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論文

Hydrogen-based metabolism as an ancestral trait in lineages sibling to the Cyanobacteria

Carnevali, P. B. M.*; Schulz, F.*; Castelle, C. J.*; Kantor, R. S.*; Shih, P. M.*; Sharon, I.*; Santini, J.*; Olm, M. R.*; 天野 由記; Thomas, B. C.*; et al.

Nature Communications (Internet), 10, p.463_1 - 463_15, 2019/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:17.48(Multidisciplinary Sciences)

The metabolic platform in which microbial aerobic respiration evolved is tightly linked to the origins of Cyanobacteria (Oxyphotobacteria). Melainabacteria and Sericytochromatia, close phylogenetic neighbores to Oxyphotobacteria comprise both fermentative and aerobic representatives, or clades that are capablee of both. Here, we predict the metabolisms of Margulisbacteria from two distinct environments and Saganbacteria, and compare them to genomes of organisms from the related lineages. Melainabacteria BJ4A obtained from Mizunami site are potentially able to use O$$_{2}$$ and other terminal electron acceptors. The type C heme-copper oxygen reductase found in Melainabacteria BJ4A may be adapted to low O$$_{2}$$ levels, as expected for microaerophilic or anoxic environments such as the subsurface. Notably, Melainabacteria BJ4A seems to have a branched electron transport chain, with one branch leading to a cytochrome d ubiquinol oxidoreductase and the other one leading to the type C heme-copper oxygen reductase. Both these enzymes have high affinity for O$$_{2}$$, thus are adapted to low O$$_{2}$$ levels. These contemporary lineages have representatives with fermentative H$$_{2}$$-based metabolism, lineages capable of aerobic or anaerobic respiration, and lineages with both. Our findings support the idea that the ancestor of these lineages was an anaerobe in which fermentation and H$$_{2}$$ metabolism were central metabolic features.

論文

International challenge to model the long-range transport of radioxenon released from medical isotope production to six Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty monitoring stations

Maurer, C.*; Bar$'e$, J.*; Kusmierczyk-Michulec, J.*; Crawford, A.*; Eslinger, P. W.*; Seibert, P.*; Orr, B.*; Philipp, A.*; Ross, O.*; Generoso, S.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 192, p.667 - 686, 2018/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.95(Environmental Sciences)

地下核実験検知のためには、医療用放射性同位元素製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT観測所への影響を把握することが大変重要である。医療用放射性同位元素製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT放射性核種観測所への影響に関する調査の一環として、オーストラリアの医療用放射性同位元素製造施設からの放射性キセノンの放出データに基づき、本施設から放出された放射性キセノンが南半球の6つのCTBT放射性核種観測所に与える影響のATM(大気輸送モデル)を用いた予測が10カ国からの参加者により行われた。

論文

SFCOMPO-2.0; An OECD NEA database of spent nuclear fuel isotopic assays, reactor design specifications, and operating data

Michel-Sendis, F.*; Gauld, I.*; Martinez, J. S.*; Alejano, C.*; Bossant, M.*; Boulanger, D.*; Cabellos, O.*; Chrapciak, V.*; Conde, J.*; Fast, I.*; et al.

Annals of Nuclear Energy, 110, p.779 - 788, 2017/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:18.09(Nuclear Science & Technology)

SFCOMPO-2.0 is the new release of the NEA database of experimentally measured assays, i.e. isotopic concentrations from destructive radiochemical analyses of spent nuclear fuel samples, complemented with design information of the fuel assembly and fuel rod from which each sample was taken, as well as with relevant information on operating conditions and characteristics of the host reactors, which are necessary for the modelling and simulation of the isotopic evolution of the fuel during irradiation. SFCOMPO-2.0 has been developed and is maintained by the OECD Nuclear Energy Agency (NEA) under the guidance of the Expert Group on Assay Data of Spent Nuclear Fuel (EGADSNF) of the NEA Working Party on Nuclear Criticality Safety (WPNCS). In this paper, the new database is described. Applications of SFCOMPO-2.0 for computer code validation, integral nuclear data benchmarking, and uncertainty analysis in nuclear waste package analysis are briefly illustrated.

