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嵯峨 涼*; 松谷 悠佑; 小原 秀樹*; 駒井 史雄*; 吉野 浩教*; 青木 昌彦*; 細川 洋一郎*
Advances in Radiation Oncology (Internet), 9 Pages, 2024/00
放射線治療後の治療効果は腫瘍制御率という指標により評価され、臨床治験に基づき治療計画が経験的に決定されてきた。任意の放射線治療計画に対する腫瘍制御率を、細胞実験に基づいて決定するためには、腫瘍内に数から数十%含まれ、放射性抵抗性を示すがん幹細胞の存在を考慮する必要性が近年わかってきた。先行研究では、がん幹細胞を明示的に考慮したintegrated microdosimetric-kinetic(IMK)モデルを開発し、細胞実験により得られるがん細胞死と臨床の腫瘍制御率を同時に予測することに可能してきた。しかし、これまでの検証は、弘前大学病院の臨床データとの比較に留まり、他施設の臨床データとの比較検証は行っていない。そこで、本研究では、一度に大線量を処方する定位放射線療法による非小細胞肺がんの腫瘍制御率データに着目し、メタ解析により収集された公衆のデータと先行研究では開発されたIMKモデルとの比較を行った。その結果、観測された施設に関わらず、がん幹細胞を考慮したIMKモデルは臨床の腫瘍制御率をよく再現することがわかった。本研究の成果は、放射線治療効果の正確な予測技術の発展に貢献するものである。
町田 昌彦; Shi, W.*; 山田 進; 宮村 浩子; 吉田 亨*; 長谷川 幸弘*; 岡本 孝司; 青木 勇斗; 伊藤 倫太郎; 山口 隆司; et al.
Proceedings of Waste Management Symposia 2023 (WM2023) (Internet), 11 Pages, 2023/02
In order to find radioactive hot spots inside reactor building rooms from structural data together with air dose rate measurement data, Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) has been recently suggested as a promising scheme. The scheme has been examined in simplified room models and its high estimation feasibility has been confirmed by employing Particle and Heavy Ion Transport code System (PHITS) as a radiation simulation code. In this paper, we apply the scheme to complex room models inside real reactor buildings. The target rooms are pool canal circulation system room and main circulation system room in Japan Materials Testing Reactor (JMTR) at Oarai area, Japan Atomic Energy Agency (JAEA). In these real rooms, we create STL format structural data based on Computer Aided Design (CAD) models made directly from their point group data measured by laser scanning devices, and we notice that the total number of their surface meshes in these real rooms reaches to the order of 1 million. Then, this order of the mesh number clearly indicates that one needs a simplified radiation simulation code considering only direct transmission of gamma ray as a radiation calculation instead of PHITS demanding high computational costs. By developing such a simplified code and customizing it to perform LASSO scheme, we consequently confirm that LASSO scheme driven by the simplified simulation can also successfully predict unknown radioactive hot spots on real structural models.
