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論文

中性子回折ラインプロファイル解析によるフェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の引張変形中の転位増殖その場観察

佐藤 成男*; 黒田 あす美*; 佐藤 こずえ*; 熊谷 正芳*; Harjo, S.; 友田 陽*; 齋藤 洋一*; 轟 秀和*; 小貫 祐介*; 鈴木 茂*

鉄と鋼, 104(4), p.201 - 207, 2018/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:52.95(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

To investigate the characteristics of dislocation evolution in ferritic and austenitic stainless steels under tensile deformation, neutron diffraction line-profile analysis was carried out. The austenitic steel exhibited higher work hardening than the ferritic steel. The difference in the work hardening ability between the two steels was explained with the dislocation density estimated by the line-profile analysis. The higher dislocation density of the austenitic steel would originate from its lower stacking fault energy. Dislocation arrangement parameters indicated that the strength of interaction between dislocations in the austenitic steel was stronger than that in the ferritic steel.

論文

Quantitative evaluation of texture and dislocations during annealing after hot deformation in austenitic steel using neutron diffraction

友田 陽*; 佐藤 成男*; Uchida, M.*; 徐 平光; Harjo, S.; Gong, W.; 川崎 卓郎

Materials Science Forum, 905, p.25 - 30, 2017/08

Microstructural change during hot compressive deformation at 700 $$^{circ}$$C followed by isothermal annealing for a Fe-32Ni austnitic alloy was monitored using ${it in situ}$ neutron diffraction. The evolution of deformation texture with 40% compression and its change to recrystallization texture during isothermal annealing were presented by inverse pole figures for the axial and radial directions. The change in dislocation density was tracked using the convolutional muli-profile whole profile fitting method. To obtain the fitting results with good statistics, at least 60 s time-slicing for the event-mode recorded data was needed. The average dislocation density in 60 s after hot compression was determined to be 2.8 $$times$$ 10$$^{14}$$ m$$^{-2}$$ that decreased with increasing of annealing time.

論文

中性子・X線回折ラインプロファイル解析の最近の進歩

友田 陽*; 佐藤 成男*; Harjo, S.

鉄と鋼, 103(2), p.73 - 85, 2017/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:32.09(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

Several methods on single-peak and multi-peaks line-profile analyses for neutron or X-ray diffraction are critically reviewed. Compared with deconvolutional methods like the classical Williamson-Hall method and the modified Warren-Averbach method combined with the modified Williamson-Hall plot, a recently developed convolutional multiple whole profile (CMWP) fitting method enables to provide the density, arrangement and character of dislocation and crystallite size reasonably. Elasto-plastic deformation behavior in austenite, ferrite, martensite and two-phase steels are studied using such profile analyses, revealing that flow stress is dependent not only on dislocation density but also its arrangement. In particular, in situ neutron diffraction with the CMWP analysis is powerful to monitor microstructural changes during deformation and/or heat treatment.

論文

Rapid measurement scheme for texture in cubic metallic materials using time-of-flight neutron diffraction at iMATERIA

小貫 祐介*; 星川 晃範*; 佐藤 成男*; 徐 平光; 石垣 徹*; 齋藤 洋一*; 轟 秀和*; 林 眞琴*

Journal of Applied Crystallography, 49(5), p.1579 - 1584, 2016/10

AA2016-0186.pdf:1.13MB

 被引用回数:7 パーセンタイル:26(Chemistry, Multidisciplinary)

The authors have developed texture measurement system on a time-of flight neutron diffractometer, iMATERIA (BL20, MLF/J-PARC, Japan). Quantitative Rietveld texture analysis for a duplex stainless steel was possible with one neutron beam exposure for several minutes without sample rotation. The minimum number of diffraction spectra required for the Rietveld texture analysis was experimentally determined as $$sim$$100. The suggested rapid measurement scheme used 132 spectra and determined volume fractions of texture components in both ferrite and austenite phases, quantitatively. This quantitative and rapid measurement scheme was established by utilizing the features of iMATERIA as a powder diffractometer, i.e. fairly high resolution in d-spacing and numerous detectors equipped in a wide range of scattering angle.

