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論文

Uranium chelating ability of decorporation agents in serum evaluated by X-ray absorption spectroscopy

上原 章寛*; 松村 大樹; 辻 卓也; 薬丸 晴子*; 田中 泉*; 城 鮎美*; 齋藤 寛之*; 石原 弘*; 武田(本間) 志乃*

Analytical Methods, 14(24), p.2439 - 2445, 2022/06

 被引用回数:2 パーセンタイル:63.02(Chemistry, Analytical)

Internal exposure to actinides such as uranium and plutonium has been reduced using chelating agents for decorporation because of their potential to induce both radiological and chemical toxicities. This study measures uranium chemical forms in serum in the presence and absence of chelating agents based on X-ray absorption spectroscopy (XAS). The chelating agents used were 1-hydroxyethane 1,1-bisphosphonate (EHBP), inositol hexaphosphate (IP6), deferoxamine B (DFO), and diethylenetriaminepentaacetate (DTPA). The main ligands forming complexes with uranium in the serum were estimated as follows: IP6 $$>$$ EHBP $$>$$ bioligands $$>$$ DFO $$>>$$ DTPA when the concentration ratio of the chelating agent to uranium was 10. Measurements of uranium chemical forms and their concentrations in the serum would be useful for the appropriate treatment using chelating agents for the decorporation of uranium.

論文

プルトニウムの体外排出に向けたキレート剤による除染に関する基礎検討; X線吸収分光法によるプルトニウム模擬元素とキレート剤との結合性評価

上原 章寛*; Shuhui, X.*; 佐藤 遼太朗*; 松村 大樹; 辻 卓也; 薬丸 晴子*; 城 鮎美*; 齋藤 寛之*; 田中 泉*; 石原 弘*; et al.

X線分析の進歩,53, p.223 - 229, 2022/03

体内にアクチニドなどの放射性物質が取り込まれると、生体内配位子がアクチニドと化合物を生成し、体内滞留の原因となりうる。本研究では、アクチニドを体外に排出させるためのキレート剤の結合性評価を行うため、キレート剤と結合した元素の局所構造をX線吸収分光法によって解析し結合力を評価した。プルトニウム模擬元素としてジルコニウム(Zr),キレート剤として、EHBP(1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonate)およびDTPA (diethylenetriaminepentaacetate)を用いた。ZrはEHBPと八面体構造の錯体を形成するとともに、Zr-EHBP錯体はZr-DTPA錯体より強い結合を有することが分かった。これらの知見は、放射性元素による内部被ばく線量評価や、放射性元素を体外に取り除くための適切な除染方法の提案につながる。

論文

Imidazolium-based anion exchange membranes for alkaline anion fuel cells; Elucidation of the morphology and the interplay between the morphology and properties

Zhao, Y.; 吉村 公男; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 小泉 智*; Szekely, N.*; Radulescu, A.*; Richter, D.*; 前川 康成

Soft Matter, 12(5), p.1567 - 1578, 2016/02

 被引用回数:25 パーセンタイル:79.91(Chemistry, Physical)

We investigated the interplay between morphology and properties of a new graft-type of anion exchange membranes (AEMs) containing 2-methylimidazolium groups by using contrast variation small angle neutron scattering (SANS) technique. These AEMs prepared by radiation-induced grafting of 2-methyl-1-vinylimidazole and styrene into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films, possessed both high alkaline durability and high conductivity. The SANS measurement reveals that these membranes are consisted of three phases: crystalline lamellar and crystallite domains originating from the pristine ETFE, which offer good mechanical properties, hydrophobic amorphous domains, which offer a matrix to create conducting regions, and interconnected hydrated domains, which are composed of the entire graft chains and water and play a key role to promote the conductivity.

論文

Nitrogen $$K$$-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film

泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012038_1 - 012038_4, 2014/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:72.87

We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen $$K$$-edge energy region. Three positive NCD peaks were observed at 399.9, 401.5, and around 407 eV. The first two peaks were assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and amino group. Imidazole ring and amino group are positioned at the side chain distant from and next to the asymmetric carbon, respectively. This result suggests that NCD spectroscopy in the soft X-ray region can selectively pick up the information on local structure around specific atoms, regardless of the position of atoms in molecules. It is interesting in view of application of NCD spectroscopy in the soft X-ray region to investigation of protein structures

