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天谷 政樹; 宇田川 豊; 成川 隆文; 三原 武; 杉山 智之
Proceedings of Annual Topical Meeting on Reactor Fuel Performance (TopFuel 2015), Part.2 (Internet), p.10 - 18, 2015/09
高燃焼度領域での燃料性能を向上させるとともに既設の原子炉の安全性を向上させるため、高耐食性被覆管や核分裂生成ガス放出を抑えたペレットで構成された改良型燃料が事業者や燃料メーカによって開発されてきた。このような改良型燃料の現行の規制基準や安全裕度の妥当性を評価するため、またこれらに係る将来の規制のためのデータベースを提供するため、原子力機構はALPS-IIと呼ばれる新しい研究プロクラムを開始した。このプログラムは、欧州から輸送された高燃焼度改良型燃料を対象とした反応度事故(RIA)模擬試験及び冷却材喪失事故(LOCA)模擬試験から主に構成されている。本論文では、このプログラムの概要及び現在までに得られているRIA及びLOCA模擬試験結果について述べる。
工藤 秀行*; 太田 淳己*; 杉山 憲一郎*; 奈良林 直*; 大島 宏之; 栗原 成計
保全学, 11(4), p.90 - 97, 2013/01
ナトリウム冷却高速炉蒸気発生器での伝熱管破損時には、高圧蒸気が低圧ナトリウム側へ漏えいし、高温,高腐食性の反応ジェットが隣接伝熱管の二次破損を引き起こす可能性がある。本研究の目的は、ナトリウム-水反応にかかわる安全評価コードの妥当性確認や改良するために必要なデータを取得する実験法の開発であり、可視化実験装置を用いた不足膨張衝突噴流の局所構造部でのナトリウム液滴エロージョン実験法について報告する。噴流構造に基づき最もエロージョンが進行すると推定されるナトリウム液滴エントレン領域でエロージョン現象が観察され、水実験での既往知見との相関を検討した。
工藤 秀行*; 杉山 憲一郎*; 奈良林 直*; 大島 宏之; 栗原 成計
Journal of Nuclear Science and Technology, 50(1), p.72 - 79, 2013/01
被引用回数：6 パーセンタイル：44.02(Nuclear Science & Technology)高速炉蒸気発生器におけるナトリウム-水反応ジェットを正確にモデル化するためには、反応ジェットに随伴される液体ナトリウム液滴の粒径分布や平均径に関する情報が必要となる。本研究では、液体ナトリウム中に噴出させた化学反応を伴わないアルゴンガスジェット挙動が、ガラス管を介した内視鏡を用いて可視化され、ガスジェットに随伴されるバブリング領域で液体ナトリウム液滴の粒径分布や平均径が計測された。
工藤 秀行*; Zhao, D.*; 杉山 憲一郎*; 奈良林 直*; 大島 宏之; 栗原 成計
Journal of Nuclear Science and Technology, 49(12), p.1175 - 1185, 2012/12
被引用回数：3 パーセンタイル：24.98(Nuclear Science & Technology)液体金属に対する濡れ性に乏しい構造材に沿ったボイド率挙動に関する研究が非常に少ない。本研究では、濡れ性や非濡れ性円筒周りの局所ボイド率分布が抵抗式プローブを用いて計測されたデータに基づき、非濡れ性単一円筒まわりのボイド率挙動が、衝突噴流,境界層流,分離流及び後流が現れるガスジェット-円筒系で定量的に議論される。
山本 真人*; 木村 晃彦*; 鬼沢 邦雄; 吉本 賢太郎*; 小川 琢矢*; 千葉 篤志*; 平野 隆*; 杉原 卓司*; 杉山 正成*; 三浦 直樹*; et al.
