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論文

Measurement of the angular distribution of $$gamma$$-rays after neutron capture by $$^{139}$$La for a T-violation search

奥平 琢也; 清水 裕彦*; 北口 雅暁*; 広田 克也*; Haddock, C. C.*; 伊藤 維久也*; 山本 知樹*; 遠藤 駿典*; 石崎 貢平*; 佐藤 匠*; et al.

EPJ Web of Conferences, 219, p.09001_1 - 09001_6, 2019/12

原子核が熱外中性子を共鳴吸収する反応において、弱い相互作用起因のパリティ対称性の破れが核子間相互作用の最大10$$^{6}$$倍増幅される現象が観測されている。この反応では時間反転対称性の破れにも同様の増幅効果があることが理論的に予言されており、全く新しい手法で未知の時間反転対称性の破れを世界最高感度で探索できる可能性がある。しかし、その増幅率は全ての核種で未知であり、この手法がもつ可能性を具体的に議論できていなかった。本研究ではJ-PARC, MLF, BL04のGe検出器群を用いて、$$^{139}$$La(n,$$gamma$$)反応の角度分布測定を行い、世界で初めて$$^{139}$$Laで時間反転対称性の破れの増幅率を求めることに成功した。この結果を用いて、実験に必要な測定時間を見積もると、偏極率40%のLa核偏極技術、偏極率70%, 79atm・cmの$$^3$$He Spin Filterを用意すれば、1.4日の測定で世界最高感度で時間反転対称性の破れ探索実験が可能であることが判明した。現在原子力機構では高性能な$$^3$$He Spin Filterの開発を行なっており、本発表では$$gamma$$線の角度分布測定の結果、及び共用ビームラインに適用するための$$^3$$He Spin Filterの開発の現状について発表する。

論文

Development of multi-colored neutron talbot-lau interferometer with absorption grating fabricated by imprinting method of metallic glass

關 義親; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 矢代 航*; 百生 敦*; 加藤 宏祐*; 加藤 秀実*; Sadeghilaridjani, M.*; 大竹 淑恵*; 鬼柳 善明*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(4), p.044001_1 - 044001_5, 2017/03

 被引用回数:12 パーセンタイル:20.61(Physics, Multidisciplinary)

パルス中性子源において効率的な位相イメージングを行うために、複数波長で機能する多色Talbot-Lau干渉計を設計・開発した。J-PARC物質・生命科学実験施設のエネルギー分解型中性子イメージング装置「螺鈿」において、中心波長0.25, 0.50, 0.75nmそれぞれに由来する異なるビジビリティーのモアレ縞を同一セットアップで確認することで、その動作原理の実証を行った。さらに、入射波長の波長分解能を18%から50%まで変化させながら、モアレ縞のビジビリティーの減衰を測定し、高波長分解能が実現できるパルスビームの利点を示した。さらに、中心波長0.5nmを用いて、アルミニウム、鉛、銅のロッドをテストサンプルとしたイメージングも行い、吸収像に加えて、境界がエンハンスされた微分位相像、ビジビリティー像も取得することに成功した。この干渉計では、アナライザー用吸収格子の製作方法として、初めて金属ガラスのインプリント法を採用した。中心波長でのモアレ縞のコントラストは68%と良好であり、従来のガドリニウムの斜め蒸着法を用いた格子と比較すると、形状の精密なコントロールが可能である。

論文

Experimental evaluation of neutron absorption grating fabricated by oblique evaporation of gadolinium for phase imaging

關 義親; 篠原 武尚; 上野 若菜; Parker, J. D.*; 佐本 哲雄*; 矢代 航*; 百生 敦*

Physics Procedia, 88, p.217 - 223, 2017/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:1.54

Talbot-Lau interferometry with three gratings is a powerful imaging method which produces a radiography image, a differential phase imaging, and a visibility contrast image at one measurement. We develop a new neutron Talbot-Lau interferometer at "RADEN" beam line on the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). Since the alignment condition of Talbot-Lau interferometer allows use of several wavelengths at the same setup of gratings, we can carry out wavelength-resolved phase contrast imaging with time-of-flight measurement. This method utilizes intensive beam of spallation neutron source with avoidance of chromatic aberration at the sample, and gives more detailed sample information depending on wavelength. We have successfully performed Talbot-Lau imaging for several types of metal rods with wavelengths of 2.5, 5.0 and 7.5 A.

