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論文

Development of positron-emitting bromine nuclides production using an isotope separator

Fateh, B.; 石岡 典子; 渡辺 智; 久米 民和; 関根 俊明*

JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.259 - 261, 2003/11

植物トレーサー実験用の臭素ポジトロン核種($$^{76}$$Br)を製造するために、天然同位体組成ターゲットと同位体分離器を用いて、安価で純度の高い製造法を開発した。本法は、$$^{nat}$$Br(p,xn)反応で得たKr同位体から$$^{76}$$Krだけを同位体分離し、$$^{76}$$Krの$$beta$$$$^{+}$$崩壊によって生成する$$^{76}$$Brを高純度で回収する必要がある。そこで、ターゲットの選択及び調製, Krガスの回収法, 同位体分離条件, 分離後の化学分離条件の検討を行い、15%の回収率で$$^{76}$$Brを得ることに成功した。

論文

A Laser ion source with a thin ohmic-heating ionizer for the TIARA-ISOL

小泉 光生; 長 明彦; 大島 真澄; 関根 俊明; 涌井 崇志*; Jin, W.*; 桂川 秀嗣*; 宮武 宇也*; 石田 佳久*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 204(1-4), p.359 - 362, 2003/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.17

原研高崎オンライン同位体分離器(TIARA-ISOL)用に抵抗加熱型レーザーイオン源を製作した。本イオン源では、30$$mu$$mの金属膜でできたイオン化室を用いた。その結果、イオン化室に抵抗加熱で生成される電場勾配を4-5V/cmまで増やすことができた。オフライン実験において、イオン源から引き出される$$^{27}$$Al(安定核)パルスイオンビームの時間広がりを調べた結果、半値幅が4$$mu$$mまで狭くなったことを確認した。オンライン実験において、$$^{25}$$Al(半減期7.2秒)を$$^{16}$$O($$^{12}$$C, p 2n)反応で生成し、イオン化効率を調べた結果、約0.1%を得た。

論文

Dose dependence of the production yield of endohedral $$^{133}$$Xe-fullerene by ion implantation

渡辺 智; 石岡 典子; 下村 晴彦*; 村松 久和*; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.399 - 402, 2003/05

 被引用回数:8 パーセンタイル:47.11

イオン注入による$$^{133}$$Xe内包フラーレンの生成の最適条件を調べることを目的とし、$$^{133}$$Xe内包フラーレンの生成率のイオン注入量及び注入エネルギー依存性について調べた。Ni基盤上に蒸着したフラーレンをターゲットとし、同位体分離器により$$^{133}$$Xeを30,34及び38keVでイオン注入した。$$^{133}$$Xeのイオン注入量は1$$times$$10$$^{12}$$~1$$times$$10$$^{14}$$個/cm$$^{2}$$とした。照射後のターゲットをオルト・ジクロロベンゼンに溶解した後、HPLC分析により$$^{133}$$Xe内包フラーレンの生成率を求めた。この生成率は、イオン注入量及び注入エネルギーの増加とともに減少することがわかった。これは、一度生成した$$^{133}$$Xe内包フラーレンが、後から注入される$$^{133}$$Xeイオンによって壊されて無定形炭素化するためと結論付けた。

論文

Production of endohedral $$^{133}$$Xe-fullerene by ion implantation

渡辺 智; 石岡 典子; 関根 俊明; 長 明彦; 小泉 光生; 下村 晴彦*; 吉川 広輔*; 村松 久和*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 255(3), p.495 - 498, 2003/03

 被引用回数:10 パーセンタイル:40.43(Chemistry, Analytical)

イオン注入法による放射性原子内包フラーレンの生成の可能性を調べることを目的として、内包原子として$$^{133}$$Xeを用い、イオン注入法による$$^{133}$$Xe内包フラーレンの生成を行った。Ni基盤上に蒸着したC$$_{60}$$またはC$$_{70}$$をターゲットとし、同位体分離器により$$^{133}$$Xeを40keVでイオン注入した。照射後のターゲットをo-ジクロロベンゼンに溶解した後、HPLCカラムに通し、溶出液中のC$$_{60}$$またはC$$_{70}$$をUV検出器で、$$^{133}$$Xeの放射能をGe検出器でそれぞれ測定した。得られた溶離曲線に、$$^{133}$$XeとC$$_{60}$$またはC$$_{70}$$とのピークの強い相関が見られたことから、$$^{133}$$Xe内包フラーレンが生成していると結論付けた。また、$$^{133}$$Xeピークにテーリングが見られた。このテーリングは、空のフラーレンからの$$^{133}$$Xe内包フラーレンの単離の可能性を示した。

