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論文

Radioactivity and radionuclides in deciduous teeth formed before the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident

高橋 温*; 千葉 美麗*; 棚原 朗*; 相田 潤*; 清水 良央*; 鈴木 敏彦*; 村上 忍*; 小荒井 一真; 小野 拓実*; 岡 壽崇; et al.

Scientific Reports (Internet), 11(1), p.10355_1 - 10355_11, 2021/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:42.99(Multidisciplinary Sciences)

The Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FNPP) accident released substantial amounts of radionuclides into the environment. We collected 4,957 deciduous teeth, from children living in Fukushima and reference prefectures. Radioactivity was detected in most of the teeth examined and was attributed to the presence of natural radionuclides, including $$^{40}$$K and daughter nuclides in $$^{238}$$U and $$^{232}$$Th series. Additionally, artificial radionuclides, $$^{90}$$Sr and $$^{137}$$Cs, were detected in the teeth obtained from children from Fukushima and the reference prefectures. However, these radionuclides were not believed to have originated from the FNPP accident. Because the teeth examined in the present study were formed before the FNPP accident occurred, the aforementioned findings may serve as important control data for future studies regarding the radioactivity of teeth formed after the FNPP accident.

論文

Visualising spatio-temporal distributions of assimilated carbon translocation and release in root systems of leguminous plants

尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*

Scientific Reports (Internet), 10, p.8446_1 - 8446_11, 2020/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:60.52(Multidisciplinary Sciences)

根系からの放出物は根の位置によって異なり、同化炭素(C)の供給と密接に関係している。したがって、短時間での炭素の動きを定量化することで、根と土壌における炭素の代謝を明らかにできる可能性がある。$$^{11}$$CO$$_{2}$$と陽電子放出トレーサーイメージングシステムを使用し、根箱内における同化炭素の根系への移行を可視化するための非侵襲的な方法を確立した。$$^{11}$$C-光合成産物の移動と根系および土壌への放出の様子を、白ルーピンとダイズについて観察した。本手法により、根と土壌に分布する炭素配分の定量化が可能になった。これは、比較的短期間の環境条件に応じて、根-土壌系の特定の場所での炭素代謝と栄養循環の関係を解明するのに役立つ可能性がある。

論文

Insights into the proton transfer mechanism of a bilin reductase PcyA following neutron crystallography

海野 昌喜*; 石川 久美子*; 日下 勝弘*; 玉田 太郎; 萩原 義徳*; 杉島 正一*; 和田 啓*; 山田 太郎*; 友寄 克亮; 細谷 孝明*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 137(16), p.5452 - 5460, 2015/04

 被引用回数:28 パーセンタイル:64.6(Chemistry, Multidisciplinary)

シアノバクテリアや高等植物等の光合成生物は細胞内にビリン色素と呼ばれる集光色素を有している。ビリン還元酵素PcyAはビリベルジン(BV)を2段階で還元する反応を触媒することによりビリン色素の1つであるフィコシアノビリンを合成する。今回、我々はシアノバクテリア由来PcyAの立体構造をBVとの複合体状態で中性子結晶解析により決定した。BVは2つの状態(通常の状態と1つ水素が付いたBVH$$^{+}$$の状態)で存在していたが、近接したPcyA中のAsp105もBVの状態に対応して2つの状態(プロトン化および解離状態)で存在していた。また、X線構造解析では照射還元により確認できなかったBV中のA環近くの「アキシアル」水分子の存在を確認することができた。さらに、BV近傍に位置するHis88がプロトン化状態で存在しBV中のA環のラクタム酸素と水素結合を形成していることも確認したが、このHis88と隣接したHis74の間の水分子がH$$_{3}$$O$$^{+}$$の状態で存在することも明らかにした。これらの知見はAsp105, His88および「アキシアル」水分子がPcyAによる触媒反応におけるプロトン移動に関与していることを示唆しており、フィコシアノビリン合成(初期段階)の新たな反応機構の提唱を可能とした。

論文

Removal of cesium using cobalt-ferrocyanide-impregnated polymer-chain-grafted fibers

石原 量*; 藤原 邦夫*; 原山 貴登*; 岡村 雄介*; 内山 翔一朗*; 杉山 まい*; 染谷 孝明*; 天海 亘*; 海野 理*; 小野 翼*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 48(10), p.1281 - 1284, 2011/10

AA2011-0190.pdf:0.45MB

 被引用回数:44 パーセンタイル:94.83(Nuclear Science & Technology)

