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Be and 
Al under direct muon-induced spallation in granite quartz and its implications for past high-energy cosmic ray fluxes櫻井 敬久*; 紅林 泰*; 鈴木 颯一郎*; 堀内 一穂*; 高橋 唯*; 堂下 典弘*; 菊地 聡*; 門叶 冬樹*; 岩田 尚能*; 田島 靖*; et al.
Physical Review D, 109(10), p.102005_1 - 102005_18, 2024/05
銀河宇宙線の永年変化は銀河の活動に密接に関係しており、局所的な銀河磁場・星間雲・超新星残骸の近くの環境が反映される。高エネルギー銀河宇宙線によって大気中で生成される高エネルギーミューオンは、深い地層まで透過し、岩石中に放射性同位体を生成する。BeやAlのような長寿命の放射性核種は岩石中に蓄積されるため、高エネルギーミューオンの収量の長期変動、ひいては数百万年間の高エネルギー銀河宇宙線(GCR)の長期変動の調査に利用できる。本研究では、CERN SPSのCOMPASS実験ラインにて、160GeV/cの正ミューオンを合成石英プレートと花崗岩コアに照射して、岩石中のBeとAlの生成断面積を測定した。更に、ミューオンが直接起こす核破砕反応とミューオンが生成した二次粒子が引き起こす反応が、岩石中での長寿命核種の生成にそれぞれどの程度寄与するかを明らかにした。
muon spin relaxation method and first-principles calculations都留 智仁; 西村 克彦*; 松田 健二*; 布村 紀男*; 並木 孝洋*; Lee, S.*; 髭本 亘; 松崎 禎市郎*; 山口 正剛; 海老原 健一; et al.
Metallurgical and Materials Transactions A, 54(6), p.2374 - 2383, 2023/06
被引用回数：1 パーセンタイル：0(Materials Science, Multidisciplinary)高強度Al合金の水素脆化感受性は、Al合金の実用化において重要な課題として認識されているが、水素のトラップまたは分布の特定は困難であった。本研究では、実験とシミュレーションに基づいた効果的なアプローチにより、Al合金中の潜在的なトラップサイトを探索することを提案する。Al-0.5%Mg, Al-0.2%Cu, Al-0.15%Ti, Al-0.011%Ti, Al-0.28%V, Al-0.015%V (at.%)に対して、5から300Kの温度範囲でゼロフィールドミュオンスピン緩和実験が行われた。双極子場の幅の温度変化から、Al-0.5%Mgに3つのピーク、Al-0.2%Cuに4つのピーク、Al-0.011%TiとAl-0.015%Vに3つのピークがあることが明らかにされた。観測されたピークに対応するミュオントラップサイトの原子配置は、溶質及び溶質-空孔ペア周りの水素のトラップエネルギーに対する第一原理計算を用いてよく同定された。ミュオンピーク温度とトラップエネルギーの間に線形関係が抽出されたことにより、Al合金において水素と強い結合エネルギーを持つ合金元素とその複合体の可能性を探ることができる。
Fe and 
Pu deposited on Earth constrain the r-process yields of recent nearby supernovaeWallner, A.*; Froehlich, M. B.*; Hotchkis, M. A. C.*; 木下 哲一*; Paul, M.*; Martschini, M.*; Pavetich, S.*; Tims, S. G.*; Kivel, N.*; Schumann, D.*; et al.
Science, 372(6543), p.742 - 745, 2021/05
被引用回数：41 パーセンタイル：96.64(Multidisciplinary Sciences)鉄よりも重い元素の半分は、極短時間に無数の中性子を捕獲する過程(r過程)によって生成される。理論的研究によって、このr過程の物理的な条件や基礎課程は明らかになってきているが、その天体サイトと元素合成量に関してはいまだに議論の的で、超新星爆発や中性子星合体などが候補に挙がっている。我々のグループでは、太平洋で採取したマンガンクラスト試料から太陽系外起源の超微量のFe(半減期260万年)とPu(半減期8,060万年)を加速器質量分析で定量した。Feは主に巨大質量の星が爆発(超新星爆発)してその一生を終えるときに形成・放出される一方で、Puはr過程のみで生成される。Feの分析結果からは過去1,000万年の間に太陽系近傍で起こった2つの異なる重力崩壊型の超新星爆発によるFeの地球への流入があったことが明らかになった。Pu/Feの流入比は、どちらの重力崩壊型の超新星爆発でも同様の値であった。Puの分析結果から求めたPuの地球への流入量は、超新星爆発がr過程を支配していると仮定した理論予想値よりも低かった。つまり本研究結果は、超新星爆発がr過程を支配しているのではなく、中性子星合体など他の寄与があることを示唆している。
小嵐 淳; 安藤 麻里子; 永野 博彦*; Sugiharto, U.*; Saengkorakot, C.*; 鈴木 崇史; 國分 陽子; 藤田 奈津子; 木下 尚喜; 永井 晴康; et al.