Proceedings of 2012 ASME Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2012) (DVD-ROM), 7 Pages, 2012/07
破壊靭性評価のためのマスターカーブ法は、最近試験規格として標準化され、原子炉圧力容器の信頼性を確保するための強力なツールであると期待されている。現行の監視試験において、マスターカーブ法のためのデータを得るためには、シャルピー試験片の試験後の半片から採取可能な小型の試験片の活用が重要である。著者らは、4mm厚のミニチュア破壊靭性試験片(ミニCT)によるマスターカーブ法の適用性を検証するため、典型的な日本の原子炉圧力容器鋼を用いて、国内の学界,産業界や研究機関の参加を得てラウンドロビン試験を開始した。この試験では、ミニCTデータの信頼性と堅牢性を検証するために、実際に適用する前に解決すべき詳細な調査項目を取り出すことを目標とした。この試験の第1ステップとして、4つの機関がミニCT試験片により、共通した試験実施要領でマスターカーブ法試験を実施した。この結果、すべての機関で有効な参照温度T
を得られることが確認できた。ただし、T値は、機関間で最大34度の差があった。この差の原因に関して、参照温度Tと試験機関間で設定した負荷速度の差との強い相関が示唆された。
工藤 秀行*; 杉山 憲一郎*; 奈良林 直*; 大島 宏之; 栗原 成計
Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference (ICONE-20 & POWER 2012) (DVD-ROM), 6 Pages, 2012/07
ナトリウム-水反応時には、液体ナトリウム中に噴出するガスジェットの構造や液滴の大きさを把握することが重要である。本研究において、著者らは液体ナトリウム中に噴出させたガスジェットの可視化画像を撮影することに成功し、ガスジェットに随伴されるナトリウム液滴の生成過程について検討した。
垣之内 啓介*; 中村 努*; 玉田 太郎; 安達 宏昭*; 杉山 成*; 丸山 美帆子*; 高橋 義典*; 高野 和文*; 村上 聡*; 井上 豪*; et al.
Journal of Applied Crystallography, 43(4), p.937 - 939, 2010/08
被引用回数：4 パーセンタイル：48.31(Chemistry, Multidisciplinary)本論文は蛋白質の大型結晶成長法について報告である。カットしたピペットチップを用いてハンギング蒸気拡散法による結晶化のための大容量ドロップ(最大で200
l)を作製する。結晶は蒸気-液体界面において成長する。成長した結晶は液-液接触により、マクロシーディングを繰り返し実施することや、キャピラリーへのマウントが可能となる。この大容量ハンギングドロップ蒸気拡散法を用いて、古細菌
K1由来の抗酸化蛋白質(ApTPx)とニワトリ卵白リゾチームの大型結晶を効率的に産生することが可能となった。この手法により得られたApTPxの大型結晶(6.2mm
)を用いた中性子回折実験の結果、3.5
分解能を上回る回折点を確認できた。
resolution清水 典子*; 杉山 成*; 丸山 美帆子*; 高橋 義典*; 安達 基泰; 玉田 太郎; 日高 興士*; 林 良雄*; 木村 徹*; 木曽 良明*; et al.
Crystal Growth & Design, 10(7), p.2990 - 2994, 2010/06
被引用回数：11 パーセンタイル：72.02(Chemistry, Multidisciplinary)本研究では、HIV-1プロテアーゼとその阻害剤であるKNI-272との複合体の大型結晶作製を6種類の方法で行った。それらを比較した結果、top-seeded solution growth(TSSG)法とTSSG combined with the floating and stirring technique(TSSG-FAST)法が、種結晶の多結晶化を効果的に防ぎ、迅速に大型の単結晶を得るために有効で、得られた結晶は質が高いことが示された。さらに、結晶の形が、溶液の流れに依存したことから、過飽和の程度が結晶の成長方向に影響することが示唆された。これらの知見は、溶液の流れを操作することで、結晶の形が制御できる可能性を示している。
安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生; 木村 要*; 松村 浩由*; et al.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 106(12), p.4641 - 4646, 2009/03
被引用回数：111 パーセンタイル：90.72(Multidisciplinary Sciences)本研究では、プロテアーゼとその医薬品候補分子との分子間相互作用を原子レベルで解明することを目的として、阻害剤との複合体の中性子結晶構造解析を実施した。タンパク質の中性子結晶構造解析を行うには、高品質な大型結晶作成のために大量のタンパク質試料が必要となる。本研究では、コドン配列を最適化した人工遺伝子を合成することで効率的な大腸菌発現系を構築し、プロテアーゼの大量調製系を確立した。そして逆相クロマトグラフィーを用いることで自己分解物を完全に除去した純度の高い試料を調製して結晶化を行った。得られた結晶を用いてJRR-3に設置しているBIX-4にて中性子回折データを収集した結果、1.9の回折データを得ることができた。プログラムPHENIXにより中性子とX線の同時精密化を実施し、世界で初めてHIV-1プロテアーゼの中性子結晶構造解析に成功した。重水素原子の存在と位置を確認するためにオミットマップを作成したところ、顕著な2つのピークを得た。プロトン化された触媒残基及び阻害剤のヒドロキシル基の構造を水素原子を含めて実験で初めて明らかにすることができた。
松村 浩由*; 安達 基泰; 杉山 成*; 岡田 詩乃*; 山上 恵*; 玉田 太郎; 日高 興士*; 林 良雄*; 木村 徹*; 木曽 良明*; et al.