Zeolites combined with insoluble metal ferrocyanides are known as adsorbents capable of specifically capturing cesium ions and attract much attention, due to its easy operation at sites for processing water contaminated with radioisotopes. To achieve more effective adsorption, we prepared a novel M-FC-impregnated fiber by radiation-induced graft polymerization and subsequent chemical modifications. Cobalt ions were bound to a sodium styrene sulfonate-grafted 6-nylon fiber via an ion-exchange interaction. Subsequently, the bound cobalt ions were reacted with potassium ferrocyanide to form insoluble or sparingly soluble cobalt-ferrocyanide (Co-FC). The resultant Co-FC-impregnated fiber with a Co-FC content of 7.3% exhibited a high affinity to cesium ions in the presence of NaCl. Such fibers can be fabricated into various fiber modules suitable for the removal of radioisotopes at sites.

論文

Divertor biasing effects to reduce L/H power threshold in the JFT-2M tokamak

三浦 幸俊; 旭 芳宏*; 花田 和明*; 星野 克道; 居田 克巳*; 石毛 洋一*; 河西 敏; 河上 知秀; 川島 寿人; Maeda, M.*; et al.

Fusion Energy 1996, p.167 - 175, 1997/05

ダイバータバイアスのL/H遷移パワーに与える効果についてまとめたものである。JFT-2Mの上シングルヌルプラズマ配位において、下シングル閉ダイバータ用の外側バッフル板に正のバイアス電圧を印加するとスクレイプオフ層(SOL)に負の径電場が形成され、またバッフル板からダイバータ板へSOL電流が流れる。これらの効果により、ダイバータ部に中性粒子が圧縮されるダイバータ効果が助長される。この中性粒子のダイバータ部への圧縮がL/H遷移パワー減少に対して効果的であることを明らかにした。また、強力なガスパフも過渡的に中性粒子をダイバータ部に圧縮し同様な効果があることを示した。これらの結果は、イオン損失によるL/H遷移理論を支持している。

論文

Investigation of causality in the H-L transition on the JFT-2M tokamak

花田 和明*; 篠原 孝司*; 長谷川 真*; 白岩 俊一*; 遠山 濶志*; 山岸 健一*; 大舘 暁*; 及川 聡洋; 戸塚 裕彦*; 石山 英二*; et al.

Fusion Energy 1996, p.885 - 890, 1997/05

H-L遷移時にプラズマ周辺で起こっている現象を静電プローブにより測定し、その因果関係について調べた結果をまとめたものである。ピンを12本つけた静電プローブにより、スクレイプオフ層から主プラズマまでの領域を測定した。最前面にある3本ピンをトリプルプローブとして使用し、電子温度(T$$_{e}$$)と密度(n$$_{e}$$)を決定し、他のピンでは浮遊電位を測定した。浮遊電位と電子温度から求めた空間電子により径電場(E$$_{r}$$)を決定し揺動との関係を調べた。結果は、初めにセパラトリックス内に形成された負の径電場が減少し、次に揺動レベルの増大が起こり、電子温度が減少し、その後He光の増大が起こっていることを明らかにした。ここで、H-モード中に形成されている負の径電場は、-22kV/mであり、電子温度減少の直前で-8kV/mであった。またこの変化に要した時間は約200$$mu$$secである。

報告書

高速実験炉「常陽」格納容器漏えい率試験成果報告(第5分冊その2); 格納容器局部漏えい試験

榎戸 俊彦*; 大和田 敏雄*; 平田 豊*; 井上 達也*; 瀬川 卓真*; 海野 信三*; 沢田 誠*

PNC TN941 80-59VOL2, 164 Pages, 1980/04

PNC-TN941-80-59VOL2.pdf:9.03MB

高速実験炉「常陽」の昭和54年度定検において格納容器全体漏えい率試験に先立ち昭和54年8月末から12月初にかけて格納容器局部漏えい試験が実施され,判定基準を満足する結果が得られた。B種試験の合計漏えい率は,7,451$$times$$10$$times$$-3+-2,571$$times$$10$$times$$-4(%/day)C種試験の合計漏えい率は,4,023$$times$$10$$times$$-3+-2,773$$times$$10$$times$$-4(%/day)であった。(但し,統計処理法の結果である。)本書は,今回の格納容器局部漏えい試験の要領および結果について記述したものである。尚,結果については,従来の試験結果も記載した。