論文

Breeding of stress-tolerant variety series in ornamentals by ion beam irradiation

岡村 正愛*; 百瀬 眞幸*; 渡辺 さとみ*; 清水 明*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 田中 淳

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 82, 2007/02

イオンビーム育種により育成された優良品種「ビームチェリー」では、さまざまな色や形の変異体が誘導された。これらの中から安定した形質を示した変異体について、DNA量と遺伝子変化を調査した。別の花色変異個体のDNA量は親品種と同じか0.5%未満減であるのに対し、「ビームチェリー」シリーズでは+1%であり、別品種シリーズとかなり異なることがわかった。葡萄性ペチュニア系統の種子への炭素イオンビーム照射からは、さまざまな花色変異個体が得られた。イオンビームの最適線量は30から40Gyであった。これらの変異体は、親品種の耐雨性及び耐暑性を保持しており、イオンビーム育種はストレス耐性を持った各種花色品種シリーズの育成に有効であると考えられた。

論文

Advances of mutagenesis in flowers and their industrialization

岡村 正愛*; 田中 淳; 百瀬 眞幸*; 梅本 直行*; Silva, J.*; 戸栗 敏博*

Floriculture, Ornamental and Plant Biotechnology; Advances and Topical Issues, Vol.1, p.619 - 628, 2006/00

初のバイオ・材料専用施設であるイオン照射研究施設(TIARA)が原子力機構(旧日本原子力研究所)に設置されたのに伴い、世界に先駆けて植物へのイオンビーム照射による突然変異誘発の特徴解析が進められた。その結果、モデル材料であるシロイヌナズナに炭素イオンビームを照射した場合、誘発突然変異率は$$gamma$$線などに比べて平均17倍誘発率が高く、誘発される変異は逆位や転座などの大きな構造変化が生じやすいという特徴を見いだした。また、キクやカーネーションなどへの照射では、$$gamma$$線などでは得られなかったような新しい花色や花型の変異が高頻度で誘発され、イオンビームは誘発する変異スペクトルも広いことがわかった。特に、キリンビール植物開発研究所の岡村らは、「ビタル」の葉片培養系に炭素イオンビームを照射したのち、その再分化したカーネーションの花色を調査した。対照実験として、変異原として最もよく用いられるエチルメタンスルフォン酸(EMS)や$$gamma$$線などが用いられた。チェリー色から異なった単一色への変異では、EMSや$$gamma$$線では、薄桃, 桃や赤色への変異を誘発するのに対して、炭素イオンではサーモンや黄, クリームなど、さまざまの花色変異が誘発された。一方、花形については、$$gamma$$線で花弁が剣弁から丸弁状になったものがわずかに得られたが、多くは炭素イオンで丸弁やナデシコ形花弁などの変異が誘発された。またその変異も、例えば、剣弁, やや剣弁, やや丸弁, 丸弁、などと連続した変異が得られた。さらに、非常に珍しい「バラ咲き」様の花形などの作出にも成功し、文字通り、色とりどり、形とりどりのカーネーション品種が育成された。その他、トランスポゾンによる花の育種に関する研究事例も紹介する。

口頭

イオンビーム育種によるストレス耐性品種シリーズの育成

岡村 正愛*; 百瀬 眞幸*; 渡辺 さとみ*; 田中 淳; 長谷 純宏

no journal, , 

イオンビームによる突然変異を利用し、病害抵抗性に優れる,花持ちが良い,茎質が改善されるなど新しい形質を付与したカーネーション品種シリーズを育成している。新品種「ビームチェリー」は、新品種である「ビタル」の耐病性,花持ち,生産性を受け継ぎ、さらに暑い時期に茎が柔らかくなる点が改良され、花が丸弁化したものである。また、イオン照射により得られた花色のバリエーションである、赤,濃桃,桃,白桃バイカラー,白桃ストライプ,黄,丸弁,ナデシコ弁などについてDNA量や遺伝子の変化を調査した結果、黄色では、トランスポゾンdTdic1の葉や花での挙動が新品種と異なり、DNA量も約4%低下していたため、大規模な染色体変化が起きていると考えられた。これらの研究を通じて、イオンビーム育種が短期間に花色・花形などをシリーズ化するのに有効であること、また、ストレス耐性を付与・強化するのに有効であることが示された。

