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論文

Crosslinked-chelating porous sheet with high dynamic binding capacity of metal ions

和田 剛*; 石原 量*; 三好 和義*; 梅野 太輔*; 斎藤 恭一*; 浅井 志保; 山田 伸介*; 廣田 英幸*

Solvent Extraction and Ion Exchange, 31(2), p.210 - 220, 2013/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.58(Chemistry, Multidisciplinary)

金属イオンを迅速に濃縮又は精製するためには、優れた動的吸着容量を有する分離材料を用いるのが効果的である。本研究では、エチレングリコールジメタクリレートとグリシジルメタクリレートの共重合反応によって、透水性・加工性に優れたシート状多孔性高分子の細孔表面にキレート形成基を有する架橋型高分子鎖を付与し、新規な吸着体を作製した。得られた多孔性高分子吸着体は、銅イオンに対して、十分な平衡吸着容量を保持しつつも優れた動的吸着容量を実現した。これは、架橋された高分子鎖によって、銅イオンの高分子鎖相内における吸着体厚み方向への拡散速度が抑制されたためであり、高分子鎖の架橋が効果的に作用したことを示している。

論文

Tolerance of anhydrobiotic eggs of the tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$ to extreme environments

堀川 大樹*; 山口 理美*; 坂下 哲哉; 田中 大介*; 浜田 信行*; 行弘 文子*; 桑原 宏和*; 國枝 武和*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; et al.

Astrobiology, 12(4), p.283 - 289, 2012/04

 被引用回数:14 パーセンタイル:29.48(Astronomy & Astrophysics)

クマムシの乾燥休眠状態である卵の孵化率について、宇宙空間の特徴的な極限環境要因である放射線(Heイオン線),極低温,高真空に対する耐性を調べた。その結果、50%が孵化できない線量が約500Gy, -196度に曝されても70%以上が孵化し、6$$times$$10$$^{-5}$$Paの高真空においた後でも孵化することができることがわかった。以上の結果から、宇宙空間であってもクマムシの耐性能力により、乾眠状態であるならば、存在できる可能性が示唆された。

報告書

汎用小型試験研究炉の概念検討; 平成22年度活動報告(共同研究)

今泉 友見; 宮内 優; 伊藤 正泰; 綿引 俊介; 永田 寛; 花川 裕規; 那珂 通裕; 川又 一夫; 山浦 高幸; 井手 広史; et al.

JAEA-Technology 2011-031, 123 Pages, 2012/01

JAEA-Technology-2011-031.pdf:16.08MB

世界の試験研究炉は、老朽化に伴う廃炉により減少しているが、その一方でアジア諸国においては、原子力発電の導入計画が相次いでいる。このようなアジア諸国では、原子力発電所を建設した後の運転管理ができる技術者の育成が課題となっていると同時に、自国における原子力技術を高めるため、軽水炉の長期化対策,科学技術の向上,産業利用及び原子力人材育成のための試験研究炉の必要性が高まっている。このような背景から、照射試験炉センターにおいては、今後、発電用原子炉を導入する国に向け、各種照射利用や教育訓練に用いる試験研究炉の基本概念検討を開始した。設計活動を通じた本検討は、照射試験炉センターにおける試験研究炉の設計に必要な計算コードなどの環境の整備及び人材育成に貢献するとともに、本概念検討に共同研究として参加する原子力関連会社の試験研究炉にかかわる技術力の維持,向上にも貢献することが期待される。本報告は、平成22年度に設置された「照射試験炉センター汎用小型試験研究炉WG(ワーキンググループ)」と原子力関連会社が行った平成22年7月$$sim$$平成23年6月までの試験研究炉の概念検討結果について取りまとめたものである。

