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論文

Visualizing cation vacancies in Ce:Gd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$ scintillators by gamma-ray-induced positron annihilation lifetime spectroscopy

藤森 公佑*; 北浦 守*; 平 義隆*; 藤本 將輝*; Zen, H.*; 渡邊 真太*; 鎌田 圭*; 岡野 泰彬*; 加藤 政博*; 保坂 将人*; et al.

Applied Physics Express, 13(8), p.085505_1 - 085505_4, 2020/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Physics, Applied)

CeドープGd$$_{3}$$Al$$_{2}$$Ga$$_{3}$$O$$_{12}$$(Ce:GAGG)シンチレーターにおける陽イオン空孔の存在を明らかにするために、ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定(GiPALS)法による測定を行った。GAGGおよびCe:GAGGのGiPALSスペクトルに現れる成分は、バルク中と欠陥に捕獲された状態の陽電子消滅であり、その結果2つの指数減衰成分で構成されている。Ce:Y$$_{3}$$Al$$_{5}$$O$$_{12}$$に関する研究から、欠陥に関連する構造はAl/Ga-Oの複空孔に起因するものであることが示唆された。この成分は、Ce, Mg:GAGGの方が小さくなり、その傾向はリン光の原因である浅い電子トラップの抑制と相関していた。酸素空孔は、Al/Ga空孔の電荷を補う役割をしている。欠陥に関連した構造における寿命は、Mg共ドーピングによって大幅に変化し、これは、酸素空孔とともに、Al/GaサイトでのMg$$^{2+}$$イオンとの集合体を考慮することで理解され、その結果、空孔クラスターが形成された。

論文

Quantitative measurement of hard X-ray spectra for high intensity laser produced plasma

Zhang, Z.*; 西村 博明*; 波元 拓哉*; 藤岡 慎介*; 有川 安信*; 錦野 将元; 河内 哲哉; 匂坂 明人; 細田 裕計*; 織茂 聡; et al.

Review of Scientific Instruments, 83(5), p.053502_1 - 053502_5, 2012/05

 被引用回数:16 パーセンタイル:33.88(Instruments & Instrumentation)

ラウエ分光器を用いて17-77keVまでのレーザープラズマからの特性X線の定量計測を行った。ラウエ分光器では信号強度や露光時間によって検出器としてCSI蛍光体にCCDカメラかイメージングプレートのどちらかを選択して用いることができる。別の構成された計測器を用いたレーザープラズマX線及び、放射性同位体を用いてラウエ分光器の絶対感度較正を行った。実験におけるラウエ結晶からの積算反射率は、X線回折コードを用いた計算結果とよく一致していることがわかった。このラウエ分光器を用いた定量計測の結果から特性X線発生のための入射レーザーエネルギーから高速電子への変換効率について議論する。

論文

Efficient multi-keV X-ray generation from a high-Z target irradiated with a clean ultra-short laser pulse

Zhang, Z.*; 錦野 将元; 西村 博明*; 河内 哲哉; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 織茂 聡; 小倉 浩一; 余語 覚文; 岡野 泰彬*; et al.

Optics Express (Internet), 19(5), p.4560 - 4565, 2011/02

 被引用回数:16 パーセンタイル:32.97(Optics)

近年の超高強度レーザー技術の進展により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現している。そこで高コントラスト超高強度フェムト秒レーザーパルスによるモリブデンと銀平板ターゲットを用いた高効率K殻特性X線発生実験を行った。Mo 17keVとAg 22keVのX線発生効率の絶対値の計測を行い、これまでの理論予測値と同じ程度の高効率でX線が発生していることを確認した。

論文

$${gamma}$$-H2AX and phosphorylated ATM focus formation in cancer cells after laser plasma X irradiation

佐藤 克俊; 錦野 将元; 岡野 泰彬*; 大島 慎介*; 長谷川 登; 石野 雅彦; 河内 哲哉; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 西村 博明*

Radiation Research, 174(4), p.436 - 445, 2010/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:43.86(Biology)