論文

体内で刻まれる宇宙の歴史

関根 俊明

上毛新聞, P. 9, 2003/01

本稿は、日本化学会創立125周年記念群馬化学展に関して企画された新聞連載において、化学元素はその起源において放射線と関連していること知って貰うために執筆した。K-40を材料として、天然放射性元素の存在と、K-40の起源が宇宙の星にあることを述べた。

論文

Transfer function analysis of positron-emitting tracer imaging system (PETIS) data

Keutgen, N.; 松橋 信平; 水庭 千鶴子; 伊藤 岳人*; 藤村 卓; 石岡 典子; 渡辺 智; 関根 俊明; 内田 博*; 橋本 昭司

Applied Radiation and Isotopes, 57(2), p.225 - 233, 2002/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:45.22

植物内での物質移行の定量解析の試みとして、植物用ポジトロンイメージング装置(PETIS)での計測結果の伝達関数法による解析を行った。植物としてニラあるいはダイズを用い、葉あるいは茎の切り口から$$^{13}$$N-硝酸及び$$^{18}$$F-水溶液を投与し、得られた分布変化の画像を伝達関数法により解析し、ポジトロン放出核種の見かけの移行速度を求めた。その結果、ニラ葉中の$$^{18}$$F-水溶液の移行速度は1.2cm/min、ダイズ3小葉の中葉での$$^{18}$$F-水溶液の移行速度は10.7cm/min、$$^{13}$$N-硝酸は11.9cm/minとなり、ダイズの小葉では硝酸と水の移行速度とほぼ同じであることが明らかとなった。これらの結果は、伝達関数法によるPETIS計測データの解析が、植物中での物質移行の定量化に有効な手法であることを示しており、環境ストレス要因が植物に与える影響の評価に役立つと考えられる。

論文

Excitation functions of rhenium isotopes on the $$^{nat.}$$W(d,xn) reactions and production of no-carrier-added $$^{186}$$Re

石岡 典子; 渡辺 智; 長 明彦; 小泉 光生; 松岡 弘充; 関根 俊明

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1334 - 1337, 2002/08

無担体$$^{186}$$Re製造技術開発に必要な基礎データとして、$$^{186}$$W(d,2n)$$^{186}$$Re,$$^{nat.}$$W(d,xn)$$^{181-184}$$Re,$$^{186}$$W(d,p)$$^{187}$$W反応における反応断面積を34MeVまでスタックフォイル法を用いて測定した。得られた結果をALICEコードによって計算した反応断面積と比較した。$$^{186}$$W(d,p)$$^{187}$$W反応以外の励起関数ついては、実験値と理論値でほぼ一致した。

論文

Production of positron emitters of metallic elements to study plant uptake and distribution

渡辺 智; 石岡 典子; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 清宮 正一郎*; 中西 啓仁*; 森 敏*

Radiochimica Acta, 89(11-12), p.853 - 858, 2002/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:23.92(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

植物用ポジトロンイメージング装置の開発に伴い、ポジトロン放射体が植物の生理的な機能解明に有用であることがわかってきた。われわれは、この研究に用いるポジトロン放射体としてC-11,N-13,F-18等軽元素核種標識化合物の製造研究を行ってきた。今回は、新たにポジトロン放出金属元素金属元素V-48,Mn-52,Fe-52,Zn-62について製造開発を行った。AVFサイクロトロンからの陽子また$$alpha$$粒子ビームをターゲット物質に照射し、目的のアイソトープをイオン交換法または鉄共沈法によりターゲット物質から分離し、トレーサーとして必要な化学形に調製した。トレーサー溶液中の放射性不純物及び非放射性不純物をごく微量に抑えることができ、植物実験に十分供し得るトレーサーを製造する方法を確立した。