論文

架橋型キレート多孔性シートの動的吸着容量の空間速度依存性

和田 剛*; 石原 量*; 三好 和義*; 梅野 太輔*; 斎藤 恭一*; 浅井 志保; 山田 伸介*; 廣田 英幸*

日本イオン交換学会誌, 22(2), p.47 - 52, 2011/01

無機イオンを分析する際には、ターゲットとなるイオンの濃縮や精製が必要となる。これらの操作を迅速に行うためには動的吸着容量が大きいことが有利である。本研究では、架橋した高分子鎖を多孔性高分子の細孔表面へ修飾することにより、動的吸着容量に優れた分離材料の開発を目指した。基材には細孔径1$$mu$$mのポリエチレン製多孔体を採用し、放射線グラフト重合によってイミノ二酢酸基を持つ架橋高分子鎖を付与した。本材料では、多孔体細孔表面に付与した高分子鎖へ効率よくターゲットが接触でき、さらに、架橋することによって、イミノ二酢酸基に捕捉されたターゲットの高分子鎖相内における拡散が抑制され、非架橋型の多孔体に比べて動的吸着容量が向上する。イミノ二酢酸基だけでなく、イオン交換基の場合でも、架橋によって同様の効果が期待される。

論文

Developments of high power gyrotron and power modulation technique using the JT-60U ECRF system

小林 貴之; 寺門 正之; 佐藤 文明; 横倉 賢治; 下野 貢; 長谷川 浩一; 澤畠 正之; 鈴木 貞明; 平内 慎一; 五十嵐 浩一; et al.

Plasma and Fusion Research (Internet), 4, p.037_1 - 037_10, 2009/08

電子サイクロトロン加熱電流駆動は高効率電子加熱と、新古典ティアリングモード(NTM)抑制において重要な核融合プラズマ制御手法である。近年、JT-60Uの電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、高出力ジャイロトロン開発と出力変調技術開発に成功した。1.5MW, 1秒間の安定な発振が2007年に初めて実証された。空胴及びコレクターの温度上昇の評価を行い、1.5MWでのパルス幅伸張が、110GHzジャイロトロン改造管により可能である見通しを得た。加えて、NTMに同期した0.8MW, 5kHzの出力変調ECCDを実施した。NTM同期装置が期待どおりに動作し、JT-60UでのNTM抑制実験において重要な役割を果たした。これらの開発結果により、近い将来の電子サイクロトロン波加熱電流駆動装置において、性能を向上させるための開発に重要な知見が得られた。

論文

Establishment of a rearing system of the extremotolerant tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$; A New model animal for astrobiology

堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 行弘 文子*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; et al.

Astrobiology, 8(3), p.549 - 556, 2008/06

 被引用回数:48 パーセンタイル:13.48(Astronomy & Astrophysics)

クマムシの一種、ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$を餌として培養可能であることを報告する。本飼育条件にて、クマムシの平均寿命は35日、卵の孵化に要する時間が5.7日、孵化後9日で排卵した。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196$$^{circ}$$Cの超低温や100$$^{circ}$$Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000Gyの$$^{4}$$Heイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

報告書

中性子核変換ドーピングSi半導体(NTD-Si)製造用JRR-3高性能シリコン照射装置の概念設計

広瀬 彰; 和田 茂; 楠 剛

JAEA-Technology 2007-033, 87 Pages, 2007/03

JAEA-Technology-2007-033.pdf:4.44MB

中性子核変換ドーピングSi半導体(NTD-Si)は高性能のパワーデバイスとしての高品位特性を有し、最近のハイブリッド車の増産に伴い需要が増大している。この需要増大に対応するため、中性子照射に適した日本原子力研究開発機構の研究炉(JRR-3, JRR-4, JMTR)を用いたNTD-Si増産の技術的課題に対する対策を進めている。その有効な対策の一つとしてJRR-3均一照射設備を利用した高性能シリコン照射装置の概念設計を行った。JRR-3の均一照射設備は、Siインゴット全体に対し均一に中性子照射を行うためSiインゴットを軸方向に上下反転して2度照射する方式が採用されており、反転作業を手作業で行っているため、シリコン照射装置内で許容線量率を下回るまで待つ必要があり、48時間以上の待機後に反転作業を行っている。照射設備の運転稼働率を高めSi生産量の増量を図るためには、待機時間を少なくすること及び手作業による操作工程を少なくする全自動化装置の製作を行うことが有効である。本報告書は、JRR-3均一照射設備として使用する高性能シリコン照射装置の概念設計に関するものである。

論文

Effects of heavy ions and $$gamma$$-ray on the tardigrade ${it Milnesium tardigradum}$

堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 116, 2007/02

クマムシとは、緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、乾燥して無代謝状態であるanhydrobiosis(cryptobiosis)に移行する特徴がある。クマムシは、このanhydrobiosis状態において、さまざまな種類の極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒の暴露など)に耐性を示すことが知られている。クマムシにおける耐性機構を調査することは、高等生物の極限環境耐性獲得の可能性につながると思われる。そこで、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ(${it Milnesium tardigradum}$)のイオンビームと$$gamma$$線照射に対する耐性を調査した。活動状態とanhydrobiosis状態における放射線耐性を比較したところ、活動状態のクマムシの方がより高い耐性をもつことが示唆された。また、オニクマムシが$$gamma$$線よりもイオンビームに対してより高い耐性を示すことがわかった。

報告書

中性子核変換ドーピングSi半導体(NTD-Si)製造機能拡充のための外部冷却法対応設備の製作(共同研究)

広瀬 彰; 和田 茂; 笹島 文雄; 楠 剛; 亀山 巌*; 会澤 良二*; 菊池 直之*

JAEA-Technology 2006-059, 122 Pages, 2007/01

JAEA-Technology-2006-059.pdf:26.03MB

中性子核変換ドーピングSi半導体(NTD-Si)は高性能のパワーデバイスとしての高品位特性を有しており、最近のハイブリッド車の増産状況等を反映し、その需要が急激に増大するものと見込まれる状況にある。このような需要増大に対応するため、JRR-3を用いたNTD-Si増産の技術的課題の検討が進められている。本書は、その検討の一環として提案されたJRR-3均一照射設備における外部冷却法対応設備の製作に関するものである。JRR-3均一照射設備では、長尺なSiインゴット全体に対し均一に中性子照射を行うためSiインゴットを軸方向に上下反転して2度照射する方式が採用されており、反転作業を人為的に行っている。このため許容線量率を下回るまでの間、Si照射設備内で放射能が減衰するのを待つ必要から長い待機が余儀なくされていた。照射設備の運転稼働率を高めSi生産量の増量を図るためには、待機時間を短縮することが有効と考え、この待機時間を改善する優れた方法として外部冷却法を考案し、今回その製作と実用試験を実施した。この外部冷却法対応設備を有効に活用することにより、増産を見込んでいる。

論文

Radiation tolerance in the tardigrade ${it Milnesium tardigradum}$

堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.

International Journal of Radiation Biology, 82(12), p.843 - 848, 2006/12

 被引用回数:95 パーセンタイル:0.76(Biology)

クマムシとは、体長がおよそ0.1$$sim$$1.0mmの緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生のクマムシは、通常80%程度である体内の水分含量率がおよそ1%にまで脱水してanhydrobiosis (無水生命)という無代謝状態に移行する特徴がある。クマムシは、無水生命状態において、さまざまな極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒などへの暴露)に耐性を示す。本研究では、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種であるオニクマムシ(${it Milnesium tardigrdum}$)に対し、活動状態及び無水生命状態において$$^{60}$$Co-$$gamma$$線(1$$sim$$7kGy)あるいは$$^{4}$$Heイオンビーム(12.5MeV/amu, LET: 16.2keV/$$mu$$m; 1$$sim$$8kGy)を照射し、照射直後から照射後31日間飼育後までの短期・長期生存率及び生殖能への影響を調べた。照射48時間後の半致死線量(LD$$_{50}$$)は、活動状態では5.0kGy($$gamma$$線)及び6.2kGy($$^{4}$$Heイオンビーム)であり、無水生命状態では4.4kGy($$gamma$$線)及び5.2kGy($$^{4}$$Heイオンビーム)であった。活動状態でも無水生命状態でも、照射した$$gamma$$線の線量に応じた寿命短縮効果が見られた。2kGy以上の$$gamma$$線照射によってほとんどすべての個体で産卵が阻害され、例外的に3個産卵した唯一の個体の場合も、その卵は孵化しなかった。

論文

Current status of irradiation facilities in JRR-3 and JRR-4

堀 直彦; 和田 茂; 笹島 文雄; 楠 剛

JAEA-Conf 2006-003, p.15 - 23, 2006/05

JRR-3及びJRR-4の照射設備について紹介を行う。また、キャプセル照射の目的別内訳等により現状についても説明する。

論文

Polarization-dependent dissociation selectively induced by core-electron excitation in methyl ester terminated self-assembled monolayer

木崎 寛之*; 和田 眞一*; 佐古 恵里香*; 隅井 良平*; 輪木 覚*; 漁 剛志*; 関谷 徹司*; 関口 哲弘; 田中 健一郎*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.447 - 451, 2005/06

