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論文

ESR dosimetric study on $$gamma$$-ray irradiation induced radicals in binder materials of alanine dosimeter components

清藤 一; 佐伯 誠一; 小日向 基史夫*; 小嶋 拓治*

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 147, 2016/02

In order to develop the alanine dosimeter for practical applications, we tried to apply certain polymers as the binders. The three different binder materials and alanine dosimeter (Aminogray) were irradiated with $$^{60}$$Co $$gamma$$-ray pencil source in the Takasaki Advanced Radiation Research Institute, Japan Atomic Energy Agency. The concentration of free radicals trapped in the binder materials was measured with electron spin resonance (ESR). These spectra were observed with amplification of the ESR signal, since the spectral intensity of sucrose fatty acid ester at a given dose was considerably lower than that of Aminogray. Normalizing the sample weight and dose, the ratio of peak height of ESR spectra from maltitol radicals and crystalline cellulose radicals to that from alanine radicals was negligibly small. These results suggest maltitol, crystalline cellulose and sucrose fatty acid ester can be applicable as binder of alanine dosimeter components.

論文

害虫の不妊化駆除

小嶋 拓治

放射化学の事典, P. 333, 2015/09

放射線照射により人工的に不妊化した害虫を大量に放出することによって害虫の繁殖を妨害する不妊虫放飼法について、沖縄県で実施しているウリミバエの根絶事業を例に、その特長や実施過程における技術開発などを簡単に紹介する。

報告書

JAEA Takasaki annual report 2013

小嶋 拓治

JAEA-Review 2014-050, 218 Pages, 2015/03

JAEA-Review-2014-050.pdf:73.11MB

高崎量子応用研究所研究年報2013は、同研究所にあるTIARA施設(イオン加速器4基)及び電子・$$gamma$$線照射施設(電子加速器1基、Co-60$$gamma$$線照射施設3棟)等を利用して2013年4月1日から2014年3月31日までの間に行われた研究・技術開発成果をまとめたものである。この研究年報には、(1)宇宙・原子力・エネルギー、(2)環境保全・資源利用、(3)医療・バイオ技術応用、(4)先端材料・分析・基盤技術の4分野に分類した160編の論文及び9編の施設の運転・管理状況報告からなる合計169編を収録する。また、論文リスト、出願特許、新聞発表、テレビ放映及び研究実施形態・利用施設の一覧表を付録として含む。

論文

Construction of a 300-keV compact ion microbeam system with a three-stage acceleration lens

石井 保行; 大久保 猛; 小嶋 拓治; 神谷 富裕

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.156 - 159, 2014/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:43.1(Instruments & Instrumentation)

A 300-keV compact ion microbeam system has been constructed to form a submicron ion microbeam. This system consists of a gas-ion source and a three-stage acceleration lens. Since the three-stage acceleration lens was designed to play two roles of acceleration and focusing for ion beam simultaneously, no focusing devices such as focusing lens and beam line are needed outside of the system. Therefore, the system is downsized to about 1 m high and can be placed in a small experimental room. The beam sizes formed by the system were experimentally measured by changing the voltages of the third acceleration lens in the three-stage acceleration lens within the range of 150 keV. These beam sizes were also theoretically calculated using Munro code. The experimentally obtained value was almost same of the theoretically estimated value. It demonstrated that the three-stage acceleration lens effectively worked on the focusing lens as designed.

報告書

JAEA Takasaki annual report 2012

小嶋 拓治

JAEA-Review 2013-059, 214 Pages, 2014/03

JAEA-Review-2013-059.pdf:22.27MB

高崎量子応用研究所研究年報2012は、同研究所にあるTIARA施設(イオン加速器4基)及び電子・$$gamma$$線照射施設(電子加速器1基、$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射施設3棟)等を利用して2012年4月1日から2013年3月31日までの間に行われた研究・技術開発成果をまとめたものである。この研究年報には、(1)宇宙・原子力・エネルギー、(2)環境保全・資源利用、(3)医療・バイオ技術応用、(4)先端材料・分析・基盤技術の4分野に分類した156編の論文及び8編の施設の運転・管理状況報告からなる合計164編を収録する。また、論文リスト,出願特許,新聞発表,テレビ放映及び研究実施形態・利用施設の一覧表を付録として含む。

