., Okumura Masahiko, Kolluri Kedarnath, Sposito Garrison, Machida Masahiko
JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE   490 608-620   Mar 2017   [Refereed]
Lammers, L.*;Bourg, I. C.*;Okumura, Masahiko;Kolluri, K.*;Sposito, G.*;Machida, Masahiko
Journal of Colloid and Interface Science   490 608-620   Mar 2017   [Refereed]
分子動力学法を用いる粘土鉱物シミュレーションは、これまで、無限系がほとんどであったが、本研究では、初めて粘土鉱物の微粒子の模型を作成し、セシウム吸着のシミュレーションを行った。その結果、微粒子のエッジ表面において、基盤表面では見られない強い吸着が起こることがわかった。特に、セシウムイオンとナトリウムイオンの強豪吸着では、エッジサイトはセシウムを選択的に吸着することがわかった。また、本研究で開発したエッジサイトの力場の構成法についても解説した。
2017 IEEE INTERNATIONAL PARALLEL AND DISTRIBUTED PROCESSING SYMPOSIUM WORKSHOPS (IPDPSW)   1418-1425   2017   [Refereed]
Malins Alex, Machida Masahiko, Niita Koji
ICRS-13 & RPSD-2016, 13TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON RADIATION SHIELDING & 19TH TOPICAL MEETING OF THE RADIATION PROTECTION AND SHIELDING DIVISION OF THE AMERICAN NUCLEAR SOCIETY - 2016   153    2017   [Refereed]
Kobayashi Keita, Okumura Masahiko, Yamada Susumu, Machida Masahiko, Aoki Hideo
PHYSICAL REVIEW B   94(21)    Dec 2016   [Refereed]
Kobayashi, Keita*;Okumura, Masahiko;Yamada, Susumu;Machida, Masahiko;Aoki, Hideo*
Physical Review B   94(21) 214501\_1-214501\_7   Dec 2016   [Refereed]
平坦バンドが超伝導性を示す可能性を探るために、平坦バンドを形成する最も単純な準一次元系の一つであるダイアモンド鎖上の斥力相互作用するフェルミオン系について調べた。厳密対角化法と密度行列繰り込み群法を用いて調べた結果、フェルミエネルギーに近い空の平坦バンドと相互作用する分散バンドが満たされる1/3フィリングよりも少しだけ小さなフィリングで、長い相関距離を持つクーパー対が有意な束縛エネルギーを持つことがわかった。さらに、この対相関関数は、ダイアモンド鎖の外側のサイトに存在するフェルミオン対によ...
Malins, A.;Kurikami, Hiroshi;Kitamura, Akihiro;Machida, Masahiko
Health Physics   111(4) 357-366   Oct 2016   [Refereed]
Calculations are reported for ambient dose equivalent rates [Tex(10)] at1 m height above the ground surface before and after remediating radiocesium-contaminated soil at wide and open sites. The results establish how the change in Tex(10) ...
Malins Alex, Kurikami Hiroshi, Kitamura Akihiro, Machida Masahiko
HEALTH PHYSICS   111(4) 357-366   Oct 2016   [Refereed]
Kitamura Akihiro, Kurikami Hiroshi, Sakuma Kazuyuki, Malins Alex, Okumura Masahiko, Machida Masahiko, Mori Koji, Tada Kazuhiro, Tawara Yasuhiro, Kobayashi Takamaru, Yoshida Takafumi, Tosaka Hiroyuki
EARTH SURFACE PROCESSES AND LANDFORMS   41(12) 1708-1726   Sep 2016   [Refereed]
Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Journal of Nuclear Materials   478 56-60   Sep 2016   [Refereed]
Thorium has been considered a potential nuclear fuel for decades. To develop evaluation method for high-temperature properties of thorium dioxide as a candidate nuclear fuel, we perform first-principles molecular dynamics. The calculated enthalpy ...