単色性,超短パルス性や空間コヒーレンス等の特徴があるレーザープラズマX線を用いた放射線生物影響研究の展開を行った。超短パルスレーザーを銅ターゲットに照射することにより8keV,ピコ秒程度のK殻特性X線パルスを発生させ、ポリキャピラリーX線レンズで集光、細胞照射可能な照射装置の開発を行った。レーザープラズマX線の吸収線量はガフクロミックフィルムを用いて行った。免疫蛍光染色法を用いて2Gyの照射を行ったときにがん細胞核内に生成するリン酸化H2AXとATMのフォーカス生成の確認を行いDNA2本鎖切断の確認を行った。また、それらの結果を医療用の線形加速器を用いて得られた結果と比較を行い、これまでのX線源と比較してレーザープラズマX線は放射線生物研究にとって有用性の高いX線源であることを示した。

論文

Monochromatic X-ray emission from laser produced plasma with a clean ultra-short laser pulse

Zhang, Z.*; 錦野 将元; 西村 博明*; 河内 哲哉; 匂坂 明人; 織茂 聡; 小倉 浩一; Pirozhkov, A. S.; 余語 覚文; 岡野 泰彬*; et al.

レーザー研究, 38(9), p.698 - 701, 2010/09

超高強度レーザーによる高輝度単色X線光源の実現のためにはX線光子発生についての発生機構解明と高効率かを図っていく必要がある。そこで、高コントラスト高強度超短パルスレーザーを用いた銅ターゲットからのK殻特性X線の高効率発生について実験的研究を行った。高コントラストレーザー照射により従来の実験結果よりも高いX線の変換効率を得た。

論文

Application of laser produced plasma K$$alpha$$ X-ray probe in radiation biology

錦野 将元; 佐藤 克俊; 長谷川 登; 石野 雅彦; 大島 慎介*; 岡野 泰彬*; 河内 哲哉; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 西村 博明*

Review of Scientific Instruments, 81(2), p.026107_1 - 026107_3, 2010/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:30.15(Instruments & Instrumentation)

放射線生物学研究に向けたレーザープラズマX線照射装置の開発を行った。超短パルスレーザーを銅ターゲットに照射することにより8.0keV, 1psのK殻特性X線パルスを発生させた。ポリキャピラリーX線レンズを用いてレーザープラズマX線を集光し、ヒト肺腺がん細胞A549に照射を行い放射線生物影響の確認を行った。X線照射終了30分後に抗$$gamma$$H2AX抗体を用いた免疫蛍光染色法によりDNA二本鎖切断部位の検出を行った。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発された$$gamma$$H2AXのフォーカス形成を確認した。X線集光径の縮小及び、X線発生効率の向上によりX線照射線量率を増加させ、癌細胞内の局所領域における超短パルスX線による放射線生物影響研究を展開していく予定にしている。

論文

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて

高村 秀一*; 門 信一郎*; 藤井 隆*; 藤山 寛*; 高部 英明*; 足立 和郎*; 森宮 脩*; 藤森 直治*; 渡辺 隆行*; 林 泰明*; et al.

カラー図解,プラズマエネルギーのすべて, P. 164, 2007/03

核融合並びにプラズマに興味を持ってもらい、またその有用性,将来性を広く理解してもらうための一般向け解説書として、プラズマ・核融合学会の企画(日本実業出版社から出版予定)に共同執筆で出版するものである。読者の対象範囲は、理科に興味を持つ高校生,大学生・一般社会人,ある種のプラズマに仕事で関連している人で、他分野からのヒントを求める人など、広い層に読んでもらえることを想定している。(目次:はじめに/プラズマってなんだ?/プラズマ技術のひろがり/実験室の超先端プラズマ/核融合プラズマエネルギーとは?/プラズマエネルギーへの道/核融合プラズマエネルギー発電所を目指して/プラズマエネルギーと未来社会)

論文

Overview of the national centralized tokamak programme

菊池 満; 玉井 広史; 松川 誠; 藤田 隆明; 高瀬 雄一*; 櫻井 真治; 木津 要; 土屋 勝彦; 栗田 源一; 森岡 篤彦; et al.

