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達本 衡輝; 白井 康之*; 塩津 正博*; 成尾 芳博*; 小林 弘明*; 野中 聡*; 稲谷 芳文*
IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 101, p.012177_1 - 012177_8, 2015/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.05(Thermodynamics)直接強制冷却方式のCICC(ケーブルインコンジット)超伝導導体内における液体水素の冷却安定性を評価するために、内径5.7mm, 8mm, 5mmの断熱円管流路の中心軸上に直径1.2mm, 長さ60mm, 120mm, 200mmのPtCo製ワイヤヒーターをそれぞれ設置し、指数関数状に連続に加熱した場合のサブクール液体水素の強制流動下における定常および過渡熱伝達特性を加熱速度をパラメータとして圧力0.7MPa、液温21Kの条件下で測定した。流速は0.3m/sから7m/sまで変化させた。加熱速度が速くなると、核沸騰熱伝達域では、加熱速度の影響はほとんどないが、過渡CHFは、加熱速度が速くなるにつれて大きくなり、液体窒素で報告されているような膜沸騰直接遷移現象による過渡CHFの低下は液体水素の場合ないことがわかった。また、過渡状態におけるCHFは、定常CHFからの上昇分として整理することができ、流速および圧力に依存せず、加熱速度の関数で表されることがわかった。定常CHFにおいては加熱等価直径の影響は明確に現れなかったが、過渡熱伝達においては、同一の加熱等価直径の場合の過渡CHFの定常CHFからの上昇分は等しく、加熱等価直径が大きくなるとその増分も大きくなることがわかった。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 4, p.623 - 626, 2014/04
これまでに、核融合炉のような中性子発生装置に用いるコンクリート中の誘導放射能を減らすために、低放射化コンクリート,ボロン入り低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成される多層コンクリート構造体の開発を行ってきた。本研究では、製作費用を減らすためにボロン入り低放射化コンクリートの替わりにB
Cとレジンから成るボロンシートを開発した。このボロンシートを入れた多層コンクリート構造体の遮蔽性能を調べるために4種類の構造体を用いて、FNSでDT中性子照射実験を行った。構造体は、幅30cm,高さ30cm,厚さ50cmであり、厚さ20cmの低放射化コンクリートと厚さ30cmの普通コンクリートから構成される。構造体1では、厚さ4mmのボロンシートを低放射化コンクリートと普通コンクリートの間に挿入した。構造体2では、構造体1の表面から深さ10cmの位置にボロンシートを追加した。構造体3では、構造体2の表面から深さ30cmの位置にボロンシートを追加した。比較のために、構造体4では、ボロンシートを挿入しない構造体を用いて実験を行った。金とニオブの放射化箔を用いて、深さ5cmごとに反応率を測定した。ボロンシートを挿入することにより、低エネルギー中性子で生成される金の反応率が約1/4に減少しており、ボロンシート付多層コンクリート構造体は低エネルギー中性子を効率的に減少させることを実証した。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
Journal of Nuclear Materials, 417(1-3), p.1131 - 1134, 2011/10
被引用回数：11 パーセンタイル：60.88(Materials Science, Multidisciplinary)核融合炉等の中性子発生施設に用いるコンクリート壁に関し、建設コストや廃棄コストの増加を抑制しながら誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。本研究では、多層コンクリート構造体の有効性を確認するために、原子力機構の核融合中性子源施設FNSを用いて、多層コンクリート構造体試験体の14MeV中性子照射実験を行い、金とニオブの反応率分布,コンクリート中の誘導放射能分布を測定した。比較のために、普通コンクリート単一構造体及びボロン含有低放射化コンクリート単一構造体に対しても、照射実験を行った。多層構造コンクリート構造体では、試験体表面から深さ15cmの位置での金の反応率は、普通コンクリート単一構造体のおおむね1/3程度となった。また、その値は、ボロン含有コンクリート単一構造体での金の反応率とほぼ同じ値であり、開発した多層コンクリート構造体を用いることにより費用の高いボロン量を抑制しながら、誘導放射能を低減させることができることを確認した。
