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高梨 美咲*; 日高 僚太*; 大久保 亘太*; 増村 拓朗*; 土山 聡宏*; 諸岡 聡; 前田 拓也*; 中村 修一*; 植森 龍治*
ISIJ International, 65(9), p.1384 - 1393, 2025/08
被引用回数：1 パーセンタイル：23.34(Metallurgy & Metallurgical Engineering)This study investigates the strengthening mechanism of ausforming in martensitic steels, focusing on the role of dislocation inheritance from austenite. By analyzing Fe-5%Mn-C alloys, the researchers quantified dislocation densities before and after ausforming and examined how carbon content affects hardening. Results show that both hardness and dislocation density of ausformed martensite increase with greater deformation in austenite and higher carbon content. The findings support that ausforming strengthens martensite through dislocation accumulation, consistent with the Bailey-Hirsch relationship. 
neutron diffraction revealed that dislocation inheritance occurs only in steels with sufficient carbon, while additional dislocations are introduced during martensitic transformation.
高梨 美咲*; 日高 僚太*; 大久保 亘太*; 増村 拓朗*; 土山 聡宏*; 諸岡 聡; 前田 拓也*; 中村 修一*; 植森 龍治*
鉄と鋼, 111(9), p.503 - 513, 2025/06
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Metallurgy & Metallurgical Engineering)The strengthening mechanism of ausforming in martensitic steels is believed to be due to the inheritance of dislocations in austenite by the subsequently transformed martensite. However, no studies to date have quantified the dislocation density before and after ausforming. In this study, the dislocation densities of Fe-5%Mn-C alloys were analyzed, and the relationship between hardening by ausforming and dislocation accumulation, as well as the effect of carbon on this relationship, were investigated. The hardness of ausformed martensite increased with the ausforming reduction in austenite, and the strengthening effect of ausforming increased with the addition of carbon. Similarly, the dislocation density of ausformed martensite increased with the ausforming reduction in austenite, and the dislocation accumulation by ausforming increased with the addition of carbon. Because the hardness of the ausformed martensite follows the Bailey-Hirsch relationship, the strengthening mechanism owing to ausforming could be explained by dislocation strengthening. To understand the dislocation accumulation process during ausforming, the dislocation density of austenite immediately after ausforming was measured by in-situ heating neutron diffraction. Consequently, the dislocation density of the ausformed austenite was not dependent on the carbon content, indicating that dislocations are not inherited in carbon-free steels. By contrast, in steels with sufficient carbon content, not only are dislocations inherited but additional dislocations are introduced during martensitic transformation.
小山 真一; 池内 宏知; 三次 岳志; 前田 宏治; 佐々木 新治; 大西 貴士; Tsai, T.-H.; 高野 公秀; 深谷 洋行; 中村 聡志; et al.
廃炉・汚染水・処理水対策事業事務局ホームページ(インターネット), 216 Pages, 2023/11
令和3年度及び4年度に原子力機構が補助事業者となって実施した令和3年度開始「廃炉・汚染水対策事業費補助金に係る補助事業(燃料デブリの性状把握のための分析・推定技術の開発(燃料デブリの分析精度の向上、熱挙動の推定及び簡易分析のための技術開発))」の成果概要を最終報告として取りまとめた。本報告資料は、廃炉・汚染水・処理水対策事業事務局ウェブサイトにて公開される。
榊 泰直; 西内 満美子; 前田 祥太; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; Pikuz, T. A.; Faenov, A.*; 小倉 浩一; 深見 智代; 松川 兼也*; et al.
Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02A705_1 - 02A705_4, 2014/02
被引用回数：2 パーセンタイル：9.80(Instruments & Instrumentation)高強度レーザーとプラズマの相互作用によるイオン発生において、電子特性の計測は不可欠である。そのため、様々な計測手法が提案されているが、今回我々は、光核中性子反応による中性子を計測することで、精度よく電子特性の計測を行う新規性の高い手法を提案する。この手法は、イオン加速エネルギー計測と共にピークパワー1
10
W/cm
のJ-KARENレーザーによって実証された。イオン加速エネルギーと本手法による計測結果は極めて相関をもつことがわかり、改良を重ねて行けば非常に良い計測器になり得ることがわかった。
余語 覚文; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 前田 拓也*; 榊 泰直; 堀 利彦*; 小倉 浩一; 西内 満美子; 手島 昭樹*; 西村 博明*; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 50(10), p.106401_1 - 106401_7, 2011/10
被引用回数：8 パーセンタイル：32.48(Physics, Applied)To investigate the radiobiological effects of high dose rates that are attributed to high current, short bunch beam generation with laser-dreven ion acceleration, we have developed an experimental setup that uses laser-accelerated protons. 
human lung cancer cells: A549 pulmonary adenocarcinoma are irradiated with a laser-accelerated proton bunches with a duration of 
s and flux of 
cm
s
, amounting to single bunch absorbed dose at the 1 Gy level. The double-strand break (DSB) yield in cell DNA is analyzed for the laser-accelerated proton beam at an average LET of 41 keV/
m.
