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論文

Charged particle and photon interactions with matter; Recent advances, applications, and interfaces

籏野 嘉彦; 勝村 庸介; Mozumder, A.*

Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, 1045 Pages, 2010/12

この本は「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用; 最近の進歩,応用及びインターフェイス」について最近の研究成果をまとめている。この本の編集・執筆は、これと類似の題目の「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用; 化学,物理化学,生物学及びこれらの応用」A.Mozumder,籏野嘉彦編、Marcel Dekker, New York(2004)に対して広く国際的に多くのコミュニティーから高い評価を受けたことに、その背景がある。この前編は、キュリー,レントゲン以降100年間の放射線・物質相互作用基礎研究の成果を次世紀へ向けてまとめる目的で開催されたIAEAの10年間プロジェクトがもとになって編集・執筆された。これに対する高い評価と要望とは、このような後ろ向きのまとめでなく、前向きに、現在の進歩の状況及び将来展望、最近盛んになりつつある応用とインターフェイスの構築について編集・執筆して欲しいというものである。このようにして、この本では相互作用の初期過程及び基礎過程について最近の研究の進歩と将来展望をまとめるとともに物質,環境,バイオ,宇宙,原子力などの広範な科学・技術への応用とインターフェイスについてまとめている。

論文

First observation of picosecond kinetics of hydrated electrons in supercritical water

室屋 裕佐*; Lin, M.; De Waele, V.*; 籏野 嘉彦; 勝村 庸介; Mostafavi, M.*

Journal of Physical Chemistry Letters (Internet), 1(1), p.331 - 335, 2010/01

https://doi.org/10.1021/jz900225a
 被引用回数：43 パーセンタイル：81.62(Chemistry, Physical)

ピコ秒の時間分解能で実験可能な超臨界水のパルスラジオリシス実験システムを完成させいた。水和電子の挙動を近赤外領域で50ピコ秒から6ナノ秒の時間領域で測定した。超臨界水中の水和電子は密度に依存して500ピコ秒より短い時間で減衰する。この減衰は水和電子とH$$_{3}$$O$$^{+}$$との反応が支配的である。

論文

Future perspectives of radiation chemistry

籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1021 - 1025, 2009/12

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2009.06.018

荷電粒子及びフォトンの物質との相互作用に関する研究分野の最近の調査結果から、この研究分野における将来へ向けての研究課題と、特に放射線化学を含むこの分野をより一層活性化するための方策について貴重な情報が得られた。本講演(キーノートレクチャー)では、その結果に基づいて、標記の課題について以下の諸点から検討する。(1)放射線化学における中心的な課題についてより一層の研究が行われなければならないが、それによって、この分野が外に対して閉じてはならない。(2)放射線に関する物理学,化学,生物学,医学,工学はより一層相互に交流するべきである。(3)基礎研究はより一層応用研究と交流して特徴のある研究領域を作り出す努力が必要である。(4)物質中の分子のイオン化・励起の現象を共通の研究対象とする多くの関連分野との間でインターフェイス研究領域を構築する努力が必要である。

論文

Future perspectives of radiation chemistry

籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1021 - 1025, 2009/12

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2009.06.018
 被引用回数：3 パーセンタイル：24.52(Chemistry, Physical)

Future perspectives of radiation chemistry are discussed by the analysis of the related information in detail as obtained from our recent surveys of publications and scientific meetings in radiation chemistry and its neighboring research fields, giving some examples, and are summarized as follows. (1) Traditionally important core-parts of radiation chemistry should be activated more. The corresponding research programs are listed in detail. (2) Research fields of physics, chemistry, biology, medicine, and technology in radiation research should interact more among them with each other. (3) Basic research of radiation chemistry should interact more with its applied research. (4) Interface research fields with radiation chemistry should be produced more with mutually common viewpoints and research interests between the two. Interfaces are not only applied research but also basic one.

論文

Free radical scavenging and radioprotective effects of carnosine and anserine

Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1192 - 1197, 2009/12

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2009.07.023
 被引用回数：30 パーセンタイル：87.31(Chemistry, Physical)

Two histidine-containing natural dipeptides, carnosine and anserine ($$beta$$-alanyl-1-methyl- L-histidine), have been examined for their antioxidant and radioprotective abilities. Pulse radiolysis studies indicated the antioxidative properties of carnosine and anserine aqueous solutions at different pHs. The rate constants for the reaction OH radical with carnosine at neutral pH were determined to 5.3$$times$$10$$^{9}$$ M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$ at 300 nm, and 4.1$$times$$10$$^{9}$$ M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$ at 400 nm, respectively. Carnosine and anserine also protected plasmid pUC18 DNA from X-ray radiation induced strand breaks as evidenced from the studies by agarose gel electrophoresis. Carnosine showed higher protective efficiency under the experimental conditions. Our data demonstrated that carnosine and anserine may play an important role in the maintenance of the antioxidant system.

