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細川 隆行; 安江 歩夢*; Kim, J.; 栗田 圭輔; 兼松 学*
コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集(CD-ROM), 22, p.113 - 118, 2022/10
本研究では、乾湿繰り返しを行ったコンクリートの水分状態が鉄筋腐食に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、その前段階として、乾湿繰り返しにおける乾燥程度の違いが相対含水率に及ぼす影響を検討した。加えて、水分移動の影響が大きいひび割れ部に関して解析を行った。実験結果より、試験体中央の鉄筋軸垂直方向10mm範囲において、6時間吸水後40
Cの乾燥を42および90時間行った場合の相対含水率は、0
5%程度しか差が生じず、20Cの乾燥を90および186時間行った場合、1020%程度の差が生じた。また、ひび割れを有する試験体では、ひび割れ部における相対含水率は健全部と比較して、1015%程度高くなった。
樋口 恭子*; 栗田 圭輔; 酒井 卓郎; 鈴井 伸郎*; 佐々木 実莉*; 香取 摩耶*; 若林 優奈*; 間嶋 勇太*; 齋藤 彰宏*; 大山 卓爾*; et al.
Plants (Internet), 11(6), p.817_1 - 817_11, 2022/03
被引用回数：1 パーセンタイル：50.93(Plant Sciences)植物は様々な鉄獲得機構を発達させてきたが、植物による鉄獲得速度の遺伝的多様性については植物種や遺伝子型間で広く調査されていない。我々は、
Feを用いたライブオートラジオグラフィー技術を用いて、オオムギ品種における極低濃度のFe溶液からのFe吸収速度を直接評価した。この結果、オオムギの品種間において、低濃度Fe溶液からFeを獲得する能力が、必ずしもFe欠乏に対する耐性を決定する唯一の要因ではないことが明らかとなった。
尹 永根*; 森 欣順*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 山口 充孝*; 三好 悠太*; 長尾 悠人*; 芦苅 基行*; 永井 啓祐*; 河地 有木*
New Phytologist, 232(5), p.1974 - 1984, 2021/12
被引用回数：5 パーセンタイル：66.17(Plant Sciences)イネ植物(
)は中空の器官を持ち、これが水上の葉から水没した器官へ空気を供給する経路として機能すると推定される。しかし、イネにおけるガス移動はリアルタイムで可視化されていない。本研究では、部分的に水没したイネの葉に窒素13標識窒素([
N]N
)トレーサーガスを供給し、葉身、葉鞘、節間に沿って下方に移動するガスの動きを経時的に観察した。
栗田 圭輔; 酒井 卓郎; 鈴井 伸郎*; 尹 永根*; 杉田 亮平*; 小林 奈通子*; 田野井 慶太朗*; 河地 有木*
Japanese Journal of Applied Physics, 60(11), p.116501_1 - 116501_4, 2021/11
被引用回数：1 パーセンタイル：14.99(Physics, Applied)本研究では、生きた植物におけるRI動態をイメージングするために、蛍光体粉末(ZnS:Ag)を用いたオートラジオグラフィシステム「Live-autoradiography」を開発した。このシステムは、無傷の植物における元素の移動と蓄積を、光環境下で連続的に可視化する。イメージングテストでは、10-100kBqの
Cs点線源を測定した。この結果から、画像強度とCsの放射能との間に良好な線形性が確認できた。さらに、無傷のダイズ植物中におけるCsの動態イメージングを4日間行った。その結果、植物の節,葉脈,成長点にCsが蓄積している様子を観察できた。今回開発したシステムは、植物の生理現象の研究に利用できるだけでなく、放射性核種の定量的な測定にも利用できる。
C-imaging revealed the spatiotemporal variability in the translocation of photosynthates into strawberry fruits in response to increasing daylight integrals at leaf surface三好 悠太*; 日高 功太*; 尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 河地 有木*
Frontiers in Plant Science (Internet), 12, p.688887_1 - 688887_14, 2021/07
被引用回数：8 パーセンタイル：82.26(Plant Sciences)本研究では、イチゴ果実への光合成産物の輸送を陽電子放出トレーサーイメージング装置(PETIS)を用いて非侵襲的に繰り返し可視化し、日照時間の増加に伴う輸送動態の時空間的な変動を評価した。本研究は、C-放射性同位体を用いて、ソース葉から個々のシンク果実への光合成産物輸送の時空間変動を、高い時空間分解能で明らかにした初めての研究である。
栗田 圭輔; 三好 悠太*; 長尾 悠人*; 山口 充孝*; 鈴井 伸郎*; 尹 永根*; 石井 里美*; 河地 有木*; 日高 功太*; 吉田 英治*; et al.
