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to extreme environments堀川 大樹*; 山口 理美*; 坂下 哲哉; 田中 大介*; 浜田 信行*; 行弘 文子*; 桑原 宏和*; 國枝 武和*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; et al.
Astrobiology, 12(4), p.283 - 289, 2012/04
被引用回数：23 パーセンタイル：68.76(Astronomy & Astrophysics)クマムシの乾燥休眠状態である卵の孵化率について、宇宙空間の特徴的な極限環境要因である放射線(Heイオン線),極低温,高真空に対する耐性を調べた。その結果、50%が孵化できない線量が約500Gy, -196度に曝されても70%以上が孵化し、6
10
Paの高真空においた後でも孵化することができることがわかった。以上の結果から、宇宙空間であってもクマムシの耐性能力により、乾眠状態であるならば、存在できる可能性が示唆された。
長谷川 登; 河内 哲哉; 佐々木 明; 山谷 寛; 岸本 牧; 越智 義浩; 田中 桃子; 錦野 将元; 國枝 雄一; 永島 圭介; et al.
Journal of Physics; Conference Series, 163(1), p.012062_1 - 012062_4, 2009/06
被引用回数：2 パーセンタイル：66.96(Physics, Multidisciplinary)X線レーザーは高密度の多価イオンを媒質としている。X線レーザーは線幅が非常に狭いため、その波長及び線幅の精密な計測結果は、原子過程の計算、特に衝突励起及び脱励起の計算の指標となる。しかし、非常に高い分解能が必要なため、特に線幅についての計測例はほとんど報告されていないのが現状である。今回われわれは、ニッケル様モリブデンを増幅媒質とするX線レーザーの線幅計測に成功したので、それを報告する。
長谷川 登; 佐々木 明; 山谷 寛; 岸本 牧; 田中 桃子; 越智 義浩; 錦野 将元; 國枝 雄一; 河内 哲哉; 米田 仁紀*; et al.
Journal of the Optical Society of Korea, 13(1), p.60 - 64, 2009/03
被引用回数：5 パーセンタイル：29.51(Optics)現在われわれは、円偏光二色性計測用の光源として、円偏光軟X線レーザーの開発を行っている。プラズマX線レーザーの遷移線はNi様イオンの4p(J=1)-4d(J=0)であり、下準位(4p)は磁気量子数m=-1, 0, +1の3つの準位が縮退している。通常縮退している個々の遷移線は、円偏光もしくは直線偏光を有しているため、外部磁場により下準位の縮退を解消することで、円偏光X線レーザーの発生が可能となる。本方式による円偏光軟X線レーザーを実現するためには、X線レーザーの線幅の情報が非常に重要であるが、高精度の分光計測が必要なため、ほとんど報告されていないのが現状である。今回、世界で初めてニッケル様モリブデンX線レーザーの線幅の計測に成功したので、これを報告する。さらに、この結果を元に行った円偏光X線レーザーの発生実験についても合わせて報告する。
; A New model animal for astrobiology堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 行弘 文子*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; et al.
Astrobiology, 8(3), p.549 - 556, 2008/06
被引用回数：94 パーセンタイル：90.99(Astronomy & Astrophysics)クマムシの一種、ヨコヅナクマムシが藻類
を餌として培養可能であることを報告する。本飼育条件にて、クマムシの平均寿命は35日、卵の孵化に要する時間が5.7日、孵化後9日で排卵した。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196
Cの超低温や100Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000Gyの
Heイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。
越智 義浩; 長谷川 登; 河内 哲哉; 永島 圭介; 岸本 牧; 田中 桃子; 錦野 将元; 助川 鋼太; 山谷 寛; 國枝 雄一; et al.
