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論文

Dynamical behavior of human $$alpha$$-synuclein studied by quasielastic neutron scattering

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

PLOS ONE (Internet), 11(4), p.e0151447_1 - e0151447_17, 2016/04

 被引用回数:24 パーセンタイル:65.34(Multidisciplinary Sciences)

Filamentous aggregates (amyloid fibrils) of the protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) are related to the pathogenesis of Parkinson's disease. To understand the pathogenesis mechanism of this disease, the mechanism of the amyloid fibril formation of $$alpha$$-Syn must be elucidated. As a first step toward this ultimate goal, dynamical behavior of $$alpha$$-Syn in the monomeric and the fibril states was investigated using quasielastic neutron scattering (QENS). Analysis of the QENS spectra of solution samples of $$alpha$$-Syn shows that diffusive global motions are observed in the monomeric state but largely suppressed in the fibril state. However, the amplitude of the side chain motion is shown to be larger in the fibril state than in the monomeric state. This implies that significant solvent space exists within the fibrils, which is attributed to the $$alpha$$-Syn molecules within the fibrils having a distribution of conformations. The larger amplitude of the side chain motion in the fibril state than in the monomeric state implies that the fibril state is entropically favorable.

論文

陽電子消滅法を用いたFe-Cu合金の低温時効硬化の評価

山下 孝子*; 勝山 仁哉; 佐藤 馨*; 水野 正隆*; 荒木 秀樹*; 白井 泰治*

鉄と鋼, 97(11), p.558 - 565, 2011/11

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

Fe-Cu合金の硬さは熱時効に伴うCu析出物により増加することが知られている。以前にわれわれは、引張や冷間圧延により予歪導入された格子欠陥が、硬さが増加する時効温度を低下させ、Cu析出を促進させることを報告した。しかしながら、その機構は明らかにされていない。そこで本研究では、陽電子寿命法及び同時計数ドップラー幅広がり法により、冷間圧延後熱時効を施したFe-Cu合金における空孔,空孔複合体,転位等の格子欠陥の回復挙動及び、Cu原子の拡散挙動を分析した。その結果、冷間圧延により導入された空孔及び転位の熱時効による回復挙動について、空孔は300$$^{circ}$$Cで完全に回復する一方、転位は550$$^{circ}$$Cでも一部残ることがわかった。またCuクラスターは、空孔の回復とともに析出し始め、おもに空孔のシンクスとなる転位の周辺に析出することがわかった。

論文

Eddy current-adjusted plasma shape reconstruction by Cauchy condition surface method on QUEST

中村 一男*; Jiang, Y.*; Liu, X.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 長谷川 真*; 徳永 和俊*; 図子 秀樹*; et al.

Fusion Engineering and Design, 86(6-8), p.1080 - 1084, 2011/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:32.68(Nuclear Science & Technology)

CCS (Cauchy Condition Surface) method is a numerical approach to reproduce plasma shape, which has good precision in conventional tokamak. In order to apply it in plasma shape reproduction of ST (Spherical Tokamak), the calculation precision of the CCS method in CPD ($$B$$$$_{rm t}$$ = 0.25 T, $$R$$ = 0.3 m, $$a$$ = 0.2 m) has been analyzed. The precision was confirmed also in ST and decided to be applied to QUEST ($$B$$$$_{rm t}$$ = 0.25 T, $$R$$ = 0.68 m, $$a$$ = 0.40 m). In present stage from the magnetic measurement, it is known that the eddy current effect is large in QUEST experiment, and there are no special magnetic measurements for eddy current now, so some proper model should be selected to evaluate the eddy current effect. The eddy current density by not only CS (Center Solenoid) coil but also plasma current is calculated using EDDYCAL (JAEA), the eddy currents are taken as unknown variables and solved together with plasma shape reconstruction. The result shows that the CCS method with eddy current adjustment achieves stable, accurate reconstruction of plasma shape in application to QUEST.

