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論文

Observation of field-induced single-ion magnetic anisotropy in a multiorbital Kondo alloy (Lu,Yb)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$

北澤 崇文; 池田 陽一*; 榊原 俊郎*; 松尾 晶*; 清水 悠晴*; 徳永 陽; 芳賀 芳範; 金道 浩一*; 南部 雄亮*; 池内 和彦*; et al.

Physical Review B, 108(8), p.085105_1 - 085105_7, 2023/08

We demonstrate field-induced single-ion magnetic anisotropy resulting from the multiorbital Kondo effect on diluted ytterbium alloy (Lu$$_{1-x}$$Yb$$_x$$)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$. Single-ion anisotropic metamagnetic behavior is revealed in low-temperature regions where the local Fermi-liquid state is formed. Specific heat, low-field magnetic susceptibility, and resistivity indicate reproduction of the ground-state properties by the SU($$N$$ = 8) Kondo model with a relatively large $$c$$-$$f$$ hybridization of $$T_{rm K}$$ = 60.9 K. Dynamical susceptibility measurements on YbRh$$_2$$Zn$$_{20}$$ support realizing multiorbital Kondo ground state in (Lu$$_{1-x}$$Yb$$_x$$)Rh$$_2$$Zn$$_{20}$$. The single-ion magnetic anisotropy becomes evident above $$sim$$5 T, which is lower than the isotropic Kondo crossover field of 22.7 T, verifying blurred low-lying crystal field states through the multiorbital Kondo effect.

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

ウンシュウミカンにおけるイオンビーム照射用試料調整方法の検討

松尾 洋一*; 長谷 純宏; 竹下 大樹*; 納富 麻子*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 111, 2015/03

中生ウンシュウミカンは、多胚性種子のために交雑育種による品種改良には多数の制約がある。このため新品種の開発は、雑種実生による品種改良は少なく、枝変わりもしくは珠心胚実生の中から突然変異個体を選抜している。通常の珠心胚実生の選抜試験では、特定の形質を得ることは困難であるため、イオンビーム照射を実施した珠心胚実生より突然変異個体を効率的に誘発するために、品種毎に試料の前処理方法を検討した。前処理方法として、実生の胚軸及び根部を切断してプラ壺へ移植する方法、ならびに組織の切断部位を少なくするために胚軸部のみを切断し、スチロールケースに配置して根部は水分を含ませた支持体で固定する方法の2通りを試験した。イオンビーム照射後の再分化率を比較した結果、前者の方法の方が再分化率が高いことがわかった。

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.

論文

Development of ion beam breeding technology in plants and creation of useful plant resources

長谷 純宏; 野澤 樹; 浅見 逸夫*; 田之頭 優樹*; 松尾 洋一*; 金澤 章*; 本多 和茂*; 鳴海 一成*

JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 102, 2014/03

This study is aimed to develop ion beam breeding technology and useful plant resources. In the cooperative research with Aichi prefecture, 4 lines of chrysanthemum mutant, which have characteristic petals in a whole part of the flower head, were obtained from about 1,500 regenerated plants. The trial growing of one of the mutant lines was received well and further characterization will be performed. We also focus on improvement of trees and functional ingredients in crops because little knowledge has been accumulated in this area. We are developing the ion beam breeding technology in Citrus plants as a model for trees. The cut surfaces of hypocotyls were exposed to carbon ions and the regenerated plants were grown. There was a large difference in radiation sensitivity among 7 kinds of commercial varieties. The regeneration rate after 10 Gy irradiation was more than 90% in "Kawano-Natsudaidai" but was less than 10% in Trifoliate orange. Mutant plants with shorter internode were successfully obtained in "Imamura-unshu". In the cooperative research with Hokkaido University, soybean mutants with altered ingredients, such as isoflavones, proteins, fatty acids and starch, were obtained.

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

Development of ion beam breeding technology in plants and creation of useful plant resources

長谷 純宏; 野澤 樹; 岡田 智行*; 浅見 逸夫*; 長谷 健*; 松尾 洋一*; 金澤 章*; 本多 和茂*; 鳴海 一成

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 95, 2013/01

This study is aimed to develop ion beam breeding technology and useful plant resources. In particular, our current research is focused on the step-wise improvement of traits in flower and ornamental plants. We also focus on improvement of trees and functional ingredients in crops because little knowledge has been accumulated in this area. Here, we describe recent progress made in these studies.

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

Development of ion beam breeding technology in plants and creation of useful plant resources

長谷 純宏; 野澤 樹; 岡田 智行*; 浅見 逸夫*; 長谷 健*; 松尾 洋一*; 金澤 章*; 本多 和茂*; 鳴海 一成

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 100, 2012/01

The purpose of this study is to develop ion beam breeding technology and to create useful plant resources. In particular, our current research is focused on the step-wise improvement of traits in flower and ornamental plants. We also focus on improvement of trees and functional ingredients in crops because little knowledge has been accumulated in this area. Here, we describe recent progress made in these studies.

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

柑橘における重イオンビーム照射の影響

松尾 洋一*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 吉原 亮平; 鳴海 一成

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 66, 2011/01

本研究では、柑橘類に320MeV炭素イオンビームを照射し、放射線感受性の程度を調査した。温州ミカンのカルスに照射した場合の再分化率は品種によってばらつきが見られた。再分化率の結果から、川田早生については2から4Gy、今村温州については4Gyが適正線量であると考えられた。カラタチ種子に照射した場合の発芽率は、12Gyで70%以上、16Gyでは50%以下となった。急激に発芽率が低下する直前が適正線量と考えられるため、次回試験では12Gyから16Gyの間で照射試験を実施する予定である。

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

柑橘における重イオンビーム照射の影響

松尾 洋一*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 吉原 亮平; 鳴海 一成

JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 76, 2009/12

柑橘類に320MeV炭素イオンビームを照射し、放射線感受性の程度を調査した。供試品種は、キャリゾシトレンジ,ニンポーキンカン,福原オレンジ,川野ナツダイダイ,シークワーサーを用いた。各品種とも、前回のユズへの照射を基準に照射を実施した。再分化率は各品種によりバラつきが見られた。キャリゾシトレンジでは、照射線量が2Gyを超えると再生率が60%以下になるが、ニンポーキンカンでは8Gyまではほぼ80%程度以上再分化した。福原オレンジでは、ユズとほぼ同様に、4Gyまでは80%以上の再分化率を示した。川野ナツダイダイは、今回調査した5品種の中で一番イオンビームに感受性が低く、8Gyまでは90%以上の個体が再分化した。シークワーサーでは、各線量区とも再分化率が低く、条件の再検討を行う必要があると思われた。

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