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論文

Live-cell imaging study of mitochondrial morphology in mammalian cells exposed to X-rays

野口 実穂; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳; 成田 あゆみ; 藤井 健太郎

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.101 - 103, 2015/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

It is well known that radiosensitivity of cells is dependent on cell cycle phases. In general, cells are most radiosensitive in M phase and most resistant in late S phase. Cell cycle-dependent radiosensitivity seems to be involved in DSB repair ability which is varied in each cell cycle. Maeda et al. reported that radiation induced cell death depends on not only DSB induction and its repair in a cell nucleus but also damaging cytoplasm, suggesting that cytoplasm may play an important role in the radiobiological responses. Mitochondria, a kind of major organelles, are distributed throughout cytoplasm. They are continuously fusing or dividing. Mitochondrial morphology is also known to change dynamically depending on cell cycle. In this study, to investigate whether mitochondrial morphology relates to cell cycle-dependent radiosensitivity, we analyzed kinetics of mitochondrial morphology after irradiation of X-rays. Fragmented mitochondria were found to accumulate in proliferating cells irradiated with X-rays. Cell population with fragmented mitochondria increased with time after irradiation. When cells irradiated in M phase, cell population with fragmented mitochondria also increased with time after irradiation. These results suggest that the changes of mitochondrial morphology are not significantly related to the cell cycle phase at which the cells are irradiated, and might have little association with cell cycle-dependent radiosensitivity.

論文

Real-time observation of irradiated HeLa-cell modified by fluorescent ubiquitination-based cell-cycle indicator using synchrotron X-ray microbeam

成田 あゆみ; 神長 輝一; 横谷 明徳; 野口 実穂; 小林 克己*; 宇佐美 徳子*; 藤井 健太郎

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.192 - 196, 2015/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:74.39(Environmental Sciences)

動物培養細胞の細胞周期に依存した放射線照射影響に関する知見は、そのほとんどが照射された細胞集団を統計学的手法により解析したものである。本研究は、照射された細胞一つを顕微鏡下で直接追跡することにより、刻々と変化する照射細胞の挙動をリアルタイムで観察する手法を確立することを目的とした。照射細胞には細胞周期が判別できるFUCCI(Fluorescent Ubiquitination-based Cell CycleIndicator)発現HeLa細胞(ヒトがん細胞)を用いた。また、照射には細胞一つ分まで大きさが調整できる放射光X線マイクロビームを利用した。さらに照射した細胞を長時間観察するために、細胞を培養しながら観察可能なタイムラプス顕微鏡を立ち上げ、照射した個々の細胞の分裂の様子を追跡した。その結果、G1期で照射した細胞では周期の遅延が認められなかった。それに対してS/G2期にある細胞に照射を行ったところ、明確な周期遅延が観察された。以上から、顕微鏡下での長時間観察によって、放射線照射された細胞への影響をリアルタイムで観察することができた。

論文

A Novel technique using DNA denatureation to detect multiplly induced single-strand breaks in a hydrated plasmid DNA molecule by X-ray and $$^{4}$$He$$^{2+}$$ ion irradiation

横谷 明徳; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 野口 実穂; 漆原 あゆみ

Radiation Protection Dosimetry, 143(2-4), p.219 - 225, 2011/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.54(Environmental Sciences)

高LET放射線によりDNA上に多重1本鎖切断(m-SSBs)が生じることが予測されているが、これまでのプラスミドDNAをモデル分子として用いる手法ではその収率を過小評価してしまう可能性がある。なぜなら複数のSSBがDNAの同一鎖上あるいは2本鎖切断(DSB)にはならない程度離れた反対鎖上に生じた場合はこれを検出することができないためである。われわれはDNA変性を利用した新しいm-SSBsの検出法を開発してきた。この方法では、m-SSBsは1本鎖DNAの分子量変化として電気泳動法により定量される。今回X線及びHe$$^{2+}$$イオンビームが照射された水和pUC18プラスミドDNA中に生じたm-SSBsを定量した。得られた結果は、実験の分解能の範囲内で($$<$$140塩基)1本鎖DNAの半分は無傷で残っているというものであった。これは当初の予想に反し、高LET放射線照射であってもm-SSBs損傷は140塩基対を超えた領域には広がらないことを示唆している。

論文

A Model for analysis of the yield and the level of clustering of radiation-induced DNA-strand breaks in hydrated plasmids