QST-M-29; QST Takasaki Annual Report 2019, P. 106, 2021/03
Research on the distribution and dynamics of photoassimilates in plants, especially those in fruits, is important for improving food production. Positron emission tomography (PET) and carbon-11 (C) isotope technique are valuable to obtain 3-D images of photoassimilates. For plant experiments, however, it is important to adjust a system to plant's growth environment. General PET devices, even small-animal PET devices, are not suitable for plant studies. This can be solved by using a small OpenPET prototype which is a compact PET device that has an open space in its field of view (FOV). In this work, we upgraded the OpenPET system for the PET study of fruits and successfully realized the 3-D imaging of a photoassimilate labeled with CO in a fruit of a strawberry plant.
栗田 圭輔; 飯倉 寛
波紋, 31(1), p.11 - 13, 2021/02
原子力機構の応力・イメージング研究グループでは、2台の中性子ラジオグラフィ装置(TNRF: Thermal Neutron Radiography Facility、CNRF: Cold Neutron Radiography Facility)の管理を行っている。このTNRFとCNRFについて、その概要や過去の測定例、さらに現在行われている更新作業について簡潔にまとめ、本装置の紹介を行うものである。
山本 誠一*; 長尾 悠人*; 栗田 圭輔; 山口 充孝*; 河地 有木*
Journal of Instrumentation (Internet), 16(1), p.P01007_1 - P01007_9, 2021/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Instruments & Instrumentation)最近、チェレンコフ光の閾値以下のエネルギーを持つ粒子を照射した際の水の発光が、様々な種類の放射線で発見された。しかしながら、チェレンコフ光の強度とチェレンコフ閾値以下のエネルギーを持つ放射線を照射した際の水の発光強度との関係はよく分かっていない。この点を明らかにするために、チェレンコフ光の閾値以上と閾値以下の最大エネルギーを持つ電子線を水に照射し、発生する光を測定した。
笹 公和*; 本多 真紀; 細谷 青児*; 高橋 努*; 高野 健太*; 落合 悠太*; 坂口 綾*; 栗田 沙緒里*; 佐藤 志彦; 末木 啓介*
Journal of Nuclear Science and Technology, 58(1), p.72 - 79, 2021/01
被引用回数：8 パーセンタイル：81.16(Nuclear Science & Technology)Strontium-90 (
Sr) is one of the most important fission products due to the potential health risks of its uptake and retention in the human body. Conventional analysis techniques involve beta-counting, which requires ingrowth of Y over a period of two weeks or more. Accelerator mass spectrometry (AMS) has the potential to shorten the analysis time while offering a lower limit of detection than beta-counting. Here, Sr in samples was recovered as SrF
to provide sufficient negative ions in the caesium-sputtering ion source. In the sample preparation step, 95-98% of Sr was recovered and 99-100% of Zr removed by ion-exchange separation. Sr recovery was 30% in the precipitation process, and this can be improved. The recovered Sr was mixed with PbF at an SrF:PbF weight ratio of 4:1. A maximum 500 nA beam current of Sr
ions was obtained from SrF samples. A five-anode gas ionization detector was used to avoid isobaric interference from Zr. The Sr/Sr atomic ratio background of 6 
10
(equivalent to 3 mBq Sr) was comparable with that achieved at other AMS facilities. Good linearity Sr/Sr atomic ratios was obtained from 1.75 10
to 3.38 10
. Suitable techniques for sample preparation and measurement were thus achieved for Sr analysis by AMS.
