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He spin filter and small-angle X-ray scattering領木 研之*; 渡部 史*; 奥平 琢也*; 高橋 慎吾*; 奥 隆之; 廣井 孝介; 元川 竜平; 中村 洋*
Journal of Chemical Physics, 160(11), p.114907_1 - 114907_9, 2024/03
Small-angle neutron scattering (SANS) and small-angle X-ray scattering (SAXS) measurements were performed for deuterated and non-deuterated poly(ethylene glycol) (d-PEG and h-PEG, respectively) in D
O and a DO/HO mixed solvent (Mix) to compere the scattering profiles. To determine the coherent scattering intensity of SANS, a He spin filter was utilized. The scattering profiles determined by SANS measurements were analyzed in terms of the wormlike chain model with touched beads along the contour of the chain. However, the SAXS profiles were not explained by the same model with uniform beads but with beads each consisting of a core and a shell having different electron densities. To explore the chain thickness determined form the SANS profile, scattering intensities for different combinations of d-PEG/DO, d-PEG/Mix, h-PEG/DO, and h-PEG/Mix were also examined.
名越 康人*; 深堀 拓也*; 岡田 裕*; 高橋 昭如*; 下平 昌樹; 上田 貴志*; 小川 琢矢*; 八代醍 健志*; 高橋 由紀夫*; 大畑 充*
Transactions of 27th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 27) (Internet), 9 Pages, 2024/03
日本溶接協会CAF小委員会では、塑性拘束効果を考慮した破壊評価手法ガイドラインの策定を目指している。この評価手法では、脆性破壊を評価するためのBereminモデルと延性亀裂成長を評価するためのGTNモデルを用いる。そこで、これらの評価モデルの適用性を検証するため、CAF小委員会の参加機関によるベンチマーク解析が行われた。ベンチマーク解析は、各機関が有する有限要素解析コードを用い、2種類の低合金鋼(A及びB)の破壊試験に対して実施されてきた。本発表では、低合金鋼Bに対する解析結果を報告する。Bereminモデルにおいて、一般的なワイブル形状母数(
= 10, 20, 30)を用いた場合、各機関で計算されたワイブル応力が概ね一致することを確認した。また、Toughness Scaling Modelに基づいて、塑性拘束度が異なる2種類の試験片を用いてワイブル形状母数を算出した。算出されたワイブル形状母数は解析機関によりばらつきはあったものの、最終的に算出されるワイブル応力は一致することを確認した。GTNモデルに関して、評価に用いるパラメータを1T-C(T)試験片の室温での荷重-変位関係に基づいて最適化した。最適化されたパラメータを用いてGTNモデルに基づき評価されたJ-R曲線が各機関で一致することを確認した。
光安 優典*; 岡 壽崇; 高橋 温*; 木野 康志*; 奥津 賢一*; 関根 勉*; 山下 琢磨*; 清水 良央*; 千葉 美麗*; 鈴木 敏彦*; et al.
Radiation Protection Dosimetry, 199(14), p.1620 - 1625, 2023/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Environmental Sciences)ESRを用いた線量計測を行う際は、ESRスペクトルを複数成分でカーブフィットし、炭酸ラジカル強度だけを抽出する必要がある。複数成分を同時にフィッティングする従来の方法では、うまく解析が収束しない例が見られ、その場合、当該個体の線量推定が不可能になってしまう。そこで、我々は複数成分のうち、主要な炭酸ラジカルと有機物ラジカルを最初にフィットし、そのあとに残りの成分をフィットする新しいアルゴリズムを開発して、より多くの個体のESRスペクトルを解析可能にすることを検討している。新しいアルゴリズムで福島県で捕獲した野生ニホンザルの歯を解析したところ、従来の方法では解析できなかった個体の炭酸ラジカル強度も抽出でき、線量推定可能になった。
rays in the 
Sn(
)
Sn reaction遠藤 駿典; 奥平 琢也*; 安部 亮太*; 藤岡 宏之*; 広田 克也*; 木村 敦; 北口 雅暁*; 奥 隆之; 酒井 健二; 嶋 達志*; et al.