論文

Preparation of polymer gel dosimeters based on less toxic monomers and gellan gum

廣木 章博; 佐藤 裕一*; 長澤 尚胤; 太田 朗生*; 清藤 一; 山林 尚道*; 山本 幸佳*; 田口 光正; 玉田 正男; 小嶋 拓治

Physics in Medicine and Biology, 58(20), p.7131 - 7141, 2013/10

 被引用回数:15 パーセンタイル:32.48(Engineering, Biomedical)

New polymer gel dosimeters consisting of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA), triethylene glycol monoethyl ether monomethacrylate (TGMEMA), polyethylene glycol 400 dimethacrylate (9G), tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride as an antioxidant, and gellan gum as a gel matrix were prepared. They were optically analyzed by measuring absorbance to evaluate a dose response. The absorbance of the polymer gel dosimeters that were exposed to $$^{60}$$Co$$gamma$$-rays increased with increasing dose. The dosimeters comprising HEMA and 9G showed a linear increase in absorbance in the dose range from 0 to 10 Gy. The dose response depended on the 9G concentration. For others comprising HEMA, 9G, and TGMEMA, the absorbance of the polymer gel dosimeters drastically increased above a certain dose, and then leveled off up to 10 Gy. The optical variations in these polymer gel dosimeters were also induced by X-irradiation from Cyberknife radiotherapy equipment. Furthermore, the exposed region of the latter polymer gel dosimeter exhibited a thermo-responsive behavior.

論文

これからの放射線利用を導く線源事情・品質管理技術・ビーム技術開発

小嶋 拓治

放射線と産業, (134), p.2 - 3, 2013/06

放射線の産業応用及び研究利用が進む中、それらの深化・進展や新たな分野を開拓するために不可欠なビーム技術・照射技術、また放射線滅菌等、既に産業応用が広がる放射線加工や放射線照射効果の定量的研究等に必要な品質保証にかかわる技術も並行して進展している。本特集では、小型高エネルギー電子加速器や陽子線ライナックなどの加速器技術,高エネルギーのパルスイオンビームやクラスターイオンビームなどのビーム形成技術,深度高照準のイオンビーム照射技術にかかわる研究・技術開発について現状を概観する。また、我が国における放射線の産業利用の基盤的側面である大規模放射線加工処理用コバルト60線源の供給及び放射線加工処理工程の品質保証にかかわる国際的標準化の動向を概観する。当特別寄稿においては、これらに加えて、主として産業における大線量域の放射線利用にかかわる国際規格等の動向について述べる。

報告書

JAEA Takasaki annual report 2011

小嶋 拓治

JAEA-Review 2012-046, 209 Pages, 2013/01

JAEA-Review-2012-046.pdf:16.28MB

高崎量子応用研究所研究年報2011は、同研究所にあるTIARA施設(イオン加速器4基)及び電子・$$gamma$$線照射施設(電子加速器1基、$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射施設3棟)を利用して2011年4月1日から2012年3月31日までの間に行われた研究・技術開発成果をまとめたものである。この研究年報には、(1)宇宙・原子力・エネルギー、(2)環境保全・資源利用、(3)医療・バイオ技術応用、(4)先端材料・分析・基盤技術の4分野に分類した150編の論文及び8編の施設の運転・管理状況報告からなる合計158編を収録する。また、論文リスト,出願特許,新聞発表,テレビ放映及び研究実施形態・利用施設の一覧表を付録として含めた。

論文

Effect of temperature on the response of alanine dosimeters under low dose and long time irradiation

