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論文

Charged particle and photon interactions with matter; Recent advances, applications, and interfaces

籏野 嘉彦; 勝村 庸介; Mozumder, A.*

Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, 1045 Pages, 2010/12

この本は「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用; 最近の進歩,応用及びインターフェイス」について最近の研究成果をまとめている。この本の編集・執筆は、これと類似の題目の「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用; 化学,物理化学,生物学及びこれらの応用」A.Mozumder,籏野嘉彦編、Marcel Dekker, New York(2004)に対して広く国際的に多くのコミュニティーから高い評価を受けたことに、その背景がある。この前編は、キュリー,レントゲン以降100年間の放射線・物質相互作用基礎研究の成果を次世紀へ向けてまとめる目的で開催されたIAEAの10年間プロジェクトがもとになって編集・執筆された。これに対する高い評価と要望とは、このような後ろ向きのまとめでなく、前向きに、現在の進歩の状況及び将来展望、最近盛んになりつつある応用とインターフェイスの構築について編集・執筆して欲しいというものである。このようにして、この本では相互作用の初期過程及び基礎過程について最近の研究の進歩と将来展望をまとめるとともに物質,環境,バイオ,宇宙,原子力などの広範な科学・技術への応用とインターフェイスについてまとめている。

論文

First observation of picosecond kinetics of hydrated electrons in supercritical water

室屋 裕佐*; Lin, M.; De Waele, V.*; 籏野 嘉彦; 勝村 庸介; Mostafavi, M.*

Journal of Physical Chemistry Letters (Internet), 1(1), p.331 - 335, 2010/01

 被引用回数:41 パーセンタイル:82.74(Chemistry, Physical)

ピコ秒の時間分解能で実験可能な超臨界水のパルスラジオリシス実験システムを完成させいた。水和電子の挙動を近赤外領域で50ピコ秒から6ナノ秒の時間領域で測定した。超臨界水中の水和電子は密度に依存して500ピコ秒より短い時間で減衰する。この減衰は水和電子とH$$_{3}$$O$$^{+}$$との反応が支配的である。

論文

Future perspectives of radiation chemistry

籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1021 - 1025, 2009/12

荷電粒子及びフォトンの物質との相互作用に関する研究分野の最近の調査結果から、この研究分野における将来へ向けての研究課題と、特に放射線化学を含むこの分野をより一層活性化するための方策について貴重な情報が得られた。本講演(キーノートレクチャー)では、その結果に基づいて、標記の課題について以下の諸点から検討する。(1)放射線化学における中心的な課題についてより一層の研究が行われなければならないが、それによって、この分野が外に対して閉じてはならない。(2)放射線に関する物理学,化学,生物学,医学,工学はより一層相互に交流するべきである。(3)基礎研究はより一層応用研究と交流して特徴のある研究領域を作り出す努力が必要である。(4)物質中の分子のイオン化・励起の現象を共通の研究対象とする多くの関連分野との間でインターフェイス研究領域を構築する努力が必要である。

論文

Future perspectives of radiation chemistry

籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1021 - 1025, 2009/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:19.23(Chemistry, Physical)

Future perspectives of radiation chemistry are discussed by the analysis of the related information in detail as obtained from our recent surveys of publications and scientific meetings in radiation chemistry and its neighboring research fields, giving some examples, and are summarized as follows. (1) Traditionally important core-parts of radiation chemistry should be activated more. The corresponding research programs are listed in detail. (2) Research fields of physics, chemistry, biology, medicine, and technology in radiation research should interact more among them with each other. (3) Basic research of radiation chemistry should interact more with its applied research. (4) Interface research fields with radiation chemistry should be produced more with mutually common viewpoints and research interests between the two. Interfaces are not only applied research but also basic one.