論文

亀裂性岩盤中の核種移行に及ぼすコロイドへの核種収着速度の影響; 実験と数値解析

黒澤 進; 茨木 希*; 油井 三和; 上田 真三*; 吉川 英樹

日本原子力学会和文論文誌, 3(3), p.249 - 256, 2004/09

コロイドの影響は地下水中の放射性核種の移行を促進する主な要因のうちの1つである。本研究では、コロイド共存下での核種の亀裂中移行実験を行い、核種の移行挙動に及ぼす核種-亀裂表面、核種-コロイドの収着の反応速度の影響について検討した。実験では、収着性核種としてCsを1.0$$times$$10$$^{-6}$$g/l (7.5$$times$$10$$^{-9}$$mol/l)の濃度で、コロイドとして粘土コロイドを3.5$$times$$10$$^{-3}$$g/lの濃度で使用した。また、人工的に単一亀裂(寸法50$$times$$50$$times$$0.5mm)を加工した花崗岩をカラムに充填して用いた。移行実験の結果については、核種-亀裂表面、核種-コロイドの収着反応を平衡論および速度論で扱うことができる核種移行計算コードCOLFRACを用いて解析した。その結果、核種-コロイドの収着反応を平衡論/速度論で扱うかにより解析結果は大きく異なることが示され、収着の反応速度に注視した収着データ(分配係数)の取得が重要であることが示唆された。また、本実験結果に基づけば、亀裂中でコロイドがろ過されることに伴いコロイドに収着した核種は亀裂内に留まることから、核種の放射能減衰が期待されると考えられる。

論文

Experimental and Numerical Studies on Colloid-enhanced Radionuclide Transport: The Effects of Kinetic Radionuclide Sorption onto Colloidal Particles

黒澤 進; 油井 三和; 吉川 英樹; 茨木 希*; 上田 真三*

2004 MRS Spring Meeting, p.510 - 511, 2004/00

本研究では、コロイドおよび岩石亀裂表面への放射性核種の収着の影響を評価するため、セシウムと粘土コロイドの混合溶液を人工的に作製した単一亀裂を有する花崗岩カラムに対して注入する実験を実施した。その実験結果に関しては、不連続な亀裂性媒体中のコロイドに促進された溶質の移行をシミュレートすることが可能な数値解析コードCOLFRACを使用して解析した。一連の実験および数値解析では、亀裂中をセシウムは可動性のコロイドに収着することによってその移行が促進されることが示された。また、解析結果は、コロイドからのセシウムの脱着が遅いプロセスである場合、セシウムの移行は著しく促進されることを示し、速度論プロセスについて記述するパラメーターを評価する重要性を例証した。さらに、放射性核種を収着した可動性のコロイド粒子が亀裂表面でろ過される場合、放射性核種の移行は遅延される可能性がある。

論文

Experimental and Numerical Studies on Colloid-Enhanced Radionuclide Transport; The Effect of Kinetic Radionuclide Sorption onto Colloidal Particles

黒澤 進; 茨木 希*; 油井 三和; 上田 真三*; 吉川 英樹

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.824, 473 Pages, 2004/00

本研究は、核種移行における核種のコロイドおよび岩石亀裂表面へ収着の影響を調査するため行われた。実験では、人為的に加工した単一亀裂を充填する花崗岩カラムに対して、セシウムと粘土コロイドの混合溶液を注入した。解析も、コロイドに促進された溶質の移行をモデル化することができる計算コード(COLFRAC)を使用して実施した。実験および数値解析では、セシウムの移行はコロイドに収着することにより促進されることが示された。またその解析では、コロイドからセシウムの脱着が遅い場合、セシウムの移行が著しく増強されることを実証し、速度論プロセスについて記述するパラメーターを評価する重要性が示唆された。されに、核種を吸着する亀裂表面でろ過される場合、核種移行は遅延されることが示された。

口頭

Pre-strain effect on Cu precipitation in Fe-Cu alloys studied by positron annihilation techniques

勝山 仁哉; 山野 裕子*; 山下 孝子*; 水野 正隆*; 荒木 秀樹*; 白井 泰治*

no journal, , 

圧力容器鋼の硬化や脆性に影響すると考えられるCu析出への予歪み効果について、陽電子寿命法,同時計数ドップラー幅拡がり(CDB)法及びビッカース硬さ測定により評価検討を行った。Fe-1.5mass%Cu合金に830$$^{circ}$$C、10分の溶体化処理を施し、その後冷間圧延により30%, 50%, 70%の予歪みを付加した試料を作製した。焼鈍温度200$$^{circ}$$C$$sim$$600$$^{circ}$$C(焼鈍時間15分)で等時焼鈍を行いつつ、室温下で陽電子寿命, CDB及びビッカース硬さを測定した。その結果、予歪みを付加すると転位がCu析出物の核生成サイトとなり、予歪付加直後からCu析出物により硬化することがわかった。その後の焼鈍過程では、予歪みにより導入された空孔クラスターが200$$^{circ}$$C近傍で移動・回復することによりCu原子が拡散し、Cu析出物が成長するため、合金はさらに硬化する。500$$^{circ}$$C以上の温度では熱平衡空孔が導入され、それらの移動により予歪を付加しない合金でも硬化することが明らかとなった。