-edge鵜飼 正敏*; 横谷 明徳; 野中 裕介*; 藤井 健太郎; 斎藤 祐児
Radiation Physics and Chemistry, 78(12), p.1202 - 1206, 2009/12
被引用回数：5 パーセンタイル：35.97(Chemistry, Physical)電子的な特性の観点からDNAの水和構造を明らかにするため、DNAが溶解した液体試料を液体分子線として真空中に導出した後これに対する光電子分光実験が可能となる装置を開発した。光源として、シンクロトロン軟X線を分光して得たビームを用いた。本発表では、(1)水の部分光電子断面積を酸素K吸収端付近で測定した結果及び酸素のオージェ電子を分光測定した結果と、(2)DNA関連の生体分子試料としてAMP, CMP及びGMPの各ヌクレオチド分子の水溶液に対する窒素K吸収端領域における全電子収量スペクトルを測定した結果を発表する。実験はSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)で行った。試料液体分子線は真空中で
=20
m程度であり、これに直交するように50m程度まで集光した単色軟X線ビームを照射した。興味ある結果として、生体分子試料は水のあるなしでその吸収スペクトルには大きな差がなかったが、一方水の酸素から放出されたAuger電子のエネルギーは、励起軟X線エネルギーに顕著に依存した。
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：56 パーセンタイル：75.67(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.
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。
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
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.
前川 利雄*; 梅津 朋岳*; 野中 英*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 佐藤 聡; 西谷 健夫
セメント・コンクリート, (719), p.26 - 31, 2007/01
コンクリートの放射化特性は、セメントと骨材の2つの構成材料の組成比に依存する。これまで提案された低放射化コンクリートでは、不純物質を多く含む骨材を低放射化させる観点から、石灰石骨材などの純度の高い材料を適用することによって低放射化特性を実現している。このようなコンクリートでは、セメントに由来する不純物質成分による誘導放射能が大きな影響を及ぼすようになる。そこで、本開発では従来の骨材選別に加えて、セメントの一部を不純物質成分の少ない石灰石微粉末材料に置換する調合設計手法を導入し、セメント由来の不純物量を低く抑えるコンクリートを製作した。原子力機構の核融合中性子源装置FNSにおいて、試作した低放射化コンクリート及び普通コンクリートに対しDT中性子を照射し、放射化特性を実験的に評価した。その結果、開発した低放射化コンクリートでは、普通コンクリートに比べて
Naの誘導放射能が約1/7に低減することを実験的に確認した。長寿命核種の
Na(半減期2.6年)については、普通コンクリートでは、照射後10日において約20Bq/g検出したが、低放射化コンクリートでは検出しなかった。
野中 英*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 前川 利雄*; 佐々木 静郎*; 梅津 朋岳*; 佐藤 聡
no journal, ,
放射線施設に用いられる遮蔽コンクリート壁の放射化に注目し、施設機器等の停止後のメンテナンス時の放射線バックグランドレベルを低く抑えることを目的として、低放射化コンクリートの開発を行っており、開発した低放射化コンクリートに対して、FNSを用いて、中性子照射実験を行った。その1では、使用材料と調合計画、並びに化学分析結果について述べる。開発した低放射化コンクリートは、骨材に石灰石砕石・砕砂を用いており、さらにセメントの一部を石灰石微粉末で置換している。化学分析を、普通コンクリートと開発した低放射化コンクリートの両者について行い、ナトリウム総量を比較・検討した。その結果、低放射化コンクリートのナトリウム総量は、普通コンクリートの1/40程度になっていることを確認した。また、硬化したコンクリートの分析結果から求められるナトリウム総量は、構成材料ごとの化学分析結果から求められるものに対して、大きくなる傾向があることを示した。この差異は化学分析の精度に起因するものと考えられる。
