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論文

Development of the training tools for nuclear security; Physical Protection Exercise Field (PPEF) and Virtual Reality (VR) training system

川太 徳夫; 若林 修二; 花井 祐; 山口 康雄; 野中 信之; Scharmer, C.*

Proceedings of International Conference on Nuclear Security; Enhancing Global Efforts (CD-ROM), 10 Pages, 2014/03

原子力機構のISCNは、2010年4月にワシントン核セキュリティサミットで示された日本の声明を実現するべく、アジアの新興原子力発電国での核セキュリティを強化するために、効果的なトレーニングを提供している。これらの活動の一環として、ISCNは体験型、インタラクティブなレッスンを実施するトレーニングツールであるPP実習フィールドとVRシステムを開発してきた。これらの二つの施設は相互に補完し、教室での授業に加えて、実際の体験を通じてより深い理解に貢献している。ISCNは2012JFYから、本格的なトレーニングを開始し、これら二つの施設は、国内及び海外の国から450名以上の研修者・見学者を受けいれた。本論文では、これらの2つの施設や核セキュリティを教えるためにそれらを使用する研修プログラムの基本的な概念とアウトラインを示す。

論文

バーチャル・リアリティを用いた核セキュリティトレーニングシステムの概要

野中 信之

核物質管理学会(INMM)日本支部第33回年次大会論文集(インターネット), 7 Pages, 2012/10

日本原子力研究開発機構核不拡散・核セキュリティ総合支援センターでは、アジア地域を中心とする原子力新興国などの核セキュリティの分野における人材育成支援に向けて、幅広いニーズに応じ実践的で体験型の核セキュリティ学習の環境構築のため、バーチャル・リアリティ(VR)を用いたトレーニングシステムの開発・整備を行っている。本システムでは、大型の表示装置(CAVE型スクリーン)上に原子力施設及び設備環境を立体的(3D)に可視化表示するVR施設として再現し、トレーニング参加者はこの映像空間の中で会話型操作により視覚的に原子力施設内を自由に検分できるように設計されている。このVR施設では、原子力施設の特徴や核セキュリティに関する防護機能を学習するとともに、施設内にカメラ、センサーなどの機器を配置して防護システムを構成し、その機能を多様な環境条件(昼夜、天候の変化など)のもとで確かめるなどの実践的な設計・評価の演習を行うことが可能である。本論では、トレーニングシステムの特徴と狙い、基本的なシステムの構成及びトレーニングプログラムの概要について述べる。

論文

Development of regional training course for physical protection of nuclear material and facilities at Integrated Support Center for Nuclear Nonproliferation and Nuclear Security

直井 洋介; 小林 直樹; 濱田 和子; 野呂 尚子; 松澤 礼奈; 若林 修二; 野中 信之; 千崎 雅生; Scharmer, C.*; Duggan, R.*; et al.

Proceedings of INMM 53rd Annual Meeting (CD-ROM), 10 Pages, 2012/07

2010年のワシントンでの核セキュリティサミットにおいて、日本はアジア諸国を中心に人材育成支援や基盤整備支援などのキャパシティ・ビルディング支援を通じて核セキュリティの強化に資するために核不拡散・核セキュリティ総合支援センターを原子力機構に設置するとのコミットメントを行った。その総合支援センターはコミットメントにしたがって、2010年12月に設置され、以後1年半にわたって活動を実施してきた。その活動の概況と新たな核セキュリティトレーニングコースの開発について述べる。

論文

Heavy-ion-induced bystander killing of human lung cancer cells; Role of gap junctional intercellular communication

原田 耕作*; 野中 哲生*; 浜田 信行*; 桜井 英幸*; 長谷川 正俊*; 舟山 知夫; 柿崎 竹彦*; 小林 泰彦; 中野 隆史*

Cancer Science, 100(4), p.684 - 688, 2009/04

 被引用回数:45 パーセンタイル:23.4(Oncology)