論文

Free radical scavenging and radioprotective effects of carnosine and anserine

Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1192 - 1197, 2009/12

 被引用回数:27 パーセンタイル:87.68(Chemistry, Physical)

Two histidine-containing natural dipeptides, carnosine and anserine ($$beta$$-alanyl-1-methyl- L-histidine), have been examined for their antioxidant and radioprotective abilities. Pulse radiolysis studies indicated the antioxidative properties of carnosine and anserine aqueous solutions at different pHs. The rate constants for the reaction OH radical with carnosine at neutral pH were determined to 5.3$$times$$10$$^{9}$$ M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$ at 300 nm, and 4.1$$times$$10$$^{9}$$ M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$ at 400 nm, respectively. Carnosine and anserine also protected plasmid pUC18 DNA from X-ray radiation induced strand breaks as evidenced from the studies by agarose gel electrophoresis. Carnosine showed higher protective efficiency under the experimental conditions. Our data demonstrated that carnosine and anserine may play an important role in the maintenance of the antioxidant system.

論文

Free radical scavenging reactions and antioxidant activities of silybin; Mechanistic aspects and pulse radiolytic studies

Fu, H. Y.*; Lin, M.; 室屋 裕佐*; 端 邦樹; 勝村 庸介; 横谷 明徳; 鹿園 直哉; 籏野 嘉彦

Free Radical Research, 43(9), p.887 - 897, 2009/09

 被引用回数:24 パーセンタイル:50.89(Biochemistry & Molecular Biology)

Silybin (extracted from Silybum marianum) is the major active constituent of silymarin which possesses a wide range of medicinal properties. These properties may be, in part, due to the potent scavenging capacity of oxidizing free radicals. In this context, scavenging radicals (hydroxyl, azide, dibromide anion radicals, nitrite, carbonate, etc.) of silybin have been studied to understand the mechanistic aspects of its action against free radicals. The transients produced in these reactions have been assigned and the rate constants have been measured by pulse radiolysis techniques. Reduction potential determined both by cyclic voltammetry gave a value 0.62$$pm$$0.02 V vs NHE at pH 9. Quantum chemical calculations have been performed to further confirm the different activities of individual hydroxyl groups with the difference of heat of formation. Moreover, silybin also protected plasmid pUC18 DNA from soft X-ray radiation which induced strand breaks. These results are expected to be helpful for a better understanding of the anti-oxidative properties of silybin.

論文

Fast repair activities towards dGMP hydroxyl radical adducts by silybin and its analogues

Fu, H.*; 勝村 庸介; Lin, M.; 端 邦樹; 室屋 裕佐*; 籏野 嘉彦

Journal of Radiation Research, 49(6), p.609 - 614, 2008/11

 被引用回数:15 パーセンタイル:48.43(Biology)

デオキシグアノシンモノフォスフェイト(dGMP)の酸化、特にOHラジカル付加に対するシリビン及び類似化合物の修復活性をパルスラジオリシス法により調べた。一酸化二窒素で飽和させた0.1mMシリビンを含む2mM dGMP水溶液を中性条件下でパルス照射した。数十$$mu$$秒のうちにシリビンのフェノキシルラジカルが生成され、これに対応する吸収が見られると同時にdGMPのOHラジカル付加体の吸収が減少していくことがわかり、dGMPのOHラジカル付加体とシリビンの間で修復反応が起こっていることが示唆され、その速度定数は1.0$$times$$10$$^{9}$$M$$^{-1}$$s$$^{-1}$$と計算された。このほかにもシリビンの類似化合物であるhesperetin(HESP), naringin(NAN), naringenin(NAR)についても同様のことを調べた。

論文

Preface, ASR2007; International Symposium on "Charged Particle and Photon Interactions with Matter", November 6-9, 2007

勝村 庸介; Lin, M.; 横谷 明徳; 籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), P. 1119, 2008/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.51(Chemistry, Physical)

客員編集者としてわれわれはRadiation Physics and Chemistry誌の特集号を刊行する。内容は2007年11月6$$sim$$9日に茨城県東海村の日本原子力研究開発機構(JAEA)先端基礎研究センター(ASRC)で開催された「ASR2007; "荷電粒子及び光子の物質との相互作用"に関する国際シンポジウム」に併せたものである。