論文

Potential for microbial H$$_{2}$$ and metal transformations associated with novel bacteria and archaea in deep terrestrial subsurface sediments

Hernsdorf, A. W.*; 天野 由記; 宮川 和也; 伊勢 孝太郎; 鈴木 庸平*; Anantharaman, K.*; Probst, A. J.*; Burstein, D.*; Thomas, B. C.*; Banfield, J. F.*

ISME Journal, 11, p.1915 - 1929, 2017/03

AA2016-0002.pdf:2.21MB

 被引用回数:20 パーセンタイル:2.68(Ecology)

地層処分システムにおける微生物影響の可能性を評価するために、北海道の幌延深地層研究センター地下施設を利用して、堆積岩地下の生態系における微生物群集構造と代謝機能について調査を行った。全体として、微生物生態系は多様な系統群からなる微生物種で構成されており、その多くはこれまで培養されていない生物門に属していることが示された。大部分の微生物種は、酸化型[NiFe]ヒドロゲナーゼあるいはフェレドキシンをベースとする代謝経路を可能にする電子分岐型[FeFe]ヒドロゲナーゼを介して水素代謝をおこなうことが明らかになった。水素代謝と関連して、多くの微生物が炭素,窒素,鉄および硫黄を代謝することが推定された。特に、ANME-2dというメタン酸化を行う古細菌として知られている未培養微生物が、鉄関連の代謝反応を行う可能性が示唆された。得られた結果から、幌延堆積岩環境における微生物群集の生態学的概念モデルを推定した。

論文

International challenge to predict the impact of radioxenon releases from medical isotope production on a comprehensive nuclear test ban treaty sampling station

Eslinger, P. W.*; Bowyer, T. W.*; Achim, P.*; Chai, T.*; Deconninck, B*; Freeman, K.*; Generoso, S.*; Hayes, P.*; Heidmann, V.*; Hoffman, I.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 157, p.41 - 51, 2016/06

 被引用回数:16 パーセンタイル:17(Environmental Sciences)

地下核実験検知のためには、原子力施設や医療用放射性同位体製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT観測所への影響を把握することが大変重要である。医療用放射性同位体製造施設から放出される放射性キセノンのCTBT放射性核種観測所への影響に関する調査の一環として、ベルギーの医療用放射性同位体製造施設からの放射性キセノンの放出量に関するデータに基づき、本施設から放出された放射性キセノンがドイツのCTBT放射性核種観測所に与える影響のATM(大気輸送モデル)を用いた予測が7カ国からの参加者により行われた。

論文

Spectroscopy of $$^{46}$$Ar by the ($$t,p$$) two-neutron transfer reaction

Nowak, K.*; Wimmer, K.*; Hellgartner, S.*; M$"u$cher, D.*; Bildstein, V.*; Diriken, J.*; Elseviers, J.*; Gaffney, L. P.*; Gernh$"a$user, R.*; Iwanicki, J.*; et al.

Physical Review C, 93(4), p.044335_1 - 044335_10, 2016/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:31.2(Physics, Nuclear)

The $$^{44}$$Ar($$t,p$$)$$^{46}$$Ar two-neutron transfer reaction at 2.16 MeV/u was studied at CERN using a $$^{44}$$Ar radioactive beam and a tritium loaded radioactive target. Angular distributions for three final states were measured and based on the shape of the differential cross section an excited state at 3695 keV was identified as the first excited 0$$+$$ state. The differential cross-sections for the 0$$^+$$-ground state, and first excited 2$$^+$$ and 0$$^+$$ states are compared to DWBA calculations including two-step reactions through the intermediate nucleus $$^{45}$$Ar. By comparison large scale shell model calculations using state-of-the-art effective interactions, with and without the tensor components of the interactions, it was observed that the cross-shell proton-neutron tensor interaction has measurable effects on the observables at low excitation energy in $$^{46}$$Ar.