Physical Review C, 106(6), p.064601_1 - 064601_7, 2022/12
被引用回数：2 パーセンタイル：52.69(Physics, Nuclear)熱外中性子入射により形成される複合核において観測された、空間反転対称性の破れの大きな増幅は、今のところ複合核状態の入射チャネルにおけるパリティの異なる部分波の混合の結果として説明されている。さらに時間反転対称性の破れも同様のメカニズムで増幅されることが示唆されている。この入射チャネルにおける混合は、複合核共鳴から放出される個々のガンマ線のエネルギー依存なスピン-角相関を引き起こす。本研究ではJ-PARC・MLF・ANNRIにて偏極熱外中性子ビームを用い、Sn()Sn反応におけるガンマ線強度分布が、中性子の偏極方向に依存することを確認した。
光安 優典*; 岡 壽崇; 高橋 温*; 木野 康志*; 奥津 賢一*; 関根 勉*; 山下 琢磨*; 清水 良央*; 千葉 美麗*; 鈴木 敏彦*; et al.
KEK Proceedings 2022-2, p.120 - 125, 2022/11
ESR線量計測法による低線量被ばくの評価においては、生体試料由来の試料の不均一さや低S/N比試料によるESR測定の不確実さなどのために炭酸ラジカル強度のばらつきが大きいことが問題となっており、これらの原因によってESR線量計測法の検出下限値の改善が困難であった。そこで本研究では、ESR測定時の石英管や試料の磁場中での設置方向など、あるいはS/N比向上のための繰り返し測定の回数などが、得られたESRスペクトルの多成分解析にどのように影響を及ぼすかを調べ、再現性の高い測定・評価方法を検討した。
石川 諒椰*; 鈴木 正敏*; 木野 康志*; 遠藤 暁*; 中島 裕夫*; 岡 壽崇; 高橋 温*; 清水 良央*; 鈴木 敏彦*; 篠田 壽*; et al.
KEK Proceedings 2022-2, p.61 - 66, 2022/11
福島県の野生ニホンザルの肝臓・膀胱・大腿筋を用いて、低線量放射線による生物影響の要因と考えられる酸化ストレスとその防御機構である抗酸化活性のバランスを調べた。その結果、福島第一原子力発電所事故に起因する非常に低い線量率の放射線被ばくによって、事故から7年から10年が経過しても放射線に対する生物の応答反応が外部被ばく・内部被ばくに共通して持続すること、その変動傾向は臓器によって異なるものの、いずれも酸化ストレスと抗酸化機構が関連して変動する可能性が示唆された。
光安 優典*; 岡 壽崇; 高橋 温*; 小荒井 一真; 木野 康志*; 奥津 賢一*; 関根 勉*; 山下 琢磨*; 清水 良央*; 千葉 美麗*; et al.
KEK Proceedings 2021-2, p.91 - 96, 2021/12
歯のエナメル質中に放射線によって生成した炭酸ラジカルを指標にして、原爆の被ばく者やチェルノブイリ原子力発電所事故の被ばく者の線量推定に使用されてきたESR線量推定法を、野生ニホンザルに適用することを試みている。ニホンザルのエナメル質のESRを可能にするための分析前処理法を検討し、福島県で捕獲した野生ニホンザルの線量推定を行うとともに、ESR信号の解析方法などについて議論した。
廣田 貴俊*; 名越 康人*; 北条 公伸*; 岡田 裕*; 高橋 昭如*; 勝山 仁哉; 上田 貴志*; 小川 琢矢*; 八代醍 健志*; 大畑 充*; et al.
Proceedings of ASME 2021 Pressure Vessels and Piping Conference (PVP 2021) (Internet), 9 Pages, 2021/07
In order to establish a guideline for fracture evaluation by considering plastic constraint in the ductile-brittle transition temperature (DBTT) region, the CAF (Constraint-Based Assessment of Fracture in Ductile-Brittle Transition Temperature Region) subcommittee has been launched in 2018 in the Japan Welding Engineering Society. In the committee, fracture tests are conducted using C(T), SE(B), and 50mm-thick flat plate with a surface flaw subjected to bending load or tensile load to verify fracture evaluation methods. Since simulation results are easily affected by analysis conditions, benchmark analysis is essential for the potential users of the guideline. Therefore, benchmark analyses are executed on brittle and ductile damages by Beremin and Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) models implemented in the finite element (FE) codes. The benchmark analyses are carried out in four steps; Step 0 is to confirm the output of FE codes in each member with the same input data and the same FE model. Step 1 is to confirm the result of Weibull stress analysis for C(T) specimens tested at -125
C. The Weibull parameter, m, was fixed in this step. At step 2, sensitivity analyses are conducted on Weibull stresses in different conditions. The outputs by the GTN model are also confirmed. At the final step, the fracture simulation will be run for flat plate specimens with less plastic constraint than the standard fracture toughness specimen. As the results of the benchmark analyses up to step 2, a significant difference is not observed in the Weibull stress computed by committee members with the same input data and FE model and it is confirmed that the effects of element type, nonlinear deformation theory employed in FE analysis. For the calculation of the Weibull parameter m by using the fracture toughness test results and the developed programs by committee members, the converged values of m show good agreement among them.