報告書

Electrons in condensed media

Mozumder, A.*; 横谷 明徳; 勝村 庸介; 籏野 嘉彦

JAEA-Review 2008-013, 37 Pages, 2008/06

JAEA-Review-2008-013.pdf:4.08MB

このReviewは、標記の課題について、A.Mozumderによるセミナー等の研究集会における講演と横谷明徳, 勝村庸介, 籏野嘉彦等と行った情報・意見交換の内容をまとめたものである。A.Mozumderは日本学術振興会外国人招へい研究者(短期)(受入研究者:籏野嘉彦、期間:2007年9月27日から11月17日まで、研究課題:「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用」)として日本原子力研究開発機構先端基礎研究センターに招へいされた。標記の課題は、上記の相互作用のいずれの場合においても共通に生成される反応分子種のうちから最も重要なものとして電子を選んで、特に凝縮相におけるその振る舞いについて述べたもので、A.Mozumderが行った本機構(東海及び高崎地区)及び国内の諸大学、研究機関でのセミナー等の講演、本センターが主催した国際シンポジウムASR2007及び放射線化学討論会(京都)での招待講演、本センターの勝村・横谷グループと頻繁に行った情報・意見交換の内容をまとめたものである。

論文

Hydrogen production in the $$gamma$$-radiolysis of aqueous sulfuric acid solutions containing Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, SiO$$_{2}$$, TiO$$_{2}$$ or ZrO$$_{2}$$ fine particles

山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

International Journal of Hydrogen Energy, 33(3), p.929 - 936, 2008/02

 被引用回数:14 パーセンタイル:37.21(Chemistry, Physical)

Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, SiO$$_{2}$$, TiO$$_{2}$$ or ZrO$$_{2}$$等の酸化物粉体を含む硫酸水溶液に$$gamma$$線を照射した際に発生する水素を測定した。最終生成物として発生する水素ガス量は、水溶液中の酸化物の添加量を増やすにしたがって増加し、酸化物の種類や硫酸濃度にも依存した。少量のメチルアルコールを硫酸水溶液に添加することで、最終生成物としての水素ガスの発生量は非常に効果的に増加した。これらの実験結果は、放射線分解における水溶液からの水素発生において、酸化物粉体を含まない均質系の水溶液よりも酸化物を含む非均質系の硫酸水溶液がより効果的であることを示している。

論文

Photoabsorption, photoionization, and neutral dissociation cross-sections of hydrocarbon molecules; Physicochemical aspects of molecular processes in fusion edge plasmas

籏野 嘉彦

Atomic and Plasma-Material Interaction Data for Fusion, Vol.14, p.77 - 84, 2008/00

A survey is given of recent progress in the measurements of absolute cross-sections for photoabsorption, photoionization, and neutral dissociation of simple and complex molecules in the vacuum ultraviolet region, where a major part of their oscillator strength distributions due to the interactions of photons with molecules exists. Emphasis is placed on the discussion of the neutral dissociation(i.e., the dissociative excitation)of these molecules which has been considered as the most processes to be studied experimentally. From the viewpoints of the molecular processes in fusion edge plasmas, simple hydrocarbon molecules are chosen for the discussion of the measured cross-section values and the spectroscopy and dynamics of the corresponding processes. It has been shown that these optical cross-section data are of great importance to understand the fundamental processes, not only in photon collision induced reactions but also in electron collision induced reactions.

論文

Radiation-induced catalytic reduction of chromium(VI) in aqueous solution containing TiO$$_{2}$$, Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ or SiO$$_{2}$$ fine particles

永石 隆二; 吉田 善行; 山田 禮司; 籏野 嘉彦

Radiation Physics and Chemistry, 75(9), p.1051 - 1054, 2006/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.03(Chemistry, Physical)特願 H17-065162   開放特許情報データベース   公報

$$gamma$$線照射下の中性あるいはアルカリ性水溶液中で6価クロムの還元がTiO$$_{2}$$, Al$$_{2}$$O$$_{3}$$又はSiO$$_{2}$$等の酸化物微粒子の溶液への添加によって促進した。ここで、酸化物微粒子は放射線照射下で働く触媒として機能して、6価クロムの還元量はその初期濃度に依存することなく放射線の線量の増加とともに増加した。さらに、6価クロムの還元で最終的に生成する不溶な3価クロムの酸化物も触媒として機能することを確認した。

