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C ions based on first-principles calculations関川 卓也; 松谷 悠佑; Hwang, B.*; 石坂 優人*; 川井 弘之*; 大野 義章*; 佐藤 達彦; 甲斐 健師
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 548, p.165231_1 - 165231_6, 2024/03
被引用回数：0 パーセンタイル：0.44(Instruments & Instrumentation)放射線の人体に与える影響の主な原因として、遺伝情報を担うDNAの損傷が考えられている。しかし、DNAが放射線損傷によりどのような分子構造変化を示すかは十分理解されていない。DNAに放射線を照射すると様々な種類のDNA損傷が形成されることが報告されていることから、我々のグループではDNAが受ける損傷と放射線によって引き起こされる様々なパターンのイオン化の関係を調べてきた。これまでDNAを模した剛体モデルを用いた簡易な体系における解析を行っていたが、人体への影響を考える上で重要と考えられるDNAの分子構造変化を解析するためにはより詳細な計算を必要とする。そこで、本研究では分子構造に基づいて電子状態を議論できる第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いてDNAの分子構造変化を明らかにすることを試みた。具体的には、放射線により1電子及び2電子が電離した状況のDNAを仮定し、最安定構造、バンド分散、及び波動関数を計算した。発表では、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて計算した放射線の線種及びエネルギーとDNAの分子構造変化の関係とともに議論する。また、放射線物理・固体物理の双方の観点から、放射線がもたらすDNAの基礎物性変化(DNA損傷の最初期過程に相当)について議論する。
高山 裕介; 飯塚 敦*; 河井 克之*
Environmental Geotechnics (Internet), 4(5), p.339 - 352, 2017/10
被引用回数：1 パーセンタイル：6.79(Engineering, Geological)難透水性と膨潤性を持つベントナイト材料は、TRU廃棄物処分施設の緩衝材としての利用が検討されている。TRU廃棄物処分施設の超長期的な性能を評価するためには、数値解析を用いたベントナイトの力学挙動の予測が必要である。本研究では、ベントナイトの飽和化挙動についての概要とその数理モデルを説明した。次に、その数理モデルを用いていくつかの数値解析を実施した。まず、施設の緩衝材と埋戻し材の膨潤特性を調べるために、膨潤圧試験のシミュレーションを実施した。その後、TRU廃棄物処分施設の再冠水シミュレーションを実施し、緩衝材と埋戻し材の再冠水時の力学挙動を調べた。
高山 裕介; 橘 伸也*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 小林 一三*
Soils and Foundations, 57(1), p.80 - 91, 2017/02
被引用回数：11 パーセンタイル：48.77(Engineering, Geological)ベントナイトは著しい膨潤特性と難透水性を有する材料であり、放射性廃棄物の処分施設において緩衝材としての利用が想定されている。処分施設の長期にわたる力学挙動を評価するには、ベントナイトの力学挙動を表現できる構成モデルの開発が必要である。本研究では、ベントナイトを、「飽和の程度により力学特性が変化していく材料」と捉え、不飽和ベントナイトの弾塑性構成モデルを提案した。本提案モデルでは、膨潤指数および負のダイレイタンシーの表現式を飽和度の関数として表現し、さまざまなベントナイト材料に適用できるようにモンモリロナイト含有率を入力パラメータとして用いている。さらに、提案モデルにより膨潤圧試験と膨潤量試験のシミュレーションを実施した結果、ベントナイトの力学挙動を再現できることが確認された。
C level structure by 
-ray spectroscopy細見 健二; Ma, Y.*; 味村 周平*; 青木 香苗*; 大樂 誠司*; Fu, Y.*; 藤岡 宏之*; 二ツ川 健太*; 井元 済*; 垣口 豊*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2015(8), p.081D01_1 - 081D01_8, 2015/08
被引用回数：14 パーセンタイル：66.59(Physics, Multidisciplinary)線分光によってCハイパー核のレベル構造を精密に測定した。ゲルマニウム検出器群Hyperball2を用いて、C
反応からの4本の線遷移を同定することに成功した。基底状態スピン二重項
のエネルギー間隔は直接遷移
線により、
(stat)
(syst)keVと測定された。また、励起準位である
と
について、それぞれ、
, keVと