余語 覚文; 前田 拓也; 堀 利彦; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; Bolton, P.; 村上 昌雄*; 河西 俊一; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 653(1), p.189 - 192, 2011/10
被引用回数：9 パーセンタイル：53.13(Instruments & Instrumentation)We report on the development of quasi-monoenergetic proton irradiation system driven by laser and its application to radiobiological studies. Protons accelerated by 
W/cm
laser pulses are energy-selected by quadruple-dipole magnets (QDM) and delivered with an energy peak at 2.25 MeV and energy spread of 0.66 MeV on the full width at half maximum (FWHM). Cell survival ratio is measured with a colony formation assay for 
cell samples from human salivary grand tumor (HSG cells) after the proton irradiation up to 8 Gy with successive bunches having a dose rate of 
Gy/s. We report on the results of RBE (relative biological effectiveness) measurement, which is the first one for laser-accelerated ions.
余語 覚文; 前田 拓也*; 堀 利彦*; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; Bolton, P.; 村上 昌雄*; 河西 俊一*; et al.
Proceedings of SPIE Europe Optics + Optoelectronics 2011, Vol.8079, 8 Pages, 2011/04
Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the 
W/cm level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is 
Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be 
using protons with a linear energy transfer of 
keV/m.
余語 覚文; 前田 拓也; 堀 利彦; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; et al.
Applied Physics Letters, 98(5), p.053701_1 - 053701_3, 2011/02
被引用回数：109 パーセンタイル：94.22(Physics, Applied)Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the W/cm level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be using protons with a linear energy transfer of 17.1 keV/m.
榊 泰直; 西内 満美子; 堀 利彦; Bolton, P. R.; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 織茂 聡; 近藤 公伯; et al.
Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.312 - 315, 2010/08
原子力機構・関西光科学研究所(関西研)では、文部科学省の「先端融合領域イノベーション創出拠点の形成プロジェクト」に採択され、平成19年度より「レーザー駆動型粒子線治療装置」の実用化を目指している。このプロジェクトは、高強度・短パルスのレーザーによる、従来のRF加速よりも高い100GeV/mという電界勾配を利用した加速手法にて、既存のシンクロトロン型粒子線治療装置を小型化するというものである。そこでレーザー駆動型粒子線に対して、これまで単体性能試験が行われた位相回転空洞,PMQ及び偏向電磁石を組合せたプロトタイプビーム輸送系を開発し、PARMILAを用いて空間電荷効果評価を行い装置の標準設計手法の確立を目指した。
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 13(7), p.071304_1 - 071304_7, 2010/07
被引用回数：27 パーセンタイル：78.89(Physics, Nuclear)1.9MeVレーザー駆動陽子線のビームライン中に伝送した。ビームラインは、PMQ, RF cavity,monochrometerからなり、伝送の様子をPARMILAのシミュレーションによって再現した。このような試みは世界初のことである。ビームラインの最終端において、6nsのバンチ幅を道、5%のエネルギースプレッドを持つビームが10%の効率で検出された。この様子はPARMILAにより再現でき、PARMILAコードがレーザー駆動陽子線のビームラインの構築に使用できることを証明した。
余語 覚文; 前田 拓也; 佐藤 克俊; 錦野 将元; 西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 織茂 聡; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.91 - 93, 2010/05
Laser-acceleration of ions has been suggested as a potential basis for technology that is alternative to conventional accelerators for ion beam radiotherapy (IBRT). To investigate the effects of high dose rates that are attributed to high current, short bunch irradiation we have developed an experimental setup that uses laser-accelerated protons. In-vitro human lung cancer cells: A549 pulmonary adenocarcinoma are irradiated with laser-accelerated proton bunches with a duration of s and flux of 
cms, amounting to single bunch absorbed dose at the 1 Gy level. The double-strand break (DSB) yield in cell DNA is analyzed using the phosphorylated histone H2AX immunostaining method.