清藤 一; 長尾 悠人; 桃木 洋平*; 金子 広久; 中川 和道*; 小嶋 拓治

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 153, 2013/01

宇宙放射線の線量計測など、アラニン線量計の低線量域での応用が広がっている。総線量約10$$sim$$20Gy、照射時間約100hの条件下におけるアラニン線量計の線量応答値に対する照射中及び照射後の温度の影響を20$$sim$$80$$^{circ}$$Cの範囲で調べた。既知の高線量域での照射温度補正係数に加え、照射後の温度の影響に基づいて推定した照射中の高温による応答値の減衰を考慮することで、より正確な線量評価が可能であることが示唆された。

論文

アラニン線量計の低線量・長時間照射下における温度特性

長尾 悠人; 清藤 一; 桃木 洋平*; 金子 広久; 中川 和道*; 小嶋 拓治

Radioisotopes, 61(4), p.173 - 177, 2012/04

宇宙放射線の線量計測等、アラニン線量計の低線量域での応用が広がっている。総線量約10-20Gy,照射時間約100hの条件下におけるアラニン線量計の線量応答値に対する照射中及び照射後の温度の影響を20-80$$^{circ}$$Cの範囲で調べた。既知の高線量域での照射温度係数に加え、照射後の温度の影響に基づいて推定した照射中の高温による応答値の減衰を考慮することで、より正確な線量評価が可能であることが示唆された。

報告書

JAEA Takasaki annual report 2010

小嶋 拓治

JAEA-Review 2011-043, 207 Pages, 2012/01

JAEA-Review-2011-043.pdf:12.74MB

高崎量子応用研究所研究年報2010は、同研究所にあるTIARA施設(イオン加速器4基)及び電子・$$gamma$$線照射施設(電子加速器1基,$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射施設3棟)を利用して2010年4月1日から2011年3月31日までの間に行われた研究・技術開発成果をまとめたものである。この研究年報には、(1)宇宙・原子力・エネルギー,(2)環境保全・資源利用,(3)医療・バイオ技術応用,(4)先端材料・分析・基盤技術の4分野に分類した151編の論文及び8編の施設の運転・管理状況報告からなる合計159編を収録する。また、論文リスト,出願特許,新聞発表,テレビ放映及び研究実施形態・利用施設の一覧表を付録として含む。

論文

Spectroellipsometric studies on EB induced refractive index change of aliphatic polyimide

清藤 一; 箱田 照幸; 花屋 博秋; 春山 保幸; 金子 広久; 山下 俊*; 小嶋 拓治

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 150, 2012/01

数十keV-EB発生器を用い、透明PI試料の照射を行った。試料を非破壊で(切削せずに)屈折率分布評価が行え、かつ試料表面及び屈折率の異なる層間の界面からの反射光を検出する特長を持つ分光エリプソメータを用いて定量化を試みた。その結果、波長域400-1600nmにおいて試料表面から20nm層分について、屈折率が照射前と比べて1MGyについては6%, 5MGyについては10%変化していることがわかった。しかし、表面から20nm以降の層については、照射前の屈折率とほぼ同じであった。これは、透明PI試料バルク中の照射により生じた屈折率勾配において、層間における屈折率差が小さいことが考えられる。これより、数十keV-EB照射試料の屈折率評価から、極表面層(20nm厚)における相対線量値については定量化できることが明らかとなった。