Nuclear Fusion, 46(3), p.S29 - S38, 2006/03

 被引用回数:13 パーセンタイル:54.28(Physics, Fluids & Plasmas)

トカマク国内重点化装置(NCT)計画は、大学における成果を取り込みつつJT-60Uに引き続き先進トカマクを進めるための国内計画である。NCTのミッションは発電実証プラントに向けて高ベータ定常運転を実現するとともに、ITERへの貢献を図ることである。高ベータ定常運転を実現するために、装置のアスペクト比,形状制御性,抵抗性壁モードの帰還制御性,電流分布と圧力分布の制御性の機動性と自由度を追求した。

口頭

Monoenergetic hard X-ray emission from carbon-nanotube-array coated targets with femtosecond laser pulses

岡野 泰彬*; 錦野 将元; 中原 将吾*; 時田 茂樹*; 升野 振一郎*; 橋田 昌樹*; 阪部 周二*; 中野 秀俊*; 河内 哲哉; 西村 博明*; et al.

no journal, , 

近年、超短パルスレーザー技術の発展に伴い、高輝度・超短パルス・単色X線発生及びそれらを利用した超高速現象の時間分解や生物学的応用に関する研究が進められている。現在、共同研究グループではX線照射による放射線影響の基礎過程研究のためにレーザープラズマX線を用いたマイクロビーム装置の開発を行っている。このようなX線利用研究においては、レーザーからプラズマX線への変換効率の改善は重要な研究課題の1つであり、数keVのエネルギーのX線発生効率の向上のために低密度ターゲットを用いた研究が行われている。今回、カーボンナノチューブを表面にコートしたターゲットを用いることによりX線変換効率の改善を目指し、高エネルギー単色X線発生実験を行った。

口頭

レーザープラズマX線マイクロビーム照射装置の開発と放射線生物学への応用

錦野 将元; 石野 雅彦; 長谷川 登; 河内 哲哉; 佐藤 克俊*; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 大島 慎介*; 岡野 泰彬*; 西村 博明*

no journal, , 

超短パルス・高強度レーザー技術の進展により高輝度・単色なレーザー駆動X線パルスの研究開発が進められている。現在、レーザー駆動単色X線源による応用研究への展開が期待されており、その特徴である単色性・空間コヒーレンス・短パルス性・高輝度を活かした生物学分野への応用実験の検討を行った。今回、レーザー駆動単色X線による放射線影響を確認することを目的とした「レーザー駆動高輝度X線マイクロビーム装置の開発」と、その装置を用いた「放射線腫瘍学への展開」に関する研究を開始した。初期実験としてレーザープラズマ線による細胞照射を行い、レーザープラズマX線による放射線影響を確認した。今後は単一細胞照射可能なレーザー駆動高輝度X線マイクロビーム装置の設計及び開発を行っていく予定である。

口頭

レーザープラズマX線を用いたマイクロビーム照射装置の開発とがん細胞におけるDNA二本鎖切断の同定

佐藤 克俊*; 錦野 将元; 岡野 泰彬*; 長谷川 登; 石野 雅彦; 大島 慎介*; 沼崎 穂高*; 河内 哲哉; 手島 昭樹*; 西村 博明*

no journal, , 

レーザープラズマX線を用いたマイクロビーム装置により、X線を癌細胞に照射することにより発生するDNA二本鎖切断を検出した。ターゲットとしてCuフォイルを用い、レーザーの照射により8KeV K殻特性X線を発生させ、ポリキャピラリーX線レンズを用いてX線を集光し細胞へ照射した。X線スポットの確認のためにガフクロミックフィルムEBTを用いた。がん細胞株としてヒト肺腺がん細胞株A549を用い、照射終了30分後に抗$$gamma$$-H2AX抗体, 抗リン酸化型ATM抗体を用いた免疫蛍光染色法によりDNA二本鎖切断部位を検出した。レーザープラズマX線の線量はレーザー1ショットあたり0.12mGyであった。免疫蛍光染色の結果、レーザープラズマX線の照射により誘発された$$gamma$$-H2AX及びリン酸化ATMのフォーカス形成が確認された。フォーカス陽性細胞は直径約600から900ミクロンの範囲に存在しており、この範囲はガフクロミックフィルムEBTの濃度変化から求めたX線スポットサイズとほぼ同等であった。今後はX線集光径を縮小し、X線発生効率の向上により線量率を増加させ、がん細胞の細胞内局所領域における放射線影響研究を展開する。

口頭

レーザー駆動単色X線と放射線生物学への応用

錦野 将元; 佐藤 克俊; 石野 雅彦; 長谷川 登; 加道 雅孝; 河内 哲哉; 沼崎 穂高*; 手島 昭樹*; 岡野 泰彬*; 大島 慎介*; et al.