Cs tracer鈴井 伸郎*; 柴田 卓弥; 尹 永根*; 船木 善仁*; 栗田 圭輔; 保科 宏行*; 山口 充孝*; 藤巻 秀*; 瀬古 典明*; 渡部 浩司*; et al.
Scientific Reports (Internet), 10, p.16155_1 - 16155_9, 2020/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Multidisciplinary Sciences)Visualizing the dynamics of cesium (Cs) is desirable to understand the impact of radiocesium when accidentally ingested or inhaled by humans. The positron-emitting nuclide Cs was produced using the I (
, 4n) Cs reaction, which was induced by irradiation of sodium iodide with a 
He
beam from a cyclotron. We excluded sodium ions by using a material that specifically adsorbs Cs as a purification column and successfully eluted Cs by flowing a solution of ammonium sulfate into the column. We injected the purified Cs tracer solution into living rats and the dynamics of Cs were visualized using positron emission tomography; the distributional images showed the same tendency as the results of previous studies using disruptive methods. Thus, this method is useful for the non-invasive investigation of radiocesium in a living animal.
尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 海野 佑介*; 藤巻 秀*; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 河地 有木*
Scientific Reports (Internet), 10, p.8446_1 - 8446_11, 2020/06
被引用回数：10 パーセンタイル：70.99(Multidisciplinary Sciences)根系からの放出物は根の位置によって異なり、同化炭素(C)の供給と密接に関係している。したがって、短時間での炭素の動きを定量化することで、根と土壌における炭素の代謝を明らかにできる可能性がある。COと陽電子放出トレーサーイメージングシステムを使用し、根箱内における同化炭素の根系への移行を可視化するための非侵襲的な方法を確立した。C-光合成産物の移動と根系および土壌への放出の様子を、白ルーピンとダイズについて観察した。本手法により、根と土壌に分布する炭素配分の定量化が可能になった。これは、比較的短期間の環境条件に応じて、根-土壌系の特定の場所での炭素代謝と栄養循環の関係を解明するのに役立つ可能性がある。
N]N gas for visualization of nitrogen fixation and translocation in nodulated soybean尹 永根*; 石井 里美*; 鈴井 伸郎*; 井倉 将人*; 栗田 圭輔; 三好 悠太*; 長澤 尚胤*; 田口 光正*; 河地 有木*
Applied Radiation and Isotopes, 151, p.7 - 12, 2019/09
被引用回数：6 パーセンタイル：63.69(Chemistry, Inorganic & Nuclear)マメ科作物の窒素固定を正確に解析するためには、無傷の植物体内での窒素利用を測定する必要がある。しかしながら、ほとんどのアプローチでは組織の解体が必要である。我々は、高純度かつ高収率の[N]Nガスを簡便かつ迅速に生成する技術を開発し、無傷のダイズ植物体内における窒素固定をリアルタイムで画像化することに成功した。減衰補正後の精製効率は約81.6%であった。
片岡 龍峰*; 西山 尚典*; 田中 良昌*; 門倉 昭*; 内田 ヘルベルト陽仁*; 海老原 祐輔*; 江尻 省*; 冨川 喜弘*; 堤 雅基*; 佐藤 薫*; et al.