Acta Crystallographica Section F, 64(11), p.1003 - 1006, 2008/11
被引用回数：17 パーセンタイル：77.92(Biochemical Research Methods)本論文では、HIV-1プロテアーゼと薬剤候補分子であるKNI-272との複合体の結晶化と予備的中性子結晶構造解析について報告する。この中性子回折研究の目的は、水素原子の構造情報を得ることと活性中心の2つのアミノ酸残基の解離状態を決定することである。結晶化は、2液法を除冷法を組合せて、さらにマクロシーディングを繰り返し、1.4mmのサイズの結晶を得た。中性子回折データは、原子力機構のJRR-3に設置してあるBIX-4を用いて室温にて行った。回折データの分解能2.3、空間群はP2(1)2(1)2、格子定数は、a=59.5, b=87.4, c=46.8であった。
成合 英樹*; 杉山 憲一郎*; 片岡 勲*; 三島 嘉一郎*; 菊地 義弘*; 門出 政則*; 杉本 純; 山野 憲洋; 日高 昭秀; 長坂 秀雄*; et al.
日本原子力学会誌, 39(9), p.739 - 752, 1997/00
被引用回数：1 パーセンタイル：10.53(Nuclear Science & Technology)シビアアクシデント時の熱流動は、冷却材喪失事故(LOCA)などに見られる蒸気・水二相流現象に比べ、炉心の大幅な損傷や溶融が伴うことから、溶融炉心と冷却材の相互作用、溶融炉心とコンクリートの反応、水蒸気雰囲気中での核分裂生成物(FP,Fission Product)ガスやエアロゾル、可燃性ガス(水素)の一次系や格納容器内での挙動など、一般に多成分・多相流が関与するとともに、現象として極めて複雑・多様であることに大きな特徴がある。本稿では、重要なシビアアクシデント過程、及び主要な熱流動挙動について概説するとともに、圧力容器内の蒸気爆発、格納容器内の蒸気爆発、エアロゾル挙動、及び解析コードについて、熱流動の観点から詳述している。
廣木 成治; 阪田 健一*; 杉山 尚樹*; 村本 節夫*; 阿部 哲也; 村上 義夫
Vacuum, 46(7), p.681 - 683, 1995/00
被引用回数：9 パーセンタイル：47.32(Materials Science, Multidisciplinary)マシュー線図の第2安定領域を利用した高分解能四極子質量分析計の感度に及ぼす補助電極の効果について調べた。補助電極としては短い四極子電極が使われ、これに適当な高周波電圧のみが印加されて、主電極のイオン入射口側に取付けられた。補助電極の有無による、ヘリウム-4の質量ピーク強度変化を調べた結果、補助電極を取付けることによりピーク強度が約2倍(半値幅分解能で40)となった。また、イオン軌道解析により理論的にも、補助電極が第2安定領域の条件で感度向上に効果があることを示した。
線による殺菌剤耐性昆虫病原糸状菌作出の可能性西東 力*; 鳴海 一成; 杉山 恵太郎*; 田上 陽介*
no journal, ,
害虫防除に昆虫病原糸状菌を用いる場合、農作物に病気が発生しても殺菌剤を使用しにくくなる。このことは、昆虫病原糸状菌を利用するうえで大きな障害となっている。そこで、線の照射による殺菌剤耐性変異体作出の可能性を検討した。供試菌として
と
を、殺菌剤として市販のトリフルミゾール剤を用いた。線の照射は分生子に対して行った。照射線量は、分生子生存率の調査結果を踏まえ、100から1000Gyの5段階とした。照射前、分生子発芽に対する本剤の最少発育阻止濃度(MIC)は
で30ppm、
で75ppmであったが、照射によって両菌ともMICを上回る変異体が幾つか得られた。変異体の病原性の詳細は未検討であるが、変異体はシルバーリーフコナジラミ幼虫に感染した。以上の結果から、線などの量子ビームの照射によって、昆虫病原糸状菌に殺菌剤耐性を付与できるものと考えられる。
安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生; 松村 浩由*; 杉山 成*; et al.
no journal, ,
HIV-1プロテアーゼの阻害薬は、HIV-1プロテアーゼの構造をもとに作製され、抗エイズ薬の一つとして多剤併用療法の原動力となっている。しかし、薬剤耐性ウイルスの出現のために、より効果的な薬の開発が望まれている。本研究では、HIV-1プロテアーゼと阻害剤の相互作用及び触媒機構の理解をさらに深めるために、阻害剤KNI-272とHIV-1プロテアーゼとの中性子構造解析を実施した。その結果、KNI-272のApnsのカルボニルグループが、プロトン化されたAsp25と水素結合を形成すること、Apnsのヒドロキシルキがプロトン化されていないAsp25と水素結合を形成することが示された。それらの結果は、触媒反応においてAsp25が基質にプロトンを供与し、Asp125は加水分解に使われる水分子を活性化していることを示している。
安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生; 松村 浩由*; 杉山 成*; et al.