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P. R.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.88 - 90, 2010/05
レーザー駆動陽子線の研究の発展により、加速器の小型化が期待されるようになってきている。ここでは、日本原子力研究開発機構、関西光科学研究所内のPMRCセンターにおけるレーザー駆動陽子線加速器開発の現状について述べる。われわれは、医療用のレーザー駆動陽子線加速器開発の一環として、レーザー駆動陽子線のトランスポートラインを構築し、伝送実験を行った。
石田 公一; 前田 茂貴; 佐井川 拓也*; 枡井 智彦*
JNC TN9400 2002-005, 68 Pages, 2002/03
JNC-TN9400-2002-005.pdf:2.14MB
高速実験炉「常陽」においては、原子炉構造材料等の健全性を確認・監視するためのサーベイランス試験を実施しており、原子炉容器材、炉心支持板材等の試験片をサーベイランスリグ内に装荷し、原子炉内で継続照射している。サーベイセンス試験結果の評価においては、材料強度特性に影響を及ぼす中性子照射量が重要なパラメータである。中性子照射量は 2次元輸送計算コードDORTによる遮蔽計算の結果を用いて評価を行っているが、その評価精度、サーベイランス試験条件を確認する目的で、 MK-II炉心第34
35サイクルにおいて、ドシメータ、グラジェントモニタを充填したサーベイランス試験条件評価集合体(SVIR)を「常陽」の炉内に装荷し、照射した。照射後取出したSVIRドシメータ、グラジェントモニタの評価結果とそれに基づく原子炉構造材サーベイランス試験照射条件及び実機位置の中性子照射量の評価を行い、以下の知見が得られた。1)サーベイランス試験片各装荷位置の中性子照射量を明らかにした。もっとも照射量が大きい反射体位置(第9,10列)の中性子照射量は、現時点で2.7X10の22乗n/c㎡(E
0.1MeV) である。2)原子炉構造材サーベイランス試験片装荷装置が、実機位置より加速照射条件となる環境であることを確認した。3)原子炉容器及び「常陽」寿命時の中性子照射量を求めた。・原子炉容器の中性子照射量は、現時点:3.12X10の19乗n/c㎡(E0.1MeV) 、「常陽」寿命時:4.83X10の19乗n/c㎡(E0.1MeV)である。・炉心支持板の中性子照射量は現時点:9.38X10の20乗n/c㎡(E0.1MeV) 、「常陽」寿命時:2.31X10の21乗n/c㎡(E0.1MeV)である。
前田 茂貴; 佐井川 拓也*; 青山 卓史
JNC TN9410 2001-005, 219 Pages, 2001/03
JNC-TN9410-2001-005.pdf:4.92MB
原子炉の燃料・材料開発のための照射試験では、スペクトル情報を含む中性子照射量を精度よく把握することが重要であり、高速実験炉「常陽」では、核計算と実測の両面から解析評価している。核計算では、炉心領域については3次元拡散理論に基づく炉心管理計算、これより外側の反射体等の領域については輸送計算コードを併用して評価している。一方、実測については、放射化箔の反応率実測値を用いてスペクトルアジャストメントにより中性子照射量を評価している。照射条件評価では、実測ベースの中性子照射量に基づいて核計算値を補正している。両者の比は、燃料領域で約1.05であるが、反射体領域では1.11.5であり、燃料領域から離れるに従って、実測による精度確保が有効かつ重要である。本報告書では、高速炉ドシメトリー技術の集大成として、多重放射化箔法に基づく中性子照射量評価法を概説し、「常陽」MK-II炉心で実施された各種試験及びサーベイランス試験における中性子照射量について、実測ベースでの評価結果を述べるとともに、代表的な照射場の特徴を述べる。また、炉心管理計算値との比較により、炉心管理計算の精度についても言及する。
前田 拓也; 余語 覚文; 出水 祐介*; 堀 利彦; 榊 泰直; 巴 悠介*; 近藤 公伯; 村上 昌雄*
no journal, ,
The Hyogo Ion Beam Medical Center (HIBMC) was established in May 2001, a leading project of the "Hyogo Cancer Strategy". As its major characteristic, both proton and carbon ion beams can be generated. The accelerator is a synchrotron that can accelerate proton and carbon ion beams at a maximum of 230 and 320 MeV/u, respectively. Three irradiation rooms installed with 45
, horizontal/vertical, and horizontal fixed ports can be used for carbon ion radiation biological experiment and therapy. Moreover laser technology to accelerate particle beam therapy, by Japan Atomic Energy Agency (JAEA) advances development now aim to bring innovation to transform conventional treatment, and spread the particle beam therapy, taking advantage of the performance of particle beam therapy, proton therapy equipment laser driven activities are designed to achieve for clinical application to. We have so far, X-ray, proton, and carbon ion beam lines, the laser-driven proton ion beam, has been examined from the standpoint of comparative molecular cell biology of cancer cells to radiation effects. So far, considering the differences in the types of cytostatic effect and the effect of DNA cleavage and on the relevance of apoptosis studies in each lines irradiated cancer cells. In this presentation we reports on the difference of the irradiation effect in X-rays, the proton beam, and the carbon ion beam to the human cancer cell, and it applies on the focus to survival rate after the X-ray, synchrotron proton beam, the synchrotron carbon ion beam, and the laser driven proton is irradiated.
