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neutron diffraction study山下 享介*; 古賀 紀光*; Mao, W.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 藤井 英俊*; 梅澤 修*
Materials Science and Engineering A, 941, p.148602_1 - 148602_11, 2025/09
被引用回数：0Ferrite-austenite duplex stainless steels offer excellent strength and ductility, making them suitable for extreme environments. In this study, 
neutron diffraction during tensile testing at 293 K and 200 K was used to investigate stress partitioning and phase-specific deformation. Phase stress was calculated using a texture-compensated method. At both temperatures, ferrite showed higher phase stress than austenite, acting as the harder phase. At 200 K, both phases exhibited increased strength and work hardening. Austenite showed significant stacking fault formation alongside dislocation migration, while ferrite retained its dislocation-based deformation mode, becoming more effective. Stress contributions from both phases were comparable. No martensitic transformation occurred. Strengthening and enhanced work hardening in both phases led to high strength at 200 K, with ductility similar to that at 293 K.
neutron diffraction measurement during tensile deformation山下 享介*; 諸岡 聡; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 北條 智彦*; 興津 貴隆*; 藤井 英俊*
ISIJ International, 64(14), p.2051 - 2060, 2024/12
被引用回数：0An Fe-0.15C-5Mn-0.5Si-0.05Nb steel annealed at 660
C and 685C showed L
ders deformation followed by high work hardening, with variations in Lders strain and hardening behavior. neutron diffraction during tensile tests analyzed phase stresses, strength contributions, and austenite orientation. Deformation-induced martensite contributed 
1000 MPa to strength near tensile failure, while austenite mainly enhanced ductility via transformation-induced plasticity. Austenite transformed to martensite during Lders deformation regardless of orientation, though 311-oriented grains tended to remain along the tensile direction.
neutron diffraction measurement during tensile deformation山下 享介*; 諸岡 聡; Gong, W.; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 北條 智彦*; 興津 貴隆*; 藤井 英俊*
鉄と鋼, 110(3), p.241 - 251, 2024/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Metallurgy & Metallurgical Engineering)A Fe-0.15C-5Mn-0.5Si-0.05Nb medium Mn steel annealed at 660C and 685C both exhibited inhomogeneous deformation with Luders deformation and extremely high work hardening rates, but with different Luders strain and work hardening behavior. 
neutron diffraction measurements during tensile test were performed to investigate changes in the phase stresses and in the contributed stresses to the strength of the constituent phases, and crystal orientation of austenite. The role of each constituent phase in the deformation and the effect of crystallographic orientation on austenite stability were discussed. Deformation induced martensite showed excellent phase stress and contributed to the strength approximately 1000 MPa, which is close to macroscopic tensile strength.
neutron diffraction during cryogenic cooling山下 享介*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 諸岡 聡; Gong, W.; 藤井 英俊*; 友田 陽*
ISIJ International, 64(2), p.192 - 201, 2024/01
被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Metallurgy & Metallurgical Engineering) neutron diffraction measurements were performed on Fe-33Ni-0.004C alloy (33Ni alloy) and Fe-27Ni-0.5C alloy (27Ni-0.5C alloy) during cooling from room temperature to the cryogenic temperature (4 K) to evaluate changes in the lattice constants of austenite and martensite, and changes in the tetragonality of martensite due to thermally induced martensitic transformation. As the martensitic transformation progressed, the lattice constants of austenite in both alloys deviated to smaller values than those predicted considering the thermal shrinkage, accompanied by an increase in the full width at half maximum of austenite. The fresh martensite formed in both alloys had a body-centered tetragonal (BCT) structure, regardless of the carbon content. The tetragonality of martensite decreased with progressive martensitic transformation during cooling in the 33Ni alloy, but was almost constant in the 27Ni-0.5C alloy. This suggests that carbon is necessary to maintain the tetragonality of martensite during cooling. The tetragonality of martensite in the 27Ni-0.5C alloy decreased during room temperature aging because of carbon mobility.
谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; Noh, S.*; 藤井 英俊*
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2080 - 2084, 2015/10
被引用回数：14 パーセンタイル：71.70(Nuclear Science & Technology)核融合炉内機器のプラズマ対向壁材料として有力視されているタングステン(W)皮膜形成法として真空プラズマ溶射(VPS)法が現実的手法として期待されている。しかし、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。そこで本研究では、VPS-W皮膜の摩擦撹拌処理(FSP)による強化を試みた。その結果、FSP処理により空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。
小沢 和巳; 谷川 博康; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*
Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2054 - 2057, 2015/10
被引用回数：1 パーセンタイル：8.75(Nuclear Science & Technology)低放射化フェライト鋼(F82H)は先進核融合炉の構造材料候補である。第一壁ならびにダイバータではプラズマスパッタ抑制のため、タングステン被膜が必須とされている。F82H鋼に、真空プラズマ溶射法でタングステン(W)を皮膜し、その後摩擦攪拌処理(FSP)にて強化した試料に対しイオン照射実験を実施し、WとF82Hの各要素のイオン照射後の硬さと微細組織に及ぼす細粒化の影響を調べた。これまでの結果からは、800C、5.4dpaでイオン照射したFSP-W皮膜の顕著な照射硬化は認められていない。
藤井 聡*; 河野 秀俊; 竹中 繁織*; 郷 信広; 皿井 明倫*
Nucleic Acids Research, 35(18), p.6063 - 6074, 2007/09
被引用回数：106 パーセンタイル：87.05(Biochemistry & Molecular Biology)タンパク質がDNAを認識するには、DNAとの水素結合や静電相互作用による直接的な認識とDNAの構造特性に由来した間接的な認識がある。われわれは、後者の間接的な認識を定量化するために、DNAの構造特性を分子動力学計算によって調べた。結果、これまで2塩基対で特徴づけられていた構造は、その特性を記述するのに不十分であること、塩基対の配列依存性が2つ先の塩基対までかなり影響することなどを示した。さらに、間接認識ポテンシャルを作成し、それが細胞内で見られるDNAのヌクレオソーム構造形領域を予測できることを示した。
米谷 佳晃*; 河野 秀俊; 藤井 聡*; 皿井 明倫*; 郷 信広
Molecular Simulation, 33(1-2), p.103 - 107, 2007/01
被引用回数：5 パーセンタイル：16.09(Chemistry, Physical)5'AATT3'と5'TTAA3'の2種類の塩基配列のDNAについて分子動力学シミュレーションを行い、構造変化と水和の関係を調べた。シミュレーションから、5'AATT3'では、DNAは構造変化しにくく、水和水は構造化しやすいが、5'TTAA3'では、DNAは構造変化しやすく、水和水は構造化しやすいことが明らかになった。この結果に基づいてDNAの構造変化と水和の関係について議論した。
二宮 博正; 秋場 真人; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 林 伸彦; 細金 延幸; 池田 佳隆; 井上 信幸; et al.
Journal of the Korean Physical Society, 49, p.S428 - S432, 2006/12
現在検討が進められているJT-60のコイルを超伝導コイルに置き換える計画(トカマク国内重点化装置計画)の概要について述べる。本計画はITER及び原型炉への貢献を目指しているが、その位置づけ,目的,物理設計及び装置設計の概要,今後の計画等について示す。物理設計については、特に高い規格化ベータ値を実現するためのアスペクト比,形状因子及び臨界条件クラスのプラズマや完全非誘導電流駆動のパラメータ領域等について、装置については物理設計と整合した設計の概要について示す。
菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.
Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03
被引用回数：13 パーセンタイル：40.56(Physics, Fluids & Plasmas)トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。
土屋 勝彦; 秋場 真人; 疇地 宏*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 藤原 正巳*; 濱松 清隆; 橋爪 秀利*; 林 伸彦; 堀池 寛*; et al.
Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1599 - 1605, 2006/02
被引用回数：1 パーセンタイル：9.58(Nuclear Science & Technology)JT-60定常高ベータ装置(トカマク国内重点化装置)は、経済的な核融合炉の実現を目指した定常高ベータプラズマ運転の実証が重要なミッションの一つである。現在、プラズマ形状及びアスペクト比について広いパラメータ領域で研究を行えるように、装置の物理的・技術的設計検討を進めている。本装置の目標とする高ベータプラズマは、自由境界MHD安定性限界を超えた領域にあるため、電子サイクロトロン加熱による新古典テアリングモードの抑制に加えて、安定化板及び容器内コイルを用いた壁不安定性モードの抑制など、さまざまなMHD不安定性の制御手法を駆使する必要がある。それらを踏まえて、今回は、高ベータと臨界条件クラスのプラズマを同時に達成できるプラズマパラメータの解析評価、及び自由境界MHD安定性限界を超えた高ベータプラズマの非誘導電流駆動制御シナリオの検討結果について報告する。また、広いパラメータ領域で定常高ベータプラズマ運転を実現させるための装置設計の現状に関して、超伝導コイル及び放射線遮へい材を中心に報告する。
Ara
zo-Bravo, M. J.*; 藤井 聡*; 河野 秀俊; Ahmad, S.*; 皿井 明倫*
Journal of the American Chemical Society, 127(46), p.16074 - 16089, 2005/11
被引用回数：46 パーセンタイル：72.44(Chemistry, Multidisciplinary)すべてのテトラマー配列(136通り)を12merのDNA配列の真中にもつDNAの分子動力学計算を行い、DNA構造,ダイナミクスの配列依存性を解析した。その結果、ピリミジン-プリンステップを持つ配列は非常に前後の配列の影響を受けやすいことがわかった。また、分子動力学計算から得られた構造アンサンブルから統計ポテンシャルを計算し、簡便にDNAの構造エネルギーを評価できるようにした。
辻 宏和; 藤井 英俊*
Proceedings of 10th German-Japanese Workshop on Chemical Information, p.127 - 130, 2002/00
304ステンレス鋼照射材のクリープ破断特性を予測することを目的として、原研で整備した材料データベースをもとに、ベイズ推定とニューラルネットワークを組み合わせたモデルを構築した。応力水準を、クリープ破断時間,クリープ試験温度,材料の化学組成(10元素),熱処理温度,熱処理時間,中性子照射温度,高速中性子照射量,熱中性子照射量,照射時間の関数としてモデル化した。モデル化に用いたのは材料データベースに格納されている347クリープ破断データセットである。ベイズ推定を適用することでエラーバーを含めた予測が可能となり、個々の条件因子の重要度がわかるようになった。
辻 宏和; 藤井 英俊*
多変量解析実例ハンドブック, p.107 - 114, 2002/00
原子炉の炉心の近くで使用される構造材料の供用期間中の中性子照射によるクリープ特性の変化という現象には非常に多くの因子が複雑に絡み合っている。このように非常に多くの因子が絡み合う複雑な現象の処理に対して有効な多変量解析手法であるニューラルネットワークにベイズ推定を組み合わせることによって予測結果に統計的意味を持たせ、エラーバーを含めた予測が可能なモデルを構築した。このモデルを用いて、実際の原子炉で使用されている材料が、30年間の稼働後にどのようなクリープ強度特性を有しているかということを予測した。
米谷 佳晃*; 藤井 聡*; 皿井 明倫*; 河野 秀俊; 郷 信広
no journal, ,
DNAの柔らかさは塩基配列に依存し、その配列による違いが蛋白質との複合体形成の親和性を大きく左右することがある。そのため、DNAの柔らかさの塩基配列依存性は、蛋白質との相互作用を考えるうえで重要な性質である。一方、DNAの水和構造も塩基配列に依存することが知られている。例えば、配列5'AATT3'の場合には、副溝に沿って水分子が連なる秩序構造が形成されるが、5'TTAA3'の場合には形成されにくいことが、X線結晶構造解析から示されている。このような水和秩序構造の発見により、それがB型DNAの構造安定性に影響しているのではないかと考えられるようになったが、さまざまな配列における水和構造とDNAの柔らかさの関係についてはよくわかっていない。本研究では、両者の関係を明らかにするために、DNAの柔らかさと水和構造をさまざまな配列について系統的に調査した。DNAの柔らかさについては、既に4塩基配列の全配列パターン(136通り)について分子動力学計算を行い、その配列依存性を導いている。今回は、さらに136通りの配列について水和構造を解析した。導かれた水和構造をDNAの柔らかさと比較し、DNAの柔らかさに対する水和構造の変化とその配列による違いを示した。水和構造とDNAの柔らかさが互いにどのように影響しあっているのかを議論する。
米谷 佳晃*; 藤井 聡*; 皿井 明倫*; 河野 秀俊; 郷 信広
no journal, ,
DNAの柔らかさは塩基配列に依存し、その配列による違いが蛋白質との結合親和性を左右する。したがって、DNAの柔らかさの塩基配列依存性は、蛋白質との相互作用を考えるうえで重要な性質である。一方、DNAの水和構造も塩基配列に依存する。例えば、AATTなど特定の配列で、副溝に沿って水分子が連なる秩序構造が出現することがわかっている。このような水和構造の発見により、それがDNAの構造安定性に影響する可能性が考えられるようになったが、さまざまな配列に対する水和パターンとDNAの柔らかさの関係はよくわかっていない。本研究では、全4塩基配列パターンについて分子動力学計算を行い、DNAの柔らかさと水和パターンの関係を系統的に調べた。その結果、両者の間に明確な相関があることがわかった。その様子は、次のように説明できる。硬い配列の大部分は、高い1ブリッジ(斜め向いの塩基対を1個の水分子で橋渡し)形成率を持つ。1ブリッジの代わりに2ブリッジ(2個の水分子で橋渡し)形成率が高いものも少し存在する。柔らかい配列は、いずれのブリッジも形成しにくい。中間の柔らかさを持つ配列は、どちらのブリッジ形成率についても中間的な値をとる。さらに、このような相関が現われる原因を調べるために、塩基の水素結合アクセプター原子の電荷を仮想的にゼロにした計算を行った。結果、ブリッジ形成がDNAの柔らかさを決定づけるというよりむしろ、DNAの柔らかさが水和パターンを決定づけていることが示唆された。
米谷 佳晃; 藤井 聡*; 皿井 明倫*; 河野 秀俊; 郷 信広
no journal, ,
DNAの構造揺らぎは塩基配列に依存し、その配列による違いが蛋白質との結合親和性を左右する。したがって、DNAの構造揺らぎの塩基配列依存性は、蛋白質との相互作用を考えるうえで重要な性質である。一方、DNAの水和構造も塩基配列に依存する。例えば、AATTなど特定の配列で、副溝に沿って水分子が連なる秩序構造が出現することがわかっている。本研究では、全4塩基配列パターンについて分子動力学計算を行い、DNAの構造ゆらぎと副溝に見られる水和パターンの関係を系統的に調べた。その結果、すべての塩基対ステップはおもに4通りのグループに分類され、その分類に従って、構造ゆらぎと水和パターンの間に成り立つ関係を説明できることがわかった。さらに、DNAの構造ゆらぎと水和パターンの間に相関が現われた原因を調べるために、水分子のDNA水和サイト滞在時間などを計算し、DNAの塩基対ステップと水和水の運動が原子レベルで呼応している様子を捉えた。