論文

Investigation of elastic deformation mechanism in as-cast and annealed eutectic and hypoeutectic Zr-Cu-Al metallic glasses by multiscale strain analysis

鈴木 裕士; 山田 類*; 椿 真貴*; 今福 宗行*; 佐藤 成男*; 綿貫 徹; 町田 晃彦; 才田 淳治*

Metals, 6(1), p.12_1 - 12_11, 2016/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:82.56(Materials Science, Multidisciplinary)

X線散乱法やひずみゲージによるマルチスケールひずみ解析により、熱処理前後の共晶および亜共晶Zr-Cu-Al三元系金属ガラスの弾性変形挙動を評価した。ダイレクトスペース法やQスペース法により求めたミクロひずみと、ひずみゲージにより測定したマクロひずみとを比較し、それらの相関から共晶および亜共晶金属ガラスの変形機構の違いを明らかにした。共晶Zr$$_{50}$$Cu$$_{40}$$Al$$_{10}$$金属ガラスは、熱処理による自由体積の減少によるミクロ組織の均質化により変形抵抗は向上するものの、流動性の高いWBR(Weakly-Bonded Region)の減少にともなって延性を失うことがわかった。一方、亜共晶Zr$$_{60}$$Cu$$_{30}$$Al$$_{10}$$金属ガラスでは、もともと均質なミクロ組織を有しているものの、熱処理によるナノクラスター形成により、ミクロ組織の均質性および弾性均質性が失われることが分かった。このような熱処理に伴う組織変化は、構造緩和しても、延性や靭性が減少しないという亜共晶金属ガラスのユニークな機械的特性を生み出す要因と考えられる。

論文

Evaluation of compressive deformation behavior of Zr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$ bulk metallic glass containing ZrC particles by synchrotron X-ray diffraction

鈴木 裕士; 才田 淳治*; 菖蒲 敬久; 勝山 仁哉; 加藤 秀実*; 今福 宗行*; 佐藤 成男*

Scripta Materialia, 66(10), p.801 - 804, 2012/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:54.08(Nanoscience & Nanotechnology)

10vol.%ZrC粒子分散Zr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$四元系金属ガラスについて、圧縮変形させた試験片内部のZrC相及び金属ガラス相の残留ひずみを放射光X線により測定するとともに、有限要素解析によりZrC粒子周辺の局所的な塑性変形挙動を評価することによって、その圧縮変形メカニズムを評価した。その結果、変形初期においては、粒子周囲に局所的な塑性変形を生じるとともに、金属ガラス相が大きくひずみを負担するが、変形が進むと金属ガラス相が全体的に降伏して粒子が大きくひずみを負担、最終的には粒子が粒内破壊を生じて破断に至ることを明らかとした。

論文

The Effects of essence of chicken on the trace metal distribution in stressful mice brain slices by in-air micro-PIXE

櫻井 映子*; 谷内 一彦*; 石井 慶造*; 藤木 広太*; 平石 慎吾*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 岡村 信行*; 横山 彰人; 加田 渉; et al.

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 84, 2012/01

We examined the effects of essence of chicken (BEC) on stressful H3-KO mice and distribution changes of trace metal in the brain using micro-PIXE. The mice were administered orally1 ml of BEC before subjected stress. The amount of Zinc in the slices of subjected restraint stress (physical stress) or no-stress control group are almost same when compared with BEC treated group. However, the amount of zinc in the BEC treated slice of subjected psychological stress were significant higher than that of no-treated BEC mice. Bromine level in the brain of BEC treated mice slightly-higher than non-treated mice (Data was not shown). Zinc levels show tended correlation with iron in BEC treated psychological-stress mice brain. BEC might have increased blood flow and the produce anti-stress effect.

