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報告書

$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$Tc溶液の品質検査用分析装置の性能試験,1

鈴木 祐未*; 中野 寛子; 鈴木 善貴; 石田 卓也; 柴田 晃; 加藤 佳明; 川又 一夫; 土谷 邦彦

JAEA-Technology 2015-031, 58 Pages, 2015/11

JAEA-Technology-2015-031.pdf:14.57MB

テクネチウム99m($$^{99m}$$Tc)は、核医学分野で一般的に使用される放射性同位元素である。日本原子力研究開発機構では、材料試験炉(Japan Material Testing Reactor: JMTR)を用いた放射化法((n,$$gamma$$)法)によるモリブデン-99($$^{99}$$Mo)製造に関する開発研究が行われている。一方、2013年10月に「核医学検査薬(テクネチウム製剤)の国産化」として新規プロジェクトがつくば国際戦略総合特区に採択され、JMTRを用いた$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$Tc国産化のための実証試験が計画されている。このため、本プロジェクトの一環として、2014年に新しい設備や分析装置をJMTRホットラボ施設内に整備した。本プロジェクトにおける分析装置整備の一環として、$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$Tc溶液及びその溶液から抽出される$$^{99m}$$Tc溶液等の品質検査のために$$gamma$$-TLCアナライザー及びHPLC用放射線検出器が導入された。これらの分析装置は、$$^{99}$$Mo/$$^{99m}$$Tcの代替核種として$$^{137}$$Cs, $$^{152}$$Euを用いて検出感度, 分解能, 直線性, エネルギー範囲の選択性などの性能確認試験を行った。この結果、これらの分析装置を用いることにより、溶液の品質検査の見通しを得た。本報告書は、それらの性能確認試験結果をまとめたものである。

論文

電子線グラフト繊維を用いた上水用カートリッジフィルター

見上 隆志*; 中野 正憲*; 柴田 卓弥; 瀬古 典明

設備と管理, 47(4), p.95 - 99, 2013/04

福島第一原子力発電所の事故により飛散し、森林や草木に付着した放射性セシウムが、生活用水(上水)などに利用されている井戸水や沢水などの水路へ時間の経過とともに混入することが懸念されている。そこで、極微量で水中に溶存するセシウムを捕捉可能な材料として、ポリエチレン製不織布繊維に、セシウムと親和性の高いリンモリブデン酸基を電子線グラフト重合技術により導入した吸着材(フィルター)を開発した。80Bq/kgのセシウムが検出された井戸水を用いて除去性能評価を行ったところ、開発したフィルターは市販ろ過膜やイオン交換ろ紙で除去できずに残存したセシウムを検出限界以下まで除去することができた。この開発したフィルターを食品衛生法,水道法による監視項目を満たすフィルターに改良して、浄水器に組み込んで供給することが可能になった。

論文

Effectiveness of carbon-ion beams for apoptosis induction in rat primary immature hippocampal neurons

神沼 拓也*; 鈴木 義行*; 白井 克幸*; 水井 利幸*; 野田 真永*; 吉田 由香里*; 舟山 知夫; 高橋 健夫*; 小林 泰彦; 白尾 智明*; et al.

Journal of Radiation Research, 51(6), p.627 - 631, 2010/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:37.34(Biology)

The direct biological effects of radiation, particularly accelerated heavy particle ions, on neurons are not fully known. Hence, the direct effect of carbon-ion beams on immature neurons was investigated by comparing to the effect of X-rays ${it in vitro}$ using primary hippocampal neurons. Primary neurons were prepared from hippocampi of fetal rats at embryonic day 18 from timed pregnant Wistar rats and cultured with Banker's methods. At 7 Days ${it In Vitro}$ (DIV), the cells were irradiated with 140 kV X-ray and 18.3 MeV/amu carbon-ion beams (LET = 108 keV/$$mu$$m). The cells were fixed with 4% paraformaldehyde at 12 hours after irradiation. Then, the cells were treated with terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end labeling (TUNEL) and DAPI staining for measuring the percentage of apoptosis (apoptotic index: AI). AI in sham-irradiated hippocampal neurons was 18%. The value of AI (AIs) of the cells irradiated with X-rays at 10 or 30 Gy were 15% or 23%, respectively. AI in cells irradiated with carbon-ion beams at 1 Gy, 3 Gy, 5 Gy and 10 Gy were 22%, 23%, 24% and 33%, respectively. AI was significantly increased by carbon-ion beams at 10 Gy (p $$<$$ 0.001). The apoptosis of hippocampal neurons increased in a dose-dependent manner following both X-ray and carbon-ion beams irradiation. Carbon-ion beams were about 10-fold more effective than X-rays for apoptosis induction in immature hippocampal neurons.