He spin filter at a pulsed neutron source奥平 琢也; 上田 祐生; 廣井 孝介; 元川 竜平; 稲村 泰弘; 高田 慎一; 奥 隆之; 鈴木 淳市*; 高橋 慎吾*; 遠藤 仁*; et al.
Journal of Applied Crystallography, 54(2), p.548 - 556, 2021/04
被引用回数：2 パーセンタイル：33.1(Chemistry, Multidisciplinary)Heスピンフィルタを中性子スピン解析子として使用することにより、パルス中性子源での中性子小角散乱実験において、偏極解析を行うことに成功した。本実験に使用したHeスピンフィルタは中性子小角散乱実験を行うために十分な立体角をカバーすることができ、He偏極緩和時間も数日と長く、これは実験を完遂するために十分な性能である。水素原子による非干渉性散乱は非常に大きく、試料の組成から計算によって非干渉性散乱量を見積もる試みが行われていたが、正確に非干渉性散乱量を決定することは難しかった。しかし本研究では試料内での中性子の多重散乱を考慮した偏極解析実験を行うことで、干渉性散乱と非干渉性散乱を正確に分離することが可能となった。現在までパルス中性子源での中性子小角散乱では、偏極解析の手法が確立されていなかったが、本成果によって、様々な種類の試料に対して干渉性散乱と非干渉性散乱を正確に分離することができるようになると予想される。
He neutron spin filter at J-PARC奥平 琢也; 奥 隆之; 猪野 隆*; 林田 洋寿*; 吉良 弘*; 酒井 健二; 廣井 孝介; 高橋 慎吾*; 相澤 一也; 遠藤 仁*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 977, p.164301_1 - 164301_8, 2020/10
被引用回数：10 パーセンタイル：79.13(Instruments & Instrumentation)We are developing a neutron polarizer with polarized He gas, referred to as a He spin filter, based on the Spin Exchange Optical Pumping (SEOP) for polarized neutron scattering experiments at Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) of Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). A He gas-filling station was constructed at J-PARC, and several He cells with long spin relaxation times have been fabricated using the gas-filling station. A laboratory has been prepared in the MLF beam hall for polarizing He cells, and compact pumping systems with laser powers of 30 W and 110 W, which can be installed onto a neutron beamline, have been developed. A He polarization of 85% was achieved at a neutron beamline by using the pumping system with the 110 W laser. Recently, the first user experiment utilizing the He spin filter was conducted, and there have been several more since then. The development and utilization of He spin filters at MLF of J-PARC are reported.
佐藤 大樹; 古田 琢哉; 高橋 史明; Lee, C.*; Bolch, W. E.*
Journal of Nuclear Science and Technology, 54(9), p.1018 - 1027, 2017/09
被引用回数：7 パーセンタイル：56.89(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所事故で土壌に沈着した放射性セシウム(
Cs及び
Cs)による外部被ばくに対する公衆の放射線安全性を確保するため、新生児, 1歳, 5歳, 10歳, 15歳及び成人が装着した個人線量計でモニタされる個人線量当量を、放射線輸送計算コードPHITSを用いて解析した。放射性セシウムは土壌中の特定の深さ(0.0, 0.5, 2.5, 5.0, 10.0及び50.0g/cm
)に平板一様分布しているとし、各年齢の人体は精密人体数値模型により再現した。年齢別の個人線量当量の解析結果から、年齢が小さいほど個人線量当量の値が大きくなることが分かった。しかし、汚染環境中においても実用量である個人線量当量は防護量である実効線量をよく代表することと、地上100cm高さの周辺線量当量の値を超えないことが明らかになった。また、体積分布した線源に対する個人線量当量を導出する加重積分法により、福島で観測された指数分布線源による個人線量当量を解析したところ、解析値は福島で成人男性が装着した個人線量計により取得された実測値とよい一致を示した。