no journal, ,
日本原子力研究開発機構においてTCE-X線レーザーを励起するための繰り返し頻度0.1Hzで動作する新たなドライバレーザーを開発した。レーザーはフラッシュランプ励起のジグザグスラブ型Nd/ガラス増幅器を主増幅器としたCPAレーザーである。出力パルスは7J/1.6psのメインパルスとその1.2ns前に1/8の強度のプリパルスで構成され、幅20
m,長さ0.8cmに線集光される。0.1Hz運転時のエネルギー変動はRMSで20%程度であった。このレーザーを用いて、ニッケル様銀レーザー(波長13.9nm)の発振実験を行い、出力エネルギー
1Jで飽和増幅に達していることを確認した。またビーム発散角は約3mradであった。これらから導かれるピーク輝度は10
photons/s/mm
/mrad2/0.1%BWとなり、非常に高輝度なコヒーレントX線源である。この高輝度コヒーレントX線が0.1Hzで発生するとさまざまな利用研究に対して非常に有力な光源となる。
越智 義浩; 河内 哲哉; 長谷川 登; 岸本 牧; 永島 圭介; 田中 桃子; 錦野 将元; 國枝 雄一; 助川 鋼太; 山谷 寛
no journal, ,
原子力機構・関西光科学研究所ではX線レーザー励起用にNd:glass増幅の高強度CPAレーザー(10J/1ピコ秒)を開発し、これを用いたX線レーザー研究を推進している。現在までに銀(Z=47)の4d-4p遷移による波長13.9nmを中心にランタンを用いた8.8nmでの発振に成功している。また、波長13.9nmでは空間的にフルコヒーレントなレーザー光生成に成功している。現在、このX線レーザービームを用いた利用研究に向けて、ショット頻度の高繰り返し化やパルス制御性の向上といったシステムの高品質化を図っている。講演ではこれらの開発の現状について報告する。
越智 義浩; 岸本 牧; 長谷川 登; 河内 哲哉; 永島 圭介; 田中 桃子; 錦野 将元; 國枝 雄一; 山谷 寛; 助川 鋼太
no journal, ,
原子力機構においてX線レーザー装置の開発を進めている。X線レーザー発生には、(1)プリパルスによりあらかじめ増幅媒質となる部分電離プラズマを生成し、(2)メインパルスによる加熱により反転分布を生成するという方式を採用している。したがって、X線レーザー発生の効率を高めるためにはプリパルス制御による予備電離プラズマの制御が重要となる。本講演ではOPCPAを導入しプリパルスやペデスタルを制御した結果について報告する。
河内 哲哉; 永島 圭介; 岸本 牧; 長谷川 登; 田中 桃子; 越智 義浩; 錦野 将元; 助川 鋼太; 山谷 寛; 國枝 雄一
no journal, ,
レーザー駆動プラズマX線レーザーは、小型で高品質な単色X線ビームを発生させる有力な方法の一つである。現在、国内の研究所をはじめとして、波長12nmまでの飽和増幅に達したX線ビームを高い繰り返し数で発生させることに成功している。また、X線のシード光とX線増幅器としてのX線レーザー媒質を組合せることで、波長13.9nmのレーザーにおいて、われわれは完全な空間コヒーレンスを持ったX線レーザービームの発生に成功している。X線レーザーの利用に着目すると、高い空間コヒーレンスを用いることで高密度プラズマの干渉計測やX線スペックルを用いた固体表面の物性研究、そしてX線領域での非線形過程の研究といったシングルショットベースの研究に加え、繰り返し数を利用することで余分な軟X線光学系を廃した軟X線露光による微細加工などが行われ始めている。今後さらなるプラズマX線レーザーの高効率化,小型化を図ることで安価なX線コヒーレント光源としての利用範囲を広げていく研究が進められている。本講演では、X線レーザーの利用研究の観点から見た現状、将来展望を説明し、さらに水の窓からkeV領域のX線レーザー発生に関する最近の話題について紹介する。
國枝 雄一; 永島 圭介; 長谷川 登; 越智 義浩
no journal, ,
本研究ではX線レーザー等の高強度X線を高時間分解能かつ高空間分解能で検出することを目的とした放射線検出器の開発を行っている。数10nm厚の金属と半導体を堆積したプリズムと短パルスレーザーを用いて表面プラズモン共鳴を誘起し、X線が半導体中へ入射した結果起きる金属表面付近の屈折率変化を反射光変化として検出することを試みている。本発表ではこの表面プラズモン放射線検出器の原理と現状について述べる。
の培養法の確立和達 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 小林 泰彦; 東 正剛*; 奥田 隆*
no journal, ,
クマムシを極限環境高等生物のモデル生物として発展させるため、複数種のクマムシを採集し、簡便な培養が可能な種を探索した。野外調査によって得られた4種類のクマムシのうち、札幌市の路上のコケから採取したクマムシの一種、が
を餌として成長・繁殖できることがわかった。人工培養環境下における
の寿命はおよそ35日間であり、孵化期間は5.7日であった。生殖様式は単為生殖か自家生殖であることが判明し、1個体あたり、生涯に8個の卵を産んだ。また、は、卵,幼体,成体のすべての発生ステージにおいて乾眠に移行できることが確認された。さらに、乾眠状態の成体のを種々の極限環境に暴露しても、高い生存率を示した。
の生存期間と繁殖能に与える影響和達 大樹*; 國枝 武和*; 坂下 哲哉; 川井 清司*; 岩田 健一*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 小関 成樹*; 山本 和貴*; 小林 泰彦; et al.