報告書

$$^{139}$$La(p,n)$$^{139}$$Ce反応による$$^{139}$$Ceの製造

石岡 典子; 出雲 三四六; 橋本 和幸; 小林 勝利; 松岡 弘充; 関根 俊明

JAERI-Tech 2001-095, 23 Pages, 2002/01

JAERI-Tech-2001-095.pdf:1.1MB

$$^{139}$$Ceは半減期T$$_{1/2}$$=137.2dayでEC崩壊して165.9keVの$$gamma$$線を放出し、Ge検出器の計数効率校正用に利用される。本研究では、$$^{139}$$La(p,n)$$^{139}$$Ce反応によって$$^{139}$$Ceを製造するために必要なターゲットの調整法ならびに$$^{139}$$Ceとランタンとの化学分離法を検討した。その結果、金属ランタン及び酸化ランタン粉末は、$$^{139}$$Ceを製造するためのターゲットとして用いられることを確認した。ランタンターゲットと生成した$$^{139}$$Ceの分離については溶媒抽出法とイオン交換法を比較した。

論文

Real-time [$$^{11}$$C]methionine translocation in barley in relation to mugineic acid phytosiderophore biosynthesis

Bughio, N.*; 中西 啓仁*; 清宮 正一郎*; 松橋 信平; 石岡 典子; 渡辺 智; 内田 博*; 辻 淳憲*; 長 明彦; 久米 民和; et al.

Planta, 213(5), p.708 - 715, 2001/09

 被引用回数:15 パーセンタイル:60.95(Plant Sciences)

オオムギが土壌中の鉄を獲得するために分泌するムギネ酸の前駆体であるメチオニンが、植物体のどこに起源をもつかを明らかにするために、リアルタイムでの[$$^{11}$$C]メチオニン転流をポジトロンイメージング法を中心とした計測により行なった。外部から供給した[$$^{11}$$C]メチオニンが鉄欠乏オオムギの根に保持され、ムギネ酸生合成に使われたこと、地上部から根へのメチオニンの移行が見られなかったことなどから、ムギネ酸の前駆体であるメチオニンは植物体の根に起源をもつと結論した。

論文

植物の生理活動研究の手段としてのPET

森 敏*; 中西 友子*; 林 浩昭*; 大山 卓爾*; 内田 博*; 松橋 信平; 関根 俊明

Radioisotopes, 50(9), p.408 - 418, 2001/09

原研が中心となり開発を進めてきた植物研究用ポジトロンイメージング装置(PETIS)とこれを用いて研究を行うためにこれまでに開発してきたポジトロン標識化合物について、開発経緯と現状を解説した。また、PETISを用いた原研・大学プロジェクト共同研究で得られた知見として、植物体を構成する主要元素である炭,窒素などの化合物,植物内での物質輸送に重要な役割を果たすと考えられる水,ミネラルとして重要な金属元素等の動態に関して、植物生理学的な立場から、これまでの研究手法ではえられなかった知見の新規性,重要性について解説した。

論文

Vanadium uptake and an effect of vanadium treatment on $$^{18}$$F-labeled water movement in a cowpea plant by positron emitting tracer imaging system (PETIS)

古川 純*; 横田 はる美*; 田野井 慶太朗*; 上岡 志ほり*; 松橋 信平; 石岡 典子; 渡辺 智; 内田 博*; 辻 淳憲*; 伊藤 岳人*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 249(2), p.495 - 498, 2001/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.86(Chemistry, Analytical)

ポジトロン放出核種を利用したイメージング装置であるPETIS(Positron Emitting Tracer Imaging System)を用いてササゲにおけるバナジウム(V$$^{5+}$$)吸収をリアルタイムで測定した。バナジウム-48は、日本原子力研究所高崎研究所のAVFサイクロトロンを用い、Sc箔に50MeVの$$alpha$$粒子を照射することにより製造した。$$^{48}$$Vを水耕液に添加し、PETISによりリアルタイム計測を行った。また$$^{48}$$V水溶液を添加してから3,6,20時間目の植物体を用いてバナジウム分布をラジオグラフィにより測定した。これらにより処理開始後20時間目には植物体全体にバナジウムが分布していることが明らかになった。植物に吸収されたバナジウムが及ぼす影響を見るために、同様にポジトロン放出核種であるフッ素-18で標識した水を用いてPETISによりササゲの水分吸収動態を測定した。計測前に20時時間バナジウムを吸収させると、標識水の吸収が極端に抑えられることが示された。これらの結果は植物体の地上部に移行したバナジウムが標識水の吸収を阻害する主な原因であることを示唆している。