The aim of the present study was to clarify the mechanisms of cell death induced by heavy-ion irradiation focusing on the bystander effect in human lung cancer A549 cells. In microbeam irradiation, each of 1, 5 and 25 cells under confluent cell conditions was irradiated with 1, 5 or 10 particles of energetic carbon ions, and then the surviving fraction of the population was measured by a clonogenic assay in order to investigate the bystander effect of heavy-ions. In this experiment, the limited number of cells (0.0001-0.002%, 5-25 cells) under confluent cell conditions irradiated with 5 or 10 carbon ions resulted in an exaggerated 8-14% increase in cell death by clonogenic assay. However, these overshooting responses were not observed under exponentially growing cell conditions. Furthermore, these responses were inhibited in cells treated with an inhibitor of gap junctional intercellular communication (GJIC), whereas these were markedly enhanced by the addition of a stimulator of GJIC. The present results suggest that bystander cell killing by heavy-ions was induced mainly by direct cell-to-cell communication, such as GJIC, which might play important roles in the bystander responses.

論文

Ceramide induces myogenic differentiation and apoptosis in ${it Drosophila}$ Schneider cells

河村 英将*; 立井 一明*; 野中 哲生*; 大日方 英*; 服部 友保*; 小川 愛*; 風間 秀子*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; et al.

Journal of Radiation Research, 50(2), p.161 - 169, 2009/03

 被引用回数:7 パーセンタイル:68.23(Biology)

Cells exposed to genotoxic stress, such as ionizing radiation and DNA damaging reagents, either arrest the cell cycle to repair the genome, or undergo apoptosis, depending on the extent of the DNA damage. DNA damage also has been implicated in various differentiation processes. It has been reported that $$gamma$$-ray exposure or treatment with DNA-damaging agents could induce myogenic differentiation in ${it Drosophila}$ Schneider cells. However, the mechanism underlying this process has been poorly understood. In this study, exposure of Schneider cells to X-rays or energetic carbon ion beams caused increase of TUNEL-positive cells and conversion of round-shaped cells to elongated cells. Both upregulation of genes related to myogenesis and increase of myosin indicate that the radiation-induced morphological changes of Schneider cells were accompanied with myogenic differentiation. Because the intracellular ceramide was increased in Schneider cells after exposure to X-ray, we examined whether exogenous ceramide could mimic radiation-induced myogenic differentiation. Addition of membrane-permeable C$$_{2}$$-ceramide to Schneider cells increased apoptosis and expression of myogenic genes. These results suggest that ceramide plays important roles in both apoptosis and the radiation-induced myogenic differentiation process.

報告書

CABRI炉内試験等の知見を反映した「もんじゅ」ULOF事象解析

佐藤 一憲; 飛田 吉春; 鈴木 徹; 川田 賢一; 深野 義隆; 藤田 哲史; 神山 健司; 野中 信之; 石川 眞; 宇佐美 晋

JAEA-Research 2007-055, 84 Pages, 2007/05

JAEA-Research-2007-055.pdf:16.66MB

高速原型炉「もんじゅ」の当初安全審査では、「技術的には起こるとは考えられない事象」の一つである「1次冷却材流量減少時反応度抑制機能喪失事象(ULOF: Unprotected Loss of Flow)」の評価を行い、発生する機械的エネルギーが大気圧までの等エントロピー膨張ポテンシャルで約380MJになるとの結論を得ていた。一方、「もんじゅ」は平成7年の2次系ナトリウム漏洩事故以来、10年以上の間プラント停止状態が続いており、この停止期間の間に核分裂性プルトニウムの一部が壊変によりアメリシウムに変わることによって、炉心の反応度特性が変化している。本研究はプルトニウム組成の変化による反応度特性の変化が発生エネルギーに与える影響を評価する目的で、ULOF事象の事象推移解析を行ったものである。ULOF事象推移解析においては、原安全審査以後に行われた安全研究によって得られた新たな知見を反映した解析を行った結果、反応度特性の変化を考慮しても、原申請における解析から得られた機械的エネルギー放出値を超えることはないとの結論を得た。