口頭

Flower breeding by quantum beam technology and their commercialization

岡村 正愛*; 百瀬 眞幸*; 梅基 直行*; 戸栗 敏博*; 田中 淳; 長谷 純宏; 山口 博康*; 森下 敏和*

no journal, , 

本発表では、量子ビーム技術を利用した花卉園芸品種の作出について紹介する。われわれはこれまで、イオンビームをカーネーション等の花卉育種へ利用し、イオンビーム照射が$$gamma$$線に比べて変異スペクトルが広く、新しい花色や花形のカーネーションを作出できることを明らかにした。また、ガクの形状,茎表面のワックス並びに脇芽の数といった栽培上有用な形質を付与できることも明らかになった。この技術を利用して世界的競争力のある新品種を作り出すことに成功し、ヨーロッパを中心に既に販売が開始されている。加えて、これまで明確なデータがなかった$$gamma$$線の緩照射について調査した結果、$$gamma$$線の急照射に比べて変異スペクトルが広がることがわかった。緩照射は照射に時間がかかるものの新しい変異を得る有効な方法の1つであると言える。さらに、花色がオレンジ色から黄色に変化した変異体では、DFR(dihydroflavanol 4-reductase)遺伝子へのトランスポゾンの挿入が関与していることが明らかになり、放射線によってトランスポゾンが活性化され変異を生み出す可能性が示唆された。

口頭

Radiation protection feature and research at Tokai reprocessing plant

百瀬 琢麿; 遠藤 邦明; 伊東 康久; 山下 朋之; 並木 篤; 眞田 幸尚; 秋山 聖光; 武石 稔; 田子 格; 古田 定昭

no journal, , 

原子力機構の核燃料サイクル工学研究所では日本で最初の再処理工場が1977年から運転されてきた。再処理施設における全般的な放射線管理は、連続モニタリングやサンプリング手法による作業環境の監視により行われている。連続モニタとしては、$$gamma$$線,中性子線,空気中$$alpha$$$$beta$$放射能のためのモニタが無用な被ばくを防止するため集中監視システムとして設置されている。また、再処理施設からの排気・排水については規制値を遵守するため、連続測定やサンプリング測定により確認している。さらに、施設からの公衆と環境の影響を評価するため、周辺環境における監視が行われてきた。この発表では再処理施設における放射線防護の特徴と最近の研究開発の取り組みについて紹介する。

口頭

再処理工場における放射線管理の経験; プロセス溶液分析用グローブボックスの解体作業

塩谷 聡; 平山 努*; 江橋 勤; 並木 篤; 百瀬 琢麿

no journal, , 

現在、東海再処理施設では、高経年化対策として施設内の設備の更新作業を行っている。施設内の機器は長年の運転により、放射性物質による汚染のレベルが高いため、機器の取扱いには汚染拡大防止や被ばく防護措置を図ることが重要である。本稿では、再処理工場の工程管理や安全確保等を目的としたプロセス溶液の分析によって汚染されたグローブボックス解体時のプルトニウム等の$$alpha$$線放出核種による内部被ばく防止に重点をおいた放射線管理について報告する。

口頭

東海再処理施設における手部被ばく管理,2; 管理の考え方

塩谷 聡; 作山 光広*; 安達 康敬*; 佐藤 健一郎*; 眞田 幸尚; 並木 篤; 百瀬 琢麿

no journal, , 

東海再処理施設では、セル内などの高放射線作業環境で保守作業等を行っている。これらの作業は高放射性物質が付着した機器等を手作業で取扱うことがあるため、$$gamma$$線と同様に$$beta$$線の等価線量(手部)の被ばく管理が重要となる。これまで$$beta$$線の手部被ばく管理における計画線量は、(1)作業対象物の$$beta$$線線量率の測定結果、(2)作業時間と作業回数、(3)距離による実測減衰率、(4)過去の同種作業結果から得られた被ばく実績、をもとに推定し、過度の被ばくが予想される場合は、防護装備として鉛含有防護手袋を装着することにより手部被ばくの低減を図ってきた。本報告では防護装備の最適化に向け、各種防護装備について実試料及び標準線源を用いた試験を行い、減衰ファクターを求めた。