鹿園 直哉; 横谷 明徳; 漆原 あゆみ; 野口 実穂; 藤井 健太郎

Radiation Protection Dosimetry, 143(2-4), p.181 - 185, 2011/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.31(Environmental Sciences)

Although it is widely accepted that the spatial distribution of strand breaks is highly relevant to the biological consequences of radiation, the extent to which strand breaks are clustered is not usually demonstrated directly from experimental data. To evaluate the spatial distribution of radiation-induced strand breaks, we have developed a model for the generation of strand breaks after irradiation. To find out whether the model is valid, we compared the calculated values to experimental data obtained by a plasmid DNA assay. Taking into account the inherent bias of the plasmid assay, the model described well the experimental results of hydrated plasmids exposed to radiation.

論文

The Yield, processing, and biological consequences of clustered DNA damage induced by ionizing radiation

鹿園 直哉; 野口 実穂; 藤井 健太郎; 漆原 あゆみ*; 横谷 明徳

Journal of Radiation Research, 50(1), p.27 - 36, 2009/01

 被引用回数:90 パーセンタイル:12.91(Biology)

クラスターDNA損傷は、電離放射線照射により電離や励起が空間的に不均一に生じることに由来して、ある確率で多数のDNA損傷が局所的に密集(クラスター化)したものであり、二本鎖切断型と非二本鎖切断型に大別される。電離放射線によって生じる二本鎖切断は、細胞死や染色体異常といった生物学的なendpointに深く関連し生物学的に重要な損傷と考えられてきた。そのため、二本鎖切断の生成効率,修復効率さらには修復過程やシグナル伝達に至るまで、これまでに膨大な研究の蓄積がある。一方、非二本鎖切断型クラスターDNA損傷も生物効果が高いと考えられていたにもかかわらず、その検出が難しいことから研究がなかなか進まなかった。しかしながら、検出法の進展に伴い、近年研究が活発に行われてきている。非二本鎖切断型のクラスターDNA損傷が、(1)放射線によってどのくらい生成され、(2)どのようにプロセシングされるのか、(3)生物効果に関連するのか、という点に焦点を当てて研究の現状をまとめた。

論文

Laser prepulse dependency of proton-energy distributions in ultraintense laser-foil interactions with an online time-of-flight technique

余語 覚文; 大道 博行; 福見 敦*; Li, Z.*; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 中村 衆*; 岩下 芳久*; 白井 敏之*; et al.

Physics of Plasmas, 14(4), p.043104_1 - 043104_6, 2007/04

 被引用回数:58 パーセンタイル:9.74(Physics, Fluids & Plasmas)

集光強度$$sim 10^{18}$$W/cm$$^2$$の短パルスレーザーを厚さ5$$mu$$mの銅薄膜に照射することで発生する高速プロトンのエネルギー分布を、新規に開発したオンライン飛行時間分析器を用いて行った。レーザー主パルスの9ns前に入射するfs-時間幅のプリパルスの強度が10$$^{14}$$から10$$^{15}$$W/cm$$^2$$へ上昇するとともに、高速プロトンの最大エネルギーが増加する実験結果が得られた。二波長干渉計測定から、プリパルスによって薄膜の表面に生じるプラズマ膨張のスケール長は15$$mu$$m以下であった。このような密度勾配の急峻なプラズマの発生は、その後に入射する主パルスの吸収効率を高める効果があり、これがプロトンのエネルギーを上昇させると考えられる。

論文

Natural circular dichroism of amino acid films observed in soft X-ray and VUV region using polarizing undulator

中川 和道*; 金子 房恵*; 大田 佳実*; 田中 真人*; 北田 朋*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 渡辺 一寿*; 山田 亨*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.271 - 273, 2005/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:46.56(Spectroscopy)

円偏光と物質の相互作用の研究は、シンクロトロン放射の発展によって新たな発展の時期を迎えている。アミノ酸は鏡像体が容易に入手可能でありそれらが互いに反対の符号の円二色性を示すはずであるので、実験的にも理論的にも手堅い研究を可能にする研究素材である。われわれは、アミノ酸蒸着膜を試料として産総研TERASではVUV領域で、SPring-8では窒素・酸素K殻領域で円二色性測定を試み、SPring-8では、軟X線領域での円二色性検出に初めて成功した。産総研NIJI-2では固相で初めて不斉分解反応の検出に成功した。