論文

ヒト肺癌由来細胞株における重粒子線誘発バイスタンダー効果による細胞死

原田 耕作*; 野中 哲生*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 桜井 英幸*; 坂下 哲哉; 和田 成一*; 河村 英将*; 長谷川 正俊*; 小林 泰彦; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 102, 2007/02

We have here examined clonogenic survival of confluent human lung cancer A549 cells exposed to X-rays or 220 MeV 12C$$^{5+}$$ charged particles. Targeted exposure of 0.001-0.005 % of cells within the confluent population were resulted in 8-15 % reduction of surviving fraction, suggesting that the induced bystander responses are involved in mechanism of cell death by heavy particles.

論文

Analysis of radiation-induced apoptosis in early ${it Drosophila}$ embryos

立井 一明*; 田巻 倫明*; 河村 英将*; 浜田 信行*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 和田 成一*; 柿崎 竹彦; 野中 哲生*; 大日方 英*; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 103, 2007/02

ショウジョウバエの放射線誘導性アポトーシスに関する研究では、${it p53}$非依存性経路に関する報告はほとんどなく、初期胚でB波紫外線照射によるアポトーシスで${it p53}$の下流遺伝子の発現が認められないとの間接的な事象の観察のみで${it p53}$非依存性経路の存在を明確に示した報告は無かった。今回${it p53}$欠損株の初期胚で放射線誘導性アポトーシスについて検討し、初期胚では放射線照射によって${it p53}$非依存的にArkの発現誘導がおこりアポトーシスが引き起こされることを示唆する結果を得た。

報告書

高速増殖原型炉ULOF事象の評価研究; 最新の知見を反映した炉心損傷評価

飛田 吉春; 守田 幸路; 川田 賢一; 丹羽 元; 野中 信之

PNC-TN9410 97-079, 106 Pages, 1997/09

PNC-TN9410-97-079.pdf:3.9MB

本研究は、FBRの安全研究の一環として大洗工学センターにおいて実施してきた炉心損傷事故(CDA: Core Disruptive Accident)に関する実験的及び解析的研究の成果を反映して、最新の技術知見と安全評価手法により「高速増殖原型炉」のスクラム不作動流量減少事故(ULOF: Unprotected Loss Of Flow)を対象に炉心損傷過程の安全評価を実施したものである。炉心安全の研究では、炉心損傷時のエネルギー発生過程に注目し、CABRI計画等の国際共同炉内試験からエネルギー緩和の機構と効果に関する新たな知見を集約し、国内外での炉外試験データにより個別現象の理解を深めると共に、これらの実験事実に基づきSAS、SIMMER等の安全解析コードの開発・改良・検証を行ってきた。本研究では、これらの成果知見を反映した最新の技術を実機の解析評価に適用し、エネルギー発生過程の詳細で定量的な把握を行うことを目的としている。本研究では、これまでの実機評価で重要性が高いと認識されている炉心溶融進展段階(遷移過程)の挙動における炉心物質の可動量及び運動の履歴とエネルギー発生機構との関係に重点を置き、以下の方法と考え方の下で解析評価を行った。損傷初期の炉心ボイド化にともなう過渡挙動(起因過程)の解析にSAS4Aコード、その後の溶融進展にともなう炉心物質運動(遷移過程)及びエネルギー発生時の炉心外への物質輸送から機械的エネルギーへの変換に至る過程の解析にSIMMER-IIIコードを用い、それぞれ欧州研究機関との協力の下に開発・検証した最新バージョンを適用、臨界実験評価等の最新の炉物理研究成果に基づいて、ボイド、ドップラー反応度係数に対する不確定幅を考慮(不確定性の低減)、燃料過渡挙動と物質運動に関する最新の実験的知見とモデル検証に基づき事象推移の判断と主要物理パラメーターを選定(物理的因果関係の重視)、遷移過程における核的ポテンシャル低減機構の評価への適切な反映(評価技術の進歩)、原型炉の炉心物質の詳細な空間配置模擬(事故推移の特徴確認とエネルギー発生への燃料運動の非同時効果の正確な把握)、炉心エネルギー発生時の機械的エネルギーへの変換を炉心物質の炉心外への輸送とプレナムでのナトリウムとの反応過程の詳細評価(現実的物理機構に基づく評価)以上の方針に基づく一連の解析評価と結果の分析から以下の結論を得た。