報告書

高速実験炉「常陽」格納容器漏えい率試験成果報告(第5分冊その1); 格納容器局部漏えい試験

榎戸 俊彦*; 大和田 敏雄*; 平田 豊*; 井上 達也*; 瀬川 卓真*; 海野 信三*; 沢田 誠*

PNC TN941 80-59VOL1, 121 Pages, 1980/04

PNC-TN941-80-59VOL1.pdf:6.05MB

高速実験炉「常陽」の昭和54年度定検において格納容器全体漏えい率試験に先立ち昭和54年8月末から12月初にかけて格納容器局部漏えい試験が実施され,判定基準を満足する結果が得られた。B種試験の合計漏えい率は,7,451$$times$$10$$times$$-3+-2,571$$times$$10$$times$$-4(%/day)C種試験の合計漏えい率は,4,023$$times$$10$$times$$-3+-2,773$$times$$10$$times$$-4(%/day)であった。(但し,統計処理法の結果である。)本書は,今回の格納容器局部漏えい試験の要領および結果について記述したものである。尚,結果については,従来の試験結果も記載した。

口頭

400MeV陽子を用いたBNCT用熱外中性子源の検討

田原 義壽*; 阿部 晋司*; 米内 俊祐*; 馬場 護*; 海野 泰裕*; 佐々 敏信; 岩永 宏平; 横堀 仁*; 筒井 武彦*; 亀井 禎英*

no journal, , 

ホウ素中性子捕捉療法の実現を促進するため、J-PARC核変換実験施設に導入される予定の400MeV陽子ビームを用いた熱外中性子発生装置の概念検討を行い、その成立性を検討した。400MeV陽子を固体タンタルターゲットに入射して得られた中性子を、鉄及びフルエンタル減速材で減速して熱外中性子を得る方法を検討した。ターゲット及び減速材の周囲には、人体への影響を抑制するため、鉛製の反射体を設置した。MCNPXコードとLA150ライブラリを用いて予備的な解析を行った結果、5マイクロアンペア程度のビーム電流で脳腫瘍の治療が可能であることがわかった。

口頭

Development of Hydrogen and Hydration Database for Biomolecules (HHDB)

岡崎 伸生; 大原 高志; 海野 久雄*; 茶竹 俊行*; 栗原 和男; Cachau, R. E.*; Blaber, M.*; 新村 信雄*; 黒木 良太

no journal, , 

In protein molecules, key energetic contributors are solvation, desolvation and hydrogen bonding. They contribute protein folding, dynamics and molecular recognition. As a result, more elaborate studies of hydrogen atoms will be great help to recognize protein structures and obtain new findings of them. However, we do not have system which dedicated to characterization and analysis of hydrogen bonding. Therefore, we have developed a database for hydrogen and hydration water molecules. That database named Hydrogen and Hydration Database for Biomolecules (HHDB; http://hhdb.tokai-sc.jaea.go.jp/). Hydrogen bond data stored to HHDB use hydrogen atom coordinates determined directly by neutron diffraction and certain extremely high resolution X-ray diffraction. HHDB provides graphical user interface, users can use it through web browser. HHDB can visualize hydrogen atom positions in protein and solvent, and hydrogen bonding interactions. We are improving the web user interfaces and the performance for usability.

口頭

Development of hydrogen and hydration database for biomolecules (HHDB)

岡崎 伸生; 大原 高志; 海野 久雄*; 茶竹 俊行*; 栗原 和男; Cachau, R. E.*; Blaber, M.*; 新村 信雄*; 黒木 良太

no journal, , 

タンパク質分子において溶媒和や脱溶媒和、並びに水素結合は安定化に大きく影響し、それらはフォールディングやダイナミクス,分子認識に寄与している。したがって、水素原子の詳細な研究はタンパク質分子構造の認識やそれらから新たな知見を得る手段として重要であるが、水素結合の特性を解析するようなシステムはこれまで存在しなかった。そのようなシステムを構築するために、われわれは水素結合並びに水和水のためのデータベース(生体分子水素水和水データベース: HHDB)を開発した。HHDBは中性子結晶構造解析や超高分解能X線結晶構造解析によって決定された水素原子座標と、それらから導かれる水素結合のデータを保持している。HHDBはWebベースのグラフィカルユーザーインタフェース(GUI)を備え、利用者はWebブラウザを通してHHDBの機能を利用することができる、タンパク分子や溶媒分子などの水素原子座標や水素結合の状況を可視化することができる。Fig. 1は水素結合距離と結合角度をHHDBでプロットした例である。このプロットにおいて水素原子が原点に配置され、各点は水素結合受容体にあたり水素までの結合距離と共有結合との角度を示している。現在われわれは、これらのインタフェースの性能や利便性の向上を目指して改良を続けている。

