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論文

Nonperturbative evaluation for anomalous dimension in 2-dimensional $$O$$(3) sigma model

Jimmenez, S.*; 岡 眞; 佐々木 潔*

Physical Review D, 97(11), p.114506_1 - 114506_28, 2018/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Astronomy & Astrophysics)

2次元$$O$$(3)シグマ模型における異常次元を有限体積中で非摂動的に計算し、摂動的な計算結果と比較検討した。

論文

1/2インチ配管内の検査補修用レーザー加工ヘッドの開発

小松 和三*; 関 健史*; 長縄 明大*; 岡 潔*; 西村 昭彦

保全学, 16(3), p.89 - 95, 2017/10

原子炉伝熱管内壁検査補修技術として1インチ内径の伝熱管の内壁を検査補修できるレーザー加工ヘッドの検査改良を行った。次世代高速炉では1/2インチ内径の伝熱管が使用されることから、これに対応したレーザー加工ヘッドを設計した。光ファイバスコープを中心に据え、中心軸上に据え付けた45度のミラーを直動方向と回転方向の2方向に移動させる定在波型アクチュエーターを組み込んだ。試作機は良好に動作し、1/2インチ内径の伝熱管の内壁を観察補修できる性能を有することが試験により明らかとなった。

論文

レーザー加工トーチを用いた配管表面肉盛溶接技術の研究

寺田 隆哉; 西村 昭彦; 岡 潔; 森山 拓*; 松田 宏康*

保全学, 13(4), p.87 - 94, 2015/01

New maintenance technique was proposed using a hand-held laser torch for aging chemical plants and power plants. The hand-held laser torch was specially designed to be able to access limited tubular space in various cases. A composite-type optical fiberscope was composed of a center fiber for beam delivery and surrounded fibers for visible image delivery. Laser irradiation on a work pieces with the best accuracy of filler wire was carried out. And, we found that the optimized wire-feed speed was 2 mm/s in laser cladding. We succeeded to make a line clad on the inner wall of 23 mm tube. This technique was discussed to be applied to the maintenance for cracks or corrosions of tubes in various harsh environments.

論文

Manufacturing technology and material properties of high nitrogen austenitic stainless steel forgings for ITER TF coil cases

押川 巧*; 船越 義彦*; 今岡 宏志*; 吉川 耕平*; 真有 康孝*; 井口 将秀; 櫻井 武尊; 中平 昌隆; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫

Proceedings of 19th International Forgemasters Meeting (IFM 2014), p.254 - 259, 2014/09

ITERは核融合発電を検証するために建設が進められている実験炉である。日本が調達責任を有しているトロイダル磁場コイル(TFC)は、高さ約17m、幅約9mのD型形状の溶接鋼構造体であり、重要なITER構成部品の一つである。ITERの運転温度である4Kにおいて、TFCの超伝導部に生じる電磁力を支えるためにTFC容器は強化型オーステナイト系ステンレス鋼を使用する。また、高剛性を実現するために600mmを超える板厚を有し、かつ複雑な三次元形状を呈している部材もある。鍛造後の機械加工量を最小化するために、最終形状に極力近づけた仕上げ形状に鍛造する必要がある。しかし、このような鍛造プロセスを適用して極厚複雑形状部材を製造した実績はないため、二種類の極厚複雑形状材料の実規模試作を行い、自由鍛造による製造プロセスの検証、超音波探傷試験,冶金試験,常温及び4Kでの機械特性試験を実施した。その結果、自由鍛造プロセスを用いた鍛造によって最終形状に近い鍛造仕上げ形状を実現できること、及びこれらの材料がITER要求値を上回る材料特性を有していることを確認した。

論文

Enhancement of critical current densities in (Ba,K)Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$ by 320 MeV Au irradiation in single crystals and by high-pressure sintering in powder-in-tube wires

Pyon, S.*; 田縁 俊光*; 大竹 史哲*; 土屋 雄司*; 井上 啓*; 秋山 弘樹*; 梶谷 秀樹; 小泉 徳潔; 岡安 悟; 為ヶ井 強*

Applied Physics Express, 6(12), p.123101_1 - 123101_4, 2013/12

 被引用回数:17 パーセンタイル:32.18(Physics, Applied)