論文

Free radical scavenging reactions and antioxidant activities of silybin; Mechanistic aspects and pulse radiolytic studies

Fu, H. Y.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 勝村 庸介; 横谷 明徳; 鹿園 直哉; 籏野 嘉彦

Free Radical Research, 43(9), p.887 - 897, 2009/09

https://doi.org/10.1080/10715760903136996
 被引用回数：24 パーセンタイル：47.04(Biochemistry & Molecular Biology)

Silybin (extracted from Silybum marianum) is the major active constituent of silymarin which possesses a wide range of medicinal properties. These properties may be, in part, due to the potent scavenging capacity of oxidizing free radicals. In this context, scavenging radicals (hydroxyl, azide, dibromide anion radicals, nitrite, carbonate, etc.) of silybin have been studied to understand the mechanistic aspects of its action against free radicals. The transients produced in these reactions have been assigned and the rate constants have been measured by pulse radiolysis techniques. Reduction potential determined both by cyclic voltammetry gave a value 0.62$$pm$$0.02 V vs NHE at pH 9. Quantum chemical calculations have been performed to further confirm the different activities of individual hydroxyl groups with the difference of heat of formation. Moreover, silybin also protected plasmid pUC18 DNA from soft X-ray radiation which induced strand breaks. These results are expected to be helpful for a better understanding of the anti-oxidative properties of silybin.

論文

Fast repair activities towards dGMP hydroxyl radical adducts by silybin and its analogues

Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 端 邦樹; 室屋 裕佐*; 籏野 嘉彦

Journal of Radiation Research, 49(6), p.609 - 614, 2008/11

https://doi.org/10.1269/jrr.08056
 被引用回数：15 パーセンタイル：45.11(Biology)

デオキシグアノシンモノフォスフェイト(dGMP)の酸化、特にOHラジカル付加に対するシリビン及び類似化合物の修復活性をパルスラジオリシス法により調べた。一酸化二窒素で飽和させた0.1mMシリビンを含む2mM dGMP水溶液を中性条件下でパルス照射した。数十$$mu$$秒のうちにシリビンのフェノキシルラジカルが生成され、これに対応する吸収が見られると同時にdGMPのOHラジカル付加体の吸収が減少していくことがわかり、dGMPのOHラジカル付加体とシリビンの間で修復反応が起こっていることが示唆され、その速度定数は1.0$$times$$10$$^{9}$$M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$と計算された。このほかにもシリビンの類似化合物であるhesperetin(HESP), naringin(NAN), naringenin(NAR)についても同様のことを調べた。

論文

Preface, ASR2007; International Symposium on "Charged Particle and Photon Interactions with Matter", November 6-9, 2007

勝村 庸介; Lin, M.; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), P. 1119, 2008/10

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2008.05.006
 被引用回数：1 パーセンタイル：83.51(Chemistry, Physical)

客員編集者としてわれわれはRadiation Physics and Chemistry誌の特集号を刊行する。内容は2007年11月6$$sim$$9日に茨城県東海村の日本原子力研究開発機構(JAEA)先端基礎研究センター(ASRC)で開催された「ASR2007; "荷電粒子及び光子の物質との相互作用"に関する国際シンポジウム」に併せたものである。

報告書

Electrons in condensed media

Mozumder, A.*; 横谷 明徳; 勝村 庸介; 籏野 嘉彦

JAEA-Review 2008-013, 37 Pages, 2008/06

JAEA-Review-2008-013.pdf:4.08MB

このReviewは、標記の課題について、A.Mozumderによるセミナー等の研究集会における講演と横谷明徳, 勝村庸介, 籏野嘉彦等と行った情報・意見交換の内容をまとめたものである。A.Mozumderは日本学術振興会外国人招へい研究者(短期)(受入研究者:籏野嘉彦、期間:2007年9月27日から11月17日まで、研究課題:「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用」)として日本原子力研究開発機構先端基礎研究センターに招へいされた。標記の課題は、上記の相互作用のいずれの場合においても共通に生成される反応分子種のうちから最も重要なものとして電子を選んで、特に凝縮相におけるその振る舞いについて述べたもので、A.Mozumderが行った本機構(東海及び高崎地区)及び国内の諸大学、研究機関でのセミナー等の講演、本センターが主催した国際シンポジウムASR2007及び放射線化学討論会(京都)での招待講演、本センターの勝村・横谷グループと頻繁に行った情報・意見交換の内容をまとめたものである。

論文

Hydrogen production in the $$gamma$$-radiolysis of aqueous sulfuric acid solutions containing Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, SiO$$_{2}$$, TiO$$_{2}$$ or ZrO$$_{2}$$ fine particles