Earth, Planets and Space (Internet), 71, p.9_1 - 9_10, 2019/01
被引用回数：7 パーセンタイル：43.55(Geosciences, Multidisciplinary)2017年6月30日22時21分から26分(世界時)にかけて、昭和基地にあるPANSYレーダーによってオーロラ爆発時の中間圏における過渡電離が観測された。通常、中間圏における過渡電離は100keV以上の高エネルギー電子が中間圏まで到達することにより引き起こされるが、同時間帯においてあらせ衛星が観測した100keV以上の電子フラックスは有意な上昇を示していなかった。このことから、本イベントは、10keV以下の低エネルギー電子が大量に熱圏に降り注ぐことにより発生したX線による電離であるとの仮説を立てた。この仮説の妥当性を検証するため、粒子・重イオン挙動解析コードPHITSを用いて様々なエネルギースペクトルを持つ電子が大気上空に進入した場合の電離分布を計算した。その結果、10keV以下の電子でも中間圏において十分な電離を引き起こすことが可能であることが分かり、仮説の妥当性が証明された。
永島 圭介; 菊池 満; 栗田 源一; 小関 隆久; 青柳 哲雄; 牛草 健吉; 閨谷 譲; 久保 博孝; 毛利 憲介*; 中川 勝二*; et al.
Fusion Engineering and Design, 36(2-3), p.325 - 342, 1997/05
被引用回数：1 パーセンタイル：14.65(Nuclear Science & Technology)JT-60SU(定常炉心試験装置)の基本設計パラメータについて報告する論文である。本装置はプラズマ電流10MAで、主半径4.8mの非円形ダイバータトカマクであり、コイルには超電導コイルを用い、高パワーの加熱・電流駆動により、定常運転をめざした研究開発を行う。さらに、断面形状と電流分布制御によりトカマクの先進的研究を行う。また、高パワーのDD反応により発生するトカマクの除去・処理を行う。
栗田 源一; 相羽 信行; 飛田 健次; 西尾 敏; 永島 圭介
no journal, ,
上下対称のダブル・ヌル平衡を用いてプラズマ電流分布を固定した場合とブートストラップ電流のベータ依存性を考慮した場合、の2つの場合についてプラズマ形状に対して相似形に置かれた理想導体の小半径位置に対する限界ベータを求めた。Slim CSで想定されている規格化
設計値4.3を得るためには、前者(プラズマ電流分布を固定)の場合、理想導体壁をプラズマ半径の約1.2a位置まで近づける必要があるが、後者の場合は、理想導体壁の位置を1.34aの位置でよいという結果が得られた。これは、後者の場合高ベータ化によって増大したブートストラップ電流によりプラズマ周辺により多くの電流が流れるため安全係数の最小値が上昇するためである。この限界ベータは、プラズマ圧力のプラズマ境界のペデスタルの効果を考慮すれば、さらに上昇する可能性がある。ここでの解析は、最も危険と考えられているトロイダルモード数、n=1のモードについてのみ行った。
栗田 源一; 飛田 健次; 朝倉 伸幸; 相羽 信行; 永島 圭介
no journal, ,
経済的に優れた磁場閉じ込め型核融合炉を実現するためには、高いベータ値(=プラズマ圧力/閉じ込め磁気圧力)を持った安定なプラズマを得ることが必要である。今回はおもにプラズマ圧力のペデスタルによるブートストラップ電流の効果を含めたプラズマ境界付近のプラズマ圧力ペデスタルの限界ベータに対する効果を低アスペクト比トカマクの平衡について調べた。解析の結果、以下のことがわかった。プラズマ圧力の周辺にペデスタルを付けていくと、同じベータ値の平衡に対して内部の圧力勾配が減少するため限界ベータ値は上昇する。この限界ベータ値の上昇は、ブートストラップ電流の効果を含めたペデスタルによるプラズマ圧力勾配がプラズマ周辺で新たな不安定を引き起こすまで続く。今回用いた比較的磁気軸付近に集中した圧力分布の場合には、限界ベータ値が最大となる領域でさらにドアノブ状の安定領域が存在する。
藤巻 秀; 河地 有木; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 尹 永根; 栗田 圭輔
no journal, ,