論文

Study of feasible and sustainable multilateral approach on nuclear fuel cycle

久野 祐輔; 田崎 真樹子; 秋葉 光徳*; 安達 武雄*; 高嶋 隆太*; 和泉 圭紀*; 田中 知*

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.965 - 974, 2013/09

多国間管理は、平和利用の権利を侵害することなく核不拡散を堅持しつつ、燃料サイクルのフロントエンド、バックエンドサービスを実施できるものである。近年の検討はウラン濃縮にかかわるフロントエンドに焦点が置かれているが、使用済み燃料にかかわるサービスはより重要な課題と考えられる。本研究では、このようなニーズに合致したMNA枠組について取り扱った。

論文

Characteristic oxygen $$K$$-edge circular dichroism spectra of amino acid films by improved measurement technique

泉 雄大*; 田邊 真依子*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 中川 和道*

Journal of Chemical Physics, 138(7), p.074305_1 - 074305_10, 2013/02

 被引用回数:9 パーセンタイル:32.39(Chemistry, Physical)

軟X線エネルギー領域における円二色性分光法は、キラル材料の局所構造を研究するための新しいツールである。われわれは、酸素$$K$$吸収端エネルギー領域でアミノ酸L-チロシン、L-アスパラギン酸の薄膜のCDスペクトルが高い精度の測定することに成功した。また、L-アラニンとL-セリンのフィルムとの比較検討を行った。これらのアミノ酸の共通部分であるCOO$$^{-}$$の酸素について、各アミノ酸の局部形状を反映したCDスペクトルを得たので報告する。

報告書

シリコン回転装置の設計,製作及び輸送

木村 伸明; 今泉 友見; 竹本 紀之; 谷本 政隆; 斎藤 隆; 堀 直彦; 土谷 邦彦; Romanova, N. K.*; Gizatulin, S.*; Martyushov, A.*; et al.

JAEA-Technology 2012-012, 34 Pages, 2012/06

JAEA-Technology-2012-012.pdf:12.91MB

原子力機構照射試験炉センターでは、産業利用拡大の観点から材料試験炉(Japan Materials Testing Reactor: JMTR)を活用した中性子核変換ドーピング(Neutron Transmutation Doping: NTD)法によるシリコン半導体製造を検討している。この検討の一環として、カザフスタン共和国国立原子力センター(NNC-RK)と原子力機構との原子力科学分野における研究開発協力のための実施取決め(試験研究炉に関する原子力技術)における特定協力課題のうち、シリコン半導体製造に関する技術(STC No.II-4)のもとで、NNC-RKの核物理研究所(INP)にあるWWR-K炉を用いて、高品位シリコン半導体製造のためのシリコン試料の照射試験を行う。本照射試験の実施に先立ち、シリコン試料の照射試験に必要となるシリコン回転装置を原子力機構で製作し、照射試料とともにINP-NNC-RKに輸送した。本報告書は、シリコン回転装置の設計,製作,性能試験及び輸送手続きについてまとめたものである。

論文

Theoretical modelling of hierarchically associated structures in hydrophobically modified PNIPAM aqueous solutions on the basis of a neutron scattering study

古賀 毅*; 田中 文彦*; 元川 竜平; 小泉 智*; Winnik, F. M.*

Macromolecular Symposia, 291-292(1), p.177 - 185, 2010/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:60.52

We developed a theoretical model for a self-assembling telechelic poly(Nisopropylacrylamide) (PNIPAM) carrying octadecyl end-groups in aqueous solution, as a function of temperature and concentration, on the basis of small-angle neutron scattering data. In solutions of concentration 10 gL$$^{-1}$$ at temperatures between 10 and 20 $$^{circ}$$C, the telechelic PNIPAM of molecular weight of 22200 gmol$$^{-1}$$ associates in the form of flower micelles containing about 12 polymer chains. Micelles have a 3-layered core-shell morphology with an inner core consisting of the octadecyl units, a dense inner shell consisting of partly collapsed PNIPAM chains, and an outer shell of swollen hydrated PNIPAM chains. Drastic changes in the scattering profile of the solution heated above 31 $$^{circ}$$C are attributed to the formation of mesoglobules of diameter of 100 nm consisting of about 1000 polymer chains. In solutions of lower concentration (1 gL$$^{-1}$$), association of flower micelles and mesoglobules is suppressed. The structure of the individual flower micelles and mesoglobules is not affected by changes in concentration. In solutions of 50 gL$$^{-1}$$, a peak attributed to a correlation between flower micelles appears in the scattering profiles at low temperature (10 $$^{circ}$$C). Despite the difference in the population of intermicellar bridges, the overall temperature dependence of the scattering profile at 50 gL$$^{-1}$$ remains similar to that at 10 gL$$^{-1}$$.