JAEA-Technology 2020-012, 53 Pages, 2020/10
JAEA-Technology-2020-012.pdf:3.71MB
近年急速に進行する温暖化をはじめとした地球環境の変化は、陸域生態系(とりわけ森林生態系)における炭素循環に変化をもたらし、その結果、温暖化や環境変化の進行に拍車をかける悪循環が懸念されている。しかしながら、その影響の予測には大きな不確実性が伴っており、その主たる要因は、土壌に貯留する有機炭素の動態とその環境変化に対する応答についての定量的な理解の不足にある。放射性炭素(
C)や安定炭素(
C)同位体の陸域生態系における動きを追跡することは、土壌有機炭素の動態を解明するうえで有力な研究手段となりうる。本ガイドは、同位体を利用した土壌炭素循環に関する研究を、特にアジア地域において促進させることを目的としたものである。本ガイドは、土壌の採取、土壌試料の処理、土壌有機炭素の分画、Cの同位体比質量分析法による測定及びその試料調製、ならびに Cの加速器質量分析法による測定及びその試料調製に関する実践的手法を網羅している。本ガイドでは、炭素循環研究において広く用いられる C分析結果の報告方法についても簡単に紹介する。さらに、同位体を利用した研究手法の実際的応用として、日本の森林生態系において実施した事例研究の結果についても報告する。本ガイドによって、同位体を利用した炭素循環研究に興味を持って参画する研究者が増加し、地球環境の変化の仕組みについての理解が大きく進展することを期待する。
C activities in tree rings near the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant松中 哲也*; 笹 公和*; 高橋 努*; 松村 万寿美*; 佐藤 志彦; Shen, H.*; 末木 啓介*; 松崎 浩之*
Radiocarbon, 61(6), p.1633 - 1642, 2019/12
被引用回数：2 パーセンタイル：11.51(Geochemistry & Geophysics)Areas affected by routine radiocarbon (C) discharges from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant (FDNPP) and accidental releases in March 2011 were investigated by analysis of cores from Japanese cypress and cedar trees growing at sites 9 and 24 km northwest of the plant. C concentrations in tree rings from 2008-2014 (before and after the accident) were determined by accelerator mass spectrometry, with C activities in the range 231-256 Bq kg
C. Activities during the period 2012-2014, after FDNPP shutdown, represent background levels, while the significantly higher levels recorded during 2008-2010, before the accident, indicate uptake of C from routine FDNPP operations. The mean excess C activity for the pre-accident period at the sites 9 and 24 km northwest of the plant were 21 and 12 Bq kg C, respectively, indicating that the area of influence during routine FDNPP operations extended at least 24 km northwest. The mean excess tree-ring C activities in 2011 were 10 and 5.8 Bq kg C at 9 and 24 km northwest, respectively, documenting possible impact of the FDNPP accident on C levels in trees.
Be濃度の粒径依存性藤沢 純平*; 南 雅代*; 國分 陽子; 松崎 浩之*
JAEA-Conf 2018-002, p.91 - 94, 2019/02
ベリリウム-10(Be)は高層大気中で生成される宇宙線生成放射性核種であり、BeOやBe(OH)
の形でエアロゾルなどに付着して滞留した後、降水とともに地表面に沈降する。地表に降下したBeは、河川などを通じて運搬され、海底や湖底に堆積していく。Beは地球表層における大気循環や水循環など、全球的・地域的な物質循環の影響を受けることから、過去の気候変動を調べる指標の一つとして近年注目されている。ベリリウムはpH
5においてほとんどが水酸化物となり、土壌や鉱物の粒子表面に吸着する形で存在する。したがって細粒の粒子を多く含む堆積物は単位質量当たりの表面積が大きくなり、Be濃度が大きくなると考えられ、粒径組成の異なる堆積物試料を分析する際には、粒径の影響を考慮する必要がある。本研究では、河川堆積物の粒径とBe濃度にどのような関係があるかを明らかにすることを目的にした。琵琶湖に流入する18河川の河口付近で河川堆積物を採取し、5区分の粒径に分け、東濃地科学センターの加速器質量分析装置にてBe濃度を測定した。
眞田 幸尚; 宮本 賢治*; 越智 康太郎; 松崎 康治*; 小川 年弘*; 千賀 康弘*
海洋理工学会誌, 24(2), p.9 - 18, 2018/12
大量な放射性核種が海洋に流出した福島第一原子力発電所事故から7年経過した。海底のセシウムの挙動の解明は漁業再開のために必要である。われわれは、海底の堆積物中の放射性セシウム濃度を直接的に計測できる無人観測船を用いた放射線計測システムを開発した。このシステムは自動的に測定ポイントに移動し、堆積物の計測が可能である。検出器の校正は実際のサンプル計測と比較して決定した。このシステムを用いて福島沖の浅海域の放射性セシウム濃度の測定を経時的に実施した。結果から放射性セシウム濃度の分布は変化しているが、全量(インベントリー)としては、放射性セシウムの半減期に従って減少していることが分かった。このようなシステムは簡便に海底の放射性セシウム濃度を測定できるので、海底のセシウムの挙動の解明に役立つ。
