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伊藤 主税; 前田 茂貴; 井上 利彦; 富田 英生*; 井口 哲夫*
Radiation Protection, 40(6), p.491 - 495, 2020/11
Nbドシメータは、中性子断面積のエネルギー分布が鉄の弾き出し損傷関数と相似であり、高速中性子照射量や鉄のdpa評価に適するとともに、反応生成核種である
Nbは半減期が16.4年と長く、材料サーベイランス試験における性子照射量モニタになる利点を有する。本研究では、Nbドシメータを溶解・乾燥固化処理して自己吸収効果を低減させるとともに、誘導結合プラズマ質量分析装置でその重量を精度よく求め、誤差4%の高精度で反応率を測定できた。さらに、Nbドシメータ溶解に非放射性Nbを添加することにより、不純物の放射化物である
Taに起因する妨害X線の影響を定量評価し、反応率の測定精度低下を抑制した。本手法を「常陽」のドシメトリーに適用して
Nb(n,n')Nb反応率を測定した結果、Nbドシメータによる測定値と多重放射化箔法による評価値の比は誤差の範囲内で一致し、Nb反応率の高精度測定法を確立した。さらに、レーザー共鳴イオン化質量分析法を用いたNb収率の精密測定法を提案し、Nb原子の超微細構造を利用してNb原子核を選択的に共鳴イオン化する手法を開発した。
余語 覚文; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 前田 拓也*; 榊 泰直; 堀 利彦*; 小倉 浩一; 西内 満美子; 手島 昭樹*; 西村 博明*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 50(10), p.106401_1 - 106401_7, 2011/10
被引用回数：8 パーセンタイル：34.56(Physics, Applied)To investigate the radiobiological effects of high dose rates that are attributed to high current, short bunch beam generation with laser-dreven ion acceleration, we have developed an experimental setup that uses laser-accelerated protons. 
human lung cancer cells: A549 pulmonary adenocarcinoma are irradiated with a laser-accelerated proton bunches with a duration of 
s and flux of 
cm
s
, amounting to single bunch absorbed dose at the 1 Gy level. The double-strand break (DSB) yield in cell DNA is analyzed for the laser-accelerated proton beam at an average LET of 41 keV/
m.
余語 覚文; 前田 拓也; 堀 利彦; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; Bolton, P.; 村上 昌雄*; 河西 俊一; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 653(1), p.189 - 192, 2011/10
被引用回数：9 パーセンタイル：56.9(Instruments & Instrumentation)We report on the development of quasi-monoenergetic proton irradiation system driven by laser and its application to radiobiological studies. Protons accelerated by 
W/cm
laser pulses are energy-selected by quadruple-dipole magnets (QDM) and delivered with an energy peak at 2.25 MeV and energy spread of 0.66 MeV on the full width at half maximum (FWHM). Cell survival ratio is measured with a colony formation assay for 
cell samples from human salivary grand tumor (HSG cells) after the proton irradiation up to 8 Gy with successive bunches having a dose rate of 
Gy/s. We report on the results of RBE (relative biological effectiveness) measurement, which is the first one for laser-accelerated ions.
余語 覚文; 前田 拓也*; 堀 利彦*; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; Bolton, P.; 村上 昌雄*; 河西 俊一*; et al.
Proceedings of SPIE Europe Optics + Optoelectronics 2011, Vol.8079, 8 Pages, 2011/04
Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the 
W/cm level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is 
Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be 
using protons with a linear energy transfer of 
keV/m.
余語 覚文; 前田 拓也; 堀 利彦; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; et al.
Applied Physics Letters, 98(5), p.053701_1 - 053701_3, 2011/02
被引用回数：98 パーセンタイル：94.19(Physics, Applied)Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the W/cm level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be using protons with a linear energy transfer of 17.1 keV/m.
榊 泰直; 西内 満美子; 堀 利彦; Bolton, P.; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 織茂 聡; 近藤 公伯; et al.
Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.312 - 315, 2010/08
原子力機構・関西光科学研究所(関西研)では、文部科学省の「先端融合領域イノベーション創出拠点の形成プロジェクト」に採択され、平成19年度より「レーザー駆動型粒子線治療装置」の実用化を目指している。このプロジェクトは、高強度・短パルスのレーザーによる、従来のRF加速よりも高い100GeV/mという電界勾配を利用した加速手法にて、既存のシンクロトロン型粒子線治療装置を小型化するというものである。そこでレーザー駆動型粒子線に対して、これまで単体性能試験が行われた位相回転空洞,PMQ及び偏向電磁石を組合せたプロトタイプビーム輸送系を開発し、PARMILAを用いて空間電荷効果評価を行い装置の標準設計手法の確立を目指した。
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 13(7), p.071304_1 - 071304_7, 2010/07
被引用回数：25 パーセンタイル：79.33(Physics, Nuclear)1.9MeVレーザー駆動陽子線のビームライン中に伝送した。ビームラインは、PMQ, RF cavity,monochrometerからなり、伝送の様子をPARMILAのシミュレーションによって再現した。このような試みは世界初のことである。ビームラインの最終端において、6nsのバンチ幅を道、5%のエネルギースプレッドを持つビームが10%の効率で検出された。この様子はPARMILAにより再現でき、PARMILAコードがレーザー駆動陽子線のビームラインの構築に使用できることを証明した。
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.88 - 90, 2010/05
レーザー駆動陽子線の研究の発展により、加速器の小型化が期待されるようになってきている。ここでは、日本原子力研究開発機構、関西光科学研究所内のPMRCセンターにおけるレーザー駆動陽子線加速器開発の現状について述べる。われわれは、医療用のレーザー駆動陽子線加速器開発の一環として、レーザー駆動陽子線のトランスポートラインを構築し、伝送実験を行った。
-Co films with giant tunnel magnetoresistance松本 吉弘; 境 誠司; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 三谷 誠司*; 楢本 洋*; 前田 佳均
Chemical Physics Letters, 470(4-6), p.244 - 248, 2009/03
被引用回数：17 パーセンタイル：51.15(Chemistry, Physical)X線吸収分光(XAS)、及び磁気円偏光二色性(MCD)分光により巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すC-Co薄膜の電子・スピン状態解析を行った。結果として薄膜中のC-Co化合物中に局在するスピン偏極状態(C分子の
軌道とCo原子の3d軌道間の混成由来)の存在を明らかにした。また同局在スピンの温度に対する磁化方向の変化と、C-Co薄膜で観測された温度による磁気抵抗比の大きさの変化が良い一致を示した。これはC-Co化合物のスピン偏極状態がTMR効果発現に寄与していることを明確に示す結果である。
Heのマイクロ波による回収上原 和也; 前田 利彦*; 鈴木 潤*; 大内 日出夫*
プラズマ・核融合学会誌, 69(12), p.1550 - 1559, 1993/12
月面上のレゴリス(表土)の中には、中性子の発生を伴わない核融合燃料として使用可能なヘリウム3が大量に含まれている。この報告は、このようなヘリウム3をマイクロ波を用いた加熱及びプラッギングの技術を用いて、回収する方法について述べたものである。マイクロ波加熱によるガス捕集のデータは、磁気核融合実験で行われている高周波プラズマ加熱時のエージング実施中に放出される導波管からのガス放出の結果が用いられ、月面でのヘリウム3の回収技術に適用されている。
松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 高木 康多*; 中川 剛志*; 島田 敏宏*; 横山 利彦*; 前田 佳均
no journal, ,
近年、われわれはフラーレン(C60)-コバルト(Co)化合物中にCoのナノ粒子が分散した構造を持つC60-Coナノ・グラニュラー薄膜において、低温で巨大なトンネル磁気抵抗効果が発現されることを確認した。その大きさは膜中に存在する粒子間のトンネル伝導のみでは十分に説明することができず、基層となる化合物の存在がトンネル伝導に深く関与しているものと推測される。本研究ではCo粒子及びC60-Co化合物の磁気特性に関する情報を得ることを目的とし、放射光を用いたX線磁気円二色性(XMCD)測定を行った。結果として、C60-Co化合物相に常磁性的な振舞いを示す混成軌道が存在を確認した。この軌道がトンネル伝導の際にスピンフィルターの役目を果たしているのではないかと推察される。
-Co薄膜の巨大トンネル磁気抵抗効果とスピン状態境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 前田 佳均
no journal, ,
グラニュラーC-Co薄膜の巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果の大小を支配する構造上の要因を明確にし、巨大効果の発現機構を議論するため、磁気抵抗効果の組成依存性の系統的評価及びX線磁気円偏光二色性(XMCD)実験(Co L3端)による磁気・スピン状態の分光実験を行った。グラニュラーC-Co薄膜の時期抵抗率(MR)は約10K以上でTに逆比例する著しい減少を示した。XMCD実験において、C-Co化合物がCo3d軌道が関与する磁性を示すことが見いだされ、そこでの磁気モーメントの大きさをTMR効果の理論モデルに適用するとMRの大きさ・温度変化を良く再現できることがわかった。本結果は、トンネル伝導を生じる電子のスピン偏極・輸送過程へのC-Co化合物の関与を明示するものである。
-Coハイブリッド薄膜の電子・スピン状態と巨大トンネル磁気抵抗効果境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 楢本 洋*; et al.
