Application of radiocaesium microscale observation methodology to parmelioid lichen and ultrastructural analyses using STEM-EDS

土肥 輝美; 飯島 和毅; 町田 昌彦; 数納 広哉*; 大村 嘉人*; 藤原 健壮; 木村 茂*; 菅野 太志*

Environmental radiochemical analysis VII, p.50 - 57, 2023/12

https://doi.org/10.1039/9781837670758

Lichens are well known for their ability to accumulate radiocaesium discharged into atmosphere in the thallus via wet and dry deposition over long periods of time. Therefore, lichens are often used as biomonitors for radiocaesium contamination levels. However, the exact location and chemical form of radiocaesium (ionic and/or particulate) in the thalli of lichen, are still unknown. By combining autoradiography, electron microscopy and quantum chemical calculation, we demonstrate the microscale localisation of radiocaesium within lichen thallus tissues.

Accumulation mechanisms of radiocaesium within lichen thallus tissues determined by means of microscale localisation observation

土肥 輝美; 飯島 和毅; 町田 昌彦; 数納 広哉*; 大村 嘉人*; 藤原 健壮; 木村 茂*; 菅野 太志*

PLOS ONE (Internet), 17(7), p.e0271035_1 - e0271035_21, 2022/07

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0271035

Many lichens are well known to accumulate radiocaesium and, thus acting as biomonitors of contamination levels. Here, we use autoradiography and demonstrate for the first time microscale localisation of radiocaesium within thallus tissues to investigate the radiocaesium forms and their accumulation mechanism. The radiocaesium was localised in the brown pigmented parts i.e., melanin-like substances, in the lower cortex of lichen thallus. Quantum chemical calculations showed that functional group of melanin-like substances can chelate Cs ion, which indicates that the Cs ions form complexes with the substances. Based on these findings, we suggest that radiocaesium ions may be retained stably in melanin-like substances for long periods (two to six years) due to steric factors, such as those seen in porphyrin-like structures and multimer formation in the lower cortex.

Operation and current status of injection, extraction, kicker magnet and the power supply for J-PARC 3 GeV RCS

渡辺 真朗; 林 直樹; 菖蒲田 義博; 菅沼 和明; 高柳 智弘; 富樫 智人; 外山 毅*

Proceedings of 3rd International Particle Accelerator Conference (IPAC '12) (Internet), p.3629 - 3631, 2012/05

http://accelconf.web.cern.ch/accelconf/IPAC2012/papers/thppd052.pdf

J-PARC 3GeV RCSは安定運転が要求されるが、繰り返し25ppsの24時間運転開始直後はキッカー電源のサイラトロンの不安定動作による多くのトラブルが生じた。だが、2010年10月には不具合が改善した。2011年3月11日の東日本大震災後に入出射電磁石・電源・ケーブル・バスダクトの健全性を確認した。測定・確認をした結果、特に不具合はなかった。今後RCSはビームパワー1MWを達成させる必要がある。キッカーのインピーダンスはその他のインピーダンス源のなかで一番大きい。われわれは電源に抵抗と新規開発したダイオードを接続することでインピーダンスを下げ、誘起電圧が減少することが確認できた。これにより、加速器を安定に運転することが可能となった。

Composition dependence of magnetic and magnetotransport properties in C-Co granular thin films

菅井 勇*; 境 誠司; 松本 吉弘; 楢本 洋*; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 前田 佳均

Journal of Applied Physics, 108(6), p.063920_1 - 063920_7, 2010/09

https://doi.org/10.1063/1.3471800

Composition dependence of magnetic and magnetotransport properties in CCo thin films exhibiting large magnetoresistance TMR effect was investigated in the Co composition range of x=8-20, where x denotes the number of Co atoms per C molecule. The composition dependence of magnetic property revealed a structural transition from well-defined granular structures in the range of x=8-17 to magnetically and electronically coupled states of Co nanoparticles over x=17. As a result of the structural change, the MR behavior became different between the two composition regions separated at x=17. It is found that the zero-bias MR ratio and also the strength of the voltage dependence are in proportion to the charging energy to Co nanoparticles in the samples with well-defined granular structures. The present results indicate that the charging effect of Co nanoparticles plays an important role in the anomalously large MR effect of C-Co granular films.

Giant tunnel magnetoresistance in codeposited fullerene-cobalt films in the low bias-voltage regime

境 誠司; 菅井 勇; 三谷 誠司*; 高梨 弘毅; 松本 吉弘; 楢本 洋*; Avramov, P.; 岡安 悟; 前田 佳均

Applied Physics Letters, 91(24), p.242104_1 - 242104_3, 2007/12

https://doi.org/10.1063/1.2822397

Magnetotransport properties in the low bias-voltage regime were investigated for co-deposited C-Co films. A giant tunnel magnetoresistance (MR) ratio (/) of 80%, which is the highest in ferromagnetic metal/organic molecule systems, was found at low temperatures. The observed bias-voltage dependence of the MR ratio is expressed by an unusual exponential form, suggesting that the MR ratio of nearly 100% can be realized in the low bias-voltage limit.