梅津 朋岳*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 前川 利雄*; 佐々木 静郎*; 野中 英*; 佐藤 聡
no journal, ,
骨材に石灰石砕石・砕砂を用い、セメントの一部を石灰石微粉末に置換した低放射化コンクリートを開発し、FNSにおいて、中性子照射実験を行った。中性子源はD-T反応による14MeV単色中性子であり、照射時間は約16時間、中性子束は5
10
(n/cm/s
)である。コンクリート試料は粉砕された粉末約2gであり、比較用の普通コンクリートについても同一条件にて、照射実験を実施した。実験の結果、普通コンクリートにおいて照射直後から3日後までについて、最も誘導放射能量が大きいのはNa(半減期15時間)であり、照射終了後1日において9.810
(Bq./g)であった。一方、低放射化コンクリートでは、1.510(Bq./g)となり約1/6に誘導放射能を低減できることがわかった。また、施設の解体時に問題となる長寿命核種のNa(半減期2.6年)については普通コンクリートでは約210
(Bq./g)生成したが、低放射化コンクリートでは検出できず、Naの大幅な低減に成功した。
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
Cの細胞生存曲線は直線的であったが、X線及び220MeVCのD
(37%生存線量)D
(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。
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C(220MeV)と
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), C, Neを照射した細胞のD/D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
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2348%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。
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/D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C(LET=108keV/m)のD/D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C(LET=103keV/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。
鵜飼 正敏*; 横谷 明徳; 野中 裕介*; 藤井 健太郎; 斎藤 祐児
no journal, ,
電子的な特性の観点からDNAの水和構造を明らかにするため、DNAが溶解した液体試料を液体分子線として真空中に導出した後これに対する光電子分光実験が可能となる装置を開発した。光源として、シンクロトロン軟X線を分光して得たビームを用いた。本発表では、(1)AMP, CMP及びGMPの各ヌクレオチド分子の水溶液に対する窒素K吸収端領域における全電子収量スペクトルを測定した結果を発表する。このスペクトルは吸収スペクトルに対応する。また、(2)水の部分光電子断面積を酸素K吸収端付近で測定した。実験はSPring-8の軟X線ビームライン(BL23SU)で行った。試料液体分子線は真空中で=20m程度であり、これに直交するように50m程度まで集光した単色軟X線ビームを照射した。
佐藤 聡; 前川 利雄*; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
no journal, ,