論文

Radiation-induced chemical evolution of biomolecules

中川 和道*; 松井 貴宏*; 泉 雄大*; 安居院 あかね; 田中 真人*; 室 隆桂之*

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1198 - 1201, 2009/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:30.6(Chemistry, Physical)

われわれはグリシン(Gly)に146nmの紫外線を照射して起こる化学進化を調べた。Gly2からGly3さらにGly4へと多段反応が進むが、Gly3への進化はGly4の進化よりも小さいことがわかった。また、セリンとアラニンについてO1s吸収両域において自然二色性測定を行った。1s$$rightarrow$$$$pi$$$$^{*}$$遷移はE1M1遷移で説明できることがわかった。

論文

Measurement and comparison of absolute value of soft X-ray natural circular dichroism of serine and alanine

泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真文*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*

Journal of Physics; Conference Series, 190, p.012209_1 - 012209_4, 2009/11

 被引用回数:8 パーセンタイル:87.32

セリン及びアラニンについて軟エックス線自然円二色性スペクトルを測定した。COO$$^{-}$$サイトの酸素O1s-パイシグマ遷移に着目し絶対値を算出した。それぞれ-1.7$$times$$10$$^{-21}$$cm$$^{-2}$$, -1.4$$times$$10$$^{-20}$$cm$$^{-2}$$であった。この絶対値の違いはCOO$$^{-}$$サイトの酸素の内殻正孔のカイラルな環境の違いを反映していると考えられる。

論文

Combined SANS, SEC, NMR, and UV-Vis studies of simultaneous living anionic copolymerization process; Simultaneous elucidation of propagating living chains at three different length scales

Zhao, Y.; 田中 宏和*; 宮元 展義*; 小泉 智; 橋本 竹治

Macromolecules, 42(5), p.1739 - 1748, 2009/04

 被引用回数:15 パーセンタイル:45.81(Polymer Science)

The living anionic copolymerization of a mixture of isoprene (I) and styrene (S) monomers, in the dilute solution with deuterated benzene as a non-polar solvent and sec-butyllithium as an initiator, was investigated by a simultaneous measurement of time-resolved small-angle neutron scattering (SANS), size exclusion chromatography (SEC), nuclear magnetic resonance (NMR), and ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy. The combined time-resolved study on the same single batch reaction solution enabled us to investigate the structural change of the propagating living chains in three different length scales on a rigorously common time scale: the type of living chain ends, primary structure of single living chains, and the association of living chains. Although the living anionic copolymerization of S and I has been studied extensively, there is no study so far that uses such a combination of real-time methods as this study on the same single batch reaction solution.

論文

Theoretical modeling of associated structures in aqueous solutions of hydrophobically modified telechelic PNIPAM based on a neutron scattering study

古賀 毅*; 田中 文彦*; 元川 竜平; 小泉 智; Winnik, F. M.*

Macromolecules, 41(23), p.9413 - 9422, 2008/11

 被引用回数:73 パーセンタイル:89.41(Polymer Science)

ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)の両端末を、オクタデシル基で疎水化したテレケリックPNIPAM(HM-PNIPAM)の水溶液は、温度変化に応答してフラワーミセルやメソグロビュール(会合構造)を形成する。この水溶液は、温度とポリマー濃度の変化に応じて、ゾル-ゲル転移や水溶液の白濁等のマクロな状態を変化させる。本論文では、この水溶液に対して中性子小角散乱測定を行い、その結果に対して理論モデルを組み立てることで、マクロな状態変化に伴うメソスケールでの構造変化(ミクロな構造変化)を明らかにした。これにより、マクロな状態変化のメカニズムを明らかにすると同時に、さまざまな温度,ポリマー濃度条件で形成されるフラワーミセルやメゾグロビュールのサイズ,形状を決定した。

論文

Control of self-assembling processes of polyamidoamine dendrimers and Pd nanoparticles

田中 宏和*; 橋本 竹治; 小泉 智; 伊東 秀明*; 中 建介*; 中條 善樹*

Macromolecules, 41(5), p.1815 - 1824, 2008/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:26.92(Polymer Science)