論文

$$^{18}$$F used as tracer to study water uptake and transport imaging of a cowpea plant

中西 友子*; 田野井 慶太朗*; 横田 はる美*; Kang, D.-J.*; 石井 龍一*; 石岡 典子; 渡辺 智; 長 明彦; 関根 俊明; 松橋 信平; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 249(2), p.503 - 507, 2001/08

マメ科の植物の中できわめて乾燥に強いと考えられるササゲ($it {Vigna unguliculata Walp.}$)を用いて水分吸収の計測を行った。ササゲは茎の下部に乾燥に耐えるための水分保持組織を発達させていると考えられている植物である。われわれは、中性子ラジオグラフィの手法を用いてこの組織が他の茎よりも水分量が多いことを確認した。またサイクロトロンによって製造された$$^{18}$$F標識水を用いてPETIS法によりササゲの水分吸収動態を測定した。インゲンマメとササゲで水分吸収を比較すると、乾燥処理でもササゲのほうが高い水分吸収活性を維持していることが示され、より乾燥に強い性質を有していることが示唆された。

論文

Comparison of $$^{15}$$O-labeled and $$^{18}$$F-labeled water uptake in a soybean plant by PETIS (Positron Emitting Tracer Imaging System)

中西 友子*; 横田 はる美*; 田野井 慶太朗*; 池上 奈通子*; 大國 曜子*; 古川 純*; 石岡 典子; 渡辺 智; 長 明彦; 関根 俊明; et al.

Radioisotopes, 50(6), p.265 - 269, 2001/06

ダイズにおける$$^{15}$$O標識水と$$^{18}$$F標識水の吸収動態をPETIS(Positron Emitting Tracer Imaging System)法を用いて比較検討した。$$^{15}$$O標識水(半減期: 2分)はサイクロトロンを用いて$$^{14}$$N(d,n)$$^{15}$$O反応により、また、$$^{18}$$F標識水(半減期: 110分)は$$^{16}$$O($$alpha$$,pn)$$^{18}$$F反応により調製した。標識水の供給は、根を切り落としたダイズの茎の下部から行い、植物中の標識水から放出される$$gamma$$線をBGO検出器(5cm$$times$$15cm)を用いてリアルタイム計測を行った。15秒ごとの計測の積算値からダイズの各茎における20分間の吸水動態を調べたところ、$$^{18}$$F標識水の方が$$^{15}$$O標識水より早く吸収されることがわかり、$$^{18}$$F標識水ではフッ素は$$^{18}$$F$$^{-}$$イオンとなり、バルクの水とは異なる動態を示すことが示された。吸収された$$^{15}$$O標識水の静止画像を撮ったところ、10分間の吸収後においても初葉よりも上部に$$^{15}$$O標識水の分布は見られなかった。

論文

Normalization of $$gamma$$-$$gamma$$ angular correlation coincidence counts using characteristic X-rays

浅井 雅人*; 河出 清*; 柴田 理尋*; 小島 康明*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 463(1-2), p.205 - 212, 2001/05

 被引用回数:2 パーセンタイル:78.13

われわれは3個以上のGe検出器を用いる$$gamma$$線角度相関測定において、異なる効率を持つ検出器の組み合せから得られる同時計数値を規格化する新しい方法を提案する。この方法は内部転換や軌道電子捕獲に伴って放出される特性KX線が$$gamma$$線と同時計数され、特性KX線が等方的に放出されることを利用する。角度相関の決定には、目的の$$gamma$$線とKX線の強度比を求めるだけでよく、検出器効率も、単一Ge検出器による$$gamma$$線強度も必要としないことが特徴である。この方法の有用性はオンライン質量分離された$$^{126}$$Laと$$^{128}$$La線源で実証した。

論文

Visualization of $$^{15}$$O-water flow in tomato and rice in the light and dark using a positron-emitting tracer imaging system (PETIS)

森 敏*; 清宮 正一郎*; 中西 啓仁*; 石岡 典子; 渡辺 智; 長 明彦; 松橋 信平; 橋本 昭司; 関根 俊明; 内田 博*; et al.