単結晶(Ba,K)Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$試料に320MeV Auイオン照射を行い、臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$が5Kの自己磁場で1.0$$times$$10$$^{7}$$A/cm$$^{2}$$まで上昇することを確かめた。この物質の潜在能力の高さから(Ba,K)Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$超伝導線材をBi2223テープ材の工業生産で有用性が確立しているパウダーインチューブ法と高温静水圧法を組み合わせて作製した。この試料で臨界電流密度$$J$$$$_{rm c}$$は4.2K自己磁場で37kA/cm$$^{2}$$、90kOeで3.0kA/cm$$^{2}$$に達した。磁気光学イメージ法でこの線材の粒間に大きな$$J$$$$_{rm c}$$が流れることを確認した。

論文

診断と治療が同時に可能な複合型光ファイバー内視鏡システム

岡 潔; 関 健史; 赤津 朋宏

光学, 41(11), p.576 - 578, 2012/11

原子力機構において技術開発を進めてきた複合型光ファイバーは、高エネルギーと映像情報の両方を扱うことができる特殊なファイバーである。この複合型光ファイバーは、核融合炉及び大型原子力施設における保守保全技術開発に役立つ特殊ツールとして誕生した。原子炉内部の燃料集合体や熱交換器の伝熱配管など、本ファイバーが役立つ狭隘箇所は数多くある。本技術は汎用性が高いため、現在では、種々の計測機器と統合された診断治療機器として医療分野への応用を積極的に推進中である。本報では、複合型光ファイバーの基本構造及び医療分野への応用例について紹介する。特に、複合型光ファイバーを利用した胎児外科治療装置の開発について述べるとともに、産婦人科への応用として、子宮がん治療への適用の試みについて紹介する。

論文

子宮体部病変に対するレーザー治療の開発について

重富 洋志*; 岡 潔; 大井 豪一*; 古川 直人*; 吉田 昭三*; 川口 龍二*; 永井 景*; 春田 祥治*; 柳瀬 康仁*; 赤坂 珠理晃*; et al.

日本レーザー医学会誌, 33(2), p.131 - 135, 2012/08

原子力機構では配管内の保守・保全を目的として、配管内作業ツールの検討を行っている。本ツールに搭載する複合型光ファイバスコープは、観察とレーザー導光の光軸が同一である。これにより対象となる狭い配管内での溶接/切断作業においても、目標位置での的確な作業を容易に行うことができる。一方、奈良県立医科大学では妊孕性を考慮した子宮体部癌治療に興味を持ち、レーザー治療の研究を進めている。本件は、原子力機構がこれまでに開発した複合型光ファイバ技術をもとに、臓器内部を観察しながら同時に病変部分にレーザー光を照射する技術開発を担当し、奈良県立医科大学が内視鏡的なアプローチにより子宮体部癌の治療技術に関して研究を行い、双方が協力して子宮体癌用低侵襲レーザー内視鏡システムに関する研究を行った成果についてまとめたものである。

論文

双胎間輸血症候群における胎児レーザー治療の現状と展望

山下 紘正*; 岡 潔; 山中 紀明*; 関 健史; Kim, K.*; 桑名 健太*; 正宗 賢*; 長縄 明大*; 土肥 健純*; 千葉 敏雄*

日本レーザー医学会誌, 33(2), p.122 - 130, 2012/08

原子力機構では配管内の保守・保全を目的として、配管内作業ツールの検討を行っている。本ツールに搭載する複合型光ファイバスコープは、観察とレーザー導光の光軸が同一である。これにより、対象となる狭い配管内での溶接・切断作業においても、目標位置での的確な作業を容易に行うことができる。一方、国立成育医療センターでは、胎児外科手術のうち、双胎間輸血症候群の治療に興味を持ち、レーザー治療の研究を進めている。本件は、原子力機構がこれまでに開発した複合型光ファイバ技術をもとに、胎盤上の血管を観察しながら、同時に、吻合している血管をレーザー光で焼灼して血流を断ち切るためのツール開発を担当し、国立成育医療センターをはじめとした、東京大学,東京電機大学などが別手段で治療方法を検討し、総合的に双胎間輸血症候群に対する治療方法を研究した成果についてまとめたものである。