報告書

原子力コードのVPP500におけるベクトル化、並列化及び移植,移植編; 平成8年度作業報告書

根本 俊行*; 川崎 信夫*; 田辺 豪信*; 渡辺 秀雄*; 川井 渉*; 鈴木 信太郎*; 原田 裕夫; 庄司 誠; 久米 悦雄; 藤井 実

JAERI-Data/Code 97-055, 161 Pages, 1998/01

JAERI-Data-Code-97-055.pdf:4.57MB

本報告書は、平成8年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業のうち移植作業部分について記述したものである。原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業は、平成8年度に11件行われた。これらの作業内容は、同種の作業を行うユーザに有益な情報を提供することを意図して、「並列化編」、「ベクトル化編」、「移植編」の3冊にまとめられている。本報告書の「移植編」では、軽水炉安全解析コードRELAP5/MOD3.2及びRELAP5/MOD3.2.1.2、原子核データ処理システムNJOY、2次元多群ディスクリート・オーディネーツ輸送コードTWOTRAN-IIに対して行った移植作業と汎用図形処理解析システムIPLOTに対して行った移行調査作業について記述されている。

報告書

原子力コードのVPP500におけるベクトル化、並列化及び移植(並列化編); 平成8年度作業報告書

渡辺 秀雄*; 川井 渉*; 根本 俊行*; 川崎 信夫*; 田辺 豪信*; 鈴木 信太郎*; 原田 裕夫; 庄司 誠; 久米 悦雄; 藤井 実

JAERI-Data/Code 97-052, 160 Pages, 1997/12

JAERI-Data-Code-97-052.pdf:4.17MB

本報告書は、平成8年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業のうち、並列化作業部分について記述したものである。原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業は、平成8年度に11件行われた。これらの作業内容は、同種の作業を行うユーザに有益な情報を提供することを意図して、「並列化編」、「ベクトル化編」、「移植編」の3冊にまとめられている。本報告書の「並列編」では、2次元相対論的電磁粒子コードEM2D、円筒座標系直接数値シミュレーションコードCYLDNS、ダイヤモンド型結晶を扱う分子動力学コードDGRに対して行ったベクトル並列化作業について記述されている。

報告書

原子力コードのVPP500におけるベクトル化、並列化及び移植(ベクトル化編); 平成8年度作業報告書

根本 俊行*; 川井 渉*; 川崎 信夫*; 渡辺 秀雄*; 田辺 豪信*; 鈴木 信太郎*; 原田 裕夫; 庄司 誠; 久米 悦雄; 藤井 実

JAERI-Data/Code 97-051, 142 Pages, 1997/12

JAERI-Data-Code-97-051.pdf:3.91MB

本報告書は、平成8年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業のうち、ベクトル化作業部分について記述したものである。原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業は、平成8年度に11件行われた。これらの作業内容は、同種の作業を行うユーザに有益な情報を提供することを意図して、「並列化編」、「ベクトル化編」、「移植編」の3冊にまとめられている。本報告書の「ベクトル編」では、中性子・光子輸送計算コードDORT-TORT、気体流動解析コードFLOWGR、相対論的ボルツマン・ウェーリング・ウーレンベック法によるシミュレーションコードRBUUに対して行ったベクトル化作業について記述されている。

報告書

実例によるAVS利用手引

増子 献児*; 加藤 克海*; 久米 悦雄; 藤井 実

JAERI-Tech 97-028, 37 Pages, 1997/07

JAERI-Tech-97-028.pdf:1.32MB

日本原子力研究所では、可視化ソフトウェアAVSについて原研の一般ユーザが簡単に理解、利用できるようにAVSの原研版利用手引を作成している。本報告書では「避難シミュレーション」を題材として、シミュレーション結果のAVSを用いた可視化及びその可視化された画像のVTRへの録画作業について解説する。本報告書の特長は、読者が上記の題材を本報告書に従ってAVSで処理することで、AVS利用に必要な一連の作業手順が修得できるようになっていることである。

論文

A New algorithm for resolving position reversal problems in stereo matching using dynamic programming

