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論文

Non-stoichiometric $$fcc$$-base GdO$$_{x}$$ precipitations in a Mg-Zn-Gd alloy

伊東 祐斗*; 江草 大佑*; 山口 正剛; 阿部 英司*

Materials Transactions, 64(8), p.2022 - 2025, 2023/08

走査型透過電子顕微鏡によるその場観察で、Mg$$_{97}$$Zn$$_{1}$$Gd$$_{2}$$ (at.%)合金を623Kで加熱すると、面心立方($$fcc$$)系のGdナノ粒子がダイナミックに析出することを発見した。5.32${AA}$という観察された格子定数は、密度汎関数理論(DFT)計算による純粋な$$fcc$$-Gdの5.06${AA}$よりも大きいため、酸素原子が四面体の格子間サイトに部分的に挿入されているためである可能性が高いことがわかった。体系的なDFT計算により、四面体あるいは八面体の格子間サイトを占有することで、広い不定比性範囲を持つ$$fcc$$-Gd系酸化物相が出現する可能性があり、GdO$$_{x}$$として表現できることが分かった。

論文

Tolerance of anhydrobiotic eggs of the tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$ 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:68.9(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$$times$$10$$^{-5}$$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。

論文

Establishment of a rearing system of the extremotolerant tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$; 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:90 パーセンタイル:91.11(Astronomy & Astrophysics)

クマムシの一種、ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$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$$^{circ}$$Cの超低温や100$$^{circ}$$Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000Gyの$$^{4}$$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。

論文

Effects of heavy ions and $$gamma$$-ray on the tardigrade ${it Milnesium tardigradum}$

堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 116, 2007/02

クマムシとは、緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、乾燥して無代謝状態であるanhydrobiosis(cryptobiosis)に移行する特徴がある。クマムシは、このanhydrobiosis状態において、さまざまな種類の極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒の暴露など)に耐性を示すことが知られている。クマムシにおける耐性機構を調査することは、高等生物の極限環境耐性獲得の可能性につながると思われる。そこで、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ(${it Milnesium tardigradum}$)のイオンビームと$$gamma$$線照射に対する耐性を調査した。活動状態とanhydrobiosis状態における放射線耐性を比較したところ、活動状態のクマムシの方がより高い耐性をもつことが示唆された。また、オニクマムシが$$gamma$$線よりもイオンビームに対してより高い耐性を示すことがわかった。

論文

Radiation tolerance in the tardigrade ${it Milnesium tardigradum}$

堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.

International Journal of Radiation Biology, 82(12), p.843 - 848, 2006/12

 被引用回数:124 パーセンタイル:99.11(Biology)

クマムシとは、体長がおよそ0.1$$sim$$1.0mmの緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生のクマムシは、通常80%程度である体内の水分含量率がおよそ1%にまで脱水してanhydrobiosis (無水生命)という無代謝状態に移行する特徴がある。クマムシは、無水生命状態において、さまざまな極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒などへの暴露)に耐性を示す。本研究では、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種であるオニクマムシ(${it Milnesium tardigrdum}$)に対し、活動状態及び無水生命状態において$$^{60}$$Co-$$gamma$$線(1$$sim$$7kGy)あるいは$$^{4}$$Heイオンビーム(12.5MeV/amu, LET: 16.2keV/$$mu$$m; 1$$sim$$8kGy)を照射し、照射直後から照射後31日間飼育後までの短期・長期生存率及び生殖能への影響を調べた。照射48時間後の半致死線量(LD$$_{50}$$)は、活動状態では5.0kGy($$gamma$$線)及び6.2kGy($$^{4}$$Heイオンビーム)であり、無水生命状態では4.4kGy($$gamma$$線)及び5.2kGy($$^{4}$$Heイオンビーム)であった。活動状態でも無水生命状態でも、照射した$$gamma$$線の線量に応じた寿命短縮効果が見られた。2kGy以上の$$gamma$$線照射によってほとんどすべての個体で産卵が阻害され、例外的に3個産卵した唯一の個体の場合も、その卵は孵化しなかった。