Kitamura, Akihiro;Kurikami, Hiroshi;Sakuma, Kazuyuki;Malins, A.;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko;Mori, Koji*;Tada, Kazuhiro*;Tawara, Yasuhiro*;Kobayashi, Takamaru*;Yoshida, Takafumi*;Tosaka, Hiroyuki*
Earth Surface Processes and Landforms   41(12) 1708-1726   Sep 2016   [Refereed]
Sediment erosion and transport processes that are considered to be important in predicting the future radioactive material distribution through sediment-sorbed form in Fukushima Prefecture are simulated. Since large portion of the sediment is cons...
Nakamura Hiroki, Machida Masahiko
JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS   478 56-60   Sep 2016   [Refereed]
Kerisit, S.*;Okumura, Masahiko;Rosso, K. M.*;Machida, Masahiko
Clays and Clay Minerals   64(4) 389-400   Aug 2016   [Refereed]
層状珪酸塩鉱物の基盤表面におけるセシウムの吸着特性について、分子動力学法を用いて系統的に評価した。層電荷と八面体構造の組み合わせにより計6種類の層状珪酸塩鉱物について評価を行い、層電荷の大きさが大きいほど吸着が強く、また、八面体構造の違いに起因する基盤表面のシリコン及びアルミニウムの微細な配置の違いが吸着の強さに影響を与えることがわかった。
Kerisit Sebastien, Okumura Masahiko, Rosso Kevin M., Machida Masahiko
CLAYS AND CLAY MINERALS   64(4) 389-400   Aug 2016   [Refereed]
Sasa, Narimasa;Yamada, Susumu;Machida, Masahiko;Imamura, Toshiyuki*
Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE (Internet)   7(3) 354-361   Jul 2016   [Refereed]
A round off error accumulation in iterative use of the FFT is discussed. By using numerical simulations of partial differential equations, we numerically show that the round off error in iterative use of the FFT tend to be accumulated. To avoid a ...
Sassi, M.*;Rosso, K. M.*;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko
Clays and Clay Minerals   64(2) 108-114   Apr 2016   [Refereed]
東京電力福島第一原子力発電所事故によって環境中に放出された放射性セシウムと放射性ストロンチウムは表層土壌中粘土鉱物に強く吸着していることがわかっている。住民に対する追加被曝線量低減のため、大規模な除染が行われ、表層土壌が取り除かれ、中間貯蔵施設に長期保存される予定である。しかし、長期保管中の放射性セシウムと放射性ストロンチウムの安定性についてはこれまで議論されてこなかった。そこで、本論文では、粘土鉱物中で放射性セシウムと放射性ストロンチウムが崩壊した場合の粘土鉱物の構造安定性を第一原理分子...
Ota Yukihiro, Ruiz-Barragan Sergi, Machida Masahiko, Shiga Motoyuki
CHEMICAL PHYSICS LETTERS   648    Mar 2016   [Refereed]
Molecular dynamics simulations of cesium adsorption on illite
Bourg Ian, Lammers Laura, Kolluri Kedarnath, Okumura Masahiko, Sposito Garrison, Machida Masahiko
ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   251    Mar 2016   [Refereed]
Ota, Yukihiro;Ruiz-Barragan, S.*;Machida, Masahiko;Shiga, Motoyuki
Chemical Physics Letters   648 119-123   Mar 2016   [Refereed]
We developed an interface program between a program suite for an automated search of chemical reaction pathways, GRRM, and a program package of semiempirical methods, MOPAC. A two-step structural search is proposed as an application of this interf...
Sassi Michel, Rosso Kevin M., Okumura Masahiko, Machida Masahiko
CLAYS AND CLAY MINERALS   64(1-2) 108-114   Feb 2016   [Refereed]
Murai, Naoki*;Fukuda, Tatsuo;Kobayashi, Tatsuya*;Nakajima, Masamichi*;Uchiyama, Hiroshi*;Ishikawa, Daisuke*;Tsutsui, Satoshi*;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko;Miyasaka, Shigeki*;Tajima, Setsuko*;Baron, A. Q. R.*
Physical Review B   93(2) 020301\_1-020301\_5   Jan 2016   [Refereed]
Phonon spectra of detwinned SrFeTexAsTex crystals, as measured by inelastic X-ray scattering, show clear anisotropyaccompanying the magnetostructural transition at 200 K. We model the mode splitting using magnetic DFT calculations, including a p...