no journal, , 

近年の超高強度レーザーの開発により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現しつつある。一方で、X線マイクロビームの細胞照射によるバイスタンダー効果の研究をはじめとする生物学の分野や、光子活性化療法やX線血管造影等の医療,医学分野において単色X線パルスの有用性が認識されはじめており、レーザー駆動による単色X線源を実現することができれば、従来の大型放射光施設よりも格段に小型,安価で高輝度な光源として、生物学,医学分野をはじめとする諸分野へ大きな貢献をすることができる。本研究では、高輝度な単色X線パルス発生とともに、その単色X線源を使った生物学や医学分野への応用研究への展開を目的としている。そこで、大阪大学大学院医学研究科・医用物理学講座及び大阪大学レーザーエネルギー学研究センターと共同で超短パルスレーザーによって発生させたレーザープラズマX線及び、軟X線レーザーを利用したX線マイクロビーム照射装置の開発及び、その装置を用いた放射線生物影響に関する応用研究を進めている。講演では、今超短パルスレーザープラズマX線の持つ超短パルス,高輝度,単色エネルギー,高空間コヒーレンスであるという特徴を活かしたがん細胞における放射線生物影響研究を展開について発表を行う。

口頭

高コントラスト超高強度レーザーによる高エネルギー単色X線の発生

錦野 将元; Zhang, Z.*; 西村 博明*; 河内 哲哉; Pirozhkov, A. S.; 匂坂 明人; 小倉 浩一; 織茂 聡; 岡野 泰彬*; 大島 慎介*; et al.

no journal, , 

近年の超高強度レーザーの実現により、高輝度の単色X線パルスの発生が実現しつつある。超高強度レーザーによる高輝度単色X線光源の実現のためにはX線光子発生についての発生機構の解明と高効率化を図っていく必要がある。そこで原子力機構の高コントラスト超短パルス超高強度レーザーを用いた高原子番号元素(銅,モリブデン,銀)からのK殻特性X線発生実験を行ったところ高コントラストのレーザー照射によりX線へのエネルギー変換効率が従来の実験結果よりも高く、これまでの理論予測値とほぼ一致する結果を得た。

口頭

ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定システムの開発

平 義隆*; 藤本 將輝*; 藤森 公佑*; 北浦 守*; Zen, H.*; 岡野 泰彬*; 保坂 将人*; 山崎 潤一郎*; 加藤 政博*; 平出 哲也; et al.

no journal, , 

一般的な陽電子源には$$^{22}$$Naなどの放射性核種が利用されるが、厚さ1mm以上の金属材料を透過できないといった問題がある。厚さ数cmのバルク試料及び圧力炉や高温炉など容器に入れられた試料に陽電子を発生させる方法として、高エネルギーガンマ線を利用するガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法(Gamma-ray induced positron annihilation lifetime spectroscopy: GiPALS)がある。陽電子の消滅寿命は、金属材料では200ps程度であるため陽電子寿命を正確に測定するためにはそれよりもパルス幅の短いガンマ線をGiPALSに利用することが重要である。我々は、UVSORにおいて90$$^{circ}$$衝突レーザーコンプトン散乱を用いて独自に開発してきたパルス幅2psの超短パルスガンマ線のGiPALSへの原理実証実験に成功した。

口頭

UVSORにおけるガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法の開発

平 義隆*; 藤本 將輝*; 藤森 公佑*; 北浦 守*; Zen, H.*; 岡野 泰彬*; 保坂 将人*; 山崎 潤一郎*; 加藤 政博*; 平出 哲也; et al.

no journal, , 

一般的な陽電子源には$$^{22}$$Naなどの放射性核種が利用されるが、厚さ1mm以上の金属材料を透過できないといった問題がある。厚さ数cmのバルク試料及び圧力炉や高温炉など容器に入れられた試料に陽電子を発生させる方法として、高エネルギーガンマ線を利用するガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法(Gamma-ray induced positron annihilation lifetime spectroscopy: GiPALS)がある。陽電子の消滅寿命は、金属材料では200ps程度であるため陽電子寿命を正確に測定するためにはそれよりもパルス幅の短いガンマ線をGiPALSに利用することが重要である。我々は、UVSORにおいて90$$^{circ}$$衝突レーザーコンプトン散乱を用いて独自に開発してきたパルス幅2psの超短パルスガンマ線のGiPALSへの原理実証実験に成功した。

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