論文

Increased antitumor effect of chemotherapy, using radiosensitive microcapsules containing anti-RLIP076

原田 聡*; 江原 茂*; 石井 慶造*; 佐藤 隆博; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 神谷 富裕

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 89, 2012/01

RLIP 76 is a peptide (76 kDa) that is activated by radiation, which mediates ATP-dependent primary active efflux of organic anionic compounds (reactive oxygen species, ROS), and cationic chemotherapeutic drugs (doxorubicin, adriacin, carboplatin). Thus, the inhibition of RLIP76 by anti-RLIP 76 antibody might inhibit the efflux of ROS and chemotherapeutic reagents, and increase intratumoral concentration of chemotherapeutic reagents, which might result in increased antitumor effect. In this study, we encapsulated carboplatin (platinum based anticancer drug) and anti-RLIP 76 IgG, and their antitumor effect was tested in combination with radiation. In micro-PIXE camera imaging, unirradiated microcapsules had smooth surface and distinct liquid core. After radiation, the contour of microcapsules were made irregular and releasing of carboplatin could be observed. Then anti-RLIP-76 IgG inhibited the efflux of carboplatin from tumors.

論文

The Kinetics of Fe and Ca for the development of radiation-induced apoptosis by micro-PIXE imaging

原田 聡*; 玉川 芳春*; 石井 慶造*; 田中 晃*; 佐藤 隆博; 松山 成男*; 山崎 浩道*; 神谷 富裕; 酒井 卓郎; 荒川 和夫; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 189(1-4), p.437 - 442, 2002/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:85.81

放射線誘起アポトーシスと微量元素の挙動の相互作用を詳しく調べるために、ヒト白血病細胞に$$^{60}$$Coの$$gamma$$線をインビトロで照射し、微量元素の画像化を行った。アポトーシスの頻度はTUNEL染色をした後、顕微鏡で 400 倍に拡大して得た。また、マイクロPIXE分析で細胞内の微量元素の分布の測定を行った。アポトーシスの初期段階では鉄が細胞質に集中して見られたが、アポトーシスが進行すると鉄の集積は無くなり、細胞核でCaが集積しZnが減少した。このことから、アポトーシスの進行には (1)FeやFeを含む酵素による細胞質から細胞核への信号の伝達, (2) Ca に依存する酵素による細胞核の変性と核からのZnの放出、の2つの段階が存在するようである。このような微量元素の集積はアポトーシスの新しい標識になると思われる。

論文

STIM imaging for mammalian cell samples before micro-PIXE analyses in air environment at JAERI Takasaki light ion microbeam system

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 及川 将一*; 佐藤 隆博*; 石井 慶造*; 杉本 明日香*; 松山 成男*

International Journal of PIXE, 9(3-4), p.217 - 225, 1999/11

原研高崎の軽イオンマイクロビーム装置において、走査透過イオン顕微鏡(STIM)による大気中動物細胞試料の像が初めて取得された。STIMは微少電流を用いるため高空間分解能でかつ試料への照射損傷のないイメージングが可能であり、マイクロPIXE分析を行う試料への直接的なビーム照準法として導入した。予備実験の試料として凍結乾燥法により有機薄膜上に調整した動物細胞を用いた。有機膜は試料ホルダーであると同時にビームを大気中に引出す窓でもある。膜と試料を透過したイオンのエネルギーを測定するため、検出器としてSi PINダイオードを試料直後に置いた。マイクロビーム走査・多次元データ収集システムによって得られたSTIM像は、マイクロPIXE分析の結果とよく対応づけられた。発表では、STIMシステムの詳細について述べ、得られた結果をマイクロPIXE分析のそれと合わせていくつか紹介する。

口頭

中性子回折法による金属ガラスの変形挙動評価

鈴木 裕士; 才田 淳治*; 今福 宗行*; 佐藤 成男*

no journal, , 

中性子回折やX線回折法による残留応力測定は、多結晶や単結晶などの結晶材料にのみ適用可能であり、非晶質材のひずみ測定は困難とされてきた。最近では、放射光X線によりハローを測定し、その情報から得られた動径分布曲線より引張変形に伴う局所構造変化を評価し、その結果からひずみ変化を求めるDirect space methodや、第一ハローの位置変化からひずみ変化を求めるQ-space methodが報告されている。本研究では、中性子回折法によるQ-space methodを用いて、Zr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$四元系金属ガラスの引張変形挙動評価の可能性を検討した。

口頭

大気マイクロPIXE分析法の生体試料への応用

櫻井 映子*; 谷内 一彦*; 石井 慶造*; 小山 亮平*; 酒巻 学*; 山中 健太郎*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; et al.