報告書

Thermal cycle test of elemental mockups of ITER breeding blanket

柳 義彦*; 古作 泰雄; 秦野 歳久; 黒田 敏公*; 榎枝 幹男; 秋場 真人

JAERI-Tech 2002-046, 45 Pages, 2002/05

JAERI-Tech-2002-046.pdf:2.61MB

ITER増殖ブランケットにおいて熱サイクルで誘起されるペブル充填層と増殖管との熱機械的相互作用を評価するため、模擬試験体を製作し熱サイクル試験を実施した。ペブル充填層の熱挙動は、ぺブル間ですべりを生じるなどの粒子充填層での複雑な機械挙動により、解析で予測するのは困難である。そのため、実機ITER のBIT(Breeder Inside Tube)設計を模擬した試験体を設計し、熱サイクルによる構造健全性を実証した。増殖材としてLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$ぺブルを増殖管に充填し、中性子増倍材であるBe の模擬材としてAl ペブルを用いた。加熱試験では、増殖管の中心に配したヒータにて、増殖材Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$を加熱し外部を常温の水で冷却し、増殖材の温度はヒータの出力で制御した。昇温、降温を繰り返す熱サイクル試験の後、X 線-CT 装置を用いて試験体の断層寸法を観察した。試験の結果、ヒータの最高温度600$$^{circ}$$Cで5 回の熱サイクル試験後においても充填率の顕著な変化は観察されなかった。また、管の膨れやペブルの割れも観察されなかった。以上の結果から、増殖管と増殖ペブル充填層の熱サイクルに対する機械的健全性を確認した。

報告書

超臨界水冷却固体増殖ブランケットシステムの概念検討

榎枝 幹男; 小原 祥裕; 秋場 真人; 佐藤 聡; 秦野 歳久; 古作 泰雄; 黒田 敏公*; 菊池 茂人*; 柳 義彦*; 小西 哲之; et al.

JAERI-Tech 2001-078, 120 Pages, 2001/12

JAERI-Tech-2001-078.pdf:8.3MB

本報告書は、経済的競争力の強化と技術的な堅実さの維持を両立する原型炉ブランケットの概念構築を目的として行われた平成12年度の原型炉ブランケット設計会議での作業内容をとりまとめたものである。平成11年度の核融合会議戦略検討分科会の議論等から、原型炉の果たすべき使命に関して見直しがなされ、経済的な競合性を有する実用炉の原型であり、それと同じ材料と設計を使用して商業的に魅力ある動力炉の原型であるから、原型炉で、実用化に必要な技術はすべて開発し実証する、と結論付けられた。この見直しを受けて、過去数年にわたるプラズマ研究や炉工学技術開発の進展を勘案して、開発目標として再設定をし、原型炉としてA-SSTRで提案された超臨界水冷却方式の固体増殖ブランケットを目標とし、その概念検討を行った。本概念検討の結果、除熱,発電,燃料増殖,遮蔽などの基本的な性能に関して、超臨界水冷却固体増殖ブランケットの実現可能性が示された。また、電磁力に関する検討,超臨界水による腐食防止に関する予備調査,トリチウム生成挙動と回収方式の検討,冷却発電システムの検討,モジュール製作性の検討,遠隔保守着脱機構,交換計画の検討などを行い、今後解決するべき検討課題を明らかにした。

論文

Nuclear and thermal analyses of supercritical-water-cooled solid breeder blanket for fusion DEMO reactor

柳 義彦*; 佐藤 聡; 榎枝 幹男; 秦野 歳久; 菊池 茂人*; 黒田 敏公*; 古作 泰雄; 小原 祥裕

Journal of Nuclear Science and Technology, 38(11), p.1014 - 1018, 2001/11

 被引用回数:23 パーセンタイル:83.66(Nuclear Science & Technology)