山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

International Journal of Hydrogen Energy, 33(3), p.929 - 936, 2008/02

https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2007.11.028
 被引用回数：16 パーセンタイル：38.74(Chemistry, Physical)

Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, SiO$$_{2}$$, TiO$$_{2}$$ or ZrO$$_{2}$$等の酸化物粉体を含む硫酸水溶液に$$gamma$$線を照射した際に発生する水素を測定した。最終生成物として発生する水素ガス量は、水溶液中の酸化物の添加量を増やすにしたがって増加し、酸化物の種類や硫酸濃度にも依存した。少量のメチルアルコールを硫酸水溶液に添加することで、最終生成物としての水素ガスの発生量は非常に効果的に増加した。これらの実験結果は、放射線分解における水溶液からの水素発生において、酸化物粉体を含まない均質系の水溶液よりも酸化物を含む非均質系の硫酸水溶液がより効果的であることを示している。

論文

Photoabsorption, photoionization, and neutral dissociation cross-sections of hydrocarbon molecules; Physicochemical aspects of molecular processes in fusion edge plasmas

籏野 嘉彦

Atomic and Plasma-Material Interaction Data for Fusion, Vol.14, p.77 - 84, 2008/00

A survey is given of recent progress in the measurements of absolute cross-sections for photoabsorption, photoionization, and neutral dissociation of simple and complex molecules in the vacuum ultraviolet region, where a major part of their oscillator strength distributions due to the interactions of photons with molecules exists. Emphasis is placed on the discussion of the neutral dissociation(i.e., the dissociative excitation)of these molecules which has been considered as the most processes to be studied experimentally. From the viewpoints of the molecular processes in fusion edge plasmas, simple hydrocarbon molecules are chosen for the discussion of the measured cross-section values and the spectroscopy and dynamics of the corresponding processes. It has been shown that these optical cross-section data are of great importance to understand the fundamental processes, not only in photon collision induced reactions but also in electron collision induced reactions.

論文

Radiation-induced catalytic reduction of chromium(VI) in aqueous solution containing TiO$$_{2}$$, Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ or SiO$$_{2}$$ fine particles

永石 隆二; 吉田 善行; 山田 禮司; 籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 75(9), p.1051 - 1054, 2006/09

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2006.01.005
 被引用回数：7 パーセンタイル：46.04(Chemistry, Physical)

$$gamma$$線照射下の中性あるいはアルカリ性水溶液中で6価クロムの還元がTiO$$_{2}$$, Al$$_{2}$$O$$_{3}$$又はSiO$$_{2}$$等の酸化物微粒子の溶液への添加によって促進した。ここで、酸化物微粒子は放射線照射下で働く触媒として機能して、6価クロムの還元量はその初期濃度に依存することなく放射線の線量の増加とともに増加した。さらに、6価クロムの還元で最終的に生成する不溶な3価クロムの酸化物も触媒として機能することを確認した。

口頭

Radiation-induced reduction process of hazardous chromium(VI) ion to non-hazardous chromium oxide with the lower oxidation state in aqueous solution - oxide system

永石 隆二; 山田 禮司; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

水溶液-酸化物共存の非均質系で有害な6価クロムイオンの$$gamma$$線誘起還元を研究した。中性からアルカリ性の水溶液中では、酸化物を添加しない場合、6価クロムはほとんど還元しない。これは水の分解生成物の還元種が6価クロムを還元する一方、酸化種が低酸化状態のクロムを等量あるいはそれ以上酸化するためである。その溶液に酸化物を添加すると、溶液中の6価クロムを0.05ppm未満(日本の環境への排出基準値)まで顕著に低減することに成功した。これはクロムが酸化物へ吸着すること,酸化物によって6価クロムの還元が促進することによる。本発表では、放射線源として放射性廃棄物を利用した6価クロム還元処理の可能性についても議論した。

口頭

酸化物を添加した硫酸水溶液における$$gamma$$線照射により誘起された水素生成

山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$alpha$$アルミナ,チタニア,ジルコニア,石英,シリカゲルなどの各酸化物の粉末を硫酸水溶液に混ぜた各試料にCo-60$$gamma$$線照射を行い、照射により誘起された水素生成量の硫酸濃度依存性、並びに酸化物の種類や添加濃度依存性を調べた結果、酸化物の添加により水素生成量は大きく増加するとともに特異な硫酸濃度依存性を示した。