, keVと励起エネルギーを決定した。これらの測定されたCの励起エネルギーは反応分光による
ハイパー核の実験研究において決定的な基準となる。
高山 裕介*; 生田 勇輝*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 瀧 富弘; 坂尾 亮太; 市川 康明*
Unsaturated Soils; Research & Applications, p.659 - 665, 2014/06
礫層,砂層とベントナイト混合土層からなる不飽和の多重覆土層では、ベントナイト混合土層の非常に低い透水性だけでなく、異なる保水能力を有する砂層-礫層間のキャピラリーバリアにより水の浸入を防止することが期待される。数値シミュレーションでは、植生層(まさ土), 上部フィルタ層(砂), 排水層(礫), 下部フィルタ層(まさ土), ベントナイト混合層(ベントナイト及びまさ土)からなる幅10m, 厚さ1.5mの不飽和の多重覆土層を考えており、これらの覆土層は5%の勾配で設置しているものとして飽和/不飽和、水/土連成の有限要素法を用いて多重覆土層による降雨浸透抑制の評価を行った。その結果、バリアシステムの長期性能を評価するうえでキャピラリーバリアが重要であり、また、本論文で検討した遮水機能は過去の最大降雨強度に対しても機能することを確認することができた。
井出 隆之*; 川合 祐輔*; 半田 浩之*; 吹留 博一*; 小嗣 真人*; 大河内 拓雄*; 遠田 義晴*; 木下 豊彦*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 51(6), p.06FD02_1 - 06FD02_4, 2012/06
被引用回数：7 パーセンタイル：30.45(Physics, Applied)Epitaxy of graphene on 3C-SiC(111) formed on microfabricated Si(111) has been demonstrated. Through observations with optical microscopy, micro-Raman spectroscopy, low-energy-electron diffraction, and photoelectron spectroscopy, it is confirmed that the epitaxial graphene is Bernal-stacked with a buffer layer present between the graphene and the 3C-SiC film, which can lead SiC film, which can lead to opening of the band gap necessary for logic operations. The quality of the graphene is improved with the shrinkage of patterned terrace. These results indicate that GOS using substrate microfabrication is a promising method for the realization of graphene-based devices.
のスピンシングレットとスピントリプレットが混ざり合った超伝導摂待 力生*; 河井 友也*; 宮内 裕一朗*; 奥田 悠介*; 大貫 惇睦; 竹内 徹也*; 立岩 尚之; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*
固体物理, 43(8), p.459 - 474, 2008/08
CeIrSiは反強磁性体であるが圧力を加えるとネール温度が減少し、やがて超伝導が発現する。この物質は結晶構造に反転中心を持たないため、通常とは異なる対称性の超伝導状態が実現している可能性がある。特に、量子臨界点付近で上部臨界磁場が異常に増大するなどの特徴が観測された。
(T:transition metal and X:Si and Ge) with non-centrosymmetric crystal structure河井 友也*; 村中 大志*; M
asson, M.-A.*; 下田 哲哉*; 土井 裕介*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; Knebel, G.*; Lapertot, G.*; 青木 大*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 77(6), p.064716_1 - 064716_9, 2008/06
被引用回数：67 パーセンタイル：89.17(Physics, Multidisciplinary)反転中心を持たないセリウム化合物CeTXの単結晶による物性研究を行った。電気抵抗及び磁化の測定に加え、圧力効果を調べたところ、CeCoGeでは5.4GPa以上の圧力で反強磁性が消失し、超伝導が発現することを明らかにした。