論文

原子力船「むつ」の解役について

藤川 正剛; 北村 敏勝; 伊東 国晴*; 藪内 武*; 河合 正人*; 有岡 輝夫*

Techno Marine, 0(797), p.853 - 857, 1995/11

原子力船「むつ」の解役に係わる工事(以下、解体工事という。)は、全工程を3段階に分け、第1段階は原子炉から燃料体の取り出し等を、第2段階は原子炉補機室等の機器類撤去をそれぞれ実施した。第3段階では原子炉室の一括撤去・移送を行い、「むつ」船体に係わる解体工事を終了し、移送された原子炉室を一般に公開展示するための改造を残すだけとなった。本稿では船舶海洋工事が主体となる第3段階の工事について、その作業内容及び作業を行うにあたって事前に実施した安全確保のための諸検討について紹介する。

口頭

緩歩動物オニクマムシにおけるイオンビーム及び$$gamma$$線の影響の比較

堀川 大樹*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 黄川田 隆洋*; 奥田 隆*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; et al.

no journal, , 

クマムシとは、緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、乾燥して無代謝状態であるanhydrobiosis(cryptobiosis)に移行する特徴がある。クマムシは、このanhydrobiosis状態において、さまざまな種類の極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒の暴露など)に耐性を示すことが知られている。クマムシにおける耐性機構を調査することは、高等生物の極限環境耐性獲得の可能性につながると思われる。そこで、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ(${it Milnesium tardigradum}$)のイオンビームと$$gamma$$線照射に対する耐性を調査した。活動状態とanhydrobiosis状態における放射線耐性を比較したところ、活動状態のクマムシの方がより高い耐性を持つことが示唆された。また、オニクマムシが$$gamma$$線よりもイオンビームに対してより高い耐性を示すことがわかった。

口頭

緩歩動物クマムシにおける放射線耐性

堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 黄川田 隆洋*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.

no journal, , 

クマムシとは、体長がおよそ0.1$$sim$$1.0mmの緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、脱水してanhydrobiosis(無水生命)という無代謝状態に移行する特徴がある。クマムシは、無水生命状態において、さまざまな極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒などへの暴露)に耐性を示す。本研究では、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ(${it Milnesium tardigrdum}$)が、活動状態及び無水生命状態において、イオンビーム($$^{4}$$He: 12.5MeV/amu, LET 16.2keV/$$mu$$m)と$$^{60}$$Co$$gamma$$線照射に対し、どの程度の耐性を持つかを解析した。結果、オニクマムシにおけるイオンビーム及び$$gamma$$線照射48時間後の半致死線量(LD$$_{50}$$)は、活動状態($$^{4}$$Heイオンビーム: 6.2kGy, $$gamma$$線: 5.0kGy)の方が、無水生命状態($$^{4}$$Heイオンビーム: 5.2kGy, $$gamma$$線: 4.4kGy)より有意に高かった。オニクマムシは、活動状態時には体内の水分含量率がおよそ80%であるのに対し、無水生命状態ではおよそ1%である。よって、放射線が照射された場合、活動状態の方が、体内の水分から生じるラジカルの影響を大きく受けると予測されるので、この結果は意外なものであった。この現象を説明する仮説としては、オニクマムシが、高い放射線損傷修復を持つことが示唆される。また、オニクマムシは、$$gamma$$線よりも$$^{4}$$Heイオンビーム照射に対して高いLD$$_{50}$$値を示した。