藤井 実; 松山 泰男*

Syst. Comput. Jpn., 28(4), p.25 - 35, 1997/00

両眼ステレオ視は、受動的な方法によって、色と距離の2つの情報を同時に得ることができるため、将来の移動ロボットの共通な眼として期待されている。しかし、実際には左右の画像間での対応点探索という困難な問題を解決する必要があり、移動ロボットの障害物検知において重要である「左右画像上で対応点の順序が入れ替わる順序逆転問題」については、これまで比較的研究が進んでいない。本論文では、従来手法の中で大局的な対応付けを可能にする動的計画法を適用した場合に生ずる「対応点の順序は入れ替わらない」という仮定を保持しつつ、対応点の順序が入れ替わる問題を解くために、対応を探索に4つの状態を設け、動的計画法による探索を2段階に分けて行う方法を提案する。さらに、対応点の順序が入れ替わる問題にこの方法を適用し、本方法の有効性を示している。

論文

動的計画法を用いたステレオマッチングにおける順序逆転問題の解法

藤井 実; 松山 泰男*

画像ラボ, 0(11), p.32 - 35, 1996/11

両眼ステレオ視は、環境に影響を与えない受動的な距離計測法として、また左右のカメラ画像から色と距離の二つの情報を同時に得ることができる方法として、将来の移動ロボットの共通な視覚手段となることが期待されている。また、両眼ステレオ視は、人間が何気なく使用している空間認識法であり、その原理も、左右一対のカメラで撮られた2枚の画像上の対応点を見つけ、三角測量の原理でその対応点の写っている場所のカメラからの距離を算出するという比較的簡単なものである。しかし、左右画像上での対応点を求める操作の自動化、即ちステレオマッチングと呼ばれる左右画像の対応点探索問題を一般的に解くことは、非常に難しく、まだ研究開発段階にある。本稿では、この順序逆転を含むシーンについても対応付けを可能にした2段階動的計画法アルゴリズムと名付けた新しい方法(電子情報通信学会論文誌掲載)を解説する。

報告書

原子力コードのVPP500におけるベクトル化、並列化及び移植(MVP・GMVP,QMDRELP,EQMD,HSABC,CURBAL,STREAM V3.1,TOSCA,EDDYCAL,RELAP5/MOD2/C36-05,RELAP5/MOD3); 平成7年度作業報告

根本 俊行*; 渡辺 秀雄*; 藤田 豊蔵*; 川井 渉*; 原田 裕夫; 五來 一夫; 山崎 和彦; 庄司 誠; 藤井 実

JAERI-Data/Code 96-022, 362 Pages, 1996/07

JAERI-Data-Code-96-022.pdf:8.17MB

計算科学技術推進センター情報システム管理課では平成7年度にVPP500計算機上でユーザから依頼された8本の原子力コードのベクトル化、並列化及び2本原子力コードの移植作業を行った。即ち、汎用中性子・光子輸送計算コードMVP・GMVP、相対論的QMDコードQMDRELPの2本の並列化、拡張QMDコードEQMD、断熱基底計算コードHSABCの2本のベクトル並列化、バルーニング乱流シミュレーションコードCURBAL、3次元非定常圧縮性流体解析コードSTREAM V3.1、プラズマ運転解析コードTOSCA、渦電流解析コードEDDYCALの4本のベクトル化、軽水炉安全性解析コードRELAP5/MOD2/C36-05、同コードRELAP5/MOD3の2本の移植を行った。本報告書では、これらの作業内容を記述する。

論文

動的計画法を用いたステレオマッチングにおける順序逆転問題の一解法

藤井 実; 松山 泰男*

電子情報通信学会論文誌,D-2, J79-D-2(5), p.775 - 784, 1996/05

両眼ステレオ視は、受動的な方法によって、色と距離の2つの情報を同時に得ることができるため、将来の移動ロボットの共通な眼として期待されている。しかし、実際には左右画像間での対応点探索という困難な問題を解決する必要があり、移動ロボットの障害物検知において重要である「左右画像上で対応点の順序が入れ替わる順序逆転問題」については、これまで比較的研究が進展していない。本論文では、従来手法の中で大局的な対応付けを可能にする動的計画法を適用した場合に生ずる「対応点の順序は入れ替わらない」という仮定を保持しつつ、対応点の順序が入れ替わる問題を解くために、対応点探索に4つの状態を設け、動的計画法による探索を2段に分けて行う方法を提案する。さらに、対応点の順序が入れ替わる問題にこの方法を適用し、本方法の有効性を示している。