Malins, A.;Kurikami, Hiroshi;Nakama, Shigeo;Saito, Tatsuo;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko;Kitamura, Akihiro
Journal of Environmental Radioactivity   151(Part 1) 38-49   Jan 2016   [Refereed]
The air dose rate in an environment contaminated with TexCs and TexCs depends on the amount, depth profile and horizontal distribution of these contaminants within the ground. This paper introduces and verifies a tool that models these v...
Malins Alex, Kurikami Hiroshi, Nakama Shigeo, Saito Tatsuo, Okumura Masahiko, Machida Masahiko, Kitamura Akihiro
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY   151 38-49   Jan 2016   [Refereed]
Yamada, Susumu;Imamura, Toshiyuki*;Machida, Masahiko
Parallel Computing; On the Road to Exascale   361-369   2016   [Refereed]
本発表では簡単な演算を高速に実行できるアクセラレータ(補助演算装置)の1つであるGPUを用いてハバードモデルの計算に現れる固有値問題を高速に計算する手法について発表する。特筆すべき成果は、ハバードモデルの物理的性質、およびGPUの構造を考慮してデータの格納形式や計算方法を考案したところ、GPUで一般的に利用されている計算方法よりも約2倍高速に計算できることを実際のGPUを利用した計算から示したことである。さらに、6コアのCPUを用いた並列計算と比較しても、2Tex3倍高速に計算できる...
Sasa Narimasa, Yamada Susumu, Machida Masahiko, Imamura Toshiyuki
IEICE NONLINEAR THEORY AND ITS APPLICATIONS   7(3) 354-361   2016   [Refereed]
Nagai Yuki, Ota Yukihiro, Machida Masahiko
PHYSICAL REVIEW B   92(18)    Nov 2015   [Refereed]
Ikeuchi, Kazuhiko*;Kobayashi, Yoshiaki*;Suzukia, Kazunori*;Ito, Masayuki*;Kajimoto, Ryoichi;Bourges, P.*;Christianson, A. D.*;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko;Sato, Masatoshi*
Journal of Physics; Condensed Matter   27(46) 465701\_1-465701\_7   Nov 2015   [Refereed]
We report the results of inelastic neutron scattering measurements on particular phonons of a superconducting (SC) CaTexPtTexAsTex(FeTexPtTexAs)Tex with the onset transition temperature Tex K to investigate mainly what ro...
Ota, Yukihiro;Nagai, Yuki;Machida, Masahiko
Physica C   518 5-9   Nov 2015   [Refereed]
Topological superconductors are notable materials, owing to the mathematical interest as topological matter and the application potential of quantum engineering. To clarify their characters relying on gap-function types, we build up a low-energy e...
Nagai, Yuki;Ota, Yukihiro;Machida, Masahiko
Physical Review B   92(18) 180502\_1-180502\_5   Nov 2015   [Refereed]
銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった熱応答や電磁応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれる物質群が注目を集めている。そこで、本論文では、トポロジカル絶縁体BiTexSeTexにCuをインターカレートすることで作成される超伝導体CuTexBiTexSeTexがトポロジカル超伝導体であるかどうかを調べるための検出方法を提案した。なお、上記課題の解決にあた...
Nagai Yuki, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko, Kuroki Kazuhiko
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   84(9)    Sep 2015   [Refereed]
Nagai, Yuki;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko;Kuroki, Kazuhiko*
Journal of the Physical Society of Japan   84(9) 093702\_1-093702\_4   Sep 2015   [Refereed]
鉄系高温超伝導体の超伝導発現機構は、未だに謎が多く未解明であるが、臨界温度や臨界磁場が高く、産業や原子力分野での応用を念頭においた場合、極めて有力な材料の一つである。CaFe(SbTexAsTex)Texは最近新規合成された物質であり、アンチモンのドープによって超伝導転移温度Tcが10K以上上昇するため、その超伝導特性について調べる必要があった。また、アンチモンがヒ素のどのサイトに置換されるかが不明であり、詳細な解析が求められていた。そこで、上記課題に対し、第一原理計...
