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論文

Gapless spin liquid in a square-kagome lattice antiferromagnet

藤原 理賀*; 森田 克洋*; Mole, R.*; 満田 節生*; 遠山 貴巳*; 矢野 真一郎*; Yu, D.*; 曽田 繁利*; 桑井 智彦*; 幸田 章宏*; et al.

Nature Communications (Internet), 11(1), p.3429_1 - 3429_7, 2020/07

 被引用回数:8 パーセンタイル:81.73(Multidisciplinary Sciences)

Observation of a quantum spin liquid (QSL) state is one of the most important goals in condensed-matter physics, as well as the development of new spintronic devices that support next-generation industries. The QSL in two-dimensional quantum spin systems is expected to be due to geometrical magnetic frustration, and thus a kagome-based lattice is the most probable playground for QSL. Here, we report the first experimental results of the QSL state on a square-kagome quantum antiferromagnet, KCu$$_6$$AlBiO$$_4$$(SO$$_4$$)$$_5$$Cl. Comprehensive experimental studies via magnetic susceptibility, magnetisation, heat capacity, muon spin relaxation, and inelastic neutron scattering measurements reveal the formation of a gapless QSL at very low temperatures close to the ground state. The QSL behavior cannot be explained fully by a frustrated Heisenberg model with nearest-neighbor exchange interactions, providing a theoretical challenge to unveil the nature of the QSL state.

論文

Evaluation of DNA lesions induced by high-let ion beams using quantitative polymerase chain reaction

松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 104, 2016/02

本研究では出芽酵母S288cを材料として定量的ポリメラーゼ連鎖反応(qPCR)を用いてDNA損傷量の評価を試みた。0.1から10Gyの炭素イオンを照射したゲノムDNAを用い、PCRよってURA3遺伝子領域を増幅した。線量の増加に伴ってPCRによるDNA増幅は抑制された。以前の研究からURA3遺伝子領域内で変異が起こりやすいことが示唆された領域とそれ以外の領域の損傷量において、今回の試験では有意な差はなかったことから、抽出したDNAに対する照射では、損傷量は異ならないことが確認された。

論文

Molecular analysis of heavy ion induced mutations in budding yeast ${it S. cerevisiae}$

松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 119, 2015/03

高LETのイオンビームによる突然変異誘発の分子機構を明らかにするために、出芽酵母(${it Saccharomyces cerevisiae}$)を材料として研究を行ってきた。これまでに、LETの増加に伴って致死率および${it URA3}$遺伝子の突然変異率が上昇する傾向があること、ならびに突然変異の分布としてヌクレオソーム構造のリンカーDNAにおいて局所的に突然変異が誘発されることを示唆する結果を報告した。ここでは、突然変異が誘発される部位がヌクレオソーム構造に関係があるという仮説を検証するために、野生株と異なるヌクレオソーム構造の${it URA3}$遺伝子を持つ組換え株を作成し、突然変異誘発スペクトルを分析した。野生株での突然変異の位置と、ヌクレオソーム構造が異なる株での${it URA3}$遺伝子の突然変異位置には相違があり、突然変異が生じる位置がヌクレオソーム構造に依存することが示唆された。

論文

Molecular analysis of heavy ion induced mutations in budding yeast ${it S. cerevisiae}$

松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 野澤 樹; 鳴海 一成*; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 112, 2014/03

To investigate the nature of mutations induced by accelerated ions in eukaryotic cells, the effects of carbon-ion irradiation were compared with those of $$gamma$$-ray irradiation in the budding yeast ${it Saccharomyces cerevisiae}$. Previous studies suggested that the mutation sites induced by carbon ions were localized near the linker regions of nucleosomes, whereas mutations induced by $$gamma$$ rays were located uniformly throughout the gene. We hypothesized that the locus of mutations might be related to the nucleosome structure. To confirm this hypothesis, we examined the mutation spectrum in the ${it URA3}$ gene with the altered nucleosome structure. It is likely that sites of mutations occurred in the ${it URA3}$ with altered nucleosome structure is inconsistent with those in the wild type. We will further accumulate the data to examine the above hypothesis.

