Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
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：0 パーセンタイル：100(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：0Visualizing 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.
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：4 パーセンタイル：25.48(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：84.72(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。
尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 栗田 圭輔; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀
no journal, ,
植物は、根圏と呼ばれる根の周囲数ミリメートルの土壌中に存在する栄養元素を吸収し、利用している。根が直接吸収できる栄養元素は、土壌溶液中に溶解しているもののみであるが、リンや鉄など一部の栄養元素は、そのほとんどが植物が吸収できない難溶性の状態で土壌中に存在している。これらを可溶化するために、根が根圏土壌へ有機酸などを分泌していることはよく知られている。しかし、その制御機構については未だ不明な点が多い。我々は、炭素11(半減期20分)で標識した二酸化炭素(CO)とポジトロンイメージング技術を利用し、根を破壊することなく、光合成産物の根系への転流と有機物等の根圏への分泌を観測することで、根における分泌の制御機構の解明を目指している。本発表では、根が根圏土壌へ分泌した有機物を可視化する技術について述べる。
栗田 圭輔; 河地 有木; 尹 永根; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; 藤巻 秀
no journal, ,
荷電粒子が物質中を通過する際に発せられるチェレンコフ光を用い、植物体内の元素動態をイメージングする方法を開発した。チェレンコフ光は、RIが放出する荷電粒子と植物体内の水との作用で発生する微弱な可視光で、昨今の高感度化・低ノイズ化したイメージセンサを用いれば十分に短時間で撮像できる。また、測定対象が可視光となるため、光学レンズを用いた像の拡大・縮小が容易となり、これを利用した空間分解能の向上が期待できる。チェレンコフイメージング技術を応用した植物実験の有用性を検証するため、F値0.95の明るいレンズを装着した高感度CCDカメラで実証試験を行った。撮像対象として、ベータ線放出核種であるCs-137の点線源の他、4 MBqのCs-137溶液を1週間にわたって根から吸収させたダイズを用いた。直径100
mのCs-137点線源を撮像した結果、画像上のFWHMが220mとなり、従来技術に比べ十分に空間分解能が高いことが示された。またCs-137溶液を吸収させたダイズを用いた結果では、試料に含まれるCs-137由来のチェレンコフ光の撮像に成功し、植物体内の放射性セシウムの高精細な分布画像が得られた。このことは、本提案手法が植物体内の元素動態を高い空間分解能でイメージングできる、有用な技術であることを示している。
栗田 圭輔; 河地 有木; 尹 永根; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; 藤巻 秀
no journal, ,
チェレンコフイメージング技術は、荷電粒子が物質中を通過する際、荷電粒子の速度が物質中での光の速度を超えたときに生じるチェレンコフ光をCCDカメラ等で捉えることで、放射性同位元素(RI)のイメージングを行う手法である。我々はこの技術を用いて、植物体内における放射性セシウム動態をイメージングする技術の開発を行っている。チェレンコフ光は可視光であるため、高エネルギーの
線を直接計測する従来のRIイメージング技術では困難であった、光学レンズを用いた像の拡大・縮小が容易となり、これを利用した空間分解能の向上が期待できる。本報告では、線放出核種であるCs-137を吸収させたろ紙の小片、またはCs-137溶液を経根吸収させたダイズ(
[L.] Merr. cv. Jack)から発せられるチェレンコフ光を、高感度CCDカメラ(ORCA2-ER, 浜松ホトニクス製)で撮像した結果を示し、植物チェレンコフイメージング技術の有用性について議論を行う。
栗田 圭輔; 河地 有木; 尹 永根; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; 藤巻 秀