data嵯峨 涼*; 松谷 悠佑; 佐藤 光*; 長谷川 和輝*; 小原 秀樹*; 駒井 史雄*; 吉野 浩教*; 青木 昌彦*; 細川 洋一郎*
Radiotherapy and Oncology, p.109444_1 - 109444_9, 2023/00
被引用回数：2 パーセンタイル：81.07(Oncology)非小細胞肺癌を治療する際、一度に大線量を照射する定位放射線療法が使用される。この治療計画と治療効果の関係は、一般的に線量と細胞死の関係を予測する数理モデルにより評価される。そのモデルパラメーターの数値は生物実験により決定できるが、臨床では治療成果の経験に基づき決定されるため、実験研究と臨床研究ではパラメータ決定の手法と数値に違いがある。以上の背景から、細胞実験で測定される細胞死と臨床の治療効果を結びつける橋渡し研究を進めた。ここでは、その相違の要因として考えられる癌幹細胞に着目し、細胞死と臨床成果を同時に予測可能な数理モデル(integrated microdosimetric-kinetic (IMK) model)を開発し、弘前大学病院における非小細胞肺癌の定位放射線療後の臨床治験に対して遡及的評価を行った。その結果、癌幹細胞を考慮したIMKモデルを用いることで、広範囲の線量域(0-15Gy)に対する細胞死と様々な治療計画(一回線量6-10Gy)に対する治療成果を同時に再現することに成功した。開発した数理モデルにより、癌幹細胞が臨床の治療効果に与える影響の正確な理解、これに基づく治療効果の予測技術の高精度化が期待できる。
小林 恵太*; 奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦; 青木 秀夫*
Physical Review B, 94(21), p.214501_1 - 214501_7, 2016/12
被引用回数：57 パーセンタイル：89.17(Materials Science, Multidisciplinary)平坦バンドが超伝導性を示す可能性を探るために、平坦バンドを形成する最も単純な準一次元系の一つであるダイアモンド鎖上の斥力相互作用するフェルミオン系について調べた。厳密対角化法と密度行列繰り込み群法を用いて調べた結果、フェルミエネルギーに近い空の平坦バンドと相互作用する分散バンドが満たされる1/3フィリングよりも少しだけ小さなフィリングで、長い相関距離を持つクーパー対が有意な束縛エネルギーを持つことがわかった。さらに、この対相関関数は、ダイアモンド鎖の外側のサイトに存在するフェルミオン対によるものであることを明らかにした。また、厳密に1/3フィリングの時、系は絶縁体になり、ダイアモンド鎖の外側のサイトに存在するフェルミオンがトポロジカルに区別可能なエンタングル状態を形成していることがわかった。
奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦; 青木 秀夫*
素粒子論研究, 119(4C), p.F99 - F101, 2012/02
原子力研究開発では、さまざまな機能性材料が利用されており、磁性体もその一つである。中でも、電流が流れる強磁性体(金属強磁性)は、日常生活においてさえも、とてもなじみ深いものである。しかし、その金属強磁性の発現機構については、実は未だにわからないことも多い。特に、個体中の電子を記述する(単一バンド)ハバード模型については、幾つかの金属強磁性発現機構が数学的に厳密に証明され、提案されているが、未だに実験で観測にかかったことはない。その理由として、厳密に証明可能な場合というのは極限状態が多く、実際の実験でその極限状態を実現するのが難しいからである。そこでわれわれは、提案されている発現機構が要求する条件を実現しやすい、光格子系において、金属強磁性状態を作り出す方法を提案した。特に、実際の実験に則して、金属強磁性状態が最も観測しやすい現実的な条件を、シミュレーション技術開発室で開発した並列化密度行列繰り込み群法を用いて明らかにした点が本研究の特徴である。
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 青木 秀夫*
no journal, ,
鉄系超伝導体の発見を契機に多バンド超伝導体に関する研究が活発に行われている。Leggettモードは、2個の超流動体間の相対位相ゆらぎに起因する集団励起モードであり、鉄系超伝導体の特徴づけにとって重要と考えられている。しかし、鉄系超伝導体に対する最小モデルの2バンドモデルでは、その振動数がバンド間相互作用の絶対値のみに依存するため、鉄系超伝導体特有の
s波対称性との関連が明瞭とならない。そこで、われわれはLeggettの議論を2バンド以上の多バンド超伝導体に拡張し、その性質を調べた。実際の鉄系超伝導の解析では5バンドモデルといった2バンド以上のモデルの必要性が指摘されているため、このような拡張は鉄系超伝導を議論するうえにおいて重要かつ自然な試みである。われわれは、まず3バンドモデルに着目し、Leggettモードを導出した。その結果、s波対称性のもとで、2種類の異なるLeggettモードが存在することを明らかにした。この差異は複数あるバンド間ジョセフソン電流の、重ね合わせが起こるか、それとも相殺が起こるか、により特徴づけられる。われわれは、さらにさまざまなバンド間相互作用の値に応じてどちらの相が出現するかについても調べた。
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 青木 秀夫*
no journal, ,
鉄砒素系超伝導体の発見により、多バンド超伝導や多バンド超流動の研究の重要性が増している。われわれは、
バンドBCS理論に基づき多バンド超流動/超伝導を調べた。