口頭

レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究

青山 卓史; 伊藤 主税; 荒木 義雄; 内藤 裕之; 岡崎 幸基*; 原野 英樹*; 渡辺 賢一*; 井口 哲夫*; 竹川 暢之*; 近藤 豊*

no journal, , 

高速炉プラントの安全性向上のため、レーザ共鳴イオン化質量分析法を用いたナトリウム漏えい検知技術の開発を進めている。昨年度までに検出プロセスにかかわる基礎試験を終え、その結果に基づき微量Na分析装置を設計・製作した。今年度は、集積板への付着率評価試験と製作した微量Na分析装置による安定同位体検出試験を行った。付着率評価試験では、集積板候補材の比較により集積板の材料として選んだTi多孔質体へのNa付着量を分析し、エアロゾルの集積板への付着率は20%との結果を得た。また、付着には凹凸形状が寄与することを確認した。安定同位体検出試験では、1波長のレーザのみを使うイオン化機構を用いて、製作した装置でエアロゾルを検出できることを確認した後、高感度化が期待される電場を使うイオン化機構を用いてエアロゾルを検出し、感度が約8倍に向上したことを確認した。さらに極短パルス電源を用いるシステムへ改造し、S/N比を5倍改善した。今後、検出方法の最適化を図り、$$^{23}$$Naを用いて微量濃度のエアロゾルを検出し、来年度には$$^{22}$$Naの検出性能を評価する。本研究により、高速炉プラントの安全性を向上させ、高速増殖炉サイクルの実現に寄与する。

口頭

レーザ共鳴イオン化質量分析法を用いたNa漏えい検知技術開発,4-2; 安定同位体Naを対象としたNaエアロゾルの検出感度

内藤 裕之; 荒木 義雄; 伊藤 主税; 原野 英樹*; 青山 卓史

no journal, , 

平成17年度から平成21年度までの5か年計画で実施している文部科学省公募研究「レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究」の平成20年度成果にかかわる3件のシリーズ発表の2件目として、安定同位体を対象とした検出試験について発表する。本研究では、平成19年度までに製作した装置を用いて、原子化用レーザ・共鳴イオン化用レーザの出力や、原子化用レーザを照射してから共鳴イオン化用レーザを照射するまでの遅延時間など、検出性能に大きな影響を与えるパラメータの最適化を行った。次に、Naエアロゾルの検出試験を行い、Na付着量とNaイオン信号積算値に直線性を確認し、集積時間180秒で42pptのNaエアロゾルを検出した。安定同位体Naに対する装置の検出感度を評価した結果、検出下限値は2.7pptであり、目標値1ppbに対して約400倍高感度であることを確認した。

口頭

レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究

青山 卓史; 伊藤 主税; 荒木 義雄; 内藤 裕之; 岩田 圭弘; 岡崎 幸基*; 原野 英樹*; 渡辺 賢一*; 井口 哲夫*; 竹川 暢之*; et al.

no journal, , 

高速炉プラントの安全性向上のため、レーザ共鳴イオン化質量分析法を用いたナトリウム漏えい検知技術の開発を進めている。これまでに微量Na分析装置を製作し、それを用いたエアロゾル捕集効率の評価,検出感度の評価を実施してきた。$$^{23}$$Naを用いた試験では、高感度化が可能な1光子励起+電場イオン化機構を採用するなどイオン信号増加を図り、集積時間180秒で濃度42pptのNaエアロゾルの検出に成功した。$$^{23}$$Naの検出下限値を評価した結果、2.7pptとの結果が得られ、目標値1ppbに対して約400倍高感度であることを確認した。一方、集積板に付着したNaの計測に寄与する割合が低いため、集積板からの放出率を向上させる必要があることがわかった。今後は、$$^{22}$$Na検出試験によりその検出性能を評価し、本研究を総括する予定である。

口頭

CCS法に基づくQUESTプラズマ断面再構成に及ぼす渦電流の影響

中村 一男*; Yi, J.*; Liu, X.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 長谷川 真*; 徳永 和俊*; 図子 秀樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発したプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件面(CCS)法は、真空場の解析解を基本とし、電磁気センサーの信号を用いて精度よくプラズマの断面形状を同定できる。このCCS法を九州大学の球状トカマク装置QUEST(Q-shu University Experiment with Steady-State Spherical Tokamak)のプラズマ断面形状再構成に適用し精度よく再構築できることを確認した。本発表では、球状トカマク装置QUESTにおけるプラズマ電流立上げや立下げ時の真空容器モデルに依存する渦電流分布の影響やコイル通電時の時定数の異なる渦電流の影響、さらに磁気プローブを設置した同定精度の向上など、これら一連の検討結果報告である。