論文

Experimental study of the $$^{66}$$Ni($$d$$,$$p$$)$$^{67}$$Ni one-neutron transfer reaction

Diriken, J.*; Patronis, N.*; Andreyev, A.; Antalic, S.*; Bildstein, V.*; Blazhev, A.*; Darby, I. G.*; De Witte, H.*; Eberth, J.*; Elseviers, J.*; et al.

Physical Review C, 91(5), p.054321_1 - 054321_15, 2015/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:45.25(Physics, Nuclear)

Excited states up to an excitation energy of 5.8 MeV were populated in the neutron-rich isotope $$^{67}$$Ni via the $$^{66}$$Ni(d,p) transfer reaction at REX-Isolde, CERN. In particular, single-neutron states above the N=40 sub-shell gap were populated, and the relative spectroscopic factors were extracted using distorted-wave Born approximation analysis. The positive parity g$$_{9/2}$$, d$$_{5/2}$$ and s$$_{1/2}$$ neutron orbits above the shell closure are assumed to induce strong quadrupole collectivity in neutron-rich Fe and Cr isotopes. The extracted relative spectroscopic factors show that the strength of the d$$_{5/2}$$ orbit is mostly split over two states, hinting to substantial mixing of the neutron d$$_{5/2}$$ configuration with collective modes of the core. The size of the N=50 shell gap was also estimated, and found to be 2.6 MeV near $$^{68}$$Ni, as also determined in lighter Ni isotopes.

論文

Shell evolution beyond $$N$$=40; $$^{69,71,73}$$Cu

Sahin, E.*; Doncel, M.*; Sieja, K.*; de Angelis, G.*; Gadea, A.*; Quintana, B.*; G$"o$rgen, A.*; Modamio, V.*; Mengoni, D.*; Valiente-Dob$'o$n, J. J.*; et al.

Physical Review C, 91(3), p.034302_1 - 034302_9, 2015/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:13.65(Physics, Nuclear)

The level structure of the neutron-rich $$^{69}$$Cu, $$^{71}$$Cu, and $$^{73}$$Cu isotopes was investigated using multinucleon transfer reactions at Laboratori Nazionali di Legnaro using the AGATA Demonstrator array coupled to the PRISMA magnetic spectrometer. Lifetimes of excited states in Cu nuclei were measured with the recoil-distance Doppler-shift method. The resulting electromagnetic matrix elements for transitions from excited states in $$^{69,71,73}$$Cu nuclei was used to assess the collective or single-particle character of these states. The results are compared with predictions of large-scale shell-model calculations, showing how the proton pf shell evolve as neutrons fill the 1g$$_{9/2}$$ orbital.

論文

Single-neutron orbits near $$^{78}$$Ni; Spectroscopy of the N=49 isotope $$^{79}$$Zn

Orlandi, R.; M$"u$cher, D.*; Raabe, R.*; Jungclaus, A.*; Pain, S. D.*; Bildstein, V.*; Chapman, R.*; de Angelis, G.*; Johansen, J. G.*; Van Duppen, P.*; et al.

Physics Letters B, 740, p.298 - 302, 2015/01

 被引用回数:15 パーセンタイル:13.65(Astronomy & Astrophysics)

Single-neutron states in $$^{79}$$Zn have been populated using the reaction $$^{78}$$Zn(d,p) at REX-Isolde, CERN. The analysis reveals that the lowest excited states in $$^{79}$$Zn lie at approximately 1 MeV, and involve neutron orbits above the N=50 shell gap. A 5/2$$^{+}$$ configuration was assigned to the 983-keV state. Comparison with large-scale shell model calculations supports a robust neutron N=50 shell closure for $$^{78}$$Ni. These data constitute an important step towards the understanding the magicity of $$^{78}$$Ni and the structure of nuclei in the region.