報告書

中性子照射下高温水中応力腐食割れ試験用き裂進展・発生試験ユニットの技術検討,1(受託研究)

出雲 寛互; 知見 康弘; 石田 卓也; 川又 一夫; 井上 修一; 井手 広史; 斎藤 隆; 伊勢 英夫; 三輪 幸夫; 宇賀地 弘和; et al.

JAEA-Technology 2009-011, 31 Pages, 2009/04

JAEA-Technology-2009-011.pdf:4.38MB

軽水炉の炉内構造材料の照射誘起応力腐食割れ(IASCC)に対する健全性評価においては、照射後試験(PIE)によるデータの拡充が進められている。しかし、実際の炉内でのIASCCは材料と高温高圧水が同時に照射の影響を受ける現象であるため、照射下試験データとの比較によりPIEで取得されたデータの妥当性を確認する必要がある。照射下き裂進展試験において、低照射量領域の中性子照射の影響を適切に評価するためには、破壊力学的な有効性の観点から、従来より大型の試験片に対応できるき裂進展試験ユニットの開発が必要となる。そこで技術検討を行った結果、従来の単軸方式からテコ式に変更することによって、目標荷重を負荷できる見通しが得られた。また、き裂発生試験ユニットに関しては、リニア可変差動トランス(LVDT)を採用するユニット構造を検討し、今後さらに技術検討を進めるべき項目を抽出した。

口頭

Si(110)-16$$times$$2初期酸化過程のリアルタイム光電子分光

山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 長谷川 智*; 後藤 成一*; 中野 卓哉*; 末光 眞希*; 成田 克*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

no journal, , 

放射光光電子分光法を用いてSi(110)-16$$times$$2表面の初期酸化過程を調べた。この表面特有で他の面方位には見られない急激な初期酸化が観察された。O1s光電子スペクトルの解析から、Si-Si結合への酸素の挿入が初期酸化で主要な過程であることがわかった。その急速初期酸化はSi2pのサブピークの減少を伴う課程である。これはペンタゴンペアの優先的な酸化に伴うSi(110)-16$$times$$2表面の再配列を意味している。

口頭

Si(110)-16$$times$$2表面初期酸化過程の放射光光電子分光

富樫 秀晃*; 山本 喜久*; 後藤 成一*; 高橋 裕也*; 中野 卓哉*; 加藤 篤*; 長谷川 智*; 今野 篤史*; 末光 眞希*; 朝岡 秀人; et al.

no journal, , 

本研究では、Si(110)-16$$times$$2清浄表面の酸素ガスによる初期酸化過程を放射光光電子分光法(SR-XPS)によって調べた。SR-XPS測定はSPring-8の原子力機構専用表面化学実験ステーションにて行った。使用した基板はBドープp型Si(110)基板で、抵抗率は8$$Omega$$cmから12$$Omega$$cmである。基板をウェット洗浄処理後に超高真空中で数回1200$$^{circ}$$Cまでフラッシング加熱することにより清浄表面を得た。酸化は酸素圧力10$$^{-6}$$Paから10$$^{-4}$$Pa、基板温度500$$^{circ}$$Cから670$$^{circ}$$Cで行った。同様の酸化条件におけるSi(001)面の酸素吸着曲線に比べて有意に速い初期酸化を示すことがわかった。その急速初期酸化において、Si2pバルク成分のうちSi(110)-16$$times$$2表面の基本構成要素であるペンタゴンペアに関連付けられる成分が著しく減少した。このことから、Si(110)-16$$times$$2表面で見られる急速初期酸化現象は、ペンタゴンペアが優先的に酸化されることで生じたと結論した。

口頭

Si(110)-16$$times$$2表面への水吸着過程のSR-XPS解析

中野 卓也*; 長谷川 智*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 後藤 成一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 末光 眞希*

no journal, , 

Si(110)-CMOSデバイスの作製には高品質な極薄酸化膜作製を始めとする種々の成膜プロセスが必要であるが、Si(110)面上の表面反応の理解は未だ不十分であるため、われわれはSi(110)-16$$times$$2清浄表面上への酸素吸着量の較正を目的に、室温における水吸着過程を放射光光電子分光法(SR-XPS)によって観察した。実験はベース圧力2.0$$times$$10$$^{-8}$$Paの極高真空チャンバで行い、室温に置かれたSi(110)-16$$times$$2清浄表面にヘリウム希釈の水を供給した。水ドーズ量に対するO1sスペクトルのuptakeを測定した。ラングミュアフィットの飽和値が酸素吸着量の0.5MLに対応すると仮定し、清浄表面を室温にて酸素ガス酸化した際の飽和値を求めたところ0.7MLを得た。これはSi(111)室温ドライ酸化の飽和吸着量0.7MLとよく一致する。