口頭

ヒト肺癌細胞株における高LET重イオンマイクロビームによるバイスタンダー効果の検討

原田 耕作*; 野中 哲生*; 桜井 英幸*; 河村 英将*; 長谷川 正俊*; 中野 隆史*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 舟山 知夫; et al.

no journal, , 

ヒト肺癌由来の細胞株を用いて重イオンビーム照射後のバイスタンダー効果の誘導について検討した。ブロードビームを用いた実験で220MeV$$^{12}$$Cの細胞生存曲線は直線的であったが、X線及び220MeV$$^{12}$$CのD$$_{0}$$(37%生存線量)D$$_{10}$$(10%生存線量)はそれぞれ1.59Gy/4.00Gy, 1.23Gy/2.39Gyであった。マイクロビームを用いた実験では、選択的に1つの細胞にのみイオンを照射した際の細胞生存率は非照射細胞とほぼ同様であった。照射細胞数をディッシュ内の5-25個、また各細胞への照射イオン数を5-10個とすると、照射していない細胞の生存率と比較して統計学的に有意に低下した。本実験ではディッシュ全体の細胞のうち0.001-0.005%という極少数の細胞を重イオンビームで照射した時、ディッシュ全体の細胞生存率が有意に低下する結果が得られた。このことは重イオン照射による細胞死のメカニズムにバイスタンダー効果が深く関与していることを示唆している。

口頭

ショウジョウバエ初期胚における放射線誘導性アポトーシスの解析

立井 一明*; 田巻 倫明*; 河村 英将*; 野中 哲生*; 大日方 英*; 服部 友保*; 小川 愛*; 風間 秀子*; 中野 隆史*; 和泉 孝志*; et al.

no journal, , 

ショウジョウバエの放射線誘導性アポトーシスに関する研究では、p53非依存性経路に関する報告はほとんどなく、初期胚でB波紫外線照射によるアポトーシスでp53の下流遺伝子の発現が認められないとの間接的な事象の観察のみでp53非依存性経路の存在を明確に示した報告はなかった。今回p53欠損株の初期胚で放射線誘導性アポトーシスについて検討し、初期胚では放射線照射によってp53非依存的にArkの発現誘導がおこりアポトーシスが引き起こされることを示唆する結果を得た。

口頭

Analysis of bystander effect using high-LET heavy-ion microbeam

原田 耕作*; 野中 哲生*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 桜井 英幸*; 和田 成一*; 坂下 哲哉; 長谷川 正俊*; 小林 泰彦; 中野 隆史*

no journal, , 

重イオン放射線治療は、優れた線量分布と高い生物学的効果ゆえに、期待されている。しかし、ブロードビームによる細胞死メカニズムは、十分に解明されていない。本研究では、バイスタンダー効果に焦点を当て、p53ヒト肺癌細胞株A549を用い、重イオン照射による細胞死メカニズムを明らかにする。群馬大学のMBR-1505と、TIARA(JAEA)の$$^{12}$$C(220MeV)と$$^{20}$$Ne(260MeV)を用い、コンフルエントな細胞にX線を照射し、コロニー形成法で細胞生存率を調べた。X線(150kV), $$^{12}$$C, $$^{20}$$Neを照射した細胞のD$$_{0}$$/D$$_{10}$$は、それぞれ1.59Gy/4.00Gy, 1.23Gy/2.39Gy, 1.81Gy/4.55Gyだった。細胞50万個中わずか5$$sim$$25個の細胞に100個のイオンを照射することで、非照射対照群と比較して生存率が23$$sim$$48%減少した。バイスタンダー効果は、重イオン照射による細胞死メカニズムに重要な役割を果たしていることがわかった。さらに、DNA修復の細胞応答や重イオン照射によるアポトーシスの研究を進め、臨床分野での重イオン放射線治療法を確立する。