Bolton, P. R.; 阿部 光幸*; 赤城 卓*; Nuesslin, F.*; 堀 利彦; 岩下 芳久*; 河西 俊一; 近藤 公伯; 前田 拓也; Molls, M.*; et al.
no journal, ,
The rapid advancement of high power laser technology combined with laser-accelerated ion yields from intense laser-plasma interactions sustains a strong interest in the development of integrated laser-driven ion accelerator systems (ILDIAS) that can be used for laser-driven ion beam radiotherapy (L-IBRT). A prime motivation is the promise of significantly reduced size and cost that would afford much greater patient access. Bunch duration of several nanoseconds and high peak current (with a low duty factor) make laser-driven ion irradiation unique. En route to a compact laser-driven "clinical" radiotherapeutic facility it is essential to develop multipurpose "preclinical" or test beamlines that can be used for (1) testing suitable transport optics, diagnostics and control instrumentation, (2) medical and radiobiological studies at the cellular level and in tissue to validate the radiobiological effectiveness of laser-driven ion beam radiotherapy and (3) applications to nonmedical science and technology. Preclinical and clinical beamline development calls for delivering proton energies near 50 MeV and at least 80 MeV respectively with beam energy spread and dose accuracy at one to few percent levels. Control instrumentation and diagnostics capable of single bunch resolution at required repetition rates will be essential to verify and optimize ILDIAS machine performance and capability. In the context of L-IBRT we will discuss the ILDIAS concept as well as beam delivery and instrumentation requirements.
余語 覚文; 前田 拓也*; 堀 利彦*; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; 匂坂 明人; Bolton, P.; 村上 昌雄*; 近藤 公伯
no journal, ,
Human cancer cells are irradiated by laser-driven quasi-monoenergetic protons. Laser pulse intensities at the 510
-W/cm level provide the source and acceleration field for protons that are subsequently transported by four energy-selective dipole magnets. The transport line delivers 2.25 MeV protons with an energy spread of 0.66 MeV and a bunch duration of 20 ns. The survival fraction of in-vitro cells from a human salivary gland tumor is measured with a colony formation assay following proton irradiation at dose levels up to 8 Gy, for which the single bunch does rate is 1 10
Gy/s and the effective dose rate is 0.2 Gy/s for 1-Hz repetition of irradiation. Relative biological effectiveness at the 10% survival fraction is measured to be 1.20
0.11 using protons with a linear energy transfer of 17.12.8 keV/m.
榊 泰直; 西内 満美子; 堀 利彦; 近藤 公伯; 小倉 浩一; 余語 覚文; 匂坂 明人; 織茂 聡; 森 道昭; 反保 元伸; et al.
no journal, ,
原子力機構では、JSTプログラム「先端融合領域イノベーション創出拠点の形成」の支援を受け、レーザー駆動型粒子線治療器を早期に商用化レベルまで実現するべく研究開発拠点を確立している。粒子線治療器の早期実現には、レーザー駆動型イオン生成のエネルギーを医療応用可能なレベルまで向上させる必要性が最も最優先されることではあるが、この治療器が先行するシンクロトロン型治療器の市場の中に入り込むためにはレーザー駆動型イオンの特性が活かせる治療系の開発も並行して進めていかねばならない。そこでわれわれは、原子力機構J-KARENレーザーを用いて、2.0MeV陽子線プロトタイプ輸送系を構築し、レーザー駆動型陽子線の輸送特性計測及び解析を行った。
余語 覚文; 堀 利彦*; 榊 泰直; 小倉 浩一; 西内 満美子; Bolton, P.; 近藤 公伯; 前田 拓也*
no journal, ,
レーザー駆動による生物実験装置を開発し、短時間幅・高ピーク電流の陽子線を照射した場合の放射線影響を評価した。エネルギー2MeVの陽子線をピーク線量率110
Gy/s(=0.2Gy/20ns)でヒトがん細胞(HSG)に照射し、細胞生存率に関するRBEを測定した結果を報告する。
桐山 博光; 森 道昭; 下村 拓也; 中井 善基*; 田上 学*; 笹尾 一*; 近藤 修司; 金沢 修平; 越智 義浩; 田中 桃子; et al.
no journal, ,
原子力機構で開発している高強度レーザーについて、招待講演として報告する。まず、フェムト秒超高強度OPCPA/Ti:sapphireハイブリッドレーザーシステムについて報告する。本レーザーシステムにおける構成、及びペタワット(PW)級へのエネルギー増幅特性について紹介する。高い時間・空間エネルギー集中性を得るための光パラメトリックチャープパルス増幅技術や低温冷却技術,空間回折光学素子技術などの新規技術開発についても詳細に発表する。併せて、高強度レーザーの小型化,高繰り返し化を目指し、開発を進めているYb:YAGレーザーシステムについても同様に詳しい動作特性を報告する。