発電技術の実証を目指す核融合原型炉システムにおいて、熱効率向上の観点から固体増殖ブランケットの冷却材に超臨界圧水を用いた概念設計を進めている。固体増殖材(Li$$_{2}$$O)と中性子増倍材(Be)を層状に配し、各層の温度分布とトリチウム増殖比(TBR)を一次元の核熱解析コードを用いて計算した。典型的な例として、局所TBR,1.4を得た。これによりブランケットのカバレッジが70%以上あれば、正味TBRとして1.0以上が期待できることが示された。

口頭

Radiation-induced reduction process of hazardous chromium(VI) ion to non-hazardous chromium oxide with the lower oxidation state in aqueous solution - oxide system

永石 隆二; 山田 禮司; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

水溶液-酸化物共存の非均質系で有害な6価クロムイオンの$$gamma$$線誘起還元を研究した。中性からアルカリ性の水溶液中では、酸化物を添加しない場合、6価クロムはほとんど還元しない。これは水の分解生成物の還元種が6価クロムを還元する一方、酸化種が低酸化状態のクロムを等量あるいはそれ以上酸化するためである。その溶液に酸化物を添加すると、溶液中の6価クロムを0.05ppm未満(日本の環境への排出基準値)まで顕著に低減することに成功した。これはクロムが酸化物へ吸着すること,酸化物によって6価クロムの還元が促進することによる。本発表では、放射線源として放射性廃棄物を利用した6価クロム還元処理の可能性についても議論した。

口頭

酸化物を添加した硫酸水溶液における$$gamma$$線照射により誘起された水素生成

山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$alpha$$アルミナ,チタニア,ジルコニア,石英,シリカゲルなどの各酸化物の粉末を硫酸水溶液に混ぜた各試料にCo-60$$gamma$$線照射を行い、照射により誘起された水素生成量の硫酸濃度依存性、並びに酸化物の種類や添加濃度依存性を調べた結果、酸化物の添加により水素生成量は大きく増加するとともに特異な硫酸濃度依存性を示した。

口頭

放射線照射下の水溶液中の固体添加による金属イオンの促進還元

永石 隆二; 山田 禮司; 吉田 善行; 籏野 嘉彦

no journal, , 

電子線及び$$gamma$$線を照射した水溶液中でクロムや白金族元素の高酸化状態の金属イオンの反応挙動を調べた。放射線照射下の水溶液中で見かけ上反応しない金属イオンも、アルミナやシリカなどの酸化物を水溶液に添加することで顕著に還元が促進された。講演では、得られた実験結果を定量的に概説するとともに、このような反応系を活かした物質リサイクルや放射線利用技術について展望する。

口頭

Radiation-induced reduction of metal ions in aqueous solution systems and its application

永石 隆二; 青柳 登; 山田 禮司; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$gamma$$線又は電子線を照射した水溶液中でクロムや白金族元素の高酸化状態の金属イオンの反応挙動を研究した。放射線照射下の水溶液中で見かけ上反応しない金属イオンも、アルミナなどの固体酸化物を水溶液に添加することで還元が促進された。さらに、生成した沈殿/固体への吸着物が促進還元に寄与することを明らかにした。これらを定量的に議論するとともに、この反応系の有害金属の無害化や有用金属の回収・利用への応用並びに高レベル放射性廃棄物の放射線源利用の手法を提案した。

口頭

$$gamma$$線照射による水溶液からの水素生成; 酸化物,硫酸,アルコール添加効果

山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行

no journal, , 

$$gamma$$線照射により水溶液中で発生し気相に放出された水素ガスをガスクロマトグラフで測定し、酸化物,硫酸,メチルアルコールの添加効果を調べた。放出水素ガスは酸化物粉体の増加とともに増加し、その硫酸濃度依存性は酸化物の添加量に強く依存する結果を得た。また少量のアルコールの添加により水素発生量は増加し、硫酸及び酸化物が共存する場合に放出水素ガス量は最大となった。

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