no journal, ,
本研究は、培養したを用いて極限環境暴露後の個体の生存期間と繁殖能に与える影響を明らかにすることで、地球外環境における多細胞生物の存在可能性を探ることを目的とした。イオンビーム以外の極限環境に暴露した個体の生存期間は、非処理区の場合よりも低下することはなかった。また、超高圧とイオンビームを処理した個体の産卵数及び孵化個体数は、非処理区の場合に比べ有意な低下が見られたものの、すべての条件において暴露個体から次世代が生じた。本研究により、極限環境に暴露されたクマムシが子孫を残せることが初めて明らかになった。
錦野 将元; 長谷川 登; 河内 哲哉; 越智 義浩; 永島 圭介; 田中 桃子; 岸本 牧; 國枝 雄一; 山谷 寛
no journal, ,
波長13.9nmの高空間コヒーレントX線レーザーの高出力化に関する研究及びそのX線レーザー利用したX線スペックル計測・X線レーザー励起による蛍光計測・クラスターのイオン化等に関する応用研究を行っている。現在、さらなる応用研究の展開を図るため0.1HzのX線レーザーの開発を行っている。X線レーザー励起用レーザーの0.1Hzの繰り返し動作とその励起レーザーを使った波長13.9nmのX線レーザーの発生実験に成功している。本発表では高コヒーレントX線レーザーの高出力化,高繰り返しX線レーザーの開発及びX線レーザーの利用実験の結果について述べる。
; 宇宙生物学の研究モデルとして堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 越川 滋行*; 中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 岩田 健一*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 東 正剛*; et al.
no journal, ,
クマムシの一種、ヨコヅナクマムシが藻類を餌として培養可能であることを報告する。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196Cの超低温や100Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000GyのHeイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。
河内 哲哉; 岸本 牧; 加道 雅孝; 田中 桃子; 長谷川 登; 越智 義浩; 錦野 将元; 石野 雅彦; 今園 孝志; 國枝 雄一; et al.
no journal, ,
原子力機構では、波長13.9nmのニッケル様銀レーザーを用いて、物質科学,高密度プラズマ診断,X線によるアブレーション物理,シングルショットホログラフィー、そして原子分子物理等への応用研究の展開を図っている。また、0.1Hzで動作する高繰返しドライバーレーザーの導入により、多数のショットを必要とする応用研究への展開も可能となっており、その利用を目的としたX線干渉計用ビームラインを建設している。X線レーザーの短波長化に関しては、最近、レーザー加速により加速された電子と種光を衝突させることで短波長コヒーレント光が発生することの原理実証に成功した。また、インコヒーレントX線励起による水の窓領域のX線レーザーの発生方法についても理論シミュレーションによる研究を行っている。本招待講演ではこれらの最新の研究成果について報告する。
國枝 雄一; 河内 哲哉; 長谷川 登; 永島 圭介
no journal, ,
表面プラズモン共鳴の励起に数GW/cm以上の強度のレーザーを用いた場合、金属表面付近に生成される急勾配のエバネッセント場によって光電子が加速され真空中に放出される。この物理現象は加速器の電子源としての利用が期待されている。本研究では真空チャンバー内に設置した50nm厚の金をコーティングしたプリズム(クレッチマン配置)に波長790nm,パルス幅100fsのチタンサファイアレーザーを照射して表面プラズモン共鳴を励起し、エバネッセント場によって加速した光電子をMCP(マイクロチャンネルプレート)によるTOF法で検出した。下の図は励起レーザーのビーム強度を6.3GW/cm,チャンバーの真空度110
Pa, MCPの印加電圧2.0kV,光電子の飛行距離40cmで測定した光電子スペクトルの結果であり、光電子の運動エネルギー50eV相当に半値幅30eV(FWHM)程度のピークを確認できた。発表では実験結果の詳細について述べる。
長谷川 登; 河内 哲哉; 佐々木 明; 岸本 牧; 田中 桃子; 越智 義浩; 錦野 将元; 國枝 雄一; 岩前 敦*; 米田 仁紀*
no journal, ,
本研究ではプラズマX線レーザーの発振過程を利用し、強磁場を印加することで円偏光の選択的な抽出を行う方法を開発している。今回対象としたX線レーザー遷移はNi様イオンの4p(J=1)-4d(J=0)であり、下準位(4p)は磁気量子数m=-1,0,+1の3つの準位が縮退しているものを選んでいる。
m=-1の遷移線では量子化軸の方向に右回りの円偏光、m=+1の遷移線では量子化軸の方向に左回りの円偏光、m=0の遷移線では量子化軸と垂直な方向に直線偏光の輻射が行われるため、量子化軸を外部磁場により決定することで特定の偏光状態の選択が可能となる。実験では小型パルスパワー装置により約20Teslaの磁場をプラズマX線利得媒質部に与え、この制御を試みたのでこれを報告する。
國枝 雄一; 河内 哲哉; 長谷川 登; 永島 圭介
no journal, ,
われわれは表面プラズモン共鳴励起のエバネッセント場を利用した高時間分解能を持つX線検出器の開発を提案する。短パルスレーザーで励起した表面プラズモン共鳴により光電子が発生し、その電子は形成された強電場のエバネッセント場によって加速される。この条件で入射X線と励起レーザーを時間的に同期させた場合放出された電子の運動エネルギーは入射X線のフォトンエネルギーの分だけ加算されると考えられる。励起レーザーのタイミングの関数としてエネルギーシフトを観察することによってX線パルスのパルス幅の測定ができると考えられる。この検出器の時間分解能は励起表面プラズモンの減衰時間で制限され50fs程度と考えられる。本発表では原理実験を行い、高時間分解能X線検出器として実用可能か調べた。