no journal, , 

脳の機能性疾患には疾患と微量金属元素の関係が示唆されており、ストレス,てんかん発作,覚せい剤など規制薬物の使用による脳の異常興奮に対して、ヒスタミン神経系が抑制的に働くことを行動薬理学的手法を用いて解析する一方、マイクロPIXE分析法を用いることによって、認知機能に関しては特にヒスタミンH1受容体の機能が深く関与していることが明らかになってきた。また、海馬の新生神経は臭素イオンをよく取り込むことが知られており、マウスの脳の元素分布を大気マイクロPIXE分析法で測定することを試みた。その結果、脳内に存在するヒスタミン受容体の種類により臭素集積量が異なり、実験行動薬理学実験との相関が見られることがわかった。

口頭

中性子回折法によるZrC結晶粒子分散Zr-Al-Ni-Cuバルク金属ガラスの圧縮変形挙動評価

鈴木 裕士; 才田 淳治*; 勝山 仁哉; 今福 宗行*; Setyawan, A. D.*; 加藤 秀実*; 佐藤 成男*

no journal, , 

圧縮変形除荷後の10vol%ZrC粒子分散四元系金属ガラスのZrC相の残留応力を中性子回折法により測定するとともに、有限要素解析によりZrC粒子周囲に発生する塑性ひずみの評価を行った。その結果、巨視的に降伏する以前から、ZrC粒子周辺に局所的な塑性変形を生じ、そこを起点にせん断帯が発生する可能性を示した。また、変形が進むと、試験片全体に渡ってせん断帯が導入されるが、ZrC粒子によるボンド効果によって、破断せずに塑性変形が進み、ある負荷に達するとZrC粒子に粒内破壊を生じて破断に至るという新しい破壊モデルを提案した。

口頭

放射光X線によるZrC粒子分散Zr-Al-Ni-Cuバルク金属ガラスの圧縮変形挙動評価

鈴木 裕士; 才田 淳治*; 加藤 秀実*; 佐藤 成男*; 今福 宗行*; 菖蒲 敬久

no journal, , 

圧縮変形除荷後の10vol%ZrC粒子分散Zr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$四元系金属ガラスのZrC相及び金属ガラス相の残留応力を放射光X線により測定し、その結果から圧縮負荷中に両相が負担する応力状態と両相の変形状態を予測した。その結果、変形初期においては、ZrC粒子周囲に局所的な塑性変形を生じるとともに、金属ガラス相が大きくひずみを負担するが、変形が進むと金属ガラス相が全体的に降伏してZrC粒子が大きくひずみを負担、最終的にはZrC粒子が粒内破壊を生じて破断に至ることを明らかとした。

口頭

大気マイクロPIXEにより見いだされた脳切片の元素分布変化

櫻井 映子*; 石井 慶造*; 山中 健太郎*; 大倉 曉*; 藤木 広太*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; 荒川 和夫*; et al.

no journal, , 

覚醒剤の使用により惹起される覚醒剤精神病では、異常行動の誘起とともに、認知機能の低下が起こることに着目し、覚醒剤を連続投与したマウスを作成して、海馬の歯状回の神経新生と脳内微量元素分布の変化を大気マイクロPIXE法で分析したところ、微量元素の分布が正常マウスとは異なる知見が得られた。

口頭

放射線感受性マイクロカプセルを用いた薬剤標的療法における薬剤作用長期化の試み

原田 聡*; 江原 茂*; 石井 慶造*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 世良 耕一郎*; 斉藤 義弘*

no journal, , 

放射線照射に反応して内容を放出するマイクロカプセルを開発し、抗がん剤Carboplatinと抗がん剤排泄を抑制するRLIP76をマイクロカプセルに加えて、マウスに移植したMM48腫瘍に皮下注射を行った。20Gyの放射線照射により、76%のマイクロカプセルがCarboplatinとRLIP76を放出し、抗腫瘍効果が持続することが、大気マイクロPIXEによって確認された。