論文

小腸内圧計測制御装置の開発

長縄 明大*; 岡 潔

立石科学技術振興財団助成研究成果集,21, p.74 - 77, 2012/00

原子力機構では配管内の保守・保全を目的として、配管内作業ツールの検討を行っている。本ツールは目的の場所までの自律移動が求められる場合がある。また、配管内でのツール自身の固定及び漏洩検査等を行うことも想定され、自律移動方法の検討及び漏洩検査のための配管内塞栓方法の検討を進めている。具体的には、空気及び水を注入したバルーンを利用して移動及び配管内固定の際の圧力測定方法の研究を進めている。一方、本手法は医学利用にも応用可能である。医学会では、機能性消化管障害や機能性イレウスなど小腸運動が関与する疾患に関して、小腸運動を評価する方法が模索されている。この目的のため、医療用イレウスチューブを用いて一般健常者3名による小腸内の圧力測定を行い、小腸運動の解明を試みた。その結果、小腸における自動運動と蠕動運動と考えられる波形を捉えることができた。本研究はバルーン内の圧力測定方法を一般化し、原子力における技術を医学利用に応用した一例である。

論文

複合型光ファイバスコープの医療応用

岡 潔; 関 健史; 西村 昭彦

応用物理, 80(12), p.1069 - 1072, 2011/12

原子力機構では、原子力機器の保守保全研究の中で、高エネルギーレーザー光と照射対象の映像を同軸上に伝送できる複合型光ファイバスコープを開発した。本報では、複合型光ファイバの基本構造と利用方法及び原子力と医療への応用例、特に、レーザー低侵襲治療機器への応用について紹介する。

論文

A Study to control chemical reactions using Si:2p core ionization; Site-specific fragmentation

長岡 伸一*; 福沢 宏宣*; Pr$"u$mper, G.*; 竹本 真唯*; 高橋 修*; 山口 拓洋*; 垣内 拓大*; 田林 清彦*; 鈴木 功*; Harries, J.; et al.

Journal of Physical Chemistry A, 115(32), p.8822 - 8831, 2011/07

 被引用回数:22 パーセンタイル:30.58(Chemistry, Physical)

In an aim to create a sharp molecular knife, we have studied site-specific fragmentation caused by Si:2p core photoionization of bridged trihalosilyl-trimethylsilyl molecules in the vapor phase. Highly site-specific bond-dissociation has been found to occur around the core-ionized Si site in some of the molecules studied. The site-specificity in fragmentation and the 2p binding-energy difference between the two Si sites depend in similar ways on the inter-site bridge and the electronegativities of the included halogen atoms. The present experimental and computational results show that for efficient cutting, the following conditions for the two atomic sites to be separated by the knife should be satisfied. First, the sites should be located far from each other and connected by a chain of saturated bonds so that inter-site electron migration can be reduced. Secondly, the chemical environments of the atomic sites should be as different as possible.

論文

A Novel ultrasmall composite optical fiberscope

岡 潔; 関 健史; 長縄 明大*; Kim, K.*; 千葉 敏雄*

Surgical Endoscopy, 25(7), p.2368 - 2371, 2011/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:72.39(Surgery)

さまざまな手術に適用可能なツールとして、中心部にレーザー焼灼が可能な光ファイバを配置し、周辺部に画像伝送と照明光を伝送可能な光ファイバを配置した外径1.1mmの極細径複合型光ファイバスコープを開発した。本装置の有効性を確認するため、豚の腸間膜血管を使用したレーザー照射試験を実施した。このとき、高速度カメラを使用してその映像を取得するとともに、レーザー照射による血管の収縮状況を確認した。その結果、レーザー照射後の血管は81.7%の血流の減少と、46-48%の血管収縮を確認した。これらの結果から、本装置はあらゆる医療領域に適用可能であることを示した。

論文

イレウスチューブバルーン内圧のセルフチューニング制御

関 健史*; 長縄 明大*; 岡 潔; 芳野 純治*

計測自動制御学会産業論文集, 10(2), p.7 - 16, 2011/05

小腸内検査はダブルバルーン内視鏡やカプセル内視鏡で行われるが、小腸内に癒着や閉塞が存在する患者に対して適用することは困難である。そこで、著者らはこれらの症状のある患者に対して適用可能な、イレウスチューブと外径1.1mmの光ファイバスコープを組合せた新しい小腸内視鏡を開発した。本内視鏡は、イレウスチューブ先端に配置されるバルーンの内圧を制御しながら、一定速度でチューブを引き抜くことにより、小腸の全域検査が可能となる。これまでの研究により、イレウスチューブと医療用シリンジを組合せたバルーン内圧制御装置を開発し、その制御性能を検証した。本研究では、臨床で医師が用いる多種多様なシリンジに対して制御性能を保持させるため、逐次最小2乗法を用いた新しい2自由度制御系の設計を行い、本手法の効果を検証するための制御検証試験を行った。目標値応答特性では、バルーン内圧は規範モデル出力によく一致し、整定時では$$pm2%$$以内の制御精度が得られた。加えて、PID制御手法ではシリンジの違いによる影響が生じる外乱抑制特性に対しては、提案する制御手法を用いることで、その問題を解決することができた。