Fukuda, Tatsuo;Baron, A. Q. R.*;Uchiyama, Hiroshi*;Nakamura, Hiroki;Ishikado, Motoyuki*;Machida, Masahiko;Shamoto, Shinichi
SPring-8/SACLA Riyo Kenkyu Seikashu (Research Report) (Internet)   3(2) 290-293   Jul 2015   [Refereed]
Using inelastic X-ray scattering (IXS), we investigated acoustic phonons of PrFeAsOTex precisely in order to select between two different models based on first principles calculations: the in-plane soft and clipped model. These models predict...
Malins, A.;Machida, Masahiko;Saito, Kimiaki
Journal of Environmental Radioactivity   144 179-180   Jun 2015   [Refereed]
A comment on the recent Journal of Environmental Radioactivity article titled "Update of TexK and TexRa and TexTh series Tex-to-dose conversion factors for soil".
Malins Alex, Machida Masahiko, Saito Kimiaki
JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVITY   144 179-180   Jun 2015   [Refereed]
Nakamura Hiroki, Machida Masahiko, Kato Masato
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   84(5)    May 2015   [Refereed]
Comparative molecular simulation studies of oxidation reactions and hydrogen release for zirconium metals and silicon carbide under severe accident conditions
Machida, Masahiko;Nakamura, Hiroki;Srinivasan, S. G.*;Van Duin, A. C. T.*
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM)   4   May 2015   [Refereed]
Zircalloy has been widely employed as an excellent material covering the fuel rod. The mechanical and thermal properties have been explored by various experiments. In terms of its use as the fuel cladding, its response to oxidation reactions is an...
Numerical calculations for heat capacity of actinide dioxides
Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM)   4   May 2015   [Refereed]
We evaluate the heat capacity of actinide dioxides using first-principles density functional theory (DFT). The heat capacity of actinide dioxides mainly originates from lattice vibrations, and the second largest contribution is the Schottky heat c...
Modeling approach to various time and spatial scale environmental issues in Fukushima; Related to radioactive cesium migration in aquatic systems
Kurikami, Hiroshi;Kitamura, Akihiro;Yamada, Susumu;Machida, Masahiko
Proceedings of 23rd International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-23) (DVD-ROM)   6   May 2015   [Refereed]
Several numerical models have been prepared to deal with various time- and spatial-scale issues related to radioactive cesium migration in environment in Fukushima area. This paper describes fragments of the JAEA's approaches of modeling to deal w...
Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko;Kato, Masato
Journal of the Physical Society of Japan   84(5) 053602\_1-053602\_5   May 2015   [Refereed]
Plutonium dioxide (PuOTex) is a key ingredient of mixed oxide (MOX) and advanced nuclear fuels. Its thermophysical data is crucial in understanding the high-temperature behaviors of nuclear fuels. In particular, the high-temperature heat capacity...
First-principles calculation studies on cesium in environmental situations; Hydration structures and adsorption on clay minerals
Machida, Masahiko;Okumura, Masahiko;Nakamura, Hiroki;Sakuramoto, Kazuhiro*
Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M\&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM)   12   Apr 2015   [Refereed]
In order to clarify physicochemical behaviors of radioactive Cs released into environment from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants, we study on two issues, i.e., hydration structures of CsTex and its adsorption on a specific edge in a cl...
High performance simulation for sediment transport on rivers on Fukushima area; Parallelization of 2D river simulation code Nays2D
Yamada, Susumu;Kitamura, Akihiro;Kurikami, Hiroshi;Machida, Masahiko
Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M\&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM)   9   Apr 2015   [Refereed]
本発表は福島長期環境動態研究(F-TRACE)の一環として実施した2次元河川シミュレーションコードNays2Dの並列化に関する報告である。放射性セシウムは粒径の小さい土砂に吸着し、河川など流水の影響を受け土砂と一緒に移動する。そのため、河川による土砂の移動をシミュレーションすることでセシウムの振る舞いを予測することができる。河川の流れは地形の影響を大きく受けるため、詳細な土砂の堆積位置を知るためには2次元モデルのシミュレーションが必要になるが、計算量が多く広い範囲のシミュレーションを実施す...