東郷 洋子*; 高橋 嘉夫*; 天野 由記; 松崎 浩之*; 鈴木 庸平*; 寺田 靖子*; 村松 康行*; 伊藤 一誠*; 岩月 輝希
Geochimica et Cosmochimica Acta, 191, p.165 - 186, 2016/10
被引用回数：28 パーセンタイル：73.97(Geochemistry & Geophysics)ヨウ素の地層中での移行挙動を理解するうえで、化学状態(価数及び局所構造・結合状態)を把握することは重要である。ヨウ素は環境中で一般的には陰イオンの形態を取りやすく、地層への収着性が低い元素であるとともに、陰イオンの他にさまざまな化学形態をとり、各形態で挙動が異なるため、移行挙動の予測は極めて難しい。そこで、本研究では固液両相の化学形態を分析し、表層土壌圏及び地下岩石圏でのヨウ素の挙動解明を試みた。その結果、有機物が熟成される過程でヨウ素イオンが地下水中に溶出されることが示唆された。また、表層で有機態として固相へ分配されたヨウ素は、深層で無機態となって液相へと溶出するが、一部は有機ヨウ素として固相に残ることが明らかとなった。
O
thin films on Si (100) by ion beam sputter depositionMao, W.*; 藤田 将弥*; 近田 拓未*; 山口 憲司; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 松崎 浩之*
Surface & Coatings Technology, 283, p.241 - 246, 2015/12
被引用回数：3 パーセンタイル：13.81(Materials Science, Coatings & Films)イオンビームスパッタ蒸着法では初めて、成膜温度973K、成膜時の真空度10
Pa未満という条件で、Si (100)基板上に単相のErO(110)薄膜を作製することに成功した。Erのシリサイドが反応時に生成するものの1023Kでの加熱アニールにより、EOの単相膜に変化し、エピタキシャル成長することを反射高速電子線回折法(RHEED)やX線回折法(XRD)などの手法によって確認した。
-ray irradiation facilities上松 敬; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 川島 郁男*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 183, 2015/03
電子加速器及び線照射施設を2013年度年間計画に基づいて照射利用に供した。電子線及び線照射施設の利用件数は2012年度と同様であった。東京電力福島第一原子力発電所の事故に対する復興対応関連の課題については、電子加速器では47件、線照射施設においては91件の利用があった。
-ray irradiation facilities上松 敬; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 川島 郁男*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 182, 2015/03
電子・線照射施設はほぼ順調に稼動した。2013年度における運転時間は、電子加速器では1242時間、コバルト第1棟では18900時間、コバルト第2棟では11804時間、食品棟では6587時間であった。主要なメンテナンスは次の通りである。電子加速器ではSF
ガス回収装置の更新を行った。コバルト施設の整備時にプール水を保管するための600m
の貯水タンクを設置した。コバルト第1棟及び第2棟では線源の補充を行った。食品棟では定期整備を行った。
-ray irradiation facilities上松 敬; 春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 181, 2014/03
電子加速器及び線照射施設を年間計画に基づいて照射利用に供した。電子線の利用件数では2011年度に比べ変化はなく、線照射施設の利用件数は幾らかの減少が見られた。福島第一原子力発電所の事故に対する復興対応関連の課題については、電子加速器では14件、線照射施設においては93件の利用があった。
-ray irradiation facilities上松 敬; 春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 180, 2014/03
電子・線照射施設は大きなトラブルはなく順調に稼動した。2012年度における運転時間は、電子加速器では910時間、コバルト第1棟では15738時間、コバルト第2棟では10537時間、食品棟では7871時間であった。主要なトラブル,メンテナンスは次の通りである。電子加速器ではSFガス回収装置が故障し空気の混入があった。コバルト第1棟では定期整備と線源の補充を行った。古くなったCo30cm棒状線源15本、Co球状線源12個及び
Cs線源5個の処分をアイソトープ協会を通して行った。
-ray irradiation facilities上松 敬; 春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 174, 2013/01
電子・線照射施設は大きなトラブルもなく順調に稼動した。2011年度における運転時間は、電子加速器では1059時間、コバルト第1棟では18722時間、コバルト第2棟では9976時間、食品棟では7427時間であった。主要なトラブルメンテナンスは次の通りである。電子加速器では電子流制御回路の故障とSF絶縁ガスへの空気の混入のトラブルがあり修理を行った。コバルト第2棟の定期整備を行った。コバルト第2棟への線源の補充を行った。古い線源の処分では、30cm棒状線源45本とコインタイプ線源8個とフレックス用線源の処分を日本アイソトープ協会を通して行った。
-ray irradiation facilities春山 保幸; 上松 敬; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; et al.