論文

Study of the deformation-driving $$nu$$d$$_{5/2}$$ orbital in $$_{28}^{67}$$Ni$$_{39}$$ using one-neutron transfer reactions

Diriken, J.*; Patronis, N.*; Andreyev, A. N.*; Antalic, S.*; Bildstein, V.*; Blazhev, A.*; Darby, I. G.*; De Witte, H.*; Eberth, J.*; Elseviers, J.*; et al.

Physics Letters B, 736, p.533 - 538, 2014/09

 被引用回数:10 パーセンタイル:28.23(Astronomy & Astrophysics)

The neutron orbits $$g_{9/2}$$, d$$_{5/2}$$ and s$$_{1/2}$$ are assumed to be responsible for the swift onset of collectivity observed in the region below $$^{68}$$Ni. In order to gather information on the single-particle energies and spectroscopic factors of these orbitals, single-particle states in the nucleus $$^{67}$$Ni were populated using the reaction $$^{66}$$Ni(d,p), in inverse kinematics, at REX-ISOLDE, CERN. The new isotope was studied using combined particle-$$gamma$$ spectroscopy. Comparison with DWBA calculations, permitted the identification of positive parity states with a substantial amount of $$nu$$d$$_{9/2}$$ (1007 keV) and $$nu$$d$$_{5/2}$$ (2207 and 3277 keV) single-particle strength. Comparisons with extended Shell-Model calculations was also performed to confirm the single-particle nature of these states, and to deduce general properties around $$^{68}$$Ni.

論文

Relativistic effects in scattering of polarized electrons

Sushkov, O. P.*; Milstein, A. I.*; 森 道康; 前川 禎通

EPL; A Letters Journal Exploring the Frontiers of Physics, 103(4), p.47003_1 - 47003_6, 2013/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:51.42(Physics, Multidisciplinary)

The right-left asymmetry (skew scattering) and the side jump effect are manifestations of the spin-orbit interaction in scattering of polarized electrons. While the side jump effect is less known than the right-left asymmetry, the effect is of conceptual importance for generic spin-orbital physics, and the effect is widely discussed in spintronics. We reexamine the side jump effect accounting for the exact nonperturbative electron wave function inside the atom/impurity/host atomic core. We find that the size of the effect is much smaller than estimates accepted in the literature. The reduction factor is 1/$$Z$$$$^{2}$$, where $$Z$$ is the nuclear charge. This implies that the side jump effect is practically irrelevant, the skew scattering and/or the intrinsic mechanism always dominate the transverse deflection of the electron beam and hence dominate the anomalous Hall and spin Hall effects.

論文

From a single-band metal to a high-temperature superconductor via two thermal phase transitions

He, R.-H.*; 橋本 真*; Karapetyan, H.*; Koralek, J. D.*; Hinton, J. P.*; Testaud, J. P.*; Nathan, V.*; 吉田 良行*; Yao, H.*; 田中 清尚*; et al.

Science, 331(6024), p.1579 - 1583, 2011/03

 被引用回数:210 パーセンタイル:0.96(Multidisciplinary Sciences)

高温超伝導体における擬ギャップ相の性質は凝縮系物理学における主な未解決問題である。われわれは同一の最適ドープのBi2201試料を用いて温度$$T^*$$における擬ギャップ状態の始まりを三つの異なる手段(角度分解光電子分光,極カー効果,時間分解反射率)で調べた。温度$$T^*$$から突然開始する、粒子-ホール非対称アンチノードギャップ,カー回転,超速緩和ダイナミクスが一致することを観測したが、それは相転移とコンシステントである。さらに温度を冷やすことで超伝導の兆候がTcに近づくにつれて成長し始め、エネルギー-運動量に依存した形で既に存在している擬ギャップの特徴と絡まり、共存する秩序の基底状態を先導する。