Topographic effects on ambient dose equivalent rates from radiocesium fallout
Malins, A.;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko;Saito, Kimiaki
Proceedings of Joint International Conference on Mathematics and Computation, Supercomputing in Nuclear Applications and the Monte Carlo Method (M\&C + SNA + MC 2015) (CD-ROM)   12   Apr 2015   [Refereed]
Land topography can affect air radiation dose rates by locating radiation sources closer to, or further, from detector locations when compared to perfectly flat terrain. Hills and slopes can also shield against the propagation of Tex rays. To...
Adsorption properties of cesium ions to micaceous clay minerals
Okumura Masahiko, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko, Kerisit Sebastien
ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   249    Mar 2015   [Refereed]
Nagai Yuki, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   84(3)    Mar 2015   [Refereed]
Nagai Yuki, Ota Yukihiro, Machida Masahiko
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   84(3)    Mar 2015   [Refereed]
Nagai, Yuki;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Journal of the Physical Society of Japan   84(3) 033703\_1-033703\_4   Mar 2015   [Refereed]
We numerically show that zero-energy Majorana surface states are suppressed around a vortex in three-dimensional topological superconductors such as CuTexBiTexSeTex and SnTexInTexTe. On the other hand, zero-energy Majorana bound s...
Nagai, Yuki;Ota, Yukihiro;Machida, Masahiko
Journal of the Physical Society of Japan   84(3) 034711\_1-034711\_8   Mar 2015   [Refereed]
銅酸化物高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった電磁応答や熱応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれるカテゴリー群が注目を集めている。そこで、本論文では、トポロジカル超伝導体が非磁性不純物の存在に対してどの程度堅牢かを調べた。なお、上記課題の解決にあたり、トポロジカル超伝導体を特徴付けるトポロジカル量と不純物の存在による励起状態の関連を調べるために、櫻井杉浦法による超高速固有値ソルバを用いて実空間ボゴリウボフ...
Nakamura, Hiroki;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko
RIST News   (58) 33-46   Jan 2015
東京電力福島第一原子力発電所事故以降、放射性セシウムの優れた吸着材として、ゼオライトやフェロシアン化物等が注目され多くの研究が行われてきた。それらは実際に、汚染水処理や環境水のセシウム浄化等に用いられ、その優れた性能は広く認知されている。しかしながら、その高い性能の微視的メカニズムは十分に研究されておらず、更なる性能向上を目指す際に必要な材料学的指針は未だ得られていない。また、実験により様々な吸着材候補物質の性能が評価されてきたが、実験条件によって得られるデータは異なる等、物質本来の性能評...
Kitamura, Akihiro;Kurikami, Hiroshi;Yamaguchi, Masaaki;Oda, Yoshihiro;Saito, Tatsuo;Kato, Tomoko;Niizato, Tadafumi;Iijima, Kazuki;Sato, Haruo;Yui, Mikazu;Machida, Masahiko;Yamada, Susumu;Itakura, Mitsuhiro;Okumura, Masahiko;Onishi, Yasuo*
Nuclear Science and Engineering   179(1) 104-118   Jan 2015   [Refereed]
The prediction of the distribution and fate of radioactive materials eventually deposited at surface in the Fukushima area is one of the main objectives and expected to be achieved in an efficient manner. In order to make such prediction, a number...
Yamada, Susumu;Kitamura, Akihiro;Kurikami, Hiroshi;Yamaguchi, Masaaki;Malins, A.;Machida, Masahiko
Environmental Research Letters   10(1) 014013\_1-014013\_9   Jan 2015   [Refereed]
The Ogaki Dam Reservoir is one of the principal irrigation dam reservoirs in the Fukushima Prefecture and its upstream river basin was heavily contaminated by radioactivity from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. For the purpose o...