口頭

渦電流を考慮したCCS法によるQUEST球状トカマクプラズマ断面形状の実時間再構成

Yi, J.*; 中村 一男*; Liu, X.*; 御手洗 修*; 栗原 研一; 川俣 陽一; 末岡 通治; 長谷川 真*; 徳永 和俊*; 図子 秀樹*; et al.

no journal, , 

JT-60で開発したプラズマ最外殻磁気面の同定法であるコーシー条件(CCS)法は真空場の解析解を基本とし、電磁気センサーの信号を用いて精度よくプラズマの断面形状を同定できる。このCCS法を九州大学の球状トカマク装置QEST(Q-shu University Experiment with Steady-State Spherical Tokamak)のプラズマ断面形状再構成に適用し精度よく再構築できることを確認した。本発表では、球状トカマク装置QUESTのプラズマ断面形状実時間再構成システムにおける、絶縁増幅器のオフセット電圧補正方法、プラズマ着火後のフィードバック制御によるプラズマ垂直位置不安定性の安定化、さらに一周電圧を用いた渦電流の解析など、これら一連の検討結果報告である。

口頭

レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究

青山 卓史; 伊藤 主税; 内藤 裕之; 岩田 圭弘; 原野 英樹*; 岡崎 幸基*; 荒木 義雄*; 渡辺 賢一*; 井口 哲夫*; 竹川 暢之*; et al.

no journal, , 

平成17年度から平成21年度まで実施した文部科学省原子力システム研究開発事業(公募研究)「レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究」の成果を報告する。本研究は、レーザ共鳴イオン化質量分析法(RIMS)を用いたNa漏えい検知技術を開発するものであり、エアロゾル分析技術とRIMSを組合せたナトリウム漏えい検知用RIMS装置を設計・製作した。Naエアロゾルを発生させてその検出性能を評価し、目標感度より3桁高感度である検出下限値0.1pptを達成した。レーザ励起ブレークダウン分光法でNa信号の変化が検出された後、RIMSでその信号推移を監視することで、より早期のプラント対応が可能となり、高速炉プラントの安全性確保に対する有効性が確認できた。

口頭

Changes in the dynamics of human $$alpha$$-synuclein and its relation to propensity for amyloid fibril formation

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

A protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn), which is involved with pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease, forms amyloid fibrils. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We employed neutron scattering to investigate the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn at low and neutral pH, to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. We carried out the quasielastic neutron scattering experiments using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Analysis of the quasielasitc scattering spectra showed the increased flexibility of $$alpha$$-Syn at low pH. Since the increased flexibility is likely to arise from a wider distribution of conformational substates of $$alpha$$-Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.

口頭

Quasielastic neutron scattering study of human $$alpha$$-synuclein; Implication for propensity for amyloid fibril formation

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

A protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) forms amyloid fibrils. This abnormal protein aggregation is related to pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We carried out quasielastic neutron scattering experiments to investigate the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. The measurements on the solution samples of $$alpha$$-Syn in different pH were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in flexibility of the protein were detected between the different conditions. Since the difference in flexibility is likely to arise from different distributions of conformational substates of $$alpha$$-Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.

口頭

Changes in the dynamics of human $$alpha$$-synuclein detected by neutron scattering

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

The protein, $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) forms amyloid fibrils. Formation of amyloid fibrils is associated with the pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. In order to obtain insights into the role of the protein dynamics in the mechanism of amyloid fibril formation, we carried out quasielastic neutron scattering experiments and characterized the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn. The measurements on the solution samples of $$alpha$$-Syn in the monomeric and fibril states were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in the dynamical behavior of the protein were detected between the monomeric and fibril states. Analysis of the spectra obtained suggested an entropy-driven mechanism of amyloid fibril formation.

口頭

JRR-3の新規制基準適合について,4; BDBAへの対応

木村 和也; 荒木 正明; 永冨 英記; 和田 茂

no journal, , 

2018年11月に原子炉設置変更許可を受けたJRR-3の新規制基準対応のうち、多量の放射性物質等を放出する事故(以下「BDBA」という。)への対応について発表する。新規制基準では、従来の設計基準事故に加えて、BDBAの拡大の防止が要求されている。JRR-3では、原子炉の特徴を考慮してBDBAの事象選定及び対策について検討を行った。現在、JRR-3では、BDBAの対策の実現性及び実効性を確保するため、必要な設備の整備を進めるとともに、実行手順の策定及び定期的な教育・訓練を実施し、運転員の力量向上を図っている。

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