報告書

高速炉における放射性腐食生成物(CP)のナトリウム中移行挙動評価のための解析手法の調査

松尾 陽一郎; 佐々木 新治

JAEA-Review 2013-007, 46 Pages, 2013/05

JAEA-Review-2013-007.pdf:4.68MB

放射性腐食生成物(CP)は、燃料破損事象のないナトリウム冷却の高速炉での、メンテナンス作業等での個人放射線被ばくの主要な要因となる。既存のCP移行挙動解析コードにて使用される解析モデルを評価するために、高速実験炉「常陽」やナトリウムの試験ループにおけるCP沈着に関する過去の報告を調査した。「常陽」で照射された燃料被覆管の外表面のSEM画像から、CPを含む粒子が沈着している証拠が得られた。しかしながら、従来のCP移行挙動解析コードはナトリウム中の粒子の挙動を解析するモデルを含んでいない。さらに、従来のCP移行挙動解析コードの解析では、CP沈着速度に関する補正係数を必要とする。この補正係数は、運転経験を有する原子炉での測定値に基づいて決定されなければならない。測定値を有しない原子炉での正確な予測が難しいことは、注目すべき課題である。本レビューでは、高速炉におけるCP移行挙動の調査に基づく解析手法の改良について論ずる。

論文

DNA damage evaluation system of the high-LET ion beam using the polymerase chain reaction

松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 野澤 樹; 鳴海 一成; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 105, 2013/01

We have been studying ion beam-induced mutations in budding yeast S288c (${it RAD}$ $$^{+}$$) as a model of eukaryote cell. We report a new method to evaluate DNA lesions caused by high-LET radiation using the polymerase chain reaction (PCR). PCR is one of the most reliable methods for detecting DNA damage as the amplification stops at the site of the damage. In this study, the 804-bp region of ${it URA3}$ gene was amplified by PCR reaction using a specific oligonucleotide primer set. The PCR device adopted was an Eco Real-Time PCR System (Illumina). The percentage of undamaged template DNA was tended to decrease with an increase in absorbed dose of radiation. The higher LET radiations resulted in the higher rate of decrease in undamaged template DNA. This result suggests that different types of lesions are produced on DNA depending on the LET value of radiations.

論文

Simulation of radioactive corrosion product in primary cooling system of Japanese sodium-cooled fast breeder reactor

松尾 陽一郎; 宮原 信哉; 泉 佳伸*

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 6(1), p.6 - 17, 2012/03

放射性腐食生成物(CP)は、燃料破損のないFBRプラントでのメンテナンス時の個人放射被ばくの主要な原因となる。高速増殖炉の放射線管理区域での作業者の被ばく量の推定のための技術を確立するために、Program SYstem for Corrosion Hazard Evaluation code「PSYCHE」が開発された。われわれは、従来のPSYCHEの解析モデルに、Particleモデルを追加した。本論文では、Particleモデルを追加した改良PSYCHEコードを用い、「常陽」を対象としたCP沈着・移行計算を行った。CP移行・沈着量のC/E値(計算値/実験でに観測された値)は、Particleモデルを導入したPSYCHEによって改善した。

論文

Fundamental study on molecular mechanism underlying repair of heavy-ion induced DNA damage in the ${it Saccharomyces cerevisiae}$

松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 野澤 樹; 鳴海 一成; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 108, 2012/01

We have been studying ion-beam induced mutations in the budding yeast as a model of eukaryote cell. Yeast cells were irradiated with 220 MeV carbon ions with 107 keV/$$mu$$m LET. The survival rates following irradiation were determined on the basis of colony-forming ability. ${it rad50}$ and ${it rad52}$ strains showed hyper sensitivity, while the ${it ogg1}$ and ${it msh2}$ strains showed relatively lower sensitivity to the carbon ion irradiation. The expression of ${it RAD50}$ gene was up-regulated following carbon ion irradiation but not $$gamma$$ rays. This difference may result from the repair pathway that operates in mutant strains.