Kitamura Akihiro, Kurikami Hiroshi, Yamaguchi Masaaki, Oda Yoshihiro, Saito Tatsuo, Kato Tomoko, Niizato Tadafumi, Iijima KaZuki, Sato Haruo, Yui Mikazu, Machida Masahiko, Yamada Susumu, Itakura Mitsuhiro, Okumura Masahiko, Onishi Yasuo
NUCLEAR SCIENCE AND ENGINEERING   179(1) 104-118   Jan 2015   [Refereed]
Yamada Susumu, Kitamura Akihiro, Kurikami Hiroshi, Yamaguchi Masaaki, Malins Alex, Machida Masahiko
ENVIRONMENTAL RESEARCH LETTERS   10(1)    Jan 2015   [Refereed]
Malins, A.;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko;Takemiya, Hiroshi;Saito, Kimiaki
Proceedings of International Symposium on Radiological Issues for Fukushima's Revitalized Future   28-34   2015   [Refereed]
The Tex component of air radiation dose rates is a function of the amount and spread of radioactive nuclides in the environment. These radionuclides can be natural or anthropogenic in origin. The field of view describes the area of radionucli...
Nagai, Yuki;Ota, Yukihiro;Machida, Masahiko
Journal of Physics; Conference Series   568(2) 022030\_1-022030\_5   Dec 2014   [Refereed]
We study the robustness against non-magnetic impurities in a three-dimensional topological superconductor, focusing on an effective model (massive Dirac Bogoliubov-de Gennes (BdG) Hamiltonian with Tex-wave on-site pairing) of CuTexBiTexSe$_{...
Nakamura, Hiroki;Okumura, Masahiko;Machida, Masahiko
RSC Advances (Internet)   4(95) 52757-52761   Oct 2014   [Refereed]
In order to evaluate the selectivity for specific cations in ion-exchange of zeolites, we calculate the ion-exchange isotherms in various zeolites using Monte Carlo simulation techniques. The calculation results agree well with experiments. Furthe...
Nagai, Yuki;Ota, Yukihiro;Machida, Masahiko
Journal of the Physical Society of Japan   83(9) 094722\_1-094722\_5   Sep 2014   [Refereed]
銅酸化物高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった電磁応答や熱応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれるカテゴリー群が注目を集めている。そこで、本論文では、トポロジカル超伝導体に非磁性不純物の存在に対してどの程度堅牢かを理論的に調べた。なお、上記課題の解決にあたり、トポロジカル超伝導体を特徴付けるトポロジカル量を数値的に精度よく計算する方法を開発し、トポロジカル数と不純物耐性の間に関係があることを突き止めた。本...
Energetics of atomic level serial ion exchange for cesium in micaceous clay minerals
Okumura, Masahiko;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Clay Science   18(3) 53-61   Sep 2014   [Refereed]
We study interlayer cation exchanges between potassium and cesium ions in micaceous clay minerals by ab initio calculations using the density functional theory. The calculations reveal that the cesium exchange is energetically favored when the exc...
Nagai Yuki, Ota Yukihiro, Machida Masahiko
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   83(9)    Sep 2014   [Refereed]
First-princinciples studies of cesium adsorption to frayed edge sites of micaceous clay minerals
Okumura Masahiko, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko
ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   248    Aug 2014   [Refereed]
Kato, Masato;Uchida, Teppei;Matsumoto, Taku;Sunaoshi, Takeo*;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Journal of Nuclear Materials   451(1-3) 78-81   Aug 2014   [Refereed]
Linear thermal expansion of PuOTex was measured by dilatometry in an oxygen partial pressure-controlled atmosphere. The measured data of PuOTex slightly increased with deviation Tex. The linear thermal expansion of PuOTex was determ...
Kato Masato, Uchida Teppei, Matsumoto Taku, Sunaoshi Takeo, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko
JOURNAL OF NUCLEAR MATERIALS   451(1-3) 78-81   Aug 2014   [Refereed]
Nagai Yuki, Ota Yukihiro, Machida Masahiko
PHYSICAL REVIEW B   89(21)    Jun 2014   [Refereed]
Asai Hidehiro, Ota Yukihiro, Kawabata Shiro, Machida Masahiko, Nori Franco
PHYSICAL REVIEW B   89(22)    Jun 2014   [Refereed]
Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
JPS Conference Proceedings (Internet)   3 017034\_1-017034\_4   Jun 2014   [Refereed]
We perform hybrid density functional calculations taking account of spin-orbit couplings on plutonium dioxides in order to numerically obtain its observed ground state, i.e., the paramagnetic insulating state and properly calculate the material pr...