論文

Extended description for electron capture in ion-atom collisions; Application of model potentials within the framework of the continuum-distorted-wave theory

Guly$'a$s, L.*; Fainstein, P. D.*; 白井 稔三

Physical Review A, 65(5), p.052720_1 - 052720_9, 2002/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:48.67(Optics)

一電子捕獲を記述するための連続状態歪形波(CDW)近似を拡張するために、捕獲される活性電子と残留イオン及び入射イオンの相互作用を記述するモデルポテンシャルを導入した。具体的にH及びHe原子と完全及び不完全電離イオンの衝突における一電子捕獲断面積を計算し、実験データ,本計算結果と従来の(捕獲される活性電子の初期及び終状態を解析関数で近似する)CDWモデルによる計算結果を比較した。実験データが存在するプロトン-Heの衝突における電子捕獲の終状態依存性について、従来の計算法に較べて、今回開発したCDW近似の拡張版の方が実験結果により良く一致する。両者の差の原因について考察した。本CDW近似の拡張版では、不完全電離イオン内の非占有軌道数の占有割合を考慮出来るため、電子捕獲断面積の入射イオンの電荷数依存性を計算することができる。

論文

Multiple-scattering analysis of triply differential cross sections for electron emission in energetic ion-atom collisions

Guly$'a$s, L.*; Fainstein, P. D.*; 白井 稔三

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 34(8), p.1473 - 1483, 2001/04

高エネルギーイオン衝撃による原子の1電子電離における多重散乱事象の効果を歪形波ボルン近似(DWB)におけるイオンの散乱角、放出電子エネルギーと放出角に関する3重微分断面積を解析することにより評価した。その結果、2重散乱項は特定の散乱角で3重微分断面積にピーク構造をもたらすとともに広い放出電子エネルギーと放出角に対して主要な寄与をしていること、また低エネルギー電子放出の場合高次項の効果は無視できなくなり、量子力学的な双極子散乱効果が現れることがわかった。入射イオンとほぼ等速の電子放出に対して束縛状態への電子捕獲機構との対応を調べた。その結果、電離に対するDWB近似は電子捕獲に対するOppenheimer-Brinkman-Kramers近似に対応することがわかった。

論文

EXAFS studies of americium(III)-benzimidazole complex in ethanol

矢板 毅; 館盛 勝一; Edelstein, N. M.*; Bucher, J. J.*; Rao, L.*; Shuh, D. K.*; Allen, P. G.*

Journal of Synchrotron Radiation, 8(Part2), p.663 - 665, 2001/03

Am,Nd,及びErとベンゾイミダゾールとの溶液内錯体の局所構造をEAXFSにより決定した。溶液内にベンゾイミダゾールを、段階的に加えることでBIZの配位が確認され、Am,Ndでは溶液中における金属: BIZが1:10の試料でBIZが2分子、Erに3分子配位することが明らかとなった。配位数は、イオンの表面電荷の強さに依存した傾向を示しており、イオン半径の近いAmと軽ランタノイドの分離がBIZの配位数の違いには依存していない可能性が示された。最近接の構造はBIZの窒素と水の酸素からなり、原子間距離の観点からは、酸素より弱い静電的相互作用であることが明らかとなった。BIZの2つの配位窒素と金属との距離は、Am錯体でおよそ0.2Å、Er錯体で0.1Å異なることが、一方Nd測定では、同じ距離を取ることが明らかになった。これらの違いは、溶媒和における構造安定化と分子内構造安定化との関連で重要な知見であるといえる。

論文

Electron capture processes in collisions between Be$$^{q+}$$ ions and He atoms

鈴木 慎悟; Guly$'a$s, L.; 島倉 紀之*; Fainstein, P. D.*; 白井 稔三

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 33(17), p.3307 - 3318, 2000/00