口頭

Si(110)-16$$times$$2表面の急速初期酸化現象と表面再配列

富樫 秀晃*; 山本 喜久*; 後藤 成一*; 高橋 裕也*; 中野 卓哉*; 今野 篤史*; 末光 眞希*; 朝岡 秀人; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

no journal, , 

O$$_{2}$$分子によるSi(110)-16$$times$$2清浄表面の初期酸化過程をリアルタイム放射光光電子分光法(SR-XPS)及び走査型トンネル顕微鏡(STM)により観察し、Si(110)初期酸化過程を研究した。SR-XPS実験はSPring-8-BL23SUにて、STM実験はJAEA東海で行った。Si(110)-16$$times$$2表面とSi(001)-2$$times$$1表面の酸素吸着曲線の比較から、Si(110)では急速初期酸化現象が生じることと、Layer-by-Layer成長様式を示すことを見いだした。走査トンネル顕微鏡による「その場」観察の結果、急速初期酸化現象は16$$times$$2再配列構造の構成要素であるペンタゴンペアへの酸素優先吸着に起因すること、占有/非占有状態イメージの比較から、同表面には少なくとも4種類の酸化状態が存在すること、このうちDDサイトと呼ぶ構造は凝集酸化状態であることを明らかにした。

口頭

Metastable chemisorption state of oxygen on Si(110)-16$$times$$2 surface observed by SR-PES

山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 長谷川 智*; 中野 卓哉*; 後藤 成一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 末光 眞希*

no journal, , 

本研究では放射光光電子分光(SR-PES)によって室温でのSi(110)-16$$times$$2表面の酸素分子の吸着を調べた。SR-PES実験はSPring-8のBL23SUの表面化学実験ステーションで行われた。光子エネルギーは334eVであった。実験試料はBドープのp型Si(110)基板である。それらを超高真空中でフラッシュ加熱してクリーニングしてから室温で6.7$$times$$10$$^{-6}$$ Paの酸素ガス雰囲気で酸化した。若干の加熱による表面の原子構造の変化を観測することで、室温酸化Si(110)表面上での準安定酸化状態の存在を確認した。

口頭

SR-PESとSTMによるSi(110)-16$$times$$2表面上準安定酸化状態の観察

山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 後藤 成一*; 高橋 裕也*; 中野 卓哉*; 加藤 篤*; 長谷川 智*; 今野 篤史*; 末光 眞希*; 吉越 章隆; et al.

no journal, , 

われわれはSi(110)表面の室温初期酸化過程とその極薄酸化膜の熱的安定性を放射光光電子分光(SR-PES),走査トンネル顕微鏡(STM)により調査した。SR-PES実験の結果、Si(110)室温酸化のごく初期では局所的に酸素が凝集した準安定な構造が形成されることがわかった。この酸化表面を573Kで15分加熱すると、Si2pスペクトルの高次酸化成分Si$$^{3+}$$, Si$$^{4+}$$は増大したが、低次酸化状態Si$$^{2+}$$は減少した。これは酸化膜に存在する歪んだ準安定酸化構造が加熱によって緩和され、より安定な高次酸化構造に変化したためである。さらに、室温酸化表面で観察された準安定構造が加熱によってさらに安定なクラスタ構造に変化することをSTMによって直接観察した。

口頭

Real-time monitoring of initial oxidation of Si(110)-16$$times$$2 surface by Si 2p photoemission spectroscopy

山本 喜久*; 富樫 秀晃*; 加藤 篤*; 長谷川 智*; 後藤 成一*; 中野 卓哉*; 末光 眞希*; 成田 克*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

no journal, , 

Si(110)-16$$times$$2清浄表面の初期酸化過程をリアルタイム放射光光電子分光により調査した。その結果、Si2pスペクトルの表面成分の一つであるアルファピークが酸素の導入直後に減少することが確認され、これはSi(110)表面に特徴的な急速初期酸化に関連している可能性がある。最近の報告によれば、この成分は表面第1層及び第2層Si原子に起因するとされている。またSiサブオキサイド成分の時間発展を調査したところ、酸素導入直後でもSi$$^{3+}$$成分がかなりの強度を持っており、Si(001)面の初期酸化とは異なる振舞いを見せることがわかった。