Nagai, Yuki;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
JPS Conference Proceedings (Internet)   3 015013\_1-015013\_6   Jun 2014   [Refereed]
トポロジカル絶縁体と呼ばれる端のみで電流を運ぶ熱電変換効率の高いと予想される物質群が、原子力分野をはじめとして、さまざまな産業への応用も期待され盛んに研究されている。一方、トポロジカル絶縁体BiSeに銅を導入することによって作製された超伝導体CuxBiSeは、端のみで電流を流すという特異な物性を持ち、かつ超伝導ともなるため、従来にない新しいデバイスとして期待されており、その物性の詳細を明らかにすることが求められている。本講演では、以前構築に成功したトポロジカル超伝導体の有効理論をさらに発展...
Kobayashi, Keita;Okumura, Masahiko;Ota, Yukihiro*;Yamada, Susumu;Machida, Masahiko
JPS Conference Proceedings (Internet)   3 016006\_1-016006\_6   Jun 2014   [Refereed]
光学格子中の冷却原子気体では固体中の電子状態と同様の状態を作り出すことができることから、量子物性のシミュレーターとして注目されている。近年では多軌道を持った光学格子中の原子気体が実現しており、遷移金属などが示すさまざまな強相関電子物性を光学格子中で実現することが可能になると考えられている。本発表では多軌道を持つフェルミ原子気体が示す強磁性状態に対し、密度行列繰り込み群法を用いた解析を行った。得られた結果として、原子が金属的な状況にある場合に強磁性が発言することを示した。また、Haldane...
Nagai, Yuki;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Journal of the Physical Society of Japan   83(6) 064703\_1-064703\_7   Jun 2014   [Refereed]
銅酸化物高温超伝導体や鉄系高温超伝導体に代表される非従来型超伝導体は、様々な産業への応用が期待され世界中で盛んに研究されている。特に、従来とは異なった熱応答や電磁応答を示すトポロジカル超伝導体と呼ばれる物質群が注目を集めている。そこで、本論文では、トポロジカル超伝導体に侵入した超伝導磁束の周りに生じる準粒子束縛状態について調べた。なお、上記課題の解決にあたり、トポロジカル超伝導体の超伝導磁束におけるゼロエネルギー束縛状態の解を対称性を利用して解析的に求め、さらに、数値計算で確認を行った。本...
Nagai, Yuki;Ota, Yukihiro;Machida, Masahiko
Physical Review B   89(21) 214506\_1-214506\_6   Jun 2014   [Refereed]
Unconventional features in superconductivity are revealed by responses to impurity scattering. We study nonmagnetic impurity effects in a three-dimensional topological superconductor, focusing on an effective model (massive Dirac Hamiltonian with ...
Asai, Hidehiro*;Ota, Yukihiro;Kawabata, Shiro*;Machida, Masahiko;Nori, F.*
Physical Review B   89(22) 224507\_1-224507\_7   Jun 2014   [Refereed]
Collective excitations reveal fundamental properties and potential applications of superconducting states. We study macroscopic quantum tunneling (MQT) in a Josephson junction composed of multiband superconductors, focusing on a phase mode induced...
First-principles studies on cesium adsorption of clay minerals; Mechanism and chemical bonding
Okumura, Masahiko;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi   56(6) 372-377   Jun 2014
福島原子力発電所事故により放出された放射性セシウムを除去するため、大規模除染が行われたが、膨大な量の除去土壌が発生し、その効率的かつ経済的な処理法の研究開発が求められている。一方、表層土壌に吸着したセシウムは風雨により一部移動することが知られ、再汚染や海洋への流出が懸念されており、環境中でのセシウム挙動は重要な研究課題である。しかし、セシウムの土壌への吸脱着に関する科学的知見の不足により、上記の研究開発の進展は未だ不透明である。本稿では、前稿のセシウムの土壌吸脱着に関する実験・観測結果を受...