no journal, ,
X線吸収分光(XAS)及びX線磁気円二色性(XMCD)分光法を用いて、巨大トンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すC-Co薄膜における電子・スピン状態の分光的追究を行った。Co L端及びC K端のXASスペクトルから、膜中でC-Co化合物を形成するCo原子はC分子と-d混成による分子性状態を形成し、Co原子からC分子のLUMO由来状態への電荷移動を生じることがわかった。さらに、薄膜組成に依存してC-Co化合物とCoナノ粒子が共存する状態では、Coナノ粒子から化合物への電荷移動も生じることが示唆された。Co L端のXMCD分光では、C-Co化合物中のCo 3d軌道由来の状態に磁場によるスピン偏極を生じることが見いだされた。トンネル磁気抵抗効果の理論モデルに同スピン偏極状態のスピン輸送過程への関与を仮定すると、磁気抵抗効果の大きさ及び温度依存性がよく説明できることが明らかになった。本結果は、有機分子-遷移金属系材料のスピン輸送過程への有機分子性領域の直接的関与を強く示唆するものである。
-Co混合薄膜の電子・磁気状態の軟X線磁気円二色性分光松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 高梨 弘毅; 三谷 誠司*; 島田 敏宏*; 前田 佳均
no journal, ,
C-Co混合薄膜における巨大トンネル磁気抵抗効果の発現には、薄膜中のC-Co化合物の持つ化学状態が重要な役割を持つと考えられる。本研究ではC-Co混合薄膜の電子状態・磁気状態に関する情報を得ることを目的とし、X線磁気円二色性(XMCD),X線光電子分光法(XPS)を実施した。結果として、Co結晶とは異なり、C-Co化合物 には3d準位の多重項分裂状態が観測された。これらの状態はXPS実験などからCo 3d軌道とC 2p軌道との混成に由来すると考えられる。また明瞭なMCD応答を示すことから、スピン偏極した状態であることも確認された。MCD強度の磁場依存性・温度依存性と、以前に観測されたトンネル磁気抵抗との比較から、C-Co化合物の混成軌道が薄膜中のスピン依存伝導を大きく左右することが明らかとなった。
-Co共蒸着薄膜の電子・磁気状態松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 前田 佳均
no journal, ,
フラーレン(C)-コバルト(Co)化合物中にCoナノ粒子が分散した構造を持つC-Co共蒸着薄膜において、低温で巨大なトンネル磁気抵抗効果の発現が確認されている。その磁気抵抗率は従来の無機材料とは異なり、膜中に存在する強磁性体のCoナノ粒子のスピン分極率のみでは十分に説明することができない。本研究では組成比の異なるCCo薄膜に対してX線吸収分光及びX線磁気円二色性測定を行った。結果として、C-Co化合物のCo原子にC分子とCo原子間の結合形成に起因する3d準位の多重項分裂状態が観測された。それらの状態が明瞭な磁気円二色性を示したことから、C-Coにスピン偏極状態の存在が明らかとなった。さらにC-Co化合物のスピン偏極状態の磁気モーメントの大きさから予想される磁気抵抗率のモデル計算値は、実測値と一致することが明らかとなった。この結果は、C-Co化合物に存在するスピン偏極状態によって、伝導電子のスピン分極率が大きく影響を受けていること示している。
松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 中川 剛志*; 高木 康多*; 横山 利彦*; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 島田 敏宏*; 前田 佳均
no journal, ,
近年、われわれはC60-Co化合物中にCoナノ粒子が分散した構造を持つC60-Co共蒸着薄膜が、低温で大きなトンネル磁気抵抗(TMR)効果を示すことを発見した。観測されたMR比はCo結晶のスピン分極率では説明することができず、薄膜中のスピン依存伝導が、C60-Co化合物の存在による影響を受けていることが考えられた。本研究では、X線磁気円偏光二色性測定を行うことで、C60-Co化合物のスピン状態の調査を行った。結果として、C60-Co化合物由来のMCD強度が試料温度に対して敏感であり、その変化の程度がMR比の温度依存性と一致することが明らかとなった。これは、C60-Co化合物の局在スピンが薄膜中のスピン依存伝導に影響を与えていることを明確に示す結果である。
-Co thin films studied by XPS and X-ray magnetic circular dichroism松本 吉弘; 境 誠司; 楢本 洋*; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 平尾 法恵; 馬場 祐治; 前田 佳均
no journal, ,
Electronic and spin states of the codeposited C-Co films with large tunnel magnetoresistance (TMR) effect were investigated with the X-ray absorption and magnetic circular dichroism (MCD) spectroscopies. It is revealed that a C-Co compound formed in the C-Co granular films shows the clear MCD signal attributed to the spin-polarized Co 3d states hybridized with the C pai orbitals. The magnetic response of these Co 3d-derived states agrees well with the temperature dependence of the observed MR ratio. This suggests the incorporation of the spinpolarized Co 3d-derived states of the C-Co compound into the observed TMR effect.