論文

「もんじゅ」定格運転での1次冷却系の放射線被ばく線量の予測解析

松尾 陽一郎; 長谷川 正憲; 前川 嘉治; 宮原 信哉

保健物理, 46(4), p.304 - 313, 2011/12

放射性腐食生成物(CP)は、燃料破損事故がない場合の液体金属冷却型高速増殖炉(LMFBR)でのメンテナンス時の個人被曝の主な要因である。プラント要員のための放射線被ばく量評価の技術を確立するために「DORE」は開発された。DOREは、PSYCHEコードとQADコードによって構成される。「もんじゅ」の1次冷却系の各々のCP沈着密度は、PSYCHEを用いて計算された。また、QAD-CGGP2Rコードは、「もんじゅ」で1次冷却系室の線量率計算に適用された。原子炉運転後約20年で、空間線量率は2-3mSv/hで飽和すること、またIHXとコールドレグ配管付近で4mSv/hに達することが見積もられた。IHXやコールドレグでの主な放射線源は$$^{54}$$Mnであると推定されるが、$$^{60}$$Coについてはホットレグ領域で約23%を占めることが予想された。

論文

Proposed method of the modeling and simulation of corrosion product behavior in the primary cooling system of fast breeder reactors

松尾 陽一郎; 宮原 信哉; 泉 佳伸*

Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/10

放射線作業従事者のために放射線被ばく量評価の手法を確立するために、溶解-析出モデルに基づくPSYCHEコードが開発されている。溶解-析出モデルによるCP移行挙動計算は、補正係数を必要としている。補正係数は、運転経験を持つ原子炉での実測値をもとに決定する必要がある。すなわち、実測データのない炉型については正確な予測ができないという課題がある。われわれは、補正係数の使用にかわるものとして、粒子状での移行を考慮することを提案した。本研究では、粒子状で移行するCPについてモデル化を行い、高速増殖炉「もんじゅ」での1次冷却系におけるCP移行挙動計算に適用した。CP移行挙動計算結果から、粒子状CPモデルを従来の溶解-析出モデルと併用することで、CP移行及び放射線被ばく量の評価に適用できる見通しを得た。

論文

Molecular analysis of carbon ion induced mutations in yeast ${it Saccharomyces cerevisiae}$ cells

清水 喜久雄*; 松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 坂本 綾子; 鳴海 一成

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 79, 2011/01

To elucidate the molecular mechanism of mutagenesis caused by ion beam irradiation in yeast, two mutant strains ${it ogg1}$ and ${it msh2}$ which are deficient in mismatch repair mechanisms were used to measure mutation spectra. Several hot spots were found in the ${it ogg1}$ mutant, while mutations in the ${it msh2}$ mutant were distributed evenly for base substitution except one hot spot at position 345. These results suggest that the incorporation of damaged nucleotides was not uniform in yeast cells.

論文

Transport of radioactive corrosion products in primary system of sodium-cooled fast breeder reactor "MONJU"

松尾 陽一郎; 長谷川 正憲; 前川 嘉治; 宮原 信哉

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 5(1), p.96 - 107, 2011/01

放射性腐食生成物(CP)は、燃料破損を伴わないFBRプラントでの補修作業時の個人放射線被曝の主要な原因となる。CPは燃料被覆材と燃料集合体などの炉心領域で生成し、ナトリウム主流によって主冷却系へ移行し、主要な配管と構造物の壁面に沈着する。"PSYCHE"プログラムシステムは、作業員の放射線被ばく量の抑制技術を確立することを目的として開発された。このPSYCHEコードは溶出-沈着モデルに基づいている。「もんじゅ」の主要な冷却系でのCP密度はPSYCHEを用いて計算された。「もんじゅ」における計算から、20年間の運転で、$$^{54}$$Mnの沈着量は$$^{60}$$Coと比較して約7倍多いと予測された。特に$$^{54}$$Mnの沈着は、主ポンプとコールドレグに分布し、一方で$$^{60}$$Coは主ポンプだけでなくホットレグにも沈着する傾向が予測された。「もんじゅ」の一次冷却系の$$^{54}$$Mnと$$^{60}$$Coの分布結果は、「常陽」での測定結果の分布の傾向に一致した。