口頭

福島県住民を対象としたホールボディカウンタ測定

中川 貴博; 高田 千恵; 金井 克太; 村山 卓; 宮内 英明; 鈴木 武彦; 佐藤 義高; 永崎 博子; 今橋 淳史; 磯崎 航平; et al.

no journal, , 

福島県からの委託により、平成23年7月11日からホールボディーカウンタによる福島県住民の内部被ばく測定を実施している。評価対象核種は、$$^{134}$$Cs及び$$^{137}$$Csである。測定対象年齢は4歳以上とし、4歳未満の場合は、事故時に避難行動が同じであった家族等を測定した。平成23年7月11日$$sim$$平成24年1月31日の期間(フェーズ1)は、最初に放射性物質の放出があった平成23年3月12日に吸入摂取をしたと仮定し、預託実効線量を評価した。フェーズ1における測定者数は9,927人で、線量は最大で3mSvであった。成人の$$^{134}$$Csと$$^{137}$$Csの全身残留量の相関関係には、強い相関が見られ、この分布の平均的な比は1.31であった。この比は、環境中への放出量と半減期から推定される値とよく一致した。なお、$$^{131}$$Iが検出された例はなかった。なお、平成24年2月1日から実施している日常的な摂取での線量評価(フェーズ2)の実績については、発表当日に報告する。

口頭

RADENにおけるパルス中性子位相イメージング開発

關 義親; 篠原 武尚; 上野 若菜; Seeghilaridjani, M.*; 加藤 秀実*; 佐本 哲雄*; 矢代 航*; 百生 敦*

no journal, , 

3枚の回折格子からなるTalbot-Lau干渉計を用いたイメージング法では、サンプルによって引き起こされる波動の微小な変化をモアレ縞から読み解く。特にモアレ縞の位相変化からは、サンプルを弱位相物体とみなしたときの微分位相情報が得られ、従来の吸収コントラスト像では識別が困難であった構造も明瞭に可視化することができる。われわれはJ-PARC物質・生命科学実験施設BL22に設置されたエネルギー分析型イメージング装置RADENにおいてTalbot-Lau干渉計を利用した中性子イメージング法の高度化を進めている。パルスビームで波長分解測定を行うと、サンプルでの色収差に起因する位相誤差を回避しつつ積分強度が利用できるので、連続ビームの場合と比較して位相決定精度の向上が図れる。さらに、位相シフトの波長依存性に着目した解析を行うと、大きな位相変化に対しても2$$pi$$の不定性なく一意にシフト量を決定できるため、測定レンジが拡大される。また、偏極ビームを用いると、磁場有感型のTalbot-Lau干渉イメージングも可能になる。これまでに視野2 cm角の干渉計を開発し、金属ロッド等をテストサンプルとして波長分解型および偏極型位相イメージングの実証実験を行った。

口頭

Gd基金属ガラスを用いた中性子位相イメージング用吸収格子の製作

上野 若菜; 篠原 武尚; 關 義親; 甲斐 哲也; Parker, J. D.*; Sadeghilaridjani, M.*; 加藤 秀実*; 矢代 航*; 百生 敦*

no journal, , 

3枚の回折および吸収格子から構成されるTalbot-Lau干渉計を用いた中性子位相イメージングでは、物質透過後の中性子の位相変化を利用し、従来の吸収コントラストと比較して高感度なイメージングが可能となるが、その撮像サイズや画質は、吸収格子の面積、および格子の製作精度により制限される。本研究では、中性子吸収断面積が極めて大きいGdを主成分とする金属ガラスのインプリント技術と、その型になるSiウエハの微細加工とを組み合わせて、干渉計に使用する吸収格子を製作した。インプリント技術では、型の形状がそのままガラスに転写されるため、その製作精度が重要である。また、上質な画像を得るための格子の周期と高さはミクロンオーダーでかつ高アスペクト比である。そこで型は、フォトリソグラフィおよびシリコン深堀エッチング(Deep-RIE)により製作した。今回、中性子吸収格子として、2cm角の周期9$$mu$$m、高さ30$$mu$$mのGd基金属ガラス格子を製作したので報告する。