米谷 佳晃; 藤井 聡*; 皿井 明倫*; 河野 秀俊; 郷 信広
no journal, ,
Sequence dependence of DNA conformational deformability is one of important factors in the sequence-specific recognition by regulatory DNA-binding proteins. Intrinsic mechanical properties of DNA will make a dominant contribution, but the other effect of hydration cannot be neglected. A well known water spine is composed of highly ordered water molecules in the minor groove of specific DNA sequences. Emergence of such a hydration pattern depends on the sequence, raising the following question. How is the hydration related with the conformational properties of DNA? To address this question, we analyzed the deformability and hydration of various DNA sequences using the ensembles of DNA conformations generated by molecular dynamics simulations. The result showed a correlation between the DNA deformability and the hydration pattern. It was suggested that the obtained relation is associated with the coupled motions of DNA base-pair steps and hydration water.
藤井 聡*; 河野 秀俊; 郷 信広*; 皿井 明倫*
no journal, ,
Sequence-dependent conformational properties of DNA play important roles in various biological processes. For example, interactions of proteins with DNA sequences are known to be affected by the conformational properties of DNA. Proteins such as TATA-box binding protein and catalytic protein DNaseI induce the DNA conformation to bent form and A-form at recognition sites, respectively. It has been known that these conformational transitions are induced by the environment: variations in ionic strength and identity, sequence, water activity, and ligand/protein binding all can modulate DNA structure. In this study, we analyzed how the sequence and water activity influence the DNA conformations using molecular dynamics simulations.
田中 昭宏*; 藤井 聡*; 河野 秀俊; 皿井 明倫*
no journal, ,
Gene regulation is achieved by a complex combination of transcription factors and their targets. This is highly cooperative nonlinear system, in which minute changes in input signal are amplified to produce highly visible outcome. Thus, it is crucial to understand the role of cooperativity in gene regulation. Here, we focus on the structural aspect of cooperativity at the protein-DNA recognition level. We have used a knowledge-based approach, utilizing structural data of protein-DNA complexes, to derive empirical potential for the specific interactions between bases and amino acids. Then, these potentials were used to quantify the specificity of protein-DNA recognition. In this study, we apply this method to examine the effects of binding cooperativity on the specificity of protein-DNA recognition. For this purpose, we collected structures of protein-DNA complexes, with a protein bound to DNA and the same protein together with its partner bound to DNA. By computing the specificity for these homo- and hetero-complexes, we can examine if the cooperative binding enhance the specificity in a systematic manner. We also examined the conformation changes of proteins and DNAs between the homo- and hetero-complexes, to find any relationship between structure and specificity in the cooperative recognition. We show by several examples that the protein-DNA recognition is indeed cooperative and the specificity is enhanced by structural changes during the recognition.