Soil Science and Plant Nutrition, 46(4), p.975 - 979, 2000/12

 被引用回数:25 パーセンタイル:42.09(Plant Sciences)

ポジトロン放出核種イメージングシステム(PETIS)を用いることによって植物中の水の流れの画像化に成功した。ポジトロン放出核種の$$^{15}$$O原子で構成される水分子(標識水)をトマトとイネに経根投与し、植物生体内の標識水の移行速度と分布を動的に画像化した。画像から $$^{15}$$O-水の生体内移行は光によって制御され、暗条件ではほぼ完全にその動きを停止することがわかった。トマトの茎とイネの新葉における水の移動速度は光の強度が500$$mu$$mol m$$^{-2}$$/sのとき、それぞれ1.9 cm/sと0.4 cm/sであった。イネの新葉の場合の速度はトマトの茎のそれの1/5であったが、光の強度を3倍にすると速度が1.7倍になることがわかった。

論文

ポジトロン放出核種の利用の原理

関根 俊明

日本土壌肥料学雑誌, 71(6), p.928 - 929, 2000/11

「ポジトロン放出核種の植物体における非破壊・経時的・動態解析」と題するシンポジウムにおいて、高崎研TIARAにおいて実施しているポジトロンを放出する$$^{11}$$C,$$^{13}$$N,$$^{18}$$F,$$^{48}$$V,$$^{52}$$Mn,$$^{62}$$Zn等の標識化合物を用いる植物の生理学的研究の成果を発表する。その一連の講演の最初に、植物が生きている状態で研究するためにポジトロン放出核種をトレーサーとして用いる原理を説明する。特に、核の崩壊特性及び合成化学的な面からこの方法の応用可能性を述べる。

論文

Study of unstable nuclides using the TIARA-ISOL; Development of a laser ion source and separation of unstable Na isotopes with a thermal ion source

長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明; 桂川 秀嗣*; Jin, W.*; 涌井 崇志*

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.203 - 205, 1999/10

TIARA-ISOLでは中性子欠損側の希土類元素不安定核の$$beta$$壊変研究を行ってきた。近年、核物性研究のプローブとしての不安定核ビームが必要となってきた。表面電離型イオン源を用いたNa不安定核の生成分離とレーザーイオン源開発の現状について報告する。

論文

Systematics of the atomic masses of $$^{124-130}$$La isotopes

山本 洋*; 柴田 理尋*; 河出 清*; 小島 康明*; 長 明彦; 渡辺 智; 小泉 光生; 関根 俊明

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.208 - 210, 1999/10

TIARA-ISOLで分離した$$^{124-130}$$Laの$$beta^{+}$$壊変に伴う$$beta^{+}$$線最大エネルギーを高純度ゲルマニウム検出器によって測定し、$$^{124,125,127,130}$$Laについて初めて実験値を得た。各種の質量公式のうち、橘らによる質量公式が今回の実験値をよく再現しているが、一般に質量公式はこれらの同位元素に関して原子質量を小さく評価している。二中性子分離エネルギーの系統性から、質量数128近傍でLa同位体の核構造が変化していることが示唆された。

論文

偏極不安定核ビームの生成

大坪 隆*; 大矢 進*; 後藤 淳*; 出淵 善智*; 武藤 豪*; 長 明彦; 小泉 光生; 関根 俊明

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.206 - 207, 1999/10

偏極した不安定核はそれ自身の電磁気モーメントの決定のみならず、物質中の不純物効果の研究等に有用である。本研究では、微小角度で入射した不安定核のイオンが表面との相互作用により偏極させ、核磁気共鳴法により偏極度を求める方法を試みている。TIARAオンライン同位体分離器で$$^{36}$$Ar+Mo反応で生成する$$^{124}$$Cs(半減期31秒)の偏極をこれまで行ってきたが、より大きな偏極度を得るべく今回は$$^{12}$$C+$$^{12}$$C反応で生成する$$^{21}$$Na(22秒)について試みた。得られた偏極度は(0.32$$pm$$0.23)%に止まり、$$^{124}$$Csの偏極度(0.23$$pm$$0.13)%より大きな値は得られなかった。原因は検討中である。

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