口頭

Neutron Talbot-Lau interferometry at pulsed neutron imaging system "RADEN" in J-PARC

關 義親; 篠原 武尚; 上野 若菜; Parker, J. D.*; 矢代 航*; 百生 敦*

no journal, , 

We develop new measurement and analysis methods for neutron Talbot-Lau interferometry at "RADEN" in J-PARC MLF by mainly utilizing property of pulsed beams for precise and efficient imaging. As high-precision processing technique for grating fabrication, imprinting method of metallic glass was adopted, and achieved an analyzer grating which works in the wide wavelength range. These techniques will also promote the widespread use of Talbot-Lau interferometry even at compact neutron sources.

口頭

Talbot-Lau干渉計による中性子位相イメージング技術の開発

關 義親; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 日野 正裕*; 佐本 哲雄*; 矢代 航*; 百生 敦*

no journal, , 

3枚の格子からなるTalbot-Lau干渉計を用いたイメージングでは、サンプルによって引き起こされる中性子波の吸収・屈折・小角散乱の効果を、干渉縞の平均強度・位相・ビジビリティーの変化からそれぞれ可視化することができる。われわれはJ-PARC物質・生命科学実験施設BL22に設置されているエネルギー分析型イメージング装置RADENにおいて、パルスビームおよび偏極ビームを活用した中性子位相イメージング技術の開発を進めている。大強度パルスビームで波長分解測定を行うと、位相変化の波長分散を抑えた高統計・高コントラストの微分位相イメージを得ることができる。また、偏極ビームを適用すると磁気ポテンシャル有感型の位相イメージングを行うことができる。さらに、中性子位相イメージング技術の国内中性子源での普及・展開に向けて、可搬型測定システムを構築し、京大複合原子力科学研究所CN-3ビームラインにおいて実証実験を開始した。本講演では、開発状況をこれまでに行った電磁鋼板、合金サンプル等の測定結果とともに報告し、今後の計画を述べる。

口頭

Development of direct-type alpha dust monitor for in-situ measurement of airborne concentration during fuel debris retrieval and decommissioning of nuclear fuel cycle facilities

坪田 陽一; 本田 文弥; 中川 貴博; 川崎 位; 池田 篤史; 玉熊 佑紀*; 床次 眞司*; 百瀬 琢麿

no journal, , 

福島第一原子力発電所における燃料デブリの本格取り出し時や核燃料サイクル施設の廃止措置においては、大量の放射性微粒子、特に$$alpha$$粒子の飛散が想定される。従来型の1チャンネルのSi半導体と捕集ろ紙を用いた$$alpha$$線用ダストモニタでは計数率上限が高くないことや、ろ紙への捕集であるためその場の空気中濃度の算出が困難である等の課題があった。本件では前述の課題解決を目指し、捕集ろ紙を使わず、扁平型流路を流れるエアロゾルからの$$alpha$$線をシンチレータと多チャンネル光電子増倍管にて直接計測するダストモニタを設計し、試作した。同試作機のU$$_{3}$$O$$_{8}$$線源に対する検出効率は約80.8%であり、約3MBqの$$^{241}$$Am線源を用いた試験においては20Mcpm以上での測定が可能であった。従来型のSSBDを用いたダストモニタの10倍以上の高計数率でも動作することが確認された。ラドンチャンバーを用いた試験において空気中の$$alpha$$核種の濃度変化にスムーズに追従することを確認した。

口頭

New designs of Talbot-Lau interferometer at pulsed neutron imaging system RADEN in J-PARC

關 義親; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 佐本 哲雄*; 矢代 航*; 百生 敦*

no journal, , 

We have studied the effective design of the neutron Talbot-Lau interferometer on the premise of the wavelength-resolved measurement. Based on this study, several sets of gratings have been developed for the RADEN beam line in J-PARC MLF. The performances of interferometers have been evaluated and compared with the case of using continuous beams.

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