農業の本質は、大気や土壌等に分散した栄養元素を、植物の収穫部位に有機物やミネラルの形で効率よく集積させることにあり、有害元素の場合はその逆である。我々が開発してきた「植物RIイメージング技術」とは、この営みの鍵を握る植物の元素輸送機能を直接捉えようとするものである。我々は過去5年ほどの間に、作物における有害なカドミウムの経根吸収と移行、光合成産物の転流に対する外部環境の影響など、植物の元素輸送機能に関わる様々な農学的な問いに取り組んできた。さらに近年、植物用ガンマカメラ、植物用コンプトンカメラといった新しい計測技術を開発し、研究の自由度が拡がりつつある。かつて、ヒトを対象としたRIイメージング技術であるPET(ポジトロン放出断層撮影法)が発展し、がんなどの診断を行う今日の「核医学」が形成された。今、我々はこれに倣い、植物を対象としたRIイメージング技術を発展させることにより、作物における元素動態を評価・解析(診断)し、栽培の最適化(治療)の指針を与える「核農学」という分野の形成を目指している。
鈴井 伸郎; 尹 永根; 石井 里美; 栗田 圭輔; 河地 有木; 藤巻 秀
no journal, ,
原子力機構では、炭素(C), 窒素(N), 鉄(
Fe), カドミウム(
Cd)などのポジトロン放出核種とポジトロンイメージング装置を用いて、生きた植物体内における栄養・有害元素の動きを非破壊的に可視化する研究を行っている。多くのポジトロン放出核種は、サイクロトロンで発生させたイオンビームを用いて自ら製造・精製する必要があることから、他の研究機関において同様のイメージングを実施することが困難な状況である。一方、ナトリウムと亜鉛には購入可能なポジトロン放出核種(
Na, 
Zn)があり、ポジトロンイメージング装置もまた、購入可能な計測装置である。本発表では、ナトリウムと亜鉛の非破壊イメージングの研究例を紹介すると共に、サイクロトロンを持たない研究機関での元素の非破壊イメージングの実現可能性についても議論する。
濃度環境によるシロイヌナズナの物質貯蔵関連遺伝子変異体への影響の解析石井 陽平*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 尹 永根; 石井 里美; 栗田 圭輔; 藤巻 秀; 草野 博彰*; 島田 浩章*
no journal, ,
人間が食物として収穫する果実や根が同化産物を貯蔵する能力はシンク能力と呼ばれ、葉などが光合成を行う能力であるソース能力と対比して考えられている。ソース能力については生育との関係が多く研究されており、例えば、高CO環境下では光合成が促進され生育速度が上がることが分かっている。一方、シンク能力については生育との関係があまり研究されていない。そこで本研究ではシンク能力に関係する遺伝子の変異株を高CO環境において生育させ、シンク能力と生育との関係に高COが及ぼす影響を調べた。その結果、いくつかの変異株が野生型とは異なる生育を示したが、その差異はCOの濃度によって変化していた。よって、シンク能力と生育の相互関係の変化には、意外にも、外部のCO濃度が影響を及ぼすことが分かった。今後は高COにおけるソース器官とシンク器官の関係を調べるために、PETISを用いて光合成によって生産される同化産物の動きを見く予定である。
河地 有木; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 尹 永根; 栗田 圭輔; 石井 陽平*; 島田 浩章*; 藤巻 秀
no journal, ,
放射線計測技術は、生命科学研究における一つの優れた分析技術である。これを用いた生体の生理機能を解析する様々な実験方法が生み出され、植物研究の分野において数多くの成果が生み出されてきた。特に、放射性同位元素を用いて、栄養元素もしくは環境汚染物質が植物体内を移行していく動きを追跡し、その動態を解明する技術は、現在も日々大きな進化を見せている。植物の吸収・移行・蓄積といった多様な物質動態が、様々な外的要因から受ける影響を明らかにすることが、農学上の植物研究の一つの目標となっている。この目標を達成できる強力なツールが放射線イメージング技術である。原子力機構で開発されてきた、「RIを生きた植物体に投与し、そのRIの分布と動きを、放射線計測技術を駆使して可視化する」というコンセプトを実現させた様々な放射線イメージング技術とその応用研究を本発表で紹介する。それぞれの測定原理を概説し、植物研究を目的とした放射線イメージング技術の今後のあるべき姿を展望したい。