佐藤 大樹; 古田 琢哉; 高橋 史明; 遠藤 章; Lee, C.*; Bolch, W. E.*
Journal of Nuclear Science and Technology, 53(1), p.69 - 81, 2016/01
被引用回数：18 パーセンタイル：85.7(Nuclear Science & Technology)福島第一原子力発電所事故により環境中の土壌に沈着した放射性セシウム(Cs及びCs)による公衆の外部被ばく線量を評価するため、新生児, 1歳, 5歳, 10歳, 15歳,成人に対して、放射性セシウムの土壌中放射能濃度から実効線量率を導出する換算係数を解析した。換算係数は、放射性セシウムが深さ0.0, 0.5, 2.5, 5.0, 10.0及び50.0g/cm
で土壌中に一様分布していると仮定し、放射線輸送コードPHITSを用い、国際放射線防護委員会の1990年勧告及び2007年勧告の線量定義に従い計算した。その結果、土壌に分布した放射性セシウムからの実効線量率は年齢が若いほど高くなること、及び1990年勧告と2007年勧告に従った実効線量率の計算値は7%以内で一致することを明らかにした。また、実効線量率の値は、サーベイメータ等で測定されている周辺線量当量率の値を超えないことを示した。さらに、土壌中の放射性セシウムの多様な分布形状と一定期間滞在し続けた場合に対応して、実効線量率または積算実効線量への換算係数を導出する手法も開発した。本研究で整備した年齢依存の実効線量率及び積算実効線量への換算係数は、除染地域への帰還に向けた住民の線量評価に有効なものとなる。
古田 琢哉; 高橋 史明
Radiation Protection Dosimetry, 167(4), p.392 - 398, 2015/12
被引用回数：7 パーセンタイル：51.25(Environmental Sciences)放射性核種が環境中に広く沈着した状況での空間線量や屋内での線量低減等について、放射線輸送計算コードを用いて効率的に解析する手法を開発した。従来の輸送計算では、線量計算に寄与する可能性のある放射線の影響を考慮できるよう、放射線の平均自由行程等に基づき広大な環境を仮定していた。しかし、この方法では、十分な統計精度を得るために膨大な数の放射線を発生させる必要があった。そこで、計算で仮定する環境の境界に仮想的な反射壁を定義して、半無限条件の環境と同等の放射線場を模擬する手法を考案した。ここでは、放出された放射線を反射壁で反射させることで、反射壁の外側から放出された放射線と仮想するため、評価対象とする領域を内包できる程度の小さな環境で比較的少ない数の放射線の輸送計算により、信頼性の高い結果を得ることが可能となった。この手法を土壌中の核種からの放射線に対する空間線量や屋内での線量低減の計算に適用し、従来の手法の結果との比較により妥当性を検証した。この比較検証により、新しく開発した手法により合理的な解析結果を得ることができ、従来の手法と同等の結果を100分の1程度の計算時間で得られることを確認した。
古田 琢哉; 高橋 史明
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(6), p.897 - 904, 2015/06
被引用回数：22 パーセンタイル：87.12(Nuclear Science & Technology)土壌中の放射性セシウムから放出される線に対して、建物の大きさや材質の違いにより内部の線量低減効果がどのように変化するのか、モンテカルロ放射線輸送コードPHITSを用いて数値的に解析した。まず、建物の大きさを変えられる三つの異なる材質や構造の建物モデル(木造家屋、オープンスペースのコンクリート建物、外壁の薄い建物)を構築し、床面積を変化させた際の線量低減効果の変化について調査した。解析により、三つの建物モデル全てで、床面積の対数スケールの増加に対し、屋内の線量率が線形に減少するという関係を得た。屋内の線量分布に対しては、外壁からの距離に応じた線量低減の様子を明らかにした。また、これらの傾向は、日本の典型的な建物の線量低減効果を調べた以前の研究結果とよく一致することを確認した。
古田 琢哉; 高橋 史明
Isotope News, (727), p.27 - 29, 2014/11
福島第一原子力発電所事故後の今後の対策の中で、住民の帰還へ向けては、住民の日常生活の実態に即した帰還後に受ける被ばく線量レベルを事前に予測することが求められる。これには、日常生活で滞在期間の長い家屋等の建物における線量低減を正確に見積もることが重要となる。そこで、線量評価において日本国内で代表的なものとなり得る27種類の建物を選定、モデル化して、放射線輸送計算シミュレーションにより、建物内の線量低減などを解析した。この結果の一部として、木造家屋とコンクリート造建物について建物内の線量低減係数の分布を示し、分析結果について簡単に解説した。
佐藤 大樹; 古田 琢哉; 高橋 史明; 遠藤 章; Lee, C.*; Bolch, W. E.*
JAEA-Research 2014-017, 25 Pages, 2014/08
JAEA-Research-2014-017.pdf:15.8MB
福島第一原子力発電所事故により、土壌に広範囲にわたって沈着した放射性セシウムがもたらす外部被ばくによる公衆の実効線量の評価に必要な線量換算係数を解析した。モンテカルロ法に基づく3次元放射線輸送コードPHITSを用いて、Cs-134及びCs-137が土壌中0.0g/cm, 0.5g/cm, 2.5g/cm, 5.0g/cm及び10.0g/cmのいずれかの深さに一様平板分布している条件で線量解析を進め、新生児, 1歳, 5歳, 10歳, 15歳及び成人の換算係数データを整備した。また、放射性セシウムが沈着した土壌上に1ヶ月, 1年または50年、滞在した場合の積算実効線量への換算係数も評価した。解析の結果、年齢が低くなるほど実効線量が大きくなることを示すとともに、全年齢の実効線量が、現在モニタリングされている地表面から高さ1mでの周辺線量当量H