 被引用回数:5 パーセンタイル:68.98(Spectroscopy)

光刺激イオン脱離(PSD)法により放射光励起プロセスにおける内殻電子励起後の電子緩和,解離,脱離に至る機構がより詳細に調べられてきた。放射光のエネルギー可変性を使い内殻共鳴励起を引き起こすことにより特定の化学結合の切断を誘起できる可能性が示されて以来、放射光励起プロセスはさらに大きな興味がもたれてきた。本研究は放射光の励起エネルギー可変による選択性に加え、Au(111)表面上に制御して吸着された自己組織化(SAM)配向膜の結合軸にX線の偏光ベクトルを一致させることによりさらなる選択励起を目指した。ランダム配向であるPMMAポリマー薄膜に比較し、SAM膜は約4倍高い反応選択性を示した。実験結果は直接解離過程と2次電子による間接過程が関与している反応機構により考察された。

報告書

還元性雰囲気における高耐食性金属製オーバーパックの長期腐食挙動研究

和田 隆太郎*; 西村 務*; 中西 智明*; 中山 武典*; 阪下 真司*; 藤原 和雄*; 建石 剛*

JNC-TJ8400 2005-001, 224 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2005-001.pdf:16.23MB

高レベル放射性廃棄物処分おけるオーバーパック候補材料のうち,高耐食性金属として位置づけられているチタンおよびニッケル基合金の腐食挙動を検討した。チタンについては水素吸収挙動に及ぼす環境因子と材料因子の影響を実験的に検討した。ニッケル基合金については腐食挙動について既往の研究の文献調査を行った。

報告書

TRU核種を含む廃棄物処分環境下における硝酸塩の金属との相互作用による変遷に関する研究(2)(研究概要)

和田 隆太郎*; 西村 務*; 増田 薫*; 藤原 和雄*; 今北 毅*; 建石 剛*

JNC-TJ8400 2004-017, 71 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-017.pdf:3.42MB

TRU核種を含む廃棄物処分環境下における硝酸塩の金属との相互作用による変遷に関して、研究した。

報告書

TRU核種を含む廃棄物処分環境下における硝酸塩の金属との相互作用による変遷に関する研究(2)

和田 隆太郎*; 西村 務*; 増田 薫*; 藤原 和雄*; 今北 毅*; 建石 剛*

JNC-TJ8400 2004-016, 194 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2004-016.pdf:12.45MB

TRU核種を含む廃棄物処分環境下における硝酸塩の金属との化学的相互作用による変遷に関して、研究を実施した。

報告書

セシウム添加型負イオン源におけるプラズマ電極材質の違いが負イオン生成に与える影響

清水 崇司; 森下 卓俊; 柏木 美恵子; 花田 磨砂也; 伊賀 尚*; 井上 多加志; 渡邊 和弘; 和田 元*; 今井 剛

JAERI-Tech 2003-006, 26 Pages, 2003/03

JAERI-Tech-2003-006.pdf:1.12MB

セシウム添加型負イオン源におけるプラズマ電極の材質の違いが、負イオン生成効率に与える影響について実験的に調べた。本研究においては、金,銀,銅,ニッケル,モリブデンの5種の電極について調べた。実験では、プラズマ電極がフィラメント陰極材によって覆われることを防ぐために、2.45GHzのマイクロ波イオン源を用い、各電極において仕事関数と負イオン電流の相関性を測定した。その結果、得られる負イオン電流量は、その時の電極の仕事関数によって一意的に決まり、電極材質そのものには無関係であることが明らかになった。つまり、電極材質の違いが仕事関数の違いをもたらし、仕事関数の違いによって負イオン生成量が変わることがわかった。用いた材質の中では、金が最も低い仕事関数1.42eVを示し、負イオン生成効率も20.7mA/kWの高い値を示した。この値は、従来から電極として用いられている銅やモリブデンより30%高い値であった。さらに、セシウムとタングステンを同時堆積させた場合には、24.6mA/kWと最も高い効率を得た。