口頭

マイクロPIXEによる微量元素分布計測技術

佐藤 隆博; 江夏 昌志; 加田 渉; 横山 彰人; 大久保 猛; 山崎 明義; 石井 保行; 神谷 富裕; 松山 成男*; 石井 慶造*

no journal, , 

細胞レベルの微小領域の微量元素分析が可能にするために、ビーム径0.25$$mu$$mの軽イオンマイクロビーム装置を用いた大気マイクロPIXE分析システムを開発し、単一細胞内の微量元素分布を画像化することに成功した。現在では、医学,生物学,薬学,歯学などの分野で応用が進められている。

口頭

大気マイクロPIXE法による食品の抗ストレス効果の評価

櫻井 映子*; 谷内 一彦*; 岡村 信行*; 石井 慶造*; 藤木 広太*; 平石 慎吾*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 横山 彰人; 加田 渉; et al.

no journal, , 

ストレス負荷により認知機能の低下を起こすモデルマウスを用いて、東南アジアで古くから滋養強壮に用いられてきたチキンエキスの効果を、神経の新生と、大気マイクロPIXEで分析した脳内元素分布の変化から評価することを試みた。チキンエキスを投与したマウスの海馬歯状回における臭素と他の元素量を比較した結果、臭素集積量はすべてのチキンエキス投与群で増加傾向をとった。ストレス負荷で著しい変化を示したのが亜鉛で、心理的ストレス群では亜鉛が有意に減少したが、チキンエキス投与後に亜鉛量は有意に増加していた。この結果から、心理的ストレス負荷で味覚障害が引き起こされる場合の原因として、脳内亜鉛含量の低下が考えられ、チキンエキスの投与はそれを回避させる可能性があることが示唆された。

口頭

マイクロカプセルの微細化とマウスにおける体内動態

原田 聡*; 江原 茂*; 石井 慶造*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 神谷 富裕

no journal, , 

肺,脳,脾臓,腎臓などの臓器に引っかかり塞栓症ならないように、放射線照射によって抗癌剤を放出するマイクロカプセルを微細化させた。このカプセル百万個/0.1mLをマウス(C$$_{3}$$He/J, 6週齢,オス)の尾静脈より静脈注射した。注射1時間後、肺,肝臓,腎臓,脾臓を剖出し、micro-PIXE分析(25$$times$$25$$mu$$m)の8視野中のトラップされたカプセル数をカウントした。カプセル径は、874$$pm$$12nmであり、有意にカプセルの微細がなされた。肺,肝臓,腎臓,脾臓にトラップされたカプセル数は有意に減少した。今後、静脈注射用のカプセル開発に発展させる。

口頭

大気マイクロPIXE法によるヒスタミン受容体欠損マウス脳内微量元素の測定

櫻井 映子*; 谷内 一彦*; 岡村 信行*; 石井 慶造*; 平石 慎吾*; 山内 祥聖*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 横山 彰人; 加田 渉; et al.

no journal, , 

神経性ヒスタミンは、学習,記憶,行動量,睡眠,覚醒に関係するなど、重要な働きをしている。本研究では、大気マイクロPIXE (particle induced X-ray emission)を用いてヒスタミン受容体欠損マウスの脳内微量元素を測定し、現在までに同定されているH1, H2, H3, H4の4つヒスタミン受容体の機能を明らかにすることを目的としている。今回は、H1受容体欠損マウス(H1KO), H1H3二重受容体欠損マウス(H1H3DKO)を実験に用い、脳内微量元素量の変化を測定することを試みた。これらのマウスの脳を摘出し、ドライアイスで凍結した後、16$$mu$$mの厚さの切片にして、大気マイクロPIXEで分析した結果、H1KOの脳切片ではMg, P, S, Cl, Brが減少傾向にあり、Cuは有意に増加していることがわかった。一方、H1H3DKOの脳切片では、Ca, Cu, Znの減少傾向とFe, Brの増加傾向があることがわかった。これらの元素の増減の解釈にはさらなる実験と解析が必要であるが、一例として、Brは海馬神経新生細胞の量に関係することと、Caが増加傾向になると神経活動が活性化し神経伝達物質量が減少することがわかっている。今後、大気マイクロPIXEを用いこれらの元素の増減を分析することが、ヒスタミン受容体の機能解明に繋がると考えられる。

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