(10)よりも小さいことを確認した。また、現行の放射線障害防止法関連法令の基礎となっている国際放射線防護委員会(ICRP)の1990年勧告と、将来導入が見込まれる2007年勧告で定義された評価法による実効線量では、大きな差異を生じなかった。この他、指数分布をはじめとした体積分布線源に対応した線量換算係数を導出する手法や、評価した換算係数データを今回の事故後の線量評価に適用するための手法を提案した。
古田 琢哉; 高橋 史明
JAEA-Research 2014-003, 100 Pages, 2014/03
JAEA-Research-2014-003.pdf:5.04MB
東京電力福島第一原子力発電所で平成23年3月に発生した事故により、放出された放射性セシウムは現在も環境中に残存し、空間線量を高めている。これまでの放射線防護対策では、空間線量率のモニタリング結果により、屋内外の滞在時間及び屋内の線量低減効果を考慮して、線量が推定されてきた。しかし、住民の帰還等の今後に重要となる対策では、個人の線量に着目する等のきめ細やかな線量評価が要求される。その中で、被ばく線量への重要な影響因子となる線量低減効果は、建物の特徴で大きく変化し、同一の建物内でも線量分布が生じる可能性がある。そこで、福島県内の建物の調査を行い、代表的な建物として住宅や多くの人々が集まる公共的な建物を27種類選定して、その用途を考慮して三次元体系でモデル化した。このモデルを用いて環境に沈着した放射性セシウムからの屋内の線量率を粒子・重イオン輸送計算コードPHITSにより計算し、建物による線量低源効果等を導出した。本分析で得られた結果は、福島住民の生活パターンに沿った線量推定において有用な知見を与えるものである。
小西 智也*; 西脇 永敏*; 東條 孝志*; 石川 琢馬*; 寺岡 輝記*; 植田 有紀子*; 木原 義文*; 森時 秀司*; 遠野 竜翁*; 武藏 美緒*; et al.
Physica Status Solidi (C), 8(2), p.405 - 407, 2011/02
被引用回数：3 パーセンタイル：74.8(Engineering, Electrical & Electronic)Organopalladium species (Pd) immobilized on an Sterminated GaAs substrate (S/GaAs) effectively catalyzes C-C bond formation in the Mizoroki-Heck reaction with cycle durability. However, the immobilizing mechanism of Pd is unknown. In this study, we deposited Pd(OCOCH
)
on S/GaAs in two different methods, namely dry-physical vapor-deposition and wetchemical deposition, and compared the catalytic activities in the Mizoroki-Heck reaction. Also, S-termination and Pd-immobilization on GaAs grains were performed by the wet-chemical method to monitor the change in the surface chemical structure during the preparation process with diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). FT-IR measurements implied that the immobilization of catalytic active 
was related to the OH groups on the S-terminated surface. Pd-S/GaAs prepared dryphysically showed poor catalytic activity, because Pd was not immobilized under absence of OH groups.
栗原 治; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿; 寺門 義則*; 高橋 幸嗣*
Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.243 - 246, 2004/03
内部被ばく線量評価技術の高度化の為、可動型のゲルマニウム半導体検出器を有する全身カウンタ(スキャニング型全身カウンタ)を開発した。本発表では、同機器の検出特性をモンテカルロシミュレーションコードMCNP-4Cによって検証し、計数効率において実験値と非常に良い一致を見た。
栗原 治; 高崎 浩司; 百瀬 琢麿; 寺門 義則*; 高橋 幸嗣*
IRPA-11, 0 Pages, 2004/00
内部被ばく線量評価技術の高度化の為、可動型のゲルマニウム半導体検出器を有する全身カウンタスキャニング型全身カウンタ)を開発した。本発表では、同機器の検出特性をモンテカルロシミュレーションコードMCNP-4Cによって検証し、計数効率において実験値と非常に良い一致を見た。