ポリアミンデンドリマーのメタノール溶液と酢酸パラジウムのDMF溶液を混合した際に生ずるデンドリマーの分子集合体の自己組織化機構及び同集合体をテンプレートとしてその中に形成されるパラジウムナノ微粒子の自己組織化機構を解明するとともに、これら自己組織化構造のデンドリマーの世代数及びデンドリマーの濃度依存性を解明した。

論文

Self-assembly of synthetic cellulose during in-vitro enzymatic polymerization process as studied by a combined small-angle scattering method

田中 宏和*; 小泉 智; 橋本 竹治; 黒崎 一裕*; 小林 四郎*

Macromolecules, 40(17), p.6304 - 6315, 2007/08

 被引用回数:29 パーセンタイル:65.13(Polymer Science)

酵素触媒重合法により人工合成されたセルロース高分子の自己秩序化過程を、特異場での化学反応と反応生成物の自己組織化機構に関する普遍的問題として、非平衡状態におけるパターン形成の概念に基づき探求した。化学反応過程における自己秩序化機構は、複合小角散乱法(小角・超小角中性子散乱法並びにX線散乱)によるその場,実時間測定及び走査電子顕微鏡法により解析し、以下の事実を世界で初めて明らかにするとともに、それらの機構を明らかにするモデルも提唱した。(1)酵素触媒として用いたセルラーゼは、反応溶液中で会合体を形成する。(2)酵素会合体中の活性中心から繰り返し合成され、反応溶液中に噴出する莫大な数のセルロースは同会合体の周りに会合し、フラクタル構造を形成する。(3)反応終了時においてセルロース会合体は30nmから30$$mu$$m(3桁の空間スケール)に渡る表面フラクタル構造を形成する。

論文

Combined in situ and time-resolved SANS and SAXS studies of chemical reactions at specific sites and self-assembling processes of reaction products; Reduction of palladium ions in self-assembled polyamidoamine dendrimers as a template

田中 宏和*; 小泉 智; 橋本 竹治; 伊東 秀明*; 佐藤 正秀*; 中 建介*; 中條 善樹*

Macromolecules, 40(12), p.4327 - 4337, 2007/06

 被引用回数:31 パーセンタイル:67.13(Polymer Science)

非水溶液溶媒中における第一世代ポリアミンデンドリマー(G1-NH$$_{2}$$)/酢酸パラジウム混合系に対して、パラジウム微粒子及びデンドリマー微粒子集合体の自己組織化機構を明らかにした。自己組織化過程は、酢酸パラジウムのモル濃度とG1-NH$$_{2}$$の1級アミンのモル濃度比を一定値3.3に固定した条件下で、二種の安定な溶液(酢酸パラジウムのDMF溶液とG1-NH$$_{2}$$のメタノール溶液)をあらかじめ調整した後それらを混合することによりもたらされた。混合後に発生するデンドリマーの自己組織化並びに化学反応に誘起されたパラジウム原子の自己組織過程は、中性子小角散乱及びX線散乱法を用いてその場観察した。その結果、デンドリマー分子集合体の自己組織化がまず起こること、この分子集合体が引き続き起こるパラジウムイオンの還元とパラジウム原子のナノ微粒子への自己組織化の鋳型(テンプレート)の役割を演じ、微粒子の寸法を制御していることを発見した。

論文

A Combined small-angle scattering study of a chemical reaction at specific sites and reaction-induced self-assembly as a problem in open non-equilibrium phenomena

橋本 竹治; 田中 宏和*; 小泉 智; 中 建介*; 中條 善樹*

Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s73 - s77, 2007/04

 被引用回数:16 パーセンタイル:83.45(Chemistry, Multidisciplinary)

非平衡解放系の一現象として、パラジウムアセテートのN,N-ジメチルフォルムアミド溶液と第二世代ポリアミドアミンデンドリマーのメタノール溶液を混合,加熱したときに発生する特異場で化学反応と反応生成物の自己組織化過程に生ずる散逸構造の時間発展に関する小角散乱研究を発表する。

論文

Wide-$$q$$ observation from 10$$^{-4}$$ to 2.0$AA $^{-1}$$ using a focusing and polarized neutron small-angle scattering spectrometer, SANS-J-II

岩瀬 裕希; 小泉 智; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 笹尾 一*; 田中 宏和*; 清水 裕彦*; 橋本 竹治