no journal, ,
植物体内における放射性セシウム動態を定量的に可視化するため、荷電粒子が物質中を通過する際に生じるチェレンコフ光を利用したイメージング手法に着目した。
Csはベータ線放出核種であり、このベータ線によりチェレンコフ光が発生するが、この光は可視光であるため高精細な画像が得られる。また、光学レンズを用いた像の拡大・縮小も容易となることが期待できる。暗環境において高感度CCDカメラを用い、10-2000kBqの放射能の異なる点線源を撮像した結果、放射能に対するチェレンコフ光強度の直線性が確認された。また、5分間の露光時間で10kBqの点線源が十分に結像した。Cs溶液を吸収させたダイズを撮像したところ、試料地上部に含まれるCs由来のチェレンコフ光の撮像に成功した。すなわち、放射性セシウム動態を精細に可視化する植物チェレンコフイメージング技術の実現性が高いことが明らかになった。
尹 永根; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 栗田 圭輔; 中村 卓司*; 信濃 卓郎*; 藤巻 秀
no journal, ,
植物の根は、有機酸等を根圏土壌へ分泌し、土壌から難溶性の栄養元素を獲得する能力を持っている。根系構造の中では、部位によって根の発達ステージや分泌物の材料となる地上部からの光合成産物の転流量、そして根の周囲の養分の可給性や存在量などが異なるはずである。こうした根系の各部位における有機酸等の分泌の制御機構については、未だに不明な点が多い。我々は、COとCOを併用してダブルトレーサ実験を行い、根系各部位における分泌物の分布をCで可視化し、この画像を元に根および根圏土壌に対してCで分泌物などの成分を詳細に分析すれば、根の分泌の制御機構の全容を明らかにできると考えた。そこで本研究では、様々な養分環境下における根系各部位の分泌物の成分分析を行うために、根箱装置内で局所的に切り出しが可能な、土壌に代わりうる栽培資材の検討を試みた。珪砂あるいは寒天培地の根箱で栽培したダイズを対象に撮像実験を行った結果、珪砂に比べて寒天培地のほうが分泌物の量が多く、それぞれに炭素ビーズを混合することによって、分泌物の量が更に上昇することが分かった。
栗田 圭輔; 河地 有木; 尹 永根; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; 藤巻 秀
no journal, ,
植物体内のCs動態を撮像するため、植物チェレンコフイメージング技術を開発した。チェレンコフ光とは、高エネルギーの荷電粒子が物質中を運動する際、粒子がその物質中の光速度よりも速い場合に放出される、微弱な可視光のことである。Csが放出するベータ線は、植物組織中でチェレンコフ光を発生させる。この光は植物体外へと十分に到達でき、これを高感度カメラで撮像することで、Csの植物体内分布を画像として取得できる。この技術の空間分解能と定量性の評価を行うため、Cs点線源を撮像し、得られた画像の解析を行った。その結果、放射能濃度[kBq/mm
]と画像強度[count/pixel/sec]との間に良い直線性を確認し、またサブミリメートルの高い空間分解能を持つことがわかった。さらにCsのダイズ体内分布の撮像にも成功し、本技術の有用性が示された。
栗田 圭輔; 河地 有木; 尹 永根; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 渡部 浩司*; 山本 誠一*; 藤巻 秀
no journal, ,
農作物において、放射性セシウムの吸収・移行といった動態メカニズムを解明することは、Csの収穫部位への蓄積、人体摂取のリスクを低減させる上で非常に重要である。このため、植物体内のCs動態をイメージングする技術の開発が望まれている。しかし、従来の技術でCsのイメージングを行う場合、線の持つ強い透過力により像がぼやけ、非接触計測で得られる空間分解能には物理的な限界があった。そこで我々は、チェレンコフ光を利用したイメージング手法に着目し、放射性セシウム動態研究に有効な植物チェレンコフイメージング技術の開発と、その性能評価を行った。点線源を撮像した結果から、放射能と画像強度との間に、測定の範囲内で良好な直線性が確認できた。さらに、Csを含んだダイズ撮像した結果、CCDカメラを用いてチェレンコフ光を撮像することで、ダイズ植物の地上部・地下部に含まれるCsを画像化できることがわかった。
mutant of Arabidopsis using CO and a positron-emitting tracer imaging system (PETIS)石井 陽平*; 鈴井 伸郎; 尹 永根; 河地 有木; 石井 里美; 栗田 圭輔; 島田 浩章*; 藤巻 秀
no journal, ,
The gene 
(