論文

Dosimetry for 110 keV electron beam processing

清藤 一; 松井 信二郎*; 箱田 照幸; 石川 昌義*; 春山 保幸; 金子 広久; 木村 純*; 小嶋 拓治

材料技術, 30(1), p.10 - 16, 2012/01

加速電圧110kVの電子加速器で得られるビーム取り出し窓からある距離における平面上の照射場について、最終的にはフィルム線量計で1点を測定することにより照射場の特性把握や工程管理をすることを目的に、(1)熱量測定による照射場全領域の吸収線量とモンテカルロ計算(PENELOPEコード)の比較、(2)放射線着色フィルム線量計による照射場領域の線量分布と(1)の結果に基づき補正した計算値との比較を行うことにより、実測及び計算の両方法を補間的に組合せた線量評価法を検討した。この結果、ビーム窓からの距離40mmにおける照射場(直径100mm)においては、アルミ吸収体(厚さ2-5mm)を用いた熱量計の測定値と計算値は照射場全領域の吸収線量値が$$pm$$4.0%以内で整合すること、2MeV電子線を用いて校正したフィルム線量計(FWT-60)による吸収線量分布測定結果は中心から直径0.5cmの応答の飽和領域を除き$$pm$$5.0%以内で整合することがわかった。言い換えると、実プロセスにおいてフィルム線量計により1点のモニター値が得られれば、照射場の特性把握や工程管理が可能である見通しが得られた。

論文

Design of a compact focusing lens system with short acceleration tube at 300 kV

石井 保行; 大久保 猛; 小嶋 拓治; 神谷 富裕

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 269(20), p.2193 - 2196, 2011/11

 被引用回数:7 パーセンタイル:39.29(Instruments & Instrumentation)

A high-demagnification acceleration lens system is developed for a compact apparatus forming gaseous ion nanobeam with an energy ranging from several hundred keV to MeV in Japan Atomic Energy Agency (JAEA). For gaseous ion nanobeam formation, it is necessary to use a plasma-type ion source. The diameter of the anode through-hole, which is an object in the lens system, in the ion source is several hundred micrometers to extract sufficient ion beams from ion source plasma. Therefore the lens system with the higher demagnification of over 1000 was required to form the nanobeam. In this study, the compact high-energy acceleration lens system up to several hundred keV was designed by combining the double acceleration-lens system already developed in JAEA to form several tens keV gaseous ion nanobeams and an acceleration tube newly designed in this study to boost up its beam energy. Especially since the acceleration tube plays roles of not only the ion beam acceleration but also a final focusing lens, the lens effect of its tube was studied in detail in the design. In the conference, the design of the new lens system based on the ion optical calculation and the specification of the whole system with a duoplasmatron-type ion source will be presented.

論文

Purification of gas using electron beam

広田 耕一; 箱田 照幸; 島田 明彦; 田口 光正; 木村 敦; 小嶋 拓治

Proceedings of 12th International Conference on Radiation Curing in Asia (RadTech Asia 2011) (Internet), p.108 - 109, 2011/06

電子線によるVOC処理において最も困難なプロセスに、VOCの電子線照射によって生成する副産物の処理がある。この副産物を完全に酸化するため、オゾン分解触媒である二酸化マンガン触媒を導入した。この触媒は、照射により生成するオゾンを分解して活性酸素を発生させ、これにより副産物を酸化することができる。そこで、ガス処理専用の電子加速器と二酸化マンガンを備えたハイブリットVOC処理装置用いてトルエンとキシレンの混合ガスを処理したところ、11kGyでVOCを完全に無機化することができた。また、電子線によるダイオキシン類分解に関する研究では、高浜クリーンセンターの実ガス1,000m$$^3$$/hを用いてパイロット試験を行った。その結果、14kGyで排ガスに含まれるダイオキシン類の90%以上を分解することができた。

論文

線量計及び線量測定

小嶋 拓治

ヘルスケア製品の滅菌及び滅菌保証, p.122 - 125, 2011/04

ヘルスケア製品の放射線滅菌などの放射線照射加工における工程・品質管理では、大線量(kGy)領域の吸収線量測定が行われている。信頼性,経済性,製品の国際的流通などの観点から品質を保証するために、目的とする吸収線量が確実に照射製品に与えられるように適した線量測定を行うことと、それに使用する線量測定システムを校正しておくことが不可欠である。ここでは、こうした線量計及び吸収線量測定に関する概要を述べる。