ベリリウムイオンとヘリウム原子の衝突における、電子捕獲反応断面積を理論的に求めた。35keV/amu以下のエネルギー領域においては、Be$$^{2+}$$とBe$$^{4+}$$の系に対して、分子基底展開法に基づいた緊密結合法を用い、100keV/amu以上の高エネルギー領域においては、CDW法に基づく計算を行った。本研究で得られた断面積は、これまでおもに中間エネルギー領域で行われてきた原子基底展開法に基づく計算値などとよく一致することがわかった。

口頭

外因性スピンホール効果におけるサイドジャンプ機構の核電荷依存性

森 道康; 前川 禎通; Sushkov, O. P.*; Milstein, A.*

no journal, , 

スピンホール効果の起源には、内因性機構と外因性機構とがある。そして、外因性機構には、スピン軌道相互作用が群速度の垂直成分を与える異常速度によるサイドジャンプ機構と、非対称散乱に由来するスキュー機構とが知られている。本研究では、外因性スピンホール効果に対する二つの機構に関して、スピン軌道相互作用の核電荷依存性を考察する。そして、スキュー機構がサイドジャンプ機構を凌駕する可能性を議論する。

口頭

Low-energy states in $$^{79}$$Zn and the structure of $$^{78}$$Ni

Orlandi, R.; M$"u$cher, D.*; Raabe, R.*; Jungclaus, A.*; Pain, S. D.*; Bildstein, V.*; Chapman, R.*; de Angelis, G.*; Johansen, J. G.*; Van Duppen, P.*; et al.

no journal, , 

Single-neutron states in the $$N$$ = 49 isotope $$^{79}$$Zn were populated in the $$^{78}$$Zn(d,p)$$^{79}$$Zn transfer reaction at REX-ISOLDE, CERN. The combined detection of protons ejected in the reaction and of $$gamma$$ rays emitted by $$^{79}$$Zn permitted the identification of the lowest-lying 5/2$$^+$$ and 1/2$$^+$$ excited states. The analysis of proton angular distributions links these states to a significant amount of single-particle strength around 1 MeV, and specifically to the $$nu$$d$$_{5/2}$$ and $$nu$$s$$_{1/2}$$ neutron orbits, which lie above the $$N$$ = 50 neutron shell gap. Comparison with large-scale-shell-model calculations supports a robust $$N$$ = 50 shell-closure for $$^{78}$$Ni. These data constitute a considerable step towards the understanding of the magicity of $$^{78}$$Ni and of the structure of isotopes in the region.

口頭

Sulfur and hydrogen metabolism linked to CO$$_{2}$$ fixation by abundant Nitrospirae in the deep subsurface

天野 由記; Anantharaman, K.*; Tomas, B. C.*; Olm, M.*; Burstein, D.*; Castelle, C. J.*; 別部 光里*; 宮川 和也; 岩月 輝希; 鈴木 庸平*; et al.

no journal, , 

The bacterial phylum Nitrospirae is phylogenetically diverse. There are relatively few isolated representatives available for laboratory study and the physiology, functions and distributions of these bacteria across environments remain largely unknown. To understand the ecological role of Nitrospirae in the deep subsurface, we analyzed metagenomically-derived near complete genomes from groundwaters associated with granite and sedimentary rock where Nitrospirae are very abundant. The bacteria are autotrophs that fix CO$$_{2}$$ via the Wood-Ljungdahl pathway and reductive TCA cycles. The genomes encode versatile energy-generating pathways that involve sulfate reduction, hydrogen oxidation and nitrite reduction. Phylogenetic analyses indicate that the organisms are most similar to the isolated magnetotactic bacterium, Candidatus Magnetobacterium bavaricum, with only 89-91% 16S rRNA gene sequence identity. These Nitrospirae bacteria appear to play critical ecosystem roles as primary producers and they are likely central to sulfur cycling in the deep subsurface.

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