論文

Prediction of radioactive corrosion product transfer in primary systems of Japanese prototype fast breeder reactor Monju

松尾 陽一郎; 長谷川 正憲; 前川 嘉治; 宮原 信哉

Proceedings of 18th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-18) (CD-ROM), 8 Pages, 2010/05

放射性腐食生成物(CP)は、燃料破損を伴わないFBRプラントでの補修作業時の個人放射線被曝の主要な原因となる。CPは燃料被覆材と燃料集合体などの炉心領域で生成し、ナトリウム流によって主冷却系へ移行し、主要な配管と構造物の壁面に沈着する。"PSYCHE"プログラムシステムは、作業員の放射線被ばく量の抑制技術を確立することを目的として開発された。このPSYCHEコードは溶出-沈着モデルに基づいている。また、「もんじゅ」の主要な冷却系でのCP密度及び線量率はPSYCHEとQAD-CGコードを用いて推定された。

論文

Molecular analysis of carbon ion induced mutations in the yeast ${it ogg1}$ and ${it msh2}$ mutants

松尾 陽一郎*; 西嶋 茂宏*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 坂本 綾子; 鳴海 一成; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 75, 2009/12

本研究では、真核生物の一種である出芽酵母の野生株、塩基除去修復が不活性であるogg1株及びミスマッチ修復が不活性であるmsh2株を用いて、炭素イオンビーム照射で誘発される突然変異について、URA3遺伝子の突然変異を検出する5-FOAによる選択系で、変異スペクトルの解析を行った。その結果、野生株及びogg1株ともに塩基置換の頻度が高く、特にogg1株では変異のすべてが塩基置換であった。また、msh2株では、一塩基欠失が全体の突然変異の大部分を占め、その中でもGC to TAのトランスバージョン変異が多く誘発されることが確認された。これらの結果から、8-oxoGの生成がイオンビームに起因する突然変異をおもに誘導し、OGG1及びMSH2遺伝子が遺伝子の安定性に強く貢献していることが示唆された。

論文

Conceptual design for Japan Sodium-cooled Fast Reactor, 4; Developmental study of steel plate reinforced concrete containment vessel for JSFR

根岸 和生; 細谷 拓三郎; 佐藤 健一郎*; 杣木 孝裕*; 松尾 一平*; 清水 克祐*

Proceedings of 2009 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '09) (CD-ROM), p.9418_1 - 9418_7, 2009/05

ナトリウム冷却高速増殖炉の経済性向上を目的として、鋼板コンクリート構造格納容器(SCCV)の開発研究を行っている。本研究では、SC造による建屋構造や建設方法とともに、高速炉へ適用するための設計条件について検討を行った。また過酷事象時におけるSCCVの成立性を見通すために、高温下で曲げ試験を行う等の部材特性把握試験を実施した。この報告では、試験計画とともに試験の結果の一部を示す。

論文

Study on molecular mechanism of high-LET carbon ion beam induced mutations in ${it S. cerevisiae}$

松尾 陽一郎*; 西嶋 茂宏*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 鳴海 一成; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 60, 2008/11

本研究は、真核生物のモデル生物である出芽酵母${it Saccharomyces cerevisiae}$を用いて、イオンビームで生じる突然変異誘発の分子機構を解明することを目的とする。今回、野生株とDNAグリコシラーゼ活性の欠損によって8オキソデオキシグアニン(8-oxodG)を除去できない${it ogg1}$変異株を用いて、5-フルオロオロト酸耐性を指標として取得した${it ura3}$変異体を解析し、高LET炭素イオンビームによって生じる8-oxodGの突然変異誘発性を調べた。${it ogg1}$変異株の100Gy照射での${it ura3}$変異の出現頻度は野生株の2倍であった。野生株では${it ura3}$遺伝子に起こった突然変異のうちG$$rightarrow$$T塩基置換が全体の41%を占めていたのに対して、${it ogg1}$変異株ではG$$rightarrow$$T塩基置換が全体の70%を占めていた。野生株では塩基置換のほかに挿入変異や欠損変異が認められたのに対して、${it ogg1}$変異株では挿入変異や欠損変異が認められなかった。