口頭

放射性物質の除去を目的とした吸着繊維の開発; ストロンチウム選択的吸着繊維の作製

原山 貴登*; 海野 理*; 浅井 志保; 藤原 邦夫*; 斎藤 恭一*; 須郷 高信*

no journal, , 

汚染水中の$$^{90}$$Sr除去を目的とし、Sr$$^{2+}$$を選択的に吸着する繊維(ST繊維)を開発した。ST繊維は、市販のナイロン繊維の表面に放射線グラフト重合によって陽イオン交換性を持つ高分子鎖を付与し、さらに高分子鎖中にチタン酸ナトリウム粒子を担持することによって作製した。ST繊維における海水中Sr$$^{2+}$$の濃縮係数は、接触時間とともに増加し最大で600mL/gとなった。Mg$$^{2+}$$及びCa$$^{2+}$$の濃縮係数は、すべての接触時間でSr$$^{2+}$$の濃縮係数を下回り、浸漬1時間後のSr$$^{2+}$$の濃縮係数のそれぞれ1/11及び1/3となった。したがって、ST繊維における選択性は、Sr$$^{2+}$$$$>$$Ca$$^{2+}$$$$>$$Mg$$^{2+}$$の順になり、海水中Sr$$^{2+}$$を選択的に除去できることがわかった。

口頭

見えてきた!土の中のミラクルワールド; 根圏

尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*

no journal, , 

地中の植物の根とその周辺の環境が互いに影響し合う空間を合わせて「根圏」と言う。我々は根圏領域を特定する上で重要な指標となる分泌物を可視化する「根圏イメージング」という新しい手法を開発した。地中の不規則な根の形を単純化してから根圏の要素である根と土を正確に分離させるため、新しく根箱という栽培容器を作製した。これを用いて、同じマメ科植物であるダイズとルーピンを育て、量子科学技術研究開発機構高崎量子応用研究所(TIARA)のAVFサイクロトロンを利用して製造した$$^{11}$$CO$$_2$$トレーサガスを空気と一緒に地上部の葉に与えると同時に、体内の$$^{11}$$Cの動きをポジトロンイメージング装置(PETIS)で撮像を行った。根箱の中の根は肉眼では見えないが、PETISを用いることで根の形にそって運ばれる光合成産物の動きを可視化することができた。ルーピンは土の養分状態に応じて個別の根の形態を変え分泌物を増すことでほかの植物には利用できない難溶性のリン酸を吸収利用する特殊な能力を持っていることが知られており、その活発な活動の位置やタイミングを正確に示すことができた。

口頭

Development of new imaging method for visualising photosynthate translocation and release in plant root systems

尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*

no journal, , 

本研究では、陽電子放出トレーサーイメージングシステムを用いて、$$^{11}$$C光合成産物の根系への移動および土壌中に放出された$$^{11}$$C根分泌物の移動を、位置情報と併せて可視化・評価する新たな方法を開発した。新たに開発した根箱は、根系が入った四角いナイロンメッシュの袋と、一対の土が入った箱で構成されており、土壌の$$^{11}$$Cシグナルと根の$$^{11}$$Cシグナルを区別することができた。この根箱の中でホワイトルーピン(Lupinus albus)とダイズ(Glycine max)の試験植物を栽培し、$$^{11}$$CO$$_{2}$$をパルスとして供給した。同時に、$$^{11}$$C光合成産物の根系への挙動と、根圏土壌に放出された$$^{11}$$C根分泌物の分布を可視化した。

口頭

植物根圏イメージング技術の開発

尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*

no journal, , 

植物の根は地上部を支えるだけでなく、土壌から様々な必須栄養元素を吸収・利用する重要な役割を担っていることから、その能力の強化は肥料の利用効率と作物生産性の大幅な向上に繋がる。根は環境を選ぶことができないため、生涯環境ストレスと向き合いそれを最適化する能力をもっており、例えば、根圏と呼ばれる周辺土壌におけるpH調整や難溶性の栄養元素の可溶化、微生物との共生関係の構築などが知られている。こうした働きは根が土壌に放出した有機酸などの分泌物を介して行うが、その種類や量は根の伸長方向と各部位における土壌養分や微生物などの状況に応じて変化させていると推測されており、肝心な場所と応答機構は不明な点が多い。そこで我々は、$$^{11}$$C(半減期20分)標識二酸化炭素($$^{11}$$CO$$_2$$)とポジトロンイメージング装置(PETIS)を利用して、生きた植物根が土壌に放出した$$^{11}$$C標識分泌物の分布を可視化することで、これを指標に根圏となる場所を特定し、その作用機序の解析を可能にする根圏イメージング技術を確立した。

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