no journal, ,
本研究では、HIV-1プロテアーゼとその阻害剤分子との分子間相互作用を原子レベルで解明することを目的として、阻害剤KNI-272との複合体の中性子結晶構造解析を実施した。HIV-1プロテアーゼ遺伝子のコドン配列を大腸菌発現に最適化した人工遺伝子を合成し、大量発現系を確立した。精製には、陽イオン交換及び逆相クロマトグラフィーを用い、自己分解物を除去した純度の高い試料を調製した。結晶化は、2液バッチ法により行い、体積3.6mmの大型結晶を作製することに成功した。得られた結晶からJAEAのJRR-3に設置している回折計BIX-4にて1.9分解能の中性子回折データを収集した。さらに1.4分解能のX線回折データも収集し、プログラムPHENIXにより中性子とX線の両方の回折データを用いて立体構造を精密化した。中性子のデータに対しR値19.3% (freeR値22.2%)、X線のデータに対しR値17.3%(freeR値20.3%)まで構造を精密化した。その結果、2つの触媒残基(Asp25及びAsp125)のプロトン化状態と水素原子を含めた立体構造を実験的に明らかにすることができた。
工藤 秀行*; 西崎 雅則*; 杉山 憲一郎*; 大島 宏之; 栗原 成計
no journal, ,
ナトリウム冷却高速炉の蒸気発生器内で伝熱管が破損すると、周囲の伝熱管の高温ラプチャ破損が生じる可能性がある。これまで北海道大学において、高温ラプチャ現象解明のため、ナトリウム-水反応を伴う単一加熱円筒周りの熱流動挙動基礎実験を行ってきた。本件では、ナトリウム-水反応実験で使用した酸化物を含んだナトリウムの純化を行い、ナトリウム-水反応実験の初期条件として使用するナトリウムの健全性を確認するとともに、固定位置でのボイド率を測定し、反応生成物の流動挙動に関する考察を行った結果に関して報告する。
安達 基泰; 大原 高志; 栗原 和男; 玉田 太郎; 本庄 栄二郎*; 岡崎 伸生; 新井 栄揮; 正山 祥生*; 松村 浩由*; 杉山 成*; et al.
no journal, ,
本研究では、HIV-1プロテアーゼとその医薬品候補分子との分子間相互作用を原子レベルで解明することを目的として、阻害剤KNI-272との複合体の結晶構造解析をX線及び中性子の両方の量子ビームを用いて実施した。最終的に中性子のデータに対しR値19.3%(freeR値22.2%)、X線のデータに対しR値17.3%(freeR値20.3%)まで構造を精密化し、HIV-1プロテアーゼの中性子結晶構造解析に成功した。さらに、SPring-8のBL41XUにおいて、クライオ条件(100K)で分解能0.93の回折データを取得し、プログラムSHELX-97により構造をR値10.4%(freeR値12.4%)にまで精密化した。そして、触媒残基のカルボキシル基の炭素原子と酸素原子の間の結合長を求めた結果、触媒残基の2つのアスパラギン酸(Asp25とAsp125)のうちAsp25のみがプロトン化されていることが示唆され、中性子構造解析の結果と一致した。これらの知見は、HIV-1プロテアーゼの触媒機構の解明及びより親和性の高い医薬品候補分子の創製において重要である。
工藤 秀行*; 杉山 憲一郎*; 奈良林 直*; 大島 宏之; 栗原 成計
no journal, ,
化学反応を伴わないナトリウム-希ガス二相流体系を対象として、単一円筒周りのボイド率分布に対する円筒表面の濡れ性の効果を実験的に明らかにした。
Zhao, D.*; 工藤 秀行*; 杉山 憲一郎*; 大島 宏之; 栗原 成計
no journal, ,
化学反応を伴わないナトリウム-希ガス二相流体系を対象として、単一円筒周りの熱伝達率分布に対する円筒表面の濡れ性の効果を実験的に明らかにした。
野口 雄平*; 工藤 秀行*; 太田 淳己*; 杉山 憲一郎*; 大島 宏之; 栗原 成計
no journal, ,
高速炉蒸気発生器におけるナトリウム-水反応現象の理解を最終目標として、液体ナトリウム中での不活性ガス噴流がガラス製単一円筒に衝突する挙動を内部から直接観察した。また高速度カメラにより得られた映像からボイド率を算出し、既に開発したボイド計で測定した値と比較した。