(T:transition metal) and PrCoGe with the non-centrosymmetric crystal structure河井 友也*; 村中 大志*; 遠藤 豊明*; Nguyen, D.; 土井 裕介*; 池田 修悟*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 播磨 尚朝*; 摂待 力生*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 77(6), p.064717_1 - 064717_15, 2008/06
被引用回数：44 パーセンタイル：83.61(Physics, Multidisciplinary)反転中心を持たない化合物LaTGe及びPrCoGeのフェルミ面を、ドハース・ファンアルフェン効果を用いて研究した。スピン起動相互作用によるバンドの分裂が明瞭に観測された。これらの電子状態は、反転中心がない場合の超伝導の理解に極めて重要である。
without inversion symmetry in the crystal structure河井 友也*; 奥田 悠介*; 宍戸 寛明*; Thamizhavel, A.*; 松田 達磨; 芳賀 芳範; 中島 美帆*; 竹内 徹也*; 辺土 正人*; 上床 美也*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 76(1), p.014710_1 - 014710_6, 2007/01
被引用回数：22 パーセンタイル：71.06(Physics, Multidisciplinary)反転中心を持たない化合物CePtSiの単結晶育成に成功した。二つの反強磁性転移を4.8及び2.4Kにおいて見いだした。秩序モーメントはCeあたり1.15
であり、[100]方向を容易軸方向とする。同じ構造で圧力超伝導を示すCeIrSiと比較すると、磁気異方性は似ているが、CePtSiはより強い磁性を示す。
谷川 隆亮*; 坂口 紀史*; 渡辺 精一*; 木下 博嗣*; 粉川 博之*; 川合 將義*; 山下 真一郎
no journal, ,
粒界制御処理(高密度の対応粒界の導入)により耐食性の向上を実現した粒界制御オーステナイト系ステンレス鋼の照射下適応性を検討するために、電子線照射並びにヘリウムイオン照射試験を行い、結晶粒界近傍における照射特性を調査した。照射前における粒界制御オーステナイト系ステンレス鋼の方位像顕微鏡(OIM:Orientation Image Microscopy)観察から、対応粒界密度が8割以上であること、及びランダム粒界ネットワークが対応粒界により効率よく分断化されていること、などを確認した。一方、電子線照射したSUS316L粒界制御材のランダム粒界と{111}
3対応粒界,非対称3対応粒界の粒界近傍の濃度分布測定から、{111}3対応粒界では照射に伴う組成変動はわずかしか生じなかったのに対し、ランダム粒界,非対称3対応粒界では程度の違いはあるもののCr濃度の低下とNi偏析の傾向が認められた。ヘリウムイオン照射試験後に行った各種粒界の濃度分布測定からも、他の粒界に比較して{111}3対応粒界で偏析が十分に抑制されていることが明らかになった。
坂口 紀史*; 谷川 隆亮*; 遠藤 正樹*; 渡辺 精一*; 粉川 博之*; 川合 將義*; 山下 真一郎; 矢野 康英
no journal, ,
照射促進応力腐食割れの主原因の一つとして、照射誘起偏析による粒界でのCr濃度低下に起因した耐食性劣化が挙げられる。近年、オーステナイト系ステンレス鋼の鋭敏化対策の一つとして、高密度の対応粒界を有する粒界制御材が開発された。本研究では、粒界制御材の原子力プラントへの応用を見据え、耐IASCC特性の基礎的調査としてHeイオン照射後の粒界偏析挙動と腐食挙動の相関を検討した。供試材としてSUS 316L鋼及び高速炉用PNC316鋼に対して粒界制御処理を施した材料を用いた。これらに対し鋭敏化処理又はHeイオン照射を行い、内部組織と粒界近傍の濃度分布を評価した。さらに、電解エッチングにより粒界部の腐食挙動を調査した。Heイオン照射材に対し電解エッチングを行った結果、ランダム粒界では粒界腐食による膜厚減少が観察された。一方、双晶粒界では膜厚変化は生じなかった。さらに、双晶粒界を含む階段状の3対応粒界や粒界三重点近傍では、粒界腐食のネットワークが双晶粒界により分断化されることが示された。これら粒界偏析挙動の調査により、粒界腐食が生じたすべての粒界で照射誘起偏析によるCr枯渇が認められた。これより、低値対応粒界を高密度に含む粒界制御鋼は、照射下においても優れた耐粒界腐食特性を示すことが期待される。
生田 勇輝*; 高山 裕介*; 鶴見 修平*; 市川 康明*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 瀧 富弘; 坂尾 亮太
no journal, ,