) is widely distributed in plants. The mutant of rice is known to have decreased expression of genes involved in production of storage starch. In this study, we analyzed the phenotype of mutation in Arabidopsis from the aspect of carbon movement. 20 individuals each of and WT (Col-0) were grown for 21 days. Starch accumulation in the whole plant of mutants was lower than WT. In contrast, the leaf areas and the fresh weights of were larger and heavier than those of WT. We evaluated activity of carbon assimilation and source-to-sink translocation in and WT using CO tracer gas and PETIS, a noninvasive imaging system of radiotracers. As a result, the activity of carbon assimilation per leaf weight did not show difference between and WT; however, the carbon translocation rate from the leaves to sink tissues was lower in than in WT. These results imply the following mechanisms. Biosynthesis of starch in both of the source and sink tissues is decreased by mutation. Sucrose accumulation in the sink tissue reduces the source-to-sink translocation. Excess sucrose in the source tissue causes the leaf expansion.
酒井 卓郎; 飯倉 寛; 松林 政仁; 栗田 圭輔*; 河地 有木*
no journal, ,
オートラジオグラフィ法は、RI等のトレーサーが生体内でどのように分布しているかを可視化する手法として広く利用されている。また、福島第一原子力発電所事故以降、放射性セシウムが広く環境中に拡散し、その移行・集積の過程を観察する手法としても注目されているが、オートラジオグラフィ法は、RIから放出される電離放射線の強度分布をイメージングプレート等で観察するバッジ法であり、経時的な変化を観察することは困難であった。今回、蛍光板と冷却CCDカメラを利用した新たな撮影方法を開発した。放射性セシウム(Cs)からの線の最大エネルギーは、512keV(94.4%), 1176keV(4.6%)であるため、薄い金属箔であれば十分透過することが見込まれる。そのため、蛍光板はアルミ箔の上に蛍光体粉末(ZnS:Ag)を塗布することで製作した。被写体はCsを吸収したダイズの葉であり、線による発光を冷却型CCDカメラにより撮影した。その結果、葉脈に集積したCsをはっきりと画像化できた。本手法は、植物が生息できる環境下での経時的な連続撮影も可能であるため、トレーサーの移行過程を観察することも容易である。
酒井 卓郎; 飯倉 寛; 栗田 圭輔*; 鈴井 伸郎*; 尹 永根*; 石井 里美*; 河地 有木*
no journal, ,
オートラジオグラフィ法は、RIを利用したトレーサーが生体内でどのように分布しているかを可視化する手法として広く利用されている。現在、我々は放射性セシウムの植物体内での動態を観察することを目指して、経時的観察可能なオートラジオグラフィ技術の開発に取り組んでおり、その現状を報告する。被写体からの線を可視光像に変換する蛍光板は、支持枠にアルミ膜を貼り付け、蛍光体粉末(ZnS:Ag)を塗布することで作製した。蛍光体層の厚さは0.4mm、視野は96mm96mmである。光学系・カメラを設置する暗箱はL字型とし、蛍光面はミラーを介して観察、被写体からの線を遮蔽できる構造とした。また、焦点距離500mmの凸レンズを蛍光面との焦点位置に設置し、カメラから臨む蛍光面を無限遠の虚像とする光学系とした。こうすることで、レンズ交換時などのフォーカス調整を簡便に行うことが可能である。蛍光板・カメラを含む測定系全体は、外部から遮光されており、植物育成環境を妨げることなく測定できる。露光時間2分で、十分明るい画像が取得できており、本手法が有効に動作することが確認できた。