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 175, 2013/01
電子加速器及び線照射施設を年間計画に基づいて照射利用に供した。電子線の利用では、原子力施設材料やバイオ技術の分野が増加し、有機材料の分野や宇宙環境材料の分野で減少が見られた。線照射施設の利用においては、宇宙環境材料及び有機材料の分野で増加したが、原子力施設の材料研究やバイオ技術分野で減少した。福島第一原子力発電所の震災での復興支援においては、電子加速器では15件、線照射施設においては94件の利用があった。
岩月 輝希; 水野 崇; 國丸 貴紀; 天野 由記; 松崎 達二; 仙波 毅
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 19(2), p.51 - 63, 2012/12
高レベル放射性廃棄物の地層処分は長期に渡って世代の異なるさまざまな技術者がかかわる事業であり、その技術にかかわる知見の継承やプロジェクト監理にかかわる意思決定過程の追跡性を担保するための情報管理の仕組みが必要となる。筆者らは、地層処分にかかわる地下深部の地質環境特性調査の手順,ノウハウ,留意点などの情報管理技術としてウェブ上で情報を利用(保管・閲覧)可能なエキスパートシステムを構築した。なお、本報告では、その概要とエキスパートシステムに収録した知見の一例として、文献調査から精密調査段階における地球化学解析の手順などについて述べる。
-ray irradiation facilities春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 金子 広久; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; 川島 郁男*; et al.
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 174, 2012/01
電子加速器の運転時間は9月から3月までは、国際原子力人材育成イニシアチブ予算に基づく高稼働化運転のため月曜日から金曜日まで9:00から22:30まで稼働させたため、1,065.2(947.9)※時間であり、平成21年度と比較して7%増加した。線照射施設の運転時間は、コバルト第1棟20,691(15,971)時間、コバルト第2棟9,981(12,389)時間、食品棟7,076(7,681)時間であり、平成21年度と比較して第1棟では、30%増加、第2棟は20%減少、食品棟も8%減少した。第1棟での運転時間の増加は、耐放射線性試験のための長時間連続照射が増えたためである。コバルト第2棟第6照射室は週末運転を継続して実施している。平成23年3月11日に発生した東日本大震災では、電子加速器の本体内部の部品の脱落やしゃへい扉の一部破損等の被害が発生したが、大事には至らなかった。ただし、以降年度末まで照射運転は停止した。
-ray irradiation facilities and electron accelerator金子 広久; 春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 長尾 悠人; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; 川島 郁男*; et al.
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 175, 2012/01
線照射施設及び1台の電子加速器を2011年3月11日に発生した震災以降、点検等のため年度末まで利用を停止した以外は、ほぼ年間の運転計画に基づいて照射利用に供した。2010年度の線照射施設の利用は、環境保全技術及び基盤技術分野が増加し、有機放射線化学及びバイオ技術分野が減少した。電子加速器の利用は、宇宙環境材料分野が増加し、有機放射線化学及び施設供用分野が減少した。
土橋 邦生*; 清水 泰生*; 松崎 晋一*; 長嶺 竹明*; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 横山 彰人; 石井 保行; 神谷 富裕; 荒川 和夫*; et al.
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 87, 2012/01
In-air microparticle-induced X-ray emission (in-air micro-PIXE) analysis is based on irradiation of specimens with a proton ion microbeam, and has been modified for biological application. Two-dimensional analysis and quantitative analysis using the system confirmed that asbestos induced apoptosis by upregulating Fas expression and also revealed the accumulation of CD163-expressing macrophages in the lungs of patients with asbestosis. By quantitative comparison of the area of Fas or CD163 expression and the Fas- or CD163-negative area in asbestos lung tissue, the harmful levels which caused the expression of Fas or CD163 could be estimated on Silica, Ferrous iron, and Magnesium deposition. These results indicate that the system could be very useful for investigating the pathogenesis of inhaled asbestos-induced immune reactions and for determining harmful levels of asbestos.
-ray irradiation facilities金子 広久; 春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; 川島 郁男*; 松崎 慎也*
JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 183, 2011/01
1台の電子加速器及び線照射施設を、年間の運転計画に基づいて照射利用に供した。2009年度の電子加速器の利用は、宇宙環境材料及び無機機能材料分野が増加し、基盤研究及び原子力材料分野が減少した。線照射施設の利用は、原子力材料分野が増加し、有機・放射線化学及びバイオ技術・医学応用分野が減少した。