の場合、Leggettモードの起源となるバンド間ジョセフソン電流は1個しか存在しない。一方、鉄砒素系超伝導体のように、
の場合は、複数個のバンド間ジョセフソン電流が存在する。このため、集団励起モードにも複数のダイナミックスが発生する。これはバンド間ジョセフソン電流のパリティで分類でき、パリティの違いに応じてLeggettモードの質量に劇的な影響を受ける。このように、多バンド超流動/超伝導を特徴付けるのに"dynamical class"の概念が重要であり、バンド間のギャップ関数の相対位相がconventionではなく本質的に効くことを提案する。
奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦; 青木 秀夫*
no journal, ,
近年、中性原子気体系における光学格子実験が急速に発達している。この実験では、固体中の電子の振る舞いを記述する基礎模型であるハバード模型が実現していることがわかっている。現在、この光学格子系でハバード模型のさまざまな性質を探ることにより、固体中の電子の振る舞いを知ろうとする研究が進んでいる。その中で、長年の問題である「ハバード模型は強磁性(磁石)を記述できるか」という問いに答えるべく、われわれは、光学格子系における強磁性発現条件を並列化密度行列繰り込み群法を用いて解析した。その結果、原子間相互作用がとても大きい場合に、磁化がない領域,少し磁化がある領域,強磁性を示す領域に相分離した基底状態を発見した。さらに、上向きスピンを持つ原子と下向きスピンを持つ原子の数を変えることによって、光学格子実験でよく用いられるin situ imaging法でその強磁性領域を観測することができることを発見した。
太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 青木 秀夫*
no journal, ,
鉄砒素系超伝導体の発見及び複数原子種からなる冷却原子系の実現可能性より、多バンド超伝導や多バンド超流動の研究、特にそのバンド数が2以上であるような場合に関して、重要性が増している。われわれは、バンドBCS理論に基づき多バンド超流動/超伝導を調べた。鉄砒素系超伝導体のように、の場合は、複数個のバンド間ジョセフソン電流が存在する。このため、集団励起モードにも複数のダイナミックスが発生する。これはバンド間ジョセフソン電流のパリティで分類できる。このように、多バンド超流動/超伝導を特徴付けるのに"dynamical class"の概念が重要であり、バンド間のギャップ関数の相対位相がconventionではなく本質的に効くことを提案する。
モードとそのdynamical class太田 幸宏; 町田 昌彦; 小山 富男*; 青木 秀夫*
no journal, ,
鉄砒素系超伝導体の発見及び複数原子種からなる冷却原子系の実現可能性より多バンド超伝導や多バンド超流動の研究、特にそのバンド数が3以上であるような場合に関して、重要性が増している。われわれはバンドBCS理論に基づき多バンド超流動-超伝導を調べた。鉄砒素系超伝導体のように、の場合は複数個のバンド間ジョセフソン電流が存在する。このため集団励起モードにも複数のダイナミックスが発生する。これはバンド間ジョセフソン電流のパリティで分類できる。このように多バンド超流動-超伝導を特徴付けるのに"dynamical class"の概念が重要であり、バンド間のギャップ関数の相対位相が本質的に効くことを提案する。
永井 佑紀; 黒木 和彦*; 町田 昌彦; 青木 秀夫*
no journal, ,
鉄系超伝導体は鉄のd軌道が複雑に絡まったバンド分散を持つ多軌道系超伝導体である。そこでわれわれは、多軌道系超伝導体の転移温度の不純物に対する耐性が何によって決められているかを同定するため、1軌道, 2軌道, 5軌道のさまざまなtoy modelを用いて不純物効果を調べた。計算には、Onari-Kontaniらと同じ自己無撞着T行列とEliashberg方程式を用いた。そして、多軌道系にあって単一軌道系にはない効果の有無について特に着目しながら調べた。その結果、転移温度の不純物効果への耐性には、バンド分散やフェルミ面のほかに、軌道表示のハミルトニアンを対角化するユニタリー行列が、非常に重要な役割を果たしていることがわかった。この結果は、多軌道系の超伝導は単一軌道系の超伝導にはみられない非自明な不純物効果を起こす可能性があることを示唆している。
青木 賢二; 清水 和幸; 山本 昌彦; 竹内 謙二; 檜山 久夫; 岩崎 省悟
no journal, ,
平成21年4月に確認された東海再処理施設の海中放出管からの漏えいは、漏えい箇所が海底埋設の放出管であり、この漏えい箇所を切断・回収し原因究明を行った。その結果、漏えい原因は外部からの損傷と損傷箇所に経年変化として水素脆性が生じたことにより漏えいに至ったと推定した。切断・回収した漏えい箇所は、原因究明を終えた後、復旧を行った。復旧に際しては、復旧配管のシール性,海中での施工性を考慮した方法の検討を行った結果、既設配管との接続をメカニカル形管継手により行う方法を採用し、また、腐食防止を考慮し、電気防食を行えるようにした。なお、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震に伴う放出管への影響の有無について点検を行い、異常がないことを確認した。
小林 恵太; 奥村 雅彦; 山田 進; 町田 昌彦; 青木 秀夫*
no journal, ,