論文

Study of molecular mechanism of carbon ion beam induced mutations in the ${it Saccharomyces cerevisiae}$

松尾 陽一郎*; 西嶋 茂宏*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 横田 裕一郎; 鳴海 一成; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 86, 2008/03

放射線による突然変異生成プロセスには、DNA修復機構が大きく関与すると考えられている。特に重粒子線照射の場合、相同組換えや非相同末端結合反応による二本鎖切断修復の関与が大きいと考えられる。そこで本研究では、野生株及び二本鎖切断修復機構を欠損した株(${it rad50, rad52}$)を用い、高LETの重粒子線による分子レベルでの損傷を、相同組換え,非相同末端結合反応それぞれ独立に調べることで、突然変異誘発の過程をクロマチン損傷と修復経路の観点から明らかにすることを目的とした。変異位置並びにヌクレオソームマッピングのデータと比較した結果、野性株ではリンカーDNA領域に局所的に突然変異が誘発されていた。一方、二本鎖切断修復欠損株${it rad50}$株及び${it rad52}$株では、変異はヒストンタンパクと結合した領域で特異的に生成した。このことは修復メカニズムの差異によって固定される変異が異なるということを示している。

論文

Induction of thornless yuzu mutant by heavy ion beam irradiation

松尾 洋一*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 鳴海 一成; 大藪 榮興*

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 79, 2008/03

ユズは樹体に長いトゲが発生するため、栽培管理上障害となっている。さらに、トゲによる刺し傷はキズ果や腐敗果の発生など果実の商品性を低下させる。そこで、ユズ実生の胚軸断面からシュートを再生させる培養系に重イオンビームを照射しトゲ消失変異体の作出を試みた。今回はシュート再生率などを指標とした照射条件や変異体作出に最適な線量の検討を行うとともに、再生シュートを育成し、トゲ消失変異個体を得たので報告する。各線量区とも200個体前後に照射を実施した結果、2Gy区で完全無刺個体を獲得することができた。また、トゲの発生がほとんど見られない個体は1Gyを除き各線量とも出現した。これらの個体以外に、初期生育が緩慢で判断がつかない個体もあったため、ラフレモン等に寄せ接ぎを実施し確認を急ぎたい。

論文

Hexafluoro complex of rutherfordium in mixed HF/HNO$$_{3}$$ solutions

豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; 浅井 雅人; 秋山 和彦*; 後藤 真一*; 石井 康雄; 西中 一朗; 佐藤 哲也; 永目 諭一郎; et al.

Radiochimica Acta, 96(3), p.125 - 134, 2008/03

 被引用回数:27 パーセンタイル:86.74(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O,5n)$$^{261}$$Rf反応により104番元素ラザホージウム(Rf)を生成し、陰イオンフッ化物錯体の形成を陰イオン交換法を用いて調べた。フッ化物イオン濃度0.0005-0.013MでRfヘキサフルオロ錯体[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$が形成することを初めて明らかにした。[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$の形成は同族元素Zr, Hfのヘキサフルオロ錯体と著しく異なり、[RfF$$_{6}$$]$$^{2-}$$の錯形成定数は同族元素Zr, Hfの錯形成定数より少なくとも一桁小さいことを明らかにした。

論文

Study of molecular mechanism of ion beam induced mutations in the ${it Saccharomyces cerevisiae}$

松尾 陽一郎*; 西島 茂宏*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 田中 淳; 清水 喜久雄*

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 76, 2007/02

本研究では、高等生物のモデル系として出芽酵母を用い、イオンビームによる突然変異誘発の特徴について分子レベルでの解析を行った。イオンビームによる野生型の突然変異頻度は、炭素イオン100Gy照射で最も高く、自然突然変異と比べて168.5倍であった。変異の種類は、GCからTAのトランスバージョン変異が最も多く見られた。イオンビームでは、$$gamma$$線照射では確認できない変異のホットスポットが見られ、約170塩基対の間隔でDNA配列上に分布していた。このことから、変異ホットスポットとゲノムの高次構造との関係が示唆された。

54 件中 1件目~20件目を表示