論文

高崎研における放射線照射施設の運転・利用状況

小嶋 拓治

放射線と産業, (128), p.23 - 28, 2010/12

高崎量子応用研究所には、世界最先端のイオン照射研究施設(TIARA),電子線照射施設,$$gamma$$線照射施設等の照射施設群があり、これらを利用して、国内外,日本原子力研究開発機構内外の研究者・技術者が、RI・放射線を用いた基礎から応用までの幅広い研究開発を進めている。ここでは、これらの放射線照射施設群の概要,運転状況、及び機構内・共用における実験利用状況について述べる。

論文

Radix W線量計の数kGy領域での$$gamma$$線応答特性

市川 達也*; 清藤 一; 佐藤 良成*; 武久 正昭*; 小嶋 拓治; 渡辺 宏*

食品照射, 45(1-2), p.1 - 3, 2010/09

$$gamma$$ response of Radix W in the dose range of 1 kGy to 10 kGy was investigated using a readout wavelength of 280 nm. The dose response curve was linear. The coefficients of variation at different doses were within 1%. The influence of irradiation temperature on the dose response was negligibly small in the range of 10 - 28$$^{circ}$$C. Influence of post-irradiation temperature was less than $$pm$$ 4% at 7$$^{circ}$$C - 30$$^{circ}$$C even after 24 hour storage. These facts show Radix W enables to measure precisely doses in the range of 1 kGy - 10 kGy by employing readout wavelength of 280 nm. Radix W can be applied to practical use in food radiation processing.

論文

$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射場における線量率分布のシミュレーション手法

金子 広久; 春山 保幸; 清藤 一; 山縣 諒平; 花屋 博秋; 小嶋 拓治

Radioisotopes, 59(1), p.11 - 19, 2010/01

媒質中における光子等の3次元的な挙動を計算できるモンテカルロ計算コード(EGS4-SPG)を用いて、$$gamma$$線照射施設の照射室内線量率分布を計算により求めた。また、照射室構成部材であるしゃへい壁,照射テーブル及び線源保護板が線量率に与える影響について検討した。その計算の妥当性の評価のため、計算結果と電離箱型線量率計及びアラニン線量計による実測値とを比較した。この結果、測定値と計算値の差は、幅広い面積の板状線源の直近を除くと$$pm$$数%以内で一致した。一般的に幅広い面積の板状線源の線量率分布の実測には、数日間を要し、線量計は40個程度を必要とする。しかし、単位線源量あたりの計算結果を用いることにより、板状線源の配置検討段階であらかじめ線量率分布を知ることができ、さらに線源配置後の線量率分布測定は、線源直近についてのみ実施すればよく、線量計の節約及び線量測定時間の大幅短縮につなげることができた。

論文

Application of clear polymethylmethacrylate dosimeter Radix W to a few MeV electron in radiation processing

清藤 一; 市川 達也*; 花屋 博秋; 佐藤 良成*; 金子 広久; 春山 保幸; 渡辺 宏*; 小嶋 拓治

Radiation Physics and Chemistry, 78(11), p.961 - 965, 2009/11

 パーセンタイル:100(Chemistry, Physical)

MeV級電子加速器を用いた殺菌や高分子材料の改質などの放射線加工には、おもに三酢酸セルロース(CTA)線量計が使われているが、$$gamma$$線量測定と共用できる線量計があるとトレーサビリティ確保の上でも効果的である。そこで$$gamma$$線について既に線量計特性が明らかになっているRadix WのMeV級電子線量への適用拡大を目的として、両者による$$gamma$$線量,電子線量との整合性及びRadix Wの照射後の応答安定性を調べた。この結果、$$gamma$$線と電子線の整合性は3%以内で一致しており、MeV級電子線量にも、$$^{60}$$Co$$gamma$$線量標準を応用できることがわかった。また照射終了後24時間以内において吸光度が時間とともに最大で3%下がるが、応用が想定される実プロセスで6時間以内においては1%以内で安定した。以上よりこれまで明らかにされた$$gamma$$線量範囲1$$sim$$150kGyに加えて、放射線加工における電子線量範囲10$$sim$$60kGyについても、適用できること及びトレーサビリティ確保が容易な$$gamma$$線量との整合性が得られることが明らかになった。

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