口頭

放射線照射下の水溶液中の固体添加による金属イオンの促進還元

永石 隆二; 山田 禮司; 吉田 善行; 籏野 嘉彦

no journal, , 

電子線及び$$gamma$$線を照射した水溶液中でクロムや白金族元素の高酸化状態の金属イオンの反応挙動を調べた。放射線照射下の水溶液中で見かけ上反応しない金属イオンも、アルミナやシリカなどの酸化物を水溶液に添加することで顕著に還元が促進された。講演では、得られた実験結果を定量的に概説するとともに、このような反応系を活かした物質リサイクルや放射線利用技術について展望する。

口頭

Radiation-induced reduction of metal ions in aqueous solution systems and its application

永石 隆二; 青柳 登; 山田 禮司; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$gamma$$線又は電子線を照射した水溶液中でクロムや白金族元素の高酸化状態の金属イオンの反応挙動を研究した。放射線照射下の水溶液中で見かけ上反応しない金属イオンも、アルミナなどの固体酸化物を水溶液に添加することで還元が促進された。さらに、生成した沈殿/固体への吸着物が促進還元に寄与することを明らかにした。これらを定量的に議論するとともに、この反応系の有害金属の無害化や有用金属の回収・利用への応用並びに高レベル放射性廃棄物の放射線源利用の手法を提案した。

口頭

$$gamma$$線照射による水溶液からの水素生成; 酸化物,硫酸,アルコール添加効果

山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$gamma$$線照射により水溶液中で発生し気相に放出された水素ガスをガスクロマトグラフで測定し、酸化物,硫酸,メチルアルコールの添加効果を調べた。放出水素ガスは酸化物粉体の増加とともに増加し、その硫酸濃度依存性は酸化物の添加量に強く依存する結果を得た。また少量のアルコールの添加により水素発生量は増加し、硫酸及び酸化物が共存する場合に放出水素ガス量は最大となった。

口頭

"${it In vitro}$" DNA protective properties of Silybin and analogues against X-ray radiation

Fu, H.*; Lin, M.; 端 邦樹; 室屋 裕佐*; 藤井 健太郎; 勝村 庸介; 横谷 明徳; 鹿園 直哉; 籏野 嘉彦

no journal, , 

天然のフラボノイドであるシリビン(SLB),ヘスペレチン(HESP),ナリンゲニン(NAN),ナリンギン(NAR)は、報告にあるような植物によるがんの化学防護作用を説明する成分であると信じられている。しかし、発がんを抑制するシリビンやその類似体の濃度は低く、分子的なメカニズムは明確ではない。本研究では、${it in vitro}$でのプラスミドDNAと一定の捕捉剤の条件下で放射線によって活性酸素(ROS)を発生させる方法を用いて、これら4つのフラボノイドがフリーラジカルによるDNA損傷を改善することを明らかにした。0.1mMのSLBによるプラスミドDNAを50%防護するためのdose modifying factorは8.9となった。測定したフラボノイドの中ではSLBが最も効果的に働き、$$mu$$Mオーダーの濃度で効果が見られた。高速反応を追う化学的手法を組合せた研究結果はSLBからDNA上のROSが誘発したラジカルに電子(もしくは水素原子)移動のメカニズムを示した。これらの結果は、DNAラジカルとの直接的な相互作用におけるSLBや類似体の抗酸化効果を支持している。

口頭

シリビンの抗酸化作用とラジカル捕捉作用に関する研究

端 邦樹; Fu, H. Y.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦

no journal, , 

シリビンはオオアザミ抽出物から得られる天然の抗酸化物質であり、酸化性ラジカル捕捉剤として生体を防護する働きを示す。肝疾患などに効果があると知られているが、その反応性に関する報告は少ない。本研究では、パルスラジオリシス実験によって、さまざまな酸化性ラジカルを発生させ、シリビンの捕捉剤としての反応性を調べた。さらに、サイクリックボルタンメトリ法による還元電位も調べた。また、量子化学計算による反応機構の検討も行った。結果、シリビンは酸化性ラジカルとの高い反応性を示し、量子化学計算から最も活性な反応サイトが推定された。

口頭

高温・超臨界水のピコ秒パルスラジオリシス

室屋 裕佐*; Lin, M.; Han, Z.*; 山下 真一; 上田 徹*; 籏野 嘉彦; Mostafavi, M.*; 勝村 庸介

no journal, , 

高温・超臨界水の放射線化学は、現行型軽水炉や次世代型超臨界水冷却炉における水化学の基礎として重要である。しかし、高温下における放射線化学反応は常温下よりも著しく速いため従来構築されてきたナノ秒電子線パルスラジオリシスや$$gamma$$線ラジオリシスでは直接計測が困難であった。そこで本研究では、高温・超臨界状態までの放射線化学反応をピコ秒時間分解能で計測可能なパルスラジオリシス装置を開発し、これを用いて超臨界状態(400$$^{circ}$$C, 40MPa)までの水の放射線分解過程の計測に成功した。

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