Nagai Yuki, Nakamura Hiroki, Machida Masahiko
JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN   83(6)    Jun 2014   [Refereed]
Nagai, Yuki;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Journal of the Physical Society of Japan   83(5) 053705\_1-053705\_4   May 2014   [Refereed]
トポロジカル絶縁体と呼ばれる、端のみで電流を運ぶ熱電変換効率の高いと予想される物質群が様々な産業への応用も期待され盛んに研究されている。一方、トポロジカル絶縁体BiSeに銅を導入することによって作製された超伝導体CuTexBiSeは、端のみで電流を流すという特異な物性を維持したまま超伝導となるため、その特異な機能を活かした新しいデバイスとして期待されており、その物性の詳細を明らかにすることが求められている。本論文では、トポロジカル超伝導体の性質を効果的に説明する有効理論の構築に成功し...

Conference Activities & Talks

 
A First-principles study on the mechanical properties of (Th,Pu)OTex
Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
Nuclear Materials Conference 2018 (NuMat 2018)   Oct 2018   
In the development of nuclear fuel, numerical simulation of physical properties plays an important role. So far, we have evaluated various properties of actinide dioxides based on the ground-state calculation using first-principles density functio...
Non-ionic interaction between cesium and clay minerals
Okumura, Masahiko;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
2018年度日本地球化学会第65回年会   Sep 2018   
東京電力福島第一原子力発電所事故により環境中に放出された放射性セシウムの多くは表層土壌に吸着された。大規模除染によって空間線量率は下がったが、その一方で除染による除去土壌の処分・管理が問題となっている。除去土壌から放射性セシウムを取り出すことができれば、除去土壌の大幅な減容が可能となるが、決定的な手法はまだ開発されていない。その原因のひとつとして、粘土鉱物におけるセシウムの吸着様態がわかっていないことが挙げられる。そこで、我々は、第一原理計算によって粘土鉱物におけるセシウム吸着様態を評価し...
Radionuclide transport inside and outside the harbor of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant; Analysis based on monitoring data
Machida, Masahiko;Yamada, Susumu
日本原子力学会2018年秋の大会   Sep 2018   
福島沿岸での放射性核種濃度は、事故時と比較し大幅に減少した他、海産物濃度もそれに呼応し大幅に減少している。このような状況において重要となるのは、今後、どのようなトレンドを示して更に減少しうるのかという知見である。つまり、どのようなトレンドに従って事故以前の状況へと回復していくのかという知見である。福島第一原子力発電所(1F)港湾は事故時より、特に濃度が他と比較して高い地点でもあり、その地点での濃度の変遷を理解することは、今後の放射性物質の動態と環境影響を理解する上で極めて重要な手がかりにな...
Numerical studies for seasonal fluctuation of cesium transport at dam reservoir in the Hama-dori District of Fukushima Prefecture
Yamada, Susumu;Machida, Masahiko;Kurikami, Hiroshi;Kitamura, Akihiro
日本原子力学会2018年秋の大会   Sep 2018   
本発表は福島長期環境動態研究(F-TRACE)の一環として実施したシミュレーションによる福島県の大柿ダムでの土砂およびセシウムの振る舞いに関する研究についての発表である。これまでに、湖底の形状に合わせて鉛直方向の格子サイズを変化させるシグマ座標系モデルを用いたシミュレーションコードを開発してきたが、このコードでは水平方向の移動の精度が低い問題点がある。そのため、上層と下層の水温の違いにより生成される温度成層を再現することができない。そこで、本コードに成層化を再現するための補正を追加した。特...
Thermal properties evaluation of fluorite structure oxides
Kato, Masato;Matsumoto, Taku;Nakamura, Hiroki;Machida, Masahiko
日本原子力学会2018年秋の大会   Sep 2018   
UOTexやPuOTexなどのアクチニド酸化物は蛍石構造を有しており、その熱物性は多くの研究が行われている。本研究では核燃料として用いられる蛍石型酸化物の熱物性について体系的に理解するために、様々な蛍石型酸化物の物性をレビューし熱物性の評価を行った。蛍石構造を有するCeOTex, ThOTex, UOTex, NpOTex, PuOTex, AmOTexについて基礎特性をレビューした。CeOTex及びThOTexの比熱は、定積比熱...