中性子発生施設に用いるコンクリート遮蔽壁に関し、建設コストの増加を抑制しながら運転後の誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。本研究では、多層コンクリート構造体の有効性を確認するために、原子力機構の核融合中性子源施設FNSを用いて、多層コンクリート構造体試験体の14MeV中性子照射実験を行い、金とニオブの反応率分布,コンクリート中の誘導放射能分布を測定した。比較のために、普通コンクリート単一構造体及び表面から15cmまでをボロン含有低放射化コンクリートとする単一構造体に対しても、照射実験を行った。ボロン含有低放射化コンクリート単一構造体では、金の反応率は、コンクリート内部のすべての位置において、普通コンクリート単一構造体のおおむね1/3程度となった。一方、多層構造コンクリート構造体では、試験体表面から深さ15cmの位置での金の反応率は、ボロン含有コンクリート単一構造体での測定結果とほとんど同じであった。本実験で、開発した多層コンクリート構造体を用いることにより費用の高いボロン量を抑制しながら、誘導放射能を低減させることができることを確認した。
前川 利雄*; 佐藤 聡; 吉松 賢二*; 佐藤 孝一*; 野中 英*; 高倉 耕祐; 落合 謙太郎; 今野 力
no journal, ,
中性子発生施設に用いるコンクリート遮蔽壁に関し、建設コストの増加を抑制しながら運転後の誘導放射能を低減させることを目的として、ボロン含有コンクリート層を有する多層コンクリート構造体を設計,開発した。本構造体は、中性子線源側から順に、低放射化コンクリート,ボロン含有低放射化コンクリート,普通コンクリートから構成されている。線源側第1層は高速中性子を減速させる役割を果たし、減速した中性子は第2層のボロン含有層により効率的に吸収される。また、第1層に低放射化コンクリートを用いることにより、短半減期核種の生成が抑制され、施設のメンテナンス前の冷却時間を短縮することができる。低放射化コンクリートとしては、セメントの一部を石灰石微粉末に置換した独自の低放射化コンクリートを採用している。14MeV中性子を線源とした中性子輸送計算を行い、層の厚さやボロン濃度を決定した。第1層を10cm、第2層を5cm、ボロン濃度を2wt.%とした場合、すべて普通コンクリートの場合に比べて、第3層での1eV以下の低速中性子束が約1/3となった。中性子発生施設において、開発した多層コンクリート構造体を遮蔽コンクリート壁に用いることにより、施設解体時に放射性廃棄物となるコンクリートの量を大幅に低減することが可能となる。
達本 衡輝; 白井 康之*; 樋川 恭介*; 原 佑規*; 塩津 正博*; 小林 弘明*; 成尾 芳博*; 八木下 剛*; 野中 聡*; 丸 祐介*; et al.
no journal, ,
これまでにない外部磁場環境下における液体水素中の高温超電導材料の通電基礎特性データを取得し、液体水素冷却高温超電導機器の冷却設計指針を確立するために、液体水素冷却超伝導線材特性測定装置を設計・製作を行った。本装置では、高温超電導線材等の供試体を設置する液体水素槽は、実績のある既存の液体水素熱流動実験装置をベースに機器設計及び安全設計を行った。その外側に真空断熱槽を介して、磁場発生用の7TのNbTi超電導マグネット冷却用液体ヘリウム槽を設けて、多重容器構造とした。長時間、安定に実験を行うために、熱流動解析により侵入熱軽減対策を実施し、超電導マグネットクエンチ時の安全対策を検討した。さらに、強磁場発生時における周辺機器への漏洩磁場の影響も3次元磁場解析により明らかにし、その軽減対策も施した。水素防爆の観点から、実験時は、安全距離を十分確保した制御室で行えるように、遠隔による計測・制御システムも構築した。2012年の夏期に完成させ、初めての低温性能試験を実施し、設計どおりの性能を有することを確認した。
達本 衡輝; 白井 康之*; 塩津 正博*; 堀江 裕輝*; 米田 和也*; 松澤 崇之*; 小林 弘明*; 成尾 芳博*; 稲谷 芳文*; 茂田 宏樹*; et al.
no journal, ,
ケーブルインコジット導体(CICC)のような直接冷却方式の超伝導導体内の冷却特性を解明するために、円管流路内の中心軸上にPtCo製の直径1.2mm、長さ60mmから200mmのワイヤ発熱体を用いて、サブクール液体水素の強制流動下における核沸騰限界熱流束を測定した。圧力条件は0.4MPaから臨界圧力よりわずかに低い1.1MPaまでとし、流速をパラメータとして16m/sの範囲まで変化させた。非沸騰域の熱伝達はDittus-Boelter式で予測される値と一致したが、流速が遅い領域では層流と自然対流の影響のため、実験結果は従来の相関式より大きくなった。核沸騰熱伝達は同一圧力条件下では流速に依存しないが、圧力が高くなるにつれて向上した。強制対流下での核沸騰の限界値であるDNB熱流束は円管の場合と同様に低流速域では流速に比例し、高流速域側では、その増加傾向は小さくなった。このしきい値とDNB熱流束の流速依存性はウェーバー数(We)で整理でき、代表長さに加熱等価直径を用いることにより、既に円管で導出したDNB熱流束相関式で実験結果を記述できることを確認した。