日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターにおいて、ウラン鉱山施設の跡措置の一環として、センター内にある「夜次鉱さいたい積場」の跡措置に取り組んでいる。夜次鉱さいたい積場の跡措置は危害及び鉱害防止の観点から降雨のたい積物への浸入防止対策として、天然材料を用いたキャピラリーバリアやベントナイト混合土などの難透水性材料を用い、降雨の浸透を抑制する方法が考えられている。本研究では、実際の覆土構造に基づいて、降雨が生じた時のシステムの排水機能の解析的な評価を行う。覆土のシステムは長期的に機能し続けることが求められる。覆土を施工した際、長期的な圧密沈下により、勾配が低下し排水機能が低下していくことも懸念されるため、圧密沈下解析及び降雨浸透流解析を実施した。その結果として、圧密沈下解析では沈下量の解析値はおおむね実測値に近い値を示し、降雨浸透流解析では降雨に伴う飽和度の上昇はほとんど見られなかった。
佐々木 陽亮*; 高山 裕介*; 生田 勇輝*; 飯塚 敦*; 河井 克之*; 坂尾 亮太; 瀧 富弘
no journal, ,
日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターでは、事業休止中の核原料物質鉱山である人形峠鉱山及び東郷鉱山を、鉱山保安法に基づいて管理している。鉱山施設のうち、廃砂たい積場では鉱山跡措置の一環として平成23年度から平成24年度の2年間にわたって跡措置工事を実施した。跡措置工事の覆土設置による鉱さい及び地盤の沈下の数値シミュレーションと沈下量の実測値を比較し、シミュレーション方法について検討を行った。
関川 卓也; Hwang, B.*; 石坂 優人*; 松谷 悠佑*; 川井 弘之*; 大野 義章*; 佐藤 達彦; 甲斐 健師
no journal, ,
デオキシリボ核酸(DNA)はグアニン、シトシン、アデニン、チミンの多様な組み合わせによって生物の遺伝情報を担い、放射線生物影響は主にこのDNAの損傷に起因する。本研究ではDNA損傷が定着するまでの過渡的な分子構造変化を理論的に調べるため、第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いて、ホールを生成したDNAを標的として構造変化、化学反応を担う部位の挙動を解析した。その結果、ホールがDNAのグアニン分子にトラップされる事象を再現することを確認し、実験結果を再現することを明らかにするとともに、新たにDNA糖鎖が激しい分子揺らぎを示すことがわかった。本研究成果は、放射線生物影響の最初期過程の解明に貢献すると期待される。
関川 卓也; Hwang, B.*; 石坂 優人*; 松谷 悠佑; 川井 弘之*; 大野 義章*; 佐藤 達彦; 甲斐 健師
no journal, ,
デオキシリボ核酸(DNA)はグアニン、シトシン、アデニン、チミンの多様な組み合わせによって生物の遺伝情報を担い、放射線生物影響は主にこのDNAの損傷に起因する。本研究では重粒子・イオン輸送コードPHITSと第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いて、DNA損傷が定着するまでの過渡的な分子構造変化を理論的に調べた。その結果、DNAの化学反応部位が遺伝情報を担うグアニン・シトシンからDNA全体を支える糖鎖に移行すること、新たにDNA糖鎖が激しい分子揺らぎを示すことを明らかにした。本研究成果は、放射線生物影響の最初期過程の解明に貢献する。
関川 卓也; 松谷 悠佑; Hwang, B.*; 石坂 優人*; 川井 弘之*; 大野 義章*; 佐藤 達彦; 甲斐 健師
no journal, ,
デオキシリボ核酸(DNA)はグアニン、シトシン、アデニン、チミンの多様な組み合わせによって生物の遺伝情報を担い、放射線生物影響は主にこのDNAの損傷に起因する。本研究ではDNA損傷が定着するまでの過渡的な分子構造変化を理論的に調べるため、は放射線輸送計算コードParticle and Heavy Ion Transport code System (PHITS)を用いて放射線によって炭素線によって生成されるホールの数を計算し、第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いて、ホールを生成したDNAを標的として構造変化、化学反応を担う部位を計算した。その結果、少ないホール生成ではDNAのグアニン分子にトラップされる実験結果を再現し、大量のホール生成ではDNAの糖鎖分子とグアニン分子の混成軌道にトラップされる。本研究成果は、放射線生物影響の最初期過程の解明に貢献すると期待される。
関川 卓也; Hwang, B.*; 石坂 優人*; 松谷 悠佑*; 川井 弘之*; 大野 義章*; 佐藤 達彦; 甲斐 健師
no journal, ,
デオキシリボ核酸(DNA)はグアニン、シトシン、アデニン、チミンの多様な組み合わせによって生物の遺伝情報を担い、放射線生物影響は主にこのDNAの損傷に起因する。本研究ではDNA損傷が定着するまでの過渡的な分子構造変化を理論的に調べるため、第一原理計算ソフトウェアOpenMXを用いた。1
20個のホールを生成したDNAを標的とした計算を行い、ホールが少ない場合はDNAのグアニン塩基にホールがトラップされ、ホールが多いDNAでは主鎖が主に化学反応に寄与することを明らかにした。本研究成果は、放射線生物影響の最初期過程の解明に貢献する。