拡散モデルを用いた侵入現象による緩衝材密度変化の事例解析

松本 一浩*; 棚井 憲治; 菅野 毅*; 岩田 裕美子*

JNC TN8400 2005-009, 40 Pages, 2005/06

JNC-TN8400-2005-009.pdf:2.5MB

高レベル放射性廃棄物の地層処分において,緩衝材の物理的安定性に影響を及ぼす事象として,緩衝材の流出/侵入挙動が考えられる。本報では,侵入現象のモデル化で用いている緩衝材の物性データに関する検討ならびに見直しを行い、モデルの評価精度の向上を図った。また、緩衝材の侵入現象に伴う長期的な密度変化に関して事例解析を実施し,侵入現象モデルの今後の課題を明確化した。

緩衝材侵入現象モデルの検討(II)

菅野 毅*; 岩田 裕美子*

JNC TJ8400 2003-083, 65 Pages, 2004/02

JNC-TJ8400-2003-083.pdf:0.81MB

高レベル放射性廃棄物地層処分における緩衝材の岩盤亀裂への侵入現象のモデル化の検討を行なった。平成14年度の研究における緩衝材侵入現象のモデル化で課題となっていた、侵入ゲルの密度分布の評価について、サイクル機構殿が新たに取得したX線CTによる亀裂部乾燥密度分布の測定データを用い、モデルの妥当性および適用性に関する検討を行い、モデルの見直しを実施した。本研究で見直したモデルに基づき、模型試験(ストロー貫入型・BENTFLOW型)による侵入試験結果6ケースの密度分布測定結果との比較を行った。BENTFLOW型模型試験では数値解析と実験結果との間に比較的整合性が見られたが、ストロー貫入型模型試験では実験結果との乖離が認められた。本モデルにおいては、中野らの膨潤性粘土の移動論に基づき、粘土粒子の拡散としてモデル化を試みている。また、安らは、緩衝材の侵入現象について、圧密方程式を適用してモデル化を行っている。そこで、モデルの妥当性評価も含め、これら専門家間においてレビューを実施し、今後の課題を明確にした。最後に、見直したモデルを用いて、緩衝材の密度低下を数値解析により評価し、第2次取りまとめとの比較を行なった。

地層処分における微生物影響の評価研究(II)

福永 栄*; 岩田 裕美子*; 菅野 毅*; 工藤 章*

JNC TJ8400 2003-069, 73 Pages, 2003/02

JNC-TJ8400-2003-069.pdf:0.39MB

地層処分における微生物影響の評価に関わる1)微生物影響評価に関するモデルの調査、2)微生物と核種の相互作用評価試験を実施した。ガス発生、地球化学、微生物腐食と微生物量に関する論文調査によってモデル概略をまとめ、今後の課題として、有機物の生分解性評価、微生物量の評価、モデルの検証が挙げられた。微生物と核種の相互作用については、嫌気性微生物を用い、最も活性となる酸化還元電位(-85mV)より低い条件(-135mV)下におけるPuの収着実験を実施した。Puの分配係数は、Eh=-85mV では微生物の滅菌処理による低下が見られていたのに対し、-135mVの条件では滅菌処理の影響は見られなかった。

地層処分における微生物影響の評価研究(概要)

福永 栄*; 中山 衛*; 神徳 敬*; 菅野 毅*; 工藤 章*

JNC TJ8400 2002-037, 68 Pages, 2002/02

JNC-TJ8400-2002-037.pdf:0.28MB

地層処分における微生物影響の評価に関わる次の4つの調査及び試験を実施した。FEP辞書の網羅性、内容、重要度評価レベルの向上及び微生物による硝酸塩の化学形態変化の調査を実施し、処分施設のニアフィールド母岩での微生物、及び硝酸塩と電子供与体が共存した場合の脱窒を行う微生物の重要性が示された。微生物の圧縮ベントナイト中における移行性の試験をNa型ベントナイト及びCa型化ベントナイト(ともにケイ砂混合率30%)を用いて実施した。Na型ベントナイトは降水系地下水及び海水系地下水で3週間、Ca型化ベントナイトは、降水系地下水で9週間の試験期間を設定した。結果、Na型はともに菌の移動は検知されなかった。Ca型は最下層(20mm)まで菌の移動がみられた。超長期のベントナイト中の微生物移行の推測及び生息状況調査では、外界に接するNa型およびCa型のベントナイト鉱床をボーリングし、深さ方向にかけてコアの鉱物組成の調査、微生物数計測及び若干の系統解析を実施した。その結果、外界に比べれば数は少ないが、ベントナイト層の内部にも微生物が生存していることがわかった。微生物と核種の相互作用評価は、硫酸還元菌を用い、酸化還元電位を最も活性である-500mVから強制的に-85mVに設定し実施した。酸化還元電位がNpの分配係数に及ぼす影響を評価した。

拡散モデルを用いた緩衝材の流出挙動の解析的予測

杉野 弘幸; 菅野 毅*

JNC TN8400 99-040, 75 Pages, 1999/11

JNC-TN8400-99-040.pdf:9.08MB

これまでにサイクル機構では高レベル廃棄物の地層処分研究の一環として、人工バリアとして用いられる緩衝材の岩盤内への流出、侵食挙動に関して研究を進めてきた。平成9年には地層処分基盤研究施設(エントリー)の緩衝材流出挙動試験設備を用いて実施した緩衝材の流出挙動に関する試験に関して報告をまとめている。本書はその後、第2次取りまとめに向けて、緩衝材の流出挙動を解析的に評価した試みを報告したものである。緩衝材の流出挙動は、中野ら(1982)、Pusch(1983)、Kanno and Wakamatsu(1991)、Borgessonら、Ahn(1999)らなどにより研究が為されている。本報告ではこれらの研究をもとに緩衝材の流出挙動に対するメカニズムのモデル化を検討し、緩衝材の流出挙動を拡散モデルと、さらに緩衝材の粘性係数を仮定し、その効果を考慮したモデルを採用することにより、緩衝材の流出挙動の亀裂幅に対する依存性を解析的に表現した。また、その結果を用いて、第2次取りまとめで想定した人工バリアに対して長期にわたる緩衝材の流出に起因する密度変化を解析的に予測することを試みた。