論文

Active control of chemical bond scission by site-specific core excitation

和田 眞一*; 隅井 良平*; 漁 剛志*; 輪木 覚*; 佐古 恵理香*; 関口 哲弘; 関谷 徹司*; 田中 健一郎*

Surface Science, 528(1-3), p.242 - 248, 2003/03

 被引用回数:41 パーセンタイル:14.84

内殻軌道電子が特定原子に局在しているため放射光エネルギーを共鳴励起準位に合わせることにより励起された原子近傍の結合解裂が促進されると期待される。ポリメチルメタクレートポリマー,水素置換メチル基,重水素置換メチル基,エチル基を持つ硫黄系自己組織化膜(SAM)を金基板に吸着した試料を放射光照射した。パルス放射光を組合せた回転型飛行時間質量分析法により生成物を測定した。全ての分子において側鎖だけを選択的に光分解できることがわかった。また放射光の偏光角度を SAM分子の主骨格の角度に合わせたとき反応選択性が最も向上するという新しい現象が見いだされた。

報告書

チタンオーバーパックの水素吸収に関する研究

和田 隆太郎*; 西村 務*; 中西 智明*; 藤原 和雄*; 井上 隆夫*; 建石 剛*; 舛形 剛*

JNC-TJ8400 2003-092, 246 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-092.pdf:35.08MB

高レベル放射性廃棄物の処分容器材料として、耐食性に優れたチタンが検討されている。しかしながら、チタンは還元性環境において水の還元反応により生じた水素を吸収し、水素脆化を生じる恐れがある。そこで、還元性環境におけるチタンの水素吸収挙動を評価するために、チタンの腐食・水素吸収に関して実験的検討を行った。また、水素吸収によるチタンオーバーパック破壊挙動を評価するため、破壊力学的な観点から破損モデルを検討した。(1) 低酸素雰囲気において、溶液に浸漬したチタン試験片表面の一部を機械的に除去するスクラッチ試験を実施し、既存皮膜の変化および新生皮膜の成長現象を観察した。(2) 低酸素雰囲気を維持できるアンプル容器を用いて長期反応試験を行い、水素ガス発生量および吸収量の分析および生成皮膜の評価を行った。(3) 低酸素雰囲気下にて、チタン試験片に1000 年間の腐食量に相当するカソード電荷を印加する電気化学的加速試験を実施し、水素吸収、表面皮膜への影響を評価するとともに、自然状態での水素吸収挙動を予測した。(4) 既往の研究を調査から、溶接によるチタンオーバーパックの最大残留応力およびき裂進展挙動を評価した。また、破壊現象のモデル化の可能性を検討し、今後の課題を抽出した。

報告書

TRU核種を含む廃棄物処分環境下における硝酸塩の金属との相互作用による変遷に関する研究(研究概要)

和田 隆太郎*; 西村 務*; 増田 薫*; 藤原 和雄*; 今北 毅*; 建石 剛*

JNC-TJ8400 2003-080, 153 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-080.pdf:2.63MB

TRU廃棄物中には硝酸イオンが塩として含まれる廃棄体が存在する。この硝酸イオンは処分場環境で金属などの還元性物質により、亜硝酸イオンやアンモニア等に変遷し、処分場環境変化や核種移行パラメータに影響を及ぼす可能性がある。そこで、金属と硝酸イオン共存溶液との反応に伴う硝酸イオン変遷反応速度及びガス発生速度を正確に把握するためにガラス密封容器を用いた長期反応試験を実施した。また、低酸素環境下での硝酸イオンと金属との反応速度パラメータを評価するために電気化学試験を実施した。(1) 低酸素環境下で、高アルカリ降水系模擬地下水条件下でアンプルを用いた浸漬試験を実施し、金属(炭素鋼,ステンレス鋼及びジルイカロイ)と硝酸イオンとの反応生成物(亜硝酸イオン,アンモニア,水素ガスなど)に関する長期反応生成量データを取得した。また、従来と同一条件下でアンプル試験を実施し、繰り返し精度はほぼ平均値$$pm$$10%にあり、信頼性の高い方法であることを確認した。(2) 溶液pH,温度及び硝酸イオン,亜硝酸イオン濃度をパラメータとした定電位保持試験を中心とした電気化学試験の実施により、硝酸イオン変遷反応への影響を評価した。さらに、JNCで開発された"NEON"のアルゴリズムに準拠したモデルに従い解析を実施し、炭素鋼表面での硝酸イオン変遷挙動解析に見通しを得た。

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