口頭

SR-PESとSTMによるSi(110)-16$$times$$2室温酸化表面上の準安定状態の観察

富樫 秀晃*; 山本 喜久*; 後藤 成一*; 高橋 裕也*; 中野 卓哉*; 今野 篤史*; 末光 眞希*; 朝岡 秀人; 吉越 章隆; 寺岡 有殿

no journal, , 

室温で酸素吸着させたSi(110)-16$$times$$2表面と熱処理した表面を、リアルタイム放射光・光電子分光法(SR-PES)、及び、走査型トンネル顕微鏡(STM)により観察し、Si(110)室温酸素吸着表面の熱的安定性を明らかにした。室温で10Lの酸素に暴露したSi(110)表面を573Kで15分間加熱すると、Si$$^{2+}$$及びSi$$^{3+}$$成分のピーク位置がそれぞれ0.20eV, 0.12eV高エネルギー側にシフトし、熱酸化膜の位置に近づいた。このような振る舞いはSi酸化に伴うSi-O-Si結合角やSi-O結合長の変化によるものである。Si(110)表面のSTM観察では、酸素分子の吸着構造が加熱によって凝集酸化構造に変化することが見いだされた。これらSR-PESとSTMの結果から、Si(110)-16$$times$$2表面上の酸素分子吸着構造は準安定状態であり、加熱によってより安定な凝集酸化構造に変化することが明らかになった。

口頭

水素終端Si(110)表面UV/O$$_{3}$$酸化過程のXPS解析

中野 卓哉*; 富樫 秀晃*; 松本 光正*; 山本 喜久*; 鈴木 康*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 末光 眞希*

no journal, , 

水素終端Si(110)面の室温UV/O$$_{3}$$酸化時における酸化膜の時間発展を放射光光電子分光法によって観察し、水素終端Si(110)表面に固有の酸化機構を見いだした。HF処理により水素終端させたSi(110)面に、大気下で低圧水銀ランプによるUV光(253.7, 184.9nm)を照射して表面を酸化した。UV/O$$_{3}$$照射時間に対する酸化膜厚の時間発展はステップ的挙動を示し、そのステップ幅は約0.2nmであった。これはSi(110)面の酸化膜厚1層分(0.19nm)にほぼ等しい。(110)面内のSi原子には鎖状に密に結合するAボンドと上下のAボンド鎖を膜厚方向に疎に結合するBボンドがある。ステップ的酸化挙動は酸化歪の小さいBボンド酸化がAボンド酸化に比べて大きな反応速度を持つと考えることで理解可能である。

口頭

放射線加工技術を利用した金属捕集材料の開発

中野 正憲*; 村木 慎作*; 西野 徹*; 近石 尚樹*; 見上 隆志*; 柴田 卓弥; 保科 宏行; 佐伯 誠一; 植木 悠二; 笠井 昇; et al.

no journal, , 

機能化材料として繊維を母材とした素材を活用するため、放射線グラフト重合により水中に溶存する金属イオンを捕集可能な材料を開発した研究内容について講演する。本発表では、半導体製作時に使用するエッチング液などに微量で溶存するナトリウムやアルミニウムを高速に捕集することを可能にしたことで、KURANGRAFTという商標で液体フィルターを実用化した例の紹介をする。また、原子力発電所事故以降に飛散したセシウムを捕集可能な材料を高度化させて製作した家庭用浄水器(KuranCsair)についても紹介をする。

口頭

Development for high-performance irradiation tests and PIE techniques with research/testing reactors

土谷 邦彦; 武内 伴照; 大塚 紀彰; 柴田 裕司; 中野 寛子; 石田 卓也; 上原 聡明; 山本 圭一; 斎藤 隆; 中村 仁一; et al.

no journal, , 

JMTRは供用開始から幅広い分野で活用され、様々な照射技術を蓄積してきた。最近、精度の向上や温度、中性子束制御、環境などの照射環境の制御が要求されている。特に、再稼働後、軽水炉の安全対策高度化、原子力基盤研究、産業利用の分野で期待されている。これらの照射試験にあたり、放射線モニター(SPNDやSPGD)、各種センサー、作動トランスなどの炉内計測機器の開発が行われている。また、放射化法によるMo-99製造技術開発も進められている。一方、新たにFIB, TEMなどの照射後試験装置がJMTRホットラボに整備された。本シンポジウムでは、新たな照射試験及び照射後試験技術に関する開発の現状について紹介する。

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