論文

Development of inspection and repair technology for the micro cracks on heat exchanger tubes

西村 昭彦; 菖蒲 敬久; 岡 潔; 山口 智彦; 島田 幸洋; Mihalache, O.; 田川 明広; 山下 卓哉

レーザ加工学会誌, 17(4), p.207 - 212, 2010/10

高速増殖炉の熱交換器伝熱管に発生する微小亀裂を検査し補修するため、複合型光ファイバスコープを用いたプローブ試作機を開発した。本プローブはレーザー加工ヘッドと渦電流探傷装置も構成品に加えられている。超短パルスレーザー蒸発は、材料表層の加工硬化層の除去に用いることができる。加えて、スポットレーザー溶接が微小亀裂の補修に用いられた。このプローブシステムは、熱交換器の寿命を延ばすことにより、安全かつ経済的な選択肢を高速増殖炉の保守保全に与えることができる。

論文

シリンジを用いたイレウスチューブのバルーン内圧制御

関 健史; 長縄 明大*; 岡 潔; 石川 信治*; 芳野 純治*

日本機械学会論文集,C, 76(766), p.1645 - 1647, 2010/06

近年、ダブルバルーン内視鏡やカプセル内視鏡の開発により、小腸内の全域検査が可能になってきたが、これらの内視鏡は癒着や狭窄があるイレウス患者に対して適用が制限される場合がある。そこで著者らはイレウスチューブの内腔に外径1.1mmの極細光ファイバスコープを挿入し、イレウス患者へ適用可能な新しい小腸内視鏡の研究開発を行っている。本内視鏡では、イレウスチューブのバルーン内圧を調整しながら一定速度で体内からチューブを引き抜き、小腸全域を検査することを検討しており、これまでに、イレウスチューブのバルーンと水圧シリンダを用いた内圧制御システムを開発し、その有用性を確認した。本研究では、制御システムの小型化や衛生面や向上を目的として、医療用シリンジを用いた制御システムを構築し、その制御性能を検証した。その結果、目標値応答特性では目標値に対して$$pm$$0.5%以内の制御精度が得られ、外乱に対する影響を12%以内に抑えることができた。

論文

内視鏡画像における組織形状計測システムの開発と基礎検証

岡 潔; 関 健史*; 内藤 岳人*; 渡邉 真也*; 若林 貴夫*; 長縄 明大*; 乾 和郎*; 芳野 純治*

日本画像医学雑誌, 28(1), p.12 - 24, 2010/05

これまでに開発してきた「胎児外科治療用レーザー鉗子型内視鏡」に搭載した距離計測機能に着目し、従来使用されている上部消化器内視鏡との組合せにより、胃内の病変部の形状計測を行うことを提案した。すなわち、対象の形状を簡易的に計測可能な機能を内視鏡に付加する代わりに、システム全体は可能な限りシンプルな構成とし、従来の内視鏡をそのまま使用可能にすることでシステム全体の低コスト化を図った。さらには、別途開発を進めた外径$$phi$$1.1mmの複合型光ファイバスコープを従来の内視鏡に組み込むことで、本ファイバの特徴である、(1)ファイバスコープ映像の取得,(2)治療用レーザーの照射,(3)半導体レーザーによる距離計測及び血流計測を同時に行える機能をそのまま従来の内視鏡に付加できることを提案した。また、健常者の胃壁に対して本システムを適用する臨床試験を実施し、実際に適用可能であることを示した。