口頭

極限環境耐性動物クマムシの一種、${it Ramazzottius varieornatus}$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、${it Ramazzottius varieornatus}$${it C. vulgaris}$を餌として成長・繁殖できることがわかった。人工培養環境下における${it R. varieornatus}$の寿命はおよそ35日間であり、孵化期間は5.7日であった。生殖様式は単為生殖か自家生殖であることが判明し、1個体あたり、生涯に8個の卵を産んだ。また、${it R. varieornatus}$は、卵,幼体,成体のすべての発生ステージにおいて乾眠に移行できることが確認された。さらに、乾眠状態の成体の${it R. varieornatus}$を種々の極限環境に暴露しても、高い生存率を示した。

口頭

ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$; 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${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$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-196$$^{circ}$$Cの超低温や100$$^{circ}$$C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。

口頭

一般化積層欠陥エネルギーに基づくhcp-Mgにおける変形異方性の検証

伊東 祐斗*; 江草 大佑*; 山口 正剛; 阿部 英司*

no journal, , 

LPSO型マグネシウム合金のような異方性材料では、キンク変形が発生することが知られている。キンク変形によって材料の強度だけでなく延性も高められ、それは「キンク強化」と呼ばれている。キンクの形成機構は現象論的に提案されているが、その詳細はまだ不明である。本研究では一般化積層欠陥エネルギーを第一原理計算により計算し、一軸圧縮応力下における六方晶純マグネシウムの転位運動の異方性を調べた。その結果、圧縮方向に依存して臨界分解せん断応力は著しい異方性を示し、すべり系の一部が優先的に運動している可能性が示唆された。

口頭

一般化積層欠陥エネルギーに基づくhcp金属における変形異方性

伊東 祐斗*; 江草 大佑*; 山口 正剛; 阿部 英司*

no journal, , 

長周期積層規則構造相を含むMg合金は、ひずみを加えることで、キンク変形組織を形成し高強度化するが、その機構は不明である。本研究では、hcp金属を対象に第一原理計算により導出される一般化積層欠陥エネルギー(GSFE: Generalized Stacking Fault Energy, 通称 $$gamma$$-surface)を用いて、一軸圧縮応力下におけるせん断変形の異方性を検証することで、hcp構造の変形機構の理解を深め、キンク変形現象に与える影響を検討することを目的としている。今回はhcp-Mgについて、最密面内方向に一軸圧縮した状態における最密面内方向へのすべりを第一原理計算を用いて検証した。圧縮によって本来等価なすべり方向に異方性が現れたが、この挙動は剛体球的なモデルと一致することが分かった。

口頭

一般化積層欠陥エネルギーに基づく圧縮応力下におけるhcp金属の変形異方性

伊東 祐斗*; 江草 大佑*; 山口 正剛; 阿部 英司*

no journal, , 

マグネシウム-遷移金属-希土類合金のキンク変形は、最密充填面方向への圧縮によって生じるが、そのメカニズムは不明である。本研究では、hcp金属の変形機構をより深く理解するために、密度汎関数法で計算したGeneralized Stacking Fault Energy(GSFE)を用いて、hcp金属を最密充填面方向に圧縮した場合の理想せん断強度を検証した。Mgの最密充填面における理想剪断応力の圧縮に伴う変化は、非常に単純な仮定によるモデルでよく説明できるが、他の金属ではそうではなかった。これは金属元素の電子配置に起因していると考えられた。

口頭

第一原理計算による金属結晶キンク発現機構の解明

伊東 祐斗*; 江草 大佑*; 山口 正剛; 阿部 英司*

no journal, , 

HCP金属の中でも高いc/a比を示すZnやCdでは、主すべり系が抑制された条件において、キンク変形と呼ばれる結晶回転を伴う特異な変形モードが発現する。キンク変形については転位の集団的な再配列による形成モデルが提案されているが、その詳細は明らかとなっていない。本研究ではキンク変形の発現が確認されている底面内方向の一軸圧縮下でのHCP金属を対象として、第一原理計算を用いてフォノン分散関係を評価するとともに、転位の特性評価に重要と考えられる一般化積層欠陥エネルギーについて検証した。

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