Journal of Applied Crystallography, 40(s1), p.s414 - s417, 2007/04

 被引用回数:13 パーセンタイル:80.39(Chemistry, Multidisciplinary)

これまで推進してきたJRR-3に設置された小角散乱装置SANS-Jの高度化によって、測定可能な波数範囲を、3$$times$$10$$^{-4}$$ $AA $^{-1}$$から2$AA $^{-1}$$と、従来の2ケタから4ケタに拡張することに成功したので、この成果について発表する。中性子集光物質レンズと高分解能二次元検出器を用いることで、低波数の観測限界を3$$times$$10$$^{-3}$$$AA $^{-1}$$から3$$times$$10$$^{-4}$$$AA $^{-1}$$に拡張することに成功した。さらに新規に設置した高角度検出器を活用することで、高波数の観測限界を0.2$AA $^{-1}$$から2$AA $^{-1}$$に拡張することに成功した。一台の小角散乱装置で、超小角領域を含む4ケタの波数領域を観測できる装置はこれまでに類がなく、世界に先駆けて実現した。

論文

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて

高村 秀一*; 門 信一郎*; 藤井 隆*; 藤山 寛*; 高部 英明*; 足立 和郎*; 森宮 脩*; 藤森 直治*; 渡辺 隆行*; 林 泰明*; et al.

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて, P. 164, 2007/03

核融合並びにプラズマに興味を持ってもらい、またその有用性,将来性を広く理解してもらうための一般向け解説書として、プラズマ・核融合学会の企画(日本実業出版社から出版予定)に共同執筆で出版するものである。読者の対象範囲は、理科に興味を持つ高校生,大学生・一般社会人,ある種のプラズマに仕事で関連している人で、他分野からのヒントを求める人など、広い層に読んでもらえることを想定している。(目次:はじめに/プラズマってなんだ?/プラズマ技術のひろがり/実験室の超先端プラズマ/核融合プラズマエネルギーとは?/プラズマエネルギーへの道/核融合プラズマエネルギー発電所を目指して/プラズマエネルギーと未来社会)

論文

In situ and real-time small-angle neutron scattering studies of living anionic polymerization process and polymerization-induced self-assembly of block copolymers

田中 宏和; 山内 一浩*; 長谷川 博一*; 宮元 展義; 小泉 智; 橋本 竹治

Physica B; Condensed Matter, 385-386(1), p.742 - 744, 2006/11

 被引用回数:21 パーセンタイル:65.82(Physics, Condensed Matter)

重水素化ベンゼン中でスチレンモノマーとイソプレンモノマーを共存させ、sec-ブチルリチウムを開始剤としてリビングアニオン重合を行った。これによりポリスチレンとポリイソプレンからなるブロック共重合体を合成した。この合成過程を中性子小角散乱(SANS),ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC),紫外可視光吸収スペクトル(UV-vs)により時間分割的に測定し、重合に伴う構造形成の様子をその場・実時間観察した。その結果、重合初期にはまずイソプレンモノマーが優先的に重合されてポリイソプレンが生成し、系内のイソプレンモノマーが消費されたのちスチレンモノマーの重合が始まり、ポリイソプレン-ポリスチレンブロック共重合体が生成することがGPC, UV-vsの結果から明らかとなった。また、この重合過程において、溶液内で高分子鎖は単独では存在せず、数本が集まって会合体を形成していることがSANSから明らかとなった。さらには、重合初期のポリイソプレンが生成している時間領域では、その会合数が4であるが、重合後期にスチレンモノマーの重合が始まると、会合数が2に急激に減少することが明らかとなった。

論文

Focusing and Polarized Neutron ultra-small-angle scattering spectrometer (SANS-J-II) at research reactor JRR3, Japan

小泉 智; 岩瀬 裕希; 鈴木 淳市; 奥 隆之; 元川 竜平; 笹尾 一*; 田中 宏和; 山口 大輔; 清水 裕彦; 橋本 竹治

Physica B; Condensed Matter, 385-386(2), p.1000 - 1006, 2006/11

 被引用回数:39 パーセンタイル:80.73(Physics, Condensed Matter)

既存のピンホール型中性子小角散乱装置(SANS-J)に集光レンズと偏極素子を導入することで集光型偏極中性子小角散乱装置(SANS-J-II)へと高度化することに成功した。その結果、これまで観測が不可能であった数マイクロメートル(波数で0.0001 reciprocal angstromに相当)まで観測領域を拡大することに成功したのでこの成果を発表する。

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