論文

動的計画法を用いたステレオマッチングにおける順序逆転問題の解法に関する研究

藤井 実

茨城大学博士論文, 0, 82 Pages, 1996/03

移動ロボットの共通な眼として期待されている両眼ステレオ視は、左右画像間での対応点探索という困難な問題を解決する必要があり、これまで問題に応じた数多くのステレオアルゴリズムが提案されてきている。しかし、「左右走査線上で対応点の順序が入れ替わる順序逆転問題」は、従来手法の中で大局的な対応付けが可能な動的計画法を適用すると、動的計画法の原理的制約から対応点の順序は入れ替わらないという仮定を設ける必要があり、正しく処理され得ないとされてきた。本論文では、この仮定を保持しつつ順序が入れ替わる問題を解く方法をまず提案し、次に順序逆転問題用に作成したCG画像、実写画像にこの方法を適用して、内部パラメータの感度解析等からその有効性を示している。

論文

Numerical analysis of buoyancy-driven exchange flow with regard to an HTTR air ingress accident

文沢 元雄; 功刀 資彰; 菱田 誠; 赤松 幹夫*; 藤井 貞夫*; 五十嵐 実*

Nuclear Technology, 110, p.263 - 272, 1995/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:54.93(Nuclear Science & Technology)

本研究は、高温ガス炉のスタンドパイプ破断時空気浸入事故に関連して行った数値解析である。すなわち、流体物性値の温度依存性を考慮した一般曲線座標系を用いた3次元熱流動解析コードを開発し、以前行った閉空間内置換流についての実験体系へ適用した。数値解析結果は、実験結果と同様に非定常で非対称な流れ場が観測された。

報告書

原子力コードのベクトル化と改良,III: DGR、STREAM V3.1、Cella、GGR

根本 俊行; 江口 則地*; 渡辺 秀雄*; 町田 昌彦*; 横川 三津夫; 藤井 実

JAERI-Data/Code 94-021, 119 Pages, 1995/01

JAERI-Data-Code-94-021.pdf:3.08MB

日本原子力研究所・情報システムセンターは、平成5年度に原子力コードのベクトル化及び高速化のための改良を行った。ベクトル化及び高速化を行ったコードはダイヤモンド型結晶の放射線照射損傷をシミュレーションする分子動力学コードDGR、3次元非定常圧縮性流体用解析コードSTREAM V3.1、セルオートマトンを用いた2次元流体シミュレーションコードCella、及び黒鉛型結晶における放射線照射損傷をシミュレーションする分子動力学コードGGRである。ベクトル化による性能向上はVP2600でのスカラー実行と比較してDGRで8.2倍、STREAM V3.1で6.8~14.8倍、Cellaで15~16倍、そしてGGRでは1.23倍を得た。本報告書は、上記コードのベクトル化手法、ベクトル化効果、計算結果の評価、及びコードの改良方法などを記したものである。

論文

High performance computing at Japan Atomic Energy Research Institute

秋元 正幸; 樋口 健二; 藤井 実; 原田 裕夫; 浅井 清; 田中 幸男*; 鈴木 孝一郎*

High Performance computing 1995; Grand Challenges in Computer Simulation, 0, p.9 - 15, 1995/00

原研では、高性能計算用に、従来型のスーパーコンピュータを用いてきた。しかし、並列処理技術の急速な進展により、現在のFujitsu VP2600 2式をFujitsu VPP500/42及びParagon XP/S15-256に交換する。本報では、交換する並列コンピュータの予備的性能評価について報告する。

報告書

原子力知能化システム技術の研究(人間動作シミュレーション・プログラム:HASP); 平成4年度作業報告

秋元 正幸; 樋口 健二; 藤井 実; 久米 悦雄; 神林 奨; 海老原 健一; 大谷 孝之

JAERI-M 94-051, 109 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-051.pdf:3.86MB

日本原子力研究所は、1987年からHASP(Human Acts Simulation Program)と名付けた人工知能とロボティックスに関する研究を10年計画で開始した。これは、知能ロボット、知能化プラントの基盤技術を研究開発するものである。その内容は、命令理解システムの試作、視覚認識、2足歩行ロボットの動作シミュレーション、施設形状データベースの作成、被曝線量計算、さらに被曝線量計算等のモンテカルロ計算の高速化を目的としたモンテカルロ計算装置の設計・試作などである。本報告は、平成4年度のHASPの作業内容について記述する。

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