論文

双胎間輸血症候群における胎児鏡レーザー照射制御; In vivo実験による血流遮断の検証

関 健史*; 長縄 明大*; 岡 潔; 千葉 敏雄*

計測自動制御学会産業論文集, 9(10), p.70 - 75, 2010/04

双胎間輸血症候群の治療方法のひとつとして胎児鏡胎盤吻合血管レーザー凝固術がある。しかしながら、血流計測や胎盤吻合血管からファイバ先端までの距離の把握など、このレーザー照射治療には高度な内視鏡技術を必要とするが、治療に関する明確な指針がない。著者らはファイバの中心に焼灼用レーザー導光用ファイバを配置し、その周りに映像伝送用光ファイバを配置した複合型光ファイバスコープ(外径2.2mm)の研究開発を行っている。レーザーの伝送効率が非常に高く(84.7%)、照射部からファイバ先端までの距離が10mmの場合、レーザー出力20$$sim$$40Wでは、ほぼ一定の大きさの焼灼性能を有している。さらに、前稿では胎盤の血流遮断のための基礎試験として、熱電対を用いたレーザー出力制御を豚レバーに対して行い、$$pm$$0.3$$^{circ}$$Cの精度で照射部の温度を制御できた。本研究では、温度管理を行いながらレーザー出力制御を行うため、血流が存在する豚の腸間膜血管に対してレーザー照射を行った。その結果、目標温度60, 70$$^{circ}$$Cに対して、熱電対を用いたフィードバック制御システムにより17Wの低出力で温度保持(0$$sim$$-2.0$$^{circ}$$C)を行うことができた。さらに、レーザー式血流計によりレーザー照射前後の血流を計測し、血流が遮断していることを定量的に確認した。

論文

The Development of a composite-type optical fiberscope system for fetoscopic laser photocoagulation of chorionic plate anastomosing vessels (FLPC)

岡 潔; 関 健史; 長縄 明大*; 山下 紘正*; Kim, K.*; 千葉 敏雄*

Minimally Invasive Therapy and Allied Technologies, 19(2), p.94 - 99, 2010/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:64.68(Surgery)

双胎間輸血症候群の治療に適用可能な、複合型光ファイバスコープを用いた新しいレーザー治療器を開発した。この複合型光ファイバスコープ(外径2.2mm)は、中心部に外径0.1mmのレーザー照射用の光ファイバを配置し、周辺部に画像伝送用の光ファイバを配置している。この光ファイバスコープは、40WのYbファイバレーザーの伝送が可能で、ファイバスコープの先端部に取り付けた2つのレンズにより、10mmの焦点距離で映像を見ることが可能である。本研究では、豚の腸間膜血管にレーザーを照射し、通常の外径0.6mmの光ファイバと比較した結果を述べる。実験の結果、通常の0.6mmファイバと比較し、遜色なく適用可能であることが明らかとなった。

論文

イレウスチューブを用いた小腸全域検査のためのバルーン内圧制御

関 健史*; 長縄 明大*; 岡 潔; 芳野 純治*

日本コンピュータ外科学会誌, 12(1), p.33 - 42, 2010/03

腸閉塞患者向けのイレウスチューブ型小腸内視鏡の開発を行っている。このイレウスチューブ型小腸内視鏡を用いて小腸内全域検査を行う方法は、体内から内視鏡を抜去する際に、イレウスチューブ先端のバルーン内圧力を調整して腸管を適切に把持し、手繰り寄せた状態の腸管を少しずつ解放しながら一定の速度で引き抜くことにより検査を行うものである。本研究では、小腸内全域検査を行う際にバルーン内圧力を適切に制御するための制御ユニットを開発し、その性能を検証した。まず、バルーン内圧を設定圧力にするため、目標圧力応答試験を行った結果、0.6%以内の制御精度で追従させることができた。また、腸管からバルーンへ加わる内圧変化を除去する基礎検証として行った試験では、制御を行わない場合と比較して、圧力変動を20分の1程度に抑えることができた。さらに、腸管を模擬したモデルに挿入し引き抜き試験を行ったところ、バルーン内圧を変化させず一定に保持することができ、安定した引き抜きを行うことができた。以上の結果から、イレウスチューブ型小腸内視鏡に制御ユニットを組み込むことで、内視鏡を一定速度で引き抜きながら小腸内全域検査を行える可能性を示すことができた。

論文

複合型光ファイバを用いた1インチ伝熱配管用観察補修レーザー加工ヘッドの開発

岡 潔; 西村 昭彦; 関 健史*; 赤津 朋宏*; 山下 卓哉

保全学, 8(4), p.37 - 42, 2010/01

現在のFBR原型炉であるもんじゅの熱交換器は蒸発器と加熱器を組合せた構造であり、蒸発器の伝熱管内には高温水と蒸気が混相流として流れ、外側を液体ナトリウムが流れる。これまでは渦電流深傷(Eddy Current Testing: ECT)による検査により伝熱管に欠陥が発見された場合、伝熱管を施栓により塞ぐのが対処の基本であった。しかしながら、施栓の割合が高くなると、有効伝熱面積が減少するため、熱交換率が低下することとなる。そこで、FBRで使用する伝熱管配管の検査・補修のための統合ツール開発を目的とし、本報告では、複合型光ファイバスコープ及びレーザー加工ヘッドの製作を行い、基礎的な動作検証を行った結果を述べる。

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