-Co薄膜の電子・スピン状態解析松本 吉弘; 境 誠司; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 島田 敏宏*; 楢本 洋*; 前田 佳均
no journal, ,
フラーレン分子にコバルト原子が結合した化合物(C-Co化合物)中に、ナノサイズの直径を持つコバルト粒子(Coナノ粒子)が分散するC-Co薄膜で、有機分子-遷移金属からなる系では最大となるトンネル磁気抵抗(TMR)効果の存在を明らかにした。観測された磁気抵抗率(MR)の最大値(約90%)は、Co結晶のスピン分極率から期待される値(14%)と比べても非常に大きく、特異なスピン輸送現象の原因究明が待たれた。本研究ではX線光電子分光及び軟X線放射光による磁気円二色性測定を行い、薄膜中のC-Co化合物とCoナノ粒子を状態選別した電子・スピン状態情報を獲得した。得られた結果と磁気抵抗率との比較を行うことにより、C-Co薄膜での巨大TMR効果発現メカニズムを検討した。結果として、C-Co化合物に局在するスピン偏極状態の存在を明らかにした。同時に、C-Co化合物のスピン偏極を考慮したMRのモデル計算値(MRcalc)は、実験から得られた磁気抵抗率の大きさ(MR0)及びその温度依存性と一致することが明らかとなった。この結果はC-Co化合物の局在スピンによって、Coナノ粒子間を流れる伝導電子のスピン偏極状態が強い影響を受けていることを示している。
-Co hybrid films境 誠司; 松本 吉弘; 菅井 勇*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 楢本 洋*; 前田 佳均
no journal, ,
本研究では、C-Co薄膜の磁気抵抗効果の大小を支配する構造上の要因を明確にし、巨大効果の発現機構を議論するため、磁気抵抗効果の組成依存性の系統的評価及びX線磁気円偏光二色性(XMCD)実験(Co L3端)によるスピン状態の分析を行った。巨大TMR効果を示す組成領域にあるグラニュラーC-Co薄膜の磁気抵抗率(MR)は、約10K以上でTに比例する著しい減少を示すことがわかった。同温度依存性は、常磁性的な磁性を有するC-Co化合物内の局在スピンの熱的ゆらぎがトンネル電子のスピン偏極状態に影響する過程を考えると説明できることを見いだした。本結果は、トンネル効果を生じる伝導電子のスピン偏極・輸送過程へのC-Co化合物の関与を強く示唆するものである。講演では詳細な結果を報告する。
境 誠司; 松本 吉弘; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 高木 康多*; 中川 剛志*; 横山 利彦*; 島田 敏宏*; 楢本 洋*; 前田 佳均
no journal, ,
C60-Co化合物のマトリックス中にCoナノ粒子が分散したグラニュラー構造を有するC60-Co薄膜について、巨大TMR効果の発現を見いだした。同薄膜の磁気抵抗率(MR)は低温で80-90%に達し、さらにゼロ電圧付近で100%に到達する可能性が示された。巨大TMR効果の原因機構について、X線吸収及び磁気円二色性の測定による分光面からの追究を行った。その結果、C60-Co化合物中のCo 3d軌道に由来する状態に局在スピンが存在することが明らかになった。同スピンは常磁性的な温度・磁場依存性を示した。化合物中の局在dスピンの磁気的応答をTMR効果の理論モデルに考慮すると、トンネル電子のスピン偏極率が100%の場合に、MRの実験値と理論モデルによる計算値が一致することを見いだした。本結果は、グラニュラーC60-Co薄膜のスピン輸送過程へのC60-Co化合物の関与を示すものである。