口頭

ヒト肺癌細胞株における高LET重イオンマイクロビームによるバイスタンダー効果の検討

原田 耕作*; 野中 哲生*; 浜田 信行*; 桜井 英幸*; 河村 英将*; 長谷川 正俊*; 小林 泰彦; 中野 隆史*

no journal, , 

重イオン照射による高い殺細胞効果やバイスタンダー効果の分子機序は未だ十分に解明されていない。本研究ではヒト肺癌細胞株を用いて重イオンビーム照射後のバイスタンダー効果の細胞死の機序について解明する。細胞はヒト肺癌由来の細胞株であるA549を用いた。X線照射はMBR-1505,重イオン照射は原子力機構高崎量子応用研究所のマイクロビーム照射装置及びブロードビーム照射装置により行った。照射後の細胞生存率はコロニー形成法で検討した。X線照射によるD$$_{0}$$/D$$_{10}$$は1.59Gy/4.00Gyであったが、ブロードビームを用いた実験では$$^{12}$$C(LET=108keV/$$mu$$m)のD$$_{0}$$/D$$_{10}$$は1.23Gy/2.39Gyであった。また、コンフルエントな状態にある約50万細胞中の5-25細胞に対して、それぞれ$$^{12}$$C(LET=103keV/$$mu$$m)をマイクロビームで5-10個ずつ照射するとディッシュ全体の生残率が9-15%低下した。重イオン照射による高い殺細胞効果と細胞死のメカニズムにバイスタンダー効果の関与が示唆された。

口頭

ショウジョウバエ培養細胞における紫外線誘発アポトーシスの解析

河村 英将*; 立井 一明*; 野中 哲生*; 大日方 英*; 服部 友保*; 小川 愛*; 風間 秀子*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; et al.

no journal, , 

哺乳動物細胞を用いた研究などからセラミドが脂質性シグナルとしてアポトーシスの誘発に関与することが示されているが、セラミド産生経路の活性化機構や制御因子は明らかにされていない。われわれはショウジョウバエをモデルにアポトーシスにおけるセラミドの産生経路について検討した。UV-Cを照射したSL2株から経時的に脂質を抽出してセラミドの定量を行った。セラミド濃度は照射5時間後には照射前の約3倍程度まで上昇した。また、C2セラミドをSL2株に添加したところ、カスパーゼ3/7活性の上昇が認められた。さらにセラミドを分解するセラミダーゼの遺伝子をSL2株に導入して誘導的に発現させたところ6割程度までカスパーゼ3/7活性の低下が見られた。RNAi実験では中性スフィンゴミエリナーゼ相同遺伝子の二本鎖RNAを細胞に添加したものでカスパーゼ3/7活性の低下が見られた。酸性スフィンゴミエリナーゼ相同遺伝子,セラミド合成酵素遺伝子,スフィンゴ脂質・4不飽和化酵素遺伝子の二本鎖RNAを添加したものでは明らかな低下は見られなかった。すなわち、SL2株においてもセラミドがアポトーシスの重要な因子であり、中性スフィンゴミエリナーゼ相同遺伝子がその産生に関与していることが示唆された。

口頭

パイロットスケール熱分解炉を用いた除染廃棄物の処理試験,3 飯舘村水田土壌の加熱処理

大杉 武史; 中塩 信行; 三村 竜二; 野中 一晴; 中西 良樹; 大越 実; 時澤 孝之; 中山 真一; 木村 武*

no journal, , 

農地等の除染作業から発生する植物や土壌などの除染廃棄物を減容処理することを目的として、パイロットスケールのロータリーキルン型熱分解炉を製作し、加熱処理試験を行った。本報では、飯舘村の水田から採取した性質の異なる土壌を用いて行った加熱試験結果について報告する。

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