光学光子中の冷却原子気体は固体中の電子状態と同様の状態を作り出すことができることから、量子物性のシミュレーターとして注目されている。近年では平坦バンドをもつ光学光子の生成が可能となってきている。このような平坦バンドを持つ系において超伝導が発現しうるか否かは興味深い問題である。本研究では平坦バンドを持つダイアモンド鎖模型に対し、密度行列繰り込み群と厳密対角化を用いた解析を行った。厳密対角化の結果、粒子間の束縛エネルギーが負になる領域があることが確かめられた。また、その領域では超伝導相関関数の発達が確認できた。これらの結果は平坦バンドを持つ系における超伝導状態の存在を示唆している。
青木 勇斗; 伊藤 倫太郎; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 鈴木 政浩; 大森 崇純; 谷口 達郎; 井手 広史
no journal, ,
Prior to the full-scale implementation of fuel debris removal operations in decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants (1F), it is crucial to improve the on-site environment in order to safely and efficiently construct access routes inside reactor buildings. Among various improvement operations, it is one of the most essential activities to identify distributions of scattered radioactive sources based on the on-site structural data and air dose rate measurement data. In order to meet the demands, we now develop a prototype system enabling to inversely predict radioactive source distributions from air dose rate measurement data and structural data. In order to evaluate this system, a blind test was conducted in a real reactor building, JMTR in JAEA Oarai area. The test results reveal that if we cooperatively use two structural datasets, i.e., detailed and simplified structural datasets, then we can successfully reproduce radioactive source distributions and air dose rate fields inside the target room. These results suggest that the prototype system is promising in the future decommissioning in 1F.
鈴木 政浩; 青木 勇斗; 町田 昌彦; 伊藤 倫太郎; 川端 邦明; 山口 隆司; 岡本 孝司
no journal, ,
In this paper, we overview the R&D project and present key results obtained since last fiscal year. Particularly, we show that the core scheme of the protype system, i.e., LASSO scheme to inversely estimate hot spots actually works in Pool-canal circular operation (PCO) room of JMTR selected as a test field prior to applying it to 1F. In addition to the scheme verification, the present status of measurement technique developments is also presented. Their all results suggest that the project is successful, and furthermore, it is expected that this system is applicable to the future operations to improve the radiation environments inside 1F buildings.
鈴木 政浩; 青木 勇斗; 山口 隆司; 町田 昌彦; 宮村 浩子; 岡本 孝司
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所(以下、1Fという)における燃料デブリ取り出しの本格的実施に先立ち、線量率の高い原子炉建屋(以下、「R/B」という)内において、安全なアクセスルート構築を行うためには、高強度線源の除染や遮へい等の環境改善が必要である。原子力機構は、現場の線量率観測データ等を基に高強度線源の逆推定を行い、サイバー空間(VR)だけでなく、物理空間(MR、AR)も交えて、除染や遮へい等の効果を検討するシステム開発を進めている。本報告では、現在までの研究開発成果を示すとともに、1Fへの現場適用を図るために必要となる高機能化の取組みの概要を紹介する。
